• 제목/요약/키워드: 기계적 손상

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다중선형회귀와 기계학습 모델을 이용한 PM10 농도 예측 및 평가 (Evaluation and Predicting PM10 Concentration Using Multiple Linear Regression and Machine Learning)

  • 손상훈;김진수
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권6_3호
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    • pp.1711-1720
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    • 2020
  • 최근 급속한 산업화와 도시화로 인해 인위적으로 발생하는 미세먼지(Particulate matter, PM)는 기상 조건에 따라 이동 및 분산되면서 피부와 호흡기 등 인체에 악영향을 미친다. 본 연구는 기상인자를 multiple linear regression(MLR), support vector machine(SVM), 그리고 random forest(RF) 모델의 입력자료로 하여 서울시 PM10 농도를 예측하고, 모델 간 성능을 비교 평가하는데 그 목적을 둔다. 먼저 서울시에 소재한 39개소 대기오염측정망(air quality monitoring sites, AQMS)에서 관측된 PM10 농도 자료를 8:2 비율로 구분하여 모델 훈련과 검증 데이터셋으로 사용되었다. 또한 기상관측소(automatic weather system, AWS)에서 관측되고 있는 자료 중 9개 기상인자(평균기온, 최고기온, 최저기온, 일 강수량, 평균풍속, 최대순간풍속, 최대순간풍속풍향, 황사발생유무, 상대습도)가 모델의 입력자료로 선정되었다. 각 AQMS에서 관측된 PM10 농도와 MLR, SVM, 그리고 RF 모델에 의해 예측된 PM10 농도 간 결정계수(R2)는 각각 0.260, 0.772, 그리고 0.793이었고, RF 모델이 PM10 농도 예측에 가장 높은 성능을 나타냈다. 특히 모델 검증에 사용되는 AQMS 중 관악구와 강남대로 AQMS는 상대적으로 AWS에 가까워 SVM과 RF 모델에서 높은 정확도를 나타냈다. 종로구 AQMS는 AWS에서 비교적 멀리 떨어져 있지만, 인접한 두 AQMS 데이터가 모델 학습에 사용되었기 때문에 두 모델에서 높은 정확도를 나타냈다. 반면 용산구 AQMS는 AQMS 및 AWS에서 비교적 멀리 떨어져 있기에 두 모델의 성능이 낮게 나타냈다.

체외순환 및 비체외순환하에서의 관상동맥우회로술 (Coronary Artery Bypass Grafting with Cardiopulmonary Bypass Versus Without Cardiopulmonary Bypass)

  • 박찬범;권종범;박건;원용순
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제34권8호
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    • pp.591-596
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    • 2001
  • 체외순환을 이용한 관상동맥우회로술은 수술적인 관상동맥 재관류 기법에서 보편적인 방법으로 여겨지고 있으나, 체외순환후 발생되는 전신적인 염증반응이나 혈액성분의 기계적 손상, 혈액응고장애등의 여러 가지 문제점들이 보고되고 있어, 이러한 합병증들을 피하기 위하여 체외순환을 이용하지 않는 관상동맥우회로술이 점차로 보편화되고 있어 체외순환 및 비체외순환하에서의 관상동맥후회로술을 비교분석하였다. 대상 및 방법: 1999년 3월부터 2000년 9월까지 비체외순환하에서 관상동맥우회로술 14례, 체외순환하에서 관상동맥후회로술 21례를 시행하였으며, 양군에서의 평균수술시간, 술후 기관삽관기간, 평균중환자실 재원기간, 평균재원기간, 수혈량, 술후 강심제의 사용, 술후 심근효소수치를 비교분석하였다. 결과: 평균수술시간은 심박동하 수술군에서 280$\pm$93.1분, 체외순환하 수술군에서 392.4$\pm$80.4분으로 심박동하 수술군에서 짧았으나 문합혈과 개수의 차이를 고려하면 양군에서의 수술시간은 차이가 없는 것으로 생각된다. 술후 기관삽관 시간은 심박동하 수술군에서 2.4$\pm$2.0hr, 체외순환하 수술군에서는 6.9$\pm$4.9hr으로 역시 심박동수술군에서 유의하게 짧았다(p<0.05). 중환자실 평균재원기간은 심박동하 수술군에서 $1.5\pm$0.7일, 체외순환하 수술군에서 2.3$\pm$3.7day 체외순환하 수술군에서 12.0$\pm$4.0day로서 별다른 차이는 관찰되지 않았다. 수술후 양군에서의 수혈량을 관찰하면 자기수혈량이 심박동하 수술군에서 113.6$\pm$173.1ml 체외순환하 수술군에서 478.6$\pm$310.9ml로서 심박동하 수술군에서의 수혈량이 유의하게 적었으며(p<0.05). 수술후 Dopamine, Dobutamine, Epinephrine의 사용량은 통계학적인 유의성은 발견할 수 없었으나, 심박동하 수술군에서 적은 경향을 관찰할 수 있었으며, 수술후 심근효소수치는 체외순환하 수술군에서 더욱 증가하였다. 결론: 비체외순환하 수술군에서 술후 기관 삽관기간, 평균 중환자실 재원기간이 짧으며, 수혈량 및 술후 강심베의 사용이 적으며, 심근보호효과가 뛰어난 것으로 생각되나, 향후 장기적인 추적관찰이 필요할 것으로 생각된다.

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진공 텀블링을 이용한 해동 돈육의 이화학적 및 조직학적 특성 (Physicochemical and textural properties of thawed pork by vacuum tumbling)

  • 박수진;홍원호;오승민;조창희;천지연
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.423-432
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    • 2024
  • 본 연구에서는 육가공 산업의 필수 공정인 냉동육 해동 시 발생하는 식육의 품질 저하를 최소화하기 위하여 진공 텀블링 해동 방식을 적용하고자 산업용 국산 임펠러-진공 텀블러(DVT, 6 ton)를 고안하고 이를 이용하여 해동한 냉동 돈육의 품질 특성을 현재 상업적으로 이용하는 자연해동(NTA)과 수입산 진공 텀블링 해동(IVT) 특성과 비교 분석하였다. 냉동 돈육(앞다리)의 자연해동 시간은 4,200분인데 반하여 DVT 해동은 165분이 소요되어 냉동 돈육 해동시간이 약 25배 단축되었다. 해동 시 돈육의 드립감량은 자연해동 2.08%에 비하여 DVT 해동은 0.85%로 낮아져 높은 해동 수율(99.2%)을 얻을 수 있었다. 자연 해동육에서 대장균군이 0.10±0.17 log CFU/g 수준으로 검출된데 반하여 DVT 해동육의 pH는 5.92, 총균수 1.96±0.01 log CFU/g, 대장균군 불검출로 높은 신선도를 보였다. 또한, DVT 해동육의 지방산패도(TBARS) 0.31±0.01 MDA mg/kg와 단백질변패도(VBN) 5.67±1.98 mg%를 보여 자연해동 돈육(각각 0.42±0.01 MDA mg/kg와 6.86±0.00 mg%)에 비해 지방과 단백질 변패도를 유의적으로 낮출 수 있는 것으로 나타났다. DVT 해동육의 보수력은 97.50±0.90%로 자연해동육(95.24±0.03%)에 비해 유의적으로 높았다. 자연해동(NTA) 후 조리한 돈육은 경도 212.03±0.02 N과 씹힘성 885.36±0.80이 진공 텀블링(DVT, IVT) 해동육에 비하여 각각 6.1배와 4.7배 높게 나타나 진공 텀블링 해동이 부드러운 조직감을 갖는 식육을 생산할 수 있는 것으로 나타났다. 해동육과 이를 가열조리한 돈육의 미세구조(SEM)를 관찰한 결과, 진공 텀블링 해동(DVT, IVT) 시료에서 근원섬유의 손상이 적어 섬유배열과 간격이 촘촘한 구조를 나타냈다. 본 연구에서 국내 최초로 고안한 산업용 대용량 진공텀블러는 해동 시 근육 조직의 손상을 최소화하여 보수력을 높이고, 드립감량을 감소시켜 부드러운 조직감과 함께 생산 수율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 미생물학적 및 이화학적 변패도를 최소화할 수 있어 고품질의 육제품 생산에 활용될 수 있을 것으로 보인다. 또한, 본 장치는 수입산 진공텀블러와 비교해 우수한 품질의 해동육을 생산할 수 있어 본 연구자료를 이용한 국산 기술 자립화, 제품 품질 개선 및 수율 향상 등 육가공 산업 발전에 기여할 수 있을 것이라 사료된다.

소아 용혈성 빈혈 환자에서 원인에 따른 임상적 분석 (A Clinical Study on Childhood Hemolytic Anemia According to Etiological Classification)

  • 권해식;강정철;원성철;오승환;유철주
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제46권9호
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    • pp.883-888
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    • 2003
  • 목 적 : 용혈성 빈혈은 진단방법의 발전과 관심의 증대로 해마다 빈도가 증가하고 있다. 저자들은 지난 15년간 용혈성 빈혈로 진단받은 환자들을 토대로 원인에 따라 적혈구 내적 요인과 외적 요인으로 나누어 임상적 양상을 후향적으로 조사하여 차이를 분석하였다. 방 법 : 1987년 1월에서 2002년 5월까지 연세대학교 의과대학 세브란스병원 소아과에 내원하여 용혈성 빈혈을 진단 받은 58명의 환자들을 대상으로 진단 당시 연령, 성별, 증상, 혈색소, 망상구 수, 백혈구 수, 혈소판 수, 총 빌리루빈과 간접 빌리루빈, 비장비대 여부, Coombs' 반응, Alanine aminotransferase/Aspartate aminotransferase, 혈액요소질소 및 크레아티닌 치, 소변 검사, 치료 방법, 재원일수, 수혈 횟수를 분석하였다. 결 과 : 전체 환자 58명 중 적혈구 내적 결함에 의한 용혈성 빈혈(group I)이 21례(36%)로 유전성 구상적혈구증 19례, glucose-6-PD 결핍증 2례가 있었고, 적혈구 외적 결함에 의한 용혈성 빈혈(group II)은 34례(59%)로 용혈성요독증후군 9례, 온항체에 의한 자가면역 7례, 한랭 항체에 의한 자가면역 6례, 약물에 의한 경우 4례, 신생아 용혈성 질환 3례, 기계적 손상에 의한 경우 2례, 전신성 홍반성 낭창 2례, 악성종양 1례였다. 미분류는 3례(5%)였다. 성별 분포는 남자 : 여자의 비율이 group I은 2.5 : 1(15명 : 6명), group II는 1 : 1.5(15명 : 22명)이었다. 두 군간의 임상 양상을 비교 분석하였을 때 통계적으로 의미 있게(P<0.05) 차이를 보인 항목으로는 진단 시 혈색소 치, 혈액요소 질소 및 크레아티닌 치, 비장비대 여부로 나타났다. 치료에 있어서 내적 요인에서는 비장절제술만 시행한 경우가 대부분이었으며 외적 요인에서는 스테로이드, 복막투석, 면역글로불린 등 다양한 치료가 시행되었다. 결 론 : 소아 용혈성 빈혈 환자에서 원인에 따른 임상 양상을 비교 분석하여 본 결과, 외적 요인으로 인한 경우 진단 당시 혈색소 치가 더 낮고, 혈액요소질소 및 크레아티닌 치가 더 높은 것이 의미 있게 관찰되었으며, 내적 요인으로 인한 경우 비장비대가 의미 있게 더 많은 것으로 나타났다.

수열합성을 이용한 ZnO 마이크로 구조의 성장 및 전사 (Fabrication of Vertically Oriented ZnO Micro-crystals array embedded in Polymeric matrix for Flexible Device)

  • 양동원;이원우;박원일
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.31-37
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    • 2017
  • 최근, 유연하며 몸에 부착 가능한 소자들에 대한 관심이 늘어나고 있다. 이런 관심을 뒷받침 하여 이와 관련된 다양한 연구들이 진행되고 있는데, 기존 딱딱한 성질을 가진 소자에 사용되던 무기물 기반의 재료의 경우 유연 소자로 만들기에 여러 가지 제약이 있어 유연하게 제작할 수 있는 유기물 반도체나 탄소 나노튜브 필름 등을 이용한 소자들이 주로 연구되고 개발되어 왔다. 하지만 이런 재료들을 이용한 소자의 경우 유기물 분자와 분자 사이 또는 탄소 나노튜브와 나노튜브 사이에서 전하들이 산란되는 등 재료 자체의 한계로 인해 기존의 재료를 사용한 소자들보다 전기적 성능이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이런 단점들을 해결하기 위하여 이 연구에서는 수직 정렬된 반도체 결정 어레이를 투명 유연한 폴리머와 결합하는 방법을 이용, 고품질 나노/마이크로 반도체 결정을 유연한 기판으로 전사 시킬 수 있는 방법을 제시한다. 위와 같은 구조는 재료에 가해지는 힘을 완화 시켜줄 수 있으며, 이로 인해 큰 변형에도 재료의 손상이 없는 소자 제작이 가능하다. 이런 구조를 구현하기 위해 위치 및 크기가 정교하게 제어된 ZnO 나노막대 단결정을 저온에서 용액공정을 통하여 합성시킨다. 이후 성장시킨 ZnO 단결정 어레이와 polydimethylsiloxane (PDMS) 폴리머를 결합시킨 후 단단한 기판에서 기계적으로 박리시켜 ZnO/폴리머 복합체를 분리해 낸다. 추가적으로 전사된 ZnO의 결정성을 확인하기 위하여 photoluminescent 분석을 진행하였으며, ZnO/폴리머 복합체를 이용한 외부 힘에 반응하는 압력 센서를 제작하였다.

TBM 커터헤드의 구조안정성 검토를 위한 피로해석 (Fatigue analysis for structural stability review of TBM cutterhead)

  • 최순욱;강태호;이철호;장수호
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.529-541
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    • 2020
  • 기계화터널시공의 대표적인 장비인 TBM의 커터헤드는 타 장비에 비해 굴착 중 발생하는 하중이 매우 크며, 마모가 발생하여 단면이 손실되는 작업환경을 가지고 있어 피로파괴에 의한 설계검토가 필요하지만, TBM커터헤드에 대한 피로해석을 수행한 사례는 찾기 어렵다. 본 연구에서는 직경 8.2 m인 커터헤드를 대상으로 안전수명설계 개념으로 S-N커브를 이용하여 응력-수명 설계 검토를 수행하였다. 또한 건설장비의 피로설계방법과 피로손상도를 평가하는 방법에 대해 소개하고 직경 8.2 m의 TBM 커터헤드를 대상으로 피로해석을 수행한 결과를 설명하였다. S-N curve는 피로 설계를 하는 데에 있어서 핵심적인 역할을 하는 것을 알 수 있었으며, 피로 하중을 받고 있는 구조물이 현재 시점에서 어느 정도의 피로 손상을 받고 있는지를 평가하는 데에도 사용될 수 있다. 앞으로 건설장비에서도 장비를 사용하는 동안 어떤 시점에서 피로문제가 발생하는지와 장비의 안전 점검은 언제 실시하는 것이 효과적인지 등에 대한 정보를 파악하는 안전수명설계 개념을 도입하는 것이 필요하다.

콩의 기계 탈곡시 종실수분 함량과 급동속도에 관한 연구 (Effect of Seed Moisture Contents and Cylinder Speed of Thresher on the Mechanical Damage and Germination of Soybean Seeds)

  • 문윤호;황영현;이영호;김석동;홍은희
    • 한국작물학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.150-155
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    • 1986
  • 콩을 탈곡기로 탈곡할 때 종실손상율이 낮으면서 발아율이 높은 종실의 수분함량과 탈곡기의 적정 급동속도를 구명하여 기웅탈곡시에 필요한 기초자료로 활용코자 시험을 실행하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 성숙시 식물체 각 부위별 수분함량은 대입종인 황금콩의 경우 줄기, 종실, 콩깍지 순으로 소입종인 단엽콩은 줄기, 콩깍지, 종실 순으로 많았다. 2. 황금콩과 단엽콩의 성숙후 식물체 부위별 수분함량과 수분함량 감소정도는 줄기 및 종실에서는 비슷하였으나 콩깍지는 소입종인 단엽콩이 성숙후 7 일까지는 황금콩보다 높았고 그 후에는 차이가 없었다. 3. 성숙후 7 일의 일중의 줄기, 종실, 콩깍지의 수분함량 변이는 시간이 경과함에 따라 수분함량이 감소하는 경향이며 성숙후 14일에는 오전 11시까지 꼬투리의 수분함량이 종실의 수분함량보다 높았으나 그 이후에는 종실의 수분함량이 더 높았다. 4. 콩 탈곡시 탈곡기의 급동속도가 빨라지거나 종실수분함량이 많아질수록 종실보상율은 증가는 경향이며 대입종인 황금콩이 소입종인 단엽콩보다 종실 보상입율이 높았다. 5. 보상입율과 발아율을 고려할 때 탈곡기의 적정급동속도는 11 m/sec.가 적당한 것 같았다. 6. 탈곡에 알맞는 종실의 수분함량은 수량, 보상입율, 발아율, 작업속도 및 건조작업 등을 고려할 때 종실의 수분함양이 15∼20%가 적당한 것 같았다.

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스마트팜 생산 새싹인삼의 유기산 처리 및 포장 용기에 따른 품질 평가에 대한 융합연구 (Convergence study on the quality evaluation of ginseng sprout produced smart farm according to organic acid treatment and packing containers during storage)

  • 송해원;김훈;김정실;하호경;허창기;오임경
    • 한국융합학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.149-160
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    • 2022
  • 본 연구에서는 스마트팜에서 생산된 새싹인삼의 저장성을 향상시키기 위해 전처리과정과 포장 용기에 따른 새싹인삼의 물리적 품질 및 미생물 변화를 10일 간 저장하면서 평가하였다. 전처리 방법(ascorbic acid, citric acid, peroxyacetic acid) 및 포장용기(expanded polystyrene (EP), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polypropylene + polyethylene + cast polypropylene(PP+PE+CPP))에 따른 품질 변화를 물성(texture)검사, 일반세균수검사, 수분함량 및 색도 측정으로 평가하였다. 전처리 종류에 따라 비교한 결과, citric acid처리군에서 가장 낮은 텍스쳐 변화 및 세균 증식 억제에 효과를 확인하였다. 전처리 중 가장 효과가 높은 citric acid 처리군을 용기별로 저장 후 품질을 평가한 결과, PP용기에 10일 저장한 경우, 유의적인 텍스쳐 감소 및 색변화가 나타나지 않았고, 저장기간 증가에 따라 일반세균수가 가장 낮게 증가하였다. 따라서 본 연구는 citric acid 전처리군 및 PP용기에서 저장했을 때 새싹인삼의 품질 손상이 가장 적게 나타나 새싹인삼의 저장성 개선에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

ISO 20816 기반 회전기기 진동분석 자동화 알고리즘 개발 (Development of Algorithm for Vibration Analysis Automation of Rotating Equipments Based on ISO 20816)

  • 이재웅;이우귀연;오정석
    • 한국가스학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.93-104
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    • 2024
  • 산업현장에서 사용되는 회전기기의 원활한 작동 및 수명연장을 위해서는 설비진단이 필수적이다. 다양한 설비진단의 방법 중 진동진단은 다른 진단방법과 비교하여 불평형(unbalance), 축정렬 불량(misalignment), 베어링 결함(bearing fault), 기어 손상(worn gears), 소음(noise), 공진(resonance) 등 대부분의 초기 결함을 발견할 수 있다. 따라서, 진동분석은 산업현장에서 가장 범용적으로 사용되는 설비진단 방법이며, 설비의 상태를 기반으로 관리하는 예지보전(PdM) 기술로 유용하게 활용된다. 하지만, 진동진단 방법은 기준을 근거로 경험에 의존하여 수행되기 때문에 전문가에 의하여 진행된다. 따라서, 기존에 경험에 의존하여 수행하는 진동진단 방법을 지식화된 코드체계로 구축하여 누구나 쉽게 결함을 판단할 수 있는 시스템을 구축하여 설비의 신뢰성 구축에 기여하고자 한다. 진동측정에 대한 ISO-20816 기준을 근거로 알고리즘을 개발하였고, 석유화학공장 압축기, 수소충전소, 산업용 기계 등 다양한 실증현장에서 진동을 측정한 결과와 개발 시스템을 활용하여 분석한 결과를 비교하여 신뢰성을 검증하였다. 개발된 알고리즘을 통하여 산업현장에서 누구나 회전기기의 상태를 진단하고 결함을 조기에 파악하여 정확한 교체시점에 부품을 교체할 수 있는 예측유지보수(PdM)기술에 기여할 수 있다. 나아가, 정유산업시설, 운송, 생산 시설, 항공시설 등 다양한 산업현장에 적용 시 회전기기의 고장으로 인한 유지보수 비용과 다운타임(down time)의 절감에 이바지할수 있를 것으로 기대된다.

DNA 길이와 혼합 종 개수 예측을 위한 합성곱 신경망 (Convolution Neural Network for Prediction of DNA Length and Number of Species)

  • 승희;김예원;이효민
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제62권3호
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    • pp.274-280
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    • 2024
  • 기계학습법의 신경망 기술을 이용한 자료분석은 질병 유전자 탐색 및 진단, 신약 개발, 약인성 간 손상 예측 등과 같은 다양한 분야에서 활용되고 있다. 질병 특징 발견을 위한 자료분석은 DNA 정보를 기반으로 이루어질 수 있다. 본 연구에서는 DNA의 분자 정보 중 DNA의 길이와 용액 내 DNA의 길이별 종 개수를 예측하는 신경망을 개발하였다. 겔 전기영동을 통한 기존 방법론의 시간 소요 한계점을 해결하고자, 미세유체역학적 농축 장치의 동역학 자료를 분석 대상으로 하여 실험 분석 과정 중의 시간 소요 문제점을 해결하였다. 동역학 자료를 공간시간 지도로 재구성하여 학습 및 예측에 필요한 계산용량을 낮추었으며, 공간시간 지도에 대한 분석 정확도를 높이기 위해 합성곱 신경망을 활용하였다. 그 결과, 단일 변수 회귀로써의 단일 DNA 길이 예측과 복합 변수 회귀로써의 다종 DNA 길이의 동시 예측 및 이진 분류로써의 DNA 혼합 종 개수 예측을 성공적으로 수행하였다. 추가적으로, 예측 과정 중 발생할 수 있는 예측 편향을 학습 자료 구성 방식을 통한 해결책을 제시하였다. 본 연구를 활용한다면, 광학 측정 자료를 이용하는 액체생검 기반의 세포유리 DNA 분석 및 암 진단 등의 의학 자료 분석을 효과적으로 수행할 수 있을 것이다.