• 한국음향학회지
• /
• 제36권3호
• /
• pp.172-178
• /
• 2017

초음파는 세포사멸을 포함하여 의학 및 생물학분야에 널리 응용되고 있으나 그 정확한 기작에 대해선 논쟁의 여지가 있다. 본 연구에서는 40 kH 초음파 조사시스템을 단세포 효모에 적합하게 개발하고 세포사멸 유도시 40 kH 초음파의 생물학적 현상을 살펴보았다. 아이오딘화 칼륨 선량 측정법을 이용하여 1.5 ml 실험튜브에 40 kH 초음파 조사 시스템의 최적 조건을 맞추어 세포사멸을 시간 의존적 방식으로 연구하였고 초음파 조사과정동안 온열효과와는 별개로 세포 사멸이 관찰되었다. 40 kH 초음파와 과산화수소의 동시 처리는 세포사멸에 상조적인 효과가 관찰되어 활성산소가 40 kH 초음파사멸에 관련이 있었다. 그러나 활성산소 저해제, NAC(N-acetyl-Lcysteine)는 초음파에 의한 세포사멸에 약한 영향만을 미쳤고 다른 세포사멸, 괴사억제제[글리실리진(glycyrrhizin) 또는 zVAD-fmk] 역시도 세포사멸을 완전히 억제하진 못하였다. 본 연구를 통하여 40 kH 초음파에 의한 세포사멸에는 온열효과나 활성산소만으로 사멸이 유도되지는 않는 것으로 보인다.

• 한국음향학회지
• /
• 제43권2호
• /
• pp.225-233
• /
• 2024

능동소나는 은밀하게 기동하는 수중 물체를 탐지하기 위해 음파를 송신하여 표적에서 반사되어 돌아오는 신호를 탐지한다. 그러나 능동소나의 수신 신호에는 표적의 반향음 외에도 해저면/해수면의 잔향, 생물 소음 및 기타 잡음 등이 섞여 있어 표적 인식을 어렵게 한다. 기존의 문턱값 이상의 신호를 탐지하는 기법은 설정한 문턱값에 따라 오탐지가 발생하거나 표적을 놓치는 경우가 발생할 뿐 아니라 다양한 수중환경마다 적절한 문턱값을 설정해야하는 문제가 있다. 이를 극복하기 위해 Constant False Alarm Rate(CFAR) 등의 기법을 이용한 문턱값의 자동산출과 진보된 형태의 추적 필터 및 연계 기법을 적용한 연구가 수행되었지만, 상당수의 탐지가 발생하는 환경에서는 그 한계가 있다. 최근 심층학습 기술이 발달함에 따라 수중 표적 탐지분야에도 이를 적용하기 위한 노력이 있었으나, 분류기 학습을 위한 능동소나 데이터의 획득이 매우 어려워 데이터가 희소할 뿐 아니라, 극소수의 표적과 상대적 다수의 비표적으로 인한 데이터의 불균형성으로 어려움이 있다. 본 논문에서는 탐지 신호의 에너지 분포 영상을 이용하되, 데이터의 불균형성을 고려한 방식으로 분류기를 학습하여 표적과 비표적을 구분하는 기법을 기존 소나처리 기법에 추가하여 표적의 오분류를 최소화하면서 비표적을 제거하여 능동소나 운용자의 표적 인식을 용이하게 하였다. 그리고 동해에서 수행한 해상실험에서 획득한 능동소나 데이터를 통해 제안 기법의 유효성을 검증하였다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.664-676
• /
• 2019

본 연구는 국내 고산지대인 태백산국립공원에 서식하는 매미류의 생물음향 및 서식환경 분석에 목적이 있다. 매미 번식울음 녹음 데이터는 2018년 7월부터 9월까지 약 3개월간 태백산국립공원 내 대덕산계곡과 백천계곡에 녹음장치를 설치하여 24시간 매일 녹음하였다. 매미 서식분포 데이터는 2018년 8월에 태백산국립공원 탐방로에 위치한 111개소에서 소리를 녹음하였다. 기상 데이터는 기상청 태백시 기상 자료를 활용하였다. 연구 결과, 태백산국립공원에 출현한 매미류는 소요산매미, 참깽깽매미, 호좀매미, 참매미, 애매미 5종이었다. 매미별 출현 시기는 소요산매미는 7월 초순부터 7월 중순까지 울었으며, 참깽깽매미, 호좀매미, 참매미, 애매미는 7월 중순부터 9월 초순까지 울었다. 매미별 일주기 패턴은 참깽깽매미, 호좀매미, 참매미가 06~07시에 번식울음을 시작하였고, 울음 종료 시각은 3종 모두 19시 전후로 나타났다. 울음 피크 시간대는 참깽깽매미 11시, 참매미 12시, 호좀매미 13~14시경으로 나타났다. 태백산국립공원에 서식하는 매미 번식울음에 영향을 미치는 환경요인을 로지스틱 회귀분석으로 분석하였다. 분석 결과, 참깽깽매미, 호좀매미는 평균기온이 1도 높아질수록 울 가능성이 1.192배, 1.279배 높아졌다. 참깽깽매미, 참매미는 일조량이 1시간 길어질수록 울 가능성이 4.366배, 2.624배 높아졌다. 종간영향은 참깽깽매미는 참매미가 1번 울면 울 가능성이 14.620배 증가하며, 호좀매미는 참매미가 1번 울면 울 가능성이 2.784배 증가하였다. 참매미는 참깽깽매미가 울면 울 가능성이 11.301배 증가하며 호좀매미가 울면 울 가능성이 2.474배 증가하였다. 참깽깽매미와 호좀매미는 서로 영향을 주고받지 않았다. 종별 서식환경 분석 결과, 각 매미가 서식하는 지점의 평균 해발고도(Altitude)는 참깽깽매미 1,046m(780~1,315m), 호좀매미 1,072m(762~1,361m), 참매미 976m(686~1,245m)으로 나타났다. 호좀매미와 참깽깽매미는 낮은 고도에서 발견되는 참매미와 달리 700m 이하 해발고도에서 확인되지 않았다. 각 매미가 서식하는 평균 방향(Aspect)는 참깽깽매미가 166°(125~207°) 방향에서 발견되었고, 호좀매미가 100°(72~128°) 방향에서 발견되었으며, 참매미가 173°(118~228°) 방향에서 발견되었다. 매미별 분포도를 확인하였을 때, 태백산 문수봉을 기준으로 동남향 능선 밑 경사지에서 매미가 주로 분포하고 있었다. 결과를 종합하면, 태백산국립공원에 서식하는 참깽깽매미와 호좀매미는 한반도 전역에서 서식하는 참매미보다 높은 해발고도에서 서식하였다. 또한 매미가 주로 서식하는 방향은 일조량 확보가 용이한 동남쪽(100~173°) 지형으로 확인되었다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제31권2호
• /
• pp.142-152
• /
• 1995

우리나라 연근해 해역에 대한 어족생물의 자원평가 및 그 관리를 위한 기초자료를 수집하기 위한 연구의 일환으로 동중국해를 대상으로 계량어군탐지기 및 트롤조업에 의해 수집된 어족생물의 음향학적 조사자료 및 수조실험자료 등을 종합적으로 분석하여 조사대상해역에 대한 어족생물의 어군반사강도를 추정한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 1994년 4월에 제주도 남서방 해역에서 50kHz의 주파수에 대하여 측정한 트롤 예망층에 대한 어군의 평균체적산란강도(, dB)와 그 때의 트롤조업에 의해 어획한 단위체적당의 어획량(C, $kg/\textrm{m}^3$)과의 사이에는 다음의 회귀직선식을 얻었다. = -32.4+10Log(C) 이 식에서 어획물 1kg당에 대한 어군의 평균반사강도의 추정치는 = - 32.4dB/kg이었다. 2. 1989~1992년의 11월중에 동중국해에서 25kHz와 100kHz의 주파수에 대한 트롤 예망층의 평균체적산란강도(, dB)와 단위체적당의 어획량(C, $kg/\textrm{m}^3$)과의 사이에는 다음의 회귀직선식을 얻었다. 25kHz : = - 29.8+10Log(C) 100kHz : = - 31.7+10Log(C) 이들 식에서 25kHz와 100kHz의 주파수에 대한 어획물 1kg당에 대한 어군의 평균반사강도의 추정치는 각각 -29.8dB/kg, -3.7dB/kg으로서, 25kHz에 대한 어군반사강도의 값이 100kHz에 대한 그 값보다 1.9dB 더 컸다. 3. 트롤조업에 의해 어획한 강달이, 말쥐치, 갈전갱이, 민태, 병어, 황돔, 민어, 고등어, 샛돔, 전갱이 등을 대상으로 25kHz와 100kHz의 주파수에서 측정한 어체의 평균반사강도와 체중과의 사이에는 다음의 회귀직선식을 얻었다. 25kHz : TS = - 34.0+10Log($W^{\frac{2}{3}}$) 100kHz : TS = - 37.8+10Log($W^{\frac{2}{3}}$) 이들 식에서 25 kHz와 100kHz의 주파수에 대한 어체의 1kg 당에 대한 평균반사강도의 측정치는 각각 -34.0dB/kg, -37.8dB/kg로서, 25kHz에 대한 어체의 평균반사강도의 값이 100kHz에 대한 그 값보다 3.8dB 더 컸다. 4. 제주도 근해에서 어획한 보구치의 부레의 등가반경(A)에 대한 체장(L)의 비솔(A/L)는 체장이 증감함에 따라 약간 감소하는 경향을 보였고, 그 평균치은 0.089이었다. 이상의 트롤조업 및 어탐조사, 또한 실험수조에서 측정한 어체의 반사강도를 종합적으로 고찰 할 때, 동중국해의 어업자원을 평가함에 있어 적용 할 수 있는 어군 1kg당에 대한 평균적인 반사강도는 25kHz와 100kHz의 주파수에 대하여 각각 -31.4dB/kg, -33.8dB/kg이라고 추정된다.

• 한국해양학회지
• /
• 제29권3호
• /
• pp.287-295
• /
• 1994

1993년 4월 동해 남서해역에 발생한 난수성 소용돌이의 수온구조와 ADCP (Acoustical Doppler Current Profiler)의 음향자료를 이용하여 계산된 후방산란 강도 구조의 상관관계를 연구하였다. 후방산란 강도 계산 결과, 난수성 소용돌이 중심부와 1$0^{\circ}C$의 등온선 부근에서 산란체의 의한 산랑강도가 크게 나타나고 있다. 수온 구조와 의 비교시 남북단면의 경우 산란강도 구조는 수온 구조와 일치하는 모양을 보이고 있 으나, 동서단면의 경우 산란강도가 연안쪽에서 크게 나타나는 비대칭 구조를 보이고 있어 수온구조와 일치하지 않고 있다. 이같은 비대칭 현상은 동한난류의 유입축인 연 안쪽에서 해류와 산란체로 작용하는 부유생물(주로 동물성 플랑크톤)이 함께 이동하여 산란체의 양적 분포가 크기 때문이라 설명할 수 있다. 또한 같은 해 8월 관측된 CREAMS '93(Circulation Research of the East Asian Marginal Sea)의 ADCP 자료 분석 결과는 산란강도와 수온구조가 유사하게 나타나고 있다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제48권6호
• /
• pp.960-968
• /
• 2015

This study examined the spatiotemporal distribution of demersal fish aggregations in the Northern East China Sea by conducting a trawl survey with hydroacoustic devices. A bottom trawl was used for this survey and fish density was determined from the catch data. Acoustic data were collected at frequencies of 38 and 200 kHz from November to December 2014 and converted into the nautical area scattering coefficient (NASC, $m^2/n{\cdot}mile^2$). In the catch data analysis, the range of catch per unit area by station was $26-8,055kg/km^2$ and for the acoustic data, that of the NASC was $0.45-34.80m^2/n{\cdot}mile^2$. The values were significantly correlated. The combined results of both surveys found that the density was highest at St. 5 ($33^{\circ}$ 10.3', $126^{\circ}$ 23.3') and lowest at St. 8 ($33^{\circ}$ 20.7', $127^{\circ}$ 36.3'). The application of hydroacoustic methods offers a new approach for estimating the biomass of demersal fish aggregations.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제32권8C호
• /
• pp.675-680
• /
• 2007

일반적으로 천이 신호의 식별은 지진학이나 상태 모니터링 분야, 특히 수중 음향 신호 처리 분야에서 활발한 연구가 이루어지고 있다. 수중 환경에서 발생하는 천이 신호로는 돌고래와 같은 해양 생물이 내는 천이 신호와 선박, 잠수함 등에서 발생하는 인위적인 천이 신호 등이 있으며, 수중 감시 체계에서 이러한 수중 천이 신호를 식별하는 문제는 매우 중요한 연구 주제이다. 본 논문에서는 음성 인식 분야에서 우수한 인식 성능을 보이는 MFCC(Mel Frequency Cepstral Coefficient)를 기반으로, 천이 신호로 탐지된 입력 신호에 대하여 분석 프레임 단위로 MFCC 특징 벡터를 추출하고, 식별하고자 하는 데이터베이스에 있는 모든 참조 신호들의 MFCC 특징 벡터와의 유클리디언 거리(euclidean distance)를 계산한 후, 가장 작은 값을 갖는 참조 신호로 입력 프레임들을 사상(mapping)시킴으로써 사상이 가장 많이 된 참조 신호로 탐지된 수중 천이신호를 식별하는 프레임 기반의 식별 알고리즘을 제안한다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제32권3호
• /
• pp.266-272
• /
• 1996

The distribution and abundance of fish in the Cheju southeastern area was studied by the combined hydroacoustic and bottom trawl surveys in April 1994 and in July 1995, respectively. The main purpose of these investigations was to provide the basic data for this management and the biomass estimation of commercially important demersal fish stocks in this area. The hydroacoustic surveys were performed by using a 50 kHz scientific echo sounder system with a microcomputer-based echo integrator. Acoustical measurements of fish abundance and distribution were conducted along the cruise tracks of research vessel and during all trawl hauls by continuous echo sounding. The average weight-normalized target strength for demersal fish aggregations was derived from the relationship between the mean volume backscattering strength for the depth strata of trawl hauls and the weight per cubic meter of trawl catches. The geographical distribution of fish stocks in the 1994 survey area was investigated in relation to oceanographic conditions. The results obtained can be summarized as follows: 1. From the 1994 and 1995 survey data, the relationship between the mean volume backscattering strength (, dB) for the depth strata of trawl hauls and the weight (W, kg/$m^3$) per cubic meter of trawl catches was expressed by the following equation = - 32.8+ lOlog(W) The average weighted-target strength value at 50 kHz derived from this equation was .. 32.8 dB/kg. 2. In 1994 and 1995, both surveys showed a trend of decreasing fish abundance toward the southern area of the Cheju Island with high densities offish along the west coast ofth.e Tsushima Island. The highest demersal concentrations in the southern area of the CheJu Island appeared in bottom waters colder than $12^{\circ}C.$. . 3. From the results of combined bottom trawl and hydroacoustic surveys, the estunated fish densities in the southeastern area of the Cheju Island were 1.5488 x $10^-4$kg/$m^3$ in the 1994 surveyand 1.9498 x $10^-4$kg/$m^3$ in the 1995 survey, respectively.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제12권3호
• /
• pp.142-146
• /
• 2007

2001년 5월에 황해 연안의 수심 약 20 m의 해역에서 10시부터 13시까지 3시간 동안 수중소음을 관측하였다. 측정기간 내내 생물음으로 추정되는 강한 수중음이 지속적으로 관찰되었다. $1{\sim}20kHz$의 주파수 대역에서 측정된 수중음의 레벨은 수중 배경소음 레벨과 비교하여 매우 높게 측정 되었다. 이러한 수중음은 연안 수중소음 레벨에 지속적으로 영향을 줄 수 있으므로 수중음의 발생 원인을 규명하고자 하였다. 본 연구에서는 기존에 발표된 논문들을 근거로 하여 수중음의 가장 유력한 음원으로 해저바닥에 서식하는 딱총새우의 음을 제시하였으며, 동일해역에서 채집한 살아있는 딱총새우로부터 방출되는 음향신호를 실험실에서 측정함으로서 이 수중음이 딱총새우에 의하여 발생된 것임을 재확인할 수 있었다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.344-352
• /
• 2016

본 연구의 목적은 이른 봄철 계곡에서 번식하는 계곡산개구리 산란지의 수온 및 음환경을 규명하는 것이다. 연구대상지는 한국 중부지역 치악산국립공원의 75개소이었다. 조사기간은 2015년 3월 23일부터 4월 24일까지이었다. 알덩이수와 산란지의 물리적 요인간 상관관계 분석결과 산란지 수온과는 양의 상관관계(p<0.05)를, 산란지 음량과는 음의 상관관계(p<0.05)를 나타내었다. 그러나 면적과 수심은 알덩이수와 상관관계를 나타내지 않았다. 계곡산개구리 산란지와 본류의 수온을 비교한 결과 산란지가 본류보다 평균 $2.2^{\circ}C$ 높았다(p<0.001). 계곡산개구리는 이른 봄철 낮은 온도를 극복하기 위하여 물이 고여 있고, 수심이 10cm 내외로 얕은 곳의 수온이 높은 곳에 산란하고 있었다. 또한 알들을 서로 붙여 낳음으로서 보온효과를 극대화하고 있었다. 계곡산개구리와 산란지의 음량을 본류와 비교한 결과 산란지는 본류보다 6.9dB 조용한 것으로 나타났다(p<0.001). 따라서, 계곡산개구리는 이른 봄철의 낮은 온도, 시끄러운 물소리를 극복하기 위하여 계곡 내에서도 수온이 높고, 조용한 미소서식지를 찾아 산란하는 것으로 판단된다. 본 논문은 양서류 산란지의 음환경 특성을 밝힌 첫번째 논문이라는데서 의의가 있다.