본 연구에서는 초등학교 저학년 학생의 과학재능을 효과적인 방식으로 판별할 수 있는 도구를 개발하고 시범 적용하였다. 재능 판별도구는 다양한 경로의 정보를 복합적으로 활용하기 위하여 교사 의견서, 지필형 검사, 수행형 검사로 구성하였고, 시범 적용의 결과는 검사의 저학년 적합성 측면과 적극적 참여 유발 측면에서 평가하였다. 우선 저학년 적합도를 확인하고자 참여 학생들이 수행형 검사에서 보인 말과 행동을 귀납적으로 분석하였고, 과학 지식 및 과학탐구수행요소와 관련하여 범주화한 30개의 탐구행동유형은, NGSS 과학탐구수행요소의 k-2학년 수준에 해당되거나 일부 상회하고 있었다. 따라서 본 검사는 저학년을 대상으로 과학 재능을 판별하기에 적합하다고 판단된다. 다음으로, 수행형 검사가 참여 학생의 과학재능을 파악할 수 있을 정도의 충분한 탐구 행동을 유발할 수 있는지를 확인하였다. 수행형 검사에서 나타난 참조문장 수를 참여도의 지표로 삼고 비교한 결과, 과학적 흥미가 높음에도 불구하고 수동적인 태도로 참여한 2건의 사례가 나타났다. 담임교사 의견서에 포함된 1년간의 관찰기록, 지필형 검사 및 수행형 검사의 종합적 비교와 담임교사와의 심층 면담을 통해 원인을 분석한 결과, 과학적 경험이 검사에서 상정한 수준을 훨씬 상회하고 있거나 참여자의 관심 영역이 매우 협소하고 기호의 차이도 커서 제시된 소재에 대해 흥미를 쉽게 잃었던 경우임을 확인하였다. 본 연구를 통해 수행형 검사를 활용한 저학년 과학재능 검사의 가능성을 확인하였으며 다양한 사례의 측적을 통해 교육현장에 실용적으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
현재의 지능형 안전 및 유지관리 방법은 자연재해 및 시설물 사용성능 향상 등의 환경변화 대응에 아직 미흡하고, 기술역량도 부족하다. 국내의 시설물의 점검 및 관리 시스템은 대부분 수작업으로 이루어진다. 이러한 수동적인 관리는 시설물의 상태 변화에 실시간으로 대응하지 못함으로서 여러 사고를 초래하기도 한다. 하지만 사람이 일일이 검사하는 수동적인 시설물 관리에서는 이러한 문제점을 완벽히 해결할 수 없으며, 시설물 관리를 위해 많은 유지보수 인력이 필요하지만 예산상의 문제로 인해 관리가 미흡하다. 본 논문에서는 4G 무선네트워크 기반의 영상카메라 및 감지센서 융합형 시각정보화 M2M 게이트웨이를 활용하여 간단한 시설물 관리 시스템 구성으로 인한 기존 원격 영상 감시 시스템과 차별화된 저전력, 저비용, 고효율, 고성능의 무인 시설물 관리 시스템을 설계하였다.
의학기술이 발전하면서 결핵, 폐렴, 영양실조, A형간염 등의 질병에 의한 사망률은 감소하는 반면, 심장 질환으로 인한 사망률은 증가하는 추세이다. 심장병을 예방하기 위하여 정기적인 검사가 중요하고, 인체에 무해한 자기공명영상을 활용하여 심장의 혈류량과 심박구출률을 계산하여 심장의 기능을 분석할 필요가 있다. 본 논문에서는 기존의 노동집약적이고 시간적 비용이 큰 수동윤곽분할을 대체하기 위한 자동 좌심실 분할 알고리즘을 제안하였다. 방사형 임계치 결정법을 통하여 심실을 분할하고 혈류량 및 심박구출률을 계산하였으며, 특히 기존 방법들에서 문제가 되었던 기저 영상도 사용자 간섭률을 최소화하여 자동분할을 수행하였다. 제안 알고리즘의 검증을 위하여 36명의 심장 자기공명영상 데이터를 사용하여 전문가에 의한 수동윤곽분할 및 제너럴일렉트로닉스 MASS 소프트웨어와 정량적 비교를 수행하였다. 실험을 통해 제안한 방법이 표준으로 간주되는 수동윤곽분할과 정확도가 유사하며, MASS 소프트웨어보다 높은 정확도를 갖고 있음을 알 수 있었다.
본 연구는 자동노출제어장치(Automatic Exposure Control, AEC)와 수동노출 이용 시 입사표면선량(Entrance Surface Dose, ESD)과 Entropy를 분석하여 자동노출제어장치의 유용성에 대해 알아보고자 하였다. 실험방법은 Skull, Chest, Abdomen, Pelvis 부위에 대하여 란도팬텀(Rando Phantom)에 반도체 선량계를 위치시켜 선량을 측정하였고, 동시에 획득한 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 파일을 Matlab으로 Entropy 분석을 하였다. 그 결과 자동노출제어장치 이용 시 모든 부위의 입사표면선량이 수동노출보다 낮았고 Entropy 수치는 높았으며, paired t-test는 p<0.05로 유의한 차이가 있음을 알 수 있었다. 결론적으로 자동노출제어장치의 사용은 X선 검사 시 발생할 수 있는 불필요한 방사선량과 정보의 손실량을 줄여서 피폭선량과 영상 화질의 최적화에 기여할 수 있는 유용한 방법이 될 수 있다.
자동화 청성뇌간반응검사(automated auditory brainstem response; AABR)는 ABR 파형을 자동으로 검출하여 신생아의 청각선별검사에 사용되고 있다. 본 논문은 앙상블 평균된 ABR 파형에 대해서 롤의 정리를 이용한 새로운 자동화 ABR 파형 검출 알고리즘을 제안하였다. 정상 청력을 가진 신생아의 55개의 귀를 대상으로 30, 40, 50, 60 dBnHL의 다양한 강도를 가진 클릭 자극음에 대한 청성뇌간반응 파형을 측정하였다. 수동 검출법(manual detection method)과 제안된 자동 검출법을 이용하여 파형 III 과 V의 평균 잠복기(average latency time) 차를 분석하였는데, 동일한 파형(잠복기 차 < 0.2 ms)으로 관측되어 두 방법 간에는 유의한 차이가 없었다. 또한 미분 자동 검출법(automated detection method using derivative estimation)과 제안된 자동 검출법을 파형 III과 V로 판명될 후보 파형의 개수에 대해 비교하였다. 미분 자동 검출법에 비해 제안한 자동 검출법에서 후보 파형의 개수가 47 % 감소되어 검출되었다. 또한 수동 검출법에 대한 제안된 자동 검출법의 잠복기 오차율은 미분 자동 검출법에 비해 60 dBnHL의 자극강도에서 낮은 잠복기 오차율(<0.01 %)을 보였다. 따라서 제안된 알고리즘으로 청각전문가가 기존의 수동 검출 방법보다 객관적이고 정량적으로 파형 III과 V를 검출하고 표시할 수 있게 된 데에 의의가 있다.
최근 자동차 안전에 대한 수요자의 요구가 증대되면서 용접부에 대한 품질검사방식도 강화되고 있다. 이에 따라 시트구조물의 용접부 비드 형상치수를 육안검사 또는 수동검사에 의존하던 방식에서 전수기록검사에 의한 품질관리가 요구되고 있다. 본 연구에서는 시트프레임 용접부의 품질검사를 위하여 작업자가 용접비드를 측정하면 자동으로 계측되는 시스템을 LabVIEW를 이용하여 개발하였다. 용접부의 비드 폭과 길이에 대한 품질 기준을 입력하여 놓으면 측정 시 측정하고자 하는 대상이 비드길이 인지 폭인지를 자동으로 판단하여 측정되도록 하였으며 측정된 데이터는 포인트별로 저장 기록되어 용접부의 품질기록을 보존토록 하였다. 이러한 시스템을 자동차 시트 용접부에 적용하여 실험하였으며 품질관리 작업효율에 좋은 영향을 주었다.
안와 내에서 안구의 상대적 위치는 여러 병적인 상태를 짐작할 수 있는 하나의 기준이 될 수 있다. 특히 안와골절, 갑상선 안질환, 안와 종양 등의 진단과 이에 약물 및 수술적 치료의 결과를 판단하는데 유용하다. 현재 안구 돌출 값을 측정하기 위해 주로 사용되는 대표적 측정 기기인 Hertel과 Naugle 안구돌출계 등은 검사자가 다를 경우, 같은 검사자가 반복적으로 측정하더라도 검사할 때마다 안와의 고정부위가 달라지는 현상, 또한 동일한 안구돌출계라고 하더라도 제조 회사가 다르다면 안와의 고정부위 디자인이 달라 검사자에 의한 측정 오차 발생이 필연적이다. 본 논문에서는 백색광 간섭계를 이용한 안구 돌출 측정 장치를 설계 및 제작하고 실제 사람의 안구 돌출을 측정하여 수동식 측정 방법에 비해 정밀도 및 반복 정도가 크게 높아진 것을 확인하였다.
최근 노화현상 외에도 소음으로 인한 청력저하를 호소하는 사례가 늘어나고 있다. 특히 멀티미디어의 보급과 휴대용 정보기기의 발달로 지속적인 소음에 장시간 노출되어 청각 세포의 손상이 발생하여 청력 손실이 발생하는 소음성 난청 인구가 증가하고 있는 실정이다. 현재 병원에서 실시하고 있는 순음청력검사는 8000 Hz까지의 주파수대역을 수동으로 조절하며 검사하므로 8,000 Hz 이상의 확장 고주파수에서도 손실을 가져오는 소음성 난청의 경우 회화 영역에 직접적인 영향을 미치지 않아 조기에 청력저하를 파악하여 예방하기에는 부적합한 단점이 있다. 본 논문에서는 12,000 Hz∼20,000 Hz 고주파 대역을 이용하여 소음성 난청을 조기에 파악하여 예방하기 위한 청력측정법을 제안하였다. 휴대용 정보기기를 통해 이어폰을 많이 사용하는20대 남녀 50명을 대상으로 제안한 측정법으로 청력을 측정한 결과 36 %가 소음으로 인한 청력 저하를 보였다. 그 중 2 %는 청력의 손실정도가 심각함을 보였다.
국내 감마선투과검사용 조사장치는 1,000여대로 2,500여명의 종사자가 대부분 수동으로 원격 조작하는 실정으로 작업의 효율화와 방사선피폭 저감화를 위하여 자동 원격조작기의 사용이 요구된다. 이에 연구팀은 실무에 적합한 토크와 안전계수로부터 $54kgf{\cdot}cm$의 출력을 지닌 24V, 200W의 BLDC모터를 이용하여 $0.4{\sim}1.2m/s$ 범위의 선원 이동 속도를 조절할 수 있는 구동장치와 RF 센서로 구동 속도 조절, 광전센서에 의한 선원 위치 및 timer로 노출시간을 제어할 수 있는 무선 원격조작기를 개발하였다. 이와 같이 개발한 자동원격조작기는 AC 와 DC 겸용, 그리고 기존의 수통 원격조작기에 탈착이 가능하여 자동과 수동을 겸용할 수 있는 경제적 이점 등으로 활용도가 클 것으로 기대된다.
본 논문에서는 연성회로기판에 실장된 부품의 불량여부를 판별하기 위해 핀 드라이버와 접지 가딩 기법을 적용한 인 서킷검사 시스템을 제안한다. 핸드폰 및 모바일용 디스플레이 장치에 사용되는 연성회로기판 모델의 검사신호의 입/출력을 위한 구조적인 공통 특성을 분석하고, 회로도를 기반으로 인가해야 할 검사 신호의 종류와 인가 위치에 대한 정보를 핀 맵으로 저장한다. 검사 신호는 저항, 콘덴서와 인덕터의 특성 검사가 가능하도록 응용회로와 알고리즘을 구성한다. 특정 위치에 특정 검사신호를 인가하기 위한 핀 드라이버를 설계하고, 핀 맵을 바탕으로 측정 대상이 포함된 최소한의 노드 및 메시가 구성되도록 핀 드라이버를 설정한다. 제안된 핀 드라이버와 접지 가딩 기법을 적용한 인 서킷 검사 시스템을 구현하고, 수동소자 각각에 대한 측정 실험과 선정된 테스트 모델에 대한 검사 실험을 수행하고, 제안된 시스템의 정밀도와 효율성을 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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