• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.27-34
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• 2024

지하 공동구 화재 발생에 따른 직·간접적 피해는 사회 전반에 매우 큰 영향을 미치므로 이를 사전에 예방 및 관리하기 위한 노력이 필요하며, 이를 위해 지하 공동구를 대상으로 디지털 트윈 기술을 적용하여 화재 침수 등의 재난을 예방하는 연구가 진행 중이다. 각 센서로부터 감지된 신호를 플랫폼까지 전송하기 위해서는 네트워크 망이 필요하다. 본질적으로 지하 공동구 터널이 외부 무선 통신 시스템의 수신 범위가 부족하여 지하 공동구 환경에서 무선망을 적용하기 위한 분석이 필요하며, 지하 공동구 내에는 송, 배전 케이블로 인해 발생하는 전자기파 간섭, 내부의 구조물, 장애물 및 수도관 등의 금속 재질 관에서 발생하는 신호의 난반사 등으로 인해 무선 신호가 왜곡되거나 크기 감소가 발생할 수 있으므로 센싱을 통한 원격 감시, 모니터링 작업을 위한 실시간 연결을 보장하려면 지하 공동구 내에 무선 범위를 측정하고 분석해야 한다. 따라서 본 연구에서는 지하 공동구 내 무선 네트워크 환경을 구축하기 위해서 음영지역을 최소화고, 공동구 내부에서 무선환경 연결에 문제가 없도록 실제 공동구 환경을 측정하였으며, 지하 공동구 지형별 각 구간에 따른 데이터 전송속도 및 신호의 세기, 신호 대 잡음비를 분석하였다. 얻은 결과는 지하 공동구에서 무선 네트워크 설치를 위한 적절한 무선 계획 접근 방식을 제공한다.

• 한국지구과학회지
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• 제45권1호
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• pp.48-71
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• 2024

태풍은 지구 시스템 내 상호작용을 일으키는 대표적인 해양-대기 현상으로 최근 들어 기후변화로 인해 점점 더 강력해지는 추세이다. 2022 개정 과학과 교육과정은 미래 사회 시민으로서의 디지털 소양 함양을 위하여 첨단 과학기술을 활용한 교수-학습 활동의 중요성에 대해 강조하고 있다. 따라서 교과서 삽화의 시공간적 한계점을 해결하고 지구과학 분야에서 다루는 전지구적 규모의 빅데이터를 활용한 효과적인 수업자료의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 PDIE (준비, 개발, 실행, 평가) 모형의 절차에 따라 천리안 위성 2A호 영상 자료를 활용하여 태풍의 경로를 시각화하는 탐구활동 자료를 개발하였다. 준비 단계에서는 2015 및 2022 개정 교육과정과 현행 교과서의 탐구활동 내용을 분석하였다. 개발 단계에서는 관측 데이터를 수집, 처리, 시각화, 분석할 수 있는 일련의 과정들로 탐구활동을 구성하였으며, 간단한 조작만으로도 결과를 도출할 수 있는 GUI (Graphic User Interface) 기반 시각화 프로그램을 제작하였다. 실행 및 평가 단계에서는 학생들을 대상으로 수업을 진행하였으며 코드를 활용한 수업과 GUI 프로그램 활용 수업을 각각 실시하여 각 활동의 특징을 비교하고 학교 현장에서의 적용 가능성을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 수업자료는 전문적인 프로그래밍 지식이 없어도 GUI 기반으로 실제 관측 데이터를 활용한 탐구활동에 활용될 수 있으며, 이를 통해 학생들의 지구과학 분야의 이해도와 디지털 소양 함양에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.484-499
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• 2024

연구목적: 최근 국가 산업단지 안전시설물의 노후화로 안전사고 증가와 대형화로 예방 중심의 재난관리 패러다임 전환 및 디지털 안전망 구축 등 대대적인 산업단지 재난관리시스템의 필요성 대두되고 있다. 이에 본 연구는 디지털트윈 기반의 통합관제기술을 통해 재난 시 유해물질의 확산 예측과 사고 발생지점 역추적, 안전한 대피경로를 제공하여 보다 신속하고 정밀한 사고대응을 위한 의사결정을 지원하는 정보체계를 제공하고자한다. 연구방법: 선행 연구 사례의 한계점인 실제 유해물질의 특성과 기상 상황에 따라 지표면 확산 또는 상층부 확산, 복합 확산 등 다양한 시뮬레이션 결과를 고려하였다. 또한 시공간 사각지대에서 발생하는 유해물질 누출에 대한 주변 IoT 센싱 데이터를 활용하여 누출 지점을 예측하는 역추적 모델을 통해 시공간 모니터링의 한계를 최소화하는 통합 관리 체계를 설계하였다. 연구결과: 구미산업단지 내에 리빙랩 2곳의 실증 기업을 선정하여 AIoT 센서를 설치하고, 디지털트윈 기반의 산업단지 유해물질 확산예측, 역추적, AI 누출예지 및 대피정보 안내 서비스를 제공하는 통합관리체계를 구축하여 리빙랩을 운영하였다. 결론: 이전 연구의 한계를 고려한 디지털트윈 기반의 AI 분석을 통해 유해화학물질 누출감지와 누출사고 예지, 3차원 복합 확산예측 및 역추적 확산을 예측하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권4호
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• pp.443-463
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• 2024

본 연구는 지역별로 과거 30년간의 월 강수량 데이터를 활용하여 강수량 예측의 정확성을 높이고자 하였다. 통계적 모형(ARIMA, SARIMA)과 딥러닝 모형(LSTM, GBM)을 사용하여 강릉, 광주, 대구, 대전, 부산, 서울, 제주 그리고 춘천 지역에서 1983년부터 2012년까지의 월 강수량 데이터를 학습하고 이를 바탕으로 2013년부터 2022년까지 10년간 월 강수량을 예측하였다. 예측 결과, 대부분 모형에서 강수량의 추세는 정확하게 예측했으나, 실제 강수량보다 과소 예측하는 경향을 보였다. 이러한 문제점을 해결하고자 지역별, 계절별 적합한 모델을 선정하였다. 강릉, 광주, 대구, 대전, 부산, 서울, 제주 그리고 춘천에는 LSTM 모형이 적합한 결과를 보였다. 계절별로 나누어 예측력을 비교하면, SARIMA 모형은 강릉, 광주, 대구, 대전, 서울 그리고 춘천 지역에서 겨울철에 특히 적합한 예측 성능을 나타냈다. 또한, LSTM 모형은 강수가 집중된 여름철에 다른 모형에 비해 높은 성능을 보였다. 결론적으로, 지역별 및 계절별 강수 패턴을 면밀하게 분석하고 이에 기반한 적합한 예측 모형을 선택하는 것은 강수량 예측의 정확도를 높이는 데 결정적인 역할을 한다.

• Journal of Platform Technology
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• 제12권1호
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• pp.91-105
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• 2024

기존 ICS(Industrial Control System)의 격리망 환경에 IT 시스템을 적용하는 사례가 계속 증가함으로써 ICS 환경에서의 보안 위협이 급격히 증가하였다. 보안 위협 시나리오는 사이버공격에 대한 분석, 예측 및 대응 등 사이버보안 훈련에서의 보안 전략 설계에 사용된다. 성공적인 사이버보안 훈련을 위해 유효하고 신뢰할 수 있는 훈련용 보안 위협 시나리오 개발 연구가 필요하다. 이에 본 논문에서는 ICS 환경에서의 사이버보안 훈련을 위한 사례 기반 보안 위협 시나리오 개발 방법론을 제안한다. 이를 위해 ICS 대상 실제 사이버보안 사고 사례를 분석한 내용을 기반으로 총 5단계로 구성된 방법론을 개발한다. 위협 기법은 MITRE ATT&CK 프레임워크를 기반의 객관적인 데이터를 사용하여 동일한 형태로 정형화한 후 위협 기법과 대응되는 CVE 및 CWE 목록을 식별한다. 그리고 CWE와 ICS 자산에서 사용 중인 프로그래밍내 취약한 함수를 분석 및 식별한다. 이전 단계까지 생성된 데이터를 기반으로 신규 ICS 대상 사이버보안 훈련용 보안 위협 시나리오를 개발한다. 제안한 방법론과 기존 연구간 비교 분석을 통한 검증 결과, 제안한 방식이 기존 방식보다 시나리오에 대한 유효성, 근거의 적절성, 그리고 다양한 시나리오 개발에 있어서 더 효과적임을 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.113-118
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• 2024

최근 들어 인공지능, 컴퓨터 그래픽기술이 진화하면서 영화,광고, 방송, 게임, SNS 등 여러매체를 통해 다양한 가상휴먼이 등장하고 있다. 특히, 가상인플루언서를 중심으로 한 광고 마케팅 시장에서 가상휴먼은 시간과 비용 측면에서 기업의 중요한 홍보수단으로 이미 중요성이 입증된 상태이다. 국내는 가상 인플루언서 시장의 태동기 단계로 대기업 및 스타트업 경계없이 가상인플루언서 관련 신규 서비스를 출시 준비를 하고자 하나, 그 개발 프로세스가 공개되어 있지 않아 많은 비용을 지불해야 하는 상황이다. 이런 기업의 요구사항과 애로사항을 해결하기 위해 본 논문에서는 실사기반의 가상휴먼을 제작하기 위한 포토그래메트리기반 페이셜 캡춰 시스템을 구현하고, 이를 활용한 가상휴먼 모델링 및 활용사례에 대하여 고찰한다. 페이셜 캡처 후 실제 애니메이션이 가능한 과정까지의 복잡한 CG 작업 단계를 간소화할 수 있는 언리얼엔진기반의 메타휴먼 모델링을 통해 비용과 품질면에서 최적의 워크플로우에 대해서도 고찰하고, 또한 인스타그램 등 SNS마케팅에 활용한 사례에 대해서도 소개한다. 언리얼엔진기반의 워크플로우를 통해 기존의 CG작업과의 비교를 통해 제안한 워크플로우의 성능을 입증한다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.77-85
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• 2024

의족과 절단단을 연결해주는 현가장치는 하지 절단 장애인이 의족착용을 가능하게 하며 보행뿐만 아니라 일상생활 중에서도 항상 절단단과 접촉되어 있어 의족 사용 중 가장 민감하게 느끼는 부분이다. 본 논문에서는 영구자석의 인력과 척력의 원리를 이용하여 자석의 극성변화로 하지 절단 장애인들의 절단단과 의족을 고정할 수 있는 자석락 현가장치를 개발하였다. 자석락의 작동 방식은 비자성체인 황동심을 기준으로 좌우에 네오디움 자석을 NNSS로 배치 시 자력은 흡착부재를 매개체로 하여 황동심을 넘어 외부로 흘러 결합력이 발생하며, 90도 회전 시 자석은 NSNS로 위치 이동하며 자력이 내부로 흘러 상쇄되는 원리이다. 이를 바탕으로 인장강도를 통한 결합력 시험 및 비교군인 셔틀락 현가장치와의 단기적인 의족 비교 평가를 수행하여 시제품에 대한 신뢰성 검증 및 만족도를 평가하였다. 그 결과 적정 결합력을 상회하는 인장강도를 확인하였으며 자석락이 셔틀락 대비 높은 만족도를 나타냈다. 추후 제품화를 위한 장기적인 ADL 임상시험을 수행해 실제 절단 장애인들에게 보급 가능한 제품으로 개발하고자 한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제33권1호
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• pp.63-70
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• 2024

본 연구는 오픈소스 라이브러리인 OpenCV를 활용해 다양한 시설과채류의 표현형 분석에 적용 가능한 컴퓨터 비전 기술을 탐구하였다. 토마토에 대해서는 이미지의 색상을 분석하여 숙성도를 판정하며, support vector machine(SVM) and histogram of oriented gradients 기법을 통해 숙성된 토마토를 효과적으로 검출하였다. 파프리카의 경우, 색상 분포를 시각화한 후, 가우스 혼합 모델로 클러스터링을 실행하여 수확 파프리카의 색상 특성을 분석하였다. 네트 멜론의 품질 평가에서는 LAB 색상 공간, 이진화 이미지 및 깊이 매핑을 활용하여 멜론의 네트 패턴을 정량화하였다. 추가로, 오이 온실에서 화방 검출을 위해 깊이 정보와 색상 정보를 조합하여 다양한 크기와 거리의 화방을 성공적으로 검출하였다. 이 연구의 결과로, 해당 컴퓨터 비전 기술들이 시설과채류의 생장 모니터링, 숙성 및 품질 평가 등에서의 유효성을 확인하였다. 농산업에서 컴퓨터 비전의 효과적 적용을 위해, 후속 연구자나 개발자들이 재배 생리와 연관된 지표를 기반으로 이 기술들을 보완할 경우, 실제 농업 현장 및 연구에서 널리 활용될 가능성이 크다.

• 자원리싸이클링
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• 제33권4호
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• pp.3-14
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• 2024

시멘트 제조공정 중 예열 및 소성 공정은 시멘트 반제품인 클링커를 생산하는 주요 공정으로, 고온의 열에너지를 발생시키기 위해 많은 양의 화석연료를 사용한다. 하지만, 최근 환경오염 문제의 심각성으로 인해 시멘트 산업에서 화석연료로부터 기인하는 탄소 배출량을 저감하고자 하는 시도가 지속되고 있다. 대표적인 해결 방안으로 화석연료 대신 폐기물 유래 연료(RDF, Refuse-Derived Fuel)와 같은 대체연료의 사용량을 증대시키기 위한 선행 연구 사례들이 많다. 대체연료는 탄소뿐만 아니라 질소산화물 발생량 또한 저감시킬 수 있고 폐기물을 매립하는 대신 예열실 및 소성로에서 연소시켜 처리할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 다양한 성분으로 구성된 대체연료의 특성상 열량을 추정할 수 없다는 문제점이 있으며, 이로 인해 대체연료 사용량을 증대시키고 안정적으로 예열실을 제어하는 데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 심층 신경망을 기반으로 예열실 온도를 예측하는 모델을 개발하여 미래의 예열실 온도에 대한 비교적 정확한 예측 값을 제공하고, 설명가능 인공지능을 활용하여 최적의 연료 투입량을 제시하는 솔루션을 제안하였다. 제안된 솔루션은 실제 예열 공정 현장에 적용되어 화석연료 사용량 5% 감소, 대체연료 대체율 5%p 증가, 예열실 온도 변동 35% 감소하는 성과를 달성할 수 있었다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권5호
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• pp.827-832
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• 2024

AI프로그램 Sora는 혁신적으로 활용할 수 있는 동영상 제작 모델로서 앞으로 동영상 기획과 제작에 있어 큰 패러다임의 변화 시작점이다. 본문에서는 AI동영상제작 프로그램의 특징과 활용 및 과정에 대한 고찰을 통해 AI디자인 동영상 제작에서의 방식을 특징을 이해하고 제작알고리즘에 대한 고찰을 하였다. 매년 심화될 동영상 그래픽 AI동영상 생성프로그램에 대한 작업물 생성과정에 대한 세부적인 고찰과 특징을 살펴보았다. 이어서 텍스트 프롬프트로 맞춤형 동영상을 생성하는 예제의 방식과 이전 제작방식과 다른 혁신적인 제작 결과물의 과정을 고찰하였다. 또한 최신 발표된 AI뮤직비디오 결과물에 대한 영상 디테일 부분의 장단점 고찰을 통해 AI영상 생성을 통한 디자인 방향성을 연구하였다. AI 생성 동영상 Sora의 보안 사항에 대한 부분을 고찰해, 실제 AI 프로세스의 내부 프로세스를 살펴봄으로써 향후 설계 디자이너 및 교육 시스템의 방향과 함께 AI 동영상 모델 제작 및 교육 방향에 대한 지표를 제시할 수 있을 것이다. 본문과 결론에서는 OpenAI 소라 영상 이미지의 장단점과 향후 현황을 분석하고 소라 모델의 역량과 한계, 품질, 인간의 창의성을 적용하는 방법에 대한 내용을 결론으로 향후 퀄리티를 높이며, 인간의 창의성으로 높이기 위한 Sora 모델의 능력과 한계에 대한 내용을 예시를 통해 문제점 및 대안의 방향을 제시해 보았다.