• 스마트미디어저널
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• 제12권1호
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• pp.77-91
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• 2023

사용자의 행위를 상호적인 탐색과정으로 활용하는 인터랙션 방식과 기술들이 다양하게 진화하고 있다. 특히 최근에는 각종 센서 기술의 발전으로 접촉에서 비접촉 방식으로 서비스 방식이 변화하고 있지만 인터랙션 방식에 대한 개발자들의 무분별한 정의로 인해 오히려 탐색과정이 복잡해지는 양상을 띄게 되었다. 이러한 방식은 오히려 사용자가 전시콘텐츠를 학습하기에 앞서 개발자가 정의한 인터랙션 가이드를 먼저 학습해야하는 번거로움을 야기하고 있다. 따라서 전시 체험자를 위한 원활한 문화콘텐츠 정보 소통을 위해서는 다양한 연령대의 사용자를 위한 손쉬운 인터랙션에 대한 사전 연구가 필요하며, 비접촉 전시콘텐츠 개발 시 사용자 상호작용의 사용편의성 제고를 위한 연구 역시 반드시 필요한 상황이다. 이에 따라 본 연구에서는 전시콘텐츠 분야에서 활용도가 높고 보편적 상호작용이 가능한 비접촉 인터랙션을 연구하고 행위(제스처) 디자인을 제안함으로써 개발자와 사용자의 혼란을 줄일 수 있는 방안을 모색하였다. 먼저 문화자원 서사구조를 기반으로 기존 연구들을 고찰하고 문화콘텐츠로써 인터랙션 지점을 도출하였으며 사용자가 인터랙션 방식을 자연스럽게 추측하고 학습할 수 있는 손짓 기반 비접촉 행위 중 가장 효율성이 높은 탐색과정을 선별하였다. 나아가 비선형 내러티브 기반 인터랙션의 의미와 공간적 행위 요소 분석결과를 바탕으로 학습적 효과와 효율성이 높은 어포던스 행위를 도출하였다. 본 연구과정을 통해 사용자가 전시형 문화콘텐츠 탐색활동 과정에서 자연스럽게 비접촉 인터랙션을 이해하고, 전시콘텐츠에 몰입하는 과정에서 비접촉 인터랙션을 활용하는데 도움이 되는 행위를 최종적인 모델로 제안하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제46권1호
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• pp.1-9
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• 2009

본 연구에서는 기존의 접촉식 센서를 이용한 생체신호 측정이 아닌 비접촉 방식으로 심박과 호흡을 추출하기 위해 2.4GHz 대역에서 동작하는 도플러 레이더 센서와 베이스 밴드 모듈로 구성된 도플러 레이더 시스템을 설계하고 그 성능을 평가하였다. 설계된 도플러 레이더 시스템은 인체표면의 변위변화에 의해 반사되는 위상변화를 이용하여 심폐 활동을 검출할 수 있다. 도플러 레이더 센서의 I/Q 채널에서 획득한 신호는 베이스 밴드 모듈의 전처리 필터부, 증폭부, 옵셋조정부를 통과하여 호흡과 심박 신호로 분리된다. 도플러 레이더 시스템으로부터 측정된 생체신호와 기존의 생체신호 간의 상관성을 확인하기 위해 호흡과 심박 대역이 각각 다른 쥐, 토끼, 사람을 대상으로 측정하여 그 결과를 비교하였다. 설계된 도플러 레이더 시스템에서 분리된 호흡 및 심박 신호는 측정 대상의 움직임이 없는 상태에서는 높은 검출률을 보였으며, 도플러 레이더에서 심박과 호흡 신호를 검출한 결과 거리, 호흡과 심박의 변이량, 호흡과 심박대역에 따라 검출률이 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권4호
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• pp.332-337
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• 2018

본 논문은 항공기 보조연료탱크에서 연료량을 측정하는 센서 위치를 최적화하는 설계를 보여준다. 항공기의 임무반경을 증가시키기 위해 활용되는 보조연료탱크에서 보조연료탱크 내의 연료량을 측정하는 센서 위치는 측정 정확도를 결정하는 중요한 설계변수이다. 본 연구에서는 연료가 센서에 접촉되지 않아 측정하지 못하는 연료량, 즉 측정불가 연료량의 최소화를 목적함수로 설정하여 센서 위치를 최적설계 하였다. 항공기 보조연료탱크의 CATIA 형상 모델을 단순화한 근사모델에서 센서 위치에 따른 측정불가 연료량을 계산하고, MATLAB의 최적화 Solver와 연동하여 최적설계를 수행하였다. 설계 결과 얻은 최적 센서 위치는 Parametric study를 통해 얻은 결과와 비교하여 검증하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제17A권3호
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• pp.145-152
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• 2010

대부분의 모바일 웨어러블 헬스케어 모니터링 의류 시스템은 생체신호를 측정할 수 있는 센서와 데이터 취득과 무선 통신 및 제어를 담당하는 회로부, 이들을 내장하는 의복으로 구성된다. 기존의 의복형 헬스케어 시스템은 센서를 의복에 장시간 내장하기가 어렵고, 피부 접촉 시 시간에 따라 저항 값이 변화하기 때문에 장기적인 생체 신호 모니터링이 쉽지 않으며, 센서 전극과 회로 사이에 존재하는 신호선의 물리적 장애 요인도 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위하여, PVDF에 PEDOT 재료를 코팅하여 만든 패브릭 나노웹 ECG 전극과 PVDF 필름을 사용한 호흡 센서를 $10\;{\mu}m$ 두께의 디지털 실을 이용하여 사용자의 의류와 일체화하였다. 탈부착이 가능한 무선 블루투스(Bluetooth) 내장 스테이션과 디지털실로 기존 의류와 일체화한 생체 신호 측정용 의류 제작을 통해, 휴대폰에서 손쉽게 심전도(ECG)와 맥박신호를 표시 할 수 있었다.

• 대한공업교육학회지
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• 제32권2호
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• pp.171-187
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• 2007

이 연구의 목적은 선삭 가공시 발생하는 채터 진동을 계측하기 위하여 일반적인 가속도계가 가진 단점을 보완한 페브리-페롯형(Fabry-Prtot) 광섬유 간섭계 센서를 공구에 직접 부착하여 채터 진동을 측정하고 이것의 유용성을 확인하는 것이다. 측정된 주파수 스펙트럼과 이론해석 상의 리셉턴스 곡선과 비교하였는데 공구진동이 클수록 가진 주파수 이동이 생성되며 이는 공구의 날 끝에 질량효과가 더해짐을 의미함을 알 수 있었다. 질량효과가 더해지면 진동 주파수는 저주파 쪽으로 이동한다. 진동 주파수의 저주파 영역의 이동은 일반적인 재생형 채터에서 흔히 일어나는 현상이다. 또한 측정한 채터 주파수는 고유진동수가 아닌 외부 가진 주파수인 것으로 확인 됐으며 측정 결과와 같이 본 실험에 사용된 광섬유 센서는 외부 진동 주파수를 잘 계측 하였으며 페브리-페롯 센서는 특히 공구진동의 측정에 유용함을 보았다. 본 연구를 통하여 적용분야로 간섭계형 광섬유 센서를 공구 표면에 직접 설치하고 공구 진동을 관찰하는 교육목적의 실험에도 응용할 수 있다. 본 실험과 같은 페브리-페롯 간섭계 센서의 공구 직접 접촉식 방법에 대한 연구는 국내외 적으로 그 사례를 찾아보기 힘든 독창적인 방법인 것으로 추정된다. 본 연구결과는 또한 향후 공구진동과 마멸을 연구하는데 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권12호
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• pp.993-998
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• 2017

본 논문에서는 공장에서 많이 사용하는 삼상 배전반에서 자기센서를 이용한 고정밀 전류를 측정하기 위한 기법을 제안하고 이를 분석 및 검증한 결과를 서술하였다. 일반적으로 개방형 자기센서 기반의 비접촉식 방식으로 전류를 측정할 경우 인접한 전선의 전류에서 유도되는 자기장의 영향으로 그 오차가 10 % 이상으로 증가되는 단점을 가지고 있으며, 이로 인하여 대부분의 상용 전류센서의 경우 투자율이 큰 ferrite를 이용한 루프형 구조를 채택하고 있다. 제안된 고정밀 전류센싱 기법은 인접한 자기장의 크기를 측정하여 이를 수학적으로 제거함으로써 고정밀의 전류센서를 개방형 자기센서를 사용하여 구현 가능할 수 있으며, 전류센서의 단가 및 사이즈를 줄일 수 있어 공장 내의 다양한 하위 노드 단에서 소모되는 전류를 측정 가능한 장점을 가지고 있다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제46권2호
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• pp.36-40
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• 2009

본 연구에서는 비분산 적외선 방식을 이용한 일산화탄소, 이산화탄소 듀얼 센서 모듈을 실현한다. 비분산 적외선 방식은 가스분자가 특정 파장의 적외선을 흡수하는 특성을 이용하여 가스의 적외선 흡수도를 측정하여 농도로 환산하는 방식이다. 비분산 적외선 방식은 수명이 길고 정밀도가 높아 기존의 접촉식(화학식) 센서에 비해 우수한 특성을 가지고 있다. 중요한 기술은 NDIR의 핵심 부분인 광공동의 설계 기술과 센서의 성능을 최종 결정짓는 농도-온도 교정 기술이다. 현재까지 개발된 광 공동 기술은 CO2센서의 단일 센서 방식이었다. 본 연구에서는 이 기술을 접목한 일산화탄소까지 동시에 측정할 수 있는 광공동기술과 교정기술을 연구 개발하여 하나의 광 공동으로 이산화탄소와 일산화탄소를 동시에 측정 할 수 있는 고기능 센서를 실현하는 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.431.1-431.1
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• 2014

최근, 높은 캐리어 이동도와 유연성, 투명성의 우수한 전기적 기계적 특성을 갖는 그래핀에 관한 연구가 활발해지고 있으며 이를 기반으로 한 그래핀 field effect transistor (FET) 센서 응용 또한 관심이 커지고 있다. 작은 소자 크기, 견고한 구조, 빠른 응답속도와 CMOS 공정과의 호환성이 좋은 FET 기반의 센서의 감지 특성은 주로 전해질과 직접 접촉하는 게이트 절연체의 고유 특성에 의해 결정된다. 이러한 게이트 절연체는 일반적으로 스퍼터링, atomic layer deposition (ALD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) 등의 진공 방법에 의해 형성되며, 이 공정 기술은 고가의 장비, 긴 공정 시간과 높은 제조비용이 요구된다. 더욱이, 위의 방식들은 소자 제작 동안에 플라즈마 발생 또는 열처리를 필요로 하게 되며 이는 그래핀 기반의 소자의 제작에 있어 큰 손상을 발생시키게 된다. 이러한 이유로 인해, 그래핀 FET 센서의 게이트 절연체의 형성에 있어 진공 증착 기술은 적절하지 않다. 본 연구에서는, 진공 증착 기술의 문제점을 극복하기 위해 sol-gel 방식을 통한 Al2O3 게이트 절연체를 갖는 그래핀 FET 센서를 제작하였다. Sol-gel 방식은 적은 비용, 공정의 단순화, 높은 처리량 뿐 아니라 소자의 대면적화 제작에 유리하다는 장점을 가지며, 또한 게이트 절연체를 증착함에 있어서 플라즈마가 발생하지 않기 때문에 그래핀 FET 제작에 쉽게 적용될 수 있다. 특히, 게이트 절연체 중 Al2O3은 우수한 화학적 안정성과 감지 특성으로 인해 본 실험에 사용하였다. 결론적으로, sol-gel 방식을 통한 Al2O3 게이트 절연체를 갖는 그래핀 FET 센서는 우수한 전기적 특성과 감지 특성 측면에서 매우 전망적이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권10호
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• pp.845-859
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• 2020

최근 기후변화와 여름철 고온 등으로 인한 녹조현상, 사고발생으로 인한 화학물질 및 유류 유출 등 수질오염과 관련된 사회적 관심이 높아지고 있다. 수질오염 사례 중 화학사고로 인한 유해화학물질 유출은 인체에 접촉시 인체에 악영향을 끼치며, 대기·수질·토양을 오염시키고 주변 농작물의 변색이나 괴사를 유발하는 등 생태환경에 직접적인 피해가 발생한다. 하천으로 유출가능성이 있는 화학물질은 무색의 수용성인 경우가 많아 육안으로 유출 사실을 확인하기가 어렵다. 화학사고 발생시 화학물질의 탐지는 간이접촉식탐지장비를 이용하거나 화학물질의 유출이 우려되는 곳에 검출센서를 설치해 사고를 감시하고 있다. 이러한 접촉식 센서는 현장인력에 의존적이고, 설치식 검출센서 또한 제한적으로 설치되어 미설치 지역에 대한 능동적 탐지가 어렵다는 한계가 있다. 한편 최근 초분광 영상을 활용하여 물질 고유의 분광특성을 분석함으로써 토지피복, 식생, 수질 등의 식별에 활용되고 있다. 따라서 초분광 센서를 활용한 화학물질 감지 가능성도 보여주고 있지만 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 수계로 유출되는 유해화학물질을 식별하기 위하여 접촉식 탐지 기술의 한계를 극복할 수 있는 원격탐사기법과 최신 센서기술을 활용하였다. 유해화학물질 18종을 대상으로 초분광 영상을 이용한 상호 구분이 가능한 지 확인하고자 해당 유해화학물질의 초분광 영상을 촬영하여 분광라이브러리를 구축하였다. 향후 연구를 통해 유해화학물질 분광라이브러리 데이터베이스를 확대하고, 하천 적용에 대한 검증을 실시한 후 실시간 모니터링에 적용할 경우 신속한 화학사고 발생여부 감지 및 대응에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 공업화학
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• 제32권6호
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• pp.684-689
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• 2021

본 논문에서는 경제적이며 일회용 센서칩으로 제작 가능한 스크린프린팅한 탄소칩 전극[screen printed carbon electrode(SPCE)]에 다중벽 탄소 나노 튜브, 전도성고분자 및 티로시나아제를 융합하여 제작된 나노복합체를 도포한 센서를 개발하고 이를 내분비 저하 물질이면서, 비만, 당뇨병 및 심혈관질환 등의 만성질환 및 성조숙증, 여성 생식 질환, 불임 등과 관련성이 입증된 비스페놀A 농도 분석에 적용하고자 하였다. 다중벽 탄소 나노 튜브를 산화시켜 음전하를 띠게 한 후 양전하를 띠는 전도성고분자인 polydiallyldimethylammonium (PDDA)로 감싸준 후 용액의 pH를 조절하여 음전하를 띠게 한 티로시나아제를 첨가하여 최종적으로 산화된 다중벽 탄소 나노 튜브-PDDA-티로시나아제 나노복합체를 형성하였다. 상기 나노복합체를 물리적으로 흡착시킨 센서칩 표면을 비스페놀A 용액에 접촉시키고, 비스페놀A가 티로시나아제와 2단계의 효소-기질반응을 할 수 있는 충분한 시간(3분)을 주면, 생성물[4,4'-isopropylidenebis(1,2-benzoquinone)]이 생성된다. 이 때 순환전압전류법과 시차펄스전압전류법을 이용하여 생성물[4,4'-isopropylidenebis(1,2-benzoquinone)]을 환원(-0.08V vs. Ag/AgCl)하였을 때 얻어진 전류값 변화를 측정하여 비스페놀A의 농도를 정량적으로 분석하였다. 추가적으로 개발한 센서 전극표면에 비스페놀A와 유사한 비스페놀S 방해물질을 비스페놀A와 함께 접촉하였을 때 비스페놀A에 대한 우수한 선택성을 확인하였다. 최종적으로 제작한 센서를 실험실에서 제작한 환경 시료안에 비스페놀A의 농도를 분석하는 데 적용함으로써 실제 현장에서 활용될 수 있는 가능성을 시사하였다.