• 제목/요약/키워드: 측정표준기술

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탄소배출권용 AIoT 고효율 가로등 성능분석 연구 (A Study on the Performance Analysis of AIoT High-Efficiency Streetlamp for Carbon Emissions)

  • 박승호;신성욱;유경선
    • 미래기술융합논문지
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    • 제2권4호
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    • pp.13-19
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    • 2023
  • 파리기후변화협약(UNFCCC, 2015) 체결에 따라 선진국뿐만 아니라 개발도상국을 포함하는 포괄적 참여를 통해 전 세계가 온실가스 감축 활동을 확대하고 있다. 세계 주요국은 탄소배출권 시장을 통한 탄소배출 총량규제의 효과에 많은 기대를 걸고 있다. 그러나 탄소배출권을 얻기 위해서는 정량적인 탄소저감량 데이터를 바탕으로 제3자 검증이 필요하다. 이에 본 논문에서는 탄소배출권용 AIoT 고효율 가로등을 개발하여 등기구의 광효율을 측정하는 성능분석 연구를 진행했다. 탄소배출권을 얻기 위해 고효율 LED PKG를 사용하며 고전압용 PFC를 자체 개발하고 통신이 가능한 고효율의 등기구를 개발했다. 통신을 위해 등기구와 Gateway간 2.4GHz LoRa 방식을 채택했다. 한국 도로공사 표준 가로등 Type A, B, C 시뮬레이션을 통하여 렌즈 설계를 진행했다. 가로등의 성능은 공인 성적기관의 광효율 측정을 통하여 기존 타제품 대비 고효율의 성능을 검증하였으며, 이를 통한 전기에너지 절감으로 탄소배출권을 획득할 것으로 기대된다.

한국형 eCall 시스템 개발 및 통합실증을 통한 기대효과 분석 (Development of Korea eCall System and Effects Analysis through Integrated Demonstration)

  • 김상헌;조용성;김선우
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제23권1호
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    • pp.61-81
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    • 2024
  • eCall은 교통사고 발생 시 긴급구난 기관과 현장상황을 정확하게 파악할 수 있는 사고정보를 연계하여 교통사고 피해자를 신속하게 구조·구급하도록 지원하는 시스템을 말한다. 본 논문의 목적은 국내 긴급구난 기관의 요구사항을 반영한 한국형 eCall 시스템을 개발하고 통합실증을 통해 기대효과를 분석하는 것이다. 통합실증은 전국을 대상으로 진행되었고, 통합실증 결과 eCall IVS와 센터 간 통신성공율은 99.25%, 위치정보 평균 오차는 1.2 m로 측정되었다. 특히, 위치정보 평균 오차는 방송통신위원회의 국내 긴급구조 위치정보 품질 측정 결과인 21.6 m 보다 우수한 것을 확인할 수 있었다. eCall 시스템이 도입 시 교통사고 발생부터 병원도착까지 시간은 고속도로는 3분 38초, 일반도로는 1분 22초 단축 가능하다는 것을 확인할 수 있었다. 이를 2005년부터 2022까지의 교통사고 사망자에 적용한 결과 교통사고 사망자 수는 82,662명, 사회적 비용은 약1,026,100천달러가 감소되는 것으로 분석되었다.

SPECT/CT 장비에서 정량분석을 위한 핵종 별 Broad Quantification Calibration 시행 및 SUV 평가를 위한 팬텀 실험에 관한 연구 (A study on Broad Quantification Calibration to various isotopes for Quantitative Analysis and its SUVs assessment in SPECT/CT)

  • 고현수;최재민;박순기
    • 핵의학기술
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    • 제26권2호
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    • pp.20-31
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    • 2022
  • Broad Quantification Calibration(B.Q.C)은 SPECT/CT 장비에서 정량적인 평가(Quantitative Analysis)에 사용되는 표준 섭취 계수(Standard Uptake Value; SUV) 측정을 위한 Calibration 이다. Tc-99m, I-123, I-131, Lu-177 네 가지 핵종 별로 B.Q.C 를 시행한 후 SUV 가 정확하게 측정되는지를 검증하기 위해 팬텀 실험을 추가로 시행하였다. SPECT 장비를 위한 국제 기준이 아직까지 명확하게 마련되지 있지 않아 ACR Esser PET phantom을 이용하여 감마카메라 장비에서 사용하는 핵종 별로 SUV 측정을 위한 기반 작업을 수행하고자 하였다. 실험에 사용 된 SPECT/CT 장비는 SIEMENS 사의 Symbia Intevo 16과 Symbia Intevo Bold 두 장비이다. B.Q.C는 point source 를 이용하여 각 detector 에 감도를 인식시켜주는 sensitivity cal. 을 1 차로 시행하고, cylinder phantom 을 이용하여 Volume Sensitivity Factor(VSF)를 산출하는 volume sensitivity cal.을 추가로 시행한다. SUV 측정을 위해 ACR Esser PET phantom을 이용하여 Tc-99m, I-123, I-131, Lu-177 네 가지 핵종 별로 팬텀 영상을 획득하고, 배후방사능(BKG)의 SUVmean와 네 개의 hot vial(25, 16, 12, 8 mm)에서의 SUVmax를 측정하였다. Intevo 16, Intevo Bold 두 장비간의 SUV 차이를 비교하기 위해 SPSS ver. 21(IBM company, USA)을 이용하여 Mann-Whitney 검정을 시행하였다. B.Q.C 시행에 따른 네 가지 핵종 별로, 각 장비와 Detector 1, 2 에서의 Sensitivity(CPS/MBq) 및 VSF 는 다음과 같다(Intevo 16 D1 sensitivity/D2 sensitivity/VSF, Intevo Bold 순). Tc-99m 에서는 87.7/88.6/1.08, 91.9/91.2/1.07, I-123에서는 79.9/81.9/0.98, 89.4/89.4/0.98, I-131에서는 124.8/128.9/0.69, 130.9, 126.8/0.71, Lu-177 에서는 8.7/8.9/1.02, 9.1/8.9/1.00 이었다. ACR Esser PET 팬텀 실험에서 SUV 결과는 다음과 같다(Intevo 16 BKG SUVmean/25mmSUVmax/16mm/12mm/ 8mm, IntevoBold순). Tc-99m에서는 1.03/2.95/2.41/1.96/1.84, 1.03/2.91/2.38/1.87/1.82, I-123에서는 0.97/2.91/2.33/ 1.68/1.45, 1.00/2.80/2.23/1.57/1.32, I-131에서는 0.96/1.61/ 1.13/1.02/0.69, 0.94/1.54/1.08/0.98/0.66, Lu-177에서는 1.00/ 6.34/4.67/2.96/2.28, 1.01/6.21/4.49/2.86/2.21 이었다. 두 장비 간의 팬텀 실험 별 SUV 차이를 비교하기 위해 MannWhitney 검정을 시행한 결과, 통계적으로 유의한 차이가 없었다(z=-0.338, p=0.735). 기존 감마카메라는 단면 영상의 육안적인 평가만 가능하였다면, SPECT/CT 영상을 통해 해부학적 정보와 3차원 단층 영상 획득 및 SUV 측정으로 정량 분석이 가능하게 되었다. 주로 사용하는 Tc-99m 뿐만 아니라 I-123, I-131, Lu-177 핵종에 대해서도 Broad Quantification Calibration 을 시행하여 핵종 별로 정량적인 정보를 획득 할 수 있는 기반 작업이 수행 되었고, ACR Esser PET phantom 실험을 통해 SUV 측정의 신뢰도에 대한 검증도 수행 되었다. 장비의 성능 및 정량분석의 재현성을 유지하기 위해 주기적인 장비의 정도관리가 필요할 것이며, 이를 통해 Bone SPECT/CT 뿐만 아니라 기타 다른 SPECT/CT 영상 검사의 추적관찰 및 동위원소 치료 분야에서도 치료반응을 평가하는 등의 많은 도움이 될 것으로 사료된다.

일부 산업보건기관들의 혈중연 분석치 비교 (Interlaboratory Comparison of Blood Lead Determination in Some Occupational Health Laboratories in Korea)

  • 안규동;이병국
    • 한국산업보건학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.8-15
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    • 1995
  • 사람의 독성 영향을 평가하는데는 생체 시료중 금속의 분석이 중요한 역할을 한다. 우리 나라는 최근에 산업보건 분야에서 이 문제의 필요성이 제기되어 법적인 정도관리 제도를 도입하였다. 연은 특수건강 진단과 산업위생 정도관리 프로그램에서 표준적인 금속으로 이용된다. 과거 20 여년 동안 연중독은 중금속 중독증 발생율이 가장 높았으며 따라서 산업보건 전문기관들은 혈중연 분석의 능력은 필수적인 것으로 되어 왔다. 또한 혈중연은 연 폭로를 평가하는데 가장 중요한 지표이므로 신뢰성과 정확한 분석이 항상 요구된다. 따라서 본 연구는 우리 나라에서 비교적 잘 알려진 산업보건기관에서 혈중연 분석의 실험실간 측정치의 변동을 평가하기 위하여 축전지 제조공장의 68명 연폭로 근로자로부터 2 ml씩 2개의 시료를 채취하여 그 하나는 순천향대 산업의학연구소(SIIM)에서 분석하고 40개의 시료는 C 대학 산업의학연구소(CIIM), 그리고 나머지 28개의 시료는 일본 K 노동위생기술쎈타(JOHC)에서 분석하여 비교하였으며, 한편 일본 전국노동위생연합회(JFOHO)에서 정도관리용 우혈을 농도별로 6종을 구입하여 우리나라 정도관리 프로그램에 참여하고 있는 C 대학 산업의학연구소, 일본 K 노동위생기술쎈타, Y 대학 산업의학연구소, S 대 환경보건과, D 연구소등 6개 기관에서 분석한 결과를 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 순천향대 산업의학연구소와 국내 C 대학 산업의학연구소간 혈중연 농도별 분석결과는 평균값에서 유의한 차이가 없었으며 상대표준편차도 3% 미만인 것으로 나타났으며, 일본 K 노동위생기술쎈타와는 평균값에서 역시 유의한 차가 없었으며 상대표준편차는 최고 6.84% 였다. 2. 순천향대 산업의학연구소와 국내 C 대학 산업 의학연구소간 혈중연 농도별 분석결과가 15% 이하의 차이를 나타낸 시료의 수는 40개중 35개로 87.5%의 일치율을 나타내었으며, 일본 K 노동위생기술쎈타와는 28개 시료중 22개로 78.6%의 일치율을 나타내었다. 3. 순천향대 산업의학연구소의 결과를 종속변수로 그리고 국내 C 대학 산업의학연구소간의 분석치를 독립변수로 하였을 때 단순회귀식은 순천향 = 2.19 + 0.9243 C 대학(p=0.0001), 상관계수는 r = 975(p =0.0001)였으며, 일본 기관과는 순천향 = 1.91 + 0.9794 K 일본(p=0.0001), 상관계수 r = 0.965(p=0.0001)였다. 4. 일본 정도관리시료의 공인 값과 본 연구에서 이들 시료를 분석한 기관들 간의 분석치에 대한 단순회귀식의 설명력(R2)은 모두 0.99 이상이었으며 일본 정도관리 시료의 공인 값을 종속변수로 하고 국내 및 일본 기관들의 정도관리 시료 분석치를 독립변수로 하였을 때 기울기는 0.972에서 1.153으로 정체적으로 양호한 일치율을 나타내었다.

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빈맥을 이용한 심부전 모델에서 회복궤도 (Recovery Trajectory in Tachycardia Induced Heart Failure Model)

  • 오중환;박승일;원준호;김은기;이종국
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제32권5호
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    • pp.422-427
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    • 1999
  • 배경: 빈맥을 이용하여 심부전을 만드는 방법은 확장성 심근증 모델 중에서 가장 좋은 방법으로 심장에 외과적 손상 혹은 약물의 독성을 최소화할 수 있고 사람의 심부전에 가장 가까우며 조작하기 쉬운 장점이 있다. 새로운 술식의 효과를 검증하기 위하여 심부전이 진행중인 모델에서 동물실험을 시행하는 것은 결과를 얻기 전에 실패할 가능성이 높다. 심부전의 진행을 중지시킨 회복궤도의 변화를 비교하는 방법은 심부전 악화에 의한 사망률을 줄일 수 있는 새로운 방법이지만 빈맥 조작 기술에 따라 저자마다 상당한 차이가 있어 이에대한 자료의 정립이 필요한 실정이다. 대상 및 방법: 21마리의 개(체중 25-35kg)를 대상으로 1)정상의 심장, 2) 심부전 심장, 3) 회복기 4주 4) 회복기 8주 등 4가지로 나누었다. 전신마취하에 우심실첨부에 박동기 전극을 삽입하여 빈맥은 처음 170회/분부터 매주 20회씩 프로그래머를 이용하여 증가시켰다. 4주 후 심부전이 발생하면 8주간의 회복기 동안 회복 궤도를 추적하였다. 심장의 크기와 혈역학적 변화를 관찰하고자 초음파는 2주마다, Swan-Ganz 도자와 열희석법은 4주마다 검사를 실시하여 이완기 말기 좌심실 체적, 수축기말기 좌심실 체적, 심박출율, 중심정맥압, 폐동맥압, 폐동맥 쐐기압, 우심실압, 일회박출량 등을 측정하였으며, 정상과 심부전 심장 상태에서 혈중 카테콜라민을 측정하였다. 그 외 심전도 및 대퇴동맥 도자를 넣어 맥박수, 혈압을 측정하였다. 정상심장, 심부전 심장, 회복기 4주 및 8주에서 측정한 값은 평균$\pm$표준편차로 표시하였다. 결과: 4마리(20%)가 심부전에 의한 합병증으로 사망하였다. 이완기 말기 좌심실 체적은 측정시기에 따라 40.8$\pm$7.4, 82.1$\pm$21.1, 59.9$\pm$7.7, 46.5$\pm$6.5ml로 수축기말기 좌심실 체적과 비슷한 변화양상을 보였으며 심박출율은 50.6$\pm$4.1, 17.5$\pm$5.8, 36.3$\pm$7.3, 41.5$\pm$2.4%였다. 혈압과 맥박은 의의 있는 양상을 보이지 않았으며 중심정맥압, 우심실압, 폐동맥압, 폐동맥 쐐기압 등은 심부전 시에 의의 있는 증가를 보이다가 회복기에는 감소하는 양상을 볼 수 있다. 일회박출량은 21.5$\pm$8.2, 12.3$\pm$3.5, 17.9$\pm$4.6, 15.5$\pm$3.4ml으로 회복기에 심부전 상태로부터 회복하는 경향을 볼 수 있었다. 혈중 카테콜라민은 정상 133.3$\pm$60.0pg/dL에서 심부전 시에는 479.4$\pm$327.3pg/dL로 증가를 보였다(p=0.008). 결론: 빈맥을 이용한 심부전 모델은 외과적손상이 적고, 병의 정도를 임의로 조절할 수 할 수 있는 간편한 방법이다. 회복기에는 심기능 및 심장비대가 회복하는 경향을 보이므로 향후 새로운 술식의 평가를 위하여 회복 궤도를 이용하는 경우 실험 동물의 심부전 악화에 의한 사망율을 줄일 수 있는 새로운 방법이다.

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방사성동위원소(放射性同位元素)를 이용(利用)한 적혈구수명측정법(赤血球壽命測定法)(ICSH추천(推薦)) (Radio-isotope Red Cell Survival Studies Recommended by ICSH)

  • 대한핵의학회
    • 대한핵의학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.1-10
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    • 1971
  • 혈액질환(血液疾患), 특히 용혈성빈혈(溶血性貧血)을 수반(隨伴)한 경우(境遇)에 적혈구(赤血球)의 생성(生成) 및 파괴과정(破壞過程)을 정확(正確)히 파악(把握)하는 것은 중요(重要)하여 특히 적혈구수명측정(赤血球壽命測定)은 빈혈(貧血)의 본능(本能) 및 발생기전(發生機轉)을 이해(理解)하는데는 물론 병인적(病因的) 치료(治療) 및 예후(豫後)를 결정(決定)하는데 대단(犬端)히 유용(有用)하다. 적혈구수명측정(赤血球壽命測定)에는 1919년(年) Ashby가 개발(開發)한 differential agglutination법(法)이 이용(利用)되어 왔으나 수혈(輸血)에 따른 위험(危險)이 있고 방법(方法)이 복잡(複雜)하다는 단점(短點)을 가져 새로운 적혈구수명측정법(赤血球壽命測定法)이 연구(硏究)되어 왔다. 최근(最近)에 $^{51}Cr$이나, $^{32}DFP$같은 방사성동위원소(放射性同位元素)를 이용(利用)한 방법(方法)이 도입(導入)된 이래(以來) 임상적(臨床的)으로 적혈구수명측정(赤血球壽命測定)이 많이 시행(施行)되고 있지만 아직까지도 그 방법(方法)이나 결과(結果)의 해석(解釋)에 표준화(標準化)가 안되어 있다. 현재(現在) 임상영역(臨床領域)에서 가장 널리 이용(利用)되고 있는 적혈구수명측정법(赤血球壽命測定法)은 방사성(放射性) chromium($^{51}Cr$)법(法)으로 1950년(年) Gray와 Sterling에 의(依)해 창안(創案)된 이래(以來) 많은 학자(學者)들에 의(依)해 여러 가지 변법(變法)이 고안(考案)되어 왔는데, 이의 가장 큰 이유(理由)는 $^{51}Cr$이 적혈구표지(赤血球標識)에 가장 이상적(理想的)인 것만은 아니고 그 결과(結果)에 많은 요인(要因)들이 영향(影響)을 미치기 때문이다. 또 이런 변법(變法)의 사용(使用)은 각(各) 검사(檢査)에서 계산(計算)된 측정치(測定値)에 차이(差異)가 있어 그 결과(結果)의 해석(解釋) 및 비교(比較) 검토(檢討)에 적지않은 난점(難點)이 생겨 표준화(標準化)된 공통적(共通的)인 방법(方法)의 사용(使用)이 중요(重要)하다는 사실(事實)이 인식(認識)되게 되었다. 1966년(年) 호주(濠洲)의 Sydney에서 개최(開催)되었든 제11차(第11次) 국제혈액학회(國際血學會)때 열린 제4차(第4次) International Committee for Standardization in Haematology(ICSH)에서 Diagnostic Applications of Radioisotopes in Haematology에 관(關)한 expert panel을 갖을것을 의결(議決)하여 다음과 같은 12명(名)의 위원(委員)이 결정(決定)되었으며 위원회(委員會)의 의장(議長)에 Dr. Szur, 총무(總務)에 Dr. Glass가 각각(各各) 선임(選任)되었다. 그간(間) 1967년(年) 영경(英京) London에서 첫 회합(會合)이 있은후(後) New York, Vienna(IAEA후원(後援)) Brthesda(NIH후원(後援))에서 전문위원회(專門委員會)를 갖고 적혈구수명측정법(赤血球壽命測定法)에 관(關)한 의견(意見)의 일치(一致)를 보았다. ICSH와 국제혈액학회(國際血學會)에서는 이번에 결정(決定)된 적혈구수명측정법(赤血球壽命測定法)을 널리 소개(紹介)하며, 측정법(測定法)과 얻어진 결과(結果)의 해석(解釋)에 표준화(標準化)를 기(期)할 목적(目的)으로 이에 연관성(聯關性)있는 전문지(專門誌)에 게재(揭載)할 것을 요청(要請) 받었기에 이에 전문(全文)을 소개(紹介)하는 바이다. 이들은 방사성(放射性) chromium 법(法)의 모든 세부적(細部的)인 면(面)을 표준화(標準化)하고 있으며 그간(間) 가장 논란(論難)의 대상(對象)이 되었던, $^{51}Cr$-표지방법(標識方法)에 있어서의 세가지 변법(變法), 즉 ACD법(法), Citrate-wash법(法), ACD/ascorbic acid법(法)을 모두 인정(認定)하고 있다. 또한, DFP($DF^{32}P$ 또는 $^3H-DFP$) 표지법(標識法)의 표준방법(標準方法)도 기술(記述)하고 있으며, 더욱 중요(重要)한 것은 적혈구수명측정법(赤血球壽命測定法)으로서 현재(現在)까지 대부분(大部分)의 학자(學者)가 사용(使用)하여 왔던 지표(指標)인 $T_{50}Cr$ 대신(代身)에 mean red cell life span을 사용(使用)할 것을 권(勸)하고 있다.

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고성능 잔여 데이터 복호기를 위한 최적화된 하드웨어 설계 (An Optimized Hardware Design for High Performance Residual Data Decoder)

  • 정홍균;류광기
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권11호
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    • pp.5389-5396
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    • 2012
  • 본 논문에서는 H.264/AVC의 고성능 잔여 데이터 복호기를 위해 최적화된 하드웨어 구조를 제안한다. 제안하는 하드웨어 구조는 새로운 역영자화 수식들을 적용한 공통 연산기를 갖는 병렬 역양자화기와 병렬 역변환기를 통합한 하드웨어 구조이다. 새로운 역양자화 수식들은 기존 수식에서 나눗셈 연산을 제거하여 연산량 및 처리시간을 감소시키고 새로운 수식들을 처리하기 위해 곱셈기와 왼쪽 쉬프터로 구성된 하나의 공통 연산기를 사용한다. 역양자화기는 4개의 공통 연산기를 병렬처리하기 때문에 $4{\times}4$ 블록의 역양자화 수행 사이클 수를 1 사이클로 감소시키고, 제안하는 역변환기는 8개의 역변환 연산기를 사용하여 $4{\times}4$ 블록의 역변환 수행 사이클 수를 1 사이클로 감소시킨다. 또한 제안하는 구조는 역양자화 연산과 역변환 연산을 동시에 수행하기 때문에 하나의 $4{\times}4$ 블록을 처리하는 데 1 사이클이 소요되어 수행 사이클 수가 감소한다. 제안하는 구조를 Magnachip 0.18um CMOS 공정 라이브러리를 이용하여 합성한 결과 게이트 수는 21.9k, critical path delay는 5.5ns이고, 최대 동작 주파수는 181MHz이다. 최대 동작 주파수에서 제안하는 구조의 throughput은 2.89Gpixels/sec이다. 표준 참조 소프트웨어 JM 9.4에서 추출한 데이터를 이용하여 성능을 측정한 결과 제안하는 구조의 수행 사이클 수가 기존 구조들 대비 88.5% 이상 향상되었다.

WebGL 블렌딩 기법을 이용한 다중 공간영상정보 중첩 가시화 (Overlay Rendering of Multiple Geo-Based Images Using WebGL Blending Technique)

  • 김광섭;이기원
    • 한국지리정보학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.104-113
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    • 2012
  • HTML5(Hypertext Markup Language5) 발표 이후 이를 기반으로 하는 다양한 프로그램과 서비스가 개발, 출시되고 있다. HTML5는 개인용 컴퓨터의 웹 브라우저와 모바일 단말기의 웹 브라우저의 상호 호환 구동이 가능한 기술 표준으로 학술적, 산업적 발전과 활용 가능성이 계속 증가할 것이다. 이 연구에서는 HTML5 기술 중 웹 브라우저에서 3차원 그래픽 렌더링을 지원하는 WebGL을 이용하여 DEM 자료와 공간영상정보를 다중 중첩 가시화하는 모바일 응용 프로그램을 설계하고 시험 구현하고자 하였다. 특히 공간정보 중첩처리는 블렌딩 기법을 적용하고자 하였다. WebGL 구동 프레임워크 중 CubicVR.js를 사용하였으며, 일반 사용자 환경에서 다양한 블렌딩 기법을 제공할 수 있도록 하였다. 세종시 주변 지역을 대상으로 하여 시험 구현과정에서 중첩 가시화 적용을 위하여 사용된 자료는 KOMPSAT-2 영상, ALOS PALSAR SAR 영상과 해당 지역의 고정형 대기 환경 측정소에서 얻은 격자 자료 등이다. 이러한 자료의 3차원 중첩을 위한 DEM 자료는 수치지도 자료의 등고선 정보를 이용하여 직접 생성하였다. 이번 연구를 통해 모바일 환경에서도 WebGL을 이용하여 현재 제공되지 않은 새로운 방식의 공간영상정보 콘텐츠와 서비스 시스템 도출 및 활용 가능성을 제시하고자 하였다.

Optimization of highly scalable gate dielectrics by stacking Ta2O5 and SiO2 thin films for advanced MOSFET technology

  • 김태완;조원주
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.259-259
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    • 2016
  • 반도체 산업 전반에 걸쳐 이루어지고 있는 연구는 소자를 더 작게 만들면서도 구동능력은 우수한 소자를 만들어내는 것이라고 할 수 있다. 따라서 소자의 미세화와 함께 트랜지스터의 구동능력의 향상을 위한 기술개발에 대한 필요성이 점차 커지고 있으며, 고유전(high-k)재료를 트랜지스터의 게이트 절연막으로 이용하는 방법이 개발되고 있다. High-k 재료를 트랜지스터의 게이트 절연막에 적용하면 낮은 전압으로 소자를 구동할 수 있어서 소비전력이 감소하고 소자의 미세화 측면에서도 매우 유리하다. 그러나, 초미세화된 소자를 제작하기 위하여 high-k 절연막의 두께를 줄이게 되면, 전기적 용량(capacitance)은 커지지만 에너지 밴드 오프셋(band-offset)이 기존의 실리콘 산화막(SiO2)보다 작고 또한 열공정에 의해 쉽게 결정화가 이루어지기 때문에 누설전류가 발생하여 소자의 열화를 초래할 수 있다. 따라서, 최근에는 이러한 문제를 해결하기 위하여 게이트 절연막 엔지니어링을 통해서 누설전류를 줄이면서 전기적 용량을 확보할 수 있는 연구가 주목받고 있다. 본 실험에서는 high-k 물질인 Ta2O5와 SiO2를 적층시켜서 누설전류를 줄이면서 동시에 높은 캐패시턴스를 달성할 수 있는 게이트 절연막 엔지니어링에 대한 연구를 진행하였다. 먼저 n-type Si 기판을 표준 RCA 세정한 다음, RF sputter를 사용하여 두께가 Ta2O5/SiO2 = 50/0, 50/5, 50/10, 25/10, 25/5 nm인 적층구조의 게이트 절연막을 형성하였다. 다음으로 Al 게이트 전극을 150 nm의 두께로 증착한 다음, 전기적 특성 개선을 위하여 furnace N2 분위기에서 $400^{\circ}C$로 30분간 후속 열처리를 진행하여 MOS capacitor 소자를 제작하였고, I-V 및 C-V 측정을 통하여 형성된 게이트 절연막의 전기적 특성을 평가하였다. 그 결과, Ta2O5/SiO2 = 50/0, 50/5, 50/10 nm인 게이트 절연막들은 누설전류는 낮지만, 큰 용량을 얻을 수 없었다. 한편, Ta2O5/SiO2 = 25/10, 25/5 nm의 조합에서는 충분한 용량을 확보할 수 있었다. 적층된 게이트 절연막의 유전상수는 25/5 nm, 25/10 nm 각각 8.3, 7.6으로 비슷하였지만, 문턱치 전압(VTH)은 각각 -0.64 V, -0.18 V로 25/10 nm가 0 V에 보다 근접한 값을 나타내었다. 한편, 누설전류는 25/10 nm가 25/5 nm보다 약 20 nA (@5 V) 낮은 것을 확인할 수 있었으며 절연파괴전압(breakdown voltage)도 증가한 것을 확인하였다. 결론적으로 Ta2O5/SiO2 적층 절연막의 두께가 25nm/10nm에서 최적의 특성을 얻을 수 있었으며, 본 실험과 같이 게이트 절연막 엔지니어링을 통하여 효과적으로 누설전류를 줄이고 게이트 용량을 증가시킴으로써 고집적화된 소자의 제작에 유용한 기술로 기대된다.

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재난현장조사 공간정보 웹 가시화를 위한 3차원 맵핑시스템 개발 (Development of 3D Mapping System for Web Visualization of Geo-spatial Information Collected from Disaster Field Investigation)

  • 김성삼;노현주;신동윤;이준우;김현주
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권5_4호
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    • pp.1195-1207
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    • 2020
  • GeoWeb 기술이 발전하면서 재난관리 분야에서도 웹을 통한 2D/3D 공간정보 서비스에 대한 관심과 활용도가 높아지고 있다. 본 논문은 재난사고 현장에서 수집된 다양한 공간정보를 웹 환경에서 시각화하기 위한 3D 공간정보 맵핑 플랫폼 구축에 관한 연구로서, 웹 개발 표준기술인 HTML5/WebGL과 오픈소스를 활용하여 재난사고 현장에서 다양한 형태로 수집된 2D/3D 공간 데이터와 대용량의 LiDAR 점군 데이터에 대한 웹기반의 공간정보 맵핑 서비스 방안을 제시하였다. 첫째, 오픈소스인 GeoServer의 WMS 서비스와 PostGIS를 이용하여 수집된 재난현장 조사 2D 데이터를 공간 DB로 구축한 후 웹 환경에서 렌더링하였다. 둘째, 웹 환경에서 대용량 3D 점군 데이터를 효율적으로 렌더링하기 위하여 다중 해상도의 옥트리 구조를 이용하여 점군 데이터를 2D 타일로 단순화하는 Potree 알고리즘을 적용하였다. 마지막으로 OpenLayers3를 기반으로 3차원 지도를 제어 및 측정하기 위한 기본·응용 기능을 Graphic User Interface(GUI)로 구현하여 2D/3D 공간정보의 웹 시각화를 위한 3D 웹 맵핑 파일럿 시스템을 개발하였다. 향후, 재난현장의 각종 2D 조사 데이터 및 다양한 공간영상정보를 구축된 웹기반 3차원 공간정보시스템에 중첩·표출함으로써 재난사고 과학조사 및 분석 업무에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.