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해양생물로부터 기능성 펩티드의 생산 및 응용 (Production and biological applications for marine proteins and peptides- An overview)

  • 김세권;변희국
    • 식품과학과 산업
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    • 제51권4호
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    • pp.278-301
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    • 2018
  • 최근 들어 먹거리와 건강에 대한 사람들의 관심이 점점 높아지면서 이에 관한 정보 또한 중요시 되고 있다. 우리나라 전체 사회가 고령화 사회로 접어들면서 환경의 악화로부터 오는 질병과 생활 습관병의 증가를 자기 자신의 문제로 받아들이는 사람들이 늘고 있기 때문이다. 의료 분야는 치료 중심에서 예방 의학으로 관심이 높아지고 있지만 예방약이라고 할 수 있는 약품은 매우 적다. 암, 동맥경화, 당뇨병 같은 성인병을 예방하려면 약에 의한 예방이 아닌 먹거리에 의한 예방을 적극적으로 도입시킬 필요가 있다. 해양은 육상과는 다른 특이한 생태계를 이루는 환경 때문에 적자생존의 경쟁 속에서 살아남기 위하여 특히 물리적 방어 능력이 부족한 해양생물의 2차 대사산물은 육상생물의 그것과는 상이한 화학적 특성을 가진다. 이러한 다양한 2차 대사산물은 화학적 방어 수단의 일환으로 생성되는 것으로 알려져 있는데 이들 물질이 인체나 다른 포유동물에 투여되면 강력한 생리활성을 발현하는 경우가 많다. 이러한 이유들 때문에 해양생물로부터 새로운 생리활성 선도물질을 개발하여 인류의 건강 보전에 이용하고자 하는 연구가 최근 각광받고 있다. 해조류, 어패류 및 수산가공부산물(폐기물)에서 기능성을 나타내는 단백질 가수분해물 및 펩티드의 제조 방법 및 항균, 항산화, 심장보호(항고혈압, 항동맥경화 및 항응고), 면역조절, 항당뇨, 식욕억제 및 신경보호 활성과 같은 여러가지 생리 기능성에 대하여 살펴보았다. 무엇보다도 해양단백질 가수분해물 및 펩티드가 다양한 생리활성을 갖고 있어 건강식품 및 식의약 산업에서 응용이 가능하고 원료인 해조류 및 수산가공부산물이 대부분 미이용자원이므로 관련기업에서의 상품화 개발이 이루어질 것으로 기대된다. 최근에 소비자나 환자들도 의약품에 대한 바람직하지 않은 부작용을 의식하고 있고 화학적으로 합성된 의약품을 기피하는 경향이 있고 자연식품이나 천연 생리기능성 물질에 대한 욕구로 자가치료에 대한 사고방식이 높아지고 있어 의약품 보다는 효능이 다소 낮을지라도 어떤 질병의 예방이나 치료를 위해 특수한 생리기능성 물질의 섭취는 더욱 더 인기를 끌게 될 것으로 기대된다. 그러나 단백질 가수분해물이나 펩티드가 신체에서 나타내는 상태와 생리기능성 효과 사이에 상호관계를 충분히 밝혀져야 하며 이들을 이용한 제품의 보다 확실한 생리기능성의 작용 메커니즘과 임상에서의 효능의 확인이 이루어져야 하며 마켓팅을 위해서는 무엇보다도 공인기관인 식약처 또는 FDA에 인증을 받아야 할 것이다.

고압 가공송전선로의 극저주파자기장 환경영향평가 방법 표준화에 관한 연구 (Study on Standardization of the Environmental Impact Evaluation Method of Extremely Low Frequency Magnetic Fields near High Voltage Overhead Transmission Lines)

  • 박성애;정준식;최태봉;정민주;김부경;이종천
    • 환경영향평가
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    • 제27권6호
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    • pp.658-673
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    • 2018
  • 극저주파자기장 노출에 대한 사회적 갈등은 계속되는 전력 수요의 증가와 고압송전선로의 증설로 심화될 것으로 예상되고 있다. 그러나 현행 환경영향평가법상 이에 대한 구체적 작성규정이나 지침이 마련되어 있지 않은 실정이다. 따라서 본 연구는 극저주파자기장의 주요 발생원이라 할 수 있는 고압 가공 송전선로를 대상으로 환경영향평가 사례분석, 현장측정 및 전문가 자문을 통하여 환경영향평가 방법에 대한 표준화 연구를 수행하였다. 극저주파자기장의 환경영향평가의 문제점과 개선해야 할 사항을 도출하고, 이를 반영하여 환경영향평가 방법을 제안하였다. 주요내용으로는 환경영향평가의 현황조사-영향예측-저감방안마련-사후환경영향평가계획의 각 단계에서 거리와 전류량에 영향을 받는 극저주파자기장의 물리적 특성을 고려한 계획수립 및 결과분석 과정을 제안하였다. 본 연구 내용을 기반으로 환경영향평가 실무에 적용시킬 수 있는 '전력선에 대한 극저주파자기장 공정시험방법(안)'과 '전력선에서의 극저주파자기장 측정기록표'를 마련하였고, 29개 항목의 극저주파자기장 점검표를 작성하였다. 이러한 연구결과는 극저주파자기장의 장기적 노출에 대한 인체유해성이 불명확한 현 시점에서 송전선로 피해와 갈등을 최소화하고 합리적 방안을 도출하는 환경영향평가에 활용될 수 있을 것이다.

『이충무공전서』 정고본의 지질분석과 보존처리 (Material Properties and Conservation of 『Collection of Yi Chungmugong』 in Manuscript)

  • 임세연;안지윤;양민정
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제51권4호
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    • pp.108-119
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    • 2018
  • "이충무공전서" 정고본은 1795년 간행된 이충무공전서 1책에 해당하는 부분을 수기(手記)한 것으로 인쇄하기 전 초고(草稿)를 마지막으로 수정해 내용을 완전하게 한 판본으로 추정된다. 책의 형태는 오침안정법(五針眼訂法)의 선장본 형식으로 되어 있으며, 책 하단부분의 습해로 인한 얼룩, 결실, 산화 등 손상으로 보존처리가 시급하였다. 또한 과학적 조사 및 분석을 통해 지질과 섬유의 특성을 밝히고, 보존처리 과정에 반영될 수 있도록 하였다. 종이의 크기(cm), 두께(mm), 무게(g), 평량($g/m^2$), 밀도($g/cm^3$), 발 끈 간격 및 초 수($3{\times}3cm$) 측정 등 지질 조사를 실시하였다. 지질 조사 결과 조선시대 후기 왕실 발행 도서에 이용된 종이 특징을 추정할 수 있었다. 표지, 책지 등의 종이 섬유를 C염색법으로 분석한 결과 닥 인피섬유인 것으로 확인되었고, 장정된 끈은 면(棉) 재질로 확인되었다. 종이에 포함된 첨가물 유무를 확인하기 위해 SEM-EDS 분석을 실시한 결과 주성분인 탄소(C)와 산소(O) 외에 결정화 된 칼슘(Ca) 성분이 검출되었다. 본 유물은 "이충무공전서"의 정고본으로 전해지는 유일한 책으로 학술적 가치가 높으며, 정확한 시대와 발행 기관에 대한 정보가 수록되어 있어 고전적의 인쇄과정을 추측할 수 있다. 또한 본 연구를 통해 전적류 문화재의 보존 및 복원을 위한 기초자료로써 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

양산단층 남부 이서 지역에서 최초로 발견된 제4기 단층 - 신우지점 (The First Discovery of Quaternary Fault in the Western Part of the South Yangsan Fault - Sinwoo Site)

  • 최성자;김용식;천영범;고경태
    • 자원환경지질
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    • 제52권3호
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    • pp.251-258
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    • 2019
  • 양산단층 남부 지역을 대상으로 한 정밀 지질조사 수행 중에 울산광역시 두서면 미호리 신우목장 절개사면에서 미고결퇴적층을 자르고 있는 단층이 확인되었으며, 이는 양산단층 남부 인근 이서 지역에서 최초로 발견된 제4기 단층노두이다. 본 연구에서는 신우지점 주변의 지형, 수계 및 선형구조 분석 결과를 바탕으로 신우지점에서 관찰되는 단층의 기하학적 특성 및 미고결퇴적층의 특징 등의 정보를 제공하고자 한다. 단층이 발달하고 있는 지형은 침식 산록 완사면으로 보이나 저위면의 두꺼운 퇴적층과 중위면의 부채꼴(Fan) 양상은 충적선상지 지형 특징을 보인다. 수계는 3차 수계까지 발달하여 1차 수계와 2차 수계가 서로 직각으로 만나면서 방사상 형태를 보인다. 또한 하천의 휘어짐과 지형면의 단차를 통해 본 지점을 통과하는 북동-남서 방향의 선형구조들이 인지되었다. 신우지점의 단층은 $N30-35^{\circ}E/79-82^{\circ}SE$ 의 자세를 보이며, 약 5.8 m 의 겉보기 수직 변위가 관찰되는 역단층의 기하를 보인다. 단층면에서 확인된 단층조선과 단층 하반의 최상부 미고결퇴적층 내 역들의 방향성도 전형적인 역단층 운동감각을 지시한다. 하지만 단층의 하반 내 일부 단층대를 따라 불연속적인 퇴적물이 관찰되며, 이는 주향이동운동에 의한 열극구조를 상위의 미고결퇴적물이 채운 것으로 판단된다. 현재 절대연령 측정 및 추가적인 조사가 수행 중이며, 추후 이러한 다학제적 조사결과가 도출된다면 본 신우지점 제4기 단층노두에 대한 정확한 단층의 형성 및 발달사가 규명될 수 있을 것으로 사료된다.

벼 작물생육모형 국내 도입 활용과 앞으로의 연구 방향 (History and Future Direction for the Development of Rice Growth Models in Korea)

  • 김준환;상완규;신평;백재경;조정일;서명철
    • 한국농림기상학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.167-174
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    • 2019
  • 작물 생육모형은 기존의 경험적 작물모형과는 달리 벼의 생장과정을 모의 할 수 있는 장점이 있다. 이러한 작물생육 모형들은 80년대 후반부터 적극적으로 국내도입이 이루어 졌다. 유럽에서 개발된 MACROS로 부터 시작하여 이후 Oryza1 및 Oryza2000 모형과 북미에서 개발된 DSSAT 계열의 모형인 CERES-RICE 모형을 도입하게 되었다. 각각의 모형들은 최초에는 단순히 품종수 적합 후 특정지역에의 수량을 모의하는데 활용되었으나 2000년대에 이르러서는 국내에 적합한 작물모형으로 발전시킬 수 있는 단계에 이르게 되었다. 그러나, 작물생육모형을 기후변화 영향평가를 위한 용도로 주로 사용하였고 실용적인 수준에서의 활용은 미미하였다. 일부 농가 적용을 위한 시도가 있었으나 널리 활용되지는 못하였다. 이러한 활용상의 문제점은 기상자료의 공간해상도가 문제가 가장 크며, 그 다음으로는 각 지역별이 품종에 대한 품종모수 자료가 부족하기 때문이다. 이러한 활용상의 문제점을 극복하기 위해서는 기상관측의 공간해상력을 높이기 위한 관측소의 확대 또는 공간 내삽법이 필요할 것으로 생각된다. 또한 신품종이 일정 재배면적 이상 확대될 경우 이에 대해 품종모수를 적합할 제도적 기술적 방법이 필요하다. 작물모형의 활용 확대를 위해서는 기상 또는 토양 분야와도 연결이 필요하다. 이를 위해서는 군락의 증산 속도와 토양모형에 정보가 필요하며 이는 군락 광합성 관련 부분과 토양 특성에 대해서 새로운 접근이 필요함을 의미한다.

고성과 작업시스템이 조직유효성에 미치는 영향에 관한 연구 - 인사관리 효과성의 조절역할을 중심으로 - (A Study on the Effect of High Performance Work System on Organizational Effectiveness - Focusing on the regulating role of HR management effectiveness -)

  • 김문준
    • 경영과정보연구
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    • 제38권2호
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    • pp.139-163
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    • 2019
  • 본 연구는 NCS 기업활용 컨설팅에 참여한 조직구성원이 인식하고 있는 고성과 작업시스템이 조직유효성에 미치는 영향과 이들 간 인사관리 효율성의 조절역할과 조직유효성과 조직성과 간에 대한 영향관계를 확인하고자 하였다. 본 연구목적을 달성하기 위해 적용한 설문결과는 통계적으로 최종 활용 가능한 145부에 대하여 SPSS 24.0의 통계프로그램을 활용하여 회귀분석을 실시하여 연구가설을 검증을 다음과 같이 하였다. 첫째, 가설 1인 고성과 적업시스템의 특성요인(선발시스템, 평가 보상, 교육훈련 경력기회, 구성원참여제도, 직무안정성)은 조직유효성에 정(+)의 영향관계에 대한 분석결과는 정(+)의 유의한 영향관계를 나타내어 채택이 되었다. 둘째, 가설 2인 조직유효성이 조직성과에 긍정적인 영향관계를 나타낼 것이라는 가설을 검증한 결과 정(+)의 영향을 나타내어 가설 2는 채택이 되었다. 셋째, 가설 3인 인사관리 효과성이 고성과 작업시스템(선발시스템, 평가 보상, 교육훈련 경력기회, 구성원 참여제도, 직무안정성)과 조직유효성 간의 조절역할을 확인하고자 조절회귀분석을 실시하였다. 이에 가설 3을 검증한 결과 선발시스템(H3-1), 평가 보상(H3-2), 교육훈련 경력기회(H3-3), 구성원 참여제도(H3-4), 직무안정성(H3-5)은 조직유효성 간에 인사관리 효과성은 조절역할을 나타내었다. 본 연구를 통해 나타낸 주요 시사점은 조직구성원들이 인식하고 있는 고성과 작업시스템은 조직유효성과 조직성과에 정(+)의 유의한 영향관계와 조직유효성이 조직성과에 긍정적인 영향을 나타냄에 따라 조직성과 향상을 통한 지속가능경영체계의 고도화를 위한 고성과 작업시스템과 조직유효성 향상 위한 인사 교육훈련 체계구축은 조직구성원의 공감대를 형성할 수 있도록 체계적이며 지속적인 실행방안이 요구되었다. 둘째, 인사관리 효과성에 대한 조절효과를 확인한 결과 고성과 작업시스템과 조직유효성 간 긍정적인 요인으로 조절역할을 실증적으로 검증하였다. 따라서 본 연구는 고성과 작업시스템을 통한 조직유효성과 이들 간 인사관리 효과성의 조절역할 및 조직유효성과 조직성과 간의 영향관계를 함께 검증한 부분이 선행연구와 가장 큰 차이점이라 할 수 있다.

벼 유전자원의 아밀로스 및 단백질 성분 함량 분포에 관한 자원정보 구축 (Construction of Database System on Amylose and Protein Contents Distribution in Rice Germplasm Based on NIRS Data)

  • 오세종;최유미;이명철;이수경;윤혜명;;채병수
    • 한국자원식물학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.124-143
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    • 2019
  • 본 연구는 선행연구에서 개발된 근적외선 분광법(NIRS) 예측모델을 활용하여 농업유전자원센터에서 보존 중인 국내외 벼유전자원의 아밀로스 및 단백질 함량 자료를 통계 처리하여 자원 분포를 파악하기 위한 데이터베이스를 구축하고자 하였다. 예측모델의 $R^2$ 값은 아밀로스 분석결과 0.970이었고, 단백질은 0.983이었다. 미지시료 측정 시 정확도를 평가하기 위해 외부검정과정을 거친 결과 $R^2$ 값은 아밀로스 분석결과 0.962였고, 단백질은 0.986이었다. 벼 자원을 재래종, 육성품종, 잡초형, 육성계통으로 나누어 NIRS를 이용하여 성분 분석한 후 함량분포를 확인하였다. 찰벼 평균 아밀로스는 재래종, 육성품종, 잡초형에서 동일하게 8.7%였고, 육성계통은 10.3%였다. 메벼 평균 아밀로스는 재래종 22.3%, 육성품종 22.7%, 잡초형 23.6%, 육성계통 24.2%였다. 전체 벼 자원 중 아밀로스 함량 9%이하 waxy type은 5.0%, low amylose는 5.5%, middle amylose는 20.5%, high amylose는 69.0%를 차지하였다. 단백질 분석 결과 평균함량은 재래종 8.2%, 육성품종 8.0%, 잡초형 7.9%, 육성계통 7.9%였다. 찰벼의 다양성지수 평균은 0.62, 메벼는 0.80이었고, 단백질 다양성지수는 평균 0.51이었다. 임의의 함량구간 내 자원비율은 정규분포의 표준화과정을 통해 확인하였다. 임의 구간에 대한 자원분포비율 산출 결과는, 재래종 아밀로스 6.4-8.7% 구간의 자원비율은 0.45였고, 22.3-26.1% 구간은 0.40, 단백질 7.3-8.2% 구간은 0.26이었다. 육성품종 아밀로스 8.7-9.4% 구간의 자원비율은 0.19였고, 20.1-22.7% 구간은 0.32, 단백질 6.1-8.3% 구간은 0.51이었다. 잡초형 아밀로스 6.6-9.7% 구간은 0.67이었고, 23.6-24.8% 구간은 0.19, 단백질 7.0-7.9% 구간은 0.33이었다. 육성계통 아밀로스 10.0-12.0% 구간의 자원비율은 0.47이었고, 24.2-28.0% 구간은 0.40, 단백질 7.0-7.9% 구간은 0.26이었다. 어떤임의 구간을 지정하여도 자원의 비율을 쉽게 구할 수 있으며, NIRS 분석과 통계분석과정을 통해 얻어진 자원별, 성분함량별 특성 자료는 효율적인 자원관리를 위한 데이터베이스 시스템 구축을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

베트남의 고려인삼 인식에 대한 소고 (The history of awareness for ginseng in Vietnam)

  • 옥순종
    • 인삼문화
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    • 제1권
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    • pp.78-92
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    • 2019
  • 역사상 한국과 동남아시아 국가의 교역은 활발하지 않았다. 한중일 동북아 중심의 역사 서술과 지리적으로 멀어 동남아 국가들에 대한 관심은 상대적으로 적었기 때문이다. 동남아 국가 중에 베트남은 한국 사신들과 교류가 많았다. 유권 문화권, 한자 문화권으로 정서가 통하고 언어 소통이 가능했기 때문이다. 한국과 베트남 양국은 서로 관심을 보여 왔으며 사신들의 활발한 접촉으로 국교 수립과 관계없이 문물이 전파되고 우호적 감정을 유지할 수 있었다. 19세기 전반 베트남의 가장 위대한 황제 중 한명으로 꼽히는 민망시대에 고려인삼은 지금의 한류처럼 인기를 끌었다. 142명의 자손을 둔 민망황제의 정력이 인삼에 기인한다고 믿었다. 민망황제는 공을 세운 신하나 연로한 신하에게 선물로 인삼을 하사하여 충성을 유도했다. 이같은 전통은 후대 황제에게 까지 이어졌다. 또한 태국, 캄보디아, 프랑스와의 전쟁에 파견된 장군 및 병사들에게도 인삼은 지급되었다. 베트남은 국가 이념강화에 인삼을 적극 활용했다.이 같은 전통으로 고려인삼은 베트남에서 프리미엄 인삼으로서 인식되었다. 인삼의 베트남 유입은 1) 중국 황제의 하사 2) 북경으로 조공을 간 베트남 사신의 구매 3) 사무역 4)국제 무역이 활발했던 류큐, 일본의 중계무역 5) 조선-베트남 사신의 교유 등 5가지 경로를 유추할 수 있다. 베트남이 인삼을 본격 구매하기 전에 인삼의 효능에 대한 인식이 먼저 있었을 것이다. 이는 교역으로서가 아니라 양국 사신들의 교유에서 정보를 얻을 수 있었을 것으로 보인다. 15세기에서 18세기 말까지 북경에서 조선과 베트남의 사신, 선비들의 활발한 교류가 이루어졌다. 1760년 북경에 온 베트남 고관 여귀돈이 조선사신에게 편지를 보내 고려인삼을 보내줄 것을 요청한 것은 18세기에 이미 베트남에서 고려인삼의 가치에 대한 인식이 높았음을 확인해준다. 양국 사신의 교유를 통해 상대 나라의 풍습과 특성을 파악하는 과정에서 베트남 황실에서도 인삼에 대한 지식을 쌓았을 것으로 보인다. 특히 북경으로 사행을 간 사신들 중에 인삼에 조예가 깊은 서거정, 서호수 등 실학자들이 많았음은 이를 뒷받침한다. 베트남에서는 신라 시대에 인삼에 대한 인식이 성립되었을 가능성도 배제할 수 없다. 9세기 중반 안남도호부의 책임자로 파견돼 베트남을 10년간 통치했던 당의 고병은 신라인 최치원과 친밀한 관계로 고병이 인삼에 대한 지식을 베트남 상류층에 전했을 수도 있다. 이로써 베트남의 인삼인식은 조선시대에 본격적으로 이루어졌지만 멀리는 삼국시대까지 거슬러 올라갈 가능성도 있다. 하지만 이 같은 베트남의 인삼 인식시기 추정은 양국의 접촉 과정에 유추한 가설로서 이를 문헌으로 실증해야 하는 과제가 남아있다. 특히 베트남의 역사서와 문집에서 인삼의 흔적을 찾는 연구가 진행되어야 한다.

열대, 아열대 지역 수집 렌즈콩, 병아리콩, 송이콩 유전자원의 농업형질과 이화학적 특성 비교 (Comparison of Agricultural Traits and Physicochemical Properties of Lentil (Lens culinaris Med.), Chickpea (Cicer aretinum L.), and Guar (Cyamopsis tetragonoloba L.) Germplasms Collected from Tropical and Subtropical Regions)

  • 최유미;이수경;이명철;오세종;허온숙;조규택;윤문섭;현도윤
    • 한국육종학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.453-462
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    • 2018
  • 본 연구는 열대, 아열대 지역에서 수집된 다양한 두류 작물의 국내적응성을 검토하기 위하여 농업형질을 조사하고, 유용성분을 평가하여 정보를 제공하므로써 자원의 활용가치를 높이고자 수행하였다. 시험에는 렌즈콩 68, 병아리콩 72, 송이콩 61자원, 총 3작물 201자원을 공시하였다. 작물별 개화일수 평균은 56.7일에서 60.8일로 큰 차이를 보이지 않았으나, 작물별 성숙일수 평균은 26.1일(렌즈콩)에서 107.3일(송이콩)로 변이가 매우 컸다. 작물별 생육일수의 평균은 렌즈콩이 86.8일로 가장 짧고, 병아리콩 108.4일, 송이콩이 163.9일로 가장 길었다. 열대, 아열대 수집 두류 중 병아리콩과 송이콩은 정상적인 개화, 결실로 국내재배가 가능하였으나, 송이콩의 생육일수를 줄일 수 있는 작형개발이 필요하며, 렌즈콩은 5월 이후 기온 상승으로 인해 정상적인 개화, 결실에 어려움이 있어 늦여름 작형을 고려해봐야 할 것으로 보인다. 작물별 100립중의 평균과 범위는 렌즈콩 2.2 g, 1.8-5.3 g, 병아리콩 22.9 g, 7.4-74.6 g, 송이콩 3.8 g, 3.2-5.0 g이었다. 두과 작물은 단백질과 섬유질이 풍부한 것으로 알려졌으며 본 결과의 작물별 조단백 함량 평균은 17.3-26.4%, 조섬유 함량 평균은 4.3-9.5%로 조단백, 조섬유 모두 송이콩의 평균 함량이 가장 높았다. 작물별 식이섬유 함량 평균은 15.7-50.7%로 렌즈콩, 병아리콩은 대조품종인 신선두와 유사한 수준이었으나 송이콩은 월등히 높아(평균 50.7%, 최고 56.3%, IT208112) 식이섬유 고함유 작물로서 활용가치가 있을 것으로 보인다. 렌즈콩, 병아리콩, 송이콩 모두 100립중과 조섬유, 식이섬유 함량간에 높은 부의 상관을 보였으며, 병아리콩의 100립중 변이가 큼에 따라 상관관계가 있는 모든 성분 함량의 변이도 컸다. 전통적으로 활용하고 있는 작물인 강낭콩의 성분 함량과 비교한 결과 평균 조단백 함량은 송이콩과 렌즈콩에서, 조지방, 조섬유 함량은 송이콩과 병아리콩에서 식이섬유 함량은 송이콩에서 우수하였다. 송이콩은 조단백, 조섬유, 식이섬유 함량이 다른 두류 작물보다 월등히 우수한 것으로 나타나 가공용, 기능성용, 산업용 등 용도를 발굴하여 활용할 가치가 있을 것으로 보인다.

회전 경계박스 기능의 변형 FASTER R-CNN 딥러닝 알고리즘을 이용한 암석 CT 영상 내 자동 균열 탐지 (Automatic Fracture Detection in CT Scan Images of Rocks Using Modified Faster R-CNN Deep-Learning Algorithm with Rotated Bounding Box)

  • 추엔 팜;장리;염선;신휴성
    • 터널과지하공간
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    • 제31권5호
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    • pp.374-384
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    • 2021
  • 본 논문에서는 암석시료의 CT 촬영 이미지상의 균열을 자동으로 탐지하는 새로운 인공지능 딥러닝 기법을 제안한다. 본 제안 기법은 2단계 딥러닝 객체인식 알고르즘인 Faster R-CNN을 기반으로 회전 가능한 경계박스(bounding box) 개념을 도입하여 알고리즘을 개조하였다. 회전 경계박스의 도입은 관심 균열 영역 밖의 배경의 불균질성 및 균열의 크기와 형태에 영향을 받는 딥러닝 객체인식기법 상의 고유한 어려움을 극복하기 위한 핵심 역할을 한다. 본 회전형 경계박스의 사용은 일반적으로 사용되는 영상 수평축과 평행한 경계박스 사용의 경우와 비교하여 긴 형태의 균열 형상 특성에 매우 잘 부합된다. 즉, 좋지않은 영향을 끼치는 경계박스 내 균열 이외 배경영역의 비율을 최소화 시킬 수 있다. 이외에도, 회전 경계박스의 추가적인 이점은 인식된 균열의 방향에 따라 회전하여 추론되는 경계박스를 통해 균열의 방향과 길이에 대한 정보를 직접적으로 얻을 수 있다. 본 제안기법의 적용성을 검증하기 위하여, 이미지상에서 매우 불균질한 화강암 시료에 인공적으로 균열을 발생시킨 다수의 암석시료 영상을 딥러닝 학습에 사용하고 추론 성능 실험을 진행하였다. 그 외에도, 동일 조건에서 사암과 셰일 암석 시료에도 적용하여 검증하였다. 결론적으로, 제안된 기법을 통해 균열 객체 인식의 평균 추론정확도(mAP)값이 0.89 정도 수준의 우수한 추론 성능을 보였으며, 기존 기법에 비해 추론된 경계박스 내 균열과 배경 영역의 비율 측면에서 배경의 비율이 획기적으로 최소화되는 유리한 추론 검증 결과를 보였다.