• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_3호
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• pp.863-872
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• 2022

희토류 원소(rare earth elements, REEs)는 유사한 물리적·화학적 성질을 가지고 있어 지질학적 환경변화를 해석하는 유용한 도구로 사용되고 있다. 이번 연구에서는 2018년 1월 한 달간 북경 및 광주광역시에서 포집된 초미세먼지 내 희토류 원소의 특성을 비교하였다. 북경 및 광주 초미세먼지 내 총 희토류 원소 농도는 북경이 광주보다 약 16배 높았으며 두 지역 모두 경희토류가 중희토류에 비해 8-10배 이상 부화되었다. Post Archean Australian Shale (PAAS) 표준화 분포 패턴을 통해 북경과 광주 초미세먼지는 Eu, Tb, Er이 다른 원소보다 부화된 양상을 보였고, 두 지역 모두 양(+)의 Eu 이상치와 음(-)의 Ce 이상치가 나타났다. 희토류 원소 간 상관관계를 통해 북경과 광주의 초미세먼지는 중국 사막 및 황토 고원과 북경 주변 도시(Zhangbei, Fengning, Miyun)의 영향을 받는 것으로 나타났다. 이번 연구를 통해 초미세먼지 내 희토류 원소는 국가 간 미세먼지의 차이를 밝힐 수 있는 중요한 지시자로 활용될 수 있으며, 국내 미세먼지 기원 및 이동에 대한 보다 명확한 정보를 제공하는 유용한 도구로 활용될 것으로 판단된다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.87-101
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• 2022

사이버공격은 사이버공간에서 눈 깜짝할 사이에 일어나며, 그 피해는 전 세계에 점차 늘어나고 있다. 따라서, 사이버공간 3계층에 속하는 다양한 자산들을 여러 가지 시각에서 파악할 수 있는 사이버 공통작전상황도의 개발이 필요하다. 이는 군에서 사용하는 전장 정보 파악에 대한 방안을 적용하면 최적의 사이버공간 내 상황인식을 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 사이버 공통작전상황도에 필요한 가시화 화면들을 식별하고 기준(응답속도, 사용자 인터페이스, 객체 기호, 객체 크기)들을 조사한다. 그 후 식별 및 조사한 사항들을 적용하여 프레임워크를 설계하고 그에 따라 가시화 화면들을 구현한다. 최종적으로 가시화 화면이 조사한 기준 중 사진으로는 알아볼 수 없는 응답속도에 대한 실험을 진행한다. 결과적으로 구현된 가시화 화면들은 모두 응답속도 기준에 부합했다. 이와 같은 연구는 지휘관이나 보안 담당자들이 사이버공격을 대비하기 위한 사이버 공통작전상황도를 구축하는데 도움이 된다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.304-311
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• 2022

적 방공망 제압 임무는 현대전에서 전략적으로 중요한 임무이지만 적 방공자산에 직접적으로 노출될 위험이 높아 위험 부담이 크다. 따라서, 무인기를 활용하여 임무를 수행하는 것이 하나의 대안으로 제시된다. 본 논문에서는 무인기의 적 방공망 제압 임무 수행을 위한 경로 생성 기법과 생성된 경로에 대한 임무 효과도 산출 기법을 제안한다. 먼저, RRT 기반의 경로 탐색 알고리즘을 기반으로 적의 단거리 대공 위협을 고려할 수 있는 저공 침투/이탈 비행 경로 기법을 다룬다. 또한, 최단의 경로이면서 동시에 적의 단거리 대공 위협을 최대한 회피하는 표적 타격 경로를 생성하기 위해 Dubins 경로 기반의 타격 경로 생성 기법이 사용된다. 이를 통해 생성된 침투/타격/이탈 경로를 순서에 따라 통합한다. 통합된 경로를 기반으로 연료소모량, 무인기의 생존 확률, 임무 수행 소요 시간, 그리고 표적 파괴 확률로 이루어진 임무 효과도를 산출한다. 마지막으로, 제안된 적 방공망 제압 임무 경로 생성 기법 및 임무 효과도 산출 기법을 가상 시나리오를 통해 검증한다.

• 한국측량학회지
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• 제40권5호
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• pp.421-428
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• 2022

토공은 건설공사의 시작이며 기초가 되기 때문에 가장 중요한 공정이다. 특히 토공의 다짐측정은 건설공사의 품질과 생산성에 직결되는 중요한 요소이다. 기존 다짐측정은 주로 들밀도 시험, 평판재하시험과 같은 아날로그 방식을 이용하여 수행되었다. 하지만 최근 4차 산업혁명의 고도화에 따라 스마트건설기술이 대두되면서 다짐측정 또한 기존 아날로그 시험의 단점을 보완한 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. DCPT는 기존 시험법과 비교하여 간편하고 속도가 빨라 최근 관심이 증대되고 있지만 데이터를 수기로 측정하는 아날로그 방식으로 이력관리와 데이터 검증 등 여러 단점을 가지고 있다. 본 연구에서 개발한 IoT 기반 DCPT 시스템은 기존 DCPT에 디지털 와이어센서, 모바일 폰, 블루투스를 결합했다. 개발된 장비는 아날로그 DCPT 뿐만 아니라 다른 다짐시험법과 비교하여 빠른 시험시간, 1인 계측, 저비용, 모바일 기반 계측 이력 및 데이터 관리, 실시간 데이터 확인 등의 장점을 갖는 것이 특징이다. 추가로, 개발된 장비의 현장 적용성 검증을 위해 아날로그 DCPT와 함께 테스트베드를 구축하여 검증하였다. 테스트베드는 롤러장비를 통해 실제 토공현장과 유사한 조건으로 구축했다. DCPT 데이터는 322개 측점에서 총 3220개의 데이터를 획득했다. 분석결과로 IoT 기반 DCPT의 성능은 우수한 것으로 나타났으며 개발된 장비를 통해 구축된 테스트베드 또한 다짐이 수행됨에 따라 안정적인 결과를 보이는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.492-498
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• 2022

오늘날 대부분의 국내 석유화학 산업에서 사용되고 있는 공정제어시스템은 Windows 플랫폼 기반을 사용하고 있다. 개방형 기술에 따른 위험 노출이 증가하고 있지만, 사이버 공격에 대한 인식 부족과 오해로 인해 각종 사이버 공격에 대비하는 기업이 많지 않다. 본 연구는 석유화학 공정제어시스템이 OT 사이버보안 취약성에 얼마나 노출된 상태에서 운영 중인지를 조사하였으며, 보안 취약점을 감소시킬 수 있는 현실적인 방법을 제시하고자 하였다. 공정제어시스템의 사이버 위협 상태를 확인하기 위하여, 주요 사이버 위협 인자인 Windows 플랫폼에 대한 취약점을 확인하였으며 이를 위하여 국내 주요 3개 DCS 공급자와 635개 시스템의 Windows 플랫폼 단종 여부를 조사하였다. 조사결과 조사 대상의 77.5%가 아직도 이미 단종된 Windows 플랫폼으로 운영 중인 것으로 확인되어 공정제어 시스템이 보안 위협에 취약한 상태로 운영 중인 것으로 확인되었다. 이러한 사이버 위협에 능동적으로 대처하기 위해서는 미국과 같은 선진국에서 시행하고 있는 주요 석유화학 시설에 대한 중요기반시설 지정과 같은 법률적인 규제가 필요할 것으로 판단되며, 기존 DCS 공급자가 제공하는 보안 솔루션을 적극적으로 도입하여 공정제어시스템에 대한 보안 위협을 적극적으로 감소시키려는 노력이 필요한 시점이라고 판단된다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.365-372
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• 2022

관성 측정 센서는 사람 행동 인식 시스템에 주로 사용되는 센서들에 비해 크기가 작고 가벼우며 낮은 비용으로 시스템의 경량화를 달성할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 관성 측정 센서를 이용한 이진 신경망 기반 걸음걸이 패턴 분석 시스템을 제안하고, 연산 가속을 위한 FPGA 기반 가속기 설계 및 구현 결과를 제시한다. 관성 측정 센서를 통해 걸음걸이에 대한 6가지 신호를 측정하고, 단시간 푸리에 변환을 이용하여 스펙트로그램을 추출한다. 높은 정확도를 가지는 경량화 시스템을 갖추기 위해 걸음걸이 패턴 분류에 BNN (binarized neural network) 기반 구조를 사용하였고, 검증 결과 97.5%의 높은 정확도와 메모리 사용량이 합성곱 신경망에 비해 96.7% 감소한 것을 확인하였다. 이진 신경망의 연산 가속을 위해 FPGA를 이용한 하드웨어 가속기 구조로 설계하였다. 제안된 걸음걸이 패턴 분석 시스템은 24,158개의 logic, 14,669개의 register, 13.687 KB의 block memory를 사용하여 구현되어 62.35 MHz의 최대 동작 주파수에서 1.5ms 내에 연산이 완료되어 실시간 동작이 가능함을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.249-257
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• 2022

본 논문은 직접해법 기반 FETI 알고리즘의 개선 방안을 제시하였다. 개선 대상은 FETI-local로, 해당 알고리즘은 국부 Lagrange 승수를 통해 부영역 간 경계 문제를 정의한다. 부영역 경계 강성 및 하중 계산 단계의 경우, 전체 역행렬 계산 등 과도한 비용을 요구했던 기존 알고리즘을 Boolean 행렬 특성을 활용한 선택적 역행렬 성분 계산으로 개선하였다. 전역 경계 행렬식 계산 단계의 경우, 기존 단일 프로세서 연산을 다중 프론탈 기법 기반 병렬 연산으로 대체하였다. 제시된 FETI-local 알고리즘의 성능 개선은 64만 자유도 수치 예제를 통해 검증되었으며, 기존 대비 최대 97.8%의 계산 시간 감소가 달성되었다. 또한, 기존 대비 안정적이고 개선된 확장성이 가속 지표를 통해 확인되었다. 추가로, 432만 자유도의 대용량 계산 성능 비교가 제시된 알고리즘과 상용 프로그램인 ANSYS 간에 수행되었다. 그 결과, 계산 시간 측면에선 ANSYS가 우수하였으나, 프로세서 수에 따른 가속 성능 증가율 측면에선 제시된 알고리즘이 우수한 것이 확인되었다.

• 과학교육연구지
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• 제45권1호
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• pp.90-104
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• 2021

본 연구는 4차 산업혁명 시대에 적합한 초등과학 교사 양성을 위해 필요한 초등 과학교육학 과목의 학습 내용에 대해 초등 교사들이 어떻게 생각하는지 알아보고자 온라인 설문을 실시하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 현행 초등 과학교육학 과목의 학습 내용이 4차 산업혁명 시대에 적합하지 않으며 학습 내용 수정이 필요하다고 생각하는 초등교사가 다수 있었다. 초등 교사들이 그렇게 생각한 이유는 주로 과목의 학습 내용이 4차 산업혁명의 특징을 포함하지 못할 뿐만 아니라 시대변화를 반영하지 못하고 과거에 머물러있다고 생각했기 때문이었다. 둘째, 초등 교사들이 4차 산업혁명 시대에 적합한 초등 교사를 양성하는 데에 중요하다고 생각한 내용은 주로 학생의 흥미와 호기심, 과학 실험이나 탐구와 관련이 있는 것이었다. 그에 비해 삭제하거나 축소해야 한다고 생각하는 항목으로는 과학 학습이론, 과학과 교수·학습 모형, 과학의 본성, 영재아 지도가 있었다. 셋째, 초등 교사들이 초등 과학교육학 과목의 학습 내용으로 추가할 필요가 있다고 생각한 내용은 SSI 교육, 과학교육 관련 사회 변화와 미래예측, 첨단과학기술, STEAM 지도, 과학 분야 내의 통합교육이었다. 넷째, 4차 산업혁명 시대에 적합한 초등 교사 양성을 위해 초등 과학교육학 과목의 학습 내용으로 우선 도입해야 한다고 생각하는 항목은 SSI 교육, 과학 분야 내의 통합 교육, STEAM 지도와 과학과 핵심역량이었다. 그 외에 추가로 도입될 필요가 있는 내용으로는 소프트웨어교육, 안전교육, 프로젝트 학습법이 있었다.

• 미래기술융합논문지
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• 제1권2호
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• pp.63-68
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• 2022

노인관련 복지 정책은 대상 노인 집단을 일반화하여서 보편적인 문제해결 접근에 그쳤을 뿐이다. 그러나 실제로 노인집단은 동질 집단이라기 보다는 연령, 가족상황, 경제적 여건 그리고 기타 여러 변수들에 의하여 다양한집단으로 구분되어진다. 이러한 다양한 집단들의 복지욕구도 매우 다양할 것으로 예측되므로 단순하고 일괄적인 복지정책은 상당한 문제점을 안고 있다고본다. 다양한 노년 집단들 속에서 특히 홀로 사는 노인의 비율은 앞으로도 더욱 증가할 추세이므로 이들이 안고 있는 문제점들을 해결하는 작업은 곧 노인복지의 상당부분을 해결하는 기초 작업이라고 하겠다. 해당 연구를 통해 홀로 사는 노인들은 다른 노년 집단과는 달리 자칫하면 사회와 단절되어 자신만의 세계에 제한적으로 생활하기 쉽다. 그러나 정부나 지역 단체, 그리고 개인적인 노력을 통하여 홀로 사는 노인들도 생활의 만족도를 높혀 성공적인 노년기를 누릴 수 있도록 하는 것이 노인복지의 목표라고 본다. 이러한 관점에서 홀로 사는 노인에 대한 지원책은 가족구조적 측면, 신체적, 경제적, 그리고 사회적 측면 등의 다양한 차원에서 체계적이면서도 상호보완적으로 이루져야만 그 효과가 나타날 것이다.

• 미래기술융합논문지
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• 제1권2호
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• pp.69-73
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• 2022

본 연구의 목적은 국민건강영양조사에서 생애주기별 대상으로 주관적 건강 상태의 영향 요인을 확인하고, 주관적 건강 상태 향상을 위한 프로그램을 마련하는데 기초자료로 제공하는 데 도움이 되고자 시행하였다. 연구대상과 방법은 제7기 3차년도 (2018) 국민건강영양조사 자료를 이용하였다. 변수로는 연령, 성별, 나이, 주관적 건강상태, 주관적 체형 인식, 1년간 체중 변화 여부, 평소 스트레스 인지 정도, 1주일간 걷기 일수, 1주일간 근력운동 일수로 하였다. 1주일간 걷기 일수가 많을수록 평소 스트레스 인지 정도는 낮았다. 1주일간 근력운동 일수가 많을수록 평소 스트레스 인지 정도는 낮았다(p<.001). 대상자의 주관적 건강 상태는 평소 스트레스 인지 정도(β=-.759)가 음의 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 주관적 체형인지(β=.111), 나이(β=.421), 그리고 1주일간 걷기 일수(β=.968)로 나타났다. 본 연구를 토대로 향후 스트레스 인지와 주관적 건강 상태의 향상에 도움이 되는 프로그램을 마련하는데 기초자료로 제공하고자 한다.