• 생물환경조절학회지
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• 제25권1호
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• pp.63-70
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• 2016

비순환식 고형배지경에서 배액이 토양과 지하수 오염을 발생시키는 문제를 해결하고자 그 동안 연구된 데이터를 바탕으로 배액 최소화 재배방식을 확립을 위해 본 연구는 토마토 코이어 수경재배농가 시설에서 FDR 센서, 적산일사량 센서 및 타이머를 이용하여 토마토를 재배하며 급배액량, 생육 및 생산량을 비교하였다. 정식 후 88일까지 일일 식물체당 평균 급액량은 처리구에 따른 큰 차이가 없었다. 하지만 정식 후 88일 이후 107일까지 TIMER, FDR, IR 제어구 각각의 일일 식물체당 평균 급액량은 IR(2125mL) > TIMER(2063mL) > FDR(1983mL) 수준이었고 108일부터 120일 까지는 IR(2000mL) > TIMER(1664mL) > FDR(1500mL) 수준이었다. 배액률은 TIMER 제어구의 경우 5~12%, FDR 센서 제어구의 경우 0~7%, IR 제어구의 경우 12~19% 수준으로 IR > TIMER > FDR 순이었다. 정식 후 88일이후부터는 FDR과 IR 제어구가 급액량에 상이한 결과를 보였는데, 이는 재배 후기 즉, 5월 20일 이후 (정식 후 94일) 누적일사량의 증가로, IR 제어구에서는 급액이 증가된 반면 FDR 센서 처리구는 적심 이후 30일이 경과된 6월 2일경부터 IR 제어구 보다 일일 급액량이 평균 500mL 적게 공급된 결과이다. 식물체 생육 및 상품과 수량도 급액방식에 따른 통계적 유의차는 없었지만, 당도는 FDR 처리구에서 TIMER 처리구에 비해 약 11%, IR 처리구에 비해 약 18% 높았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.86-92
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• 2022

최근 COVID-19 팬데믹 등 다양한 이유로 인해 바이오 헬스케어 시장이 전세계적으로 활성화되고 있다. 그 중, 생체정보 측정 및 분석 기술은 앞으로의 기술적 혁신성과 사회경제적 파급효과를 불러일으킬 것으로 예측된다. 기존의 시스템은 생체 신호를 받아 신호 처리를 하는 과정에서 신호 송×수신부, 운영체제, 센서, 그리고 인터페이스를 구동하기 위한 대용량 배터리를 필수적으로 요구한다. 하지만, 배터리 용량의 한계가 인해 시×공간적인 기기 사용의 제한을 야기하며, 이는 사용자의 헬스케어 모니터링에 필요한 데이터의 단절에 대한 원인으로 작용할 수 있으므로 헬스케어 디바이스의 큰 걸림돌 중의 하나이다. 본 연구에서는 생체정보 측정 장치에 접촉대전 효과(Triboelectric effects)와 전자기유도 효과(Electro-magnetic effects)를 융합하여, 외부 전원을 요구하지 않는 독립 구동이 가능한 시스템을 구성하여 시×공간적으로 사용 제한이 없는 소형 생체정보 측정 모듈을 설계 및 검증했다. 특히, 다양한 헬스케어 모니터링 중 족압 계측을 통해 사용자의 보행 습관 등을 파악할 수 있는 무선 족압 계측 모니터링 시스템을 검증했다. 보행 시 발생하는 접촉×분리 움직임에서 접촉대전 효과를 이용한 효과적인 압력 센서와 압력에 따른 전기적 출력신호를 통해 족압 센서를 만들고, 축전기를 이용한 신호처리 회로를 통해 이의 동적 거동을 계측할 수 있다. 또한, 출력된 전기신호의 무선 송×수신용 전원으로 사용하기 위해 전자기 유도 효과를 이용하여 보행 시 생기는 생체역학적 에너지를 전기에너지로 수확했다. 따라서, 이번 연구는 사용자가 제한적인 배터리 용량 때문에 생기는 충전에 대한 불편함을 줄일 수 있고, 뿐만 아니라 데이터 단절에 대한 문제점을 극복할 수 있는 방법으로서 큰 잠재력을 보여줌을 시사한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권1호
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• pp.20-26
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• 2018

작물생육의 품질 및 생산량에 중요한 영향을 미치는 온실 내 환경관리에 대한 연구는 활발히 진행되고 있다. 주로 온실 내 환경분포를 측정하는 방법으로는 한 두 지점에 대해서만 측정하여 온실 전체를 관리하는 시스템으로 이루어졌으며 기존 환경데이터 측정방식은 각각의 데이터 로거 및 센서간의 배선들로 인하여 복잡한 시스템으로 구성되었다. 본 연구에서는 온실 내 설치 된 각 환경센서들로부터 지점별 데이터를 획득하고 획득된 데이터는 모니터링 프로그램을 통하여 공기유동흐름을 측정하는 장치를 개발하였다. CAN 네트워크 통신을 통하여 환경센서들의 배선 토폴로지를 간소화 했으며 프로토콜의 견고함으로 온실 내 모니터링을 안정적으로 데이터를 수집할 수 있도록 구현되었다. 온실 내 공간의 환경요인 분포(온 습도 및 풍속 등)들을 12개 지점에 배치하고 온 습도 및 풍속의 환경 데이터는 상세히 파악할 수 있도록 X, Y, Z 축으로 다수의 측정점(총 36점)을 선정하였다. 데이터 손실 및 다양한 온실조건을 고려하여 비트레이트를 저속 125kbit/s로 구현하여 온실 내 100m 구역내에서 센서를 추가적으로 연장(총 90개)할 수 있도록 구축되었다. 온도, 습도, 일사량, 풍향, 풍속, 대기압 및 강우량 등 측정된 데이터는 LabVIEW에 연동되어 실시간으로 센서 정보 출력이 가능하도록 구현되었다. 온실 내 환경 분포는 사용자의 편의에 따라 환경분포를 수평(XZ), 수직(YZ)축으로 가시화 할 수 있으며, 보간의 범위를 원하는 값으로 설정하여 보간 할 수 있도록 구현되었다. 추후에 온실 내의 공간에 따라 온도, 습도, 풍속, $CO_2$ 등의 환경 측정 실험을 통하여 CFD 모델링과의 검증 및 비교에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제5권3호
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• pp.149-158
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• 2005

This paper describes design, fabrication, and application of the silicon based temperature controllable micro reactor. In order to achieve fast temperature variation and low energy consumption, reaction chamber of the micro reactor was thermally isolated by etching the highly conductive silicon around the reaction chamber. Compared with the model not having thermally isolated structure, the thermally isolated micro reactor showed enhanced thermal performances such as fast temperature variation and low energy consumption. The performance enhancements of the micro reactor due to etched holes were verified by thermal experiment and numerical analysis. Regarding to 42 percents reduction of the thermal mass achieved by the etched holes, approximately 4 times faster thermal variation and 5 times smaller energy consumption were acquired. The total size of the fabricated micro reactor was $37{\times}30{\times}1mm^{3}$. Microchannel and reaction chamber were formed on the silicon substrate. The openings of channel and chamber were covered by the glass substrate. The Pt electrodes for heater and sensor are fabricated on the backside of silicon substrate below the reaction chamber. The dimension of channel cross section was $200{\times}100{\mu}m^{2}$. The volume of reaction chamber was $4{\mu}l$. The temperature of the micro reactor was controlled and measured simultaneously with NI DAQ PCI-MIO-16E-l board and LabVIEW program. Finally, the fabricated micro reactor and the temperature control system were applied to the thermal denaturation and the trypsin digestion of protein. BSA(bovine serum albumin) was chosen for the test sample. It was successfully shown that BSA was successfully denatured at $75^{\circ}C$ for 1 min and digested by trypsin at $37^{\circ}C$ for 10 min.

• 농업과학연구
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• 제46권4호
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• pp.723-735
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• 2019

The power-train is the most important component of an agricultural tractor. In this study, the strength of the driving gear transmission of an 82 kW-class tractor was analyzed using equivalent torque during plow tillage. The load measurement system consisted of an engine revolution speed sensor, torque-meters, revolution speed sensors for four axles, and pressure sensors for two hydraulic pumps. The load data were measured during plow tillage for four speed stages: F2 (2.78 km/h), F5 (5.35 km/h), F7 (7.98 km/h), and F8 (9.75 km/h). Aspects of the gear-strength such as bending stress, contact stress, and safety factors were analyzed under two torque conditions: the equivalent torque at the highest plow load for the F8 speed stage and the maximum engine torque. The simulation results using KISSsoft showed that the maximum engine torque conditions had a lower safety factor than did the highest equivalent torque condition. The bending safety factors were > 1 at all gear stages, indicating that gear breakage did not occur under actual measured operating conditions, nor under the maximum torque conditions. However, the equivalent torque condition in the contact stress safety factor was > 1, and the maximum torque condition was < 1 at the first gear pair. The method of analysis using the equivalent torque showed lower stress and higher safety factor than did the method using maximum torque. Therefore, when designing a tractor by applying actual working torque, equivalent torque method would support more reliable product development.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.173-179
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• 2017

축산 선진국에서는 축산 폐기물을 바이오 에너지 및 퇴비, 액비로 자원화 이용하고 있다. 우리나라에서도 축산분뇨를 더 이상 페기물이 아닌 자원화 할 수 있도록 관련 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 그러나 좁은 국토면적과 부족한 농지면적으로 가축분뇨 자원의 전량 자원화에는 어려운 상황이다. 특히 지역적으로 과잉되는 양분은 제2의 환경오염을 유발할 수 있어 지역적으로 잉여되는 양분의 관리기법이 매우 시급한 상황이다. 본 논문에서는 지역적으로 발생되는 가축분뇨 중 함유된 양분량을 정확하게 예측하기 위해서 사육단계별로 돼지 두수를 입력하면 자동으로 분뇨발생량 및 함유양분을 계산하도록 하였다. 또한 이를 통해 발생된 분뇨의 농지환원 시 시비량을 100평당 NPK 비료 3요소로 자동 계산토록 하여 시비량을 산출하는 모의실험을 수행하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1246-1247
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• 2008

With recent advanced in portable electric devices, wireless sensor, MEMS and bio-Mechanics device, the new typed power supply, not conventional battery but self-powered energy source is needed. Particularly, the system that harvests from their environments are interests for use in self powered devices. For very low powered devices, environmental energy may be enough to use power source. Therefore, in other to made piezoelectric energy harvesting device, PMN-PZT thick film was formed by the screen printing method on the Ag/Pd coated alumina substrate. The layer was 8 layers and slurry where a-terpineol, ethycellulose, ferro B-75001 as Vehicle, PMN-PZT powder used are fabricated by ball mill. The output power quality was be also investigated by changing the load resistance, weight and frequency. The made piezoelectric energy harvesting device was resulted from the conditions of 33$k{\Omega}$, 0.25g, 197Hz respectively. The thick film was prepared at the condition of 2.75Vrms, and its power was 230${\mu} W$ and its thickness was 56${mu}m$. The piezoelectric energy harvesting device output voltage was increased, when the load weight, load resistance was increasing and resonance frequency was diminishing. The other side, resonance frequency was diminished, when the weight was increasing. And output power was continuously it changed by load resistance, output voltage, weight and resonance frequency.

• 센서학회지
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• 제20권1호
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• pp.19-24
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• 2011

Brain disorders such as epilepsy is a condition that affects an estimated 2.7 million Americans, 50,000,000 worldwide, approximately 200,000 new cases of epilepsy are diagnosed each year. Of the major chronic medical conditions, epilepsy is among the least understood. Scientists are conducting research to determine appropriate treatments, such as the use of drugs, vagus nerve stimulation, brain stimulation, and Peltier chip-based focal cooling. However, brain stimulation and Peltier chip-based stimulation processes cannot effectively stop seizures. This paper presents simulation of a novel heat enchanger network(HEN) technique designed to stop seizures by using a neural cooling probe to stop focal and spontaneous seizures by cooling the brain. The designed probe was composed of a U-shaped tube through which cold fluid flowed in order to reduce the temperature of the brain. The simulation results demonstrated that the neural probe could cool a 7 $mm^2$ area of the brain when the fluid was flowing atb a velocity of 0.55 m/s. It also showed that the neural cooling probe required 23 % less energy to produce cooling when compared to the Peltier chip-based cooling system.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권4C호
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• pp.329-337
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• 2012

캡슐 내시경은 인체 내부의 소화기관 병변을 조사할 수 있는 캡슐 모양의 전자장치로서 인체 내에 케이블을 삽입하는 기존 푸시 타입(push-type)내시경과는 달리 환자에게 공포와 고통을 주지 않는 시술로 인식되고 있어, 최근 환자와 의사 모두에게 큰 관심을 끌고 있다. 이 기술은 바이오 기술(BT), 정보통신 기술(IT), 나노 기술(NT) 등의 성숙과 융합으로 2000년에 들어와 처음으로 가능하게 되었으며, LED를 포함한 광학계와 이미지 센서, 통신 모듈, 파워 모듈 등으로 구성되어 있다. 캡슐 내시경은 첨단 기술의 총체로 유비쿼터스 시대에 다양한 기술 분야의 핵심 기술을 필요로 한다. 따라서 본 논문에서는 캡슐 내시경의 구성에 관해 소개하고, 현재 데이터 전송을 위해 사용되고 있는 대표적인 RF 무선 통신 방식 및 인체 통신 시스템 방식에 대해 비교하였다. 아울러 현재 상용된 캡슐 내시경의 사양을 비교 분석하고, 미래의 캡슐 내시경의 진화 방향과 기술적 도전 과제를 제시하였다.

• 농업과학연구
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• 제49권4호
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• pp.845-855
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• 2022

The purpose of this study is to develop a self-propelled underground crop harvester and its performance was evaluated by measuring the load during actual potato harvesting operations. This study was conducted at a constant working speed of 1 km·h^-1. A load measurement system was installed to measure the actual load and the required working power was analyzed. A hydraulic pressure sensor was also installed to measure the hydraulic pressure. The required hydraulic power was calculated using the hydraulic pressure and flow rate. The results showed that the engine speed, torque, and power during harvesting operation were in the range of 845 - 1,423 rpm, 95 - 228 Nm, and 9 - 31 kW, respectively. Traction power, excluding the hydraulic pump of the tractor and power take-off (PTO) output, was in the range of 9 - 28 kW, and it was confirmed that it occupies a ratio of 16.2 to 50% of the engine rated output. The engine can supply the minimum required traction power to move the vehicle. This means that the engine used in this study could be down-sized to be suitable for an underground crop harvester. In this study, the gear stages of the tractor were not considered. This research thus shows the possibility of developing a self-propelled underground crop harvester.