• 제목/요약/키워드: Biomimicry

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생체모방 기반 융합 학습 모델을 적용한 '골격근의 구조와 수축'에 대한 디지털 교재 개발 (Development of a Digital Textbook on 'Structure and Contraction Mechanism of Skeletal Muscle' with the Learning Model for Biomimicry-Based Convergence)

  • 김수연;권용주
    • 과학교육연구지
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    • 제42권2호
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    • pp.95-105
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    • 2018
  • 이 연구의 목적은 생체 모방 기반 융합 학습 모델을 이용하여 골격근의 구조 및 수축 메커니즘에 대한 디지털 교과서를 개발하는 것이다. 골격근의 구조 및 수축 메커니즘 단원은 고등학교 생명과학I에 포함된 내용이다. 융합 학습 모델은 3D 모델링 및 프린팅을 포함하는 3단계의 생체 모방 기반 융합 학습(Exploration-Design-Implementation)으로 설계되었다. 개발된 디지털 교재는 8차시로 구성되어 있는데, 골격근 탐색, 스케치 앱과 3D 모델링을 이용한 골격근 모방 창의적 설계 2개 차시, 3D 프린팅을 이용하여 설계안의 융합적 구현, 근수축의 탐색, 스케치 앱과 3D 모델링을 이용한 근수축 모방 창의적 설계 2개 차시, 3D 프린팅을 이용하여 설계안의 융합적 구현 등으로 구성되었다. 각 차시는 대화 형 및 모바일 학습을 위해 갤러리 위젯, 미디어 위젯, 프레젠테이션 위젯, 스케치 위젯, 클라우드, 설문 위젯 및 평가 위젯의 컨텐츠를 포함하고 있다. 개발 된 디지털 교과서를 고등학생 20 명에게 투입한 결과 학생들의 생명과학 학습에 효과가 긍정적인 것으로 나타났다. 또한 이 연구에서 개발된 생체 모방 기반 융합 학습 디지털 교재는 학생들의 창의적 설계 및 구현 능력의 향상에서 효과적인 학습자료로 평가되었다. 이러한 결과를 볼 때 디지털 교재는 학생들의 흥미와 생명과학에 대한 자기주도적 학습에 유용한 자료임을 보여주었다.

목질을 천공하는 얼룩송곳벌(Tremex fuscicornis)과 밑드리좀벌(Leucospis japonica) 산란관의 형태적 특징 비교 (A comparative study of the morphology of the ovipositors of wood-boring insects, Tremex fuscicornis and Leucospis japonica)

  • 김지영;박지현;권오창;김진희
    • 환경생물
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    • 제38권4호
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    • pp.554-562
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    • 2020
  • 본 연구에서는 생태모방적 관점에서 목질을 천공하는 송곳벌과 밑드리좀벌의 산란관의 형태적 특징을 비교하였다. 벌목에 속하는 송곳벌과 밑드리좀벌은 목질부를 천공하는 유사한 특징이 있으나 실체현미경, 전계방사형주사전자현미경, 광학현미경을 이용하여 산란관의 형태적 특징을 관찰한 결과 두 종 간에 큰 차이를 보였다. 송곳벌의 산란관 말단은 등쪽과 배쪽에 모두 규칙적인 돌기가 발달하여, 회전형 드릴 비트와 흡사한 형태를 띤 반면 밑드리좀벌의 산란관 말단은 한쪽 방향에만 몇 개의 돌기가 있고 다른 부분은 매끄러워 마치 톱과 비슷한 형태를 보였다. 또한 얼룩송곳벌 산란관의 말단은 대칭적으로 4등분으로 되어있다가 14번째 돌기를 지나면서 2 : 1 : 1의 비율로 3등분이 되는 반면, 밑드리좀벌 산란관의 말단은 2 : 1 : 1의 비율로 3등분되어 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 송곳벌의 산란관의 중간을 수평으로 자른 단면구조에서는 dovetail joint의 구조가 확인되었으며, 이를 통해 천공을 위해 수직 운동을 한다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 두 종의 형태적 차이는 목질 부분을 먹이원으로 이용하는 송곳벌과 벌의 유충을 이용하는 밑드리좀벌의 생활방식뿐만 아니라 계통분류학적 차이에 의해 기인한 것으로 사료된다. 끝으로, 산란관 말단 부분의 성분분석결과 두 종 모두에서 높은 강도의 특성을 부여하는 아연이 검출되었다. 이는 주로 목질을 천공하는 두 종의 생태적 적응 과정에 의하여 특이적으로 진화된 것으로 사료된다.

한국산 도토리거위벌레(Cyllorhynchites ursulus) 구기의 해부학적 관찰과 유사종과의 큰턱 비교 연구 (Anatomical observation of the mouthpart of Cyllorhynchites ursulus and comparison with other species)

  • 김지영;김영건;이은옥
    • 환경생물
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    • 제37권3호
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    • pp.343-350
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    • 2019
  • 도토리거위벌레는 큰턱을 이용하여 도토리에 구멍을 뚫고 가지를 자르는 독특한 행동을 한다. 이러한 행동을 이해하기 위해 다양한 현미경을 이용하여 구기의 해부학적 특징을 관찰하였다. 실체현미경을 이용한 연구에서는 도토리거위벌레 수컷의 평균 내전건과 외전건의 두께는 각각 32.87 ㎛, 53.83 ㎛이었고, 암컷의 평균 내전건과 외전건의 두께는 각각 40.81 ㎛, 75.55 ㎛이었다. 내전건과 외전건의 유의한 두께 차이로 인해 큰턱을 닫는 힘보다 벌리는 힘이 더 강하다는 것을 유추할 수 있다. 광학현미경을 이용한 관찰에서는 주둥이 안쪽에 위치한 내전건과 외전건의 너비 차이와 큰턱 쪽에서는 원형으로 위치하며 두부로 갈수록 납작해져 두부 외피 안쪽에 근육으로 연결된다는 것을 확인할 수 있었고, 내전건의 위치와 모양의 변화에 대한 관찰을 수행하였다. 전자현미경을 통한 연구에서는 외전건이 내전건보다 더 굵으며 이로 인해 큰턱을 안쪽으로 당기는 힘보다 바깥쪽으로 밀어내는 힘이 더 크다는 것을 확인하였다. 관찰 결과를 바탕으로, 도토리거위벌레, 밤바구미, 왕거위벌레의 큰턱의 형태와 이빨의 위치 그리고 큰턱의 움직임에 대해 비교 분석하였고, 도토리거위벌레가 보여주는 특징적인 행동은 해부학적/형태적 특징과 연관되어 있음을 확인할 수 있었다.

Change of growth and carotenoid concentration in Korean fir with varied annual temperature on Mt. Halla

  • Chung-Kwang Lee;Young-Kyu Hong;Jin-Wook Kim;Sung-Chul Kim;Jinhee Kim
    • 농업과학연구
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    • 제49권2호
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    • pp.331-339
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    • 2022
  • Deforestation and conservation of coniferous forest have been recognized as critical issues in Korea due to climate change. The main purpose of this research was to monitor changes of secondary metabolite contents and growth of Korean fir (Abies koreana) according to the temperature change in Mt. Halla. The Korean fir located at three different regions, Yeongsil, Witseoreum, and Jindallaebat, was monitored in April, July, and October from 2016 to 2018 and secondary metabolites, specifically lutein, α-carotenoid, and β-carotenoid, were analysed with high performance liquid chromatography. The results showed that average concentrations of lutein, α-carotenoid, and β-carotenoid were 0.82 - 23.30, 0.02 - 2.01, and 0.11 - 2.84 ㎍·g-1 and the highest concentration of secondary metabolite was observed in October compared to April and July. The average length and width of Korean fir in the three regions were 11.84 - 20.70 and 1.78 - 2.41 mm from 2016 - 2018. A correlation analysis showed that the concentrations of all three secondary metabolites were negatively correlated with temperature and a significant difference was observed between temperature and lutein concentration in Korean fir. Overall, growth and production of secondary metabolites in Korean fir highly depended on the temperature, and global warming thus might have an adverse effect on the growth and physiological changes of Korean fir in Mt. Halla.

자연구조개념 주제의 창의융합조형교육프로그램 개발을 위한 연구동향분석 (An Analysis of Research Trend for Development of Creative Convergent Formative Education Program of Natural Structure Concept)

  • 최한희;임경란
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.465-474
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    • 2017
  • 본 연구는 자연구조 개념의 창의융합조형 교육프로그램 개발을 위한 기초연구로 관련 연구 동향을 파악하고자 하였다. 자연구조 개념은 프렉탈(fractal), 키네틱(kinetic), 바이오미미크리(biomimicry)로 한정하였다. 학술연구정보서비스를 활용하여 자연구조개념과 관련한 최근 10년간의 국내 연구동향을 분석한 결과, 편차는 있으나 교육 관련연구는 이 세 주제 모두 미흡하였으며 프랙탈의 경우는 수학 교과에 편중되어 있었다. 따라서 본 연구는 조형교육프로그램 개발을 위한 기초자료 조사이기 때문에 프랙탈, 키네틱, 바이오미미크리를 주제로 한 조형 관련 연구 동향을 추가로 분석하였고 이 세 주제가 다루어지고 있는 분야와 상세내용을 파악하였다. 자연의 가진 원천적 특성을 이해하고 무한에 가까울 만큼의 방대한 조형원리를 교육주제로 활용함은 매우 유의미하다 할 수 있다. 그러나 본 연구를 통해 자연구조개념의 교육프로그램이 매우 미흡함을 파악하였기에 후속으로 국외에서의 자연구조개념을 주제로 한 교육 관련연구동향을 살펴보고 체계적 창의융합조형교육프로그램 개발을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

The Water Deer on a Road: Road-Kill Characteristics of a Nationally Abundant but Internationally Threatened Species

  • Kim, Kyungmin;Seo, Hyunjin;Woo, Donggul;Park, Taejin;Song, Euigeun
    • Journal of Forest and Environmental Science
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    • 제37권1호
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    • pp.62-68
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    • 2021
  • Despite numerous efforts on reducing road-kill worldwide, the collisions have been occurring continuously. Many factors are affecting road-kill occurrences and the effect is various by species. We investigated Hydropotes inermis argyropus road-kill characteristics on the national highway. We examined 9,099 H. i. argyropus road-kill points with distance to the gaps on road (interchange and intersection) and distance to six natural land-cover types as explanatory variables. We also examined the number of road-kill occurrences according to temporal variation using chi-square test with 9,658 events. In general, H. i. argyropus road-kill location tended to occur close to the gaps on road, agricultural lands and forests. The average distance from road-kill to the gap was 694.7 m and 78.6% of the collisions were occurred within 1 km from the gaps. In addition, Kruskal-Wallis test showed the distance between road-kill points and each land cover and the gaps was significantly different. The temporal analyses showed that the differences of the H. i. argyropus road-kill frequency are significant in both month and season. Our results implies H. i. argyropus road-kill location tended to occur close to the gaps on road, agricultural lands and forests in general, especially during May and June, according to their seasonal behavior. Thus, we suggest there is a need of concentrated management on the roads with specific characteristics for both wildlife and human safety.

자연모방 건축과 시대적 배경의 관계성 고찰 (A Study on the Relationship between Biomimicry Architecture and it's Historical Background)

  • 이정원;김다은;변나향;강준경
    • 디자인융복합연구
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    • 제15권3호
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    • pp.1-17
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    • 2016
  • 자연모방 건축은 오래 전부터 서구에서 논의되어 왔다. 시대의 흐름에 따라 자연에 대한 인식, 자연모방을 통해 추구하고자 하는 바, 자연모방 건축의 특성 등에 차이가 보이고 있다. 이것은 해당 시대의 다양한 영향을 받은 것으로 유추해 볼 수 있다. 본 논문의 목적은 과거에서부터 현재까지의 자연 모방 건축이 가지는 특성을 살펴보고 당시의 시대적 배경을 통해 이러한 흐름의 변화를 이해하는 것이다. 먼저, 과거부터 현재까지의 자연모방 건축이 지니는 특성을 고찰한다. 고대 그리스, 중세, 르네상스, 근세, 현대에 이르기까지 자연에 대한 인식 및 태도, 자연모방 건축의 계획 특성, 자연모방을 통해서 지향하는 바에 관한 내용을 사례들을 통해 살펴본다. 다음으로 자연모방 건축에 직접적인 영향력이 있었던 역사적 흐름을 자연관, 사회상, 종교, 과학기술 등 각 시대의 배경과 주요 이슈들을 통해서 살펴본다. 마지막으로 자연모방 건축과 역사적 배경의 관계를 논의한다.