• 한국빅데이터학회지
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• 제8권1호
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• pp.99-109
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• 2023

최근에 우리나라에서 뿐만 아니라, 세계 곳곳에서 태풍, 산불, 장마 등으로 인한 재해가 끊이지 않고 있고, 우리나라 태풍 및 호우로 인한 재산 피해액만 1조원이 넘고 있다. 이러한 재난으로 인해 많은 인명 및 물적 피해가 발생하고, 복구하는 데도 상당한 기간이 걸리며, 정부 예비비도 부족한 실정이다. 이러한 문제점들을 사전에 예방하고 효과적으로 대응하기 위해서는 우선 정확한 데이터를 실시간 수집하고 분석하는 작업이 필요하다. 그러나, 센서들이 위치한 환경, 통신 네트워크 및 수신 서버들의 상황에 따라 지연 및 데이터 손실 등이 발생할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 통신네트워크 상황에서도 분석을 정확하게 할 수 있는 2단계 하이브리드 상황 분석 및 예측 알고리즘을 제안한다. 1단계에서는 이기종의 다양한 센서로부터 강, 하천, 수위 및 경사지의 경사각 데이터를 수집/필터링/정제하여 빅데이터 DB에 저장하고, 인공지능 규칙기반 추론 알고리즘을 적용하여, 위기 경보 4단계를 판단한다. 강수량이 일정값 이상인데도 불구하고 1단계 결과가 관심 이하 단계에 있으면, 2단계 딥러닝 영상 분석을 수행한 후 최종 위기 경보단계를 결정한다.

• 분석과학
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• 제19권6호
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• pp.482-489
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• 2006

Pediococcus에서 추출된 lactate oxidase(LOD)를 poly(vinyl alcohol)(PVA)에 고정화하여 2전극계로 구성된 lactate 바이오센서를 제조하였다. Lactate는 LOD 효소와의 반응에서 생성되는 $H_2O_2$를 전기화학적으로 금(Au)위에 형성시킨 Pt-black 층에서 산화시켜 정량 할 수 있었다. Pt-black으로 만들어진 센서는 과산화수소에 대해서 낮은 전위(+300 mV vs. Ag/AgCl)에서 큰 산화전류를 보여주었으며, ascorbic acid, acetaminophen, uric acid 등과 같이 산화되기 쉬운 산화 종들의 영향을 감소시켜주었다. 외부보호막으로는 다양한 종류의 친수성 폴리우레탄을 사용하였다. 센서는 in vitro 방식으로 흐름계와 비흐름계 모두에서 성능을 평가하였다. 제작된 센서는 0.05 M NaCl을 포함하는 0.05 M 인산염 완충용액(pH 7.6)에서 성능을 시험하였으며, 0.1 mM에서 9.0 mM의 lactate 농도구간에서 직선적 감응성을 나타내었다. 최적화된 센서는 $4^{\circ}C$ 완충용액에 보관하였으며, 25일 이상 감응도(sensitivity)가 거의 변화하지 않았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권6호
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• pp.255-260
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• 2023

분자 단위의 폭발물질을 탐지하기 위하여, 고감도 응답성 센서의 개발이 요구되고 있다. 2차원 반도체는 얇은 적층형 구조를 가져 전하 캐리어가 축적될 수 있어, 전하 캐리어의 급격한 신호 변조 특성을 기대할 수 있다. WSe₂ 반도체 소재의 TNT(Trinitrotoluene) 폭발물질에 대한 탐지 효용성을 연구하기 위해, CVD(Chemical Vapor Deposition) 공정을 이용해 WSe₂ 박막을 합성하여 FET(Field Effect Transistors)을 제작하였다. 라만 분석과 FT-IR(Fourier-transform infrared) 분광 결과는 TNT 분자의 흡착과 WSe₂ 결정질의 구조적 전이 분석 정보를 나타내었다. 또한, WSe₂ 표면의 TNT 분자 흡착 전후의 전기적 특성을 비교하였다. TNT 도포 전, WSe₂ FET에 백 게이트 바이어스로 -50 V를 인가함에 따라 0.02 μA의 최대 전류 값이 관측되었고, 0.6%(w/v) TNT 용액을 도포하였을 때 Drain 전류는 p-type 거동을 보이면서 0.41 μA의 최대 전류 값을 기록하였다. 이후 On/Of f Ratio 및 캐리어 이동도, 히스테리시스를 추가적으로 평가하였다. 본 연구에서는 WSe₂의 TNT 분자에 대한 고감도와 신속한 응답성을 통해 폭발물질 탐지 센서 소재로서의 가능성을 제시하였다.

• 한국광학회지
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• 제35권3호
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• pp.115-120
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• 2024

자기광학(magneto-optical, MO) 효과가 우수한 광학소재는 자기장센서, 광전류센서, 광 고립기(optical isolator), 그리고 광서큘레이터와 같은 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있어 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 일반적인 유리용융법을 사용하여 Dy³⁺ 이온이 고농도로 함유된 알루미노보로실리케이트(alumino-borosilicate, ABS) 광학유리를 제조하고, Dy³⁺ 이온 농도에 따른 ABS-Dy 유리의 열 특성, 광 특성 및 자기광학 특성을 분석하였으며 1550 nm 파장 대역에서 유리의 MO 특성을 패러데이 회전각 측정을 통하여 분석하였다. 패러데이 회전각은 유리의 Dy³⁺ 이온 농도가 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 Dy₂O₃ 함량이 30 mol%인 유리는 -6.86 rad/(T·m) 가량의 높은 베르데 상수를 갖는 것으로 확인되었다. 또한 제조된 ABS-Dy 유리는 128 ℃ 이상의 우수한 열안정성(∆T= T_x-T_g)과 파장 대역이 각각 490-710, 1390-1560, 1800-2400 nm일 때 70% 이상의 높은 광투과특성을 보여주었다. 이상의 높은 베르데 상수와 우수한 열안정성은 본 연구에서 제안한 ABS-Dy 유리가 1550 nm MO 소자용 광학소재로 사용 가능함을 시사한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권2_2호
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• pp.249-261
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• 2020

다중 플랫폼/센서를 활용한 연안 모니터링은 연안 해양환경 변화와 다양한 재해/재난을 높은 시공간 해상도로 정확하게 이해하기 위한 매우 중요한 수단이다. 하지만 다중 플랫폼과 센서를 복합적으로 이용한 통합 관측 연구는 미비한 실정이고, 통합 관측을 통한 효율성, 융합 한계성 등에 대해 평가된 바 없다. 본 연구에서는 다중 원격탐사 플랫폼/센서를 이용한 모의실험을 통해 통합 관측 방법을 제시하고, 그 효용성과 한계점을 진단하였다. 다양한 해양 재해, 재난을 모사하기 위하여 Rhodamine WT (RWT) 형광염료를 이용하여 통합 현장조사를 수행하였다. 2019년 9월 남해-여수 해역에 형광염료를 주입 후 위성(Kompsat-2/3/3A, Landsat-8 Operational Land Imager (OLI), Sentinel-3 Ocean and Land Colour Instrument (OLCI), GOCI), 무인항공기 (Mavic 2 pro, Inspire 2), 유인항공기 플랫폼을 이용하여 염료 패치의 분포와 이동을 탐지하였다. 형광염료 주입 초기 패치 규모는 2,600 ㎡ 이었고, 약 138분 후 62,000 ㎡ 규모까지 확산되었다. RWT 패치는 처음 주입된 지점으로 부터 점차 남서 방향으로 이동하였고, 이는 현장 모의 실험이 진행되는 동안 조위(고조: 7시 7분(286 cm), 저조: 13시 9분(73 cm))가 점차 낮아짐에 따라 조석이 남동 방향으로 흐르는 것과 유사하였다. 무인항공기 영상은 공간해상도와 시간해상도 측면에서 가장 높은 해상력을 보인 반면 탐지 영역이 가장 좁았다. 위성의 경우 탐지 영역은 넓었지만 재방문 주기가 길기 때문에 운용성 측면에서 타 플랫폼과 비교하여 다소 한계가 있었다. 또한 Sentinel-3 OLCI와 GOCI의 경우 분광해상도와 신호 대 잡음비(signal to noise ratio)가 가장 높았지만 소규모 형광염료 탐지에는 공간해상도 측면에서 제한적이었다. 유인항공기에 탑재된 초다분광 영상의 경우 분광해상도가 가장 높았지만 이 역시 운용성 측면에서 다소 제한적이었다. 다중 플랫폼 통합관측 연구를 통해 시간과 공간뿐만 아니라 분광 해상력 증가 향상을 확인 가능하였다. 향후 이 연구 결과가 연안 수치모델과 연계된다면 오염 물질의 이동확산 예측이 가능할 것으로 생각되고, 수치모델의 입력 및 검증 자료로 활용하여 모델 정확도 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.37-46
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• 2006

본 연구에서는 면진 건물의 내진 성능을 개선하기 위하여 최근 개발된 스마트 수동 제어 시스템을 적용하고 이의 효용성을 수치 모의실험을 통해 검증하였다. 스마트 수동 제어 시스템은 효과적인 반능동 제어 장치로 알려진 MR 감쇠기에 전자기 유도부를 도입하여 응답 변화에 따라 MR 감쇠기로 입력되는 전류를 변화시킴으로써 MR 감쇠기의 감쇠 특성을 조절하는 새로운 개념의 스마트 제진 시스템이다. 스마트 수동 제어 시스템에서 전자기 유도부는 영구자석과 솔레노이드 코일로 구성되며, 기존 스마트 제진 시스템의 계측기, 제어기, 외부 전원장치를 한꺼번에 대체할 수 있다. 면진 건물에 대한 스마트 수동 제어 시스템의 내진 성능을 수치적으로 검증하기 위하여 미국토목학회에서 제시한 면진 건물에 대한 벤치마크 제어 문제를 활용하였다. 스마트 수동 제어 시스템의 제진 성능을 MR 감쇠기를 이용한 기존 스마트 제어 시스템의 성능과 비교하였다. 수치 모의실험 결과를 통해 스마트 수동 제어 시스템이 면진 건물의 내진 성능을 개선하는 데 매우 유용함을 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.205-213
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• 2002

본 논문에서는 직류모선에서 교류모선으로 회생되는 전력을 제어할 수 있는 3상 전압원 인버터 시스템을 구현하였다. 전체 시스템은 선간접압 및 선전류용 센서, d-q 변환방식을 사용한 실제전력 연산기. PI제어기법을 적용한 복소전력 제어기, 수정 ｑ도통방식을 구현하기 위한 게이팅신호 생성기, 주파수를 추종하기 위한 DPLL과 전력회로로 구성된다. 제어보드는 32비트 DSP인 TMS32C32, EFLD 2개, ACD 6개와 DAC로 구성하였다. 제안한 시스템의 성능을 검증하기 위해 교류 220V에서 5kVA 전력용량인 축소모델을 설계, 제작하였다. 실험결과, 회생 유효전력은 명령값으로 잘 제어되며 회생 무효전력은 운전동안 내내 거의 0의 값을 유지함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1326-1331
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• 2006

일반적으로 용접 Root 캡은 여러 가지 용접 결함들 중에 용접 품질을 저하시키는 중요한 요인 중의 하나이다. Gas metal arc welding (GMAW)에서 root 갭은 용접 전류, 아크 전압, 용적률 등과 같은 여러 가지 용접 파라미터들에 영향을 미친다. 그러나 용접 공정의 비선형성 때문에 root 갭과 많은 용접 파라미터들 사이의 관계를 분석하기가 힘들다. 그리고 아크센서를 사용하였을 경우, 감지된 신호에 대한 신호처리가 어렵지만 가격이 저렴하고 자동화하기가 쉬우므로 현재의 산업공정에서 대부분 아크센서가 사용되고 있다. 지금까지 언급된 여러 가지 어려운 문제점과 아크센서의 특정 때문에 본 논문에서는 GMAW에서 root 갭을 검출할 수 있는 적당한 용접 파라미터들을 선정하고, root 캡과 선정된 파라미터들의 관계를 인식할 수 있는 신경회로망을 이용하여 root 갭 검출 시스템을 설계하였다. 또한, 용접 품질의 검사에 용접 비드형상이 중요한 요인이다. 따라서 본 논문에서는 신경회로망으로 용접 파라미터와 용접 비드형상과의 관계를 인식하여, 용접 품질을 추정하고 용접 파라미터들의 효과를 분석할 수 있는 용접 비드 형상의 실시간 모니터링 시스템을 제안하여 여러 실험 데이터들을 기반으로 한 시뮬레이션을 통해 제안된 시스템이 root 갭을 검출하고 또한 용접 비드 형상을 실시간으로 모니터링이 가능함 보여준다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권1호
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• pp.13-21
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• 2008

일반적으로 센서노드간의 데이타통신은 내부처리나 센싱 작업보다 더 많은 에너지 소모를 요구한다. 본 논문에서는, 내용인지(context-aware) 라우팅 테이블(routing table)을 이용하여 인접한 노드간의 질의 송수신을 위해 필요한 패킷 송신 수를 줄여 질의 최적화를 수행하는 새로운 아이디어를 제안한다. 내용인지 라우팅 테이블에는 현재 노드로부터 도달 가능한 하위노드에서 측정할 수 있는 센서의 종류에 관한 정보가 저장되어 있다. 내용인지 라우팅 정보를 이용하여 각 노드는 자식노드에게 불필요한 질의 송신이나 결과 전달을 차단함으로써 불필요한 패킷 송신의 수를 줄일 수 있다. 본 논문에서 제안한 방법을 바탕으로 한 시뮬레이션에서 최대 약 80%의 성능 효과를 보였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.837-839
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• 2012

안개가 발생하였을 시 운전자는 시야가 확보되지 않아 운전에 어려움을 가지게 되고 이 경우 교통사고의 발생 확률이 매우 높다. 이러한 사고를 줄이고 운전자의 안전을 확보하기위한 방안으로는 운전자에게 현재의 상황을 인지하여 서비스를 제공하는 것이다. 본 논문에서는 안개가 발생할 경우 사고를 방지하기 위해 차량 안전 시스템을 이용하여 적절한 경고 및 제어를 하는 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 차량외부에 설치된 습도, 조도 센서로부터 수집된 정보를 자동차 내부의 안개검출 시스템 컨트롤러에서 조건을 확인한 후 영상장비를 이용하여 최종적으로 안개가 발생하여 운전자의 시야가 확보되지 않을 경우 이벤트를 발생시키는 시스템이다.