• 한국수자원학회논문집
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• 제48권8호
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• pp.613-623
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• 2015

홍수기 유량측정의 어려움을 극복하고자 물과 비접촉식으로 유속을 측정하여 유량을 산정하는 전자파표면유속계를 개발하여 실무에 적용하고 있다. 기존에 사용 중인 전자파표면유속계는 홍수용으로 연중 활용도가 낮아 이의 활용도를 높이고자 전자파표면유속계의 성능개선을 통하여 유속측정범위를 확장하여 평 갈수기에도 하천 유량측정이 적용할 수 있게 하였다. 즉 기존 홍수용 전자파표면유속계의 유속측정범위가 0.5~10.0m/s이었던 반면, 금번 개발된 고성능 범용 전자파표면유속계는 0.03~20.0m/s로 홍수기뿐만 아니라 평수기에 유속측정이 가능하도록 성능을 개선하였다. 전자파표면유속계를 이용한 저유속의 측정을 위해서 필요한 요소를 조사한 결과, 송신신호의 수신단 유입을 차단하여 저유속의 미세한 수신신호에 대한 검출능력을 향상할 수 있도록 송수신 격리도의 개선, 이와 함께 공진기의 위상잡음 특성개선이 저유속의 검출에 필수사항임을 파악하였다. 따라서 이를 감안하여 안테나의 송신부와 수신부가 분리된 안테나를 개발함으로써 송수신 격리도를 개선하였고, 기존 공진기의 위상잡음 특성을 개선하기 위하여 위상고정주파수합성기를 공진기로 적용함으로써 저유속 검출 성능을 개선하였다. 또한 고성능 범용 전자파표면 유속계의 사용편의성 증진을 위하여 안테나의 소형, 경량화 제작을 가능토록 하고자 사용주파수(10 GHz$\rightarrow$24GHz)를 변경하였다. 이와 더불어 기존 전자파표면유속계 사용자들의 개선요구사항-측정유속 안정화, 자체점검기능, 저전력, 방수 방습-을 반영함으로써 현장에서 유량측정하기에 간편한 기기로 개발하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.109-120
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• 2023

광해역의 표층 해수유동을 준 실시간으로 측정하는 장비인 해양 고주파 레이다(High Frequency Radar, HFR)는 특정 전파대역(HF)의 주파수를 해수면으로 발사하고 후방으로 산란된 전파를 분석하여 표층 유속 벡터를 측정한다(Crombie, 1955; Barrick, 1972). 본 연구에서 사용되는 Codar사의 Seasonde HF radar의 경우, 무지향성 안테나에서 송·수신한 전파의 브래그 피크(Bragg peak)의 강도와 다중신호분류(Mutiple Signal Classification, MUSIC) 알고리즘을 통하여 방사형 해류(Radial Vector)의 속도와 위치를 결정하게 된다. 이때 생산된 해류는 관측 전파 수신 환경의 특성이 고려되지 않은 이상적인 전파환경(Ideal Pattern)이 적용된 자료로써 이를 보정하기 위하여 안테나 패턴 측정(Antenna Pattern Measurement, APM)을 시행하여 보정된 방사해류장(Measured Radial Vector)을 계산하게 된다. APM의 관측원리는 안테나로부터 수신되는 각 위치별 신호 강도값을 측정하여 해류의 위치 및 위상 정보를 수정하는 것으로 일반적으로 선박에 안테나를 설치하여 실험을 진행한다. 하지만 선박을 활용할 시, 기상조건과 해양 상황 등 다양한 환경에 의해 최적의 APM 결과를 산출하기까지 많은 제약이 따른다. 따라서 APM 실험에 대하여 해상 상황에 대한 의존도를 낮추고 경제적인 효율성을 높이기 위하여 무인항공기인 드론을 이용한 APM 활용 가능성을 검토하였다. 본 연구에서는 전남 완도군 당사리 당사도등대에 설치된 고주파레이다를 활용하여 선박을 활용한 APM 실험과 드론을 활용한 APM 실험을 진행하였으며 선박과 드론으로 관측된 결과가 적용된 방사형 해류와 계류된 고정부이를 활용하여 그 결과를 비교 분석하였다.

• 감성과학
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• 제23권4호
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• pp.105-116
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• 2020

본 연구의 목적은 형광직물과 재귀반사 소재만으로 제작, 보급되고 있는 현 안전의복에, LED 부착으로 시인성을 높여 야간이나 기상악화 시 안전사고로부터 작업자나 보행자를 보호하고, 기울기 센서와 소리신호를 탑재하여 의식불명자의 구명에 도움을 주는데 있다. 이를 위하여 공학적 하이테크를 적용하여 설계·제작한 산업용 서스펜더형 안전벨트 및 기울기 센서와 소리신호가 탑재된 안전조끼형 벨트를 개발하였다. 그 효과로 첫째, 서스펜더형 안전벨트는 필름에 접착된 자동 점멸 LED에 의해 빛을 방출하도록 설계하여 벨트 착용자의 신체는 LED와 재귀반사를 통해 멀리서 인식되어 사고예방에 도움이 된다. 또한 야간에 실시하는 도로변이나 고지대에서의 작업, 구조대원 활동, 스포츠 활동 시사고를 예방하거나, 비상상황이 발생할 경우 LED 발광을 변화시키는 신호로 사고 지점을 빨리 발견할 수 있어 인명구조에 도움이 된다. 둘째, 착용자가 조난사고 등으로 인하여 의식불명으로 쓰러질 경우, 조난신호를 발생하는 첨단 디바이스를 개발하여 감지 및 신호 장치를 탑재한 결과 제어부의 기울기 센서가 인체의 각도를 자동 감지하였다. 동시에 조끼형의 벨트 형태로 제작함으로써 탈착이 용이하도록 하여 활용도를 높였다. 사고로 착용자가 쓰러지면 이 벨트의 기울기 센서가 각도를 감지하고 제어기가 고주파 음과 LED 점멸신호를 동시에 발생시킨다. 기존의 안전 조끼의 경우 주변 조명이 없을 때는 조끼를 착용한 사람을 감지하는 것이 거의 불가능 하였지만, 본 연구에서는 안전벨트의 음향과 빛 신호로 주변 조명이 없을 때에도 100 m 이내에서 착용자를 발견할 수 있었다. 그러므로 본 연구에서 LED 부착과 기울기 센서, 소리신호 소자를 부착한 스마트 안전의류의 개발은 사고발생 감소와 구명에 이바지할 수 있을 것이다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권7호
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• pp.138-143
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• 2016

본 논문에서 설계 및 제작된 보안 검색 시스템은 물체 및 사람으로부터 방사된 에너지를 수신하여 이미지화 하는 시스템이다. 제안한 보안 검색 시스템은 다채널 수신을 위한 집적화된 어레이 안테나를 적용하였으며, 16개의 4단 저잡음 증폭기와 디텍터, CCD/IR 카메라와 반사판 그리고 밀리미터파 렌즈로 구성된다. 본 시스템은 공기 중의 열잡음 신호를 감지해야 하므로, 높은 수신감도와 넓은 대역폭이 요구된다. 시스템에 사용된 저잡음 증폭기 모듈의 이득특성은 82GHz~102GHz의 대역에서 65.8dB의 평균 이득특성을 가진다. 또한 증폭기 모듈로부터 입력된 열잡음 신호를 DC 전압 값으로 나타낼 수 있는 검출기를 제작하였다. 제작된 검출기는 제로-바이어스 쇼트키 다이오드를 사용하여 물체에서 방사된 밀리미터파 신호를 DC 출력 전압으로 변환하는 방사 분석 센서이다. 제작된 검출기의 특성은 0dBm 입력전력에서 350~400mV/mW, 검출 가능 입력 전력 범위는 -10~13dBm으로 우수한 성능을 보였다. 제작된 보안 검색 시스템은 은닉된 금속 재질의 물체뿐만 아니라, 플라스틱 등으로 이루어진 물체들도 검색이 가능하다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권7호
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• pp.110-120
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• 2016

인체 삽입형 뇌 신경자극기는 소비전력에 있어서 효율적인 구조로 설계되어야 한다. 이들 자극신호는 파형이 단순하고, MCU(micro controller unit)의 대기시간은 실행시간보다 훨씬 긴 특성을 가짐에도 불구하고, 이러한 특성을 고려한 저전력 설계가 되어 있지 않다. 본 논문에서는 자극신호 특성에 기반하는 저전력 알고리즘을 제안한다. 또한 뇌 신경자극기 S/W, NMS(neuro modulation simulation)의 설계 및 구현 결과도 제시한다. 저전력 알고리즘 구현을 위해, 기존 뇌 신경자극기 프로그램의 함수별 수행(running) 시간을 분석하여, 실행(execution) 시간과 대기(waiting) 시간을 도출하였다. 그리고 AM-LPM(active mode-low power mode) 전환시간을 추정하여 저전력 알고리즘 구현에 반영하였다. 본 논문에서 제안하는 저전력 알고리즘은 자극신호의 특성을 이용하여 출력을 다수의 구간으로 분할하고, MCU를 구간별 AM 또는 LPM으로 운용한다. 제안하는 알고리즘의 검증을 위해, 외부 제어프로그램을 개발하여 알고리즘의 동작상태를 확인하였고, 오실로스코프를 이용하여 출력신호의 정확성을 확인하였다. 검증 결과, 제안하는 저전력 알고리즘을 적용할 경우, 기존 뇌 신경자극기 대비 소모전류를 76.31% 감소시킴을 확인 할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제28권9호
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• pp.1100-1117
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• 2018

Ras superfamily에 속하는 monomeric small GTPase는 현재까지 170여 종이 알려져 있으며 이들은 세포 신호전달에 있어서 분자 스위치(molecular switch)로 작용하고 있다. Ras GTPase는 guanosine diphosphate (GDP)와 결합하여 불활성화 되거나 혹은 guanosine triphosphate (GTP)와 결합하여 활성화되는 guanosine nucleotide 결합단백질로서 세포내의 수많은 생리작용을 조절하고 있다. 즉, 쉬고 있던 불활성화 상태의 Ras-GDP는 외부 신호에 반응하여 활성화 된 guanine nucleotide exchange factor (GEF)에 의하여 활성형인 Ras-GTP상태로 전환되어 그 하류로 신호를 전달하는 효과기로 작용하게 된다. 신호전달을 마친 Ras-GTP는 다시 불활성형인 Ras-GDP로 전환되어야 하는데 Ras 자체의 GTPase 활성이 미약하여 RasGTPase activating protein (RasGAP)의 도움을 받아야만 한다. 이와 같이 Ras GTPase는 GEF와 GAP의 활성으로 세포 안의 스위치를 켜고 끄게 된다. 현재까지 알려진 인간 암(cancer)의 30% 이상이 돌연변이를 포함하는 Ras switch의 비정상적인 작동에 기인한다는 점이 밝혀져 있으므로 Ras GTPase의 구조와 생리적 기능에 대한 최근의 연구결과들을 요약하였다. 나아가 GTPase activating protein으로서의 기능을 상실한 RasGAP분자의 돌연변이는 세포 안의 Ras 스위치를 계속 켜 두는 상태인 Ras-GTP 상태를 유발함으로서 종국에는 암의 발생을 촉발하게 된다. 이에, 본고에서는 최근에 와서 tumor suppressor로서 알려지면서 암의 치료 표적단백질로 떠오르게 된 RasGAP의 인체생리학적 기능을 고찰하였다. 인간 게놈 안에는 RASA1, NF1, GAP1 family 및 SynGAP family 등에 속하는 14종의 RasGAP 분자들이 존재하는데 이들 GAP분자들의 이상과 인간 질병의 연관성에 대한 최근의 연구결과들에 대해 고찰하였다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제11권1호
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• pp.13-20
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• 2007

암컷 포유동물의 노화 과정에서 생식계는 체내 여러 시스템 가운데 가장 먼저 기능 저하가 나타난다. 생식 노화(reproductive aging) 과정 중인 암컷 포유동물은 비록 종 특이성이 있지만 주기성(cyclicity)의 소실과 같은 생식 능력의 감소와 함께 여러 기능들의 변화가 동반되면서 궁극적으로 인간의 폐경 현상과 같은 생식 능력 상실이 나타난다. 본 증설은 암컷 포유동물의 생식호르몬 축, 특히 신경내분비 회로의 노화에 대한 정보들과 노화 연구에 유용한 설치류 모델들을 소개하고자 한다. 암컷 설치류의 중년(middle age, 생후 $8{\sim}12$개월)은 인간의 폐경기 진입 직전에 해당되는 시기로, 이 시기에 시상하부 GnRH 분비의 맥동성과 급등(surge)이 현저히 지연되기 시작하고, 곧 이어 뇌하수체 LH 분비의 맥동성과 급등이 역시 약화 내지 지연된다. 노화와 관련된 GnRH-LH 신경내분비 활성의 결손은 시상하부 GnRH 뉴런의 활성을 조절하는 여러 자극(예, glutamate)들의 변화와 밀접하게 연관되어 있다. 많은 연구자들이 이러한 '시상하부 결손(hypothalamic defects)'이 생식 노화의 주된 요인임을 지지하지만, inhibin과 같은 난소 요인의 변화 역시 생식 노화의 유도와 관련된 것으로 보인다. 생식 노화를 연구함에 유용한 몇몇 설치류 모델이 있다; FSH 수용체 녹아웃(follitropin receptor knockout; FORKO) 생쥐 모델의 경우는 homozygous(null) 뿐만 아니라 heterozygous(haploinsufficient) 상태도 노화에 따른 난자/난포의 고갈을 나타낸다. Dioxin/aryl hydrocarbon 수용체 녹아웃 (AhRKO) 생쥐 모델도 유사한 상태를 유발할 수 있다. 생식 노화의 기작에 관한 연구는 삶의 질을 높이기 위한 수단들, 예를 들어 호르몬 보충요법(HRT)의 장단점을 평가하고 안전성을 제고하는데 도움이 될 것이다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제41권1호
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• pp.54-58
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• 2007

목적: Firefly luciferase (이하 Fluc)는 분자영상 분야에 가장 널리 쓰이는 리포터 유전자 중 하나이다. 발광반응의 기질로 사용되는 D-luciferin 은 가격이 비싸고 실험동물의 무게에 비례해서 기질을 주입 하므로 마우스나 렛트와 같은 소동물을 대상으로 전임상 연구가 이루어지고 있다. 본 실험실에서는 중동물인 토끼의 관절강에 D-luciferin을 국소 주입하여 발광영상을 획득하였다. 대상 및 방법: 연골세포를 일주일 동안 배양한 후 Fluc 아데노바이러스에 감염시켰다. 감염된 연골세포를 토끼의 관절강에 주입 또는 이식하였다. 착상된 무릎의 관절강부위에 D-luciferin을 국소 주입한 후 본 실험실서 보유하고 있는 CCD 카메라가 장착된 실시간 영상장비를 이용하여 날짜 별로 분자영상을 획득하였다. 결과: 착상되어진 토끼의 관절강 부위에 기질을 국소주입하여 영상을 성공적으로 획득하였다. 연골세포 주입 및 이식 후 1일째부터 토끼의 관절강에서 빛이 방출되었으며 토끼의 관절강에 주입하는 것보다 이식하는 방법이 강한 빛을 방출함을 알 수 있었다. 또한 7일째까지 토끼의 관절강에 연골세포를 이식한 것이 주입한 것보다 총 광량이 5배에서 10배까지 강하게 나타남을 확인하였고 9일째에는 약 10배정도 강하게 나타났다. 결론: 중동물인 토끼를 이용하여 Fluc을 발현하는 연골세포를 주입 또는 이식한 관절강에 D-luciferin을 국소 주입하여 영상을 성공적으로 획득하였으며, 이러한 결과를 통해 중동물에 소량의 D-luciferin 국소주입하여도 발광영상을 얻는데 충분함을 알 수 있었다.

• 감성과학
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• 제12권4호
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• pp.557-564
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• 2009

현재 한국에서는 거짓말탐지검사의 채점과정에서 '일관성' 기준을 사용하고 있다. 본 연구에서는 현재 한국에서 사용하고 있는 거짓말탐지검사 기법의 채점 기준 중 '일관성' 기준의 실증적 타당성을 검증하고자 하였다. 구체적으로는 한국에서 이루어지고 있는 거짓말탐지검사의 채점과정에서 '일관성'을 실제로 고려하고 있는지의 여부를 검증한 후 '일관성'을 고려하여 채점하는 경우와 그렇지 않은 경우에서 거짓말탐지검사 결과의신뢰도(Cronbach' $\alpha$)와 정확성이 어떻게 달라지는지를 파악하였다. 본 연구는 실제 현장에서 '일관성'을 고려하여 채점 한 원채점자료와 '일관성'을 고려할 수 없도록 가공하여 채점한 실험채점자료를 분석하였다. 원채점자료와 실험채점자료는 동일한 검사관들이 채점하도록 하였다. 그 결과 현재 한국에서는 거짓말탐지검사의 채점과정에서 '일관성'을 고려하고 있는 것이 확인되었다. 신뢰도는 원채점자료가 .93, 실험채점자료가 .91로 비슷한 수준이었다. 정확성은 검찰의 기소 여부와 거짓말탐지검사 점수에 의한 판정을 지표로 사용한 잠재계층분석(N=182)의 결과를 실제 거짓말 여부를 판단하는 기준으로 사용했을 때 원채점자료에서 76.9%, 실험채점자료에서 61.5%로 나타났다. 논의에서는 이러한 결과가 나타난 원인과 한국에서 사용하고 있는 '일관성' 기준이 거짓말탐지검사 채점에서 갖는 유용성에 대하여 논의하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.5647-5654
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• 2012

본 논문에서는 기존에 주로 연료전지나 배터리 분석용으로 사용되었던 EIS 장비를 그 적용 범위를 넓혀 차세대 축전지인 EDLC 슈퍼커패시터까지도 분석할 수 있도록 개발하였다. 시스템은 다양한 패턴을 발생시킬 수 있는 신호 발생기, 정전위기, 수집된 신호처리를 위한 고속 디지털 필터 및 측정 프로그램으로 구성되었다. 개발된 시스템은 연구실 레벨에 그치지 않고 휴대용이면서 양산용에도 적합한 전기화학 분석 장치이다. 시스템의 특징으로는 0.01에서 20kHz까지 신호 출력이 가능하며, 동시에 수집된 전류신호는 푸리에변환을 이용하여 빠르게 분석할 수 있다. 장치를 이용하여 분석한 EDLC의 특성인 복소 저항 임피던스와, 등가이론을 적용한 등가회로 임피던스 데이터를 비교한 결과, 비슷한 결과를 확인 할 수 있었다. 이 시스템을 사용하면, 슈퍼커패시터의 생산 과정에서 시간에 따라 변하는 전기화학적 임피던스 변화를 빠른시간에 측정 할 수 있을 것으로 예상된다.