• 한국결정성장학회지
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• 제34권3호
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• pp.79-85
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• 2024

고압 균질기를 이용하여 면 셀룰로오스 원료로부터 직접 셀룰로오스 나노결정을 추출하고 이에 대한 결정 구조 및 화학적 결합 상태에 대한 연구를 수행하였다. 형성된 셀룰로오스 나노결정은 나노와이어 형태의 구조적 특성을 가지며, 조밀한 구조의 메쉬 형태로 분포하였다. X-ray diffraction (XRD) 분석을 통해 관찰된 Bragg 결정면의 면간거리 계산을 통해 고압 균질기로부터 추출된 셀룰로오스 나노결정이 셀룰로오스 Iβ 하부 다형체인 monoclinc 결정구조를 갖음을 확인하였다. 셀룰로오스 나노결정에 포함된 비정질 영역을 정량적으로 평가하기 위한 Solid-state nuclear magnetic resonance(NMR) 분석 결과 셀룰로오스 나노결정의 결정화도 지수는 5 3.06 %로 계산되었다. 형성된 셀룰로오스 나노결정 표면의 O/C ratio는 0.82로 계산되었으며, C-C 결합 혹은 C-H 결합, C-O 결합, O-C-O 결합 혹은 C=O 결합, O-C=O 결합의 화학적 결합이 셀룰로오스 나노결정 표면의 주요 화학적 상태임을 알 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.97-103
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• 2024

일부 약물은 피부의 표피층 이하로 주입될 때 훨씬 더 효과적인 의료 효과를 제공할 수 있다. 그러나 전통적인 비침습 주입 장치는 피부의 한 부분에 상대적으로 많은 양의 약물을 전달하며, 이는 조직층 구조를 분리하여 멍과 출혈을 유발할 수 있다. 피부의 큰 표면적에 빠른 반복율로 소량을 주입함으로써 환자의 부상과 통증을 감소시킬 수 있다. 이를 위해서 약액을 분사하는 압력은 빠른 속도로 침투 가능 압력까지 상승되고 빠르게 하강하여 주입되지 않는 되튀김량을 줄이고, 주입량을 최소화해야한다. 이러한 형태의 비침습 주사 장치가 개발되었지만 그 장치들의 의학적 효능은 분석된 바가 거의 없다. 따라서 이 연구에서는 속도가 ~310m/s인 마이크로젯을 분사하는 레이저 유도 마이크로젯 장치를 개발했다. 펄스 시간은 400~800 ㎲이며 각 분사가 초당 10번 반복되는 속도로 약물을 약 1 µL 분사할 수 있습니다. 이러한 원리를 사용하여 우리는 마우스 모델에 대한 약물 주사의 효과를 평가했다. 마우스 모델에 인슐린 용액을 주입한 후 혈중 인슐린 농도를 측정하였으며, 일반 바늘 주사 주법과 동일한 값을 얻었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.139-145
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• 2024

본 논문에서는 VCO 이득(Kvco) 변화가 작은 현대 무선 통신 시스템의 핵심 구성 요소 중 하나인 전압 제어 발진기(VCO)의 설계를 제시하였다. 기존의 큰 Kvco 변화를 보상하기 위해 병렬 커패시터 뱅크 어레이가 있는 기존 LC-탱크에 직렬 배랙터 뱅크가 추가되었다. 또한 넓은 튜닝 범위를 유지하면서 우수한 위상 잡음 성능을 달성하기 위해 혼합 거친/미세 튜닝 방식(직렬 배랙터 어레이 및 병렬 커패시터 어레이)이 선택되었다. 스위치드 배랙터 어레이 뱅크는 추가 디지털 회로 없이 스위치드 커패시터 어레이에 대해 동일한 디지털 코드에 의해 제어됩니다. 1.2V의 낮은 전압에서 사용하기 위해 본 논문에서 제안된 전류 참조 회로는 공통 게이트를 보다 안전하게 제거한 안전성을 위해 전류 참조 회로를 사용하였다. TSMC 0.13 ㎛ CMOS RF 기술로 구현된 제안된 VCO는 9.6% 미만의 Kvco(VCO 이득) 변화로 4.4GHz에서 5.3GHz로 조정할 수 있다. 1.2V 공급에서 3.1mA를 소비하는 동안 VCO는 5.3GHz의 반송파에서 오프셋 1MHz에서 -120dBc/Hz 위상 잡음을 갖을 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.90-96
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• 2024

본 논문에서는 라즈베리파이 카메라와 함수 발생기를 활용하여 이미지에서 휘도를 분석하고 이를 바탕으로 전압을 인가하여 스마트 윈도우에 착색을 통해 광 투과를 조절할 수 있는 자동화 시스템을 제안한다. 기존 휘도 측정에 사용되는 휘도계는 가격대가 높고 사용자의 불필요한 움직임을 요구해 실생활에서 활용하기 어렵다. 그러나 사진 촬영 후 Python Open Source Computer Vision Library (OpenCV)를 활용한 이미지에서의 휘도 분석은 저렴하고 휴대가 간편하여 실생활에서 쉽게 응용할 수 있다. 이 시스템을 스마트 윈도우가 적용된 환경에 사용하여 창호의 휘도를 검출하였다. 이미지의 휘도를 바탕으로 스마트 윈도우의 착색 조절을 통해 창호의 휘도를 감소시켜 재실자는 쾌적한 시 환경을 구축할 수 있다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권4호
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• pp.427-432
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• 2024

The polymer crystallization process, promoting the formation of ferroelectric β-phase, is essential for developing polyvinylidene fluoride (PVDF)-based high-performance piezoelectric energy harvesters. However, traditional high-temperature annealing is unsuitable for the manufacture of flexible piezoelectric devices due to the thermal damage to plastic components that occurs during the long processing times. In this study, we investigated the feasibility of introducing a flash lamp annealing that can rapidly induce the β-phase in the PVDF layer while avoiding device damage through selective heating. The flash light-irradiated PVDF films achieved a maximum β-phase content of 76.52% under an applied voltage of 300 V and an on-time of 1.5 ms, a higher fraction than that obtained through thermal annealing. The PVDF-based piezoelectric energy harvester with the optimized irradiation condition generates a stable output voltage of 0.23 V and a current of 102 nA under repeated bendings. These results demonstrate that flash lamp annealing can be an effective process for realizing the mass production of PVDF-based flexible electronics.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.27-34
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• 2024

지하 공동구 화재 발생에 따른 직·간접적 피해는 사회 전반에 매우 큰 영향을 미치므로 이를 사전에 예방 및 관리하기 위한 노력이 필요하며, 이를 위해 지하 공동구를 대상으로 디지털 트윈 기술을 적용하여 화재 침수 등의 재난을 예방하는 연구가 진행 중이다. 각 센서로부터 감지된 신호를 플랫폼까지 전송하기 위해서는 네트워크 망이 필요하다. 본질적으로 지하 공동구 터널이 외부 무선 통신 시스템의 수신 범위가 부족하여 지하 공동구 환경에서 무선망을 적용하기 위한 분석이 필요하며, 지하 공동구 내에는 송, 배전 케이블로 인해 발생하는 전자기파 간섭, 내부의 구조물, 장애물 및 수도관 등의 금속 재질 관에서 발생하는 신호의 난반사 등으로 인해 무선 신호가 왜곡되거나 크기 감소가 발생할 수 있으므로 센싱을 통한 원격 감시, 모니터링 작업을 위한 실시간 연결을 보장하려면 지하 공동구 내에 무선 범위를 측정하고 분석해야 한다. 따라서 본 연구에서는 지하 공동구 내 무선 네트워크 환경을 구축하기 위해서 음영지역을 최소화고, 공동구 내부에서 무선환경 연결에 문제가 없도록 실제 공동구 환경을 측정하였으며, 지하 공동구 지형별 각 구간에 따른 데이터 전송속도 및 신호의 세기, 신호 대 잡음비를 분석하였다. 얻은 결과는 지하 공동구에서 무선 네트워크 설치를 위한 적절한 무선 계획 접근 방식을 제공한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.121-129
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• 2024

디지털 기술의 급속한 발전과 코로나19 팬데믹으로 인해 온라인 상거래가 크게 성장하면서, 소상공인들이 이러한 시장 변화에 적극적으로 대응할 수 있는 지원 방안의 필요성이 대두되었다. 이에 본 논문은 O2O(Online to Offline) 전략을 활용해 실제 매장 진열대에 전시된 상품들을 자동으로 촬영하고 이를 이용해 가상 상점을 만들 수 있는 기초적인 기술을 제시한다. 본 연구의 핵심은 진열된 상품의 위치와 이름을 정확히 파악하여 인식하는 것이며, 이를 위해 단일 클래스를 대상으로 하며 YOLOv8에 기반한 경량화 모델인 ESD-YOLOv8을 제안한다. 검출된 상품은 특징점 기반의 기술을 통해 상품명이 식별되며, 이는 새 상품을 사진 형태로 추가함으로써 신속하게 갱신할 수 있는 능력을 갖추고 있다. 실험을 통해 상품명 인식은 74.0%의 정확도, 위치 검출은 0.3M개의 파라미터만으로 F2-Score 기준 92.8%의 성능을 보였다. 이를 통해 제안된 방법이 높은 성능과 최적화된 효율성을 갖추고 있음을 확인하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.236-244
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• 2024

국내 밤 산업은 박피율을 높이기 위한 목적으로 과도한 칼날박피로 인해 과육 손실이 높아 생산 효율성이 저하되는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 밤 박피 공정의 구동 조건 최적화를 위한 기초 연구로 머신러닝 알고리즘 기반 박피공정 단계별 밤의 중량감모율을 예측할 수 있는 모델을 도출하였다. 6개의 제어조건을 바탕으로 51가지 2단 칼날박피기 실험 세팅 조합을 도출하고 이를 3번씩 반복하여 총 153가지의 데이터를 획득하였다. 인공신경망과 랜덤 포레스트 머신러닝 모델을 이용하여 밤 박피 단계별(1단 박피 후, 2단 박피 후, 최종 배출 후) 중량감모율을 예측하는 머신러닝 모델을 도출하였고, R(coefficient of determiantion), nRMSE(normalized root mean square error), MAE(mean absolute error) 값을 통해 모델의 성능을 평가하였다. 모든 박피 단계에서 인공신경망 모델보다 랜덤 포레스트 모델이 높은 R값으로 우수한 예측 정확도를 가지는 것으로 나타났고, 낮은 nRMSE와 MAE값으로 낮은 예측 오차를 가지는 것으로 나타났다. 최종적으로 랜덤 포래스트 예측 모델이 도출되었으며, 실제로 계측된 중량감모율과 예측한 중량감모율의 오차가 미미함을 확인할 수 있었다. 결과적으로, 도출된 모델은 밤 과육의 중량감모율을 최소화하는 동시에 최대 박피율을 도출할 수 있는 최적 박피공정의 구동 조건을 설정하는 데 활용함으로써, 이를 바탕으로 국내 밤 산업에 이바지 할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.266-274
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• 2024

본 논문에서는 아날로그 회로 트리밍과 보정 (calibration) 등에 필요한 데이터를 저장하는 비휘발성 메모리인 저면적 32bit PF (Poly-Fuse) OTP IP를 설계하였다. 한 개의 선택 트랜지스터에 2개의 PF를 사용하여 하나의 OTP 셀을 구성하므로 2 비트의 데이터를 프로그램할 수 있는 1셀-2비트의 multibit PF OTP 셀을 제안하였다. 제안된 1셀-2비트 PF OTP 셀의 bitcell 사이즈는 12.69㎛ × 3.48㎛ (=44.161㎛2)의 1/2로 기존 PF OTP 셀의 bitcell 사이즈에 비해 셀 면적을 33% 줄였다. 한편 본 논문에서는 제안된 multbit 셀의 동작에 맞도록 1행 × 32열 셀 어레이 회로와 코어 회로 (WL 구동회로, BL 구동회로, BL 스위치 회로와 DL sense amplifier 회로)를 새롭게 제안하였다. 제안된 multibit 셀을 사용한 32bit OTP IP의 레이아웃 사이즈는 238.47㎛ × 156.52㎛ (=0.0373㎛2)으로 기존 single bitcell을 이용한 32bit PF OTP IP 사이즈인 386.87㎛ × 144.87㎛ (=0.056㎛2)에 비해 면적을 33% 정도 줄였다. 10년의 data retention 시간을 고려하여 설계된 32bit PF OTP IP는 detection read 모드와 read 모드에 서 프로그램된 PF의 최소 센싱 저항은 테스트 칩의 post-layout 모의실험 결과 각각 10.5㏀과 5.3㏀으로 설계하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.205-212
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• 2024

본 연구는 건조부각을 유탕기에 투입하기 전 로봇에 장착된 진공 그리퍼를 활용하여 건조 반제품(건조부각)을 이송하기 위한 선별 작업에서 그리핑 성공률을 향상시기키 위한 수단으로 건조부각의 앞면(고명이 있는)과 뒷면(고명이 없는) 표면을 판별하는 딥러닝 모델을 제안한다. 획득한 건조부각 440개의 RGB 영상을 기반으로 데이터 증강 기법을 적용한 후 건조부각 영역 및 표면 정보 라벨링을 진행하였다. 데이터 전처리 과정을 거친 건조부각 데이터를 기반으로 영역 검출을 위해 딥러닝 모델은 YOLO-v5을 적용하였다. 그 결과 건조부각 앞면 영역 검출의 mAP와 mIoU 값은 각각 0.98와 0.96으로 나타났으며, 뒷면의 경우 각각 1.00과 0.95로 나타났다. 앞면과 뒷면 2개의 클래스에 대하여 이진분류한 결과는 average 98.5%, recall 98.3%, precision 98.6%, F1-score 98.4%로 나타났다. 본 연구 결과를 통하여 RGB 영상을 활용한 건조부각의 표면 정보에 대한 분류가 가능하며, 추후 유탕 전 건조부각 표면 선별공정의 로봇-자동화 시스템 개발에 활용될 가능성을 확인하였다.