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Biopac 뇌파측정 장치를 이용한 학습의 효율성 분석 (The efficiency Analysis of study using brainwave measurement device)

  • 안영준;이충헌;박문규;지훈;이동훈
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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    • pp.951-953
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    • 2015
  • 일상적으로 생각하는 학습이란, 연습이나 경험의 결과로 생기는 비교적 지속적인 유기체의 행동변화를 말한다. 학생들이 학습할 때 집중하면서 했다고 하지만 이를 객관적으로 평가하기란 매우 어렵다. 그러나 뇌파는 그렇지 않다. 뇌파란 뇌의 전기적 활동에 의해서 일어나는 두피상의 두 점 사이의 전위 변동을 연속적으로 기록한 것을 말한다. 종류로는 델타파(0~4Hz), 세타파(4~8Hz), 알파파(8~13Hz), 베타파(13~30Hz), 감마파(30~50Hz) 등이 있다. 그 중에서 SMR파(13~15Hz), Mid-베타파(16~20Hz)는 학습에 집중할 때 나타나며 집중력에 가장 영향을 주는 부분은 Mid-베타파라고 보고된 바 있다. 이와 관련하여 학습에 집중정도를 뇌파를 이용하여 객관적으로 평가할 수 있는 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 Biopac 장비를 사용하여 소수의 피험자를 대상으로 학습 집중 주제를 준 후 뇌파를 측정한 다음 학습과 관련이 되는 Mid-베타파영역의 신호를 추출하기위해 FFT로 변환하였다. 집중할 때 Mid-베타파 주파수의 파워 변화를 측정하여 상관관계를 제시하고자 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 학생들이 학습할 때 얼마나 집중하고 있는지 객관적으로 파악하여 좀 더 효율적으로 학업에 임하고 있는지 분석하였다.

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하수관거 배면 공동 탐지를 위한 충격반향법의 적용성 평가 (Assessment of Impact-echo Method for Cavity Detection in Dorsal Side of Sewer Pipe)

  • 송석민;김한섭;박두희;강재모;최창호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제32권8호
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    • pp.5-14
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    • 2016
  • 싱크홀 발생의 주요 원인인 하수관거 배면의 공동 탐지를 위해 비파괴검사 방법 중 하나인 충격반향법을 적용한 실내 모형 실험을 수행하였다. 콘크리트 하수관의 모의를 위해 얇은 두께의 콘크리트 평판 시험체를 제작하였고 주변지반은 모래로 조성하였으며 공동의 모사를 위해 스티로폼 박스를 모래에 매립하였다. 콘크리트 판 배면이 공동인 경우와 완전히 모래에 밀착된 경우로 나누어 실험이 진행되었으며 일정한 타격 강도의 유지를 위해 새롭게 제작된 타격 장치를 사용하여 획득 자료의 신뢰성을 높였다. 측정된 반사파는 고속 푸리에 변환과 국소 푸리에 변환을 사용하여 주파수 특성 및 시간 특성을 분석하였다. 그 결과, 푸리에 스펙트럼의 형상으로는 공동의 유무를 판별할 수 없는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 공진 시간이라고 명한 새로운 지표를 제안하였다. 이는 공진 주파수가 일정 강도를 초과하는 지속 시간으로 정의하였다. 공진 시간은 공동의 유무를 효과적으로 예측하는 것으로 나타났다. 나아가 공동유무를 구분할 수 있는 공진 시간을 제시하였다. 실제 현장 조건에서의 검증과 보다 광범위한 적용성의 확보를 위해 다양한 지반 조건에 대한 추가 실험과 실제 하수관에 대한 현장 실험 등을 진행할 예정이다.

리튬 가돌리늄 보레이트 섬광단결정의 열형광 특성 (Thermoluminescene Properties of Li6Gd(BO3)3:Ce3+ Scintillation Single Crystal)

  • 김성환;이준일
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제8권7호
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    • pp.455-459
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    • 2014
  • 본 논문에서는 $Li_6Gd(BO_3)_3:Ce^{3+}$ 할라이드 섬광체를 초크랄스키법으로 육성하고, 육성된 단결정의 X선에 대한 섬광 및 열형광 특성에 대하여 조사하였다. $Li_6Gd(BO_3)_3:Ce^{3+}$의 섬광스펙트럼은 $Ce^{3+}$이온의 $4f{\rightarrow}5d$ 천이에 따라 파장범위가 370~500 nm, 피이크 파장은 423 nm 및 455 nm이었다. 섬광감쇠시간 특성은 60 ns의 빠른 시간 특성 성분(25%), 787 ns의 중간 시간특성 성분(29%)과 $5.9{\mu}s$의 느린 성분(46%)의 3개로 구성되며, 잔광에 기여한 포획준위의 물리적 변수를 열형광 측정법에서 분석한 결과, 2개의 포획준위에 기인하며 각 포획 준위의 활성화에너지, 발광차수 및 주파수 인자의 평균값은 각각 0.65 eV, 1.01 및 $6.9{\times}10^8s^{-1}$ 및 0.96 eV, 1.79 및 $3.1{\times}10^{12 }s^{-1}$ 이었다.

TDU-GC/MS를 이용한 한국품종 참당귀 국산 판별 기법 (Geographical origin discrimination of Korean variety, Angelica gigas Nakai by using TDU (Thermal Desorption Unit)-GC/MS)

  • 이미나;김윤석;김원일;김정규;권오경
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제63권1호
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    • pp.29-33
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    • 2020
  • 한약재의 불법 유통을 방지하기 위해 신속 정확한 원산지 판별방법 개발이 필요함에 따라 TDU-GC/MS를 이용하여 한국품종 당귀와 외국품종 당귀를 판별함과 동시에 한국품종 당귀의 재배지가 한국인지를 판별할 수 있는 기법을 연구하였다. 당귀추출물을 열탈착 시킨 후 냉각응축시스템에서 응축시켜 일시에 GC/MS로 분석한 결과 국산 품종 당귀(참당귀)는 TIC의 RT 26.9-27.2에서 coumarin 유도체인 decursin과 decursinol peak가 확인되었다. 중국 품종 당귀(중당귀)의 경우 RT 17.2 부근에서 ligustilide의 peak가 검출되었다. 국산 품종 참당귀 원산지에 따른 휘발성분의 차이를 알아보기 위하여 twister로 흡착하여 TDU-GC/MS로 m/z 40-400 amu 범위에서 mass spectrum을 측정하였다. 참당귀의 국내 및 중국 재배 시료 TIC는 전반적으로 같은 경향을 냈으나 TIC를 부분 scan한 결과 RT 15.4-16.1에서 국내 및 중국 재배의 peak pattern 차이를 확인할 수 있었다. Peak A (RT 15.54)과 B (RT 16.05)의 비율은 국내 재배는 0.0-0.2, 중국 재배의 경우 0.5-2.8으로서 TDU-GC/MS의 TIC peak pattern 비교를 통한 원산지 판별 가능성을 확인하였다.

CANDU-PHWR 핵연료 소결체의 반경방향 출력분포 수치모형 (A Numerical Model for Predicting the Radial Power Profile in CANDU-PHWR Fuel Pellet)

  • Woan Hwang;Suk, Ho-Chun;Jae, Won-Mok
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제23권4호
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    • pp.444-455
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    • 1991
  • 본 연구에서는 CANDU-PHWR 형 기존 및 개량 핵연료의 원통형 (soild) 및 환상형 소결체에 대하여, 그 핵연료 전 수명 기간동안, 반경방향 출력분포를 정확하고 신속하게 계산하는 NEDAR 모형을 개발하였다. 본 계산모형에는 핵연료소결체의 직경 범위 8.0-19.5 mm, 농축도 범위 0.71-6.0 wt % U-235이고, 계산 가능 연소도범위가 0-840 Mwh/kgU (35000MWD/T)인 한계내에서, 핵연료 반경방향 출력분포결자식 및 열중성자속감소 계산결과자료가 포함되어 있다. CAN-DU-PHWR 형 원자로 중성자속 스펙트럼을 입력자료로 하여, 로물리 전산코드, CE-HAMMER 를 이용하여 핵연료의 각 설계조건 및 소결체의 환별 국부지점에 대하여, 임의로 설정한 기준 연소시점에서 반경 방향 출력 분포를 계산하였다. 이 계산 결과를 토대로 각 환의 평균출력을 구하는 적분법 및 비선형 곡선희귀계산법에 의하여, Bessel 함수와 지수함수의 다항식으로 구성된 반경방향 출력분포 기본 결과식 및 그 계수들이 산출되었다. 본 연구에서 개발된 NEDAR 모형을 이용하여 산출한 반경방향출력분포값을, 핵연료소결체 표면에서의 값을 기본단위로 환산하여 비교하면, 본 의형에 의한 반경방향 출력분포 결과가 기존 ELESIM 전산코드의 결과에 비교하여 약간 높게 나타났다. 소결체의 반경방향의 출력 및 온도분포는 핵분열기체생성물방출과 밀접한 관계가 있으므로, 본 모형을 기존 ELESIM 전산코트의 반경방향 출력분포 계산 모형과 대체한 전산코트, 즉 KAFEPA-NEDAR에 의한 핵분열기체생 생성물방출량 예측치를 기존 ELESIM 전산코드의 예측치와 비교하였다. 여기서 KAFEPA-NEDAR리 예측치가 실험결과 자료에 보다 더 가깝게 접근하였다. 따라서, 본 연구에서 개 발된 NEDAR모형은 과대한 계산시간의 낭비없이 CANDU-PHWR 형 핵연료소결체의 반경방향출력분포를 효율적이고, 신속/정착하게 계산하는 모형임이 입증되었다.

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Opto-Electrochemical Sensing Device Based on Long-Period Grating Coated with Boron-Doped Diamond Thin Film

  • Bogdanowicz, Robert;Sobaszek, Michał;Ficek, Mateusz;Gnyba, Marcin;Ryl, Jacek;Siuzdak, Katarzyna;Bock, Wojtek J.;Smietana, Mateusz
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제19권6호
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    • pp.705-710
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    • 2015
  • The fabrication process of thin boron-doped nanocrystalline diamond (B-NCD) microelectrodes on fused silica single mode optical fiber cladding has been investigated. The B-NCD films were deposited on the fibers using Microwave Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition (MW PA CVD) at glass substrate temperature of 475 ℃. We have obtained homogenous, continuous and polycrystalline surface morphology with high sp3 content in B-NCD films and mean grain size in the range of 100-250 nm. The films deposited on the glass reference samples exhibit high refractive index (n=2.05 at λ=550 nm) and low extinction coefficient. Furthermore, cyclic voltammograms (CV) were recorded to determine the electrochemical window and reaction reversibility at the B-NCD fiber-based electrode. CV measurements in aqueous media consisting of 5 mM K3[Fe(CN)6] in 0.5 M Na2SO4 demonstrated a width of the electrochemical window up to 1.03 V and relatively fast kinetics expressed by a redox peak splitting below 500 mV. Moreover, thanks to high-n B-NCD overlay, the coated fibers can be also used for enhancing the sensitivity of long-period gratings (LPGs) induced in the fiber. The LPG is capable of measuring variations in refractive index of the surrounding liquid by tracing the shift in resonance appearing in the transmitted spectrum. Possible combined CV and LPG-based measurements are discussed in this work.

도파로 어레이 격자를 이용한 광섬유 브래그 스트레인 센서의 반사파장 신호 복원 기술 (Wavelength Interrogation Technique for Bragg Reflecting Strain Sensors Based on Arrayed Waveguide Grating)

  • 서준규;김경조;오민철;이상민;김영제;김명현
    • 한국광학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.68-72
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    • 2008
  • 광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating: FBG)를 이용한 스트레인 센서는 출력 값으로 브래그 반사 파장의 변화를 제공하게 된다. 본 논문에서는 브래그 격자 스트레인 센서에서 출력되는 빛을 도파로 어레이 격자(arrayed waveguide grating: AWG)에 입력시켜서 파장의 변화를 측정하는 방법을 제안한다. FBG에 스트레인이 가해지게 되면 브래그 반사 파장이 이동하게 되어 AWG를 지나서 출력되는 채널별 광 파워가 변하게 되며, 이 값들의 조합으로 구해지는 centroid 값을 계산하면 브래그 반사 파장과 인가된 스트레인 값을 얻을 수 있다. 브래그 격자의 반사 스펙트럼의 대역폭이 centroid 값에 미치는 영향을 고려하여 3-dB 대역폭이 5.4 nm인 chirped FBG를 사용하였으며, 저항 측정방식의 기존 스트레인 센서와 비교하여 오차범위가 2% 이내인 결과를 확인 하였다. FBG 센서를 외팔보에 부착하여 진동에 따른 스트레인 값을 실시간으로 측정한 결과 진동 주파수 17.8 Hz, damping 시상수 0.96 초를 얻을 수 있었다.

인간의 마음은 어디에서 어디로 변해가는가: 두뇌 인지 메커니즘을 통해 본 인간 마음의 처음과 끝 (How Does the Human Mind Change from Its First State? An Investigation of the First and the Last Human Mind through Cognitive Mechanism in the Brain)

  • 송광한
    • 디지털융복합연구
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    • 제11권11호
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    • pp.753-766
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    • 2013
  • 오늘날 인류의 문명은 빠른 속도로 발전해 가고 있음에도 불구하고 인간과 삶의 환경의 모습은 더 행복해지고 있는 것처럼 보이지 않는다. 문명이 인간의 정신, 즉 마음의 산물이고 마음은 육체뿐만 아니라 사회 및 자연환경과 연결되어 서로 상호작용하며 변화되어 간다는 점에서 오늘날 인간의 마음이 바람직한 방향으로 변화되고 있다고 보기 어렵다. 이 논문은 불행한 현상들의 근원으로서의 인간의 마음을 이해하기 위해 인간의 모든 다양한 마음이 생성되어 나오는 두뇌 인지 메커니즘을 통해 본연의 마음이 무엇이고 또 그것이 어떻게 변화되어 가는지, 마음의 전체적 변화 패러다임과 그 원인을 밝혔다. 논문의 결과에 따르면 자유롭고 평온한 인간 본연의 처음 마음은 인지 근원지의 구성요소 중 하나인 내부 인지 공간의 진화에 따라 중간 마음을 거쳐, 극단적으로 내부 인지 공간 안에 갇힌 자폐상태가 되어 감각 기억에 극단적으로 강하게 구속되고(극단적 집착) 내적으로만 사고(극단적 번뇌)하는 끝 마음으로 변화할 수 있다. 오늘날 지나친 문명 발달을 포함한 인간, 사회, 자연환경의 부정적인 변화의 모습들은 모두 이런 마음의 변화과정의 산물로 해석된다. 이 논문은 본연의 처음 마음, 변화되고 있는 중간 마음, 극단적인 모습의 끝마음의 특징들을 기술하고 현재 개인들의 마음이 어디에 있으며 어디로 변화해가고 있는지를 논의하며, 마지막으로 두뇌 인지 메카니즘을 통해 인간의 본연의 첫 마음을 회복할 수 있는 구체적인 방법을 제시하고 있다.

Spectral Analysis of Heart Rate Variability during Treadmill Exercise at Various Speeds and Grades

  • Kim, Hyeong-Jin;Kim, Ki-Hong;Ahn, Dong-Kuk;Park, Jae-Sik
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제30권1호
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    • pp.43-51
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    • 1996
  • This study was aimed to elucidate the changes in heart rate variability during treadmill exercise at various speeds and grades by spectral analysis. Thirty-three untrained male college students aged $20{\sim}26\;yr $were employed to exercise on a treadmill using 4 speeds (4.02, 5.47, 6.76 and 8.05 km/h) and 6 grades (0, 4, 8, 12, 16 and 20%). A fixed speed was selected for each session with the grade increased every 3 min. The electrocardiogram, respiration and the stepping activity were continuously recorded through an A/D converter system on the computer disk. Power spectra of heart rate variability (RRV) were obtained by use of a fast Fourier transform algorithm. The frequency domain was divided into 3 bands: $VLF\;(0{\sim}0.04\;Hz),\;LF\;(0.04 {\sim}0.15\;Hz)\;and\;HF\;(0.15{\sim}1.00\;Hz).$ Heart rate was $74.4{\pm}2.1\;beats/min$ at rest and showed a steady increase during treadmill exercise with increasing speed and grade up to $196.7{\pm}5.0\;beats/min.$ Total power of HRV was $35.0{\pm}6.7\;(beats/min)^{2}$ at rest and progressively decreased during exercise down to $1.9{\pm}0.3\;(beats/min)^{2}.$ The %VLF power of HRV was $34.5{\pm}3.7\; %$ at rest and showed no significant change during exercise except for a decrease observed at the highest intensity of exercise. The %LF power was $44.1{\pm}3.0\;%$ at rest and showed a progressive decrease down to $4.5{\pm}1.0\;%$ during those stages of exercise where heart rate was over 135 beats/min. The %HF power was $21.4{\pm}2.9\;%$ at rest and showed a progressive increase up to $87.1{\pm}6.7\;%$ during higher intensity exercise where heart rate was over 165 beats/min. Peak frequency of HF band was $0.200{\pm}0.018\;Hz$ at rest and was shifted to higher frequencies up to $0.909{\pm}0.048\;Hz$ at heart rates greater than 135 beats/min. Respiratory frequency was $18.0{\pm}1.5$ breaths/min at rest and significantly increased during exercise up to $53.0{\pm}3.7$ breaths/min. Stride frequency during treadmill exercise showed an increasing tendency with increasing speed from $55.6{\pm}0.9$ steps/min at 4.02 km/h to $81.2{\pm}0.6$ at 8.05 km/h. It was concluded that total power of HRV decreased progressively with increasing exercise intensity due to the withdrawal of parasympathetic activity. At higher exercise intensity, % LF power decreased and %HF power increased with its peak frequency shifted to higher values in a progressive mode with increasing speed and grade, reflecting a readjustment in the cardiovascular system and the increased respiration and its rate, respectively.

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골드 코드 기반의 RFID 간섭제거 시스템 성능분석 (Performance Analysis of RFID Interference Suppression System Based on the Gold Code)

  • 카드카 그리쉬마;황석승
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제8권10호
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    • pp.1491-1497
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    • 2013
  • RFID(Radio Freqeuncy Identification)는 무선통신 기술과 모바일 컴퓨팅 환경이 발전함에 따라 유비쿼터스 컴퓨팅의 중요하고 필수적인 요소로 자리 잡았고, 특정 사물에 대한 빠른 처리나 식별을 돕기 위해 주요하게 사용되고 있다. 일반적으로, 다수개의 태그들이 근접하게 분포되어 있고, 휴대용 RFID 수신기를 사용할 시 각 태그들에 의한 간섭들이 존재하게 된다. 본 논문은 다수개의 태그들이 단일 RFID 리더 인식범위에 동시에 존재할 시 간섭들의 영향을 최소화 할 수 있는 RFID 시스템을 고려한다. 좁은 지역에 많은 태그들이 부착된 물체들이 존재할 수 있는데, 이 경우 다수개의 RFID 태그들은 서로에게 간섭으로 작용할 수 있고, 이로 인해 RFID 시스템의 데이터 신뢰도 및 효율성이 저하될 수 있다. 다수개의 인접한 태그들로 부터의 간섭신호를 억제하기 위해 본 논문은 확산대역 기술을 사용하는 골드코드를 조사, 분석하여 RFID 시스템에 적용시키는 것을 목적으로 한다. 이 RFID 시스템에서 데이터 비트들은 각 태그들에서 고유의 골드코드로 확산되고, 확산된 데이터 비트들은 리더에서 같은 골드코드에 의해 역확산 된다. 고려된 RFID 간섭제거 시스템의 성능분석은 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 확인된다.