• 한국수자원학회논문집
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• 제53권12호
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• pp.1159-1172
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• 2020

본 연구에서는 강우예측을 위해 U-Net과 SegNet에 기반한 합성곱 신경망 네트워크 구조에 장기간의 국내 기상레이더 자료를 활용하여 심층학습기반의 강우예측을 수행하였다. 또한, 기존 외삽기반의 강우예측 기법인 이류모델의 결과와 비교 평가하였다. 심층신경망의 학습 및 검정을 위해 2010부터 2016년 동안의 기상청 관악산과 광덕산 레이더의 원자료를 수집, 1 km 공간해상도를 갖는 480 × 480의 픽셀의 회색조 영상으로 변환하여 HDF5 형태의 데이터를 구축하였다. 구축된 데이터로 30분 전부터 현재까지 10분 간격의 연속된 레이더 영상 4개를 이용하여 10분 후의 강수량을 예측하도록 심층신경망 모델을 학습하였으며, 학습된 심층신경망 모델로 60분의 선행예측을 수행하기 위해 예측값을 반복 사용하는 재귀적 방식을 적용하였다. 심층신경망 예측모델의 성능 평가를 위해 2017년에 발생한 24개의 호우사례에 대해 선행 60분까지 강우예측을 수행하였다. 임계강우강도 0.1, 1, 5 mm/hr에서 평균절대오차와 임계성공지수를 산정하여 예측성능을 평가한 결과, 강우강도 임계 값 0.1, 1 mm/hr의 경우 MAE는 60분 선행예측까지, CSI는 선행예측 50분까지 참조 예측모델인 이류모델이 보다 우수한 성능을 보였다. 특히, 5 mm/hr 이하의 약한 강우에 대해서는 심층신경망 예측모델이 이류모델보다 대체적으로 좋은 성능을 보였지만, 5 mm/hr의 임계 값에 대한 평가결과 심층신경망 예측모델은 고강도의 뚜렷한 강수 특징을 예측하는 데 한계가 있었다. 심층신경망 예측모델은 예측시간이 길어질수록 공간 평활화되는 경향이 뚜렷해지며, 이로 인해 강우 예측의 정확도가 저하되었다. 이류모델은 뚜렷한 강수 특성을 보존하기 때문에 강한 강도 (>5 mm/hr)에 대해 심층신경망 예측모델을 능가하지만, 강우 위치가 잘못 이동하는 경향이 있다. 본 연구결과는 이후 심층신경망을 이용한 레이더 강우 예측기술의 개발과 개선에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서 구축한 대용량 기상레이더 자료는 향후 후속연구에 활용될 수 있도록 개방형 저장소를 통해 제공될 예정이다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제14권4호
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• pp.513-519
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• 2013

본 논문에서는 사용자가 사용하는 어플리케이션 환경에 따른 인터페이스를 제공하고, 다양한 어플리케이션 환경에 적용할 수 있도록 웹을 통한 인터페이스 제작을 제공한다. 인터페이스 제작은 HTML5로 제작되어 마우스 드래그를 통해 다양하게 제작할 수 있으며, 기본적인 키 입력에 사용하는 아스키 코드와 안드로이드 OS에서 제공되는 키 이벤트를 사용하여, 문서뿐만 아니라, 멀티미디어, 게임등과 같은 어플리케이션에서 적용하여 사용할 수 있게 한다. 인터페이스 관련 데이터는 하둡 기반의 HDFS에 저장되어 관리되며, 간단한 로그인을 통해 자신이 제작 또는 선택한 인터페이스를 언제든지 제공받을 수 있다. 인터페이스를 빠르게 제공하기 위해 하둡 기반의 HIVE를 사용하여 검색하고 검색한 데이터를 Xml형식으로 제공하여, 제공받는 스마트 모바일에서도 빠르게 처리할 수 있도록 한다.

• 생명과학회지
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• 제28권5호
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• pp.524-531
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• 2018

구상나무로부터 추출된 정유가 개발되어 있지만, 피부와 연관된 연구 관점에서 효능이 아직까지 밝혀지지 않았다. 본 연구의 목적은 B16F10 흑색종 세포(B16F10)와 인간 피부아세포주(HDF)에서 멜라닌과 주름 형성 상의 구상나무 추출물 효과를 알아보는데 있다. 정유는 수첨 증류법으로 추출하였고 무수 황산나트륨으로 정제 하였다. $10^{-5}$배의 정유농도에서, 두 세포의 생존능은 세포독성 평가에 의해 확인 되었다. B18F10의 항멜라닌 효과는 티로시나아제 억제 분석과 티로시나아제, 티로시나아제 연관 단백질 -1과 -2(TRP-1, TRP-2)의 유전자 발현 검증을 통해 이루어졌다. 정유는 알파-멜라닌세포 자극 호르몬 유도 그룹과 비교하여 티로시나아제 억제 활성이 5배, 아르부틴 유도 그룹과 비교하였을 때 30% 정도 감소되었다. 3가지 멜라닌 유래 인자들의 mRNA 수준도 각각 증가하였다. 항주름 효과를 분석하기 위해, 프로콜라겐 타입 I c 펩티드 합성(PIP) 분석과 웨스턴 블록을 수행하였다. 정유를 처리한 그룹에서 PIP가 증가되었고 콜라겐 타입 1과 기질 금속 단백질 분해 효소가 개선 되었다. 또한 정유는 $60mJ/cm^2$의 자외선 조건에서, 자외선-억제 콜라겐 타입 1의 증가와 기질 금속 단백질 분해 효소 생성 억제를 통해 항주름 효과를 보여줬다. 따라서 구상나무 추출물은 미백과 항주름을 위한 안전하고 효과적인 피부 제재로서 가능성을 가지고 있음을 암시한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.49-56
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• 2010

본 논문에서는 클라우드 컴퓨팅을 위해 Hadoop 기반의 클러스터를 구축하고, RandomTextWriter, WordCount, PI 애플리케이션을 수행함으로써 애플리케이션 특성에 따른 클러스터의 성능을 평가한다. RandomTextWriter는 주어진 용량만큼 임의의 단어를 생성하여 HDFS에 저장하는 애플리케이션이고, WordCount는 입력 파일을 읽어서 블록 단위로 단어 빈도수를 계산하는 애플리케이션이다. 그리고 PI는 몬테카를로법을 사용하여 PI 값을 유도하는 애플리케이션이다. 이러한 애플리케이션을 실행시키면서 데이터 블록 크기와 데이터 복제본 수 증가에 따른 애플리케이션의 수행시간을 측정한다. 시뮬레이션을 통하여 RandomTextWriter 애플리케이션은 데이터 복제본 수 증가에 비례하여 수행시간이 증가함을 알 수 있었다. 반면에 WordCount와 PI 애플리케이션은 데이터 복제본 수에 큰 영향을 받지 않았다. 또한 WordCount 애플리케이션은 블록 크기가 64~256MB 일 때 최적의 수행시간을 얻을 수있었다. 따라서 이러한 애플리케이션의 특성을 고려한 스케줄링 정책을 개발한다면 애플리케이션의 실행시간을 단축하여 클라우드 컴퓨팅 시스템의 성능을 향상시킬 수 있음을 보인다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제8권2호
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• pp.78-93
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• 2003

경기만 표영 생태계에서 미소형 및 소형 동물플랑크톤의 군집구조와 생태학적 역할을 조사하기 위하여, 1997년 12월부터 1998년 11월까지 한달 간격으로 미소형 및 소형 동물플랑크톤의 생물량 분포와 군집구조를 조사하였다. 본 조사에서 미소형 및 소형 동물플랑크톤은 2~200 $\mu\textrm{m}$ 크기의 종속영양 미세생물로 정의 하였으며, 종속영양 미소 편모류, 빈 섬모충류와 유종 섬모충류를 포함하는 섬모충류, 종속영양 와편모류와 동물플랑크톤 유생으로 구분하였다. 종속영양 미소 편모류의 현존량과 탄소량은 각각 330~4,370 cells m $l^{-1}$(평균: 1,340$\pm$130 cells m $l^{-1}$), 0.63~12.4 $\mu\textrm{g}$C 1$^{-1}$(평균: 4.35$\pm$0.58 $\mu\textrm{g}$C 1$^{-1}$)로 분포하였고, 부유 섬모충류의 현존량과 탄소량은 각각 338~44,571 cells 1$^{-1}$(평균: 3,526$\pm$544 cells 1$^{-1}$), 1.3~119.7 $\mu\textrm{g}$C 1$^{-1}$(평균: 13.7$\pm$3.0 $\mu\textrm{g}$C 1$^{-1}$)로 분포하였고, 종속영양 와편모류의 현존량과 탄소량은 각각 88~47,461 cells 1$^{-1}$(평균: 9,034$\pm$2,347 cells 1$^{-1}$), 0.04~54.05 $\mu\textrm{g}$C 1$^{-1}$(평균: 6.9$\pm$ 2.4 $\mu\textrm{g}$C 1$^{-1}$)로 분포하였고, 동물플랑크톤 유생의 현존량과 탄소량은 각각 5~546 indiv. 1$^{-1}$(평균: 83$\pm$15 indiv. 1$^{-1}$), 0.17~43.2$\mu\textrm{g}$C 1$^{-1}$(평균: 6.3$\pm$1.2$\mu\textrm{g}$C 1$^{-1}$)로 분포하였다. 조사기간 동안 미소형 및 소형 동물플랑크톤 각 군집의 생물량은 유종 섬모충류를 제외하고는 조석에 의한 차이를 보이지 않았다. 표층부터 저층까지 합산한 미소형 및 소형 동물플랑크톤의 탄소량은 124~l,635 mgC $m^{-}$$^2$/(평균: 585$\pm$110 mgC $m^{-2}$ )로 분포하였으며, 3월과 5월에 가장 높게 나타났다. 미소형 및 소형 동물플랑크톤 중에서 부유 섬모충류가 가장 우점하는 그룹으로 나타났으며, 전체 미소형 및 소형 동물플랑크톤의 평균 42.3%를 기여 하였다. 미소형 및 소형 동물플랑크톤에 대한 각각의 그룹들의 상대적인 기여도는 미소형 및 소형 동물플랑크톤의 군집구조와 계절에 따라 다르게 분포하는 것으로 나타났다. 경기만 표영 생태계서 미소형 및 소형 동물플랑크톤의 군집구조는 식물플랑크톤의 크기별 분포 양상과 유사한 경향을 보였으며, 이 결과는 미소형 및 소형 동물플랑크톤과 식물플랑크톤 간에 피식-포식자의 관계가 있음을 암시하며, 피식-포식의 관계가 미세생물 먹이망에서 중요한 조절 요인임을 보여준다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.60-60
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• 2019

OECD 발표에 의하면 물산업 관련 인프라 투자 전망은 전세계 GDP 대비 2010~2020년 약 1.01%에서 2020~2030년 약 1.03%로 확대될 전망으로 다른 통신, 전력, 철도 인프라 투자수요보다 많을 것으로 전망하고 있다(파이넨셜 뉴스, 2013.3.21.). 우리나라는 2005년 베트남 홍강종합개발사업을 시작으로 2015년 기준으로 세계 35개국에 진출하고 있다. 그러나 대부분의 물 산업 진출 대상 국가는 미계측 유역이 많고 지상에서 계측된 수문 자료가 부족한 실정이다. Namgung and Lee(2014)에 의하면 네팔의 수력발전소 건설에 관측된 강우량 자료가 없어 발전소 하류 10km 지점의 유하량 자료를 이용하여 자료의 정확도 검증을 대신하여 적용한 바 있다. 이와 같이 계측자료가 없거나 부족한 지역에 대하여 기상 위성을 이용하여 추정된 강수량 자료가 해당 지역의 강수 특성을 파악하는데 중요한 자료로 이용될 수 있다. 글로벌 위성 기반의 강수량 관측에 대한 역사는 1979년에 IR방법에 의해 위성으로부터 강우자료를 유도하는 개념이 도입된 이후 1987년 다중 채널의 마이크로파(MW) 복사계를 이용한 방법, 이후 두 IR과 MW를 혼합한 방법에서, 1997년 TRMM위성의 PR(Precpipitation Radar)의 레이더를 이용하는 방법, 그리고 2014년 GPM 핵심 위성(GPM Core Observatory)에 탑재된 Dual PR에 의한 방법으로 위성강수의 정확도를 매우 높여가고 있다. 본 연구는 대표적인 위성강수인 IMERG(Integrated MultisatellitE Retrievals for GPM)의 활용성을 높이기 위해 QGIS 기반의 위성강수 전처리 모듈을 개발하는 것을 목적으로 하고 있다. 위성강수를 활용하기 위해서는 위성강수의 정확도 평가가 선행되어야 한다. 본 연구를 통해 2017년 7월 중부지방 및 충청도 지방에 내린 강수자료를 비교한 결과 상관계수가 약 0.7정도로 상관성이 높은 것으로 분석되었고, 2018년 8월 9호 태풍 솔릭(Solik)에 대한 1시간의 시간해상도 분석 결과 상관계수 0.624로 위성강수의 활용성이 있음을 입증하였다. IMERG 위성강수의 활용성을 높이기 위하여 HDF5 포맷의 원시자료를 활용이 용이한 Tiff 로 변환하는 기능에서부터 특정범위 및 특정지점 추출 기능, Resampling 기능 등을 포함하는 전처리 모듈을 개발하였다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제33권2호
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• pp.140-145
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• 2018

본 연구는 예부터 약용으로 사용되었거나, 현재 식품공전에 식품원료로 사용이 가능한 것으로 등록된 국내 산림지역에 자생하는 식물을 식품산업에 활용하고자 선행연구에서 우수한 항산화 활성을 보인 갈참나무 잎을 본 연구에서 사용하였다. 70% 에탄올을 이용하여 추출한 갈참나무 잎을 이용하여, hydrogen peroxide로 산화적 스트레스를 유도한 피부 섬유아세포에서의 세포 보호효과, 세포내 항산화 효과 및 항노화 효과를 측정하였다. 세포 독성을 평가한 결과 25, 50 및 $100{\mu}g/mL$의 갈참나무 잎 추출물을 처리하였을 때 모두 독성을 나타내지 않았으며, hydrogen peroxide로 산화적 스트레스를 유도한 상태에서는 세포를 보호하여 농도 유의적으로 세포생존율이 증가하였다. 특히, $100{\mu}g/mL$의 농도에서는 양성대조군으로 사용한 $50{\mu}M$ ascorbic acid 수준까지 세포 생존율이 증가하였다. 세포내 항산화 효과를 확인 하기위해 사용한 $H_2-DCFDA$ assay에서는 형광현미경과 형광흡광도 측정에서 모두 농도 유의적으로 세포내 ROS 저감 활성을 확인하였고 갈참나무 잎 추출물을 $100{\mu}g/mL$ 농도로 처리했을 때는 $50{\mu}M$ ascorbic acid와 비슷한 세포내 항산화 효과를 나타내었다. 또한 SA-${\beta}$-galactosidase assay를 이용한 갈참나무 잎 추출물의 피부 섬유아세포에 대한 항노화활성은 ROS 생성 억제 효과와 유사한 경향으로 갈참나무 잎 추출물의 농도 유의적으로 세포 노화 억제효과를 확인하였다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 갈참나무 잎 추출물이 hydrogen peroxide로 인한 산화적 스트레스 상태에서 세포 보호효과, 항산화 효과 및 항노화 효과가 관찰되어 기능성 식품원료로서의 활용도가 매우 넓을 것으로 판단된다.

• 대한화장품학회지
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• 제41권1호
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• pp.35-43
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• 2015

파극천은 전통적으로 피부염증 치료에 사용되어온 약초이다. 본 연구에서는 파극천 뿌리를 고온($132^{\circ}C$) 및 고압($1.2kgf/cm^2$)에서 15분 동안 처리한 후 추출물을 분리하여 이들의 MMP-1 효소 억제 효능을 확인하였다. 고온고압 처리된 파극천 추출물의 성분변화를 확인한 결과, 고온고압 처리가 파극천 추출물의 페놀 및 플라보노이드 함량을 약 1.5배 이상 증가시키는 것으로 나타났다. DPPH 및 superoxide 라디칼 소거능을 확인해 본 결과 $500{\mu}g/mL$에서 각각 79.25%, 94.5%의 라디칼 소거 효과가 나타났으며, 기존 추출물 대비 농도 의존적으로 활성 증가를 확인하였다. 또한, 항염 효과를 5-LOX 및 COX-2 저해능을 통해 확인한 결과 고온고압 처리된 파극천 추출물에서 약 45% 증가된 저해능이 나타났다. 이에 자외선에 대한 고온고압 처리된 파극천 추출물의 피부 콜라겐 단백질 분해효소 발현 저해 양상도 농도 의존적으로 발현이 억제되었으며 약 16% 정도 저해 효과가 유의적으로 증가되었다. UVB의 세포보호 효과도 고온고압 처리된 파극천 추출물을 함께 처리하였을 때 세포생존율이 증가됨을 확인할 수 있었다. 결론적으로 파극천 추출물에 고온고압 처리를 통해 기존 추출물보다 뛰어난 항산화, 항염 및 MMP-1 발현 억제 효과의 증가를 확인하였으며, 앞으로 기능성 소재로서 화장품에 응용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권7호
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• pp.801-808
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• 2017

본 연구는 장내세균 Bifidobacterium bifidum 배양액과 추출액을 사용하여 자외선B를 조사한 인간 진피섬유아세포에서 세포생존율과 세포 노화 및 세포주기의 변화를 살펴봄으로써 자외선B에 의한 세포 보호 효능을 평가하였다. 우선 자외선B를 조사한 결과 광량에 비례하여 HDFs의 생존율이 감소하였으며 $100mJ/cm^2$ 조사 시 67.3%로 떨어졌으나 B. bifidum 배양액과 추출액 처리 후 세포생존율을 증가시켜 자외선B에 대한 보호 효능이 있었다. 그리고 $SA-{\beta}-gal$ activity 변화를 측정한 결과에서 세포 노화율을 감소시켰음을 확인하였다. 또한, propidium iodide staining을 통하여 세포주기상 Sub-G1기 세포 수가 감소하였으므로 apoptosis를 억제하였고 이는 세포주기를 정상화하는 데 긍정적인 영향을 미쳤다. B. bifidum 배양액과 추출액 처리한 결과 세포 내 활성산소종이 감소함에 따라 p53과 p21의 발현을 감소시켰으며, 따라서 이에 본 연구에서 B. bifidum 배양액과 추출액은 UV-B로 인한 손상을 보호하는 효과가 있음을 규명하였다.

• Ocean and Polar Research
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• 제26권4호
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• pp.567-579
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• 2004

2003년 8월동안 중앙 바렌츠해의 23개 정점에서 표층생태계를 대상으로 하여 원생동물 플랑크톤의 공간적 분포와 군집구조에 대하여 조사하였다. 조사수역은 물리-화학, 엽록소-a 농도의 분포특성에 의해 고온 고염의 대서양 수괴의 영향을 받는 수역(수역 I), 저온 저염의 북극수괴의 영향을 받는 수역(수역 III), 두 수괴가 혼합되어 분포하는 수역(수역 II)으로 구분하였다. 조사수역의 엽록소-a 농도는 수역 I에서 비교적 높게 나타났으며, 수역 III에서 낮은 분포를 보였다. 조사기간 동안 원생동물 플랑크톤은 $10{\mu}m$ 이하의 종속영양 미소 편모류, 무각 섬모충류와 유종 섬모충류를 포함하는 섬모충류, 무각 와편모류와 유각와편모류로 구성되어 있는 종속영양 와편모류로 구분하였다. 원생동물 생물량은 $11.3{\sim}38.7{\mu}gC\;l^{-1}$로 평균 $21.0{\mu}gC\;l^{-1}$로 나타났으며, 원생동물의 군집은 수역에 따라 다른 특성을 보였다. 고온 고염의 수역 I에서는 섬모충류에 의해 50% 이상의 높은 우점율을 보였으며, 저온 저염의 수역 III에서는 종속영양 와편모류에 의해 평균 50%의 우점율을 보였다. 종속영양 미소 편모류는 원생동물 군집에서 적은 그룹으로 나타났으나, 수역 III에서는 10% 이상의 기여율을 보여 다른 수역에 비해 비교적 높은 기여율을 보였다. 섬모충류의 생물량중 무각 섬모충류는 유종 섬모충류에 비해 3배 이상 높은 생물량을 보였으며, 주로 strombidium spp.와 Strobilidium spp.에 의해 높은 생물량이 유지되었다. 종속영양 와편모류중 무각 와편모류는 유각 와편모류에 비해 10배 정도의 높은 생물량이 나타났다. 따라서 조사기간 동안 섬모충류와 종속영양 와편모류는 원생동물의 중요한 부분을 차지하는 것으로 나타났다. 또한 종속영양 원생동물의 생물량과 엽록소-a 농도 사이에 상관관계 분석 결과 이 두 그룹의 생물량 사이에는 높은 상관관계를 보였다(R=0.82, p<0.0005). 이것은 종속영양 원생동물과 식물플랑크톤 사이에 잠재적 피식-포식자의 관계가 있음을 암시하며, 특히 종속영양 와편모류와 소형식물플랑크톤 사이의 밀접한 관계는 북극해 해양 생태계의 미세생물 먹이망에서 종속영양 원생동물이 일차생산의 중요한 조절 요인이 될 수 있음을 시사하였다.