• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권12호
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• pp.1577-1588
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• 2018

최근, 선박에 탑재된 장비로부터 수집되는 정보를 분석하여 운항 및 유지보수 지원 목적으로 활용하기 위한 여러 연구가 진행되고 있다. 항해통신장비의 인터페이스의 경우 상대적으로 표준화가 잘 이루어져 있으나 선박 기관부 및 기타 장비부의 인터페이스는 여러 이유로 인해 표준화가 되어있지 않아 데이터 교환 및 관리에 많은 한계가 존재한다. 이러한 문제를 극복하기 위한 목적으로 해상 필드 데이터 공유를 위한 선박 데이터 서버에 관한 표준인 ISO 19847과 선박 기계 장비부 데이터 표준인 ISO 19848이 현재 제정 막바지 단계로 최근 공표를 앞두고 있다. 본 논문에서는 이러한 두 가지 국제표준의 DIS 버전을 기반으로 선박 기관부 데이터 관리 플랫폼을 개발하고, 이를 기반으로 필드 데이터 교환에 관한 실험을 수행하는 것에 관한 내용을 다룬다. 이를 위해서 관련연구 및 ISO 19847/19848의 요구사항을 분석하고, 요구사항을 충족하는 선박 데이터 플랫폼 아키텍처를 설계하며, 각 구성요소를 개발하여 유용성을 검증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.242-248
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• 2019

본 연구는 Electronic Control Unit (EC)기술이 적용된 스마트 홈이 휠체어를 사용하는 장애인의 일상생활활동 수행도와 만족도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 본 연구의 참여자는 국립재활원 재활병원에 입원한 환자 중에서 지역 사회 복귀와 집으로 퇴원을 계획하는 대상자 중에서 스마트 홈을 경험하기를 원하는 사람을 연구에 포함하였다. 15명의 참여자 중 척수손상장애인은 10명, 나머지 5명은 뇌병변 장애인이었다. 스마트 홈은 ECU기술이 적용된 것으로 가구 및 기반 제품들의 전동화, 기반 시설들의 자동화 그리고 제품과 시설들을 통합하여 스마트 디바이스와 음성으로 제어할 수 있도록 구성하였다. 휠체어 사용자의 일상생활 수행도와 만족도는 캐나다 작업수행평가에 의해 평가되었다. 스마트 홈에서 거주해본 결과 거실과 현관, 침실, 기타(환경적요소) 부분에서 일상생활의 수행도가 3점 이상의 평균값 차이를 보였다. 공간별 수행도 비교 결과, 현재 주거 공간에 비해 스마트 홈 주거 공간별 수행도가 모두 유의미한 차이(p<0.05)로 향상되었다. 만족도 역시, 거실과 현관, 침실, 주방 영역에서 4점 이상의 차이를 보였고 주거 공간별 만족도 비교 결과 모두 유의미한 차이(p<0.05)로 향상되었다. 본 연구는 하이테크 기반의 스마트 홈 적용 가능성의 기초적인 근거를 제공했다는 점에서 임상적 의의를 가진다. 추후에는 근거 수준의 질 향상을 위해 다수의 연구 참여자를 확보한 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 대한화학회지
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• 제64권6호
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• pp.360-370
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• 2020

이 연구에서는 증강현실을 활용한 소집단 학습에서 개념 이해 및 몰입, 상황 흥미를 촉진할 수 있는 학습 환경을 학생들의 자기조절 수준에 따라 탐색하였다. 서울시에 소재한 남녀공학 고등학교 1학년 95명이 연구에 참여하였다. 한 모둠에 마커와 스마트 기기를 각각 1개(1-1), 2개(2-2) 또는 4개(4-4)를 제공하는 세 가지 학습 환경을 구성하고, 학생들을 4인 1모둠으로 편성하여 각 학습 환경에 무선 배치하였다. 통합과학 교과의 화학 결합 개념에 대하여 증강현실을 활용한 소집단 학습을 2차시 동안 실시하였다. 이원 변량 분석 결과, 개념 이해도 검사에서는 4-4 학습 환경의 점수가 1-1 또는 2-2 학습 환경보다 유의미하게 높았으며, 자기조절 수준이 낮은 학생들이 학습 환경 변화의 영향을 받았다. 몰입감 검사에서는 4-4 학습 환경의 점수가 1-1 학습 환경보다 유의미하게 높았고, 자기조절 수준이 높은 학생들이 학습 환경 변화의 영향을 받았다. 상황 흥미 검사에서 4-4 및 2-2 학습 환경의 점수는 1-1 학습 환경보다 통계적으로 유의미하게 높았고, 학습 환경 변화는 자기조절 수준 높은 학생과 낮은 학생 모두에게 영향을 주었다. 연구 결과를 바탕으로 증강현실을 활용한 소집단 학습에서 학생들의 개념 이해 및 몰입, 상황 흥미를 촉진할 수 있는 학습 환경에 대한 교육적 함의를 논의하였다.

• 공업화학
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• 제22권3호
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• pp.301-307
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• 2011

Spirulina platensis NIES 39의 최적 배양 조건을 확립하고자 본 연구에서는 여러 광원에 따른 균체의 생장양상을 확인하여 보았다. 이를 기반으로 형광등 및 LED 광생물반응기를 개발하여 균체농도 증가, 이산화탄소 고정화속도 및 효율, 클로로필 생산에 대한 연구를 수행하였다. 배양에 공급되는 이산화탄소 농도 및 유속은 명 조건에서 약 4 h 주기로 10 min간 5% $CO_2$, 0.1 vvm임이 확인되었다. 내부조사형 형광등 광원 및 저전력형 SMD 타입 적색광 LED 광생물반응기는 최대 배양 건조 균체량이 1.411 g/L를 넘지 못하였지만, 조도를 높인 파워형 적색광 LED (색온도 12000 K)에서는 최대 건조 균체량이 1.758 g/L가 되었다. 이 경우 이산화탄소 고정화 속도 및 효율 또한 증가되었다. 총 클로로필 생산량은 균체량 증가에 비례하여 증가하였지만, 건조균체질량당 생산량은 청색광 LED조건(색온도 7500 K)에서 더 높은 수치를 보여주었다. 그리고 최대 균체생장조건(DCW)에서 이산화탄소 농도는 주입량(5% $CO_2/Air$, v/v) 대비 유실률은 0.15% 이내로 확인되었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제31권3호
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• pp.45-54
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• 2022

본 논문은 화생방 정찰차-II(장갑형)용 모의훈련장비(시뮬레이터)를 설계하고 구현한 논문이다. 모의훈련장비(시뮬레이터)는 군에서 화생방 상황에 따라 다양한 화생방 장비를 이용하여 상황을 파악하고, 상급부대로 전문작성 보고를 할 수 있는 훈련장비로 가상의 환경에서 훈련을 할 수 있는 장비 이다. 통제관 또는 훈련교관은 발생할 수 있는 화생방 상황을 교관통제 시스템을 이용하여 시나리오를 구성하고, 상황을 전파 할 수 있으며, 전파된 상황을 훈련생이 적절히 수행 하는 과정을 관찰할 수 있다. 모든 과정은 시스템에 의해서 모니터링 및 분석이 가능하고, 녹화가 가능하여 사후검토에도 사용된다. 가상의 환경에서 화생방 상황 훈련을 구현하기 위해 교관통제(IOS), 호스트(HOS), 영상(IGS), 입출력장치(IOC), 음향(ACS)를 구현하였으며, 화생방 탐지 장비인 원거리 화학 자동 경보기(LCA), 화생겸용 자동 탐지기(CAD), 통제(MCC) 및 운용(OCC) 컴퓨터를 시뮬레이터로 개발 하였다. 본 논문에서는 화생방 정창차-II(장갑형)용 모의훈련장비 개발을 위한 설계와 개발을 하였으며, 통합시험 및 수락검사를 통해 성능을 검증 하였다.

• 공업화학
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• 제33권2호
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• pp.126-132
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• 2022

암모니아 및 하이드라진 등의 액체연료를 사용하는 알칼라인 연료전지는 높은 에너지 밀도, 저장 및 운송의 용이성, 경제성 등의 장점으로 청정 및 재생 에너지 솔루션으로 각광받고 있다. 하지만 환원극에서 플러딩, 연료 크로스오버 현상, 부반응생성물, 연료 안정성 및 독성 등의 문제들이 여전히 이슈가 되고 있다. 이 중 효율적인 에너지 생산을 위해 산화극에서 산화되어야 하는 연료의 손실을 사전에 감지할 수 있는 연료 모니터링 시스템의 개발은 알칼라인 연료를 사용하는 연료 전지의 성능 향상에 큰 도움을 줄 것으로 사료된다. 하이드라진 및 암모니아의 농도를 실시간으로 측정 가능한 센싱 플랫폼이 다수 개발되어왔으며, 이 중 높은 선택성 및 민감도, 신속한 실시간 모니터링, 플랫폼의 휴대화 등의 장점을 갖는 전기화학적 센서 개발 연구 분야의 최신 동향에 대해 소개하고자 한다. 특히 센서의 감도 및 선택성 증대를 위해 다양한 금속성, 금속산화물 나노소재 및 하이브리드 나노소재를 접목하는 연구 방향에 대해 중점적으로 소개하고자 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.11-20
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• 2022

이 연구의 주요 목적은 고속철도 콘크리트 궤도 슬래브의 콘크리트 슬래브(track concrete layer, TCL)와 도상안정층(hydraulically stabilized based course, HSB) 사이 층분리를 평가하기 위한 비파괴검사법으로 전단파 토모그래피 기술의 활용가능성을 실험적으로 확인하는 것이다. 이를 위하여 다채널 전단파 측정 장치(MIRA)를 활용하여 실물 크기로 제작된 고속철도 콘크리트 궤도 슬래브 실험체 내부의 층분리 결함을 평가하였다. 실물실험체는 Rheda 2000 시스템에 따라 설계 및 시공되었으며, 노반 위에 HSB를 타설하고, 그 위에 TCL이 타설된 2층 슬래브 구조를 갖는다. 실물실험체는 일부구간의 HSB상부에 스티로폼으로 제작된 인공결함(가로 및 세로가 각각 400mm이고 두께가 각각 5mm, 15mm인 압출폴리스티렌폼(XPS)보드 2개)을 삽입하여, TCL과 HSB 사이에 층분리 결함이 생기도록 시공하였다. 시험체의 층분리 구간에서 얻은 콘크리트 단층이미지는 층분리에 따른 균열 및 HSB와 지반사이의 계면에서 반사되는 신호를 효과적으로 보여 주었다. 한편 초음파 토모그래피 이미지에서 TCL 콘크리트의 매입물(철근, 트러스, 인서트 등)에서 반사된 신호와 층분리 결함 신호를 구분하기 위한 노이즈 제거를 위한 이미지 처리방법을 적용하여 층분리 결함을 효과적으로 분리하였다. 토모그래피 이미지에서 추출된 층분리 결함의 크기정보와 공간정보를 통합하여 층분리 지도로 재구성하였으며, 층분리 결함의 위치 및 크기를 시각화하는데 효과적인 것을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.82-92
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• 2022

본 연구의 목적은 3전극방식으로 전기화학적 임피던스분광법(EIS)를 활용한 콘크리트 속 철근의 분극저항을 측정할 때 전기화학 셀저항에 따른 인가전압의 변화를 실험적으로 확인하고, 안정적인 측정값을 획득을 위한 실험조건을 찾는 것이다. 본 연구에서는 셀저항을 구성하는 요소 중 콘크리트 건조상태, 전극의 커플링상태(접촉저항) 및 상대전극의 면적을 주요변수 설정하였다. 본 연구에서는 지름 200mm인 정사각형 콘크리트 실험체 중심에 D22 철근이 부분적으로 매입된 실험체를 준비하여, 주요변수의 조합으로 구성된 다양한 실험조건에서 EIS을 수행하였으며 이때 포텐쇼스탯에서 인가된 전압을 측정하였다. 본 연구의 실험결과를 통하여, 3전극 방식으로 콘크리트 속 철근의 부식속도를 측정할 경우, 측정장치의 추종전압보다 측정 시 요구되는 인가전압이 충분히 큰 경우 셀저항의 변화는 EIS 측정에 큰 영향을 주지 않는 것을 확인하였다. 참조전극과 기준전극을 콘크리트 표면에 부착된 상태에서 EIS에서 콘크리트의 건조상태 및 상대전극의 면적에 대한 영향에 비하여 전극과 표면의 접촉저항의 영향이 지배적인 것을 확인하였다. 본 연구의 결과는 해양환경에 노출된 콘크리트와 같이 침지 및 건조 반족 조건에 노출된 콘크리트에서 3전극방식의 EIS 측정으로 철근 부식속도 및 상태평가를 위한 센서 개발에 기본 데이터로 활용될 수 있다.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.307-312
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• 2023

본 연구는 수소 경제 사회의 안전 확보를 위해 수소 연료전지 후단 배출된 미반응 수소를 안정적으로 산화하는 방안에 대해 논의하였다. 안전 시스템은 미반응 수소를 에너지원 없이 제거할 수 있는 상온 산화촉매를 충진하였으며, 이때 반응으로 배출되는 산화열은 안정적으로 회수할 수 있는 열 회수 장치를 연계하고자 하였다. 그 결과, 수소 산화 시스템의 충진 조건에 따라 시스템 내 압력 및 유체 흐름이 변화함을 CFD 분석을 통해 확인하였다. 또한 배가스 온도, 열 회수기 내 유량 및 압력조건을 최적화하여 300 ℃ 이상의 배가스 산화 열원을 40 ℃ 이상의 온수를 확보하는 방식으로 폐열을 회수할 수 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 수소 연료전지와 같은 중·소규모 사업장에 적용된 수소 활용 공정을 실증 규모로 평가하여 안전 시스템으로의 가능성을 확인하였다. 추후 실증화 연구를 통해 예측하지 못한 수소 안전사고에 대해 대응할 수 있는 안전 가이드로 활용될 수 있다고 판단된다.

• 지능정보연구
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• 제28권1호
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• pp.217-242
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• 2022

AI 기술이 결합된 지능형 제품은 기술적 차별화를 실현하며 시장 경쟁력을 높일 수 있는 잠재성을 지닌다. 하지만 시장 수용도를 극대화 할 수 있는 AI 기반의 신제품 개발 방법론은 부재하다. 본 연구는 AI 기반의 지능형 제품 개발에 대한 방법론으로서 KANO-QFD 통합 모델을 제안한다. 실증적인 분석을 위한 구체적 사례로 탈모 예측 및 치료 기기에 대한 소비자 요구조건(Customer Requirements)의 유형을 분류하고, 이를 구현하기 위한 기술적 요구사항(Engineering Characteristics)의 상대적 중요도 및 우선순위를 도출하여 지능형 메디컬 신제품 개발의 방향을 제시하였다. 소비자 130명을 대상으로 실시한 설문조사 분석 결과, KANO 카테고리 중 매력적 품질(Attractive Quality) 요소로 미래 탈모 진행 상황에 대한 정확한 예측, 미래 탈모 모습 및 치료 후 개선된 미래 모습을 실물화하여 스마트폰으로 보고, 세련된 디자인, 레이저와 LED 빛 복합 에너지를 이용한 치료 등이 도출되었다. QFD의 품질의 집(House of Quality)을 기반으로 분석한 결과, 탈모 진단 및 예측을 위한 학습 데이터, 두피 스캔용 Micro 카메라 해상도, 탈모 유형 분류 모델, 맞춤화를 위한 개인별 계정 관리, 탈모 진행상황 진단 모델 순으로 상대적 중요도 및 우선순위가 도출되었다. 본 연구는 기존에 선행되지 않았던 AI 기반의 지능형 메디컬 제품 개발에 대한 방향을 제시하였다는 면에서 의의를 지닌다.