• 제목/요약/키워드: Reaction model

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Kinetics of Horseradish Peroxidase-Catalyzed Nitration of Phenol in a Biphasic System

  • Kong, Mingming;Zhang, Yang;Li, Qida;Dong, Runan;Gao, Haijun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제27권2호
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    • pp.297-305
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    • 2017
  • The use of peroxidase in the nitration of phenols is gaining interest as compared with traditional chemical reactions. We investigated the kinetic characteristics of phenol nitration catalyzed by horseradish peroxidase (HRP) in an aqueous-organic biphasic system using n-butanol as the organic solvent and ${NO_2}^-$ and $H_2O_2$ as substrates. The reaction rate was mainly controlled by the reaction kinetics in the aqueous phase when appropriate agitation was used to enhance mass transfer in the biphasic system. The initial velocity of the reaction increased with increasing HRP concentration. Additionally, an increase in the substrate concentrations of phenol (0-2 mM in organic phase) or $H_2O_2$ (0-0.1 mM in aqueous phase) enhanced the nitration efficiency catalyzed by HRP. In contrast, high concentrations of organic solvent decreased the kinetic parameter $V_{max}/K_m$. No inhibition of enzyme activity was observed when the concentrations of phenol and $H_2O_2$ were at or below 10 mM and 0.1 mM, respectively. On the basis of the peroxidase catalytic mechanism, a double-substrate ping-pong kinetic model was established. The kinetic parameters were ${K_m}^{H_2O_2}=1.09mM$, ${K_m}^{PhOH}=9.45mM$, and $V_{max}=0.196mM/min$. The proposed model was well fit to the data obtained from additional independent experiments under the suggested optimal synthesis conditions. The kinetic model developed in this paper lays a foundation for further comprehensive study of enzymatic nitration kinetics.

목적과 사양이 다른 다양한 인간 친화 로봇에 적용하기 위한 감성 행동 생성 방법 및 범용성 실험 (Emotional Behavior Decision Method and Its Experiments of Generality for Applying to Various Social Robot Systems)

  • 안호석;최진영;이동욱
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제48권4호
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    • pp.54-62
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    • 2011
  • 감성 행동을 표현하는 것은 인간 친화 로봇의 필수 요소 중 하나이다. 하지만 감성 행동은 로봇의 목적이나 사양에 따라서 달라지기 때문에 감성 행동을 생성하고 표현하는 방법은 로봇마다 다르다. 따라서 본 논문에서는 로봇의 목적이나 사양에 상관없이 다양한 인간 친화 로봇에 적용될 수 있는 감성 행동 생성 방법을 제안한다. 먼저 감성 행동 생성 방법의 입력 값으로 다중 감정값을 이용한다. 다중 감정 공간을 이용하여 각 감정이 독립적으로 존재할 수 있기 때문에 로봇의 목적에 따라 사용하고자 하는 감정을 취사선택할 수 있다. 로봇의 사양에 따라서 표현할 수 있는 방법이 다르므로, 로봇의 표현 부위를 나누고, 각 표현 부위별로 표현할 수 있는 행동을 데이터화한다. 이렇게 나누어진 행동들을 단위 행동이라고 정의하며, 각 단위 행동이 표현할 수 있는 감정에 대한 반영도를 결정한다. 그리고 이를 이용하여 주어진 다중 감정값에 최적화된 단위 행동 조합을 결정한다. 이 과정을 사양과 목적이 다른 사이버 로봇 시뮬레이터, 3D 캐릭터 헤드 로봇, 기계적인 설계 기반의 헤드 로봇 등에 적용함으로써 제안한 방법의 범용성을 실험한다.

특허의 내적.외적 가치산정요인을 고려한 입체적 특허평가모델: 아레니우스 화학반응속도론 기반의 특허수명예측 (A three-dimensional patent evaluation model that considers the factors for calculating the internal and external value of a patent: Arrhenius chemical reaction kinetics-based patent lifespan prediction)

  • 최용묵;이재원;조대명
    • 디지털융복합연구
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    • 제19권6호
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    • pp.113-132
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    • 2021
  • 특허수명은 특허가치를 평가하는 척도로 사용되어 왔다. 본 연구에서는 특허수명을 예측하여 개별특허의 가치를 평가함에 있어, 특허의 내적가치요소와 외적가치요소를 하나의 모델로 평가하기 위하여 화학반응속도 추정식으로 널리 알려진 아레니우스식을 사용한 새로운 평가모델을 제시하였다. 한국의 소멸된 특허데이터를 활용하여 평가모델의 성능을 검증하였으며, 선행연구에서 특허평가모델로 사용되었던 SVM, Logistic reg., ANN 모델과 성능을 비교하였다. 결과적으로, 제안한 평가모델이 다른 모델 보다 정확도가 높았으며, 특허권자의 특성을 고려한 상대체감비용지수 반영 시 여러 평가모델에서 정확도가 상승하는 경향을 보였다. 또한, 특허의 예측수명등급과 특허의 실제수명과는 강한 상관관계가 있었다. 이러한 평가모델은 대량의 특허를 객관적으로 신속하게 평가할 수 있으며 특허의 유지여부에 대한 의사결정 혹은 기술거래나 평가에 활용할 수 있다. 특히, 평가목적에 따라 특허만을 평가하거나 사업화주체나 기술적 특성을 고려한 평가가 필요한 경우에 각각 사용될 수 있다.

Py_STPS모형과 관측자료를 활용한 탁도역추적기법 개발 (Development of Turbidity Backward Tracking Scheme Using Py_STPS Model and Monitoring Data)

  • 여홍구;이남주
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제10권4호
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    • pp.125-134
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    • 2023
  • 차별적 특징을 갖지 않는 탁도 측정자료에 대한 역추적기법을 개발하고자 지천의 상류와 하류에 위치한 수질자동측정점에서 측정된 실시간 탁도자료와 Py_STPS모형을 사용하여 지천의 유입탁도를 예측하는 세 가지 탁도역추적기법을 비교하였다. 유하시간을 고려한 탁도부하량 단순보존 방법, 유하시간을 고려한 상류경계의 유량을 하류경계의 유량으로 사용하는 방법, 탁도 유발물질의 거동특성을 반영하기 위해 내부반응률을 도입한 방법 세 가지 탁도 역추적기법을 적용하였다. 세 가지 역추적모형의 적용 결과, 내부반응률을 도입한 역추적기법의 결과가 가장 우수함을 확인할 수 있었다.

Shelf-life prediction of fresh ginseng packaged with plastic films based on a kinetic model and multivariate accelerated shelf-life testing

  • Jong-Jin Park;Jeong-Hee Choi;Kee-Jai Park;Jeong-Seok Cho;Dae-Yong Yun;Jeong-Ho Lim
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.573-588
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    • 2023
  • The purpose of this study was to monitor changes in the quality of ginseng and predict its shelf-life. As the storage period of ginseng increased, some quality indicators, such as water-soluble pectin (WSP), CDTA-soluble pectin (CSP), cellulose, weight loss, and microbial growth increased, while others (Na2CO3-soluble pectin/NSP, hemicellulose, starch, and firmness) decreased. Principal component analysis (PCA) was performed using the quality attribute data and the principal component 1 (PC1) scores extracted from the PCA results were applied to the multivariate analysis. The reaction rate at different temperatures and the temperature dependence of the reaction rate were determined using kinetic and Arrhenius models, respectively. Among the kinetic models, zeroth-order models with cellulose and a PC1 score provided an adequate fit for reaction rate estimation. Hence, the prediction model was constructed by applying the cellulose and PC1 scores to the zeroth-order kinetic and Arrhenius models. The prediction model with PC1 score showed higher R2 values (0.877-0.919) than those of cellulose (0.797-0.863), indicating that multivariate analysis using PC1 score is more accurate for the shelf-life prediction of ginseng. The predicted shelf-life using the multivariate accelerated shelf-life test at 5, 20, and 35℃ was 40, 16, and 7 days, respectively.

Collagen 분자 중의 lysine 산화반응에 미치는 비타민 C의 영향 (The effect of L-Ascorbic Acid on the Oxidative Reaction of Lysine in Collagen.)

  • 김미향
    • 생명과학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.478-483
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    • 2004
  • AsA 및 그 관련화합물, 각종 환원제 등을 첨가하여 lysine의 산화반응에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. AsA의 첨가에 의해 lysyl oxidase활성의 지표인 과산화수소의 생성량은 대조군에 비하여 감소하였다. 2 $\mu$M의 AsA의 첨가에 의해 효소활성은 완전히 억제되었고, 0.2 $\mu$M 농도에서 억제효과가 나타났으나 40분 경과 후 다시 활성이 상승하는 경향이 나타났다. 또한 0.02$\mu$M 에서는 효소활성 의 변화는 대조군과 비슷한 경향을 나타내었다. 효소활성은 환원형 AsA에서 저해 효과가 높았으나 산화형 비타민 C (dehydroascorbic acid: DHA)와 환원제인 glutathione (GSH)에서는 억제효과가 크게 나타나지 않았다. AsA의 입체이성체인 ErA는 AsA와 같이 lysine 산화반응에서 억제적으로 작용하고 환원제인 GSH 보다도 lysyl oxidase에 미치는 영향은 큰 것으로 나타났다. 즉, lysine산화반응에 미치는 억제 효과는 환원제로서는 AsA와 ErA에서만 나타났으므로, 그 구조가 lysyl oxidase에 관여 할 가능성이 보여졌으므로, AsA의 analogue인 3,4-dihydro-xybenzoate를 이용하여 lysyl oxidase의 효소활성에 미치는 영향을 검토하였다. AsA의 analogue인 3,4-dihydroxyben-zoate를 첨가하였을 때에도 lysyl oxidase 활성은 억제되어, AsA의 analogue가 AsA와 같은 효과를 나타내었으므로 AsA의 endiol기의 작용 가능성을 추측할 수 있다. 이러한 결과로부터 lysine의 산화반응은 AsA에 의해 억제되고, 그 억제 효과는 AsA의 endiol기가 효소-구리이온 복합체를 환원할 때 효소의 활성부위에 접근하여 나타나는 것으로 사료된다.

얼굴로봇 Buddy의 기능 및 구동 메커니즘 (Functions and Driving Mechanisms for Face Robot Buddy)

  • 오경균;장명수;김승종;박신석
    • 로봇학회논문지
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    • 제3권4호
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    • pp.270-277
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    • 2008
  • The development of a face robot basically targets very natural human-robot interaction (HRI), especially emotional interaction. So does a face robot introduced in this paper, named Buddy. Since Buddy was developed for a mobile service robot, it doesn't have a living-being like face such as human's or animal's, but a typically robot-like face with hard skin, which maybe suitable for mass production. Besides, its structure and mechanism should be simple and its production cost also should be low enough. This paper introduces the mechanisms and functions of mobile face robot named Buddy which can take on natural and precise facial expressions and make dynamic gestures driven by one laptop PC. Buddy also can perform lip-sync, eye-contact, face-tracking for lifelike interaction. By adopting a customized emotional reaction decision model, Buddy can create own personality, emotion and motive using various sensor data input. Based on this model, Buddy can interact probably with users and perform real-time learning using personality factors. The interaction performance of Buddy is successfully demonstrated by experiments and simulations.

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비 모델 외바퀴 로봇의 제어 (Control of a Unicycle Robot using a Non-model based Controller)

  • 안재원;김민규;이장명
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.537-542
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    • 2014
  • This paper proposes a control system to keep the balance of a unicycle robot. The robot consists of the disk and wheel, for balancing and driving respectively, and the tile angle is measured and used for balancing by the IMU sensor. A PID controller is designed based on a non-model based algorithm to prove that it is possible to control the unicycle robot without any approximated linear system model such as the sliding mode control algorithm. The PID controller has the advantage that it is simple to design the controller and it does not require an unnecessary complex formula. In this paper, assuming that the pitch and roll axis are dynamically decoupled, each of the two controllers are designed separately. A reaction wheel pendulum method is used for the control of the roll axis, that is, for balancing and an inverted pendulum concept is used for the control of the pitch axis. To confirm the performance of the proposed controllers using MATLAB Simulink, the dynamic equations of the robot are derived.

금속수소화물 수소저장 용기 내부의 열 및 물질전달 현상에 대한 수치적 연구(I) - $LaNi_5$ 베드를 이용한 수소 흡장반응 해석 모델 개발 (Numerical analysis of the coupled heat and mass transfer phenomena in a metal hydride hydrogen storage reactor(I) - Model development of analyzation for hydrogen absorption reaction using the $LaNi_5$ bed)

  • 남진무;주현철
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.225.1-225.1
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    • 2010
  • Within recent years attention has been focused on the method of hydrogen storage using metal hydride reactor due to its high energy density, durability, safety and low operating pressure. In this paper, a numerical study is carried out to investigate the coupled heat and mass transfer process for absorption in a cylindrical metal hydride hydrogen storage reactor using a newly developed model. The simulation results demonstrate the evolution of temperature, equilibrium pressure, H/M atomic ratio and velocity distribution as time goes by. Initially, hydrogen is absorbed earlier from near the wall which sets the cooling boundary condition owing to that absorption process is exothermic reaction. Temperature increases rapidly in entire region at the beginning stage due to the initial low temperature and enough metal surface for hydrogen absorption. As time goes by, temperature decreases slowly from the wall region due to the better heat removal. Equilibrium pressure distribution appears similarly with temperature distribution for reasons of the function of temperature. This work provides a detailed insight into the mechanism and corresponding physicochemical phenomena in the reactor during the hydrogen absorption process.

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Least Squares Based PID Control of an Electromagnetic Suspension System

  • Park, Yon-Mook;Nam, Myeong-Ryong;Seo, In-Ho;Lee, Sang-Hyun;Lim, Jong-Tae;Tahk, Min-Jea
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.2252-2257
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    • 2003
  • In this paper, we develop the so-called functional test model for magnetic bearing reaction wheels. The functional test model has three degree of freedom, which consists of one axial suspension from gravity and the other two axes gimbaling capability to small angle, and does not include the motor. For the control of the functional test model, we derive the optimal electromagnetic forces based on the least squares method, and use the proportional-integral-derivative controller. Then, we develop a hardware setup, which mainly consists of the digital signal processor and the 12-bit analog-to-digital and digital-to-analog converters, and show the experimental results.

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