• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제43권5호
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• pp.459-467
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• 2009

목적: ML-EM (The maximum likelihood-expectation maximization) 기법은 방출과 검출 과정에 대한 통계학적 모델에 기반한 재구성 알고리즘이다. ML-EM은 결과 영상의 정확성과 유용성에 있어 많은 이점이 있는 반면 반복적인 계산과 방대한 작업량 때문에 CPU(central processing unit)로 처리할 때 상당한 연산시간이 소요되었다. 본 연구에서는 GPU(graphic processing unit)의 병렬 처리 기술을 ML-EM 알고리즘에 적용하여 영상을 재구성하였다. 대상 및 방법: 엔비디아사(社)의 CUDA 기술을 이용하여 ML-EM 알고리즘의 투사 및 역투사 과정을 병렬화 전략을 구상하였으며 Geforce 9800 GTX+ 그래픽 카드를 이용하여 병렬화 연산을 수행하여 기존의 단일 CPU기반 연산법과 비교하였다. 각 반복횟수마다 투사 및 역투사 과정에 걸리는 총 지연 시간과 퍼센트 오차(percent error)를 측정하였다. 총 지연 시간에는 RAM과 GPU 메모리 간의 데이터 전송 지연 시간도 포함하였다. 결과: 모든 반복횟수에 대해 CPU 기반 ML-EM 알고리즘보다 GPU 기반 알고리즘이 더 빠른 성능을 나타내는 것을 확인하였다. 단일 CPU 및 GPU 기반 ML-EM의 32번 반복연산에 있어 각각 3.83초와 0.26초가 걸렸으며 GPU의 병렬연산의 경우 15배 정도의 개선된 성능을 보였다. 반복횟수가 1024까지 증가하였을 경우, CPU와 GPU 기반 알고리즘은 각각 18분과 8초의 연산시간이 걸렸다. GPU 기반 알고리즘이 약 135배 빠른 처리속도를 보였는데 이는 단일 CPU 계산이 특정 반복횟수 이후 나타나는 시간 지연에 따른 것이다. 결과적으로, GPU 기반 계산이 더 작은 편차와 빠른 속도를 보였다. 결론: ML-EM 알고리즘에 기초한 GPU기반 병렬 계산이 처리 속도와 안정성을 더 증진시킴을 확인하였으며 이를 활용해 다른 영상 재구성 알고리즘에도 적용시킬 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제19권1호
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• pp.8-34
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• 2014

국외의 대형 무척추동물과 해조류 군집을 대상으로 해역의 생태학적 상태를 평가하는 모델을 이용하여 인공어초와 인접한 자연초의 상태를 비교함으로써 우리나라 연안역에 설치된 인공어초의 기능도(FI, Functional Index; 군집구조의 안정성과 생산성의 추정)와 성숙도(MI, Maturity Index; 자연초 생물학적 패러미터와의 비교)를 평가할 수 있는, 복수의 생태학적 지수(ecological index)로 구성된 시스템을 개발하였다. 이 생태평가 모델을 서해안 연안바다목장 5개 지역(백령-대청, 연평, 태안, 서천 그리고 부안)의 자연초와 인공어초 또는 어초시설예정지(자연초)에 적용한 결과, 기능도(FI)는 지역별로 평균 31.6%(백령-대청)부터 72.5%(부안), 성숙도(MI)는 53.1%(서천)부터 76.9%(태안)의 범위를 나타내었다. 인공어초의 기능도와 성숙도는 태안에서 가장 양호하였으며, 인접한 인공어초와 자연초 간의 FI는 유의한 선형 관계를 갖는 것으로 나타났다($r^2=0.83$, p=0.01). 이 같은 결과는 그 해역의 생물 군집의 상태가 어초의 기능도를 결정하는 데에 중요한 요인으로 작용할 수 있음을 의미한다. 생태학적 상태에 대한 평가 결과는 효율적인 재원의 활용과 의사 결정에 책임이 있는 환경 및 자원 관리자에게 중요한 정보로 활용될 수 있을 것이다. 평가 결과의 정확도를 개선하고 강화하기 위해 다음과 같은 세 가지가 필요하다: (1)평가 결과의 타당성 검증과 이에 기초한 지시자 기준의 보정(rescaling)을 지속하고, (2) 시스템의 적용 및 자료의 축적을 통해 획득된 관찰과 경험을 적극적으로 활용하며, (3) 새로운 지수들을 지속적으로 개발, 검증하고 추가해 나가는 노력이 요구된다.

• 토지주택연구
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• 제2권2호
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• pp.111-123
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• 2011

유비쿼터스 에코시티(U-Eco City)는 첨단 IT기술을 도시공간과 접목시킨 유비쿼터스 도시(U-City)와 지속가능한 생태도시(Eco-City)의 개념이 융 복합된 새로운 도시패러다임이다. 하지만 국내외적으로 처음 시도되고 있기 때문에 U-Eco City에 대한 개발목표, 계획안, 실시설계안, 기술 및 서비스 요소 등이 혼재하여 명확히 정립되지 않고 있다. 무엇보다도 U-Eco City의 무엇을 어떻게 평가해야 하는가에 대한 구체적인 논의가 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 U-Eco City의 도시 질과 환경을 평가하기 위한 지표체계를 제시하고자 하였다. 이에 따른 연구결과는 다음과 같이 정리할 수 있다. 첫째, 국내외에서 논의가 미흡했던 U-Eco City에 대한 개념을 정립하여 지속가능한 도시의 질을 달성하기 위한 개념적 틀을 제시하였다. 본 연구에서 제시된 U-Eco City의 개념은 기존도시의 경제적 발전과 성장위주 개발방식에서 도시의 질적 환경과 지속성 차원의 복합적인 영향을 종합적으로 파악해야 한다는 점을 제시하고 있다. 이 같은 연구 성과는 향후 도시개발에서 관리체계의 근거로 활용될 수 있다. 둘째, 개발된 평가체계는 의식조사를 통해 평가지표로서의 완성도를 높였다. 전문가 및 이해관계자를 대상으로 설문조사한 결과, 도시의 질적 측면은 안전성이 상대적으로 중요한 요소로 도출되었다. 도시의 지속성 측면에서는 사회, 환경, 경제 모두 중요도가 유사하게 나타났으나 그 중에서 환경요소가 높게 나타났다. 이는 과거 도시개발시 우선요소로 안전성과 경제성을 둔 반면 현대에 들어 환경문제의 심각성을 인식하고 '저탄소 녹색성장'과 같은 각종 정책이 영향을 미친 것으로 해석된다. 마지막으로 평가체계를 기반으로 사례대상지역을 선정하였으며 실시설계안을 중심으로 평가를 실시하였다. 평가결과, '안전성'과 '경제성' 부문이 높게 평가되었으며, 이는 의식조사에서는 환경적 지속성이 중요시 된 반면 설계안에서는 아직까지 경제성장 위주의 개발계획이 우선적으로 이루어진 것을 보여준다. 따라서 향후 도시개발시 환경적 측면의 보완이 필요하며, 경제성장과 환경적 지속성간의 연계방안도 제시되어야 할 것이다.

• 한국광물학회지
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• 제25권2호
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• pp.85-94
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• 2012

산성광산배수에 존재하는 $AsO_4$는 슈베르트마나이트의 $SO_4$를 치환하여 강하게 흡착되고 이로 인하여 슈베르트마나이트가 쉽게 침철석으로 전이되지 않게 해준다. 이러한 슈베르트마나이트에 대하여 주요 중금속 흡착에 대한 연구는 일부 이루어져 있으나 실제 $AsO_4$로 치환된 슈베르트마나이트에 대한 흡착 특성에 대해서는 기존에 연구된 바가 없다. 본 연구에서는 $AsO_4$로 치환된 슈베르트마나이트에 대하여 Cu, Pb, Zn 등의 대표적인 중금속 세 종류에 대하여 각 중금속의 농도가 3, 10, 30, 100 mg/L에 대하여 pH 4와 6의 두 범위에서 시간에 따른 흡착 실험을 실시하였다. 흡착 실험 결과 모든 중금속에 대하여 pH 6인 경우 pH 4에 비하여 흡착량이 큰 범위로 증가하였다. 전체적인 흡착량에 있어서 두 pH 범위에서 모두 Pb가 가장 큰 흡착량은 보였으며 Cu와 Zn의 흡착량은 비슷하였다. 시간에 따른 흡착속도는 전체적으로 모든 농도에 대하여 시간이 증가하면서 흡착량은 증가하였으나 Zn의 경우 대부분의 흡착이 초기에 일어나 시간이 지나면서 뚜렷한 흡착의 증가는 일어나지 않았다. 이러한 흡착량 증가는 특히 고농도의 용액인 100 mg/L에서 그 증가하는 양상이 뚜렷하였다. 다양한 흡착속도 모델을 적용한 결과 $AsO_4$로 치환된 슈베르트마나이트에서 일어나는 중금속의 흡착속도는 아마도 확산에 의하여 주로 좌우되는 것으로 나타났다. 기존의 연구에서 순수한 슈베르트마나이트가 pH 6에서 세 중금속에 대하여 거의 비슷한 흡착량을 보이고 pH 4에서는 Cu와 Pb가 비슷하게 Zn보다 높은 흡착량을 보이는 것을 고려하면 본 연구 결과 $AsO_4$ 슈베르트마나이트는 확연하게 다른 흡착 경향을 보이고 이는 $AsO_4$가 슈베르트마나이트의 $SO_4$를 치환됨으로 인하여 슈베르트마나이트의 표면 및 흡착특성이 달라짐을 지시한다. 이는 산성광산배수에서 $AsO_4$의 흡착이 슈베르트마나이트의 안정성뿐만 아니라 각 중금속의 거동에도 큰 영향을 줄 수 있음을 보여준다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제46권4호
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• pp.625-634
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• 2004

본 연구는 미생물 유래 lactate dehydrogenase(LDH)를 이용하여 반추위내에 lactate 축적을 예바하기 위한 기능성 검증을 목적으로 수행되었다. 미생물의 효소활성에 영향을 주는 많은 반추위내 요인들 중 대표적인 것들 즉, 온도, pH, 휘발성지방산(VFAs) 그리고 금속이온들이 Lactobacillus sp. FFy111-1의 LDH 효소활성에 미치는 영향과, 반추위액내 축적된 lactate에 대한 LDH 작용을 평가하였다. Lactobacillus sp. FFy111-1의 LDH는 각각 pH 7.5와 40$^{\circ}C$에서 가장 좋은 효소 활력을 보였다. 온도 안정성은 30$^{\circ}C$에서 가장 좋게 나타났으며 30${\sim}$50$^{\circ}C$의 온도 범위에서는 80% 이상의 활성을 유지하였다. 그리고 pH 안정성은 pH 7.0과 8.0에서 모두 가장 좋은 결과를 나타냈으며 pH 6.1과 6.5에서 64% 이상의 효소활성을 유지하였다. VFAs와 금속이온이 LDH에 미치는 영향을 측정하였을 때, VFAs 처리는 LDH 효소활성을 억제하였으나, NaCl과 $CuSO_4$를 제외한 금속 이온 처리에서는 LDH 효소활성이 증가되었다. 특히 2mM $BaCl_2$와 $MgSO_4$로 처리 하였을 때 가각 비처리 효소활성의 127과 124% 수준까지 효소활성이 증진되었다. 반추위액내 축적된 lactate에 대한 LDH 작용을 보기 위하여 Lactobacillus sp. FFy111-1의 효소를 산중독 반추위액에 처리하였을 때 lactate의 농도가 무처리 반추위액내 lactate 농도의 78% 수준으로 감소하였다(P<0.05). 이와 같은 lactate 감소는 LDH의 작용에 의해 나타난 현상으로 정제된 D,L-LDH를 첨가한 실험결과(34% lactate)에서 입증되었다(P<0.05). 이상의 연구 결과들을 고려하여 볼 때 미생물이 생성한 LDH는 반추위내 축적된 lactate를 감소시킬 수 있는 충분한 가능성을 갖고 있다고 사료된다. 또한 더 좋은 미생물의 발굴과 반추위 환경에서 LDH 활성을 높이기 위한 기술개발이 LDH 효소의 실제적 응용을 위하여 필수적이다.

• 보존과학회지
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• 제25권3호
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• pp.283-291
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• 2009

현재까지 문화재 훈증제로서 사용되어왔던 브롬화메틸(Methyl Bromide, 이하 M.B)은 온실 가스로 지구 오존층 파괴의 원인물질로 판명되어, 1987년 몬트리올 의정서에 의해 선진국에서는 2005년부터 사용이 금지되었다. 또한, 2007년 발리 협약에 의해 우리나라도 점진적으로 사용 규제가 예상되므로, 본 실험에서는 Methyl Bromide를 대체할 Ethylene Oxide + HFC 134a, Methyl Iodide, Cyanogen, Argon 훈증법이 금속(은, 구리, 철), 목재(미송), 안료(황, 장단, 양청, 백분, 먹), 섬유(삼베, 모시, 황마, 도침 비단, 비도침 비단 / 쪽, 황벽, 홍화 염색), 지류(닥지 4종, 중성지 1종) 시편 재질에 미치는 안정성 평가를 실시하였다. 훈증 실험 결과, Ethylene Oxide + HFC 134a가 훈증 전, 후 실험 시편의 중량, 색도 변화 등에 가장 영향이 없었다. 표면변화는 지류와 금속시편에서 부분적으로 변색이 발생하였다. 색도변화는 대부분의 시편에서 0.5에서 1.5내외의 근소한 색차를 나타내었다. Methyl Iodide는 훈증 전, 후 중량변화가 거의 없는 것으로 나타났다. 색도변화는 대부분의 실험시편에서 1.0 이상의 색차를 나타내었다. 특히, 염색된 대부분의 섬유시편에서 비교적 큰 색도변화가 나타났다. 표면변화는 양청안료시편에서 육안으로 관찰 가능한 변색이 관찰되었다. Cyanogen은 훈증 전, 후 실험 시편의 중량변화에 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 색도변화는 전반적으로 실험시편에서 1.5이상 정도의 색차를 보였다. 특히, 섬유시편의 변색에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. Argon으로 훈증한 실험시편은 중량변화가 3~6% 내외로 감소한 것으로 나타났다. 표면변화는 지류시편에서 부분적으로 변색이 발생한 것을 관찰할 수 있었다. 색도변화는 2주 훈증 조건에서 홍화와 황벽으로 염색한 황마시편이 6.3, 6.0의 현저한 색차를 나타냈다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.269-277
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• 2017

최근, 해변모래의 침식을 방지하기 위해 잠제를 설치하고 있다. 잠제설치는 모래 침식의 손실을 최소화하기 위해 만들어졌다. 이런 이유로, 잠제를 무분별하게 전국적으로 계획하여 건설하고 있다. 그러나 해안선 유지를 위해 설치된 잠제는 상당히 문제가 있는 방법이다. 고가의 건설비, 해양공간이용, 해수수질, 해안선 변화 등의 단점도 있다. 특히, 해양 레저를 즐기는 이용자들은 해상공간이 단절되기 때문에 이를 좋아하지 않는다. 광안리와 같은 해수욕장은 인위적으로 양빈모래를 공급하여 해수욕장을 유지하는 곳이다. 연성공법이란 양빈모래의 유실방지를 위해 수중에 잠재를 대신하여 유동성 재질로 폭 넓은 연성구조물을 설치하는 공법을 말한다. 본 연구는 해변 침식을 완화할 수 있는 연성공법의 일환으로 cell group을 설치하였다. 즉, 양빈모래의 유실을 막기 위해 잠제 대신에 cell group을 사용하여 사빈침식의 정도를 완화 할 수 있는 공법을 적용한 것이다. 2차원 고정상 실험에서 cell group의 설치로 인한 파고감소효과 및 저반사율을 제시하였고, 이동상 수리모형실험에서, cell group 설치로 인한 양빈모래의 포착률과 양빈 모래의 침식방지율을 제안하였다. 따라서 수리모형실험의 결과에 의하면 침식해안의 사빈에 cell group을 설치하면 파고감소효과, 저반사율과, 양빈사의 침식방지율, 양빈사의 높은 포착률에 의해 양빈사의 유출이 방지되어 안정된 해안을 유지할 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제50권4호
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• pp.303-311
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• 2017

본 연구에서는 국내 $CO_2$ 지중저장 후보지인 장기분지에서 덮개암층으로 대표되는 이암과 응회암 코아에 대하여, 초임계이산화탄소(supercritical $CO_2$; $scCO_2$) 초기 주입압력을 측정하고 90일 동안 지화학 반응 실험 결과에 근거하여 두 암석의 $scCO_2$ 차폐능(sealing capacity)을 평가하였다. 장기분지 $CO_2$ 주입 예정부지 주변에서 수행한 대심도시추코아 중 깊이 800 m 이상 되는 이암과 응회암 코아를 대상으로 $scCO_2$ 초기 주입압력을 측정하였다. 스테인레스 강철로 제작한 고압셀(100 mL 용량)을 이용하여 지중저장 조건(100 bar, $50^{\circ}C$)에서 $scCO_2$-지하수-암석 반응을 실시하여 반응 전/후 광물 변화를 관찰하여 덮개암의 지화학적 안정성을 평가하였다. 덮개암에 대한 초기 $scCO_2$ 주입압력을 측정하기 위하여 원통형 스테인레스강철 고압셀 내부에 암석 코아를 고정시키고, 코아 상부와 하부의 압력 차이(100 - 300 bar)를 이용하여 증류수로 포화시킨 후, 고압셀 외부에 부착된 압력계를 이용하여 코아 내에 포화된 공극수압을 100 bar로 유지시켰다. 지중저장 현장에서 덮개암 내부로 $scCO_2$가 이동하는 경계조건을 모사하기 위하여 고압셀 출구를 $scCO_2$와 증류수로 채워진 대형 고압탱크(5 L 용량; 100 bar, $50^{\circ}C$ 유지)에 연결시켜, 고압셀에 고정된 암석 코아 공극 내로 침투하는 경우 지중저장 조건 하에서 일정량의 $scCO_2$가 코아를 통과할 수 있도록 하였다. 셀 입구에서는 코아의 공극수압인 100 bar보다 높게 유지시켜 $scCO_2$를 주입하되, 주입이 지속적으로 진행되기 시작하는 최소 주입압력($100bar+{\Delta}p$)을 암석에 대한 주입압력으로 측정하였다. 90일 반응 후 응회암과 이암의 큰 광물학적 변화는 없는 것으로 나타나 두 암석 모두 $scCO_2$ 주입 시 지화학적으로 안정한 것으로 나타났다. 응회암의 경우 공극수압과 $scCO_2$ 주입압력 차이(${\Delta}p$)가 15 bar에서 $scCO_2$의 내부 침투가 시작되어 20 bar 이후부터는 지속적인 $scCO_2$ 주입이 이루어졌다. 이암의 경우에는 ${\Delta}p$를 150 bar까지 증가시켜도 $scCO_2$가 주입되지 않아 응회암보다 $scCO_2$ 차폐효과가 약 10 배 높은 것으로 나타나, 장기분지에 $CO_2$ 주입 시 응회암보다는 이암층이 덮개암 역할을 할 것으로 판단되었다.

• 지질공학
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• 제8권3호
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• pp.247-259
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• 1998

먹는샘물은 국민의 건강과 직결될 뿐 아니라 귀중한 지하수자원이라는 점에서 엄격한 품질기준과 사후관리가 요구된다. 본 연구에서는 대보화강암(20개)과 불국사화강암(4개) 지역에 분포하는 먹는샘물 업체를 대상으로 원수의 수질특성을 수리화학적인 측면에서 해석하였다. 대보화강암과 불국사화강암 지역에 분포하는 먹는샘물 업체의 원수의 수질특성은 수리화학적으로 유사한 경향을 보이지만 상이한 부분도 있다. 수소이온농도, 전기전도도, 총고용물질, 경도, 양이온과 음이온의 함량은 대보화강암 지역이 불국사화강암 지역보다 높게 나타난다. 양이온 중에서 대부분은 Ca>Na>Mg>K의 순으로 함량비를 나타내며 음이온 성분의 함량은 $HCO_3>SO_4>Cl>K$의 순을 보인다. 화강암지역에서 $Ca-Na-HCO_3$ 유형이 가장 우세하며 Ca함량이 가장 높은 현상은 화강암에 풍부하게 포함되어 있는 사장석류의 용해작용에 기인하기 때문인 것으로 보인다. 대보화강암 지역에서는 $Ca-HCO_3(0.84),{\;}Mg-HCO_3(0.81),{\;}SiO_2-Cl(0.74),{\;}Na-HCO_3(0.70)$ 등이 비교적 높은 상관관계를 보이며, 불국사화강암 지역의 경우 K-Mg(0.93), $K-HCO_3(0.92)$, Mg-Cl(0.92), $Cl-HCO_3(0.91)$, K-F(0.90) 등이 다소 높은 상관관계를 보인다. 실리카 상들을 제외한다면 대부분의 지하수는 방해석의 포화도에 가장 근접한 상태를 보여 주며 돌로마이트, 석고, 형석에 대하여는 불포화정도가 다소 큼을 나타낸다. 실리카의 활동도가 증가하는 동안 K, Na같은 알칼리원소의 활동도와 pH는 크게 증가하지 않았는데 이는 장석류로부터의 용해작용 이외에 석영과 같은 실리카상들의 용해작용에 의하여 규산이 어느 정도 공급되었음을 의미한다. 전반적으로 보아 화강암 지역의 지하수가 암석내에 가장 풍부하게 존재 하는 장석류에 대하여 아직도 불포화 상태에 있기 때문에 pH의 증가와 함께 장석류와의 반응이 계속 진행될 수 있을 것으로 예상된다.

• 감성과학
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• 제5권2호
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• pp.11-22
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• 2002

본 연구의 목적은 단기적 쾌 또는 불쾌 자극의 생리적 반응지표로서의 전기 피부반응[electrodermal response(EDR) 또는 Galvanic Skin Response(GSR)로 총칭의 유용 가능성을 탐색하고, 이를 위한 자료수집 절차를 확립하기 위한 예비연구의 수행에 있다. 이를 위해 쾌 또는 불쾌를 유발하는 미약한 심상자극과 인지적 암산과제가 피부 전도도(skin conductance level : SCL)에 미치는 영향을 조사하였다. 피험자는 9명의 대학생(남자 5명, 여자 4명)이었다. 쾌 불쾌 자극의 선정방법으로서 각 피험자에게 일련의 단어를 제시하고 머리 속에 떠오르는 대로 좋아하는 대상과 싫어하는 대상을 적게 한 후 그 중 가장 좋아하는 대상과 싫어하는 대상을 선택하게 하였다 이 대상을 각각 쾌\ulcorner불쾌를 유발하는 심상자극으로 사용하였다 세 번째로 제시된 정신적 내면자극은 전통적으로 그 효과가 입증된 인지적 암산과제(숫자 빼기)였다. 자극자료 수집절차는 기저수준 기간, 쾌를 유발하는 심상, 기저수준, 불쾌심상, 기저수준, 암산과제의 순으로 진행되면서 매 10초 간격으로 SCL을 기록하였다. 선행연구와 달리 본 연구에서는 사전 조사연구를 실시하고 이 결과를 토대로 심상의 미세한 심리적 효과가 보다 잘 드러나도록 자료수집 절차가 수정 \ulcorner보완되었다. 즉, 심상자극을 상상한 후 심상자극에 몰입을 충실히 하면서 잡음신호(Irtifact)를 극소화하기 위하여 생생한 심상에 몰입하고 나면 손가락을 살짝 들어서 실험자에게 신호를 보내도륵 하였으며, 기저수준으로의 원상회복을 촉진시키기 위하여 이완의 수준을 깊게 해 주는 데 초점을 둔 지시문을 읽어 주었다. 연구결과, 3회의 기저수준의 SCL상에는 통계적으로 유의미한 차이가 없었다. 이는 선행연구에서 사용된 절차와 달리 본 연구에서 사용된 절차가 여러 자극의 효과비교에 필요한 기저수준의 안정성을 달성하였음을 알려 준다. 또한 암산과제시의 SCL수준이 가장 높게 나타났고, 괴로운 심상자극의 경우보다도 SCL 수준이 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 이는 암산과제가 가장 큰 생리적 흥분을 일으킴을 시사한다. 종합하면, 본 연구에서 사용된 절차와 자극과제는 장차 내면의 심리자극의 정신생리적 효과를 연구할 때 좀더 많은 피험자를 대상으로 적용해 볼 가치가 있다고 여겨진다.