• 제목/요약/키워드: Synthetic Environments

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Forbush Decreases Observed by the LRO/CRaTER

  • 손종대;오수연;이유;김어진;이주희
    • 천문학회보
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    • 제37권2호
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    • pp.120.1-120.1
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    • 2012
  • The Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) launched on June 16, 2009 has six experiments including of the Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation (CRaTER) onboard. The CRaTER instrument characterizes the radiation environment to be experienced by humans during future lunar missions. The CRaTER instrument measures the effects of ionizing energy loss in matter specifically in silicon solid-state detectors due to penetrating solar energetic protons (SEP) and galactic cosmic rays (GCRs) after interactions with tissue-equivalent plastic (TEP), a synthetic analog of human tissue. The CRaTER instrument houses a compact and highly precise microdosimeter. It measures dose rates below one micro-Rad/sec in silicon in lunar radiation environment. Forbush decrease (FD) event is the sudden decrease of GCR flux. We use the data of cosmic ray and dose rates observed by the CRaTER instrument. We also use the CME list of STEREO SECCHI inner, outer coronagraph and the interplanetary CME data of the ACE/MAG instrument.We examine the origins and the characteristics of the FD-like events in lunar radiation environment. We also compare these events with the FD events on the Earth. We find that whenever the FD events are recorded at ground Neutron Monitor stations, the FD-like events also occur on the lunar environments. The flux variation amplitude of FD-like events on the Moon is approximately two times larger than that of FD events on the Earth. We compare time profiles of GCR flux with of the dose rate of FD-like events in the lunar environment. We figure out that the distinct FD-like events correspond to dose rate events in the CRaTER on lunar environment during the event period.

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하계 실내 및 실외환경의 공기 중 휘발성 유기화합물 농도 및 개인노출 (Volatile Organic Compounds Concentrations and Its Personal Exposure in Indoor and Outdoor Environments in Summer)

  • 양원호;손부순;박종안;장봉기;박완모;김윤신;어수미;윤중섭;류인철
    • 한국환경과학회지
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    • 제12권9호
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    • pp.967-976
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    • 2003
  • Volatile organic compounds (VOCs) are present in essentially all natural and synthetic materials from petrol to flowers. In this study, indoor and outdoor VOCs concentrations of houses, offices and internet-cafes were measured and compared simultaneously with personal exposures of each 50 participants in Asan and Seoul, respectively. Also, factors that influence personal VOCs exposure were statistically analyzed using questionnaires in relation to house characteristics, time activities, and health effects. All VOCs concentrations were measured by OVM passive samplers (3M) and analyzed with GC/MS. Target pollutants among VOCs were Toluene, o-Xylene, m/p-Xylene, Ethylbenzene, MIBK, n-Octane, Styrene, Trichloroethylene, and 1,2-Dichlorobenzene. Indoor and outdoor VOCs concentrations measured in Seoul were significantly higher than those in Asan except Ethylbenzene. Residential indoor/outdoor (I/O) ratios for all target compounds ranged from 0.94 to 1.51 and I/O ratios of Asan were a little higher than those of Seoul. Relationship between personal VOCs exposure, and indoor and outdoor VOCs concentrations suggested that time-activity pattern could affect the high exposure to air pollutant. Factors that influence indoor VOCs level and personal exposure with regard to house characteristics in houses were building age, inside smoking and house type. In addition insecticide and cosmetics interestingly affected the VOCs personal exposure. Higher exposure to VOCs might be caused to be exciting increase and memory reduction, considering the relationship between measured VOCs concentrations and questionnaire (p<0.05).

Development of a Novel Short Synthetic Antibacterial Peptide Derived from the Swallowtail Butterfly Papilio xuthus Larvae

  • Kim, Seong Ryul;Choi, Kwang-Ho;Kim, Kee-Young;Kwon, Hye-Yong;Park, Seung-Won
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제30권9호
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    • pp.1305-1309
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    • 2020
  • Insects possess biological defense systems that can effectively combat the invasion of external microorganisms and viruses, thereby supporting their survival in diverse environments. Antimicrobial peptides (AMPs) represent a fast-acting weapon against invading pathogens, including various bacterial or fungal strains. A 37-residue antimicrobial peptide, papiliocin, derived from the swallowtail butterfly Papilio xuthus larvae, showed significant antimicrobial activities against several human pathogenic bacterial and fungal strains. Jelleines, isolated as novel antibacterial peptides from the Royal Jelly (RJ) of bees, exhibit broad-spectrum protection against microbial infections. In this study, we developed a novel antimicrobial peptide, PAJE (RWKIFKKPFKISIHL-NH2), which is a hybrid peptide prepared by combining 1-7 amino acid residues (RWKIFKK-NH2) of papiliocin and 1-8 amino acid residues (PFKISIHL-NH2) of Jelleine-1 to alter length, charge distribution, net charge, volume, amphipaticity, and improve bacterial membrane interactions. This novel peptide exhibited increased hydrophobicity and net positive charge for binding effectively to the negatively charged membrane. PAJE demonstrated antimicrobial activity against both gram-negative and gram-positive bacteria, with very low toxicity to eukaryotic cells and an inexpensive process of synthesis. Collectively, these findings suggest that this novel peptide possesses great potential as an antimicrobial agent.

Twin models for high-resolution visual inspections

  • Seyedomid Sajedi;Kareem A. Eltouny;Xiao Liang
    • Smart Structures and Systems
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    • 제31권4호
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    • pp.351-363
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    • 2023
  • Visual structural inspections are an inseparable part of post-earthquake damage assessments. With unmanned aerial vehicles (UAVs) establishing a new frontier in visual inspections, there are major computational challenges in processing the collected massive amounts of high-resolution visual data. We propose twin deep learning models that can provide accurate high-resolution structural components and damage segmentation masks efficiently. The traditional approach to cope with high memory computational demands is to either uniformly downsample the raw images at the price of losing fine local details or cropping smaller parts of the images leading to a loss of global contextual information. Therefore, our twin models comprising Trainable Resizing for high-resolution Segmentation Network (TRS-Net) and DmgFormer approaches the global and local semantics from different perspectives. TRS-Net is a compound, high-resolution segmentation architecture equipped with learnable downsampler and upsampler modules to minimize information loss for optimal performance and efficiency. DmgFormer utilizes a transformer backbone and a convolutional decoder head with skip connections on a grid of crops aiming for high precision learning without downsizing. An augmented inference technique is used to boost performance further and reduce the possible loss of context due to grid cropping. Comprehensive experiments have been performed on the 3D physics-based graphics models (PBGMs) synthetic environments in the QuakeCity dataset. The proposed framework is evaluated using several metrics on three segmentation tasks: component type, component damage state, and global damage (crack, rebar, spalling). The models were developed as part of the 2nd International Competition for Structural Health Monitoring.

Synthetic fisheye 이미지를 이용한 360° 파노라마 이미지 스티칭 (Panorama Image Stitching Using Sythetic Fisheye Image)

  • 권혁준;조동현
    • 방송공학회논문지
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    • 제27권1호
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    • pp.20-30
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    • 2022
  • 최근 VR (Virtual Reality) 기술이 주목받기 시작하면서 생동감 넘치는 VR 컨텐츠를 볼 수 있는 360° 파노라마 영상이 많은 관심을 받고 있다. 이미지 스티칭 기술은 360° 파노라마 영상을 제작하는데 주요한 기술로서 많은 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 일반적인 스티칭 알고리즘은 특징점 기반 이미지 스티칭을 기반으로 한다. 하지만 기존의 특징점 기반 이미지 스티칭 방법들은 특징점에 크게 영향을 받는다는 문제가 존재한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 최근에는 딥러닝 기반의 이미지 스티칭 기술들이 연구되고 있지만 이미지 간의 겹치는 영역이 거의 없거나 큰 시차가 존재할 때 여전히 많은 문제점이 존재한다. 또한 실제 환경에서는 라벨링 된 정답 파노라마 영상을 얻을 수 없으므로 완전한 지도학습에 한계가 존재한다. 따라서 자율주행분야에 많이 이용되는 칼라(Carla) 시뮬레이터를 통해 카메라 센터가 다른 3개의 fisheye 이미지와 그에 대응되는 정답 영상을 제작하였다. 우리는 제작한 fisheye 영상으로360° 파노라마 영상을 만드는 이미지 스티칭 모델을 제안한다. 최종 실험 결과로는 실제 환경과 비슷하게 구성한 가상의 데이터 세트로 다양한 환경과 큰 시차에도 강인한 스티칭 결과를 검증한다.

아연(Zn)희생양극 등가전위에서 부식피로균열 진전특성에 관한 연구 (Evaluation of Corrosion Fatigue Crack Propagation Characteristics at Equivalent Potential of Zinc Sacrificial Anode)

  • 김원범
    • 문화기술의 융합
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    • 제10권1호
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    • pp.363-368
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    • 2024
  • 선박, 해양구조물 또는 해상풍력 발전설비 하부구조와 같이 해양환경에서 사용되는 강구조물은 부식이 쉽게 발생한다. 본 연구에서는 실험을 통하여 희생전극으로 많이 사용되는 아연전극의 방식전위와 동등한 -1050mV vs. SCE에서 환경하중에 기인하는 부식피로균열 진전특성에 대하여 고찰하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 -1050mV vs. SCE의 음극방식이 해수환경중의 피로균열 진전에 미치는 영향에 대해 합성해수중에서 파랑주기를 고려하여 실험적 고찰을 실시하였다. 음극방식에 의한 방식법은 부식을 차단하지만 과도한 방식은 화학반응에 의하여 수소를 발생시키며, 또한 석회질퇴적물을 발생시킨다. 피로균열진전율은 실험초기에는 해수부식환경하에서의 진전율보다 빠른구간이 나타났다. 그리고 균열길이가 증가하여 응력확대계수 K가 커질수록 균열의 진전율은 해수중의 피로균열진전율보다 느려지는 현상이 나타났다. 그러나 대기중의 균열진전속도보다는 항상 빠른 진전속도를 나타내었다.

식물유래 2차 대사물질의 병충해 및 잡초 방제효과 (Pathogen, Insect and Weed Control Effects of Secondary Metabolites from Plants)

  • 김종범
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제48권1호
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    • pp.1-15
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    • 2005
  • 농작물이 병해충 및 잡초 등에 의하여 피해를 받게 되면 농업생산성은 상당히 저하된다. 따라서 농업생산성을 높이기 위하여 합성농약을 과용해 왔고, 이로 인하여 토양의 질과 농업환경이 파괴되는 결과를 초래하고 있어서 지속적인 농업이 점차 어려워지고 있다. 오늘날의 농업은 농업환경의 파괴를 최소화하고 농산물의 안전성을 확보함과 동시에 생산성을 증대해야하는 복합적인 문제에 직면해 있다. 한편, 식물은 일반적으로 생존하기 위하며 외부의 침입으로부터 자신을 보호하거나 자신의 영역을 확보하기 위하며 다양한 종류의 2차대사물질을 생산하고 방출한다. 병원균이 침입했을 때 식물이 생산하는 항생물질인 phytoalexin으로는 화본과 식물의 경우 flavonoid계와 diterpenoid계의 물질을 생성하고, 쌍자엽 식물은 감염된 병원균의 종류에 상관없이 Leguminosae과는 flavonoids계, Cruciferae과는 indole 유도체, Solanaceae과는 sesquiterpenoid계, Umbelliferae과는 coumarin계 물질들을 생성하여 병원균에 저항성을 가진다. 곤충의 생리작용을 저해하거나 섭생을 싫어하게 하는 기능의 물질로는 terpene계의 pyrethrin, azadirachtin, limonin, cedrelanoid, toosendanin, fraxinellone/dictamnine 등이 있으며, alkaloid계로서는 terpenoid와 alkaloid가 결합된 sesquiterpene pyridine 및 norditerpenoids alkaloids와 azepine계, amide계, loline계, stemofoline계, pyrrolizidine계 alkaloids 등이 있다. 식물은 또한 자신의 영역을 확보하기 위하여 다른 식물의 생장을 저해하는 물질을 생성하는데 여기에는 terpene계의 essential oil 및 sesquiterpene lactone과 이외에 benzoxazinoids, glucosinolate, quassinoid, cyanogenic glycoside, saponin, sorgolennone, juglone 등 다수의 2차 대사물질들이 있다. 이와 같은 기능의 2차 대사물질을 병해충 및 잡초 방제에 직, 간접으로 이용하는 것은 친환경농업의 한 가지 방법일 수 있다. 그러나 천연물질들은 자연계에서 쉽게 분해되어 효율이 떨어지는 경우가 많고 식물을 통하여 생산하는데도 한계가 있다. 따라서 보다 안전성과 효율성이 뛰어난 2차 대사물질을 찾아내는 연구와 아울러 방제기능이 있는 물질의 생합성경로를 구명하고 대사공학적으로 이용하므로 병해충에 저항성이 있고 잡초 방제효과를 갖는 형질전환 식물을 육성하는 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.

PET 섬유 보강재를 사용한 섬유 보강 콘크리트의 성능 평가에 관한 연구 (A study on performance evaluation of fiber reinforced concrete using PET fiber reinforcement)

  • 오리온;유용선;박찬기;박성기
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.261-283
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    • 2023
  • 본 연구는 최근 섬유 보강 콘크리트의 성능 보강재료 적용이 검토되고 있는 합성섬유 종류 중 PET (Polyethylene terephthalate) 섬유 보강재에 대하여 단기 및 장기 성능변화 여부 검토를 통해 PET 섬유의 성능 안정성을 검토하고자 하였다. 이를 위하여 PET 섬유를 산/알칼리 환경에 노출시킨 후 잔류 성능을 분석하였으며, PET 섬유 보강 콘크리트 배합의 재령별 휨강도, 등가 휨강도, 그리고 콘크리트 시편에서 채취한 PET 섬유를 주사현미경(SEM)을 이용하여 표면의 변화를 분석하였다. PET 섬유의 산/알칼리 환경 노출 실험결과, 산성 환경에서는 83.4~96.4%, 알칼리 환경에서는 42.4~97.9%의 강도 보유율을 나타내었다. 섬유 자체의 강도 보유율은 고온의 강알칼리 조건에 노출될 경우 강도 감소가 크게 발생하는 것을 확인할 수 있었으며, 강도 보유율은 에폭시로 코팅된 가공사에서 강도보유율이 증가하는 것으로 나타났다. PET 섬유 보강 콘크리트 배합의 휨강도 및 등가 휨강도 실험결과에서는 휨강도 저하가 나타나지 않았으며, 등가 휨강도 결과도 섬유 보강재로써의 성능 저하는 나타나지 않았다. SEM 분석 결과에서도 PET 보강 섬유의 표면 손상이나 단면 변화가 관찰되지 않았다. 이와 같은 결과는 섬유 보강 콘크리트가 초기 고온 노출되는 경우나 재령 경과에 따라서도 시멘트 콘크리트 환경에서는 PET 보강 섬유가 어떠한 손상이나 단면 감소가 발생하지 않는다는 것을 의미하며, 시멘트 콘크리트 환경에서는 PET 섬유에 대한 강도 감소 영향은 우려하지 않아도 된다는 것으로 판단된다. 재령에 따른 휨강도, 등가 휨강도도 안정적으로 발현됨에 따라 PET 섬유 보강재의 사용으로 우려되는 가수분해로 인한 성능저하 등이 발생하지 않는 것으로 볼 수 있으며, 안정적인 잔류강도 보유 특성을 나타내는 것을 확인하였다.

처리기술에 근거한 산업폐수 배출허용기준 국내 적용성 연구(II) : 산업폐수 위해성 지표를 이용한 오염부하 기여도 분석 (Assessment of Technology Based Industrial Wastewater Effluent Limitation and Standards for the Application of Domestic Industries (II) : Analysis Pollution Loads Contribution by Risk Assessment Indicator in Industrial Wastewater)

  • 김경진;김원기;정상구;정진영;김재훈;김상훈;염익태
    • 한국물환경학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.191-199
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    • 2010
  • Introduction of Technology-Based Effluent Limitations (TBELs) concepts into Korea requires extensive and through analyses on the expected pollutants reduction effects and the cost factor for the industry side. In addition, the TEBLs should be optimized for the regulatory environments of Korea and be applied in a progressive manner to minimize the undesirable effects. It is also necessary to assess the contribution of each industrial categories's to the pollution of natural water bodies to find the priority of TEBLs application. For these purposes, the pollution loads of various industrial categories were analyzed using risk assessment indicator based on Toxic Weighting Factors (TWFs). First, the TWFs were calculated for the pollutants regulated using the method adopted by USEPA. And the effluent characteristics of the eighty two categories of industry in Korea were investigated. Although the analytical data on the wastewater from different industrial categories are relatively limited, the results from two previous studies were used. The first study, conducted by the National Institute of Environmental Research in 2001~2004, investigated the wastewater characteristics from 255 industrial sources covering the major 20 industrial categories. The second study includes more recent analytical data for the wastewater from 500 industrial sources, covering all the 82 industrial categories. In the result of the pollution loads analyses, the category of 'Synthetic and Chemical manufacture' was found to show the highest raw pollution load. On the other hand the category of 'Ion & Steel manufacture' was found to show the highest effluent pollution loads, which can be considered as the real impacts on natural water streams. The top five categories occupied 62.2% of the total effluent pollution loads. Through the analyses, the relative importances of each industrial categories and the priorities of TEBL-based pollution reduction were determined.

Tissue Engineering of Smooth Muscle under a Mechanically Dynamic Condition

  • Kim, Byung-Soo;Jeong, Sung-In;Cho, Seung-Woo;Nikolovski, Janeta;Mooney, David-J.;Lee, Soo-Hong;Jeon, O-Ju;Kim, Tae-Wan;Lim, Sang-Hyun;Hong, Yoo-Sun;Choi, Cha-Yong;Lee, Young-Moo;Kim, Soo-Hyun;Kim, Young-Ha
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제13권6호
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    • pp.841-845
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    • 2003
  • In order for engineered tissues to find clinical utility, the engineered tissues must function appropriately. However, smooth muscle (SM) tissues engineered in vitro with a conventional tissue engineering technique may not exhibit contractile functions, because smooth muscle cells (SMCs) cultured in vitro typically revert from a contractile, differentiated phenotype to a synthetic, nondifferentiated phenotype and lose their ability to contract. SMCs in vivo typically reside in mechanically dynamic environments. We hypothesized that cyclic mechanical stretch induces the features of SMCs in in vitro engineered tissues to be similar to those of SMCs in native tissues. To test the hypothesis, aortic SMCs were seeded onto elastic, three-dimensional scaffolds and cultured in vitro under a cyclic mechanical stretching condition for 4 weeks. A significant cell alignment in a direction parallel to the cyclic stretching direction was found in the SM tissues exposed to cyclic stretching. The cellular alignment and alignment direction were consistent with those of native vascular SM tissues, in which SMCs in vivo align in the radial direction (parallel to stretching direction). In control tissues (SM tissues engineered without stretching), cells randomly aligned. The expression of SM ${\alpha}-actin$ and SM myosin heavy chain, phenotypic markers of SMCs in a contractile state, was upregulated in the stretched tissues by 2.5- and 2.0-fold, respectively, compared to SMCs in the control tissues. The cellular features of alignment and contractile phenotype of SMCs in the SM tissues engineered under a mechanically dynamic environment could allow the engineered SM tissues to exhibit contractile functions.