• Journal of Biosystems Engineering
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• 제43권2호
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• pp.148-159
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• 2018

Purpose: Unmanned air vehicle (UAV) remote sensing was applied to test various vegetation indices and make prediction models of protein content of rice for monitoring grain quality and proper management practice. Methods: Image acquisition was carried out by using NIR (Green, Red, NIR), RGB and RE (Blue, Green, Red-edge) camera mounted on UAV. Sampling was done synchronously at the geo-referenced points and GPS locations were recorded. Paddy samples were air-dried to 15% moisture content, and then dehulled and milled to 92% milling yield and measured the protein content by near-infrared spectroscopy. Results: Artificial neural network showed the better performance with $R^2$ (coefficient of determination) of 0.740, NSE (Nash-Sutcliffe model efficiency coefficient) of 0.733 and RMSE (root mean square error) of 0.187% considering all 54 samples than the models developed by PR (polynomial regression), SLR (simple linear regression), and PLSR (partial least square regression). PLSR calibration models showed almost similar result with PR as 0.663 ($R^2$) and 0.169% (RMSE) for cloud-free samples and 0.491 ($R^2$) and 0.217% (RMSE) for cloud-shadowed samples. However, the validation models performed poorly. This study revealed that there is a highly significant correlation between NDVI (normalized difference vegetation index) and protein content in rice. For the cloud-free samples, the SLR models showed $R^2=0.553$ and RMSE = 0.210%, and for cloud-shadowed samples showed 0.479 as $R^2$ and 0.225% as RMSE respectively. Conclusion: There is a significant correlation between spectral bands and grain protein content. Artificial neural networks have the strong advantages to fit the nonlinear problem when a sigmoid activation function is used in the hidden layer. Quantitatively, the neural network model obtained a higher precision result with a mean absolute relative error (MARE) of 2.18% and root mean square error (RMSE) of 0.187%.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제38권4호
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• pp.143-152
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• 2017

The main purpose of this research was to examine the EMG characteristics of driver's upper limb and driving performance for operating accelerator and brake pedal by using four types of left hand control devices(Push/Pull, Push/Right angle, Push/Rock, Push/Twist) during simulated driving. The persons with disabilities in the lower extremity have problems in operation of the vehicle because of functional impairments for controlling accelerator and brake pedal. Therefore, if hand control device is used for adaptive driving controls in persons with lower extremity loss, the disabled people could improve their quality of mobility life by driving a car. Twenty subjects were involved in this research to assess driving performance and EMG activities for operating accelerator and brake pedal by using four types of left hand controls in driving simulator. We measured EMG responses of six muscles(posterior deltoid, middle deltoid, biceps, triceps, extensor carpi radialis, and flexor carpi radialis) during pulling and pushing movement with four types of left hand controls for acceleration and braking. STISim Drive 3 program was used for evaluation test of four types of left hand control devices in straight lane course for time to reach target speed and brake reaction time. While operating the four types of left hand controls for acceleration, EMG activities of posterior deltoid in normal subjects were significantly increased(p < 0.05) compared to the disabled subjects. It was also found that EMG responses of triceps and posterior deltoid were significantly increased(p < 0.05) when using the Push/Right angle type than Push/Pull type. While operating the four types of left hand controls for braking, EMG activities of flexor carpi radialis and triceps in subjects with disability were significantly increased(p < 0.05) compared to the normal subjects. It was shown that muscle responses of posterior deltoid, middle deltoid and triceps were significantly increased when using the Push/Right angle type than Push/Rock type. Time to reach target speed and brake reaction time in subjects with disability was increased by 2.5% and 4.6% on average compared to normal subjects. The person with disabilities showed a tendency to relatively slow performance in acceleration at the straight lane course.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.270-276
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• 2020

3D 프린팅은 고분자, 세라믹, 금속 등 다양한 소재를 대상으로 복합적인 형상을 한 번의 공정으로 제작할 수 있는 적층 기반 제작 기술이다. 최근의 3D 프린팅 기술은 프린팅 속도의 향상과 적용 가능 소재의 지속적인 개발에 의해 양산형 제품 생산이 가능한 수준으로 발전하였다. 본 연구에서는 레이저를 활용한 3D 프린팅 기술을 적용하여 철도 차량용 공기 압축기에 쓰이는 열교환기 제작을 진행하였다. 먼저 3D 프린팅에 적합한 형상으로 경량화 및 컴팩트화를 주안점으로 열교환기의 최적 설계를 진행하였다. 그로부터 도출된 설계안을 기반으로 SLM 기법을 적용하여 AlSi10Mg 합금 소재로 열교환기 시작품을 제작하였다. 다음으로, 제작된 시작품을 기존 공기 압축기에 부착하여, 압축공기의 열교환 성능을 시험하였다. 3D 프린팅 시작품의 시험 결과는 기존 열교환기 대비하여 저압부와 고압부에서 열교환 성능은 각각 약 80% 및 85% 수준을 보였다, 하지만 외부 냉각공기 조건을 기존 열교환기와 유사한 조건으로 가정하였을 때 𝓔-NTU 법을 활용하여 계산한 열전달량은 기존 열교환기 대비하여 유사한 성능을 보여 주었다. 결과적으로, 3D 프린팅 제작 열교환기의 성능 효과 및 경량화 등의 장점을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.618-624
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• 2017

현재 서울 및 대부분의 광역도시에서 운영 중인 전동차는 출퇴근시 높은 혼잡도로 인해 열차 운행시간이 상습적으로 지연되고 있는 실정이다. 그 중 정차역에서 승객들의 승하차 시간에 따른 지연 효과도 큰 영향을 미친다. 이번 연구에서는 승객 승하차 시간을 단축시킴으로써 도시철도의 표정속도를 향상시킬 수 있는 방안으로 광폭 출입문 시스템 개발을 수행하였다. 먼저 광폭 출입문의 폭을 정의하기 위해 시험을 통하여 크기별 시간 단축 효과를 확인하고, 주변 기기와의 간섭 효과를 고려하여 열차의 정위치 정차 성능 향상을 조건으로 최적 사이즈를 정의하였다. 그리고 출입문 크기의 변경으로 인한 차량구체의 구조 특성이 바뀌게 되므로 구조 해석을 통해 구조 안정성을 확인하였다. 다음으로 광폭 출입문 시스템의 상세 설계를 진행하고 시작품을 제작하였으며 기능 시험과 내구 시험을 진행하여 제시한 설계안의 타당성을 검증하였다. 본 연구의 체계적인 개발 과정을 통해 향후 표정속도 향상을 위한 방안으로 광폭 출입문 적용시 출입문 크기 정의부터 시스템 제작까지 설계 자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.532-542
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• 2018

자기부상열차는 비접촉자기부상과 안내 및 추진 시스템을 이용하므로 안전한 고속주행이 가능할 뿐만 아니라 진동이 적으므로 주행안정성에도 탁월하다. 최근 우리나라도 자기부상열차개발을 국가성장산업으로 지정하면서 자기부상열차의 시범제작과 시범운행을 시도하였으며 이에 대한 연구와 투자가 진행되고 있다. 본 연구는 고속주행으로 발생하는 각 모듈의 동적 응답의 상호관계를 분석하는 것이 연구목적이므로 주행속도, 노면조도, 현가장치의 물성치, 교량거더의 강성비 등 동적효과에 영향을 주는 주요변수들의 변화에 따라 동적응답들의 상호관계를 연구범위로 선택하였다. 따라서 콘크리트 박스거더교를 교량모델로 선택하였고 국내 생산중인 부상열차와 레일형식을 각각 이동열차하중과 가이드웨이 해석모델로 선택하였다. 해석결과 처짐 제한을 2000분의 L로 제시한 단면을 가진 자기부상열차용 교량의 고유진동수는 일반교량에 비해 높다는 것을 알 수 있다. 일반교량구조에서와 같이 자기부상열차용 철도교도 이동속도에 따른 거더의 동적응답은 속도에 비례하여 크게 증가함을 알 수 있다. 설계기준은 이동속도와 관계없이 10%의 충격계수로 동적효과를 나타내므로 설계기준의 값과 적용범위는 검증이 요구된다. 거더의 동적응답은 시속 240km/h에서 극대 값을 가지며 이후 속도증가에 따라 비례하여 증가함을 알 수 있다. 본 연구의 해석결과들은 자기부상열차용 철도교 설계에 적용할 수 있으며 설계기준을 확인하거나 검증할 때 기본 자료를 제공해 줄 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제28권2호
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• pp.152-159
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• 2014

KRISO(Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering) designed and manufactured a pilot mining robot called "MineRo" in 2012. MineRo is composed of four track modules. In general, much time and money are needed for deep-sea tests. Therefore, a numerical analysis to predict the dynamic behaviors has to be performed before a deep-sea test. In the numerical analysis, the information about the mining robot and soil properties are the most important factors to analyze the driving performance and dynamic response of MineRo. A terra-mechanics model of extremely cohesive soft soil is implemented in the form of the relationships between the normal pressure and sinkage, and between the shear stress and shear displacement. It is possible to acquire information about MineRo from the CAD model in the design phase. The Wong model is applied to the terra-mechanics model. This model is necessary to acquire many soil coefficients for a numerical analysis. However, in soil testing, the amount of soil property data obtained is limited. Moreover, it is difficult to analyze all of the cases for the many soil coefficients. In this paper, the dynamic behaviors of MineRo are analyzed according to the driving velocity, steering ratio, and variable extremely cohesive soft soil properties using a table of orthogonal arrays. The dynamic responses of MineRo are the turning radius, sinkage, and slip ratio. The relationships between the dynamic responses and variable soil properties are derived for MineRo.

• 한국식품영양과학회지
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• 제38권12호
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• pp.1724-1731
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• 2009

마카, 홍삼, 남가새 추출물을 일정한 무게 비율로 혼합하여 발효시켜 얻어진 식물추출복합발효물(MP119)이 성기능에 미치는 영향을 조사하였다. ACE(angiotensin converting enzyme)과 PDE(phosphodiesterase)에 대한 저해효과를 통해 혈액순환부진 개선 및 cGMP 농도에 의한 발기능 개선에 미치는 효과를 측정하였다. MP119의 ACE 저해효과를 측정한 결과 $IC_{50}$값이 241.3${\pm}$35.5 ppm, PDE 저해효과를 측정한 결과 $IC_{50}$값이 372.2${\pm}$33.8 ppm으로 나타나 혈관확장으로 인한 혈류량 증가 및 cGMP농도 증가에 영향을 줄 수 있을 것으로 예상된다. MP119는 마우스 정소세포인 TM3 cell에 유의성 있는 독성이 나타나지 않았으며, TM3 cell에 농도별로 처리했을 때 세포배양액으로부터 대조군과 비교하여 최대 20.11% 증가한 testosterone 농도를 확인하였다. 또한 HUVEC에 농도별로 처리했을 때 NO생산량이 MP119 처리 농도가 증가할수록 유의성 있게 증가하였다. 웅성마우스에 MP119를 7일간 경구투여 후 생식장기의 무게와 정자수를 측정하고, MP119를 경구투여한 후 염화카드뮴을 투여하여 생식장기의 무게와 정자수를 측정하였다. 또한 실험쥐로부터 혈청을 분리하여 혈청 내 testosterone과 cGMP를 측정하였다. 그 결과 MP119의 투여를 통해 생식장기의 무게 변화 없이 정자수 증가에 도움을 준다는 것을 확인하였으며, 더불어 혈청 내 testosterone 및 cGMP의 농도 역시 증가하였다. MP119를 투여한 후 염화카드뮴을 투여한 실험군에서 역시 정자수 및 혈청 내 testosterone, cGMP 농도 증가를 나타내었으므로 결과적으로 MP119가 염화카드뮴의 독성예방 및 치료에 효과적임을 확인하였다.

• 동의신경정신과학회지
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• 제9궈1호
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• pp.1-24
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• 1998

The effects of Hyungbangjiwhangrang on the enhancement of learning and memory of AD model rats were studied with Morris water maze and radial arm maze. Sample group was electrolytically lesioned on nbM, and then daily treated with the medicine for two months. Control group with nbM lesion, and sham group with the sham operation were treated the vehicle for same duration. The following results were observed.1. As the learning trials of Morris water maze processed repeatedly, sham group achiened 201.64${\pm}$33.13 seconds in 1st trial, 153.14${\pm}$61.80 seconds in 2nd, 106.21${\pm}$46.81 seconds in 3rd, 76.64${\pm}$48.40 seconds in 4th, and 52.29${\pm}$38.25 seconds in 5th. The control group achieved 224.08${\pm}$29.16 in 1st trial, 191.77${\pm}$67.97 seconds in 2nd, 177.77${\pm}$65.44 seconds in 3rd, 140.92${\pm}$68.27 seconds in 4th, and 126.46${\pm}$79.15 seconds in 5th. The sample group achieved 223.36${\pm}$23.33 seconds in 1st trial, 215.86${\pm}$38.93 seconds in 2nd, 190.79${\pm}$51.57 seconds in 3rd, 155.79${\pm}$62.67 seconds in 4th, and 127.93${\pm}$62.11 seconds in 5th. Therefore, these data shows that all three groups were improved in learning capacity as trials were repeated, but the shame group showed prominent improvement in learning compared with the control group(p<0.05).2. In memory retention test of Morris water maze that counts the staying time in the target area, sham group stayed for 15.36${\pm}$5.39 seconds, the control group stayed for 5.54${\pm}$5.64 seconds, and the sample group stayed for 7.43${\pm}$6.09 seconds. The analysis of the memory retention data shows that the sham group marked more significant improvement stati- stically in memory retention compared with the control group(p<0.05).3. In the learning of radial arm maze, the number and rate of animals that arrive the learning criteria amounted 12 out of 14, 85.7% in sham group, 4 out of 13, 30.8% in the control group, and 10 out of 14, 71.4% in the sample group So, the sample group shows better learning capacity significantly compared with the control group(p<0.05). With the experimental results above, Hyungbangjiwhangtang can be supposed to have the improving effects on the learning and memory of AD rats induced by eletronical injury of nbM.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.337-346
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• 2020

도심권의 교통 집중과 정체로 인하여 지하 공간 활용성이 필요함에 따라 지하구조물에 대한 연구가 늘어나고 있다. 그 중 복층터널은 지하구조물을 대표 할 수 있다. 복층터널은 중간슬래브를 기준으로 상, 하부 차도를 구분하여 운영하고 있다. 중간슬래브는 차량의 하중 및 지진하중에 의하여 동적거동을 한다. 특히 지진의 의한 응답특성은 하중의 크기 및 작용 메커니즘이 매우 복잡하고 이론적 접근이 어려워 실험적 연구가 필요하다. 본 연구에서는 붕괴방지 내진 1등급의 복층터널 중간슬래브에 진동 감쇠 고무받침 유무에 따른 안정성 평가를 실시하는데 목적을 두고 있다. 본 진동대 실험에서는 상사율 1/4을 적용하였으며, 모형실험에서 지반과 모형의 일체거동을 묘사하기 위하여 라이닝과 진동대판을 고정시켰으며 이를 통해서 상대거동을 최소화 하였다. 실험대상은 가상복층터널 TBM 표준단면으로 정했다. 기반암에 가해지는 지반운동 수준을 0.154 g (붕괴방지 수준 내진 1등급 인공지진파)이며 이 가속도를 최대로 하는 지진파를 진동대 입력(기반암)에 작용시켜 모형에 증폭현상을 분석하고 진동 감쇠 고무받침 유무에 따른 중간슬래브의 내진 안정성에 대해 평가 분석 하였다. 그 결과, 지진 감쇠 고무받침 유무에 따라서 지진 가속도 감쇠 효과가 최대 40% 이상 있음을 알 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.638-644
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• 2018

본 논문에서는 플라스틱 Scintillator와 NaI(TI) 검출기를 이용하여 움직이는 차량 적재물에 존재하는 다수의 방사선원 위치를 3차원으로 판별하는 측정시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 방사선량 측정용 플라스틱 Scintillator, 2채널 펄스 카운터, 핵종 분석용 NaI(TI) 검출기 및 1채널 MCA Board 등으로 구성된다. 방사선원 위치판별 알고리즘은 방사선량의 거리의 자승에 반비례한 특성($1/r^2$)과 장치와의 각도(${\theta}$)에 따른 보상을 통해 계산된 방사선원의 CPS 값의 비율을 SVM 분류를 통하여 방사선원의 위치(X, Y)를 구할 수 있다. (Z) 좌표 값은 단위 시간당 움직이는 대상체의 속도에 따라 정해지게 되며 이는 단위주기당 백그라운드 스펙트럼을 제외한 순수 핵종의 스펙트럼을 분석한 후 핵종 유무 판별을 진행한 뒤 해당 핵종의 위치를 판별하게 된다. 본 논문에서 제안한 시스템의 위치 판별 실험 결과 ${\pm}1m$ 이내의 국제표준오차를 나타내었다. 따라서 본 논문에서 제안한 시스템의 유효성이 입증되었다.