• 제목/요약/키워드: essential matrix

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복합복원기술 개발을 위한 설계안 : 중금속 오염토양을 위한 토양세척과 토양파쇄의 통합 사례 연구 (Design Scheme to Develop Integrated Remediation Technology: Case Study of Integration of Soil Flushing and Pneumatic Fracturing for Metal Contaminated Soil)

  • 정덕영;양재의
    • 한국토양비료학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.29-37
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    • 2006
  • 중금속으로 오염된 농경지 토양을 효과적으로 보권하기 위해서는 토양 매체내에서 반응과정을 거치는 중금속의 동태와 이동성에 따라 한 가지 이상의 복원기술이 선택되어야 한다. 오염토양 복원 시 중요한 토양의 물질적 수리적 요인은 투수성, 공극성, 토성과 토양조직, 오염물질의 형태와 농도, 오염물질의 동태와 이동특성이다. 따라서 중금속으로 오염된 농경지 토양에 적용할 수 있는 복합복원기술 개발 방법을 기존의 사용하고 있는 적용 가능한 화학적 기술과 물리적 기술을 중심으로 검토하여 보았다. 심층토내 중금속을 제거하는 화학적 기술로서 토양세척이 있으나 이러한 단일 기술로는 효과적 복원이 어렵다. 따라서 토양세척기술이 가지고 있는 단점을 보완하기 위한 물리적 기술로 토양파쇄 기술이 있다. 그러나 토양세척과 토양파쇄 기술은 혼용하여 오염토양에 적용할 지라도 오염물질제거율은 높은 이류 흐름 지역에서는 확산유동에 의해 비율제한적으로 된다. 그러므로 선택된 두 가지 기술을 현장에서 효과적으로 적용하기 위해서는 오염토양 복원 시 공정별로 각각의 기술이 가지는 장단점을 파악하기 위해서는 기존 현장에서 기술 적용 시 발견된 문제점과 요인들을 검토하여야 한다. 또한 복원의 효율을 예측하기 위해서는 오염물질의 역학적 탈착, 유동과 이동을 포함하는 예상수학모형을 통해 오염토양의 이질성과 복합 반응에 의한 실질 심층토내에서의 유동 경로 정확한 특성을 파악하여야 한다.

유한요소해석을 이용한 CFRP 자전거 프레임의 설계 및 성능 평가 (Utilization of Finite Element Analysis in Design and Performance Evaluation of CFRP Bicycle Frames)

  • 이용성;신기훈;정성균;최웅재;김영근;박경래;김홍석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권1호
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    • pp.121-127
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    • 2013
  • 최근 경량 자전거에 대한 요구가 지속적으로 증가함에 따라 탄소섬유 복합재료가 자전거 프레임 및 부품 제작에 널리 활용되고 있다. 복합재료는 일반적인 등방성 재료와는 달리 적층판의 방향과 순서에 따라 그 구조적인 특성이 변화하기 때문에 복합재료 자전거의 디자인을 검증하기 위해서는 구조 해석을 수행하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 CFRP 소재를 적용하여 자전거 프레임을 설계하였고, 유한요소해석을 통하여 그 구조적 성능을 분석하였다. 다양한 적층 순서와 하중조건 하에서 섬유와 매트릭스의 파손지수를 측정함으로써 복합재의 적층 조건이 자전거의 구조 강도에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 취약 부분은 추가적인 복합재 적층판을 이용하여 보강함으로써 자전거 프레임의 구조적 안전성을 확보할 수 있었다.

오프라인 프로그래밍을 위한 3차원 레이저 스캐닝 시스템 기반의 로봇 캘리브레이션 방법 개발 (Development of robot calibration method based on 3D laser scanning system for Off-Line Programming)

  • 김현수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.16-22
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    • 2019
  • 로봇을 적용한 자동화 생산 라인에서 로봇 셋업 시 시뮬레이션을 통한 Off-Line Programming(OLP)과 로봇 캘리브레이션은 작업 시간을 단축하고 양산 전부터 생산 품질을 관리하기 위해 필수적이다. 본 연구에서는 상용 3D 스캐너를 사용하여 생산 라인의 CAD 데이터와 현장의 3차원 측정 스캔 데이터를 정합하는 로봇 캘리브레이션 방법을 개발하였다. 제안한 방법은 Iterative Closest Point(ICP) 알고리즘을 통해 두 개의 3차원 점군 데이터를 정합하여 로봇을 교정한다. 정합은 3단계로 수행한다. 먼저 CAD 데이터로부터 3개의 평면으로 연결된 꼭짓점을 특징점으로 추출한다. 추출한 특징점 주변에 위치한 스캔 점군데이터로부터 평면을 재구성하여 대응하는 특징점을 생성한다. 마지막으로 ICP 알고리즘을 통해 추출한 특징점들 간의 거리를 최소화하여 위치 변환 행렬을 계산한다. 자동차 차체 조립라인의 스팟용접 로봇 설치에 제안한 방법을 적용한 결과 스팟용접에서 일반적으로 요구하는 정밀도 1.5mm 수준으로 로봇의 위치 및 자세를 캘리브레이션 할 수 있었으며, 기존에 레이저 트래커를 사용하면 로봇 한 대당 5시간 이상 소요되던 셋업 시간은 40분 이내로 단축할 수 있었다. 개발한 시스템을 사용하면 차체 스팟 용접에 필요한 정밀도를 유지하면서 자동차 차체 조립 라인의 OLP 작업시간을 단축하여, 로봇 정밀 티칭 시간을 단축하여, 생산제품의 품질 향상 및 불량률을 최소화할 수 있다.

반복-직접 희소 솔버 조합에 의한 대규모 유한요소 모델의 주파수 영역 해석의 계산 효율 (Computational Efficiency on Frequency Domain Analysis of Large-scale Finite Element Model by Combination of Iterative and Direct Sparse Solver)

  • 조정래;조근희
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권2호
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    • pp.117-124
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    • 2019
  • 대규모 유한요소 모델을 빠르게 해석하기는 위해서 병렬 희소 솔버를 필수적으로 적용해야 한다. 이 논문에서는 미세하게 변화하는 시스템 행렬을 대상으로 연속적으로 해를 구해야 하는 문제에서 효율적으로 적용가능한 반복-직접 희소 솔버 조합 기법을 소개한다. 반복-직접 희소 솔버 조합 기법은 병렬 희소 솔버 패키지인 PARDISO에 제안 및 구현된 기법으로 새롭게 행렬값이 갱신된 선형 시스템의 해를 구할 때 이전 선형 시스템에 적용된 직접 희소 솔버의 행렬 분해(factorization) 결과를 Krylov 반복 희소 솔버의 preconditioner로 활용하는 방법을 의미한다. PARDISO에서는 미리 설정된 반복 회수까지 해가 수렴하지 않으면 직접 희소 솔버로 해를 구하며, 이후 이어지는 갱신된 선형 시스템의 해를 구할 때는 최종적으로 사용된 직법 희소 솔버의 행렬 분해 결과를 preconditioner로 사용한다. 이 연구에서는 첫 번째 Krylov 반복 단계에서 소요되는 시간을 동적으로 계산하여 최대 반복 회수를 설정하는 기법을 제안하였으며, 주파수 영역 해석에 적용하여 그 효과를 검증하였다.

A Prospective, Multi-Center, Double-Blind, Randomized Study to Evaluate the Efficacy and Safety of the Synthetic Bone Graft Material DBM Gel with rhBMP-2 versus DBM Gel Used during the TLIF Procedure in Patients with Lumbar Disc Disease

  • Hyun, Seung-Jae;Yoon, Seung Hwan;Kim, Joo Han;Oh, Jae Keun;Lee, Chang-Hyun;Shin, Jun Jae;Kang, Jiin;Ha, Yoon
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제64권4호
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    • pp.562-574
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    • 2021
  • Objective : This study is to evaluate the efficacy and safety of demineralized bone matrix (DBM) gel versus DBM gel with recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) used in transforaminal lumbar interbody fusion (TLIF). Methods : This study was designed as a prospective, multi-center, double-blind method, randomized study. All randomized subjects underwent TLIF with DBM gel with rhBMP-2 group (40 patients) as an experimental group or DBM gel group (36 patients) as a control group. Post-operative observations were performed at 12, 24, and 48 weeks. The spinal fusion rate on computed tomography scans and X-rays films, Visual analog scale pain scores, Oswestry disability index and SF-36 quality of life (QOL) scores were used for the efficacy evaluation. The incidence rate of adverse device effects (ADEs) and serious adverse device effects (SADEs) were used for safety evaluation. Results : The spinal fusion rate at 12 weeks for the DBM gel with rhBMP-2 group was higher with 73.68% compared to 58.82% for the DBM gel group. The 24 and 48 weeks were 72.22% and 82.86% for the DBM gel with rhBMP-2 group and 78.79% and 78.13%, respectively, for the DBM gel group. However, there were no significant differences between two groups in the spinal fusion rate at 12, 24, and 48 weeks post-treatment (p=0.1817, p=0.5272, p=0.6247). There was no significant difference between the two groups in the incidence rate of ADEs (p=0.3836). For ADEs in the experimental group, 'Pyrexia' (5.00%) was the most common ADE, followed by 'Hypesthesia', 'Paresthesia', 'Transient peripheral paralysis', 'Spondylitis' and 'Insomnia' (2.50%, respectively). ADEs reported in control group included 'Pyrexia', 'Chest discomfort', 'Pain', 'Osteoarthritis', 'Nephropathy toxic', 'Neurogenic bladder', 'Liver function analyses' and 'Urticaria' (2.86%, respectively). There was no significant difference between the two groups in the incidence rate of SADEs (p=0.6594). For SADE in the experimental group, ''Pyrexia' and 'Spondylitis' were 2.50%. SADE reported in the control group included 'Chest discomfort', 'Osteoarthritis' and 'Neurogenic bladder'. All SADEs described above were resolved after medical treatment. Conclusion : This study demonstrated that the spinal fusion rates of DBM gel group and DBM gel with rhBMP-2 group were not significantly different. But, this study provides knowledge regarding the earlier postoperative effect of rhBMP-2 containing DBM gel and also supports the idea that the longer term follow-up results are essential to confirm the safety and effectiveness.

3 Tesla MRI에서 트랙토그래피 분석을 이용한 시상 탐색 (Exploring the Thalamus of the Human Brain using Tractography Analysis at 3Tesla MRI)

  • 임상진;김주연;백현만
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.555-564
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    • 2021
  • 시상은 신경 기능 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 뇌의 중앙에 위치한 시상은 수면, 각성, 감정 조절에 관여하며, 다발성 경화증, 본태성 떨림, 파킨슨병과 같은 신경퇴행성 질환과 관련이 있는 것으로 보고되고 있다. 또한, 시상의 철 침전물이 나이가 들면서 우울 증상을 유발할 수 있다는 보고가 있다. 연구 간에 차이가 있지만, 시상과 감정 조절, 처리 등의 신경 기능이 밀접한 관계가 있어 시상 영역이 신경 장애에 분명한 영향을 미친다고 추론할 수 있다. Tractography 분석을 통해 각 피질하 영역의 세부 영역 간의 연결성을 매트릭스 형태로 조사하여 강한 연결성과 약한 반구간 연결성을 보였다. 60세 이상 그룹에서 시상의 WM 연결성이 두 그룹보다 약한 것으로 나타났다. 두 그룹을 비교한 결과 젊은 그룹(10-39세 및 40-59세)가 60세 이상 그룹보다 연결 강도가 높았고 각 반구에서 3개의 연결 경로에서 통계적으로 유의한 차이가 발견되었다. 노화로 인한 시상 관련 연결 강도의 감소는 불안 및 우울증과 같은 정서적 및 신경학적 장애에 영향을 미칠 수 있으며 네트워크 측정은 임상 조건 전반에 걸쳐 인지 장애를 평가하는 데 도움이 될 수 있음을 보여주었다.

GIS를 활용한 해양활동공간 중첩구역 산출 자동화 모형개발 (Development of an Automated Model for Selecting Overlapping Areas of Marine Activity Zone using GIS)

  • 김범규;박용길;최현우;김태훈
    • 한국지리정보학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.59-73
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    • 2022
  • 현재 해양은 이용과 보전간의 갈등이 심화되고 있어 이를 해양공간의 핵심가치별로 사전에 정의하여 관리하는 실효적인 방법의 도입이 필수적이다. 이에 해양공간계획을 통해 해양을 9개의 용도구역으로 구획하여 관리하도록 하고 있지만 대상 해양공간에서 상호 배타적인 활동이 중첩되는 공간에 대한 분석은 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 해양의 핵심가치가 상충되는 공간을 도출하기 위한 자동화 모형을 개발하였다. 해양활동을 분석하기 위해 가용 가능한 해양활동 자료를 수집하고 이중 상호배타적인 해양활동의 분석에 필요한 항목을 도출하였다. 도출된 항목을 법정구역과 특성구역으로 분류한 후 중첩이 발생할 시 우선순위를 지정하기 위해 항목간의 쌍대비교를 통한 상충분석표를 제작하였다. 지정된 우선순위를 바탕으로 자동화 모델을 개발하여 해양의 활동이 상충되는 해역을 도출하여 가시화하고 상충되는 면적을 산출하였다. 이를 활용하여 해양공간계획을 수립함에 있어 주요 이슈가 발생하는 해역을 명확하게 도출하여 의사결정의 효율성을 높일 수 있을 것이라 판단된다.

PET-CT Normalization, Well Counter Correction에 따른 팬텀을 이용한 영상 평가 (Evaluation of Image for Phantom according to Normalization, Well Counter Correction in PET-CT)

  • 이충운;유연욱;문종운;김윤철
    • 핵의학기술
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    • 제27권1호
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    • pp.47-54
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    • 2023
  • Purpose PET-CT imaging require an appropriate quality assurance system to achieve high efficiency and reliability. Quality control is essential for improving the quality of care and patient safety. Currently, there are performance evaluation methods of UN2-1994 and UN2-2001 proposed by NEMA and IEC for PET-CT image evaluation. In this study, we compare phantom images with the same experiments before and after PET-CT 3D normalization and well counter correction and evaluate the usefulness of quality control. Materials and methods Discovery 690 (General Electric Healthcare, USA) PET-CT equiptment was used to perform 3D normalization and well counter correction as recommended by GE Healthcare. Based on the recovery coefficients for the six spheres of the NEMA IEC Body Phantom recommended by the EARL. 20kBq/㎖ of 18F was injected into the sphere of the phantom and 2kBq/㎖ of 18F was injected into the body of phantom. PET-CT scan was performed with a radioacitivity ratio of 10:1. Images were reconstructed by appliying TOF+PSF+TOF, OSEM+PSF, OSEM and Gaussian filter 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6,5 mm with matrix size 128×128, slice thickness 3.75 mm, iteration 2, subset 16 conditions. The PET image was attenuation corrected using the CT images and analyzed using software program AW 4.7 (General Electric Healthcare, USA). The ROI was set to fit 6 spheres in the CT image, RC (Recovery Coefficient) was measured after fusion of PET and CT. Statistical analysis was performed wilcoxon signed rank test using R. Results Overall, after the quality control items were performed, the recovery coefficient of the phantom image increased and measured. Recovery coefficient according to the image reconstruction increased in the order TOF+PSF, TOF, OSEM+PSF, before and after quality control, RCmax increased by OSEM 0.13, OSEM+PSF 0.16, TOF 0.16, TOF+PSF 0.15 and RCmean increased by OSEM 0.09, OSEM+PSF 0.09, TOF 0.106, TOF+PSF 0.10. Both groups showed a statistically significant difference in Wilcoxon signed rank test results (P value<0.001). Conclusion PET-CT system require quality assurance to achieve high efficiency and reliability. Standardized intervals and procedures should be followed for quality control. We hope that this study will be a good opportunity to think about the importance of quality control in PET-CT

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관광객 공유한 사진 및 머신 러닝을 활용한 도시 색채 특성 분석 연구 - 중국 대리시를 대상으로 - (Research on Characterizing Urban Color Analysis based on Tourists-Shared Photos and Machine Learning - Focused on Dali City, China -)

  • 인샤오옌;정태열
    • 한국조경학회지
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    • 제52권2호
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    • pp.39-50
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    • 2024
  • 색채는 중요한 시각적 요소로서 도시 이미지와 사람들의 인식 형성에 중요한 영향을 미친다. 도시환경에서 색채를 정량적으로 분석하는 작업은 복잡한 과정을 필요로 하여 과거에는 실행하기가 어려웠다. 그러나 최근 머신 러닝 기술의 급속한 발전으로 관광객이 공유한 사진을 이용하여 도시 색채를 분석하는 것이 가능해졌다. 본 연구는 중국의 인기 관광지인 대리시를 사례로 선정하여 관광객이 공유한 대리시의 사진을 수집하였으며, 머신 러닝 기술을 결합하여 대규모 도시 색채를 측정하는 방법을 탐색하였다. 구체적으로는 먼저 DeepLabv3+ 모델을 사용하여 ADE20k 데이터 셋을 기반으로 관광객이 공유한 사진의 의미 분할을 수행하여 사진에서 인공 요소를 분리했다. 다음으로 K-means 클러스터링 알고리즘을 사용하여 대리시의 인공 요소의 주요 색상을 추출하고, 이러한 색상 간의 상관관계를 분석하기 위해 인접 매트릭스를 구축했다. 연구 결과에 따르면 대리시의 인공 요소의 주요 색상은 주황-회색이 가장 높은 비율을 차지한다. 또한, 회색 계열의 색상이 다른 색상과 자주 조합되어 사용되는 경향이 있다. 분석에 따르면 대리시의 인공 요소의 색채 특성은 지역의 민족 문화와 불교 문화의 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구는 색채 분석을 위한 새로운 접근 방법을 제공하며, 연구 결과는 대리시가 관광객의 기대에 부합하는 도시 색채 이미지를 형성하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 향후 대리시의 색채 계획을 위한 참고 자료를 제공하고자 한다.

다양한 이론적 도시규모에서의 습지 보전을 위한 게임 이론 적용 (Game Theory Application in Wetland Conservation Across Various Hypothetical City Sizes)

  • 임란영;김지윤;도윤호
    • 한국습지학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.10-20
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    • 2024
  • 습지의 보전 및 복원은 지속 가능한 인간 사회와 환경을 위한 필수적 과제로, 생물다양성 유지, 자연재해 저감, 기후 변화 완화 등 중요한 혜택을 제공한다. 본 연구는 습지 복원 및 조성을 위한 다양한 이해관계자들 간의 전략적 상호작용과 이익을 게임 이론을 통해 분석하고, 정책 결정에 중요한 근거를 제공하고자 한다. 이 연구에서는 대도시, 중소도시, 소도시의 세 가지 도시 유형에 대해 가상의 상황을 설정하고, 정부, 개발회사, 환경단체, 지역 주민 등의 이해관계자를 정의하였다. 각 이해관계자별 전략적 선택 사항을 도출하고, 습지생태 전문가들의 논의를 통해 보수행렬을 설정하였다. 이후 비협력적 게임 이론을 적용하여 내쉬 균형과 파레토 효율성을 분석하였다. 대도시에서는 '습지 보존'과 '친환경 개발', 중소도시에서는 다양한 전략들, 그리고 소도시에서는 '친환경 개발'이 이해당사자 모두에게 이득이 되는 해결책으로 나타났다. 파레토 효율성 분석 결과, 각 도시 유형별로 습지 관리와 관련하여 이해당사자들 간의 최적의 해결책이 어떻게 달라질 수 있는지를 보여주었다. 도시 유형별로 습지 보존, 친환경 개발, 습지 복원 사업이 각각 중요하게 부각되었다. 이에 따라 정책 입안자들은 환경 보호와 도시 개발의 조화를 이루는 규제와 인센티브를 마련하고, 지역 사회의 참여를 촉진하는 프로그램을 고려해야 한다. 이해당사자별 역할과 전략을 통해 습지 보존과 지역 경제 발전을 동시에 촉진하는 방안을 모색해야 한다. 전략별 장단점을 이해하고, 이를 바탕으로 보다 효과적인 정책 결정을 내리는 것이 중요하다.