• 멤브레인
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• 제27권2호
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• pp.154-166
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• 2017

식품 포장, 전자 기기 등에 활용되고 있는 고분자 기반 기체 차단성 필름은 경량성, 낮은 제조 원가, 높은 가공성으로 인하여 많은 주목을 받고 있다. 특히 전자기기에 활용되기 위하여, 기체 차단 필름은 매우 높은 수준의 기체 차단성을 요구받고 있다. 하지만 현재 수준의 고분자 기반 기체 차단 필름은 다른 소재와 비교하여 상대적으로 높은 수준의 기체 투과유량을 보이고 있다. 따라서 기존의 고분자 필름이 가지고 있는 장점을 유지하면서 더 높은 수준의 기체 차단성을 부여하기 위한 요구가 증대되고 있다. 최근 그래핀 소재는 기체 차단을 위한 2차원 소재로서 각광받고 있다. 그러나 그래핀 소재의 낮은 가공성과 어려운 대면적화 문제 때문에 산화그래핀이 그 대안으로서 떠오르고 있다. 산화그래핀은 높은 종횡비를 가지는 2차원 층상구조의 그래핀에 산소관능기를 함유한 형태로서, 수용성 혹은 극성 용매에 잘 분산되는 성질을 가지며, 따라서 대량 생산에 용이한 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는, 산화그래핀이 함유된 폴리이미드 나노복합막을 제조하였다. 폴리이미드는 현재 널리 이용되고 있는 기체 차단성 고분자 중의 하나로서 높은 기계적 강도, 열적 안정성 및 내화학성을 가지고 있다. 본 연구를 통하여 산화그래핀이 함유된 폴리이미드 나노복합막이 기체 차단성을 가지고 있음을 확인하였다. 더 나아가, Triton X-100이나 sodium deoxycholate (SDC) 등의 계면활성제를 나노복합막에 도입함으로써 산화그래핀의 고분자 매트릭스 내에서의 분산성을 향상시켜 기체 차단성을 높이고자 하였다. 그 결과로서, Triton X-100이 도입된 나노복합막이 예상치와 유사한, 향상된 기체 차단성을 보임을 확인하였다. 본 연구를 기반으로 고분자 기반 나노복합막의 기체 차단성 분야로의 활용성이 증대될 것으로 기대한다.

• 지질공학
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• 제18권3호
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• pp.331-338
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• 2008

다양한 조건의 관정에 지하수를 채수할 수 있는 샘플러를 개발하고 평가하였다. 이 샘플러는 공압 튜브, 공압 실린더, 주사기 바늘 그리고 샘플병으로 구성되며, 공기압을 동력원으로 사용한다. 공압 실린더는 주사기 바늘을 샘플병의 고무마개에 관통시키는 기능을 담당하며, 샘플병 고무마개를 관통한 주사기 바늘은 샘플병으로의 지하수 유입 통로 역할을 담당한다. 샘플러 현장시험은 해수의 영향으로 수질이 주기적으로 변화하는 제주 한동지역의 해수침투 관측정을 대상으로 하였다. 샘플러의 내부와 외부에 CTD Diver를 장착하고 관정내 동일 심도에서의 샘플링을 여러 차례 반복하면서 샘플링 단계별 전기전도도와 압력 변화를 측정하였다. 시험 결과, 샘플러를 작동시킬 때에만 지하수가 샘플러로 유입되며, 샘플러 내부와 외부에서 측정한 지하수의 전기전도도와 압력은 거의 일치하는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 이 연구에서 제시한 샘플러를 이용하여 채수한 지하수 시료들이 샘플러 설치 심도의 샘플링 시간대의 지하수 수질을 정확하게 반영하고 있음을 지시한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권5호
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• pp.427-434
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• 2003

본 논문은 음성기반 생활환경 제어장치 (Enviropmet Control System: ECS)의 개발과 적용에 대해 다룬다. 구체적으로 개발 내용은 음성인식을 통한 생활환경의 제어 장치와 음성 지원 이동형 휠체어 리프트 제어장치를 구현하였다. 구현된 시스템은 경수 손상 사지마비 환자에게 적용되었고 활용의 문제점과 장치의 사용이 장애인 및 가족에게 미치는 신체적 정신적 영향을 평가 고찰하였다. 음성 인식 시스템은 HMM기반 실시간 음성 인식 시스템을 구성하였고 임상의 적용을 평가하기 위하여 가전 기구를 제어하도록 간략화된 음성인식 모듈을 구현하여 54세 남자로 완전 제 4 경수 손상인을 대상으로 1주간 관찰하였다. 그리고 설문 조사를 통하여 Beck 우울 척도와 오락 및 사회적 관계성의 변화를 평가하였다. 또한 음성 지원 이동형 휠체어 리프트의 전동기 구동 제어 장치를 개발하고 구조 역학 해석을 통해 기계적 안정성을 평가하고 시제품을 제작 성능 시험을 하였다. 시스템의 실험 결과 95%이상의 인식률을 나타내었다. 설문조사 결과 장애인의 장치에 대한 만족도는 높은 편이고 간호의존도와 사회적 관계성의 증진을 확인할 수 있었다. 이에 더불어 간병인의 부담과 우울 경향의 감소가 있었다. 또한 음성 지원 이동형 휠체어 리프트는 구조 해석 결과, 상단 휠체어 바퀴 지지대의 재료로서의 피로 수명이 우수하고 무게 중심 이동이 안정성을 가짐을 확인하였다. 본 논문은 실시간 음성 인식 시스템과 이동형 휠체어 리프트를 이용한 장애자를 위한 생활환경 제어장치 구성의 한 예를 제시하였고, 실험을 통하여 실시간 음성인식의 중요한 활용 분야인 재활 의학 분야에서 한국형 생활환경 제어장치의 개발의 필요성을 확인하였으며 상용화를 모색의 발판이 될 것이다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제42권2호
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• pp.117-125
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• 2017

Purpose: Damage to pulse crops by wild birds is a serious problem. The damage is to such an extent that the rate of damage during the period between seeding and cotyledon stages reaches 54.6% on an average. In this study, a crop-position detection method was developed wherein infrared (IR) sensors were used to determine the cotyledon position under a vinyl mulch. Methods: IR sensors that helped measure the temperature were used to locate the cotyledons below the vinyl mulch. A single IR sensor module was installed at three locations of the crops (peanut, red lettuce, and crown daisy) in the cotyledon stage. The representative thermal response of a $16{\times}4$ pixel area was detected using this sensor in the case where the distance from the target was 25 cm. A spatial image was applied to the two-dimensional temperature distribution using a non-integral moving-average method. The collected data were first processed by taking the moving average via interpolation to determine the frame where the variance was the lowest for a resolution unit of 1.02 cm. Results: The temperature distribution was plotted corresponding to a distance of 10 cm between the crops. A clear leaf pattern of the crop was visually confirmed. However, the temperature distribution after the normalization was unclear. The image conversion and frequency-conversion graphs were obtained based on the moving average by averaging the points corresponding to a frequency of 40 Hz for 8 pixels. The most optimized resolutions at locations 1, 2, and 3 were found on 3.4, 4.1, and 5.6 Pixels, respectively. Conclusions: In this study, to solve the problem of damage caused by birds to crops in the cotyledon stage after seeding, the vinyl mulch is punched after seeding. The crops in the cotyledon stage could be accurately located using the proposed method. By conducting the experiments using the single IR sensor and a sliding mechanical device with the help of a non-integral interpolation method, the crops in the cotyledon stage could be precisely located.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.63-71
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• 2002

본 논문에서는 미국토목학회(ASCE)의 사장교에 대한 첫번째 벤치마크 문제를 이용하여 제어-구조물 상호작용을 고려한 새로운 반능동제어 기법을 제안하였다. 이 벤치마크 문제에서는 2003년 완공 예정으로 미국 Missouri주에 건설 중인 Cape Girardeau 교를 대상 구조물로 고려하였다. Cape Girardeau 교는 New Madrid 지진구역에 위치하고, Mississippi 강을 횡단하는 주요 교량이라는 점 때문에 설계단계에서부터 내진 문제를 중요하게 고려하였다. 본 연구에서는 MR 유체 감쇠기를 제어 장치로 제안하였고, clipped-optimal 알고리듬을 제어 알고리듬으로 사용하였다. 또한, 대용량 MR 유체 감쇠기 실험 결과를 이용하여, Bingham 모델, Bouc-Wen 모델, 수정된 Bouc-HWen 모델과 같이 수치해석에 이용할 수 있는 다양한 동적 모델을 개발하였다. MR 유체 감쇠기는 제어가능한 에너지 소산장치이며 구조물에 에너지를 가하지 않기 때문에 제안된 제어기법은 한정입출력 안정성이 보장된다. 수치해석을 통해, MR 유체 감쇠기를 이용한 반능동제어 기법이 사장교의 응답 감소에 효과적인 방법임을 증명하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권4호
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• pp.164-167
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• 2010

본 연구에서는 HVPE을 이용하여 sapphire(001) 기판 위에 직경 2 inch, 두께 약 1.5 mm인 bulk GaN를 성장하고, 이를 mechanical polishing을 통해 $10{\times}10,\;15{\times}15$ mm 크기의 free-standing GaN template을 제작하여 그 특성을 평가하였다. 성장된 GaN 단결정의 X-ray diffraction pattern 결과 (002) 및 (004) 면으로부터의 회절에 의한 peak가 나타났으며, (002) 면의 DCXRD(Double crystal X-Ray diffraction) rocking curve peak의 반치폭(FWHM)은 98 arcsec으로 나타났다. 제작한 GaN template는 363 nm 파장에서 sharp한 PL spectrum을 나타내었으며, 불순물 defect에 의한 yellow 영역에서의 broad peak은 관찰되지 않았으며, 제작된 GaN template표면의 etch-pit 밀도는 $5{\times}10^6/cm^2$으로 매우 낮았다. 이러한 분석결과를 통하여 성장된 GaN template는 LED 및 LD 등의 청색 발광소자 및 고온, 고출력 소자용 기판재료로 응용이 가능할 것으로 생각 된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.513-522
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• 2008

섬유복합재료의 우수한 인장 성능은 섬유가 매트릭스의 균열 면에서 가교작용을 함으로써 발현되기 때문에 섬유의 분포 특성이 복합재료의 성능에 결정적인 영향을 미치게 된다. 그러나 PVA 섬유를 보강 섬유로 사용하는 섬유복합재료의 경우 PVA 섬유와 매트릭스 사이의 낮은 명암비와 PVA의 비전도성 특징으로 인하여 섬유의 위치 및 분포특성을 정량적으로 평가히는 방법은 연구가 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 PVA 섬유를 보강 섬유로 사용하는 섬유복합재료의 섬유 분포 특성 등을 평가할 때 가장 중요한 과정인 섬유의 검출에 대하여 검출 성능을 향상 시킬 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 제안한 알고리즘은 형광 현미경을 사용하여 얻은 섬유 이미지를 유형별로 분류하고, 분류된 분류된 섬유 이미지의 특성에 따라 분수령 알고리즘 (watershed algorithm)과 형태학적 재구성 (morphological reconstruction)을 이용하여 보다 정확히 섬유를 검출하는 과정으로 구성된다. 이 과정에서 섬유 이미지를 총 5가지 유형으로 분류하였으며, 인공신경회로망(ANN)을 분류기로 활용하기 위하여 형상 특성을 나타내는 5가지 특징값 즉, $F_s$, $F_c$, $F_p$, $F_l$과 $F_{rl}$을 추출하였다. 추출된 특징값에 대한 데이터베이스를 구축하여 ANN을 학습하여 분류기를 구축함으로써 섬유의 유형을 자동으로 분류할 수 있도록 하였다. 또한 5가지 섬유 이미지 유형 중에서 잘못 검출된 섬유이미지를 분수령 알고리즘과 형태학적 재구성을 통하여 섬유를 정확히 검출할 수 있는 기법을 제안하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.749-755
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• 2016

본 연구에서는 고가의 3-D 로드셀을 대체하기 위해 1축 압축 로드셀 배열을 사용한 새로운 픽 커터 3축 절삭력 측정방법을 제안하였다. 제안한 절삭력 측정방법은 4개의 1축 압축 로드셀과 숄더 볼트를 통해 기계적 구속을 만들어 3축 절삭력을 측정할 수 있다. 유한요소해석을 통해 제안한 새로운 절삭력 측정방법을 타당성을 확인하였으며, 최종적으로 실제 선형 암반절삭 시험을 통해 제안한 새로운 측정방법의 3축 힘 측정 정확도를 확인하였다. 시험 결과 새로운 절삭력 측정방법은 상대오차가 약 6% 이내이므로, 기존의 3-D 로드셀을 대체할 수 있음을 확인하였다. 더불어, 기존 고가의 3-D 로드셀 대비 약 20-30%의 비용만으로 구축 가능하므로 절삭력 측정에 사용되는 비용을 크게 줄일 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.205-209
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• 2014

의료기기에 사용되는 고분자제품은 주로 감마선 또는 전자 빔을 이용하여 살균을 하는데, 살균에 의해 재료특성이 변화한다. 카테터에 많이 사용되는 고분자 폴리머인 poly(ether-block-amides) (PEBA)는 살균에 의한 물성변화가 더욱 심하다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 살균 후 PEBA의 물성변화를 측정하여 전자선 살균이 미치는 영향에 대해 평가하였다. PEBA에 전자선을 조사하고 노화를 촉진시켜 유효기간 동안의 변화를 확인하였다. 급속노화가 이루어진 환경은 온도가 55도, 습도가 50%인 오븐에서 수행되었다. PEBA의 경도는 polyester 함량에 따라 달라지는데 본 연구에서 사용된 PEBA 시료의 경도는 35D (soft)부터 72D (hard)였다. 전자빔 살균에 의한 PEBA의 분자량 변화와 인장강도 변화를 측정 하였다. 측정결과, 노화로 인해 분자량이 현저히 감소함을 확인 하였다. 35D 시료의 경우 분자량이 54350 g/mol에서 39250 g/mol으로 감소하였다. 또한 전자 빔에 의해 살균된 PEBA의 인장 강도 및 신장율도 현저히 감소하였다. 35D PEBA시료의 인장강도 역시 28040 kPa에서 24118 kPa로 14% 이상 감소하였다. 결론적으로 전자선 빔으로 의료용으로 사용되는 PEBA제품을 살균할 경우 물성변화가 심각하게 발생하므로 전자 빔 살균은 문제가 많음을 알 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.29-36
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• 2008

본 논문은 프레임 단위의 영상을 탐색하기 위한 이미지 코드 생성 시스템으로, 이를 위해 시스템은 영상 내에 기계판독 및 식별 가능한 코드를 생성한 후, 생성된 코드를 이미지에 삽입한다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 녹화일자, 녹화시간, 녹화장소 또는 촬영방향 등을 포함하는 녹화된 영상을 프레임 단위로 외부 노이즈에 상관없이 탐색할 수 있다. 시스템은 CCD 카메라와 전자나침반, GPS로부터 데이터를 입력받는 데이터 입력부와 GPS 위치값 및 방향값과 같은 연속된 값을 표현하기 위해 정해진 코드 생성 규칙을 적용하여 연속성을 갖는 데이터 영상코드를 생성하는 데이터 영상코드 생성부, 영상의 각 프레임에 데이터를 이미지로 삽입하는 이미지 삽입부로 구성된다. 또한 영상 내에 삽입된 이미지를 녹화과정, 복사과정 또는 보관과정에 있어서 외부로부터 추가된 노이즈에 대하여도 실시간으로 판독하며, 검색조건에 의해 영상 정보를 검색하는 영상 판독 검색부 및 제어부로 구성된다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 디코더를 이용하여 구현되었으며, 이를 이용하여 영상내에 데이터 코드를 손쉽게 삽입하고 검색할 수 있는 시스템을 제공함으로써 영상 검색에 대한 정확성과 사용 만족도를 극대화 시킬 수 있다.