• 대한원격탐사학회지
• /
• 제38권6_3호
• /
• pp.1827-1836
• /
• 2022

재난은 돌발적으로 발생하여 예측하기가 쉽지 않고 그 규모도 과거에 비해 커지고 있어 피해가 증가하고 있으며, 하나의 재난이 2차 재난으로 발전하는 경우가 많다. 재난관리의 4가지 단계 중 응급상황이 발생하는 대응단계에서 행해지는 수색과 구조 과정에서, 현장에 투입되는 인원들은 많은 위험을 감수하고 현장에 투입되고 있다. 이러한 점에서 로봇은 재난현장의 초기 대응과정에서 인명 및 재산의 피해를 줄일 수 있는 가능성이 높은 기술이다. 또한, Light Detection And Ranging (LiDAR)는 레이저를 이용하여 비교적 넓은 범위의 3차원 정보를 획득하고 정확도 및 정밀도가 높아 재난 현장의 특징을 생각할 때 매우 유용한 센서이다. 이에 본 연구에서는 로봇이 재난 현장에서 활용될 수 있도록 LiDAR와 Inertial Measurement Unit (IMU) 센서에 실시간 모니터링을 위한 컴퓨팅 보드를 결합하여 하나의 다중센서모듈 및 조사로봇 맞춤형 Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) 알고리즘을 개발하였다. 다중센서모듈이 재난 현장에서 최적의 정확도를 유지할 수 있도록 조사로봇에 안정적으로 탑재하는 방안에 대해 연구하였고, 모듈의 성능을 확인하기 위해 재난건축물 실내에서 SLAM 맵핑을 수행하여 다양한 SLAM알고리즘과 거리 비교를 수행하였다. 그 결과, 본 연구에서 개발한 PackSLAM이 낮은 오차를 나타내어 활용 가능성을 보였다. 향후 재난현장에서의 적용성을 더욱 높이기 위해 장애물이 많은 험지환경을 구축하여 다양한 실험을 수행할 예정이다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제38권6_2호
• /
• pp.1691-1707
• /
• 2022

한반도와 중국 경계에 위치한 백두산의 칼데라호인 천지호는 계절에 따라 해빙과 결빙을 반복한다. 천지 아래에는 마그마 챔버가 존재하며 마그마 챔버의 변화에 의해 온천수의 온도 및 수압 변화와 같은 화산 전조현상이 발생한다. 이에 따라, 천지호 내에서 다른 부분보다 해빙이 빠르며 결빙기에도 늦게 얼며 물표면 온도가 높은 이상지역이 존재하게 된다. 해당 이상지역은 온천수 방출 지역으로, 이상지역의 얼음변화도 값을 통해 화산활동을 모니터링 할 수 있다. 그러나 지리적, 정치적 그리고 공간적 문제로 천지의 이상지역을 주기적으로 관측하기에는 한계가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 Landsat -5/-7/-8 광학위성영상으로부터 Modified U-Net 회귀모델을 이용하여 이상지역내의 얼음변화도를 정량적으로 관측하였다. 1985년 1월 22일부터 2020년 12월 8일까지 이상지역을 갖는 83장의 Landsat 영상의 Visible and Near Infrared (VNIR)대역을 활용하였다. 얼음 변화도를 정량적으로 관측을 위해 VNIR대역에서 수체와 얼음과의 상대적인 분광반사도를 활용하여 새로운 데이터를 만들었다. 가시광선대역과 근적외선 대역이 가지고 있는 정보를 최대한 유지하기 위해 2개의 인코더를 가진 U-Net에 적용하여 얼음변화도를 관측하였으며 Root Mean Square Error (RMSE) 140, 상관계수 0.9968의 높은 예측 성능을 보여주었다. 따라서 Modified U-Net을 활용하면 추후 Landsat 영상으로부터 얼음변화도 값을 높은 정확도로 관측하므로 백두산 화산활동을 모니터링하는 방법 중 하나로 사용될 수 있으며, 다른 화산 모니터링 기법과 더불어 활용한다면 더욱 정밀한 화산감시체계 구축이 가능할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권10호
• /
• pp.761-774
• /
• 2022

가뭄과 홍수의 예측, 기후변화가 유역 유출량, 더 나아가 수질 및 생태계에 미치는 영향의 정확한 분석을 위해서는 수문 모의 과정의 불확실성을 정량화하고 최소화하기 위한 노력이 필요하다. 수문자료동화는 수문모형의 상태량이나 매개변수를 갱신(update)하여 모의 초기 조건의 가장 가능성 있는 추정치를 생성하는 기법으로, 실시간 관측 정보를 이용하여 예측 정확도를 향상시킬 수 있는 방법이다. 본 연구에서는 airGRdatassim 모형을 이용하여 앙상블 기반 순차 자료동화 기법인 앙상블 칼만 필터와 파티클 필터로 용담댐 유역에 대해 일 유출을 모의하고, 자료동화 기법별 특성을 비교 및 분석하였다. 모의 결과, Kling-Gupta efficiency (KGE) 지표가 자료동화 적용 전 0.799에서 앙상블 칼만 필터와 파티클 필터 적용시 각각 0.826, 0.933으로 향상되었다. 또한 기상 강제력 노이즈의 범위, 갱신 대상 상태량 설정, 앙상블 수 등 수문자료동화의 설정과 관련된 하이퍼-매개변수(hyper-parameter)의 불확실성이 모의 예측 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 강수 및 잠재 증발산 강제력의 오차 범위에 대한 민감도 분석 결과, 모든 모의 범위에서 파티클 필터가 앙상블 칼만 필터보다 예측 성능이 우수하였다. 파티클 필터는 기상 강제력 오차 크기가 작을수록 모의 성능이 향상되었으며, 앙상블 칼만 필터는 상대적으로 오차가 큰 경우 최적 성능이 확인되었다. 한편, 자료동화시 갱신되는 상태량의 종류를 줄일수록 자료동화에 의한 모의 성능은 감소하였다. 본 연구의 모의 실험 결과는 앙상블 자료동화를 이용하여 일 유출 모의 정확도 향상이 가능하지만, 최적 성능을 발휘하기 위해서는 수문자료동화 기법별 하이퍼-매개변수의 적정한 조정이 필요함을 함의한다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.43-51
• /
• 2022

본 연구는 참외 재배 지에서 흰가루병, 담배가루이 및 두점박이응애가 동시에 발생하였을 때 45, 40, 35℃(대조구)의 온도에서 측창으로 환기 처리 시, 온실 내 온·습도의 변화, 병충해 발생과 잎말림, 그리고 개화조절에 미치는 효과를 검토하였다. 3월 3일 '히든파워' 대목에 접붙여진 '알찬꿀' 참외를 40cm 간격으로 격리상에 심었고, 위에 언급한 병해충이 모든 처리구에서 발생한 6월 18일부터 7월 13일까지 처리하였다. 온실의 온도는 맑은 날에는 설정 온도 지점까지 증가되었고, 45℃ 환기 처리에서 고온 고습이 약 9시간 동안 유지되었다. 주간 최고 기온과 최저 상대습도 차이는 45℃ 환기 처리에서 가장 높았다. 환기 처리 11일 후에는 흰가루병과 두점박이응애 피해가 45℃ 환기 처리에서 거의 회복되었지만 40℃와 35℃에서는 그렇지 않았다. 처리 14일 후, 담배가루이와 두점박이 응애 밀도는 45℃에서 유의하게 감소하였으나 흰가루병 증상은 유의하게 감소하지는 않았다. 잎말림은 고온에서 유발되었으나 45℃에서도 심하지 않았다. 처리 26일 후, 새로 나온 줄기의 15 마디의 개화수를 조사한 결과, 45℃에서 암꽃이 전혀 나오지 않았고 수꽃은 1.2개로 나타났다. 이상의 결과는, 고온기에 45℃의 고온에서 2-3주간 환기 처리는 온실 내부의 고온 고습을 유도하여 흰가루병, 담배가루이, 두점박이응애를 통제하고, 개화를 억제하여 참외의 영양 생장을 회복할 수 있는 방법으로 사료되었다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.157-165
• /
• 2023

초음파 영상(ultrasound imaging)이란 주파수의 음파를 이용하여 서로 다른 조직의 경계에서 반사, 흡수, 굴절, 투과 등의 물리적인 작용을 일으킨다. 초음파 장비로부터 생성되는 데이터 특성상의 잡음이 많고, 실제로 관찰하고자 하는 조직의 경계가 모호해서 형태의 파악이 어렵기 때문에 개선이 필요하다. 영상 화질의 감소로 인하여 경계면이 뭉쳐 보이는 경우를 해결하기 위한 방법으로 윤곽선(edge) 강조 방법을 사용한다. 본 논문에서는 경계면을 강화시키는 방법으로 언샤프닝 마스크와 하이부스트를 이용하여 각 영상에서 고주파 부분인 경계면을 강화시켜 화질 향상을 확인하였으며 원 영상과 화질이 향상된 영상을 정량적으로 평가하기 위해 MSE, RMSE, PSNR, SNR 등으로 측정하여 각 영상에 사용한 마스크 필터링을 평가했다. 필립스의 epiq 5 g , affiniti 70 g와 알피니언의 E-cube 15 초음파 장비로부터 복부, 머리, 심장, 간, 신장, 유방, 태아 영상을 획득하였다. 알고리즘 구현에 사용된 프로그램은 MathWorks의 MATLAB R2022a으로 구현하였다. 언샤프닝과 하이부스트 마스크 배열 크기는 3×3으로 설정하였으며 윤곽선 강조 영상을 만들 때 사용하는 공간필터인 라플라시안(laplacian) 필터를 두 마스크 모두 동일하게 적용하였다. 화질 정량 평가는 ImageJ 프로그램을 사용하였다. 다양한 초음파 영상에서 마스크 필터를 적용한 결과 주관적인 화질은 원 영상에서 언샤프닝과 하이부스트 마스크를 적용하였을 경우 영상의 전반적인 윤각선이 뚜렷하게 보였으며 또한 하이부스트 마스크에서는 언샤프닝 마스크 영상보다 밝은 명암비를 보여주었다. 정량적인 영상의 품질 비교 시 원 영상보다 언샤프닝 마스크와 하이부스트 마스크를 적용한 영상의 화질이 높게 평가되었다. 간문맥, 머리, 쓸개, 신장의 영상에서는 하이부스트 마스크를 적용한 영상의 SNR, PSNR, RMSE, MAE이 높게 측정되었으며 심장, 유방, 태아 영상은 반대로 언샤프닝 마스크 적용 영상이 SNR, PSNR, RMSE, MAE 값이 높은 값으로 측정되었다. 영상에 따라 최적의 마스크를 사용하는 것이 영상 품질 향상에 도움이 될 것으로 사료되며 각 부위의 초음파 영상의 윤곽 정보를 제공하여 영상의 품질을 향상시켰다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제111권4호
• /
• pp.548-556
• /
• 2022

본 연구는 대추나무 '천황' 품종의 안정적인 결실과 수확량 증진 등 재배관리기술 기초자료를 확보하기 위해 수령(3~7년생)에 따른 생육특성, 과실특성, 결실특성, 수확량 등을 분석하였다. '천황' 품종의 평균 수고와, 수관면적, 근원경, 지하고, 주지수, 주지간거리는 각각 235.9 cm(217.4~253.8 cm), 3.5 m²(3.1~4.1 m²), 5.5 cm(4.0~7.1 cm), 70.6 cm(66.2~72.7 cm), 9.7개(8.6~10.5개), 10.4 cm(7.9~14.2 cm)인 것으로 나타났다. 상관분석 결과, 수령과 수관면적, 근원경, 지하고는 정의 상관을 보인 반면, 주지수는 음의 상관을 나타냈다. 결과모지 및 본당 평균 과실수는 각각 17.5개(16.7~18.3개) 와 170.7개(157.9~178.3개)로 나타났다. 수령 간에 결실특성(주지당 결과모지수, 결과모지당 결과지수, 결과지당 과실수, 본당 과실수)은 뚜렷한 차이가 없었는데, 이는 생육면적과 하우스 형태에 맞춰 수형을 일정한 크기로 관리하기 때문으로 판단된다. 평균 과중, 경도, 당도는 각각 28.6 g(27.7~30.3 g), 29.4 N(28.5~30.4 N)과 20.4 °brix(19.3~21.0 °brix)이었으며, 수령 간에 뚜렷한 차이는 없었다. '천황' 품종 재배시 기대할 수 있는 본당 평균 수확량은 4.9 kg(4.8~5.0 kg)으로, 수령에 따른 차이는 없는 것으로 분석되었다.

• 한국포장학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.115-125
• /
• 2022

파프리카의 다양한 온도 조건(5℃, 10℃, 20℃)에서 포장을 통한 선도 유지 효과를 검토하고자 하였다. 파프리카는 10℃정도에서 저장·유통이 적정한 것으로 알려져 있으나, 국내에서 유통은 상온에서 특별한 온도 관리 없이 이루어지고 있어 선도 유지를 위한 온도관리가 요구되고 있다. 파프라카 적색과인 '나가노알제트(Nagano RZ)' 등을 이용하여 온도에 따라 나이론 필름 포장 여부에 따른 생체중량 감소, 외관 변화 등의 품질 특성을 조사하였다. 포장을 통해서 각 온도 별로 외관에서는 포장을 한 것이 무포장보다 변화폭이 적어, 상품성 보존에 다소 효과적인 것으로 나타났으며, 온도에 따라서는 5℃와 10℃에서는 포장을 통해 선도 유지에 효과적으로 보였다. 20℃에서 필름 포장 여부에 관계없이 저장 중에 상품성이 빠르게 낮아지는 경향을 보였다. 생체중량 감소 정도는 필름 포장 여부에 따라 차이가 커서 무포장이 포장한 것보다 감소 정도가 컸으며, 온도에 따라서는 20℃가 변화폭이 컸으며, 5와 10℃순으로 나타났다. 가용성고형물과 색소, 경도 등은 저장 온도와 필름 포장 여부에 따라 복합적으로 영향을 받아 차이를 보이는 것으로 나타났다. 파프리카는 20℃보다 저장 온도가 낮은 5℃도나 10℃가 선도 유지에 효과적이었으며, 포장을 통해 무포장 보다 외관적 선도에 더욱더 품질을 유지할 수 있는 것으로 나타났다. 본 실험에서는 국내 유통환경에서 파프리카를 보다 상품성을 유지할 수 있는 선도를 보존하기 위해 포장이 필요하며, 효과적인 포장 방법에 대해서는 지속적인 탐색이 필요할 것으로 보인다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.246-254
• /
• 2022

본 연구는 급속하게 성장하는 시설농업과 동시에 증가하는 에너지 사용량 및 탄소배출량을 저감하기 위해, 온실의 에너지 부하를 동적으로 분석하기 위한 작물에너지의 다중 회귀모델 개발을 수행하였다. 온실은 연중 안정적인 대량 생산을 위한 적절한 환경을 조성하기 위해 에너지 투입이 필요하다. 도시농업의 일종인 옥상온실 플랫폼을 통해 건물에서 버려지거나 활용되지 않는 에너지를 옥상온실에서 사용할 수 있다. 옥상온실의 효율적인 운영을 위해서는 다양한 환경 조건에 대한 동적 에너지 분석이 선행되어야 하며, 온실에 도입되는 태양 에너지의 40-75%가 작물을 위한 에너지 교환이므로 필수적으로 고려되어야 한다. 한국기계연구원 내 옥상온실에서 여름철에 청경채를 재배하며 생장단계에 따른 에너지 교환을 분석하였다. 작물을 중심으로 미기상 및 양액 환경 분석과 생장 특성 조사를 수행하였다. 정식일수에 따른 엽면적지수를 추정하였으며, 개발된 수식은 결정계수 0.99로 분석되었다. 또한 작물에너지 흐름에 지배적인 잎 표면온도로부터의 현열부하와 증발산에 의한 잠열부하로 나누어 모델을 개발하였다. 엽온과 증발산량을 각각 다중 회귀모델을 이용하여 추정하고 실측한 값을 비교해 보았을 때, 평균 결정계수 0.95, 0.71로 분석되었으며, 이 모델을 이용하여 옥상온실의 에너지 부하를 동적으로 산정하기 위한 모델에 입력값으로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제54권4호
• /
• pp.437-444
• /
• 2022

본 연구에서는 국내산 양배추에 0.5, 1.0, 1.5, 2.0와 2.5% (w/w)의 천일염을 첨가하여 제조한 sauerkraut의 발효기간(0-7 days)에 따른 품질특성을 연구한 선행연구(Ji와 Kim, 2022) 결과, 가장 적숙기인 발효 4일째의 sauerkraut를 4℃ incubator에 저장하여 소금 농도 및 저장기간(0-28 days)에 따른 품질특성과 미생물 군집을 조사하였다. 연구 결과, 저장기간 동안 0.5-2.5% sauerkraut의 pH 및 염도는 감소하고 총 산도는 증가하는 경향을 보이며 적숙기 범위를 유지하였다(p<0.001). 0.5-2.5%의 sauerkraut 색도 측정 결과, 명도를 나타내는 L값은 저장 20일 이후 유의적으로 감소하였고(p<0.001), 황색도를 나타내는 b값이 저장 20일 이후 유의적으로 증가하여(p<0.001) 외관의 상태가 저장 20일까지 유지되었음을 알 수 있다. 0.5-2.5%의 sauerkraut 경도는 색도와 마찬가지로 저장 20일 이후 유의적으로 감소하여(p<0.001) 식감이 저장 20일 이후 크게 감소하였음을 알 수 있다. 저장 20일 이후의 소금 농도에 따른 색도 및 경도의 차이를 보았을 때, 1.5% 이하 sauerkraut가 낮은 황색도와 높은 명도 및 경도를 보여 외관 및 조직감의 선호도가 높을 것으로 예상한다. 0.5-2.5%의 sauerkraut의 유산균은 저장 24일 이후 유의적으로 감소하였으나(p<0.001), 저장 28일까지 7.06 log CFU/mL 이상을 유지하고 있었다. 또한 소금 농도가 낮을수록 유산균이 높게 유지되었다. 효모는 저장 0일부터 28일까지 유산균과 비슷한 경향으로 감소하였음을 알 수 있다. 대장균군은 0.5-2.5%의 sauerkaut가 저장 0일에 각각 0.17, 0.13, 0.08, 0.08, 0.04 log CFU/mL로 측정되어 검출되었지만 저장 4일 이후 검출되지 않아 본 연구의 sauerkraut는 저장기간 동안 안전성이 높다고 판단된다. 따라서 본 연구의 이화학적 품질 특성과 미생물 군집 결과, 4℃에서 저장한 sauerkraut가 저장 20일까지 품질특성이 우수하였으므로 sauerkraut 발효 후 저장 20일까지 냉장 보관하는 것이 가장 적절하다고 판단된다. 또한 외관의 품질, 식감과 유산균을 고려할 때, 소금 농도 1.5% 이하의 sauerkraut가 더 우수한 저장 능력을 보여주었음을 알 수 있다. 이상의 결과로 안전하고 우수한 품질의 저염 sauerkraut 제조 및 연구의 기초자료를 제공하는데 의미가 있을 것으로 사료된다. 그러나 향후 sauerkraut의 저장성 향상을 위한 바이오제닉아민 함량 분석과 관능적 특성을 향상시키기 위한 추가적인 연구도 필요할 것으로 판단된다.

• 대한화장품학회지
• /
• 제48권1호
• /
• pp.55-64
• /
• 2022

Cleansing foam이라 불리는 지방산 칼륨 cream soap은 crystal gel 구조로 이루어져 있어 유화계와는 달리 전단응력에 약하며 고온의 보관조건에서 쉽게 분리되는 특성을 보여준다. Crystal gel 구조는 지방산의 종류 및 비율, 중화도, polyol의 종류와 사용량에 따라 크게 영향을 받는다. Crystal gel 구조에 미치는 이들의 영향을 조사하기 위해 water/potassium hydroxide (KOH)/fatty acid ternary system에서 실험을 실시하였다. Differential scanning calorimeter (DSC) 측정 결과 myristic acid (MA) : stearic acid (SA) = 3 : 1 비율에서 공융점(eutectic point)를 갖고 이 혼합비가 가장 안전한 삼성분계(ternary system)를 만든다는 것을 발견했다. 점도 측정과 편광현미경 (POM) 관찰 결과 중화도는 75% 부근이 최적이라고 판단된다. 삼성분계의 melting point (T_m)이 보관온도보다 높을 때, 그리고 crystal phase가 lamellar gel phase로 상 전이가 일어날 때 안정하나 지방산 함량의 증가는 안정성에 거의 영향을 미치지 않는다. 삼성분계에 polyol의 첨가는 T_m을 변화시키고 상전이를 일으키는데 중요한 역할을 한다. 클렌징폼의 구조는 저온 주사전자현미경 (Cryo-SEM), 소각 및 광각 X-선 산란 (SAXS, WAXS) 분석으로 규명하였다. Butylene glycol (BG), propylene glycol (PG), dipropylene glycol (DPG)은 T_m을 낮추어주며 lamellar gel phase 형성을 어렵게 하는 반면 glycerin, PEG-400, sorbitol은 T_m을 상승시키고 lamellar gel phase 형성을 용이하게 하며 안정한 삼성분계를 만든다.