• 소성∙가공
• /
• 제31권4호
• /
• pp.214-228
• /
• 2022

The yield criterion, or called yield function, plays an important role in the study of plastic working of a sheet because it governs the plastic deformation properties of the sheet during plastic forming process. In this paper, we propose a novel anisotropic yield function useful for describing the plastic behavior of various anisotropic sheets. The proposed yield function includes the anisotropic version of the second stress invariant J₂ and the third stress invariant J₃. The anisotropic yield function newly proposed in this study is as follows. F(J₂)+ αG(J₃)+ βH (J₂ × J₃) = k^m The proposed yield function well explains the anisotropic plastic behavior of various sheets by introducing the parameters α and β, and also exhibits both symmetrical and asymmetrical yield surfaces. The parameters included in the proposed model are determined through an optimization algorithm from uniaxial and biaxial experimental data under proportional loading path. In this study, the validity of the proposed anisotropic yield function was verified by comparing the yield surface shape, normalized uniaxial yield stress value, and Lankford's anisotropic coefficient R-value derived with the experimental results. Application for the proposed anisotropic yield function to aluminum sheet shows symmetrical yielding behavior and to pure titanium sheet shows asymmetric yielding behavior, it was shown that the yield curve and yield behavior of various types of sheet materials can be predicted reasonably by using the proposed new yield anisotropic function.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제54권6호
• /
• pp.2253-2261
• /
• 2022

In this study, nano-scaled shielding materials were assembled and fabricated by doping different weight percentages of Nano-mercuric oxide (N-HgO) into Nano-Bentonite (N-Bent) based on using (100-x% N-Bent + x% N-HgO, x = 10, 20, 30, and 40 wt %). The fabricated N-HgO/N-Bent nanocomposites were characterized by FT-IR, XRD, and SEM and evaluated to evaluate their shielding properties toward gamma radiation by using four different γ-ray energies form three point sources; 356 keV from ¹³³Ba, 662 keV from ¹³⁷Cs as well as 1173, and 1332 keV from ⁶⁰Co. The γ-rays mass attenuation coefficients were plotted as a function of the doped N-HgO concentrations into N-HgO/N-Bent nanocomposites. The computed values of mass attenuation coefficients (µ_m), effective atomic number (Z_eff) and electron density (N_el) by the as-prepared samples were found to increase, while the half value layer (HVL) and mean free path (MFP) were identified to decrease upon increasing the N-HgO contents. It was concluded also that the increase in N-HgO concentration led to a direct increase in the mass attenuation coefficient from 0.10 to 0.17 cm²/g at 356 keV and from 0.08 to 0.09 cm²/g at 662 keV. However, a slight increase was observed in the identified mass attenuation coefficients at (1172 and 1332 keV).

• 한국학교수학회논문집
• /
• 제24권4호
• /
• pp.391-405
• /
• 2021

본 연구는 AI 교육을 위해 수학교과에서 다루어야 할 AI 핵심 개념으로 '데이터 수집', '데이터 표현', '데이터 분석', '최적화 및 의사결정' 4가지로 선정하였다. 이를 바탕으로 선택 중심 교육과정의 각 영역별 수학 핵심 개념 및 내용 요소와 대비하여 AI 핵심 개념에 대한 포함 여부를 조사하였다. 또한 <인공지능 수학>의 내용 체계의 적정성을 핵심 개념과 관련 학습 요소 중심으로 살펴보았다. 그 결과 첫째, <인공지능 수학>의 학습 경로를 어떻게 설정할 것인가?, 둘째, <인공지능 수학>의 성격에 관한 재정의 논의가 필요한가?, 셋째, <인공지능 수학>의 핵심 개념 선정 및 용어 선택은 적절한가?, 넷째, <인공지능 수학>의 내용 체계의 관련 학습 요소 제시는 적절한가? 등에 대한 논의가 필요하다는 시사점을 도출하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2020년도 추계학술발표대회
• /
• pp.556-559
• /
• 2020

최근 태풍, 지진, 산불, 산사태, 전쟁 등 다양한 재난 상황으로 인한 인명피해와 자금 손실이 꾸준히 발생하고 있고 현재 이를 예방하고 복구하기 위해 많은 인력과 자금이 소요되고 있는 실정이다. 이러한 여러 재난 상황을 미리 감시하고 재난 발생의 빠른 인지 및 대처를 위해 본 논문에서는 인공지능 기반의 재난 드론 시스템을 설계 및 개발하였다. 본 연구에서는 사람이 감시하기 힘든 지역에 여러 대의 재난 드론을 이용하며 딥러닝 기반의 최단 경로 알고리즘을 적용해 각각의 드론이 최적의 경로로 효율적 탐색을 실시한다. 또한 드론의 근본적 문제인 배터리 용량 부족에 대한 문제점을 해결하기 위해 Ant Colony Optimization (ACO) 기술을 이용하여 각 드론의 최적 경로를 결정하게 된다. 제안한 시스템 구현을 위해 여러 재난 상황 중 산불 상황에 적용하였으며 전송된 데이터를 기반으로 산불지도를 만들고, 빔프로젝터를 탑재한 드론이 출동한 소방관에게 산불지도를 시각적으로 보여주었다. 제안한 시스템에서는 여러 대의 드론이 최적 경로 탐색 및 객체인식을 동시에 수행함으로써 빠른 시간 내에 재난 상황을 인지할 수 있다. 본 연구를 바탕으로 재난 드론 인프라를 구축하고 조난자 탐색(바다, 산, 밀림), 드론을 이용한 자체적인 화재진압, 방범 드론 등에 활용할 수 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제34권5호
• /
• pp.1003-1016
• /
• 2024

This study explores the potential of plant-based decellularization in regenerative medicine, a pivotal development in tissue engineering focusing on scaffold development, modification, and vascularization. Plant decellularization involves removing cellular components from plant structures, offering an eco-friendly and cost-effective alternative to traditional scaffold materials. The use of plant-derived polymers is critical, presenting both benefits and challenges, notably in mechanical properties. Integration of plant vascular networks represents a significant bioengineering breakthrough, aligning with natural design principles. The paper provides an in-depth analysis of development protocols, scaffold fabrication considerations, and illustrative case studies showcasing plant-based decellularization applications. This technique is transformative, offering sustainable scaffold design solutions with readily available plant materials capable of forming perfusable structures. Ongoing research aims to refine protocols, assess long-term implications, and adapt the process for clinical use, indicating a path toward widespread adoption. Plant-based decellularization holds promise for regenerative medicine, bridging biological sciences with engineering through eco-friendly approaches. Future perspectives include protocol optimization, understanding long-term impacts, clinical scalability, addressing mechanical limitations, fostering collaboration, exploring new research areas, and enhancing education. Collectively, these efforts envision a regenerative future where nature and scientific innovation converge to create sustainable solutions, offering hope for generations to come.

• 지능정보연구
• /
• 제29권2호
• /
• pp.101-114
• /
• 2023

유사시 종심 깊숙한 곳에서 적을 타격하는 임무를 수행하는 항공기의 경우 격추될 위험에 항시 노출되어 있다. 현대전의 핵심 전투력으로써 최첨단의 무기체계를 운용하는 공중근무 요원은 양성하는데 많은 시간과 노력, 국가 예산이 소요되며 그들이 가진 작전 능력과 군사기밀이 매우 중요하기에 공중근무 요원의 생환은 매우 중요한 문제이다. 따라서, 본 연구에서는 적지에서 비상탈출한 조난자가 장애물을 피해 목표지점까지 도피·탈출을 시행할 경로를 예측하는 경로 문제를 연구하였으며 이를 통해 비상탈출한 조난자의 무사 생환 가능성을 높이고자 하였다. 본 연구 주제와 관련된 기존 연구들은 경로 문제를 네트워크 기반 문제로 접근하여 TSP, VRP, Dijkstra 알고리즘 등으로 문제를 변형하여 최적화 기법으로 접근한 연구가 있었다. 본 연구에서는 동적 환경을 모델링 하기에 적합한 MDP(마코프 의사결정과정)를 적용하여 연구하였다. 또한 GIS를 이용하여 지형정보 데이터를 추출하여 활용함으로써 모형의 객관성을 높였으며, MDP의 보상구조를 설계하는 과정에서 기존 연구 대비 모형이 좀 더 현실성을 가질 수 있도록 보다 상세히 지형정보를 반영하였다. 본 연구에서는 조난자가 지형적 이점을 최대한 이용함과 동시에 최단거리로 이동할 수 있는 경로를 도출하기 위하여 가치 반복법 알고리즘, 결정론적 방법론을 사용하였으며 실제 지형정보와 조난자가 도피·탈출 과정에서 만날 수 있는 장애요소들을 추가하여 모형의 현실성을 더하고자 하였다. 이를 통해 조난자가 조난 상황에서 어떠한 경로를 통해 도피·탈출을 수행할지 예측해 볼 수 있었다. 본 연구에서 제시한 모형은 보상구조의 재설계를 통해 여러 가지 다양한 작전 상황에 응용이 가능하며 실제 상황에서 조난자의 도피·탈출 경로를 예측하고 전투 탐색구조 작전을 진행시키는 데 있어 다양한 요소가 반영된 과학적인 기법에 근거한 의사결정 지원이 가능할 것이다.

• KSBB Journal
• /
• 제24권1호
• /
• pp.30-40
• /
• 2009

Aspergillus terreus에 의한 이타콘산 생산 발효공정에서 생산균주의 성장을 어느 정도 제한시킴으로써 배양생리적 특성이 이타콘산 생합성 쪽으로 치우치도록 통계적 방법을 적용하여 itaconic acid의 생산배지 조성을 최적화하는 연구를 수행하였다. 이타콘산은 TCA회로를 거쳐 합성된 cis-aconitic acid의 디카르복실화 반응에 의해 생합성되는 고부가 화학원료물질이다. 우선 One factor at a time (OFAT) 방법을 이용하여 이타콘산의 생산성 증가에 크게 영향을 미치는 중요한 탄소원들로 sucrose, glucose, fructose와 soluble starch를 확인할 수 있었고, 질소원들로는 cottonseed flour와 soybean meal을 찾을 수 있었다. Fractional factorial design을 통하여 이들 6가지 요인들 간의 상호작용의 정도를 확인한 결과 sucrose와 cottonseed flour간의 상호작용의 정도가 가장 컸고, 나머지 요인들 간의 상호작용의 정도는 작거나 혹은 이타콘산 생산에 오히려 부정적인 결과를 나타냈다. 또한 full factorial design (FFD) 실험을 통해 생산배지에 $KH_2PO_4$와 $MgSO_4$가 과량 첨가되면 이타콘산의 생산성이 심각하게 저해됨을 알 수 있었다. FFD의 1차모델식을 근간으로 하여 최급상승법 (steepest ascent method, SAM)을 적용하여 sucrose, cottonseed flour, $KH_2PO_4$ 및 $MgSO_4$의 최적 농도로 향하는 가장 가파른 기울기를 구함으로써, 신속하고 효율적으로 최적 농도지점에 대한 정보를 얻을 수 있었다. SAM이 제시해주는 농도 부근에서 반응표면분석 (response surface method, RSM)을 적용하여 각 배지성분의 농도를 최적화시키기 위해, 2개의 중요한 요인인 sucrose와 cottonseed flour를 이용하여 중심합성계획 (central composite design, CCD) 실험을 수행하였다. 그 결과 이타콘산의 최적 배지 조건은 sucrose 90.4 g/L, cottonseed flour 53.8 g/L인 것으로 관찰되었고, 이 농도에서 이타콘산의 생산성은 초기 사용된 배지에서의 생산성에 비해 약 7배 증가한 4360 mg/l로 나타났다. 이로부터 탄소원 (C)으로 사용한 sucrose와 질소원 (N)으로 사용한 cottonseed flour 간의 C/N 비율이 이타콘산의 생산성에 큰 영향을 미친다는 것을 확인할수 있었다.

• 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
• /
• 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
• /
• pp.3104-3104
• /
• 2001

The research described here was undertaken with the aim of monitoring, optimizing and ultimately controlling the production of heterofermentative microbes used as starters in the salami industry. The use of starter cultures in the fermented meats industry is a well-established technique used to shorten and standardize the ripening process, and to improve and control the organoleptic quality of the final product. Starter cultures are obtained by the submerged cultivation of suitable microorganisms in stirred, and sometimes aerated, fermenters where monitoring of key physiological parameters such as the concentration of biomass, substrates and metabolites suffers from the general lack of real-time measurement techniques applicable to aseptic processes. In this respect, the results of the present work are relevant to all submerged fermentation processes. Previous work on the application of on-line NIR spectroscopy to the lactic acid fermentation (Dosi et al. - Monreal NIR1995) had successfully used a system based on a measuring cell included in a circulation loop external to the fermenter. The fluid handling and sterility problems inherent in an external circulation system prompted us to explore the use of an in-line system where the NIR probe is immersed in the culture and is thus exposed to the hydrodynamic conditions of the stirred and aerated fluid. Aeration was expected to be a potential source of problems in view of the possible interference of air bubbles with the measurement device. The experimental set-up was based on an in-situ sterilizable NIR probe connected to the instrument by means of an optical fiber bundle. Preliminary work was carried out to identify and control potential interferences with the measurement, in particular the varying hydrodynamic conditions prevailing at the probe tip. We were successful in defining the operating conditions of the fermenter and the geometrical parameters of the probe (flow path, positioning, etc.) were the NIR readings were reliable and reproducible. The system thus defined was then used to construct and validate calibration curves for tile concentration of biomass, carbon source and major metabolites of two different microorganisms used as salami starters. Real-time measurement of such parameters coupled with the direct interfacing of the NIR instrument with the PC-based measurement and control system of the fermenter enabled the development of automated strategies for the interactive optimization of the starter production process.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.33-43
• /
• 2011

고밀도 파장 분할 다중화 방식(DWDM: Dense-Wavelength Division Multiplexing)을 백본 기술에 활용한 IP/DWDM 차세대 광 인터넷 백본망에서 중요한 문제점 중 하나는, 다양한 하이퍼미디어 응용 서비스들이 요구하는 서비스 품질(QoS: Quality-of-Service)을 고려하여 효율적인 유니캐스트 및 멀티캐스트 라우팅 방법을 제공하는 것이다. 백본망에서 DWDM 기술을 적용하면 파이버 당 여러 개의 파장을 사용할 수 있으므로, 클래스 별로 결합된 IP 트래픽 들을 QoS별로 분류하여 파장 별로 차등화한 전송이 가능하므로 망 대역폭의 효율적인 사용이 가능하다. QoS별로 여러 가지 제약조건을 만족하는 광 파장 패스를 찾는 문제는 일반적으로 NP-complete 문제로 간단한 알고리즘으로 해결하기가 쉬지 않다. 일반적으로 DWDM 망에서 연구된 대부분의 휴리스틱 방법들은 현재 인터넷 라우팅 패러다임 하에서 연구된 개념을 확장하여 활용하는 데, 망 자체가 견고하지 않고 노드 수가 많을 때에는 더더욱 복잡하고 구현하기가 쉽지 않다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 가상소스와 플러딩에 기초한 QoS 제공 유니캐스트 라우팅 및 멀티캐스트 라우팅 방법인 VS-QUR(Virtual Source-Qualified Unicast Routing)과 VS-QMR(Virtual Source-Qualified Multicast Routing) 방법을 제안한다. 제안된 방법들은 라우팅 패스를 찾기 위해 훨씬 적은 수의 메시지 오버헤드와 같은 조건에서 더 많은 수의 연결이 보장됨을 시뮬레이션 결과로 증명한다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
• /
• pp.993-994
• /
• 2008

Electrochromic (EC) devices are capable of reversibly changing their optical properties upon charge injection and extraction induced by the external voltage. The characteristics of the EC device, such as low power consumption, high coloration efficiency, and memory effects under open circuit status, make them suitable for use in a variety of applications including smart windows and electronic papers. Coloration due to reduction or oxidation of redox chromophores can be used for EC devices (e-paper), but the switching time is slow (second level). Recently, with increasing demand for the low cost, lightweight flat panel display with paper-like readability (electronic paper), an EC display technology based on dye-modified $TiO_2$ nanoparticle electrode was developed. A well known organic dye molecule, viologen, was adsorbed on the surface of a mesoporous $TiO_2$ nanoparticle film to form the EC electrode. On the other hand, ZnO is a wide bandgap II-VI semiconductor which has been applied in many fields such as UV lasers, field effect transistors and transparent conductors. The bandgap of the bulk ZnO is about 3.37 eV, which is close to that of the $TiO_2$ (3.4 eV). As a traditional transparent conductor, ZnO has excellent electron transport properties, even in ZnO nanoparticle films. In the past few years, one-dimension (1D) nanostructures of ZnO have attracted extensive research interest. In particular, 1D ZnO nanowires renders much better electron transportation capability by providing a direct conduction path for electron transport and greatly reducing the number of grain boundaries. These unique advantages make ZnO nanowires a promising matrix electrode for EC dye molecule loading. ZnO nanowires grow vertically from the substrate and form a dense array (Fig. 1). The ZnO nanowires show regular hexagonal cross section and the average diameter of the ZnO nanowires is about 100 nm. The cross-section image of the ZnO nanowires array (Fig. 1) indicates that the length of the ZnO nanowires is about $6\;{\mu}m$. From one on/off cycle of the ZnO EC cell (Fig. 2). We can see that, the switching time of a ZnO nanowire electrode EC cell with an active area of $1\;{\times}\;1\;cm^2$ is 170 ms and 142 ms for coloration and bleaching, respectively. The coloration and bleaching time is faster compared to the $TiO_2$ mesoporous EC devices with both coloration and bleaching time of about 250 ms for a device with an active area of $2.5\;cm^2$. With further optimization, it is possible that the response time can reach ten(s) of millisecond, i.e. capable of displaying video. Fig. 3 shows a prototype with two different transmittance states. It can be seen that good contrast was obtained. The retention was at least a few hours for these prototypes. Being an oxide, ZnO is oxidation resistant, i.e. it is more durable for field emission cathode. ZnO nanotetropods were also applied to realize the first prototype triode field emission device, making use of scattered surface-conduction electrons for field emission (Fig. 4). The device has a high efficiency (field emitted electron to total electron ratio) of about 60%. With this high efficiency, we were able to fabricate some prototype displays (Fig. 5 showing some alphanumerical symbols). ZnO tetrapods have four legs, which guarantees that there is one leg always pointing upward, even using screen printing method to fabricate the cathode.