• Title/Summary/Keyword: physical design

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상시 진동을 이용한 교량 정적 처짐 산정 기술의 현장 적용성 연구 (A Study on the Field Application of the Measurement Technique for Static Displacement of Bridge Using Ambient Vibration)

  • 오상혁;문대중;이광명
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.355-363
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    • 2023
  • 노후 교량의 안전성을 평가하는 방법에 있어서 동특성과 처짐은 구조계의 강성과 직접 연관이 있으며, 처짐의 경우에는 교량 사용자가 직접 감지할 수 있는 물리량으로 가장 중요한 인자이다. 하지만 교량의 처짐을 측정하기 위해서는 교량의 하부에 처짐계를 설치하고 교통 차단 및 재하시험을 실시해야 하는 번거로움이 있어 교량의 환경에 따라서 비용이 증가하거나 측정이 불가능한 문제들이 발생하고 있다. 본 연구에서는 처짐계의 설치 없이 가속도계만을 이용하고 재하시험 없이 상시 진동을 이용하여 교량의 처짐을 측정하는 방법을 제안하였다. 상시 진동을 이용한 교량 동특성 및 처짐 분석을 위해 단순한 연산으로 빠른 분석이 가능하다고 알려진 TDD 기법을 이용하여 교량의 모드형상과 고유진동수를 추출하였으며, 유연도 분석을 통하여 교량의 단위하중 처짐을 분석하여 정적 처짐까지 산정하였다. 본 제안 기술의 검증을 위해 공용중 교량인 C대교(사장교)에 적용하여 모드형상, 고유진동수, 정적 처짐 분석을 수행하였으며 재하시험 실측값과 구조해석 자료와 비교하였다. 그 결과 모드형상 및 고유진동수는 0.42~1.13 %, 중앙경간에서의 최대 처짐은 3.58 %의 오차율을 확인하였다. 따라서 제안기술은 처짐계의 설치가 어려워 실측이 불가능한 교량의 처짐을 추정하여 설계값 및 해석값 대비 처짐 발생량 비교로 교량의 안전성을 간접적으로 파악할 수 있는 근거 자료로 활용 가능할 것으로 사료된다.

Stress analysis of high-temperature superconducting wire under electrical/magnetic/bending loads

  • Dongjin Seo;Yunjo Jung;Hong-Gun Kim;Hyung-Seop Shin;Young-Soon Kim
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제25권4호
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    • pp.19-23
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    • 2023
  • The Second-generation high-temperature superconducting (HTS) Rare-Earth Barium Copper Oxide (REBCO) wire is a composite laminate having a multi-layer structure (8 or more layers). HTS wires will undergo multiple loads including the bending-tension loads during winding, high current density, and high magnetic fields. In particular, the wires are subjected to bending stress and magnetic field stress because HTS wires are wound around a circular bobbin when making a high-field magnetic. Each of the different laminated wires inevitably exhibits damage and fracture behavior of wire due to stress deformation, mismatches in thermal, physical, electrical, and magnetic properties. Therefore, when manufacturing high-field magnets and other applications, it is necessary to calculate the stress-strain experienced by high-temperature superconducting wire to present stable operating conditions in the product's use environment. In this study, the finite element model (FEM) was used to simulate the strain-stress characteristics of the HTS wire under high current density and magnetic field, and bending loads. In addition, the result of obtaining the neutral axis of the wire and the simulation result was compared with the theoretical calculation value and reviewed. As a result of the simulation using COMSOL Multiphysics, when a current of 100 A was applied to the wire, the current value showed the difference of 10-9. The stress received by the wire was 501.9 MPa, which showed a theoretically calculated value of 500 MPa and difference of 0.38% between simulation and theoretical method. In addition, the displacement resulted is 30.0012 ㎛, which is very similar to the theoretically calculated value of 30 ㎛. Later, the amount of bending stress by the circular mandrel was received for each layer and the difference with the theoretically obtained the neutral axis result was compared and reviewed. This result will be used as basic data for manufacturing high-field magnets because it can be expanded and analyzed even in the case of wire with magnetic flux pinning.

Effect of artificial aging on mechanical and physical properties of CAD-CAM PMMA resins for occlusal splints

  • Julia Correa Raffaini;Eduardo Jose Soares;Rebeca Franco de Lima Oliveira;Rocio Geng Vivanco;Ayodele Alves Amorim;Ana Lucia Caetano Pereira;Fernanda Carvalho Panzeri Pires-de-Souza
    • The Journal of Advanced Prosthodontics
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    • 제15권5호
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    • pp.227-237
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    • 2023
  • PURPOSE. This study aimed to assess and compare the color stability, flexural strength (FS), and surface roughness of occlusal splints fabricated from heat-cured acrylic resin, milled polymethyl methacrylate (PMMA)-based resin, and 3D-printed (PMMA) based-resin. MATERIALS AND METHODS. Samples of each type of resin were obtained, and baseline measurements of color and surface roughness were recorded. The specimens were divided into three groups (n = 10) and subjected to distinct aging protocols: thermomechanical cycling (TMC), simulated brushing (SB), and control (without aging). Final assessments of color and surface roughness and three-point bending test (ODM100; Odeme) were conducted, and data were statistically analyzed (2-way ANOVA, Tukey, P <.05). RESULTS. Across all resin types, the most significant increase in surface roughness (Ra) was observed after TMC (P < .05), with the 3D-printed resin exhibiting the lowest Ra (P < .05). After brushing, milled resin displayed the highest Ra (P < .05) and greater color alteration (∆E00) compared to 3D-printed resin. The most substantial ∆E00 was recorded after brushing for all resins, except for heat-cured resin subjected to TMC. Regardless of aging, milled resin exhibited the highest FS (P < .05), except when compared to 3D-printed resin subjected to TMC. Heat-cured resin exposed to TMC demonstrated the lowest FS, different (P < .05) from the control. Under control conditions, milled resin exhibited the highest FS, different (P < .05) from the brushed group. 3D-printed resin subjected to TMC displayed the highest FS (P < .05). CONCLUSION. Among the tested resins, 3D-printed resin demonstrated superior longevity, characterized by minimal surface roughness and color alterations. Aging had a negligible impact on its mechanical properties.

화학 공정 설계 및 분석을 위한 설명 가능한 인공지능 대안 모델 (Explainable Artificial Intelligence (XAI) Surrogate Models for Chemical Process Design and Analysis)

  • 고유나;나종걸
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제61권4호
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    • pp.542-549
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    • 2023
  • 대안 모델링에 대한 관심이 커진 이후 데이터 기반의 기계학습을 이용하여 비선형 화학 공정을 모사하고자 하는 연구가 지속되고 있다. 그러나 기계 학습 모델의 black box 성질로 인하여 모델의 해석 가능성에 한계는 산업 적용에 걸림돌이 되고 있다. 따라서, 모델의 정확도가 보장된 상태에서 해석력을 부여하는 개념인 설명 가능한 인공지능(explainable artificial intelligence, XAI)을 이용하여 화학 공정 분석을 시도하고자 한다. 기존의 화학 공정 민감도 분석이 변수의 민감도 지수를 계산하고 순위를 매기는 데에 그쳤다면, XAI를 이용하여 전역적, 국소적 민감도 분석뿐만 아니라 변수들 간의 상호작용에 대하여 분석하여 데이터로부터 물리적 통찰을 얻어내는 방법론을 제안한다. 사례 연구의 대상공정인 암모니아 합성 공정에 대하여 첫번째 반응기로 향하는 흐름에 대한 예열기(preheater)의 온도, 세 반응기로 향하는 cold-shot의 분배 비율을 공정 변수로 설정하였다. Matlab과 Aspen plus를 연동하여 공정 변수를 바꿔가면서 암모니아의 생산량과 세 반응기의 최고 온도에 대한 데이터를 얻었으며, tree 기반의 모델들을 훈련시켰다. 그리고 성능이 좋은 모델에 대하여 XAI 기법 중 하나인 SHAP 기법을 이용하여 민감도 분석을 수행하였다. 전역적 민감도 분석 결과, 예열기의 온도가 가장 큰 영향을 미쳤으며 국소적 민감도 분석 결과에서 생산성 향상 및 과열 방지를 위한 공정 변수들의 범위를 규정할 수 있었다. 이처럼 화학 공정의 대안 모델을 구축하고 설명 가능한 인공지능을 이용해 민감도 분석을 진행하는 방법론을 통해 공정 최적화에 대한 정량적, 정성적 피드백을 제안하는 데 도움을 줄 것이다.

토양 성분 측정 센서 구성 및 UI 구현에 관한 연구 (Research on soil composition measurement sensor configuration and UI implementation)

  • 박예은;정진형;조재현;장영윤;이상식
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.76-81
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    • 2024
  • 최근 농업 방식이 경험 기반의 농업에서 데이터 기반의 농업으로 변화하고 있다. 4차 산업혁명으로 인한 농업 생산의 변화는 크게 세 가지 영역으로 전개되고 있으며, 스마트 센싱과 모니터링 영역, 스마트 분석 및 기획 영역, 스마트 제어 영역이 있다. 노지 스마트 농업 실현을 위해서는 특히 토양의 물리적, 화학적 특성에 대한 정보가 필수적이며, 관행적인 이화학성 측정은 샘플을 채취한 후 실험실에서 분석하고 있어 비용, 노동력, 시간이 많이 소요되어 현장에서 신속하게 측정할 수 있는 측정 기술이 시급하다. 또한 측정자가 인력으로 휴대하며 이동할 수 있고 한국의 논, 밭, 시설하우스에 이용할 수 있는 형태의 토양분석 시스템이 필요하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 토양시료를 채취하여 정보 분석이 가능한 소프트웨어를 개발하여 상용화하는 것을 목표로 하고 있다. 본 연구에서는 토양 성분측정 센서를 경도 측정 및 전극 센서 등으로 구성되어 기본적인 토양 성분 측정을 진행하였으며, 추후 연구를 통해 CCD카메라, 초음파 센서, 샘플러를 이용한 토양 샘플링 등이 적용된 시스템을 개발할 예정이다. 따라서 로드셀을 이용한 경도 측정 표시, 전도도를 이용한 수분, PH, EC 측정 표시 등 실시간으로 토양의 상태를 측정하여 분석할 수 있는 센서 및 토양분석 UI를 구현하였다.

국내 의류봉제 산업의 글로벌소싱 의향 고려요인 연구: 여성니트복종(women's knit wear) 생산을 중심으로 (An Exploratory Study of the Determinants of Global Sourcing Intention in Korean Clothing Sewing Industry: Focusing on Women's Knit Wear Production)

  • 유다빈;정선욱
    • 아태비즈니스연구
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    • 제14권4호
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    • pp.67-85
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    • 2023
  • Purpose - This study seeks to investigate the determinants of global sourcing intention in clothing sewing industry, in particular with its focus on women's knit wear production. Design/methodology/approach - This study collected a unique set of qualitative data through 31 in-depth interviews with fashion brands, promotion agencies, and sewing factories between July 2023 and October 2023. In addition, it analyzed the dataset using the MAXQDA to complement the research findings. Findings - We have two findings. First, the interviewees commonly mentioned the following factors as reasons for considering global sourcing: the human factors(aging of skilled technicians and labor shortages), the financial factors(gap in production unit prices at home and abroad), the relational factors(lack of novelty), and the physical factors(loss of production infrastructure and network), while the human factors(skilled workforce), the production factors(delivery date and product quality), and the relational factors(timely communication and mutual trust) as reasons for continuing domestic sourcing. Additional code analysis of interview also supports this finding. On the other hand, there was also a subtle difference between buyers(brands) and suppliers(promotion agencies and processing plants), and buyers consider the exact delivery date critical so that they could see trend-sensitive women's knit wear on time, and suppliers took production costs, labor costs, and labor shortages, which are financial factors, more seriously. Research implications or Originality - This study provides a richer and more balanced view of existing literature, which has generally tended to introduce global sourcing across the clothing industry despite the existence of various diversity within the industry. In addition, through qualitative research, we introduce that the sewing industry is carried out according to complex factors, and by revealing and categorizing the determinants of global sourcing, we supplement the existing research on the clothing sewing industry centered on survey. On a practical note, this study introduces that there is a difference in view of domestic sourcing and global sourcing between buyers(brands) and suppliers(promotion agencies and sewing factories), suggesting practical implications for revitalizing networks and deriving win-win cooperation network models among members in the future.

인지적 주의가 다중 작업 행위에 미치는 영향 (Effects of Cognitive Attention on Human Multitasking Behaviors)

  • 박민수
    • 문화기술의 융합
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    • 제10권1호
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    • pp.501-506
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    • 2024
  • 인간은 동시에 두 가지 이상의 주제에 대한 정보를 찾거나 정보시스템을 검색할 때 다중작업 행위에 관여하는 것으로 나타났다. 여러 정보 작업을 처리할 때는 한 번에 복수의 작업을 처리하는 데 인지적/신체적 한계가 있으므로 우선순위를 정해야 한다. 다중작업 행위에 수반되는 인지적 주의(Cognitive Attention) 수준은 정보 작업의 복잡성과 중요성에 따라 달라질 수 있다. 본 연구의 목적은 이러한 현상에 대한 이해를 두 가지 측면에서 도모하기 위함이다: (a) 사람들이 여러 작업에 대한 정보를 찾기 위해 정보검색시스템과 상호 작용할 때 인지적 주위와 정보 작업 우선순위 행위의 관계; (b) 사람들이 여러 작업에 대한 정보를 찾기 위해 정보검색 시스템과 상호 작용할 때 인지적 주의의 정도가 정보 작업 우선순위 행위에 미치는 영향. 다양한 관련 문헌조사를 통해 사람들이 여러 작업에 대한 정보를 찾기 위해 정보검색시스템과 상호 작용할 때 집중 정도가 여러 정보 작업의 우선순위를 지정하는 방식에 영향을 미친다는 것을 보여주고 있다. 또한 사람들이 자신이 관심을 갖고 있거나 기분이 좋거나 중요하다고 판단한 것에 더 많은 집중을 기울이는 것을 알 수 있다. 다중 작업에 대한 개념적 이해를 바탕으로 인간 중심 시스템 설계에 대해 논하고자 한다.

우리나라 경도 치매 노인의 지역사회 참여 증진을 위한 ICF 기반 Decision Tree for Chatbot 시스템 개발과 효과성 검증 (Development and Efficacy Validation of an ICF-Based Chatbot System to Enhance Community Participation of Elderly Individuals with Mild Dementia in South Korea)

  • 변해원
    • 미래기술융합논문지
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    • 제3권3호
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    • pp.17-27
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    • 2024
  • 본 연구는 우리나라 경도 치매 노인의 지역사회 참여 증진을 위해 국제 기능, 장애 및 건강 분류(ICF) 기반의 챗봇 시스템을 개발하고 평가하였다. 대상자는 경도 치매 진단을 받고 독거 생활을 하는 노인 12명과 가족 돌봄 제공자 15명을 선정하였다. ICF기반 챗봇 시스템의 개발과정은 포괄적인 요구 평가, 시스템 설계, 콘텐츠 생성, 트랜스포머 어텐션 알고리즘을 사용한 자연어 처리 및 사용성 테스트를 포함하였다. ICF기반 챗봇은 개인 맞춤형 활동 추천, 알림 및 신체적, 사회적, 인지적 참여를 지원하는 정보를 제공하도록 설계되었다. 본 연구에서 사용성 테스트 결과 사용자 만족도와 유용성 인식이 높았으며, 지역사회 활동 및 사회적 상호작용에서 유의미한 개선이 확인되었다. 정량 분석 결과, 주간 지역사회 활동이 92% 증가하고 사회적 상호작용이 84% 증가하였다. 정성적 분석(심층 인터뷰)에서는 챗봇의 사용자 친화적 인터페이스, 제안된 활동의 적절성, 그리고 돌봄 제공자의 부담을 줄이는 역할이 강조되었다. 본 연구는 ICF 기반 챗봇 시스템이 경도 치매 노인의 지역사회 참여를 효과적으로 촉진하고 삶의 질을 향상시킬 수 있음을 시사한다.

전방 자유면의 암반 이동에 관한 연구 (A Study on Movement of the Free Face During Bench Blasting)

  • 이기근;김갑수;양국정;강대우;허원호
    • 화약ㆍ발파
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    • 제30권2호
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    • pp.29-42
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    • 2012
  • 발파 시 자유면의 이동은 대상암반의 역학적 특성 및 발파조건, 특히 암반의 불연속면 특성과 폭약의 종류, 장약량, 저항선, 공간격, 공간 또는 열간 기폭시차 및 전색상태 등 여러 가지 변수들에 의해 달라지며, 이는 발파진동의 크기, 폭음 및 파쇄도에 커다란 영향을 미친다. 현재 국내 노천발파 현장의 발파설계는 대부분 인접 보안물건에 대한 안전성을 최우선으로 하고 있으나 대규모 발파가 이루어지는 노천현장에서는 발파 시 자유면의 이동을 분석하여 진동을 제어하고 파쇄도를 향상시키기 위한 최적 조건의 발파 설계를 하는 것은 매우 중요하다. 고속 디지털 동영상 분석을 통하여 발파 후 최초 자유면 암반의 움직임, 전색의 적정성, 발파암의 이동 궤적, 발파암의 이동방향과 속도, 최적의 기폭시스템 분석이 가능하다. 외국에서는 이와 같은 방법이 발파설계 및 평가를 위한 유용한 도구로 활용되고 있으나 국내에서는 그 연구가 미미하다. 따라서 본 연구는 디지털 고속 동영상 분석에 의한 최적 발파설계 및 평가에 대한 기초적인 연구를 수행하였다. 셰일과 화강암으로 구성된 대규모 노천 발파현장 2개소에서 Emulsion과 ANFO 두 종류 폭약에 대한 암반 파쇄과정을 촬영한 디지털 고속동영상을 분석하여 자유면 암반의 변위, 이동속도 등을 분석하고 2차원 유한요소 해석 프로그램인 AUTODYN을 사용하여 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 암반에 변위가 발생되는 반응시간, 발파 후 자유면 암반의 이동형상에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 및 디지털 고속 동영상을 분석한 결과, 암반의 종류에 관계없이 발파공 전면 자유면 암반의 이동형상은 주상 장약부의 중간 부근에서 변위 및 이동속도가 가장 크게 발생되어 가운데 부분이 활처럼 휘어진 형상을 나타내었다. 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 자유면 암반에 변위가 발생되는 반응시간의 경우 Emulsion 폭약이 ANFO보다 폭굉압력 및 폭속이 크고 초기 변위 반응시간이 빠르게 진행되는 것으로 분석되었다.

구조화된 재활교육이 뇌졸중환자 가족의 스트레스에 미치는 영향 (A Study of the Effect of Structured Rehabilitation Education on the Stress of the Family with Stroke Patients)

  • 김병은;이정민;이향련
    • 동서간호학연구지
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    • 제1권1호
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    • pp.22-39
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    • 1997
  • Purpose: The purpose of this study is to evaluate the effect of rehabilitation education on the reduction of the stress of family members who have patients suffering from stroke and to find a new way to nurse the patients and their family. Subjects & Methods: The subjects were sixty-one family members with the patients who had been hospotalized in K hospital of oriental medicine from september the 9th, 1996 to september the fourteen, 1996. This study was performed by simulated control group pretest-posttest design; pretest was done on the control group through a questionnaire, counselling and observation while posttest was done on the experimental group 1-2 days after systemic rehabilitation education. To teach the patients and their family, the amended version of a book written by Lee Hae-jin was used as a tool for systemic rehabilitation education. As a method to estimate ADL score, modified Kang's method was applied and ADL score was measured by well-trained technician. As for the tool to estimate the degree of family stress, Choi's method adjusted to this study was applied. In the analysis of the data, social property of the patient and the characteristic of the disease were surveyed in $X^2$ examination to confirm the consistency between the experimental group and the control group. The diffrence in the degree of the stress, which is a dependent factor, was examined by t-test. The difference in ADL score between the experimental group and the control group was examined by t-test. The difference in the degree of the stress according to the general feature of the family with stroke patient, social property of the patients and the characteristic of the disease were surveyed by F examination. The difference in family stress according to the degree of ADL was surveyed by F examination. RESULTS: 1. After hypothetically-examined systemic rehabilitation education, the total of the score of family stress surveyed in 34 items of three domains was compared between the experimental group and the control group. There was no statistically significant difference between two groups; mean score of experimental group=2.28, that of control group=2.93(t=.17, df=59, p=. 66). 2. In the survey on family stress in 34 items, the items over mean score 3.0 were firstly the anxiety of possible disability and relapse of the disease and secondly to watch the patient's suffering without doing anything in the domain of the change of the disease and the difficulty in caring. And the items of the lowest stress with less than mean 2.0 score were little chance to meet the relative and friends, inconsistent treatment and attitude of the medical workers and the change of the attitude of the relative due to the patient orderly in the domain of social and personal relation and the responsibility as the family. The items which showed the difference between two groups were aggravation of neighboring patient(t=3.36, df= 59, p=.001) and the possibility of patient's death(t=2.19, df=58.38, p=.033) in the domain of the change of the disease and the difficulty in caring. 3. In the study on the stress difference according to general features of the family with the stroke patient, the score of family stress with the occupation was higher with mean 2.49 than that of the family stress without occupation with mean 2.16, but there was no significant difference. (F=5.21, df=1/59, p=.026). 4. In the study on the stress difference according to social property of the patient and the characteristic of the disease, there was significant difference in the age of the patients (F=2.98, df=3/57, p=.039). These results show that even if there is no statistically significant difference between two groups, sixteen of the experimental group are less than 3.0 in ADL score(standard 6 score)while eight of the control group are less than 3.0 and that ten of the experimental group are in the year range of 39-49 while four of the control group are in the year range of 39-49 which showed significant difference in family stress. These imply that there is a possibility that the experimental group have serious and fundamental stress resulting in high pretest stress compared with the control group. It might be due to the characteristic of simulated control group pretest-posttest design that the psychologic-supportive effect by the education was not observed. On the basis of these results, the followings are suggested. 1) A study on the nursing-mediated method to reduce the stress in the items which are not resolved by rehabilitation education, a study on nursing according to the patient's age and a study on the supportive nursing toward the family with occupation are required. 2) More than two times consecutive nursing-mediated rehabilitation education to measure the family stress is required. 3) Comprehensive and multilateral systemic education program including the instruction on western-eastern medicine, physical therapy, exercise and diet through collaboration of the experts in each field is required. 4) Family stress at home as well as in the hospital needs to be estimated and home rehabilitation and home-nursing needs to be continued.

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