• Journal of Biosystems Engineering
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• 제28권6호
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• pp.517-524
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• 2003

생물생산에 요구되는 다양한 작업들을 생력화하기 위한 연구 개발 노력이 전세계적으로 활발히 추진되어 왔다. 이러한 연구 개발은 주로 노동집약적인 작업, 고부가가치 농산물을 생산하기 위한 작업 그리고 작업자에 유해한 또는 가혹한 환경하의 작업 등에 주안점을 두고 추진되고 있다. 하지만, 생물생산 분야의 생력화를 추진하는데 있어서 다양한 작업성과 강건성이라는 작업성능 측면에서의 기술적인 문제와 고가의 시스템 및 설비 비용에 따른 경제성 문제가 항상 걸림돌이 되어 왔다. 본 연구에서는 언급한 문제점들 외에 기계가동률, 유지보수 등 생물생산분야의 생력화에 있어 내재되고 있는 문제점들을 효율적으로 해결하기 위하여 무선 원격로봇 시스템에 의거한 새로운 생력화 개념을 제안하였다. 새로운 개념의 생력화는 주어진 작업을 성공적으로 수행하기 위하여 작업자(농민), 컴퓨터 그리고 로봇을 위시한 자동화 작업설비를 대상으로 상대적으로 수월성을 갖는 기능을 중심으로 역할을 분담하는 것이다. 또한 시설재배에 요구되는 전정, 관수, 방제, 제초, 수확, 운반 등과 같은 다양한 작업들을 노동 투하정도와 기능적 유사성 측면을 고려하여 일관적으로 작업을 생력화하는 방안을 제시하였고 제안한 개념을 구현할 수 있는 시스템을 개발하였다. 대상 작목으로는 중량으로 인하여 비교적 취급이 어려운 수박을 선택하였다. 개발 시스템은 크게 무선원격 모니터링 및 작업제어 모듈, 무선원격 영상 획득 및 데이터 송수신 모듈, 4자유도 직교좌표형 로봇 암을 장착한 갠트리 장치부, 교체가 가능한 모듈형 선단 작업장치, 수박 운반 적재모듈의 5개 하드웨어 모듈로 구성하였다. 개발한 시스템은 그래픽 사용자 인터페이스를 통하여 터치 스크린 모니터를 이용하여 작업자와 컴퓨터간의 인터페이스를 구현하였으며 무선 원격데이타 송수신과 분산 제어기를 이용하여 작업자와 컴퓨터 그리고 로봇 작업기간의 인터페이스와 시스템 제어를 구현하였다. 개발 시스템의 성능을 시험하여 결과를 제시하였으며 본 논문에서 제안한 새로운 개념의 생력화 시스템은 생물생산분야의 생력화 방향을 새롭게 제시하는 실질적이고 실현 가능한 시스템이라는 것을 보여주었다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제48권1호
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• pp.111-121
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• 2011

지능형 비디오 분석시스템은 불특정 다수의 객체가 가지는 행동을 분석하고, 불의의 사고를 사전에 예측하여 관리자에게 경고를 전달하는 기술을 필요로 한다. 본 논문은 적응적으로 배경을 생성하여 월담, 실신, 버려진 물체, 배회와 같이 사전에 정의된 이상행위를 분석하는 기술을 제안한다. 제안된 비디오 분석 시스템은 배경 생성과 이상 행위 분석 모듈로 구성된다. 강건한 배경 생성을 위해서 영상 내의 움직임 변화를 검출하여 매 순간마다 움직임이 없는 영역을 지속적으로 갱신하고, 이를 기반으로 객체를 검출한다. 또한 객체 검출의 정확성을 높이기 위해 검출된 결과에서 잡음과 그림자 제거 단계를 추가하였다. 이상행위 분석 모듈에서는 검출된 객체로부터 무게 중심, 실루엣, 크기, 이동 궤적 정보를 추출한다. 이때 이상행위의 판단은 월담, 실신, 버려진 물체, 배회에 따라 시나리오 환경으로 구성하고 분석하였다. 실험 결과에서 제안된 시스템은 복잡한 배경 환경에서도 이동 객체 검출 및 이상행위 분석이 가능하였다.

• 생명과학회지
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• 제27권9호
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• pp.1003-1010
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• 2017

Paenibacillus woosongensis의 유전체 부분 염기서열로부터 mannanase를 코드하는 것으로 유추되는 open reading frame을 중합효소연쇄반응으로 증폭하여 대장균에 클로닝하고 염기서열을 결정하였다. Mannanase 유전자는 man26AT로 명명하였으며 1,053 아미노산으로 구성된 단백질을 코드하는 3,159 뉴클레오티드로 이루어졌다. 아미노산 잔기배열을 분석한 결과 Man26AT는 glycosyl hydrolase family 26의 mannanase와 상동성이 높은 활성영역, 탄수화물 결합영역 CBM27과 CBM11로 구성되어 있었다. Man26AT의 아미노산 배열은 P. ihumii의 유추된 mannanase와 상동성이 81%이고 다른 Paenibacillus 속 균주의 여러 mannanases와 57% 이하의 상동성을 보였다. man26AT 유전자를 함유한 재조합 대장균의 균체 파쇄상등액은 $55^{\circ}C$와 pH 5.5에서 최대의 mannanase 활성을 보였고, $50^{\circ}C$에서 1시간 열처리한 후에 80% 이상의 잔존활성을 보였다. Man26AT는 locust bean gum (LBG) galactomannan과 konjac glucomannan에 대한 분해활성이 유사하였으며, carboxymethylcellulose, xylan과 para-nitrophenyl-${\beta}$-mannopyranoside는 분해하지 못하였다. Man26AT에 의해 mannotriose, mannotetraose, mannopentaose와 mannohexaose 등의 만노올리고당이나 LBG로부터 공통의 최종 가수분해 산물로 mannose, mannobiose와 mannotriose가 생성되었다. 또한 mannotriose 보다 큰 만노올리고당이 LBG와 guar gum의 분해산물로 각각 생성되었다. 그러나 Man26AT는 mannobiose를 분해하지는 못하였다. 활성염색을 통해 Man26AT는 균체 내에서 3개 이상의 크기가 다른 활성 단백질로 분해된 것이 확인되었다.

• 자원환경지질
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• 제50권3호
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• pp.251-256
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• 2017

본 연구는 폐광산에서 배출되는 산성광산배수가 하천수 및 지하수에 유출되면서 발생되는 환경 오염들을 막기 위해 생물학적 자연정화 처리 방법인 연속적 알칼리도 생성 시스템의 효율을 증대 시키는 방안에 관한 연구이다. 연속적 알칼리도 생성 시스템를 이용한 산성광산배수의 처리는 대부분 황산염 환원 박테리아를 이용한 생물학적 처리 기술이며, 실제 현장 적용실험에서 그 효과가 증명되었고, 광산배수 정화 사업에 적용하도록 개발된 사례가 많다. 그러나 계절적인 온도 저하로 기온이 매우 낮은 겨울이나 초봄 동안에는 황산염 환원 박테리아가 생존은 가능하더라도 황산염을 환원시키는 활동이 거의 멈추게 되어 지속적인 산성광산배수 처리 효율에 문제점을 야기한다. 본 연구에서는 연속적 알칼리도 생성 시스템에 발광 다이오드를 접목하여 유기물 층의 황산염 환원 박테리아 활성을 증진시키고, 온도가 낮은 겨울철에도 발광 다이오드의 발열 효과를 이용하여 활성 온도를 유지 할 수 있는 방안을 제안한다. 더불어, 산성광산배수 처리 시설은 전력을 쉽게 공급할 수 없는 곳에 위치한 지리적인 특성을 고려하여, 발광 다이오드에 전원을 공급할 수 있는 전원 공급 장치로 태양 전지 모듈 사용을 제안한다. 본 방법을 통하여 추가적 연구들이 진행된다면, 태양광 에너지와 발광 다이오드를 융합한 친환경적인 방법을 이용하여 겨울철에도 산성광산배수 처리 기술의 효율을 극대화 할 수 있을 것이다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제62권2호
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• pp.181-186
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• 2019

본 연구에서는 460 nm 파장의 청색 가시광선을 압출 떡의 표면에 조사하기 위하여 장치의 최적 디자인을 시뮬레이션을 통하여 확인하고 청색광이 압출 떡의 표면에서 식품 위해균인 B. cereus group에 미치는 영향을 확인하였다. LED 장치에서 광원모듈의 세 가지 배열(centered, cross, evenly spaced) 및 광원과 샘플 표면 사이의 거리(22, 32, 42 mm)에 따른 조사 면적에서 빛의 세기 패턴을 시뮬레이션을 통하여 계산하고, Petri factor를 통하여 균일도를 확인하였다. LED 배열의 균일도는 evenly spaced 배열에서 가장 균일한 패턴을 보였으며, 광원과의 거리가 32 및 42 mm일 경우 Petri factor가 0.9 이상으로 높은 균일도를 나타내었다. 떡볶이 떡에 LED 청색광을 조사한 경우 24 h 후 균 수가 초기 균 수에 비하여 감소하였으며, LED를 조사하지 않은 대조군에서는 초기 균 수가 증가하여 1.21 log CFU/g의 차이를 보였다. LED 조사 시 광원과 샘플의 거리가 증가할수록 Petri factor는 증가하나 감균 효과가 낮아지는 결과를 나타내었다. 따라서 Petri factor가 0.9 이상임을 만족하는 evenly spaced 배열의 32 mm 거리가 떡의 유통기한 연장을 위한 LED 장치의 디자인에 적합함을 확인하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.55-65
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• 2022

X-ray 두개골 영상에서 주요 해부학적 부위들 간의 거리를 계측하는 것은 진단과 치료 등 임상적 의미에서 매우 중요하다. 최근에는 딥러닝 기술의 발전을 바탕으로 랜드마크를 식별 및 검출하는 자동화 시스템들이 제시되고 있다. 이러한 딥러닝 기반 모델을 과적합 없이 학습 시키기 위해서는 대량의 영상과 라벨링 데이터가 필요하다. 기존에는 숙련된 판독의가 환자의 영상에서 랜드마크를 수동으로 식별하여 라벨링하는 방식으로 계측이 이루어져 왔다. 그러나 이러한 계측 방식은 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라, 재현성이 떨어지기 때문에 자동화된 라벨링 방법에 대한 필요성이 제기되고 있다. 또한, X-ray 영상에는 광자가 통과하는 경로 상의 여러 인체조직들이 표시되기 때문에 랜드마크 식별이 일반 자연 이미지 또는 삼차원 모달리티 영상에 비해 어렵다. 본 연구에서는 X-ray 영상 내에 대량의 라벨링 데이터 생성을 가능하게 하는 기하학적 데이터 증강 기법을 제안하고 있다. 또한, 두개골 내 주요한 16개 랜드마크들의 검출 성능을 향상시키기 위해 다양한 어텐션 기법들의 구현 및 적용을 통해 랜드마크 검출을 위한 최적의 어텐션 메커니즘을 제시하였다. 마지막으로 주요 두개골 랜드마크들 중 안정적인 검출이 보장되는 마커들을 도출하였으며, 이러한 마커들은 임상적인 활용 가능성이 높을 것으로 기대된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제20권1호
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• pp.52-76
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• 2000

19세기초반부터 20세기 중반까지의 시기를 다루었던 이전 논문에 이어서, 본 논문에서는 20세기 후반기 동안 STS 관련 아이디어들이 영국의 과학교육에서 어떻게 역사적으로 발전해 왔는가를 살펴보았다. 미국에서와 마찬가지로, 1950-60년에는 영국에서도 Nuffield 프로젝트와 같은 많은 수의 학문중심 과학 교육 프로그램들이 등장하였다. 하지만, 1970년대에 들어서면서 이에 대한 비판들이 점차 제기되었고 당시의 경향을 수정하고자 하였던 주목할만한 시도들이 이루어졌다. 예컨대, SCISP는, 비록 그것의 주된 관심이 통합과학적 접근을 도입하고자 하는 것이었지만, 과학과 사회 사이의 관련성이 갖는 중요성을 보여주는 성공적인 계기가 되었다. 이어서, Science in Society와 SISCON-in-Schools와 같은 진정한 STS 프로그램을 위한 보다 야심찬 시도들이 이루어졌다. 이 두 프로젝트는 시기적으로 거의 동시에 개발되었으며 교과서가 아닌 모듈의 형태로 개발되었다. 하지만, Science in Society는 과학의 응용과 산업적 측면에 보다 관심을 집중시켰던 반면, SISCON-in-Schools는 과학의 역사적, 철학적, 사회적 측면들에 보다 많은 관심을 쏟았다. 1980년대에는 보다 큰 규모의 STS 프로그램을 개발하고자 하였던 훨씬 더 야심적인 시도들이 이루어졌는데, 그 대표적인 예가 Salters' 프로젝트와 SATIS였다. 이 두 가지의 프로그램들은 모두 ASE의 적극적인 협조 아래에 개발되었으며, 곧 전세계에서 대표적으로 인정받는 STS적 접근의 예가 되었다. 이 두 프로그램은 많은 유사점에도 불구하고, Salters'는 보다 적용-중심 및 과목-중심의 교과서 형태이었던 반면, SATIS는 보다 사회적 쟁점-중심의 모듈 형태의 것이었다. 한편, 학교 과학교육에서의 STS적 접근의 역사에 대한 본 연구는 각 STS 프로그램들이 상이한 사회적 배경 하에서 개발되었고 학교 과학교육의 목표에 대한 상이한 관점을 지닌 사람들에 의해 주도되었으며 또한 STS적 접근이 20세기 마지막 시기에만 나타난 독특한 특징은 아니었음을 보여준다. 마지막으로 지난 20세기 동안 영국에서 개발되었던 대표적인 STS 프로그램들에 대한 배경정보에 상대적인 특징의 비교를 정리하였으며 연구의 일반적인 결론과 그 시사점에 대해 논의하였다.

• 천문학회보
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• 제39권2호
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• pp.90-90
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• 2014

The Immersion Grating Infrared Spectrometer (IGRINS) is the first astronomical spectrograph that uses a silicon immersion grating as its dispersive element. IGRINS fully covers the H and K band atmospheric transmission windows in a single exposure. It is a compact high-resolution cross-dispersion spectrometer whose resolving power R is 40,000. An individual volume phase holographic grating serves as a secondary dispersing element for each of the H and K spectrograph arms. On the 2.7m Harlan J. Smith telescope at the McDonald Observatory, the slit size is $1^{{\prime}{\prime}}{\times}15^{{\prime}{\prime}}$. IGRINS has a plate scale of 0.27" pixel-1 on a $2048{\times}2048$ pixel Teledyne Scientific & Imaging HAWAII-2RG detector with a SIDECAR ASIC cryogenic controller. The instrument includes four subsystems; a calibration unit, an input relay optics module, a slit-viewing camera, and nearly identical H and K spectrograph modules. The use of a silicon immersion grating and a compact white pupil design allows the spectrograph collimated beam size to be 25mm, which permits the entire cryogenic system to be contained in a moderately sized ($0.96m{\times}0.6m{\times}0.38m$) rectangular Dewar. The fabrication and assembly of the optical and mechanical components were completed in 2013. From January to July of this year, we completed the system optical alignment and carried out commissioning observations on three runs to improve the efficiency of the instrument software and hardware. We describe the major design characteristics of the instrument including the system requirements and the technical strategy to meet them. We also present the instrumental performance test results derived from the commissioning runs at the McDonald Observatory.

• 한국과학교육학회지
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• 제21권2호
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• pp.357-384
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• 2001

본 논문에서는 통합과학교육에 관한 이론적 방향과 실제적 교수 학습방안을 연계성 있게 제시하여 과학교사들의 통합과학교육에 관한 이해를 도움과 동시에 통합과학 수업 보조자료를 개발하여 실제수업에 활용할 수 있도록 하였다. 이를 위해 공통과학 교과내용 중 통합 과학적 성격이 특히 강한 에너지 단원을 대상으로 통합과학 교수 학습 방안을 모색하였는데, 이것은 이전 논문에서 구성한 '통합과학교육의 방향별 에너지 교수 학습 전략' 을 바탕으로 하고 여기에 각 방향별 특징에 적합한 수업 모형을 적용한 것이다. 즉, 지식내용중심의 통합은 물리, 화학, 생물, 지구과학의 지식을 통합하기 위해서 '에너지의 여행' 을 주제로 선정하고 ' 개방된 발견학습' 수업모형을 적용하여 개념과 탐구관련 중심으로 모색하였다. 사회문제중심의 통합은 과학관련 사회문제를 해결하기 위하여 '에너지의 미래'를 주제로 선정하고 '발생학습' 수업모형을 적용하여 학습자의 인지과정을 중심으로 모색하였다. 개인흥미중심의 통합은 과학과 개인흥미의 통합을 위하여 '에너지의 변신' 을 주제로 선정하고 '프로젝트' 수업모형을 적용하여 학습자의 흥미나 관심분야를 중심으로 모색하였다. 이상과 같은 방향에 따른 통합과학 교수 학습 방안은 다음과 같은 순서에 의해 모색되었다. 먼저, 각 주제별로 다루어야할 통합과학적 교수 학습 내용을 구성하고, 이를 바탕으로 각각의 주제를 통합적으로 수업하기 위한 통합과학적 수업 절차를 설계하였다. 그리고 작성한 수업 절차에 따라 실제 통합과학 수업에서 적용할 수 있는 통합과학적 수업 지도안을 작성하였다. 이상의 연구는 21세기를 대비한 통합과학교육의 방향정립과 교재, 교사, 학생을 고려한 종합적인 통합과학교육 프로그램 개발에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 지능정보연구
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• 제23권1호
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• pp.23-46
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• 2017

2000년대 이전부터 북미 유럽의 선진국을 중심으로 특정 기업이나 사업(프로젝트)에 관한 가치를 평가하는 사례는 있어 왔으나, 개별 기술(특허)의 경제적 가치를 산정하는 체계나 방법론은 국내를 중심으로 최근 들어 활성화되어 왔다. 이러한 기술가치평가 분야는 기술이전(거래), 현물출자, 사업타당성 분석, 투자유치, 세무/소송 등의 다양한 용도로 활용되고 있다. 물론 기술보증기금의 KTRS, 발명진흥회의 SMART 3.1과 같이, 평가대상기술에 대한 기술력(등급) 평가 혹은 특허등급평가를 정성적으로 수행하는 온라인 시스템은 존재해 왔으나, 대상기술의 정량적인 가치금액까지 산출해 주는 웹기반 지능형 기술가치평가 시스템은 한국과학기술정보연구원(KISTI)에 의해 유일하게 개발 및 공식 오픈되어 확산 활용되고 있다. 본 고에서는 KISTI에서 개발 운영중인 웹기반 'STAR-Value' 시스템을 중심으로, 탑재된 방법론 및 평가모델의 유형, 이를 지원하는 참조정보 및 데이터베이스(D/B)가 어떻게 연계 활용되는지를 소개한다. 특히 미래에 발생할 경제적 수익을 추정하여 현재가치화하는 소득접근법 기반의 대표 모델인 현금흐름할인(DCF) 모델과 특정 로열티율을 기반으로 로열티수입료의 현재가치를 기술료 대가로 산정하는 로열티절감모델을 포함한 6개 모델, 그리고 관련 지원정보(기술수명, 기업(업종)재무정보, 할인율, 산업기술요소 등)의 데이터 기반 연계 방식에 대해 살펴본다. STAR-Value 시스템은 평가대상기술에 대한 국제특허분류(IPC) 혹은 한국표준산업분류(KSIC) 등의 분류 정보로부터 기술순환주기(TCT) 지수, 유사업종(혹은 유사기업)의 매출액 성장률 및 수익성 데이터, 업종별 가중평균자본비용(WACC) 및 산업기술요소 지수 등 메타데이터값을 자동적으로 불러오고 여기에 조정요인을 반영하여 기술가치의 산출결과가 높은 신뢰성 및 객관성을 가지도록 한다. 나아가 대상기술의 잠재적 시장규모와 해당 사업화주체의 시장점유율에 대한 정보까지 보유 재무데이터 기반으로 참조값을 제시하거나 기존에 완료된 평가사례 축적 기반으로 업종별 유사 기술의 가치범위값을 제시해 준다면, 본 시스템이 보다 지능형으로 지원 모듈을 연계 활용하고 실시간으로 손쉽게 고(高)정확도의 기술가치범위를 제시해 줄 수 있을 것으로 기대된다. 본 고에서는 웹기반 STAR-Value 시스템이 참조데이터 기반으로 지능형 연계를 수행하도록 해주는 모형선택 가이드라인 지원기능, 기술가치범위 추론 지원기능, 유사기업 선정 기반의 시장점유율 산정 지원기능의 내부 로직 구성을 설명한다. 상기 지원기능을 통해 비전문가(또는 초보자) 수준에서 최적의 평가모형 선택, 기술가치 범위 추론, 유사기업 선택 및 시장점유율 산정에 대한 정보지원이 데이터 사이언스 및 기계학습 기반으로 수행될 수 있다. 본 연구는 기술가치평가 분야의 이론적 타당성을 평가실무에서 활용할 수 있는 평가모델 및 지원정보를 실제 탑재한 웹기반 시스템의 소개에 의미가 있으며, 추가적으로 보다 객관적이고 손쉬운 지능형 지원시스템의 활용성을 높임으로써, 앞으로 기술사업화의 제 분야에서 다양하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다.