이 연구에서는 스마트기기를 활용한 과학 수업의 사례를 분석하고, 스마트교육의 실행에서 과학 교사들이 겪는 어려움과 교육 요구, 과학교육에서 스마트교육의 적용 방안에 대한 교사들의 인식을 조사하였다. 연구 참여자는 서울 지역의 과학 교사 모임에서 스마트교육 관련 소모임에 참여하고 있는 교사 7명이었다. 교사들이 수업에 사용한 교수학습 자료를 수집한 후 스마트기기를 사용한 실제 수업에 대해 1차면담을 실시하였다. 그리고 이 자료들을 종합적으로 분석하여 과학교육에서 스마트교육의 요소별 정의를 정교화 하였다. 이를 바탕으로 2차면담에서 스마트기기를 활용한 과학 수업에 대한 교사들의 응답내용을 귀납적으로 범주화하여 분석하였다. 연구 결과, 모든 교사들이 필요할 때 즉시적 상호작용 요소를 활용하였으나, 질의응답이 일어나는 정도의 단순한 수준이었다. SNS, 위키 기반의 서비스를 이용한 협력적 상호작용 요소를 활용하는 경우는 적어서 스마트기기가 상호작용 지원을 위해 효과적으로 활용되고 있지 않았다. 또한, 대부분의 교사들이 학습자 수준에 따른 개별화 측면에서 학생들의 학습 결과를 수집하여 피드백을 하였으나, 학습자의 맥락, 상황 및 위치 인식 요소에 대해서는 인식하지 못하였다. 모든 과학 교사들은 학습 기회의 확대요소를 수업에서 주로 활용하였으나, 자기주도 학습 지원 요소에 대해서는 인식하지 못하였다. 과학 교사들은 현재 학생들에게 다양한 자료를 제공하거나 학습자의 수준을 판단하기 위해 스마트기기를 활용하고 있으나, 향후 스마트교육이 학생들의 협력적 상호작용과 자기주도 학습을 돕는 방향으로 발전할 필요가 있다는 의견을 많이 제시하였다. 그리고 이를 위한 교사 연수와 환경적인 지원에 대한 다양한 의견을 제시하였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 과학교육에서 스마트교육을 정착시키고 활성화하기 위한 방안에 대해 논의하였다.
철도역사는 최근 들어 환승 등으로 더욱 복잡해지면서 철도역사 내부에서 이동자는 본인의 가고자 하는 목적지를 찾는데 어려움을 호소하고 있으며, 특히 교통약자들의 경우는 더욱 많은 어려움을 호소하고 있다. 특히 교통약자들은 철도역사 바닥에 설치된 점자 블록을 기반으로 역사 내에서 위치를 찾고 있으나 현실적으로는 어려움이 많아 역사이용 만족도가 매우 낮게 나오고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 철도역사에서의 다양한 스마트모빌리티 서비스 지원을 위해서는 역사 이용자의 실시간 위치확인을 위한 스마트 점자 블록을 제안하고, 이 스마트 점자 블록의 재질별 RF 특성해석을 통해 철도역사 적합한 스마트 점자 블록의 재질, 그리고 스마트 점자 블록 내부의 RF 센서 간 이격거리 가이드라인을 제시하고자 한다. 특성해석을 통해 분석한 결과 결국 스마트 점자 블록의 적용 시 소재 변화에 공사 현장에 맞는 소재를 선정한 뒤 적용 예정인 RF 시스템 특히 RF 성능을 크게 좌우하는 안테나에 대한 성능변화를 반드시 사전 검토 과정을 통해 확인한 후 적용해야 할 것으로 보인다.
선박 또는 항공기 화물을 이용한 국제적인 마약 및 폭발물 반입 시도가 증가하는 추세이다. 최근 우리나라에서도 마약 및 폭발물의 검출 사례가 증가하고 있어 주 경로인 항만, 공항의 컨테이너 검색을 통해 위험물질(마약 및 폭발물)을 탐지하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 이온 이동도 분광법(Ion Mobility Spectrometry: IMS)의 샘플링 된 출력신호를 이용하여 컨테이너 내부의 위험물질을 검출하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 초기화 단계에서 알고 있는 물질을 사용하여 목표 위험물질의 이온 검출을 위한 문턱값, 윈도우 길이, 잡음 수준 등의 파라미터를 사전에 추정한다. 추정된 파라미터는 컨테이너 내부의 목표 위험물질의 이온 검출에 사용된다. 제안된 기법은 컨테이너 환경에 의해 IMS 신호 최대값과 이온 이동도가 변동하는 경우에 적용될 수 있다.
The present work considers work considers research strategies to address global warming. Specifically, this work considers the development of technologies of importance for the reduction of greenhouse gas emission and, especially, the materials that are critical to these technologies. It is argued that novel materials that are essential for the production of environmentally friendly energy may be developed through a special kind of engineering: interface engineering, rather than through classical bulk chemistry. Progress on the interface engineering requires to increase the present state of understanding on the local properties of materials interfaces and interfaces processes. This, consequently, requires coordinated international efforts in order to establish a strong background in the science of materials interfaces. This paper considers the impact of interfaces, such as surfaces and grain boundaries, on the functional properties of materials. This work provides evidence that interfaces exhibit outstanding properties that are not displayed by the bulk phase. It is shown that the local interface chemistry and structure and entirely different than those of the bulk phase. In consequence the transport of both charge and matter along and across interfaces, that is so important for energy conversion, is different than that in the bulk. Despite that the thickness of interfaces is of an order to a nanometer, their impact on materials properties is substantial and, in many cases, controlling. This leads to the conclusion that the development of novel materials with desired properties for specific industrial applications will be possible through controlled interface chemistry. Specifically, this will concern materials of importance for energy conversion and environmental monitoring. Therefore, there is a need to increase the present state of understanding of the local properties of materials interfaces and the relationship between interfaces and the functional properties of materials. In order to accomplish this task coordinated international efforts of specialized research centres are required. These efforts are specifically urgent regarding the development of materials of importance for the reduction of greenhouse gases. Success of research in this area depends critically on financial support that can be provided for projects on materials of importance for a sustainable environment, and these must be considered priorities for all of the global economies. The authors of the present work represent an international research group economies. The authors of the present work represent an international research group that has entered into a collaboration on the development of the materials that are critical for the reduction of greenhouse gas emissions.
When the injection molding system molds some plastic products, defective product rate will be increased if plastic materials have some excessive moisture content. Therefore, it is very important to control the dehumidification and drying of plastic material. Since the moisture content of the plastic material may change from time to time depending on the material and the molding process, it is necessary to observe the change in real time and maintain a constant moisture content. To solve these problems, I proposed a smart factory system model for plastic molding in this paper. In addition, I designed the interface module to be installed in the dehumidifying dryer which is the core of this process. In addition to this, performance tests were conducted to check the effectiveness and the results were verified as valid.
등기하 해석법을 이용한 고유치 해석은 유한요소를 이용한 결과보다 고차 모드에서 더 정확한 결과를 주는 것으로 알려져 있다. 이는 유한요소법이 차수에 상관없이 요소 간에 $C^0$ 연속성을 보이는 것과 다르게 등기하 해석법은 p차 요소에 대해서 $C^{p-1}$의 연속성을 보장하기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 장점을 이용하여 등기하 해석법을 이용하여 모드 기반의 축소 모델을 구성하고 동적 거동 해석을 수행하였다. 축소 모델 구성을 위해 Craig-Bampton(CB) 기법을 적용하였다. 수치 예제를 통해 간단한 봉 요소에 대해 등기하 해석법과 유한요소 해석법을 적용하여 요소의 차수에 따른 고유치 해석 결과를 비교분석하였다. 등기하 해석법에 중첩 노트를 허용하여 요소 간 연속성을 조절하고, 요소 간 연속성이 줄어듦에 따라 고차 모드에서의 수치 오차가 커짐을 확인하였다. 동적 거동 해석을 위한 축소 모델에 높은 차수의 외력이 주어지는 경우 요소간 연속성이 높은 등기하해석법을 사용하면, 해의 정확도를 높일 수 있다.
본 논문에서는 기저 스크리닝 기반 크리깅 모델(BSKM: Basis Screening based Kriging Model) 생성의 정확도를 높이기 위해 페널티를 적용한 최대 우도 평가 방법(PMLE : Penalized Maximum Likelihood Estimation)에 대해서 소개한다. BSKM에서 사용하는 기저함수의 최대 차수와 종류는 그 중요도에 따라서 결정하게 되며, 이때 중요도의 지표는 기저함수에 대한 교차 검증 오차(CVE : Cross Validation Error)로 택한다. 크리깅 모델(KM : Kriging Model) 구성시 최적의 기저함수 조합은 우선 최대 기저함수 차수를 선택하고 개별 기저함수의 중요도를 평가를 하게 된다. 최적 기저함수 조합은 크리깅 모델의 CVE가 최소가 될 때까지 개별 기저함수의 중요도가 높은 순으로 기저함수를 하나씩 추가하며 찾는다. 이 과정에서 KM은 반복적으로 생성해야 하며, 동시에 데이터 사이의 상관관계를 나타내는 하이퍼 매개변수(Hyper-parameters)도 최대 우도 평가방법을 통해 계산하여야 한다. 하이퍼 매개변수의 값에 따라 선택되는 최적의 기저함수 조합이 달라지기 때문에 KM의 정확도에 막대한 영향을 미치게 된다. 정확한 하이퍼 매개변수를 계산하기 위해서 PMLE 방법을 적용하였으며, Branin-Hoo 함수 문제에 적용하여 BSKM 의 정확성이 개선될 수 있음을 확인하였다.
본 연구는 세계 스마트시티의 미래상을 위해 형태적 진화과정을 파악하는데 목적을 두고 있다. 주요 연구내용과 방법은 스마트시티에 융합 된 환경기술과 정보기술을 4개 대륙과 우리나라로 나누어 비교하였다. 이를 통해 연관성 분석과 시기별 디바이스/기술의 융합개수 분석을 하였다. 분석 자료는 우리나라를 포함한 세계 32개 스마트시티 사례이고, 시기는 4개의 범위 이다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 1기의 스마트시티는 환경의 보존, 기존도시의 고유형태 고수, 필요한 디바이스/기술을 충족하는 형태적 진화였다. 둘째, 2기의 스마트시티는 정보기술 중심 개발을 통한 형태적 진화였다. 셋째, 3기의 스마트시티는 정보기술의 고도화와 환경기술의 에너지생산 그리고 관련된 디바이스/기술이 융합된 형태적 진화였다. 넷째, 4기에는 모든 기술의 고도화 과정을 통해 융합, 소멸, 그리고 새로운 환경기술과 정보기술이 창조되는 형태적 진화였다. 결과적으로, 스마트시티의 형태적 진화는 환경기술과 정보기술 간의 차별적 개발이 아닌, 융합형태의 유기적인 도시구조로 변화될 것이다. 더불어, 이러한 반복적인 기술의 융합과정을 통해 스마트시티의 형태는 계속해서 진화될 것이다.
샌드위치 구조물의 응용된 형태인 스마트 스킨 구조물을 ABAQUS로 유탄요소 해석하였다. 심재로 쓰이는 하니컴은 일반적으로 두께 방향 강성 및 전단 강성만 제작회사에 의하여 제공된다. 이를 바탕으로 하니컴 재료의 물성을 추정하여 다른 방향의 제공되지 않는 물성을 계산하였고, 이를 유탄요소 해석시 물성 자료로 적용하였다. 또한, 스마트 스킨 구조물의 좌굴 및 3점 굽힘 거동을 유한요소 해석하였으며, 기존의 실험결과 및 이론값과 비교 분석하였다. 비교적 결과가 잘 일치하였다. 본 연구를 통하여서 하니컴의 물성을 상용 패키지에 적용하는 방법 및 타당한 근거를 제시하였고, 이 결과를 바탕으로 스마트 스킨 구조물을 상용패키지로 유한요소 해석시 지침을 제시할 수 있다
본 연구에서는 스마트러닝 환경에 맞는 교수 학습 도구로써 3D 콘텐츠 제작 및 활용이 가능한 3D 기반 소프트웨어를 대상으로 교수 학습 적용 방안을 모색하였다. 그리고 그 현장 적용 가능성을 탐색하기 위하여 스마트스쿨에 시범 적용을 실시하였다. 시범 적용 후 학생들을 대상으로 학습만족도 검사를 실시하였으며, 교사를 대상으로 일대일 면담을 통한 현장 적용 가능성 평가를 실시하였다. 그 결과 다양한 교과에서의 교수 매체, 동기유발 자료 제시, 개인 및 모둠별 발표 도구, 학습 부진아 및 영재 교육을 위한 교수매체로써의 활용 가능성에 대해 긍정적인 결과를 도출할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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