휴대용 인공 전자 후각 시스템 (E-nose)의 가스 측정 환경은 실험실 내의 정교하게 제어되는 환경과 달리 온도, 농도, 기체 시료의 유속 등의 외부 요인의 변동이 매우 심하다. 이런 환경에서도 사용 가능한 단순하고 강인하고 정확한 가스 패턴 인식 알고리듬의 개발은 마이크로 바이오 센서의 발달과 함께 확대되고 있는 휴대용 및 소형 측정 진단 시스템에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 PDA 기반의 휴대용 전자 후각 시스템을 활용해 실제 변화하는 환경에서 다채널 마이크로 센서로부터 감지되는 가스 신호를 수집하고, 여기에 영상 정합 기법을 적용하여 알고리듬의 강인성과 향상된 정확도를 검증하는 것을 목표로 하였다. 제안된 방법을 6종류의 가스 시료에 대한 7채널 마이크로 센서의 휴대 환경 측정 데이터에 적용하고, 기존의 최대 민감도 특징 추출 기법과 비교한 결과, 외부 환경의 변동에 영향 받지 않는 안정된 인식 성능 뿐 아니라 기존의 방법으로 구별하기 어렵던 2 종의 유사한 가스 시료에 대해서도 정확한 구분이 가능함을 보였다. 제안된 방법은 다양한 환경 변화에 노출되는 유비쿼터스 센서 네트워크 (USN)의 데이터 처리에도 쉽게 응용될 수 있을 것이며, 응용 현장에서 높은 안정성과 정확성을 요구하는 휴대용 의료 진단, 환경 감지 기술의 실용화에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.
전자후각(I-nose)시스템은, 전통적으로 음식물이나 플라스틱 제재의 생산에서 자동화된 품질관리 시스템에 사용되어 왔으나, 최근 호흡가스 등을 통해 당뇨, 호흡 및 소화기 질환과 감염 등을 검사하는 진단영역으로 그 응용분야를 확대하고 있다 이러한 질병과 연관이 없는 휘발성 유기화합물(volatile organic compound, YOC) 에 대하여 I-nose 의 센서어래이는 센서 물질과 휘발성 화합물 사이의 반응으로 인해 고유한 반응을 보이며, 신호의 profile 에 그 흔적을 남긴다. 본 연구에서는 센서어래이의 반응 신호를 profile 형태로 유지 및 분석함으로써 I-nose 의 가스시료 인식 성능을 보다 향상시킬 수 있는 방법을 제안하였다. 신호의 profile 에는 패턴인식을 위한 기존의 개별적인 특성(feature) 보다 많은 정보가 들어 있으며, 이를 가스의 구분에 효과적으로 이용하기 위해 디지털 영상처리에서 사용되는 패턴 매칭을 응용한time-profile방법을 새롭게 제안하였다. 제안된 방법의 검증을 위해, 반도체 공정에 의해 제작된 16채널의 초소형 가스센서 어래이를 사용해 측정된 8종류의 각기 다른 가스시료들에 대하여, 동종 및 이종 가스간의 매칭의 정도를 산출하였다. 기존의 방법과 비교한 결과 동종과 이종 가스간의 뚜렷한 구별이 가능하여 이를 패턴인식에 사용하면 E-nose의 가스 인식 성능을 향상시킬 것으로 전망된다.
This study investigates the recognition and preference of functional textile material about outdoor clothing widely used in the current fashion market. The study targeted 216 males and females in their 20s to 50s who wear outdoor clothing as casual wear. To analyze data, frequency analysis, cross tabulation analysis and ANOVA were conducted with the SPSS 21.0 statistical package. The results are as follows. First, recognition of functional textile material of outdoor clothing showed that 20s was the lowest preference and all age groups preferred lightweight textile material. In information recognition of functional outdoor clothing, 40s showed the highest recognition, while 20s showed the lowest recognition. Second, 40s and 50s preferred functional material to 20s and 30s. In particular, 40s and 50s preferred clothing items with water vapor permeability & water repellent material to 20s and 30s. All age groups preferred insulation material jumpers, water vapor permeability & water repellent material jumpers and stretch pants. Third, reasons for purchasing functional material clothing was: design for the age group 20s and 30s versus health and function for the age group 40s and 50s. It is necessary to develop functional clothing products based on exact consumer information and preferences.
본 연구는 기상확산 자기조립화기법으로 수정진동자 표면을 L-Penicillamine와 D-Penicillamine으로 수식하여 대표적인 키랄물질인 R-(-)-Mandelic acid와 S-(+)-Mandelic acid에 대한 키랄물질 인식과 측정 가능성을 검토한 것이다. 수정진동자의 전극 표면에 3차원 입체구조가 다른 Penicillamine의 이성질체를 기상확산법으로 수식한 결과를 QCM과 AFM을 이용하여 관찰하여, 수정진동자 표면위의 분자구조의 형성에서 상이한 구조를 가지게 된다는 것을 확인하였다. L, D-Penicillamine이 수식된 수정진동자를 이용하여 R-(-)-Mandelic acid와 S-(+)- Mandelic acid에 대한 감응성을 검토한 결과, L-Penicillamine이 수식된 수정진동자는 R-(-)-Mandelic acid와 S-(+)- Mandelic acid에 대하여 선택적 감응성이 없었으나 D-Penicillamine이 수식된 수정진동자는 R-(-)-Mandelic acid에 대하여 선택적 감응성을 나타냄을 알 수 있었다. 본 연구결과, 기상확산법을 이용하여 다양한 선택성 막의 배열이 가능함을 알 수 있었고, 이렇게 배열된 박막으로 수식된 QCM을 이용하여 Mandelic Acid 이성질체 혼합물에서 특정 광학 이성질체의 검출이 가능함을 확인할 수 있었다.
The electronic nose (e-nose) has been used in food industry and quality controls in plastic packaging. Recently it finds its applications in medical diagnosis, specifically on detection of diabetes, pulmonary or gastrointestinal problem, or infections by examining odors in the breath or tissues with its odor characterizing ability. Moreover, the use of portable e-nose enables the on-site measurements and analysis of vapors without extra gas-sampling units. This is expected to widen the application of the e-nose in various fields including point-of-care-test or e-health. In this study, a PDA-based portable e-nose was developed using micro-machined gas sensor array and miniaturized electronic interfaces. The rich capacities of the PDA in its computing power and various interfaces are expected to provide the rapid and application specific development of the diagnostic devices, and easy connection to other facilities through information technology (IT) infra. For performance verification of the developed portable e-nose system, Six different vapors were measured using the system. Seven different carbon-black polymer composites were used for the sensor array. The results showed the reproducibility of the measured data and the distinguishable patterns between the vapor species. Additionally, the application of two typical pattern recognition algorithms verified the possibility of the automatic vapor recognition from the portable measurements. These validated the portable e-nose based on PDA developed in this study.
약쑥의 식물종 판별을 위해 SAW센서가 부착된 GC로 구축된 시스템을 이용하여 휘발성 성분을 분석하였다. 사용된 재료는 별도의 전처리 과정없이 분석되어 15초 이내에 분석된 크로마토그램을 $VaporPrint^{TM}$ 이미지 소프트웨어를 사용하여 패턴화 하였으며 패턴인식을 통하여 비교한 결과, 싸주아리쑥과 사자발쑥, 인진쑥의 패턴 차이를 조사하였다. 1. 싸주아리쑥, 사자발쑥, 인진쑥의 휘발성분의 분석을 통해 polar derivative패턴이 확연히 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 용매추출과 같은 복잡하고 시간이 오래 걸리는 전처리의 과정없이 20초간의 Vapor성분 분석만으로도 쑥의 종류를 구분할 수 있었다. 2.쑥의 보존기간별 향의 변화를 측정해 본 결과, 수확당년의 시료에 비해 해가 갈수록 성분들의 양이 줄어듦이 확인되었고 2년 이후의 시료들에서는 그 변화가 적음을 알 수 있었다. 그러나 4분대의 특정향기성분의 경우에는 오히려 그 양이 증가함을 볼 수 있었다.
약초 천궁의 원산지를 판별하기 위하여 SAW 친서가 내장된 GC로 구축된 시스템을 이용하여 휘발성 성분을 분석하였다. 사용된 시료는 별도의 전처리 과정 없이 분석되어, 30초 이내에 얻어진 크로마토그램을 $VaporPrint^{TM}$ 이미지 소프트웨어를 사용하여 패턴화하였으며 패턴인식을 통하여 비교한 결과, 수입산 천궁과 국내산 천궁의 패턴이 뚜렷하게 차이를 나타냄으로 원산지 판별을 할 수 있었다.
The purpose of this study is to explore the applying possibility of the Earth Systems Education(ESE) in elementary school science education through the improving of students' recognition with the earth systematic nature by systems thinking education - for this was the recognizing as earth systematic nature was the key element of ESE, and the systems thinking skill is accredited very effective tool for the understanding with earth systematic nature. For this, the systems thinking's teaching-learning programs were developed and applied to the 6th students (21s) for 10hours' classes. The results of this study are as follows; In most of the 6th students didn't recognize with earth systematic nature from a lack of understanding of the vapor being in every nature environments. In systems teaching-learning classes, most of students participated positively in learning activities and achieved the aim of a lesson. In the testing results for students' recognition improving to earth systematic nature after the systems thinking education, about 24% students were showed the improving results of the recognition with earth systematic nature. Consequently, It is suggested that just as the achieving of the points of ESE in elementary school science education, the approaching method of the systems thinking education is worth attempting to applying of the ESE.
Smart textile industries have been precipitously developed and extended to electronic textiles and wearable devices in recent years. In particular, owing to an increasingly aging society, the elderly healthcare field has been highlighted in the smart device industries, and pressure sensors can be utilized in various elderly healthcare products such as flooring, mattress, and vital-sign measuring devices. Furthermore, elderly healthcare products need to be more lightweight and flexible. To fulfill those needs, textile-based pressure sensors is considered to be an attractive solution. In this research, to apply a textile to the second layer using a pressure sensing device, a novel type of conductive textile was fabricated using vapor phase polymerization of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT). Vapor phase polymerization is suitable for preparing the conductive textile because the reaction can be controlled simply under various conditions and does not need high-temperature processing. The morphology of the obtained PEDOT-conductive textile was observed through the Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM). Moreover, the resistance was measured using an ohmmeter and was confirmed to be adjustable to various resistance ranges depending on the concentration of the oxidant solution and polymerization conditions. A 3-layer 81-point multi-pressure sensor was fabricated using the PEDOT-conductive textile prepared herein. A 3D-viewer program was developed to evaluate the sensitivity and multi-pressure recognition of the textile-based multi-pressure sensor. Finally, we confirmed the possibility that PEDOT-conductive textiles could be utilized by pressure sensors.
8개의 수정진동자 위에 서로 다른 종류의 Lipid를 코팅하여서 만든 센서 배열을 가지고 유기용매를 인식할 수 있는 System을 구성한다. 유기용매 인식센서에 대한 수학적 모델을 사용하여 여러 가지 유기용매에 대한 센서의 응답으로부터 센서 표면과 유기용매 간의 물질 전달속도 패턴과 친화력 패턴을 얻어 유기용매 종류를 인식하였다. 패턴인식은 인공신경망을 이용하였으며 인공신경망의 연결 강도 수정은 Levenberg-Marquardt 알고리즘을 사용하였다. 신경망의 출력은 4개로 하였고, 디지털 신호인 0과 1의 조합으로 유기용매 종류를 구분하였다. 이 시스템을 이용하여 9개의 유기용매 Acetone, Benzene, Chloroform, Carbon-tetrachloride, Ethylacetate, Buthylacetate, Cyclohexane, Dichloromethane, 1,1,2,2,Tetrachloroethane, 2,2,4Trimethylpentane을 구분하여 인식할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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