• 제목/요약/키워드: 공간기술

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소프트 로봇용 4D 프린팅 소재 (4D Printing Materials for Soft Robots)

  • 이선희
    • 한국의류산업학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.667-685
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    • 2022
  • 본 원고는 소프트 로봇용 4D 프린팅 소재와 어그제틱 구조체에 대한 연구 동향을 정리한 것이다. 먼저 4D 프린팅 소재의 형상 변화 거동을 형상 변화와 형상기억 소재, 이중, 삼중, 다중 형상기억 효과, 접힘과 굽힘, 표면지형별로 구분하여 알아보았다. 형상 변화와 형상기억 소재 등 열이나 수분의 자극에 가역적/비가역적 혹은 규칙적/불규칙적 형상 변형이 가능할 수 있다. 다음으로, 차원별 형상이동 유형에 따른 특성과 물성에 대해 알아본 바, 1차원에서 다차원으로의 형상이동을 1D-1D 팽창/수축, 1D-2D 접힘/굽힘, 1D-3D 접힘 (1D-to-3D folding)으로 구분할 수 있다. 2차원에서 형상이동은 2D-2D 굽힙, 2D3D 굽힘/접힘/꼬임/표면말림/표면지형변화/굽힘과 꼬임, 3차원에서 다차원으로의 형상이동은 3D-3D 굽힙과 3D-3D 선형/비선형 거동으로 구분할 수 있다. 마지막으로 4D 프린팅 메타구조체 중 힌지 구조체를 적용한 KinetiX는 단일단위 터셀레이션과 다중단위 터셀레이션으로 모델링할 수 있고, 평면 및 공간 변환이 용이하고, 컨포머블 헬멧에 적용할 수 있다. 키리가미 구조체를 기본으로 한 공압형 어그제틱 구조체는 역설계 기반 구조체로써 굽힘각도를 제어하는 알고리즘으로 설계할 수 있다. 설계 후 3D 프린팅하여 TPU 멤브레인으로 프로토 타입을 제조하였고, 압력을 낮추면서 원하는 3차원 형상으로 완성될 수 있음을 확인하였다. 온도나 습도 등의 외부자극요소에 따라 형상이나 물성을 변화할 수 있는 재료를 사용하여 변형가능한 3차원 구조체로 성형한 4D 프린팅 소재를 이용하여 상지, 하지, 손, 발 등 소프트 로봇의 외골격(exoskeleton) 소재에 적용할 수 있을 것이다. 즉 자세제어, 상황인식, 동작신호 생성 등 다양한 환경에 대응하여 착용자의 움직임에 고하중, 고기동성, 운동지속성을 지원하는 기능을 갖는 소프트 로봇용 4D 프린팅 소재는 헬스케어 웨어러블 의류 제품화 개발로의 용도 전개가 가능할 것이다. 특히 4D 프린팅 소프트 소재 및 공정개발 분야는 일상 생할 보조용이나 재활치료용 의류를 개발하기 위한 3D 프린팅 소재 및 공정의 원천 기술에 해당하므로 이와 관련한 연구의 기초 자료로서 활용되기를 기대한다.

인류의 생존 위기 대응을 위한 양잠과 곤충 산업의 현황 (Current Status of Sericulture and Insect Industry to Respond to Human Survival Crisis)

  • 김아영;김기영;최희정;박현우;고영호
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제61권4호
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    • pp.605-614
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    • 2022
  • 인류는 기후변화와 인구 구성 비율의 급격한 노령화 라는 두 가지 커다란 생존을 위협하는 문제점에 직면해 있다. 기후변화는 경제 발전과 운송 수단의 발달로 화석 연료 사용 증가에 따른 대기 중 온실가스 농도가 증가한 결과이고, 인구 구성 비율의 노령화는 선진국의 의 생명과학 기술 발전과 개인 위생의 증진으로 기대 수명이 증가한 결과이다. 돌이킬 수 없는 전 지구적인 기후변화를 피하기 위해서는 빠른 기간 내에 온실 가스의 배출이 없는 탄소 제로 경제로 전환을 해야 한다. 이 목표를 달성하기 위해서는 농업 중 온실가스의 발생이 가장 많은 낙농축산업을 저탄소 경영방식으로 전환하고 동시에 소비자들의 저탄소 식품들에 대한 인식의 변화가 필요하다. 현재 지구상 이용 가능 초지 중 77%가 가축용 사료 재배에 활용되지만, 인간이 섭취하는 전체 단백질의 37%와 총 열량의 18%만이 낙농축산업에서 얻어질 뿐이다. 그러므로, 가축보다 온실가스 배출량, 물의 사용량이 적고, 사육 공간이 작아도 되며 사료전환율이 높은 식용 곤충을 단백질원으로 활용해야 할 필요성이 있다. 이와 더불어 건강기능 증진 효과가 있다고 과학적으로 밝혀진 누에와 같은 곤충들의 기능성을 활용하여 현재 치료 방법이나 예방법이 확립되지 않은 퇴행성 질환들을 예방하고 치료를 촉진시킬 수 있는 기능성 식품 개발이 필요하다. 곤충은 동물 중 가장 오래 전에 지구상에 나타났고, 인간의 생존 유무와 상관없이 앞으로도 빠르게 진화를 하여 지구의 환경 변화에 적응하고 번성할 것이다. 그러므로, 다양한 식용 곤충과 누에를 포함한 약용 곤충을 이용한 산업은 현재 인류가 직면한 문제를 해결하여 미래에 인간이 지구에서 생존하고 번영할 수 있는 중요한 받침돌이 될 것이다.

공공디자인 정책 결정에 ChatGPT의 활용 가능성에 관한연구 (A Study on the Potential Use of ChatGPT in Public Design Policy Decision-Making)

  • 손동주;윤명한
    • 서비스연구
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    • 제13권3호
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    • pp.172-189
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    • 2023
  • 본 연구는 공공디자인 정책 결정에 있어 거대 언어 및 정보 모델인 ChatGPT가 기여할 가능성이 있는지에 대해 공공디자인 가진 특징을 중심으로 연구했다. 공공디자인은 디자인의 원리와 접근법을 사용하여 사회문제를 해결하고, 공공서비스 개선을 목표로 한다. 공공디자인 정책과 계획을 수립하기 위해서는 지역의 일반 현황, 인구 현황, 인프라 현황, 자원 현황, 안전 현황, 정책 현황, 법규 현황, 경관 현황, 공간 현황, 공공디자인 현황, 지역 이슈 등 방대한 자료를 기반으로 한다. 따라서 공공디자인은 방대한 자료와 더불어 방대한 언어를 수록하는 디자인 연구 분야다. 인공지능 기술의 급속한 발전과 공공디자인의 중요성을 고려해 ChatGPT와 같은 거대 언어 및 정보 모델이 공공디자인 정책에 어떻게 기여할 수 있는지 알아보고자 한다. 이와 함께, 공공디자인의 개념 및 원칙, 그리고 정책 개발과 실행에 대한 역할을 검토하고, ChatGPT의 개요 및 특징, 적용 사례나 ChatGPT의 선행 연구를 살펴 공공디자인 정책 결정에 활용할 수 있는지 연구했다. 연구 결과, ChatGPT는 공공디자인 정책 수립과정에서 방대한 언어 정보를 제공하고, 의사결정의 지원 역할이 가능하다는 사실을 밝혔다. 특히, ChatGPT는 정책 수립과정에서 다양한 관점을 제공하고, 정책 결정에 필요한 정보를 신속하게 제공하는 데 유용함이 있었다. 이와 함께 정부 정책 개발에 인공지능을 활용하는 추세라는 것이 여러 논문을 통해 확인되었다. 하지만, ChatGPT의 활용에는 윤리적, 법적, 개인 프라이버시 등의 문제 또한 발견되었다. 무엇보다 윤리적인 문제가 제기되었으며, 편향성과 공정성 관련 문제 또한 나타났다. ChatGPT를 공공디자인의 정책 결정에 실질적으로 활용하려면, 첫째, 정책 개발자와 공공디자인 전문가의 역량을 일정부분 키워 활용해야 한다. 둘째, 가칭 '인공지능 정책 활용에 관한 조례'라는 법령(法令)을 마련해 법률(法律)적 정비가 이뤄지기 전까지 지속해서 보완해가면서 활용하는 것이다. 현재로서는 이 두 가지 방안을 적용해 활용하는 것이 필요하다. 따라서 공공디자인 정책 결정에 있어 ChatGPT와 같은 거대 언어 및 정보 모델의 활용은 방대한 언어를 수록하는 디자인 분야에서는 활용할 가치가 충분하다는 것이다.

플랫폼의 확장과 하이틴 로맨스 드라마의 귀환 (Extension of Platforms and Return of High-Teen Romance Drama)

  • 문선영
    • 대중서사연구
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    • 제25권4호
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    • pp.45-71
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    • 2019
  • 이 논문은 미디어 시대의 플랫폼 확장을 통해 과거 소외되었던 '하이틴 로맨스 드라마'가 떠오르기 시작한 현상에 주목하였다. TV에서 웹으로 이동하여 다양한 방식으로 제작되는 동시에 다시 TV드라마로의 귀환에 성공적 발돋음을 하고 있는 '하이틴 로맨스 드라마'를 분석하였다. TV와 웹의 하이틴 로맨스 드라마의 최근 경향을 정리하고, 대표적인 사례로 웹 드라마 <에이틴>, TV드라마 <열여덟의 순간>의 분석을 통해 플랫폼의 환경과 관련하여 '하이틴 로맨스 드라마'의 특성을 살펴보았다. 하이틴 로맨스 드라마는 시청률이라는 제한으로 인해, 텔레비전에서는 대체로 소외된 장르 중 하나였다. 하지만 웹 공간에서 하이틴 로맨스 드라마는 더 이상 비주류가 아니다. 웹드라마의 대중적 관심과 성공은 TV에서 잊힌 하이틴 로맨스 드라마가 재탄생하는 것으로 이어지고 있다. 웹드라마 <에이틴>은 10대들의 문화, 표현방식을 적극적으로 활용하면서, 10대 수용자의 공감을 이끌어내는 전략을 적극적으로 활용한다. <에이틴>에서 사랑은 과잉 소비되는 감정의 깊이를 덜어내는 방식으로 재현된다. 사랑에 대한 내면적 갈등을 깊이 있게 다루지 않는 대신, 사랑의 감정적 변화를 실시간으로 솔직하게 제시하고 수용자와 공감대를 형성하는 방식을 취한다. TV드라마 <열여덟의 순간>은 TV하이틴 로맨스 드라마에 대한 관심을 다시 집중시키는 데 기여한 작품 중 하나이다. <열여덟의 순간>은 풋풋하고 순수한 10대의 사랑을 통해 주인공들이 성숙한 과정에 이르는, 성장서사에 초점을 두고 있다. TV드라마 <열여덟의 순간>은 웹에서 유행하는 하이틴 로맨스의 문법을 적용하면서도 TV라는 방송 환경에 적합하도록 기존 TV 학원물의 전형성을 유지하는 방식으로 변주된 하이틴 로맨스 드라마이다. 이 논문은 TV가 지닌 제한이나 한계로, 사라져버리거나 소외되었던 하이틴 로맨스 드라마가 웹 플랫폼을 통해서 이동하여 재탄생된 배경을 분석하였다. 이는 최근 하이틴 로맨스 드라마에 대한 증가와 대중적 관심을 파악하고 그 의미를 고찰하였다는 점에서 의의가 있다.

한·중·일 전통주거의 재료적용 특성 비교 연구 - 각국 대표 상류주택을 중심으로 - (A Comparative Study on Application of Material in Traditional Residents of Korea, China and Japan - Focusing on Representative Upper-class House -)

  • 김휘경;최경란
    • 한국과학예술포럼
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    • 제19권
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    • pp.293-305
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    • 2015
  • 글로벌 시대의 대두와 동시에 각 나라 고유의 문화적 특성이 중요시 되는 현 시점에서, 자국의 문화정체성 확립은 이제 필수 불가결한 요소가 되었다. 이에 전통문화연구가 활발하게 이루어지고 있으며, 특히 주거건축의 연구는 총체적인 문화연구 지표로 활용될 수 있는 가치를 가지고 있다. 본 연구는 조형의 기본요소인 재료를 중심으로 실제적인 조사를 통해 한국 중국 일본의 전통건축의 적용 특성을 파악하여, 동아시아의 주거건축문화를 비교하는 동시에 우리나라만의 고유특성을 파악하는 데에 목적이 있다. 연구는 문헌조사와 현지답사를 함께 진행하였으며 연구의 대상이된 건축물은 한국(반가) - 무첨당, 중국(사합원) - 공왕부, 일본(쇼인츠쿠리) - 도큐도이다. 한·중·일의 건축 재료는 목재, 석재, 토재의 자연재료와 금속재, 지재, 기와, 전, 유리 등의 인공재료를 조합하여 건축을 구성하고 있으며, 이런 공통적 특징은 건축구성적인 부분에서 많이 나타나고 있다. 하지만 실내구성으로 갈수록 서로 다른 재료의 선택과 적용의 차이를 보이며 각 나라의 풍토, 가공방식, 생활문화에 맞는 재료를 선택하여 적용하고 있었다. 먼저 나라마다 식생과 기후에 영향을 받은 재료를 선택함으로써, 각 나라의 식생환경을 주거를 통해 확인 할 수 있었다. 또한 입식-좌식 문화의 특성, 실내구성에서 종이 마감 등 한국과 일본이 비슷한 양상을 보이는 반면, 중국은 확연히 차이를 보임을 알 수 있었다. 특히 재료의 가공과 관련해서 한국은 인위적 가공을 줄여 대체적으로 거칠고 투박한 질감을 그대로 느낄 수 있는 반면, 일본은 직재의 사용으로 정돈되고 세련된 느낌의 건축 표현이 이루어졌다. 중국은 세 나라 중에 재료의 인위적 가공이 가장 높았으며, 중국의 채색문화와 관련이 깊다는 것을 알 수 있다. 또한 벽돌, 유리 등 세부 건축 재료에 관련 기술들이 상당히 발전되어 있음을 알 수 있었다. 이는 '한국의 건축이 중국과 일본의 중간적 성격을 띄고 있다' 는 기존의 연구 결과와 상반되는 것으로 재료적 측면에 있어서는 자연미를 강조한 한국과 인위적인 미를 강조한 중국에 일본이 중간적 입장에서 재료를 적용한 모습을 알 수 있었다. 이렇듯 재료의 비교를 통해 한·중·일의 풍토성, 기능성, 심미성 등의 비물질적 요소가 주거와 어떤 관련을 가지고 적용되었는지 본 논문을 통해 확인 할 수 있다.

환경보전해역에 서식하는 대형저서동물의 춘계와 하계의 군집구조 (Macrobenthic Community Structure during Spring and Summer Season in the Environmental Conservation Area, Korea)

  • 최병미;윤재성;김성길;김성수;최옥인;손민호;서인수
    • 한국해양생명과학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.95-108
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    • 2016
  • 본 연구는 환경보전해역에 서식하는 대형저서동물의 출현 종수, 개체수 및 군집구조를 파악하는 목적으로, 2009년 춘계(5월)와 하계(8월)에 현장조사를 실시하였다. 연구해역에서 출현한 대형저서동물은 총 195종과 18,685개체(667개체 m-2)로 나타났으며, 그 중 환형동물의 다모류가 각각 96종과 12,075개체(431개체 m-2)가 출현하여 전체의 49.2%와 64.6%를 차지하였다. 환경보전해역의 주요 우점종은 다모류의 긴자락송곳갯지렁이(Lumbrineris longifolia, 76±224개체 m-2), Mediomastus californiensis(42±117개체 m-2), Tharyx sp.3(26±110개체 m-2), 연체동물 이매패류의 아기반투명조개(Theora fragilis, 54±78개체 m-2) 및 절지동물 갑각류의 단각류인 Eriopisella sechellensis(70±146개체 m-2) 등이었다. 출현 종과 개체수의 자료를 근거로 대형저서동물의 군집구조를 분석한 결과, 크게 3개의 그룹으로 구분되었다. 그룹 1은 모든 조사 시기의 함평만 정점과 8월의 득량만 정점 4, 그룹 2는 모든 조사 시기의 가막만 정점 4와 5로 구성되었다. 마지막으로 그룹 3은 그룹 1과 2를 제외한 모든 정점들이 포함되었다. 연구해역에서는 공통적으로 긴자락송곳갯지렁이와 아기반투명조개가 우점한 가운데, 그룹 1에서는 오뚜기갯지렁이(Sternaspis scutata)와 짧은다리안경옆새우(Ampelisca cyclops iyoensis) 등이, 그룹 2에서는 등가시버들갯지렁이(Capitella capitata)가 전반적으로 높은 밀도를 나타내었다. 또한 그룹 3에서는 Heteromastus filiformis, Tharyx sp.3 및 Sinocorophium sinensis가 우점하였다. 본 연구해역에서 대형저서동물의 군집구조는 공간적으로 폐쇄된 형태의 내만과 열린 형태의 만입구의 정점군으로, 세부 정점별로는 함평만의 정상해역 정점군, 득량만의 일부 오염심화 정점군 및 가막만의 오염심화 정점군으로 구분됨을 알 수 있었다. 따라서 환경보전해역에 서식하는 대형저서동물의 군집은 만의 형태와 오염심화의 정도에 따라 구조를 달리하는 것으로 파악할 수 있었다.

인공지능 시대의 기독교교육 방향성에 대한 고찰 (Implications for the Direction of Christian Education in the Age of Artificial Intelligence)

  • 남선우
    • 기독교교육논총
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    • 제74권
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    • pp.107-134
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    • 2023
  • 연구 목적 : 본 연구의 목적은 기독교교육 현장에서 4차 산업혁명의 핵심기술인 인공지능을 활용한 교육의 올바른 방향성 설정을 위한 기초를 제공하는 것이다. 연구 내용 및 방법 : 이를 위해서 이론 및 문헌 연구로 인공지능의 역사적 발달과정을 통해 인공지능의 특징을 분석했고, 교육의 관점에서 인공지능을 활용한 융합적 교육과 현재 우리나라의 정책적 방향성을 분석했다. 이를 통해 인공지능 시대의 기독교교육의 방향성을 고찰했다. 특히 연속성(continuity)과 변화(change)의 관점으로서 시대가 변해도 기독교교육이 본질적인 연속성을 가지고 지켜나가야 하는 교육목적과 시대상을 반영해 변화되어야 할 교육과정 및 교수학습방법에 대해서 고찰했다. 결론 및 제언 : 본 연구의 결론으로서 인공지능 시대 인공지능을 활용한 교육이라 할지라도 기독교교육의 근본적인 목적을 상실해서는 안 될 것이다. 인공지능을 활용한 교육은 하나님께서 허락하신 사명을 높일 수 있는 도구로서의 역할을 감당하게 해야 할 것이다. 그렇기에 기독교교육은 성경에 근거한 하나님 중심의 교육으로서 창의-융합적 그리스도인 양육을 목적으로 해야 할 것이다. 이를 위해 온라인과 오프라인 학습공간이 융합된 인공지능 기반의 하이브리드 교육환경과 메타버스 교육환경을 적극적으로 활용한 교육환경을 학습자들에게 제공해 줄 수 있어야 할 것이다. 또한 학습자들의 학습 몰입도 및 효과성을 높이기 위해 앞선 교육환경을 적극적으로 반영한 인공 지능 기반 에듀테크를 활용할 수 있어야 할 것이다. 그리고 마지막으로 생동력있는 지식을 가진 그리스도인을 양육하기 위해서 학습자의 적극적인 참여와 협업, 탐구와 성찰의 과정을 통해 지식과 삶의 일치를 추구하는 구성주의 인식론을 근거 이론으로 하는 다양한 교수학습방법의 적용이 필요할 것이다. 이런 접근은 삶의 경험과 지식의 일치를 통해 믿음과 배움의 전체적인 융합을 촉진시킬 수 있을 것이다.

인터랙티브 내러티브에 관한 연구 - VR 애니메이션 <Wolves in the Walls>의 분석을 중심으로 (A Study on the Interactive Narrative - Focusing on the analysis of VR animation <Wolves in the Walls>)

  • 성호장
    • 트랜스-
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    • 제15권
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    • pp.25-56
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    • 2023
  • VR 콘텐츠는 정보의 밀도가 매우 높은 동적 이미지 시뮬레이션 기술을 기반으로 공간감과 현실감 확보를 통해 체험자에게 깊은 몰입감을 가져다준다. 하지만 높은 정보 밀도의 내부 정보들은 한편 객관적이지 않은 착각을 형성하기도 한다. 때문에 사용자에게 높은 밀도의 동적 이미지 정보를 해석할 수 있는 적절한 안내가 필요하다. 게임에서 네비게이션 인터페이스와 상호작용 기능을 설정하는 것처럼, 가상현실에서의 상호작용은 가상 콘텐츠를 해석, 향유하는 기본적 토대이다. 본 연구는 VR 콘텐츠 제작의 중요한 부분인 상호작용적인 스토리텔링 설계에 대한 사례 분석을 기반으로 한다. 가상현실 콘텐츠에서 더 우수한 상호작용적인 스토리텔링 모델을 탐색하기 위해 기본적인 주요개념들을 고찰하고 VR 애니메이션 <Wolves in the Walls>의 상호작용적인 스토리텔링 특징을 분석한다. 분석의 결과로 정리된 결론은 첫째, VR 환경이 사용자에게 자유롭게 이동할 수 있는 장점을 충분히 활용해야 하며, 상호작용 모듈 설계시 사용자의 현장감을 충분히 고려해야 한다는 점이다. 이를 통해 관객의 상호작용을 유도하여 참여도를 높힘으로서 VR이라는 핫미디어를 쿨미디어적 참여를 유도할 수 있다. 둘째, 사용자가 자유도가 매우 높은 가상 환경에 처음 들어갔을 때 모호한 세계 상황에 대해 당황하지 않도록, 작품의 초기 단계에서는 개발자 주도의 서술을 제공해야 한다. 셋째, 일부 게임에서 텍스트를 통해 사용자에게 안내하는 것과 달리, 사용자와 스토리 캐릭터(NPC)와의 자연스러운 대화를 추가하는 더 자연스러운 상호작용 방식을 통해 안내할 수 있다. 본 연구는 VR 애니메이션 <Wolves in the Walls>의 상호작용적인 스토리텔링 특징을 분석하고 정리함으로써 다양한 형태로 진화되고 있는 VR 콘텐츠의 설계의 한 가이드라인을 제공한다.

특수개질 및 일반 아스팔트 포장체 도로변의 미세먼지 발생에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on Fine Dust Emissions near Special Modified Asphalt Pavement and Conventional Asphalt Pavement)

  • 강태우;김혁중
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.282-288
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    • 2023
  • 본 연구에서는 신규 건설된 특수개질 아스팔트 포장체와 기존 도로로써 일반 아스팔트 포장체의 도로변 미세먼지의 발생량을 분석하였다. 충청남도 지자체로써 차량 통행이 높은 C 도시의 고속버스터미널과 상업 시설 지역에 위치한 도로변에서 2022년과 2023년 하절기 동안 3일 간격으로 1,000 g(100 g/day)의 먼지 샘플을 채집하였다. 채집된 먼지 샘플은 크기와 밀도 분리를 통해 75-150 ㎛ 범위의 미세먼지 및 타이어와 도로 마모입자로 전처리하여 분리하였다. 기존 도로로써 일반 아스팔트 포장체 구간인 No.1-3 구역의 미세먼지 및 타이어와 도로 마모입자의 평균은 각각 24.27 g과 24.36 g 및 0.53 g과 0.53 g으로, 2022년과 2023년의 미세먼지 발생량 데이터를 비교할 때 정량적 결과가 유사하게 분석되었다. 신규 건설된 특수개질 아스팔 트 포장체 구간인 No.4-6 구역은 2022년 분석 결과와 비교할 때 2023년 미세먼지는 14.8 %, 타이어와 도로 마모입자는 29.6 % 감소되었다. 또한, 열중량분석 결과에 의하면, No.1-3 구역의 타이어와 도로 마모입자는 타이어와 도로 성분이 각각 30 %와 70 %로 분석되었다. 그러나, No.4-6 구역의 2023년에는 타이어와 도로 성분이 각각 35 %와 65 % 분석되었다. 이러한 결과로부터 신규 건설된 특수개질 아스팔트 포장체에서 도로변 미세먼지 및 타이어와 도로 마모입자 발생을 낮출 수 있는 미세먼지 저감 효과를 확인 할 수 있었다. 그러나, 다양한 환경 및 기후적 변수를 고려한 공간적 제약 및 샘플 수집 기간의 한계로부터 추후 지속적인 연계성을 확보한 연구가 필요하다고 판단된다. 따라서, 향후에는 미세먼지를 저감할 수 있는 아스팔트 포장체의 기술적 접근과 도심지 도로변에서 발생되는 미세먼지 및 타이어와 도로 마모입자의 정량적 분석에 대한 다양한 사례 연구를 진행할 계획이다.

위성영상과 머신러닝 활용 도시열섬 지역 옥상녹화 효과 예측과 이산화탄소 흡수량 평가 (Predicting the Effects of Rooftop Greening and Evaluating CO2 Sequestration in Urban Heat Island Areas Using Satellite Imagery and Machine Learning)

  • 김민주;박정우;박주현;박지수;현창욱
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권5_1호
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    • pp.481-493
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    • 2023
  • 고밀도 도심지의 열섬현상이 도시 기온을 더 높이고 있으며 이로부터 대기오염 악화, 냉방 에너지 소비 증가 및 온실가스 배출 증대와 같은 부정적 영향들이 발생한다. 녹지의 추가 확보가 어려운 도시 환경에서 옥상녹화는 효율적인 온실가스 감축 전략이다. 본 연구에서는 열섬현상 현황 분석에서 더 나아가 고해상도 위성자료 및 공간정보를 활용하여 연구 지역 내 옥상녹화 가용면적 산정 후 옥상녹화가 가져오는 온도 분포 예측을 통한 열섬현상 완화도 및 이산화탄소 흡수량 평가를 수행하였다. 이를 위해 WorldView-2 위성자료를 활용하여 부산시 도시열섬 지역의 기존 토지피복을 분류하고 머신러닝 기법을 적용하여 옥상녹화 전 후 온도 분포 예측 모델을 개발하였다. 옥상녹화 면적 변화에 따른 열섬현상 완화도를 평가하기 위해 랜덤포레스트 기법을 통해 온도가 종속변수인 온도 분포 예측모델을 구축하였고, 이 과정에서 랜덤포레스트 모델의 훈련자료로 사용될 고해상도 지표 온도 도출을 위해 Google Earth Engine을 활용하여 Landsat-8과 Sentinel-2 위성자료를 융합하는 다중회귀모델을 적용하였다. 또한, 옥상녹화용 초본식생별 이산화탄소 흡수량을 기반으로 녹화 면적에 따른 이산화탄소 흡수량을 평가하였다. 연구 결과를 통해 개발된 위성자료 활용 도시 열섬현상 평가 및 랜덤포레스트 모델 기반 온도 분포 예측 기술은 도시열섬 취약 지역에 확대 적용이 가능할 것으로 기대된다.