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RFID 환경을 이용한 홈 메스클린업 로봇 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of a Home Mess-Cleanup Robot Using an RFID Tag-Floor)

  • 김승우;김상대;김병호;김홍래
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.508-516
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    • 2010
  • 본 논문에서는 자율적이며 자동화된 정리정돈 기능을 갖는 홈 메스클린업 로봇(McBot)을 개발한다. 그 동안 진공청소기가 보급되어 집안 청소에 편리성 향상이 이루어졌지만 진공청소기를 운영하는 노동은 인간의 몫이었다. 그것을 해결하기 위하여 최근에 로봇청소기들이 개발되었으나, 진공 청소하기 이전에 해결해야 하는 신문, 옷가지 등을 정돈하거나 진공흡입하기 어려운 크기의 쓰레기들을 정리하는 것은 여전히 사람이 처리해야 하는 심각한 노동으로 남아 있다. 이러한 이유로 본격적인 청소로봇 시장이 아직 형성되지 못하고 있다. 그래서 본 논문에서는 가정에서의 정리정돈 문제를 해결할 수 있는 소위 홈 메스클린업 로봇을 개발하고 새로운 디자인 방법과 제어 기법 그리고 자기 위치 인식 알고리즘을 제안한다. 홈 메스클린업 로봇은 정리정돈을 위하여 쾌속 네비게이션과 정교한 매니퓰레이션 기능을 필요로 한다. 본 논문에서는 자율적인 네비게이션 기능으로 장애물을 회피하여 원하는 목적지까지 고속으로 이동할 수 있는 휠 기반의 이동로봇을 개발한다. 또한 정리정돈 작업을 위한 정교한 매니플레이션 기능으로 6 자유도를 갖는 로봇 팔과 리프트 등의 보조장치들을 개발하며, 그것들이 정밀 제어될 수 있는 새로운 알고리즘을 제시한다. 특히 홈 메스클린업 로봇의 탐색 시스템은 지금까지의 청소로봇들과는 달리 일정한 패턴이나 벽면을 따라 움직이는 방식이 아닌 실질적인 실내 구조의 파악과 잡은 물체를 원래의 위치로 이동시키거나 정돈 장소까지 이동하기 위한 절대 좌표 형태의 자기 위치 인식 기능이 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 자신의 절대좌표 인식 및 물체인식을 위하여 RFID 태그들을 이용한 자기위치 인식 시스템을 개발한다. 마지막으로 본 논문에서 설계된 홈 메스클린업 로봇이 RFID 환경에서 정리정돈작업을 수행하는 실제 실험을 통하여 좋은 성능을 검증한다.

가상 커뮤니티의 멤버 유동성과 지식 협업: 멤버 유동성에 대한 다각적 접근 (Membership Fluidity and Knowledge Collaboration in Virtual Communities: A Multilateral Approach to Membership Fluidity)

  • 박현정;신경식
    • 지능정보연구
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    • 제21권2호
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    • pp.19-47
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    • 2015
  • 오늘날의 지식기반경제에서 핵심적인 역할을 수행하고 있는 가상 커뮤니티의 성공을 위해 턴오버(turnover)는 매우 중요한 의미를 가지고 있다. 그런데, 이에 대한 연구는 많이 부족한 실정이다. 우선, 턴오버를 측정하는 방법부터가 명확하지 않다. 가상 커뮤니티에서 새로운 구성원의 유입은 비교적 확실하게 인지할 수 있지만, 탈퇴는 명시적으로 탈퇴 처리를 하는 사람들이 드물고 재방문 가능성이 상존하기 때문에 구별하기가 쉽지 않다. 그리고, 특정기간 동안 임의의 구성원이 해당 커뮤니티를 위해 활동하고 있는 진정한 구성원인지를 판단하는 방식이 분명하지 않아 전통적인 조직의 턴오버 공식을 그대로 적용하기 힘든 면이 있다. 본 연구에서는 이러한 한계점과 가상 커뮤니티 구성원의 행위 패턴을 고려하여, 일차적으로 턴오버를 포함한 가상 커뮤니티 구성원의 유동성(fluidity) 관련 척도들을 도출하고, 이를 토대로 유동성과 가상 협업 성과의 관계를 작업의 전문적인 특성을 반영하여 분석하였다. 요컨대, 대표적인 지식 협업 커뮤니티인 영어 위키피디아의 2,978개 피쳐드 아티클(featured article)에 대한 지식 협업 행위로부터 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 협업 효율성에 대한 턴오버의 관계는 오른쪽 부분이 짧은 U자 형태를 보이며, 똑같은 턴오버율에 대해 보다 학문적인 아티클을 완성하는 것이 더 오래 걸리고, 이 차이는 턴오버율이 증가함에 따라 감소한다. 둘째, 협업효율성에 대한 재방문기간의 관계는 왼쪽 부분이 짧은 U자 형태의 관계를 가지며, 전문적이지 않은 작업일수록 재방문기간의 일단위 변화에 대한 협업 효율성의 변화가 크다. 그리고, 똑같은 재방문기간에 대해 보다 학문적인 아티클을 완성하는 것이 더 오래 걸리며, 이 차이는 재방문기간이 평균이상으로 증가함에 따라 더욱 커진다. 셋째, 협업효율성에 대한 월(month)별 유입 신규 구성원 수의 관계는 왼쪽 부분이 짧은 역 U자 관계를 가지며, 이 관계에 대한 작업 특성의 영향은 유의하지 않은 것으로 보인다.

가변 시간 골드스미트 부동소수점 나눗셈기 (A Variable Latency Goldschmidt's Floating Point Number Divider)

  • 김성기;송홍복;조경연
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.380-389
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    • 2005
  • 부동소수점 나눗셈에서 많이 사용하는 골드스미트 나눗셈 알고리즘은 일정한 횟수의 곱셈을 반복한다. 본 논문에서는 오차가 정해진 값보다 작아질 때까지 곱셈을 반복하여 나눗셈을 수행하는 가변 시간 골드스미트 부동소수점 나눗셈 알고리즘을 제안한다. 부동소수점 나눗셈 ‘$\frac{N}{F}$'는 'T=$\frac{1}{F}+e_t$'를 분모와 분자에 곱하면 ’$\frac{TN}{TF}=\frac{N_0}{F_0}$'가 된다. ’$R_i=(2-e_r-F_i),\;N_{i+1}=N_i{\ast}R_i,\;F_{i+1}=F_i{\ast}R_i$, i$\in${0,1,...n-1}'를 반복한다. 중간 곱셈 결과는 소수점이하 p 비트 미만을 절삭하며, 절삭 오차는 ‘$e_r=2^{-p}$', 보다 작다. p는 단정도실수에서 29, 배정도실수에서 59이다. ’$F_i=1+e_i$'이라고 하면 ‘$F_{i+1}=1-e_{i+1},\;e_{i+1},\;e_{i+1}'이 된다. '$[F_i-1]<2^{\frac{-p+3}{2}}$'이면, ’$e_{i+1}<16e_r$'이 부동소수점으로 표현 가능한 최소값보다 작아지며, ‘$N_{i+1}\risingdotseq\frac{N}{F}$이다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 입력 값에 따라서 곱셈 횟수가 다르므로, 평균 곱셈 횟수를 계산하는 방식을 도출하고, 여러 크기의 근사 역수 테이블($T=\frac{1}{F}+e_t$)에서 단정도실수 및 배정도실수의 나눗셈 계산에 필요한 평균 곱셈 횟수를 계산한다. 이들 평균 곱셈 횟수를 종래 알고리즘과 비교하여 본 논문에서 제안한 알고리즘의 우수성을 증명한다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 오차가 일정한 값보다 작아질 때까지만 반복 연산을 수행하므로 나눗셈기의 성능을 높일 수 있다. 또한 최적의 근사 역수 테이블을 구성할 수 있다. 본 논문의 연구 결과는 디지털 신호처리, 컴퓨터 그라픽스,, 멀티미디어, 과학 기술 연산 등 부동소수점 계산기가 사용되는 분야에서 폭 넓게 사용될 수 있다.

회전브러쉬와 혼탁방지막을 활용한 수륙양용형 Scrub/흡입 준설장치의 개발과 현장적용 (Development and Field Application of an Amphibious Scrubbing/Suction Dredging Machine with Cylindrical Rotating Brush and Turbidity Barrier)

  • 주진철;김원태;김현승;김현설;송호면
    • 대한환경공학회지
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    • 제39권9호
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    • pp.495-504
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    • 2017
  • 도시물순환시스템 내 10 cm 내외로 퇴적된 오염물질과 자갈이나 다양한 구조물에 부착된 부착조류와 협잡물을 쓸어내어(scrubbing) 제거가 가능하며, 오염물질이 주변으로 방출 확산되어 수체의 2차 오염을 방지할 수 있는 덮개(housing)와 혼탁 방지막(turbidity barrier)이 설치된 회전 브러쉬(rotating brush)를 활용한 저혼탁 scrub/흡입(suction)방식의 수륙양용형 퇴적토 준설장치를 개발하였다. 현장적용 검증을 통해, 저수위와 고수위에서 저혼탁 scrub/흡입 준설장치를 이용해 준설 중 수체 내 부유물질(SS)과 탁도(turbidity)의 증가는 매우 미미하며(p>0.05), 일부 부유물질로 인해 발생한 탁도도 준설 후 20분 이내에 빠르게 안정화되는 것으로 조사되었다. 총질소(TN)와 총인(TP)의 농도도 준설 전, 준설 중과 준설 후에 농도 변화가 시간대별 및 수심별로 통계학적으로 유의한 의미는 없는 것으로 조사되어(p>0.05), scrub/흡입 준설을 통해 호수 저면에 축적된 영양염류가 확산되어 수체오염을 유발하지 않는 것으로 조사되었다. 또한, 저혼탁 scrub/흡입 준설장치의 직접 준설을 통한 오염물질 제거량이 수처리시설의 운영을 통한 오염물질 제거량 대비 높은 것으로 산정되어, 수처리시설과 저혼탁 scrub/흡입 준설의 연계 적용이 도시물순환시스템의 수질관리에 효율적인 것으로 평가되었다. 최근에는 GPS 기반 실시간 scrub/흡입 준설장치의 추적 및 유지관리 프로그램을 개발해 등록하고 다양한 도시물순환시스템에 현장 적용하였으며, 추가적으로 준설장치 운전자를 보조 또는 제한된 환경에서 스스로 운전하는 협력형 주행시스템(driver cooperative autonomous driving system)의 개발을 현재 진행 중이다.

무용 숙련성에 따른 동작결과예측 능력의 차이: 삐루엣 앙 디올 동작을 중심으로 (Differences in Ability to Predict the Success of Motor Action According to Dance Expertise - Focusing on Pirouette En Dehors)

  • 한시완;류제광;이우종;양종현
    • 인지과학
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    • 제29권2호
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    • pp.121-135
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    • 2018
  • 무용수의 움직임은 시각적 처리 과정을 통해 관찰자에게 지각되며, 관찰자는 지각된 시각정보를 바탕으로 무용수의 동작에 대한 평가와 감상을 수행한다. 관찰자의 운동수행능력이 정확한 평가와 감상에 필요한 것인지에 관해 많은 논의가 있으나, 일관된 결론을 내리지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 타인의 동작결과를 예측하는 능력이 관찰자의 운동 숙련성에 따라 어떻게 달라지는지 살펴보고자 하였다. 연구참여자는 총 27명으로 무용 숙련도에 따라 세 집단(숙련자, 중간숙련자, 초보자)으로 각 9명씩 참여하였다. 연구참여자는 컴퓨터 모니터를 통해 제시되는 무용 동영상을 본 후 동작의 성공 여부에 대해 판단하였다. 영상의 길이를 달리 편집하여 동작의 성공 여부를 판단하는데 필요한 정보의 양을 체계적으로 조작하였으며, 시간차단 기법을 사용하여 영상 길이 조건별 연구참여자의 반응 정확도를 측정하였다. 연구결과 판단을 위해 활용할 수 있는 시각적 정보가 충분하지 않은 조건에서 숙련자들은 중간숙련자와 초보자에 비해 더 높은 정답 반응을 나타냈으며 초보자는 숙련자와 중간숙련자에 비해 더 높은 오답 반응을 나타내었다. 이러한 결과는 비슷한 수준의 지각 숙련성을 보유하고 있더라도 동작 숙련성에 따라 무용동작에 대한 결과예측 능력이 차이를 보이며, 높은 운동 숙련성을 가지고 있는 경우 동작결과에 대한 예측 능력이 높다는 것을 보여준다. 또한 높은 지각 숙련성은 주어진 정보가 불충분한 상황에서 성급한 반응을 유보하여 오답률을 낮추는 데 도움을 주는 것으로 생각된다. 결론적으로 본 연구를 통해 동작 숙련성과 지각 숙련성은 관찰된 동작의 결과예측 정확성에 각각 다른 방식으로 기여하고 있음을 알 수 있었다.

한국비행 청소년의 가정환경 및 개인내적 특성 (THE CHARACTERISTICS OF THEIR FAMILY ENVIRONMENT AND CHARACTER TRAIT AMONG DELINQUENT ADOLESCENTS IN KOREA)

  • 김헌수;김현실
    • Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry
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    • 제8권1호
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    • pp.57-69
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    • 1997
  • 본 연구의 목적은 비행청소년의 가정환경, 개인내적 특성을 규명함으로써 청소년 비행행동의 원인요인을 탐색하기 위함이다. 본 연구는 조사연구로써 자료수집방법은 설문지조사법, 학생생활기록부, 소년원생활기록부 참조와 필요시 면담방법을 병행하였다. 연구대상자는 현재 중학교 1학년에서 고등학교 3학년까지 재학중인 학생 청소년 1,236명과 소년원, 분류심사원에 재소중인 비행, 범죄청소년 707명을 선정하였으며 연령범위는 12세에서 18세 사이였다. 표본추출방법은 비례층화표본추출법을 적용하여 지역(서울-지방) 및 조사기관의 유형(중학교, 고등학교, 소년원, 분류심사원)을 함께 고려하여 조사대상집단을 무작위로 선정하였다. 총표집 대상자 1,943명중 불충분한 응답자 80명을 제외한 1,863명을 연구대상으로 하여 응답률은 95.9%(비행군:92.9%, 학생군:97.6%)이었다. 자료처리는 연구자와 보조연구원들이 면담, 설문지법, 학교생활기록부나 기타 소년원재원기록에서 얻은 자료를 종합검토하여 불충분한 자료는 제거한후 SAS 프로그램을 통하여 분석하였다. 본 연구에서 사용한 통계방법은 Chi-square 검정과 주성분 분석등이었다. 본 연구에서 제시한 가설 검정 결과는 다음과 같다. 1) 비행청소년의 가정환경은 학생청소년의 가정환경보다 보다 더 역기능적이었다. 즉 비행청소년은 학생청소년에 비해 부모의 자녀 양육방식이 일관성이 적었으며 가정안정도는 낮았고 부모-자녀 관계 및 가족간의 관계도 원만하지 않았으며 가족원의 가정만족도도 낮았다. 그러나 본 조사결과에서는 비행청소년의 모친이 학생청소년의 모친보다 사회활동이 낮게 나타나 비행청소년의 모친이 학생청소년의 모친보다 사회활동이 높을 것이다는 가설은 지지받지 못하였다. 2) 비행청소년의 성격특성은 학생청소년의 성격보다 더 부적응적이었다. 즉 비행청소년은 학생청소년에 비해 욕구좌절, 반사회적 성격양상, 정신신체증상호소성향, 우울성향은 높은 반면 사회성향은 낮았다.

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치과위생사의 감염 예방 실태 조사 (A Study on Actual Conditions for Prevention of Infections by Dental Hygienists)

  • 남영신;류정숙;박명숙
    • 치위생과학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.1-7
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    • 2007
  • 이 연구는 치과 진료실에서 치과위생사의 감염예방 실태를 파악하여 치과위생사가 감염예방을 실천하는데 기초 자료로 제공하고자 한다. 연구 대상은 2005년 10월과 11월에 인천경기도회와 서울시회 보수교육에 참여한 치과위생사로 하였으며, 감염 예방에 관한 설문조사를 자기기입방식으로 시행하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 감염예방 교육경험은 "있다"로 응답한 자가 72명(42.9%)이었고, "없다"고 응답한 자가 96명(57.1%)이었고 감염예방 교육경로를 보면 "근무병원 자체 교육을 통해서"가 42명(58%)으로 가장 많았다. 2. 손상 경험은 "있다"로 응답한 자가 147명(87.5%)이었고 "없다"로 응답한 자가 21명(12.5%)이었으며, 손상 경험이 있는 대상자 147명의 전체 연 평균 손상 횟수는 7.7회였다. 손상을 입힌 기구 명으로는 "explorer"가 125(75%)명으로 가장 많았다. 3. 감염성 질환에 감염된 경험은 "있다"로 응답한 자가 6명(3.6%)이었는데 질환으로는 "B형 간염"이 4명으로 가장 많았고, "풍진" 1명, "결핵" 1명이었다. 4. 실천 점수가 높은 문항은 "2. 나는 진료 후에 손을 씻는다(1.86점)", "7. 나는 국소 마취 후 마취주사바늘 뚜껑을 덮는다(1.86점)", "20. 나는 폐기물을 분리수거하여 적출물처리업자에게 위탁 한다(1.85점)"이었으며, 실천 점수가 낮은 문항은 "16. 나는 진료복을 하루에 한번 갈아입는다(0.24점)"와 "감염성 환자 진료 후에는 진료복을 매번 세탁 한다(0.52점)"이었다. 5. 지식도가 가장 높은 문항은 "1. 치과 진료를 하는 동안에 전염은 감염원, 전염방법, 전염경로, 감염되기 쉬운 숙주에 의해 좌우 된다(0.95점)" 이었으며 지식도가 가장 낮은 문항은 "5. HBV(B형간염)는 95oC에서 5분 이상 가열해야 파괴 된다(0.27점)"이였다. 6. 조직관련 요인 점수가 가장 높은 문항은 "나는 필요한 경우 마스크, 장갑 등의 보호 장구가 항상 이용 가능하다(0.89점)"이었으며 가장 점수가 낮은 문항은 으로 "내가 일하는 곳에는 감염과 관련된 위험한 상황에 노출되었을 때 참고할 수 있는 지침서가 있다(0.33점)" 이었다. 7. 진료환경에서 세면대와 진료실의 거리는 "1미터 미만"이 116명(69.0%), 소독실과 진료실의 거리는 "2미터 미만"이 77명(45.8%)으로 가장 많았으며 보호 장구 구비 현황은 마스크(일회용) 168명(100%), 일회용 장갑(라텍스) 167명(99.4%)으로 대부분 구비되어 있었다. 반면 안면 보호대는 응답자수가 108(64.3%)명으로 가장 적었다. 소독, 멸균기에서는 autoclave가 있다고 응답한 자가 165명(98.2%)이었다.

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배치식 플라즈마 세정 설비를 이용한 자연산화막 제거 공정 (A Study on Batch-Type Remote Plasma Dry Cleaning Process for Native Oxide Removal)

  • 박재영;이욱열;형용우;남석우;이현덕;송창룡;강호규;노용한
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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    • pp.247-251
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    • 2004
  • 반도체 소자의 제조에 있어 실리콘 표면에 성장한 자연산화막을 제거하기 위해 일반적으로 습식 세정 기술이 이용되어 왔다. 하지만 소자의 최소 선폭(design rule)이 nano급으로 고집적화 됨에 따라 contact hole 바닥의 자연산화막을 깨끗이 제거하는데 있어서 그 한계를 나타나고 있다. 이에 대한 효과적인 대안 공정으로 가스 건식 세정 기술이 연구되고 있다. 본 논문에서는 한 번에 50매 이상의 웨이퍼를 처리함으로써 생산성 측면에서 월등한 배치식 설비에서 원거리 플라즈마(remote plasma) 장치에서 2.450Hz의 마이크로웨이브(${\mu}$-wave)에 의해 형성시킨 수소라디칼과 $NF_3$ 가스를 이용하여 실리콘에 결함을 주지 않고 자연산화막을 선택적으로 제거하는 공정에 대해 고찰하였다. AFM을 이용한 표면분석, TEM을 이용한 물성분석, 그리고 ToF-SIMS 및 XPS를 이용한 화학 분석을 습식 및 건식 세정을 비교 평가한 결과, 건식 세정 공정이 실리콘 표면에 결함을 주지 않고 자연산화막을 제거 할 수 있음을 확인하였다. 산화막$(SiO_2)$, 질화막$(Si_3N_4)$, 그리고 다결정 실리콘(Poly-Si) 등의 각 막질별 식각 특성을 고찰하였으며, $NH_3$의 캐리어 가스인 $N_2$의 주입량을 조절함으로써 수소라디칼 형성 효율의 개선이 가능하였으며, 이로부터 게이트와 소스/드레인 사이를 절연하기 위해 이용되는 질화막의 식각 선택비를 2배 정도 개선할 수 있었다. nano급 소자에 실장하여 평가한 결과에서 불산(HF)에 의한 습식 세정 방식에 비하여 약 $20{\sim}50%$ 정도의 contact 저항 감소 효과가 있음이 확인되었다.두 소자 모두 $40mA/cm^2$ 에서 이상적인 화이트 발란스와 같은(0.33,0.33)의 색좌표를 보였다.epsilon}_0=1345$의 빼어난 압전 및 유전특성과 $330^{\circ}C$의 높은 $T_c$를 보였고 그 조성의 vibration velocity는 약4.5 m/s로 나타났다.한 관심이 높아지고 있다. 그러나 고 자장 영상에서의 rf field 에 의한 SAR 증가는 중요한 제한 요소로 부각되고 있다. 나선주사영상은 SAR 문제가 근원적으로 발생하지 않고, EPI에 비하여 하드웨어 요구 조건이 낮아 고 자장에서의 고속영상방법으로 적합하다. 본 논문에서는 고차 shimming 을 통하여 불균일도를 개선하고, single shot 과 interleaving 을 적용한 multi-shot 나선주사영상 기법으로 $100{\times}100$에서 $256{\times}256$의 고해상도 영상을 얻어 고 자장에서 초고속영상기법으로 다양한 적용 가능성을 보였다. 연구에서 연구된 $[^{18}F]F_2$가스는 친핵성 치환반응으로 방사성동위원소를 도입하기 어려운 다양한 방사성의 약품개발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.었으나 움직임 보정 후 영상을 이용하여 비교한 경우, 결합능 변화가 선조체 영역에서 국한되어 나타나며 그 유의성이 움직임 보정 전에 비하여 낮음을 알 수 있었다. 결론: 뇌활성화 과제 수행시에 동반되는 피험자의 머리 움직임에 의하여 도파민 유리가 과대평가되었으며 이는 이 연구에서 제안한 영상정합을 이용한 움직임 보정기법에 의해서 개선되었다. 답이 없는 문제, 문제 만들기, 일반화가 가능한 문제 등으로 보고, 수학적 창의성 중 특히 확산적 사고에 초점을 맞추어 개방형 문제가 확

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토끼의 척수 허혈 손상 모델에서 페니토인과 저체온의 신경 보호 효과의 비교 (Neuroprotective Effect of Phenytoin and Hypothermia on a Spinal Cord Ischemic Injury Model in Rabbits)

  • 오삼세;최기영;김원곤
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제41권4호
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    • pp.405-416
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    • 2008
  • 배경: 흉부 및 흉복부 대동맥의 수술 중 대동맥 차단은 허혈성 척수 손상에 의한 하반신 마비와 같은 심각한 합병증을 유발할 수도 있어 수술 중 허혈성 척수손상을 예방하기 위한 여러 방법의 연구가 계속 되고 있다. 최근에 허혈성 대뇌 손상 모델에서 신경조직의 막전위 의존성 나트륨채널 길항제가 대뇌 보호 효과가 있다는 보고가 있다. 본 연구는 토끼의 허혈성 척수손상 모델에서 나트륨채널 길항제인 페니토인과 저체온의 척수보호효과를 비교해 보고자 시행되었다. 대상 및 방법: 뉴질랜드산 토끼의 신동맥직하부에서 복부대동맥을 25분간 차단하는 방식으로 척수허혈을 유도하였으며 각 군당 8마리씩 네 군으로 나누었다. 대조군과(S39) 저체온군은(S37) 대동맥 차단시간 동안 직장온도를 각기 $39^{\circ}C$$37^{\circ}C$로 일정하게 유지하면서 $22^{\circ}C$ 생리적 식염수만 2 mL/min의 속도로 연속 주입하였으며, 정상체온 및 저체온 페니토인 군은(P39, P37) 앞의 두 군과 동일한 방법으로 하되 생리적 식염수에 페니토인을 녹여 주입하였다(100 mg/50 mL). 수술 후 24시간 및 72시간이 경과한 다음 Tarlov scoring을 통해 신경학적 평가를 시행하였고 마지막 평가 후에는 객관적으로 신경손상의 정도를 정량화하기 위해 척수를 고정 처리하였다. 결과: 페니토인의 역행성 주입에 따른 심각한 문제는 없었으며 대조군에(S39) 속한 모든 동물은 완전 또는 심한 하반신 마비 소견을 보였다. 페니토인과(P39) 저체온(S37)군 모두 대조군에 비해 신경학적 평가는 유사한 정도로 우수한 결과를 보였다(p<0.05). 조직 병리학적 검사 결과, 대조군에 속한 모든 동물은 척수 회백질에서 심한 신경조직 괴사 때 보이는 전형적인 특징을 보여주었으며, TUNEL 염색에 양성인 신경세포도 높은 빈도로 관찰되었으나, 저체온 또는 페니토인 투여 군에서는 괴사현상이 유의한 정도로 감소하였으며, 상대적으로 매우 낮은 빈도의 TUNL 염색 양성세포가 관찰되었다(p<0.05). 그러나 저체온과 페니토인을 병용했을 때의 부가적인 척수보호효과를 조사해 본 결과 신경학적 평가와 조직병리학적 결과 모두 유의한 수준의 부가적인 효과는 없었다. 걸론: 결론적으로, 토끼의 허혈성 척수 손상 모델을 이용하여 페니토인과 저체온의 신경보호효과를 알아본 결과 신경학적 평가와 조직병리학적 검사 결과 모두 부가적인 효과는 보여주지 못했지만 각각의 경우 유사한 정도의 신경보호효과를 보여주었다.

중학생의 "과학자 되어보기" 멘토-멘티 프로그램 참여를 통한 과정으로서 과학의 본성 학습 경험 (The Learning Experience of 7th Graders on NOS (Nature of Science) as a Process in Research-Based "Becoming a Scientist" Mentor-mentee Program)

  • 정찬미;신동희
    • 한국과학교육학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.629-648
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    • 2015
  • 본 연구는 연구 기반 '실제적' 과학 교육 프로그램이 맥락적으로 과정으로서 과학의 본성 학습을 촉진함을 밝히고자 한 사례 연구다. 이에 '과학자 되어보기' 멘토-멘티 프로그램을 개발하고 7학년 6명에게 8개월간 적용했다. 이 프로그램에서는 과학 교육 연구자인 멘토가 스캐폴딩과 코칭을 제공하며, 멘티 학생들은 연구 문제 선정, 연구설계, 자료 수집과 분석, 논문 작성 및 학회 발표에 이르기까지 과학연구의 전체 과정을 수행한다. 연구 문제는 1) 암묵적 과학 연구 프로그램의 참여자는 연구 단계별 학습 상황에서 무엇을 경험하는가? 2) 암묵적 과학 연구 프로그램에 참여한 학생은 각 학습 상황에서 '과정으로서 NOS'에 대해 어떤 관점을 구성하는가? 등이다. 수업 관찰, 사후 면담, 멘토의 성찰 보고서, 학생 산출물 등이 수집 및 분석되었다. 연구 결과, 참여 학생들은 1) 연구 문제 망각과 혼란, 2) 자료 오류의 처리와 파기, 3) 연구자 입장에 따른 자료 해석, 4) 전반적 연구 경험과 논문 작성, 5) 학술대회 발표장에서의 경험 등의 다양한 상황에서 연구문제의 역할, 측정값의 유효성, 자료 해석에서의 주관성, 과학 지식의 생성과 동료 심사, 학술 대회의 의의 등 과정으로서의 과학에 대한 각자의 관점을 학습했다. 참여 학생들이 공통적으로 학습한 NOS 관점은 현대적 인식론에 가까웠다. 본 연구는 과학 연구의 구체적 상황과 과정으로서 NOS 학습을 관련지어 보여줌으로써 NOS의 맥락적 학습이 가능함을 보였다. 본 연구에서는 과학자가 하는 일과의 유사성이 아닌 학습자의 주체성 및 의미와 관련지어 '실제성'을 정의했고, 이렇듯 상황학습론적 가정에 입각한 프로그램은 성공적인 NOS 학습을 촉진했다. 본 연구의 가정과 결과는 과학 교육에서 실제성의 의미와 실제적 과학 학습 환경의 구현 방식에 대한 재고의 필요성을 시사한다. 연구 기반 과학 교육 프로그램에서 성공적인 NOS 학습이 가능하도록 하기 위해서는 본 프로그램과 같이 1) 과학자가 하는 일의 주요 요소를 포함함으로써 풍부한 맥락을 제공하고, 2) 반구조화된 수업 설계를 바탕으로 학생이 연구의 주도권을 소유하도록 하며, 3) 과학 연구 내용이 연구자에게 관련되고 의미 있도록 해야 한다.