• 전자공학회논문지 IE
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• 제47권4호
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• pp.18-27
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• 2010

본 논문은 회전체의 진동 데이터를 효율적으로 획득하기 위해 데이터 획득 시스템을 설계하였다. 데이터획득 장치는 필터와 증폭기로 구성한 아날로그 로직과 ADC와 DSP, FPGA, FIFO 메모리를 갖고 있는 디지털로직으로 구성하였다. 센서로부터 회전체의 진동신호는 아날로그 로직을 통과하여 FPGA에 의해 제어되고, 그 신호는 ADC를 통해 변환되고 FIFO 메모리에 저장하였다. 디지털 선호 처리는 FPGA 제어어의해서 FIFO 메모리에 들어온 데이터를 이용하여 DPS에서 신호처리를 수행할 수 있도록 구성하였다. 회전체 진동을 진단 및 분석하기 위한 진동 요소는 데이터 선호로서 실수 변환, Peak to Peak, 평균 값 산출, GAP, 디지털 필터, FFT 둥을 DSP에서 처리하고 설정된 이벤트를 추적하며, 그 결과 값을 도출하여 조기 경보 구축하였다 묘든 신호처리 과정 및 이벤트 추적은 여러 분석 단계 의해서 처리 시간이 소요되며, 특정 이벤트에 따라 처리 소요 시간에도 변동이 발생한다. 데이터 획득 및 처리는 연속적으로 실시간 분석을 수행해야 하지만, DSP에서는 입력된 신호를 처리하는 동안에 입력된 이후의 데이터에서 다음 입력처리 시간동안 획득한 데이터는 처리 될 수 없고, 특히 다수의 채널에서는 더 많은 데이터 손실이 일어날 수 있다. 따라서 본 논문에서는 데이터 손실이 적고 빠른 처리를 위하여 DPS와 FPGA을 효과적인 사용하였고, 이러한 여러 분석 단계 신호처리에서 발생되는 시간을 최소한으로 줄일 수 있는 방법으로 DSP에서 처리되는 신호단계 중 일부를 FPGA에서 처리할 수 있도록 설계 하였고 그리고 단일의 신호 처리에 의해 수행되는 분석 단계를 병렬 처리로 데이터를 실시간으로 처리하였다. 그 결과로 DSP 만으로 구성된 신호처리 보다 DSP와 FPGA로 구성된 시스템이 훨씬 빠르고 안정된 신호 처리 방법을 제시하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제45권3호
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• pp.68-79
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• 2008

대동맥 증강지수는 심실의 부하뿐만 아니라 대동맥의 탄력성을 직접적으로 나타낼 수 있는 장점 때문에 동맥의 경직도를 평가하는 지표로 주목받고 있다. 하지만, 정확한 대동맥 증강지수를 계산하기 위해서는 직접 카테터를 피험자에 삽입하여 측정해야 하기 때문에 임상에 적용하기에는 한계가 존재한다. 이러한 문제점 때문에 전달함수를 이용하여 요골 동맥 맥파로부터 대동맥 맥파를 간접적으로 추정하는 방법이 이용되고 있다. 본 논문에서는 전달함수를 구하기 위하여 Millar 카테터를 이용한대동맥 맥파와 토노메트릭 방식의 압력센서를 이용하여 요골동맥 맥파를 측정하였다. 또한, 기존의 증강점 검출 알고리즘 대신단계적으로 미분 차수를 증가시키면서 증강점을 검출하는 새로운 알고리즘을 제안하였다. 10차 ARX 모델을 이용하여 전달함수를 구현하였으며, 잔차 분석을 통하여 모델을 검증하였다. 증강점 검출 알고리즘 검증을 위하여 네 가지 종류의 합성파를 만들어 제안된 알고리즘이 기존 알고리즘 보다 더 정확한 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구는 쉽게 측정할 수 있는 요골동맥 맥파를 이용하여 대동맥의 경직도를 평가할 수 있는 방법을 제시하였으며 이를 통하여 다양한 심혈관 질환의 조기 진단에 기여할 수 있을 것이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제18권3호
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• pp.267-272
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• 1997

3.6cm${\times}$2.0cm (지름 ${\times}$ 두께) 크기의 $BaF^2$ 섬광체로 검출기를 제작하여 감마 카메라등 의료용 진단장치에서 센서로 사용되고 있는 NaI(씨)검출기와 방사선 검출특성을 비교하여 보았다. 특정에 사용된 선원은 $^{22}Na,\;^{54}Mn,\;^{57}Co,\;^{137}Cs$의 ${\gamma}$선 방출선원으로 검출기와 선원간의 거리를 7cm로 유지하였다. 시간특성을 분석하기 위하여 511keV의 양전자 방출선원을 사용하여 NaI(Tl)(1" ${\times}$ 1"), NaI(Tl)(3" ${\times}$ 3")순으로 $BaF^2$가 가장 빠르게 나타났으며, $BaF^2$ 검출기의 효율은 500keV에서 가장 높게 측정되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.6236-6246
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• 2015

논문에서는 무인 발정발현 관찰을 통해 다두 사육 시 발생하는 공태를 줄이고, 정확한 수정적기 판단을 통해 번식률을 향상하고자 하였다. 무리 생활을 하는 소의 특성상 운동량의 증가 유무만으로는 발정 발현의 판단이 어렵기 때문에, 소의 운동량 수집 센서와 개체 정보 종합 관리 프로그램을 개발하여 무인 발정발현 관찰시스템을 구축하고 운동량 정보와 번식 정보를 이용하여 발정 발현 관찰 알고리즘을 개발하였다. 시스템과 알고리즘에 대한 성능 검증은 수정 전 시스템을 통해 수정적기를 관찰하고, 수정하고 21일 후 재발정 여부를 확인, 다음 21일 후 초음파 진단을 통해 수태여부를 확인하여 적절하게 수정적기를 판단하였는지 검증하였고, 이를 규모가 유사한 실제 축산 농가 4곳에서 수행하였다. 각 농가의 총 사육 두수는 87, 81, 93, 82두이며 관찰된 발정 예정인 소는 14, 19, 15, 17두 이다. 이중 미약발정에 해당하는 3, 2, 1, 3두는 관찰에 실패하였으나 정상발정에 해당하는 11, 17, 14, 14두의 발정을 감지하였고, 인공 수정 후 10(91%), 17(100%), 13(93%), 14(100%)두의 소가 수태하여 제안된 무인 발정발현 관찰 시스템이 정상발정 시 수정적기 판단에 유효함을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.3-3
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• 2010

이번 성원에드워드 학술상 수상자 선정은, 진공기술의 중요성에 공감하고 진공기술 발전을 위한 노력을 독려하자는 진공학회 회원들의 의견을 모아주신 결과로 생각한다. 본 발표에서는 그동안 한국표준과학연구원에서 수행해 온 진공 기술 연구 및 산학연 협력 네트워크 활동을 소개하고자 한다. 진공기술은 진공 환경을 발생시키고 측정 제어하며, 만들어진 진공 환경 안에서 원하는 작업을 할 수 있도록 하는 기술을 말한다. 우리나라의 주력산업인 반도체 및 디스플레이의 경우 그 생산 설비의 1/3이상이 진공 장비이며 진공 공정을 통해 만들어진다. 때문에 우리나라에서는 주력 산업분야나 그 전후방 산업의 경쟁력 강화 측면에서 진공기술 개발 중요성이 아주 크다. 한국표준과학연구원은 국가 대표 측정 기관으로 국가 측정 표준을 확립하고 측정관련 과학기술을 연구개발하며 그 성과를 보급하여 경제발전과 과학기술발전, 그리고 삶의 질 향상에 기여하는 것을 임무로 하고 있다. 우리나라에서 진공 측정 표준에 대한 연구가 본격적으로 시작된 것은 1984년으로 불용 장비로 불하받은 펌프와 챔버, 그리고 차관으로 도입된 Capacitance Diaphragm Gauge 몇 개만으로 시작되었다. 지금은 발전을 거듭하여 초음파 간섭 수은주 압력계를 비롯하여 정적 팽창시스템, 동적 팽창 시스템 등 진공도 범위별 국가 표준기와 리크 표준기를 자체 개발 하여 국가 측정 표준을 확립하고 있다. 우리나라의 진공 표준 및 측정 능력은 국제기구인BIPM에서 실시하는 국가 측정능력 비교시험을 통해 세계 최고 수준으로 인정 받은 바 있으며 교정검사 등을 통해 산학연에 보급되고 있다. 진공 측정 및 표준기술을 토대로, 1999년부터 과학기술부와 산업자원부의 지원을 받아 산학연이 필요로 하는 펌프 계측기 부품 소재 및 공정 특성을 평가하기 위한 장치와 절차를 개발하였다. 이를 이용해 보급되는 기술 data는 진공부품 및 장비 국산화, 국산제품 신뢰성 제고, 검증부품 사용을 통한 장비 품질 향상, 독자적 장비 기술 확보, 생산품 품질관리 등에 쓰이고 있다. 한국 표준연구원 진공센터의 교정 및 시험 능력은 ISO 9001 인증 획득과 국제 전문가의 review를 거쳐, 국제기구 측정능력표에 등재되어 있어 국제적 신뢰도도 확보하고 있다. 정기적인 진공기술 교류회를 개최하고 진공기술 홈페이지를 운영 하는 등 산학연 정보 교류 및 협력 네트워킹 활성화를 위해 노력한 바 있으며 이 분야의 연구 성과는 '국가 우수 연구성과 100선'에 선정된 바 있고, 산업자원부 지정 '산학연 연계 우수사례' 첫 번째로 선정되기도 하였다. 2008년부터는 진공기술 교류회 등을 통한 네트워킹 활동으로 도출된 기술 수요에 따라 대기업과 중소기업 학교 연구소들과 함께 진공공정 실시간 측정 진단 기술과 센서 개발 연구, 그리고 이들 개발품의 신뢰성 검증 및 평가 기술 개발을 위해 노력하고 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.253-263
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• 2021

콘크리트 구조물은 노후화와 외부 환경에 의한 요인으로 훼손된다. 이 같은 훼손은 가장 먼저 균열로 나타나고 향후에는 박락으로도 진행된다. 이러한 콘크리트 손상은 구조물이 갖는 본래의 설계 지지력을 감소시키는 주된 원인으로 작용할 수 있어 구조물의 안정성에 부정적인 영향을 미친다. 이러한 종류의 손상이 지속되면 안전사고로도 이어질 가능성이 있어 적절한 보수와 보강이 필요하다. 이를 위해서는 구조물에 대한 정확하고 객관적인 상태 점검이 이루어져야 하며 손상 영역을 탐지할 수 있는 센서 기술 또한 필요하다. 따라서 본 논문에서는 박락을 탐지할 수 있는 딥러닝 기반의 영상처리 알고리즘을 제안했다. 연구 과정에서 298장의 박락 영상을 확보하였으며, 이 가운데 253장을 학습용으로 사용했고, 나머지 45장을 테스트용으로 사용하였다. 아울러 본 논문에서는 탐지 성능을 향상하기 위해 향상된 손실함수와 데이트 증강 기법을 적용하였다. 그 결과 콘크리트 박락의 탐지 성능이 80.19%의 평균 중첩 정확도로 나타났다. 본 논문에서는 딥러닝 기반의 영상 처리 기법을 통해 콘크리트 박락을 탐지하는 기술을 개발했고, 향상된 손실 함수와 데이터 증강 기법으로 성능을 향상시키는 방법을 제안했다. 이 같은 기술은 향후 구조물의 정확한 점검과 진단에 활용될 것으로 기대된다.

• 공업화학
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• 제30권4호
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• pp.429-434
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• 2019

본 논문에서는 수용성의 CdSe/ZnS 양자점을 합성하고 이에 항체기능성을 도입하여 lateral flow immunoassay (LFIA) 플랫폼에 융합하여 폐암 질병진단에 활용 가능한 단백질 바이오마커[예: 인간 혈청 아밀로이드 A-1 (hSAA1)]의 농도 분석에 적용하고자 한다. 면역분석법 센서 스트립은 니트로셀룰로오즈 막에 테스트라인과 대조라인으로 각각 항hSAA1 단일클론항체(10G1)(anti-hSAA1)와 항chicken IgY (anti-chicken IgY)를 스프레이하여 제작하였다. 이와 함께, 유기상에서 합성된 CdSe/ZnS 양자점은 카르복실기로 변형된 알케인티올기를 이용한 리간드 교환방법으로 수용성으로 전환하였으며, 이에 타겟 단백질인 hSAA1에 특이적으로 결합 가능한 항체인 항hSAA1 단일클론항체(14F8)로 컨쥬게이션하여 형광검출용 입자[QDs-anti hSAA1 (14F8)]로 사용하였다. 제작된 LFIA 스트립 위에 순차적으로 다른 농도의 hSAA1과 QDs-anti hSAA1 (14F8)의 복합체를 흘려주면, 테스트라인에 anti hSAA1 (10G1)/hSAA1/QDs-anti hSAA1 (14F8) 샌드위치 복합체가 형성되어 양자점에 의한 발광신호가 검출됨을 측정하였다. 최적화된 측방흐름이 가능한 완충용액 조건에서 100 nM 농도의 hSAA1 단백질의 유무를 5 min 안에 눈으로 확인 가능하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.41-50
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• 2020

콘크리트 구조물의 균열은 장기간 지속 시 철근의 부식을 촉진시키므로 구조적 사용성을 보장하고 열화를 방지하기 위해 정기적인 현장 점검이 필수적이다. 대부분의 시설물 안전점검은 육안 검사에 의존하고 있어 비용과 시간 소모가 심하고 점검자에 따라 결과의 신뢰도 차이가 발생한다. 본 연구에서는 카메라로 촬영된 균열의 이미지 분석을 통해 콘크리트 균열의 폭과 길이를 측정하는 장치로서 안전진단 및 유지관리에 사용할 수 있는 휴대용 측정 장치를 개발하였다. 이 장치는 측정자가 육안으로 발견한 균열을 가까운 거리 (3m) 이내에서 촬영하고 레이저 거리측정으로 단위 픽셀크기를 정확히 산정하여, 본 연구에서 개발한 이미지 처리 알고리즘으로 균열 길이와 폭을 자동으로 산정할 수 있다. 측정결과 실험에 적용한 균열 이미지를 이용하여 3m 거리 이내에서 0.3mm 균열의 길이 측정은 약 10% 오차 범위에서 측정 가능하였다. 균열 폭의 경우 이진화 과정에서 진동 및 Blurring에 의한 주변픽셀을 검출해 과대평가되는 경향을 나타내었으나, 균열 폭 감소함수를 적용하여 효과적으로 보정할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.1-6
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• 2022

최근 웨어러블 디바이스에 대한 수요가 증가하면서 유연 전극 소재 개발에 대한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 특히, 헬스케어용 웨어러블 센서들은 체온이나 심장 박동, 혈당, 혈중 산소 농도 등 신체 정보들의 실시간·지속적인 모니터링과 정확한 진단, 검출이 가능해야 하기 때문에 고성능 유연 전극 소재의 개발이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 탄소나노튜브 섬유(carbon nanotube fiber; CNT fiber) 기반의 유연 전극 소재의 성능을 개선시키기 위해 CNT fiber 위에 전기화학적 중합(electrochemical polymerization) 공정을 통해 polyaniline (PANI) layer를 합성하고, 이에 대한 전기화학적 특성 분석과 비효소적 글루코스(glucose) 검출 특성을 확인하였다. 제작된 PANI/CNT fiber 전극의 표면 분석은 주사전자 현미경(SEM)을 이용하여 진행되었으며, 전극의 전기화학적 특성 및 글루코스에 대한 센싱 성능은 시간대전류법(CA)과 순환전압 전류법(CV), 전기화학 임피던스법(EIS)을 이용하여 분석되었다. PANI/CNT fiber 전극의 전기화학적 특성은 bare CNT fiber 전극에 비해 작은 electron transfer resistance와 낮은 peak separation potential, 증가된 전극 면적을 나타내며, 이런 향상된 특성들 덕분에 글루코스 검출에 대한 센싱 성능이 개선되었다. 따라서, 본 연구를 기반으로 다양한 나노구조체를 도입하고 접목을 통해 고성능 CNT fiber 기반의 유연 전극 소재 개발이 가능할 것으로 기대된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제61권2호
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• pp.160-178
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• 2023

보철 치료 시 교합관계의 진단과 분석은 중요한 요소 중 하나이다. 치료 시행 전 면밀한 교합분석 및 평가가 선행되어 안정적인 악간 관계를 회복시켜 주어야 하며, 치료 과정 및 정기 검진 시에도 이에 대한 평가는 필수적이다. 최근, 치과용 기기와 디지털 처리 방식의 발달로 환자의 교합관계를 기록할 수 있는 새로운 정량적 분석 방법들이 소개되고 있다. 그 중 T-Scan Novus (Tekscan Inc., S. Boston, MA, USA)는 압력측정센서를 이용하여 상하악 치아의 초기접촉점과 교합접촉점의 상대적인 강도를 나타내며 치아의 교합접촉 시간, 교합력의 전후방, 좌우균형을 비교할 수 있다. Dental prescale II (GC Co., Tokyo, Japan)는 압력감지필름을 이용하여 교합접촉점을 스캔하여 접촉점의 밀도를 분석하는 방법으로 최대한 자연스러운 교합상태 치열의 교합력 분포와 강도를 측정할 수 있다. 환자의 치아 상실 부위와 범위에 따라 4-unit 고정성 국소의치, 가철성 국소의치, 총의치, 완전구강회복술을 시행하였다. 적절한 교합 분석을 위해, 초진, 각 치료 단계, 치료 직후 및 정기검진 시의 환자의 교합을 T-Scan Novus와 Dental prescale II를 이용하여 정량적으로 비교, 평가하였다. 보철수복 치료과정에서 교합 분석에 대한 이해도를 제고할 수 있었고, 기능 및 심미적으로 환자와 술자 모두 만족할 만한 결과를 얻었기에 이를 보고하고자 한다.