맴핑용 레이저 레이더 실험실 시제품의 성능시험과 분석 결과를 소개한다. 광섬유 레이저와 아발란치 광검출기 외 관련 구성모듈로 이루어진 레이저 레이더 시스템이 설계, 제작되었다. 레이저 레이더 시스템은 현재 실험실 환경에서의 성능 확인을 목적으로 하는 실험실 시제품으로서, 레이저 레이더 광원 특성, 거리 정확도, 소광율, 오경보율과 같은 시스템 성능변수가 실험적으로 측정되었다. 실험결과 분석을 통해 레이저 레이더 시제품이 양호한 성능수준을 제시하는 것으로 확인되었다.
본 연구에서는 학습과정에 우수성, 유효성, 그리고 경제적인 효율성을 향상시키기 위해 웹기반 가상실험실과 웹기반 원격실험실을 적절하게 통합한 하이브리드 공학실험시스템을 개발하였다. 먼저 클라이언트/서버 분산환경을 설계하여 디지털 시스템과 전기전자회로 실험에 대한 웹기반 가상실험시스템을 개발하였다. 제안된 가상실험시스템은 개념학습세션, 가상실험세션, 평가세션등의 3개의 주요한 세션과 이들 주요세션을 유기적으로 통합하여 학습효율의 극대화를 달성하기 위한 관리시스템으로 구성되어 있다. 다음으로 본 연구에서는 가상실험세션 동안에 발생할 수 있는 현실감의 부족을 해결하기 위해 전기/전자회로를 실험할 수 있는 웹기반 원격 실험실을 구현하였다. 더욱이 간결하고 사용자가 친근하게 접근할 수 있는 설계기법을 사용하였기 때문에 많은 사용자들이 쉽게 원격실험실에 접속할 수 있으며, 고가의 실험장비가 실제 실험실에 구비되어 있지 않더라도 자기주도의 심화학습이 가능하다. 제안된 가상/원격실험시스템은 독립적으로 사용될 수도 있으나 학습효율을 향상시키기 위해서 웹상에서 두 개의 시스템을 통합하여 하이브리드 공학실험시스템을 개발하였다. 제안된 하이브리드 공학실험시스템은 학습자들에게 상호작용적인 학습환경을 제공하여 공학실험교육을 효율적으로 관리하는 새로운 접근방식이다.
본 논문에서는 디지털 논리회로에 대하여 인터넷을 기반으로 가상교육 및 실험실습이 가능한 멀티미디컨텐츠를 개발하였다. 가상강의를 위한 컨텐츠들은 WMT 기술 및 애니메이션이 포함된 파워포인트 자료로 구성된 화상강의 모들과 개념이해를 위한 플래쉬 및 회로실험을 위한 자바 프로그램들로 구성되었다. 또한 웹 상에서의 가상 실험실을 구현하기 위해 임의의 디지털 논리회로 설계 및 검증을 위한 LogicSim 프로그램과 실험기관과 IC 칩 등을 이용한 임의회로의 가상실험 프로그램인 BreadBoard 등을 개발하였고 웹 상에서의 리포트 작성, 제출 및 검사가 가능한 Report 프로그램, 이론 학습 및 가상실험 보조 유틸리티 프로그램들을 개발하였다.
본 연구의 목적은 현재 음풍경 조사를 위해 사용되는 실험법 중 현장평가와 실험실평가를 비교·분석하는 것이다. 이를 위해 청주시 내 4개 지역에서 현장평가와 실험실평가를 수행하였다. 현장평가에서는 각 측정점을 이용 중이던 65명의 시민이 음풍경 평가에 참여했으며, 실험실평가에서는 20세 이상 건청인 48명이 참여해 녹취한 영상과 소리를 보고 들은 뒤 평가를 진행하였다. 실험실 평가는 현장 경험자와 현장 비경험자로 나누어 실시하였으며, 음원의 청취방법을 달리하여 헤드폰 및 스피커 이용 그룹으로 분류하여 실시하였다. 분석결과, 현장평가와 실험실평가에서 공통적으로 소리의 크기와 불쾌감 사이에 매우 높은 상관관계가 나타났다. 그러나 실험실 평가에서는 시각 및 청각적 정보만으로는 현장의 상황을 정확히 판단할 수 없기 때문에 현장평가와 실험실평가에서 신호음 인식에 대한 차이가 나타났다. 실험실평가에서 헤드폰과 스피커 이용 그룹의 응답결과 중 가장 크게 들리는 신호음의 인지에 차이가 있었다. 또한 현장경험자는 자신이 경험한 기억을 이용하여 신호음을 인지하는 경향이 있는 반면에 현장비경험자는 주 신호음을 인지하지 못하는 경우가 있었다.
충격음 저감재의 동탄성계수와 감쇠계수는 차단성능을 평가하는데 있어 중요한 물성치가 된다. 저감재의 동탄성계수는 뜬바닥구조의 고유진동수를 결정짓게 되며, 저감재의 동탄성계수가 높을수록, 즉 고유진동수가 높아짐에 따라 실험실 경량충격음레벨 저감량은 지수함수적으로 감소됨을 실험을 통해 알 수 있다. 또한, 저감재를 포함한 뜬바닥구조를 1자유도 진동계로 가정한 이론값과 실험실 경량충격음레벨 저감량의 결과가 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났으며, 이 때 감쇠계수의 영향은 반드시 고려되어야 한다.
지하 700m에서 사는 사람들, 서울대 김선기 교수(물리학부)가 단장으로 있는 암흑물질 탐색연구단에 붙은 별명이다. 연구단의 실험실이 강원도의 산속 700m 지하에 있기 때문이다. 기자가 최근 강원도 양양군에 있는 실험실을 찾아갔을 때 김 교수는 "이곳에 한번 들어오면 시계를 보지 않는 한 시간가는 줄 모르고 밤낮을 잊는다"고 말했다. 연구원들은 때때로 밥 먹는 것도 잊은 채 밤늦게 연구에 열중한다. 아예 서울에 있던 가족을 가까운 속초로 옮기 연구원도 있다. 실험실은 양양군의 한 산지에 건설중인 대형 양수발전소 안에 있다. 발전소를 짓기 위해 산 중턱에 뚫어놓은 굴 입구에서 자동차를 타고 1.8km를 들어가자 어두컴컴한귀퉁이에 철판으로 지어놓은 조그만 건물이 보였다. 이 건물이 우주의 신비로 손꼽히는 '암흑물질'을 찾기 위해 한국에서 처음으로 만들어진 '암흑물질 탐색실험실'이다. 김 교수는 "가장 중요한 크리스털 탐지기가 최근 설치돼 5월부터 본격적인 실험에 들어갔다"고 말했다.
코로나-19 팬데믹으로 인류는 많은 어려움에 처하게 되었다. 그러나 바이러스 감염 예방을 위해 대량 시료에 대한 정확하고 신속한 분석이 필요함에 따라 실험실 자동화 기술의 상용화가 크게 앞당겨졌다. 스마트 랩이란 실험실 자동화를 위한 H/W인 실험실 자동화 시스템(LAS)와 실험 절차 및 데이터를 통합 관리하는 S/W인 실험실 데이터 관리 시스템 (LIMS)의 결합으로 이뤄진 통합 연구 시스템이라고 할 수 있다. 스마트 랩을 통해 사용자는 24시간 연속적인 장비 가동을 통한 분석 물량 확대는 물론 전처리와 같은 반복 작업 감소, 정확도 향상 등의 자동화로 인한 장점과 함께 시험 방법의 동일성 유지, 시료별 이력 추적, 조작 방지 등의 소프트웨어적인 장점을 동시에 얻을 수 있다. 스마트 랩은 지금도 발전하고 있으며 일부 대기업과 연구소에서 도입을 추진하고 있는 태동기라고 할 수 있다. 최근 우리나라가 선도하고 있는 페로브스카이트 태양전지와 같이 수분에 취약한 유무가 복합 재료의 in-line 시험이나 조성의 미세한 조정에 따라 변화하는 물성 변화를 추적 조사하는데 필요한 많은 측정과 데이터 처리 등 태양전지 분야에서도 앞으로 그 활약이 기대된다.
본 논문은 배터리 팩 내부 셀 파라미터의 불균일도에 대한 분석을 실시하고 이를 기반으로 과방전을 사전에 진단할 수 있는 방법을 제안한다. 이를 위해서 배터리 팩 내부 셀간 편차가 발생하는 셀을 선정하여 두 셀간 특성 분석을 실시하였으며, 이를 기준으로 예측 모델을 구성하였다. 예측 성능을 통해 배터리 전압 예측 성능에 영향을 미치는 인자를 분석하였으며, 배터리 전기적 등가회로 모델을 기반으로 예측 모델을 제안한다. 예측 모델은 실제 과방전이 발생한 셀을 기준으로 실험데이터와 비교하여 예측 성능을 검증하였다.
본 논문에서는 열화에 따른 하이브리드 차량의 연비 특성을 분석하기 위해 시뮬레이션을 통한 연구를 진행하였다. 전기적 특성 실험 기반으로 배터리 내부 파라미터가 열화에 어떤 영향을 미치는지 분석을 하고 이를 기반으로 하이브리드 차량모델을 통해 시뮬레이션을 진행하였다. 분석 결과를 통해 배터리 열화 상태에 따른 State-Of-Charge (SOC) 및 연비효율 그래프의 변화 추이를 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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