• 제목/요약/키워드: 연결장치

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벼 재배용 사물인터넷 기반 물꼬 구현 (Implementation of IoT-Based Irrigation Valve for Rice Cultivation)

  • 이병한;성덕경;진영민;황연현;김영광
    • 사물인터넷융복합논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.93-98
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    • 2023
  • 벼농사에서 물 관리는 매우 중요한 작업이다. 벼의 생육 초기에는 잡초 발생을 억제하기 위하여 물을 깊이 대고, 모내기 후 뿌리가 활착하면 줄기 생성을 촉진하기 위해 물을 얕게 대며, 쌀알이 맺힐 수 없는 줄기가 생성되는 시기에는 물을 뗀다. 물 공급 상황은 논 위치, 농수로, 토양, 기상 등 다양한 요소에 영향을 받기 때문에 농민은 수시로 논을 방문하여 수위를 확인하고 물의 유출입을 통제한다. 경작하는 논이 원격지에 분산되어 있다면 이러한 노력은 더욱 증가한다. 자동 물 관리 시스템은 노동력을 절감하여 생산성 향상에 기여할 수 있는 방안으로 고려되고 있다. 그러나 2022년 국내 벼 생산으로 인한 순수익은 평균 32만원/10a 정도이다. 따라서 높은 단가의 고사양 장치를 적용하거나 공사를 추진하여 관련 인프라를 구축하는 것은 현실적으로 어렵다. 본 연구는 추가적인 기반공사 없이 국내 농업 인프라에 통합될 수 있는 물꼬 개발에 중점을 두었으며 세 가지 주요 분야에서 연구를 수행하여 사물인터넷 기반 물꼬를 구현하였다. 첫째, 기존의 농업용 관수 파이프에 빠르고 쉽게 설치할 수 있는 물꼬를 설계하였다. 둘째, 저전력 통신 기능을 갖춘 Cat M1 통신 모뎀과 아두이노 나노 보드를 연결하고 전원을 공급하는 전자회로를 제작하였다. 셋째, 클라우드 기반 플랫폼을 이용하여 서버와 데이터베이스 환경을 구축하고 사용자가 접근할 수 있는 웹 페이지를 제작하였다.

임시의치와 스캔가능한 치유지대주를 이용한 고정성 임플란트 보철 수복 증례 (Multiple fixed implant-supported prosthesis using temporary denture and scannable healing abutment: a case report)

  • 김형준;김현;장우형;윤귀덕;박상원;임현필
    • 구강회복응용과학지
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    • 제39권4호
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    • pp.250-259
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    • 2023
  • 임플란트를 이용한 고정성 보철 치료에 있어 디지털 기술의 활용은 환자의 임상적, 방사선학적 정보를 통합하여 진단 및 가상 수술을 통해 예지성 있는 치료를 가능하게 한다. 기존의 디지털 스캐닝 방법은 치유지대주 제거 및 스캔 바디 연결 등 여러 번의 구성요소 착탈이 필요하다. 이러한 점을 고려하여 개발된 스캔 가능한 치유지대주는, 스캐닝이 치유 지대주상에서 직접 수행되어 연조직 봉쇄가 유지되며 스캐닝이 간소화된다. 악간관계 채득시에도 디지털 기술을 활용할 수 있는데, 최근에는 수술 가이드, 환자 맞춤형 스캐닝 장치 또는 임시의치 내면 스캔 등을 이용해 무치악 환자들의 악간 관계를 채득하는 여러 디지털 기술들이 보고되고 있다. 본 증례에서는 스캔가능한 치유지대주 및 임시의치 내면 스캐닝을 통한 악간 관계 채득을 통해 고정성 임플란트 수복치료를 시행함으로써 치료과정을 간소화하고 심미적, 기능적으로 우수한 임상 결과를 얻었기에 보고하고자 한다.

상수관의 세척을 위한 회전식 스왑피그 공법 개발 (Development of a Rotation Swab Pig Method for Cleaning Water Pipes)

  • 이기철;김재호;김기성;박정준
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.63-75
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    • 2024
  • 마시는 물은 인간의 기본적인 생활권 보장을 위한 필수적 요소로 깨끗한 물에 대한 품질은 항상 확보되어야 한다. 하지만 국내 수도시설을 집중 설치하였던 2000년 초반을 기점으로 현재 노후 상수도 시설이 증가하고 있으며, 색도 및 탁도와 같은 물의 변색, 이물질 누출 등의 사고가 빈번히 발생하고 있다. 실제로 모든 관의 교체는 불가능하기 때문에 2021년 제정된 상수관망시설 유지관리업무 세부기준에서는 상수관 세척을 의무화 하였으며, 다양한 세척 공법들을 통해 유지관리가 이루어지고 있는 실정이다. 상수관 세척 공법 중 스왑피그 공법은 관 내 이물질을 물리적으로 제거하는 방법으로 세척 효율이 가장 높은 것으로 평가 받고 있다. 하지만, 세척과정에서 스왑피그의 파손 및 변형에 따라 세척 효율은 변화하며, 분실의 가능성이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 피그 자체의 재료를 변경하여, 압축력 및 관 내벽과의 밀착력을 향상시키고자 하며, 세척 효율 극대화를 위해 회전 블레이드를 삽입된 회전식 스왑피그를 개발하였다. 또한, 분실 가능성을 제거하고, 피그의 위치 파악을 위해 고강도 와이어 및 권취 장치를 추가적으로 개발하여, 투입구부터 토출구까지를 연결하였다. 각 세부 기술의 성능 검증 이후에는 30m 구간의 테스트베드에서 본 기술을 적용하였으며, 현장 적용성 평가와 더불어 공정 시간을 측정하여 기술의 성능을 검증하였다.

영화 <부러진 화살>의 정서적 이중성 (Movie 's Emotional Ambivalence)

  • 김길훈
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.65-75
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    • 2013
  • 영화는 색(色)과 음(音), 그리고 연상 작용에 의한 향(香)을 공감각화한 비쥬얼 스토리텔링이며, 관객이 감각적으로 영화적 사건을 체험하게 한다. 관객은 영화적 이야기에 몰입함으로써 현실세계에서 분리된 객석의 자아를 통해 영화적 세계, 즉 압축된 시 공간의 장(場)에서 억압되고 병치된 인간의 원형적 감정, 쾌락, 공포, 두려움을 재경험하게 된다. 본 연구는 영화 <부러진 화살>을 통해 관객의 쾌감과 두려움의 감정을 볼 것이다. 먼저 쾌감은 니체의 "힘에의 의지"의 관점에서 볼 것이다. 니체는 숨 쉬고, 움직이며, 의지가 있는 것이 살아있는 생명적 존재라고 정의하고, 그것의 동력은 힘에의 의지라고 주장한다. "인간은 힘을 요구하고, 얻고자 하고, 증대시키려 하며 소망한다. 이것이 인간행위와 현상의 원인이다. 또한 인간은 자기보존충동이 있고, 그것은 심적 동기인 쾌감추구로서 작동한다". 우리는 힘의 관점에서 일반적인 심적 동기로서의 쾌감을 <부러진 화살>의 관객의 기쁨과 연계시켜 볼 것이다. 관객은 개념적 약자로서 가난한 자, 여성, 성적 소수자 등등의 도전과 승리에서 자기 보존적 본능을, 즉 쾌감을 느낀다. 이어 관객의 불안, 공포, 두려움의 징후들을 라캉의 정신분석학에 나오는 '아버지의 이름 Name-of-the-Father'의 관점에서 분석할 것이다. 라캉은 프로이트의 이드, 자아, 초자아의 개념을 실재계, 상상계, 상징계로 확장하고, 이 계(界)들 가운데 상징계(질서세계)에서 '아버지의 이름'을 언급한다. 익히 알려진 것처럼 소쉬르가 "일반 언어학 강의"에서 언어의 기본적 구조로서 기표와 기의를 규명하였고, 이에 근거하여 라캉은 '아버지의 이름'을 사회화의 기본적 기표로, 그리고 연결장치로서 제시한다. 아버지의 이름은 법의 상징이자 은유로서, 그의 부재와 그에 대한 항거는 사회의 불안으로 직결된다. 마지막으로 자기 보존적 본능에서 촉발되는 저항의 쾌감과 법(질서)의 부재에서 오는 두려움, 이러한 본래적 감정이 진보와 보수의 가치관에 연계되어 있음도 함께 고찰하고자 한다.

L1/L2 혼합형 중계 방법을 적용한 이더넷 기반 비압축 오디오 분배 시스템의 성능 분석 (Performance of Uncompressed Audio Distribution System over Ethernet with a L1/L2 Hybrid Switching Scheme)

  • 남위정;윤종호;박부식;조남홍
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권12호
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    • pp.108-116
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    • 2009
  • 본 논문에서는 고품질 비압축 오디오 트래픽의 분배 시에 요구되는 낮은 지연 및 지터를 보장하고 이더넷 환경에서 데이터 트래픽의 효율적인 교환을 가능하게 하는 새로운 L1/L2 혼합형 중계 방식을 적용한 이더넷 기반 오디오 분배 시스템을 제안하고 성능을 분석하였다. 제안하는 방식이 적용된 오디오 분배 시스템은 마스터 노드와 다수의 중계 노드로 구성되며 이들은 상호간에 상향 하향 링크를 통하여 데이지 체인 형태로 연결된다. 마스터 노드는 스테레오 24채널에서 PCM샘플링된 16비트 오디오 채널을 수납할 수 있는 오디오 프레임을 125us의 주기마다 생성하여 하향 링크를 통해 전송한다. 하향 링크를 통하여 오디오 프레임을 수신한 중계 노드들은 생성한 오디오 트래픽을 해당 노드에게 할당된 오디오 채널에 수납하고 다음 중계노드로 물리 계층 기반(L1)의 전송을 한다. 망의 종단 노드는 수신되는 오디오 프레임을 상향 링크를 통하여 마스터 노드로 루프백시키고 오디오가 상향 링크를 통하여 전송되는 과정에서 모든 중계 노드들은 자신이 수신해야 할 오디오 채널을 복사하여 오디오를 재생한다. 오디오 프레임의 송신이 완료되면 남은 기간 동안 중계 노드들은 L2 스위치로 동작하면서 데이터 프레임을 데이터 링크 계층 기반(L2)에서 교환한다. 이와 같은 L1/L2 혼합형 중계 방식의 동작을 위해 노드 입력 부의 물리 계층과 데이터 링크 간에 존재하는 MII에 오디오 프레임과 데이터 프레임을 구분하는 기능을 가지는 글루로직을 새로 추가하였다. 제안된 방식에 대하여 네트워크 시뮬레이터인 OMNeT++를 사용하고 다양한 파라미터를 통하여 제안된 방식이 오디오 트래픽의 지연 특성과 데이터 트래픽의 전송 효율 면에서 우수한 특성을 제공할 수 있음을 보였다. 제안된 방식은 물리 계층 기반의 전송 또는 데이터 링크 기반의 전송 방식을 사용하는 기존 이더넷 기반 오디오 분배 기술에 비하여 향상된 지연 성능 및 전송 효율을 제공할 수 있어 오디오분배 시스템뿐만 아니라 비디오분배 시스템, 디지털 AV장치 간의 연결 등에도 활용될 수 있다.

플라즈마 전해 산화법에 의해 용융알루미늄도금 강판 상 형성한 산화층과 그 성장 과정 (Oxide Films Formed on Hot-Dip Aluminized Steel by Plasma Electrolytic Oxidation and Their Films Growth Stages)

  • 최인혜;김창민;박준무;박재혁;황성화;이명훈
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.165-165
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    • 2017
  • 지난 수 십 년 동안, 전 세계적으로 자원의 소비가 급격히 증가하게 되면서 최근 자원 고갈은 물론 환경오염이 커다란 이슈로 문제가 되고 있다. 이에 따라 재료 관련 분야에 있어서는 보다 효율적이고 친환경적인 방법으로 자원을 활용해야 된다는 필요성이 대두되었고 이와 같은 관점에서 목적하는 성분이 우수하고 환경 친화적인 표면처리 재료 개발연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다. 그 중 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 알루미늄, 마그네슘 등의 경금속의 경도를 향상시키고 높은 내마모성, 내식성을 갖게 하는 표면처리로써 그 관심이 증가하고 있다. 이 플라즈마 전해 산화는 일반적으로 공정비용 대비 효과적이고 환경 친화적이며 코팅 성능 면에서 우수하다고 알려져 있다. 이러한 고유한 특성으로 인해 플라즈마 전해 산화 코팅은 최근 몇 년 동안 기계, 자동차, 우주항공, 의학 및 전기 산업 등의 분야에서 그 적용이 점차 증가하고 있는 상황이다. 한편, 플라즈마 전해 산화 코팅을 하는 모재들의 경우 부동태 산화피막을 용이하게 형성할 수 있는 특성의 모재에 한정되고 있어서 그 응용확대에 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마 전해 산화법을 사용하여 용융알루미늄도금 강판 상에 산화피막 형성을 시도하였다. 전원공급 장치의 양극은 전해질 속에 잠겨있는 작동전극에 연결하고 음극은 대전극 역할을 하는 스테인레스강 전해질 용기에 연결되었다. 전해질은 Sodium Aluminate 및 기타 첨가제를 함유한 것을 사용하였고 온도는 열교환기를 사용하여 $30^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 또한 여기서 전류밀도는 $5{\sim}10A/dm^2$, 실험 주파수는 700Hz, Duty cycle은 30 및 90%의 각 조건에서 공정처리 시간을 각각 30분 및 60분 동안 진행하였다. 이와 같은 조건에서 형성한 막들에 대해서는 주사형전자현미경(SEM)을 이용하여 코팅 막의 표면 및 단면의 모폴로지를 관찰하였음은 물론 EDS 및 XRD 측정을 통하여 원소조성분포 및 결정구조를 각각 분석하였다. 또한 이 코팅 막들에 대한 내식성은 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 침지 시험 및 전기화학적 동전위 양극분극(Potentiodynamic Polarization) 시험을 진행하여 평가하였다. 이상의 실험결과에 의하면, 제작조건별 플라즈마 전해 산화 코팅 막의 모폴로지 및 결정구조가 상이하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 코팅 막의 모폴로지 관찰 결과, 공정 시간에 비례하여 표면에 존재하는 원형 기공의 수는 감소하였으나 그 크기가 커지고 크레이터의 직경 또한 커진 것이 확인되었다. 이 기공은 마이크로 방전에 의해 형성된다고 알려져 있는데 공정 시간이 증가함에 따라 코팅 두께가 점차 증가하여 마이크로 방전의 빈도수가 줄어들고 그 강도는 증가하게 되어 기공 크기가 증가한 것으로 사료된다. 또한 공정시간이 긴 시편에서 표면에 크랙이 다수 존재하는 것으로 확인되었다. 이것은 방전에 의해 고온이 된 소재가 차가운 전해질과 만나게 되어 생긴 큰 온도구배로 인해 강한 열응력이 발생하여 균열을 초래한 것으로 보인다. 조성원소 분석 결과 원형 기공 주변의 크레이터 영역에는 알루미늄이 풍부하였으며 그 주변에 결절상을 갖는 구조에서는 전해질 성분의 원소가 포함되어 있는 것이 확인되었다. 이러한 코팅 막의 표면 특성은 내식성에 영향을 주게 된 원인으로 사료된다. 동전위 분극측정 결과에 의하면 플라즈마 전해 산화 공정 시간이 길어질수록 부식전류밀도가 증가하였다. 이것은 공정시간이 길어짐에 따라 강한 방전이 발생하여 기공의 크기가 증가하고 크랙이 발생하게 되면서 내식성이 저하된 것으로 판단된다. 종합적으로 재료특성 분석 및 내식성 평가를 분석한 결과, 플라즈마 전해 산화의 공정 시간이 너무 길게 되면 오히려 내식성은 저하되는 것이 확인되었다. 이상의 연구를 통하여 고내식 특성을 갖는 플라즈마 전해 산화 막의 유효성을 확인하였으며 용융알루미늄강판 상에 실시한 플라즈마 전해 산화 처리에 대한 기초적인 응용 지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

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Revision Rod를 이용한 흉요추 유합 재수술 예비 결과 (Preliminary Result of Revision Fusion Surgery for Thoracolumbar Spine Using Revision Rod)

  • 윤영훈;조규정;박예수;박재우;박진성;권원환
    • 대한정형외과학회지
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    • 제55권6호
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    • pp.520-526
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    • 2020
  • 목적: 척추 유합술을 받은 환자 중에서 척추 유합 재수술을 받는 경우가 증가하고 있다. 척추 유합 재수술을 위해 기존 장치와 연결기를 통해 연결하여 고정술을 연장하는 revision rod를 새롭게 개발하였다. 본 연구에서는 revision rod를 이용하여 척추 유합 재수술을 시행한 후 임상적·방사선적 결과를 분석하였다. 대상 및 방법: 2개의 대학병원에서 척추 유합술 후 유합 연장술을 시행하고 최소 1년 추적관찰이 가능했던 21명의 환자가 포함되었다. 진단명은 인접 분절 병증 16명, 흉요추 골절 4명, 황색인대골화 1명이었다. 임상 결과는 Oswestry Disability Index (ODI)와 수치평가척도(numerical rating scale, NRS)로 평가하였고, 방사선 결과는 요추 전만각, 흉추 후만각, 재수술 부위의 시상면 각도, 그리고 근위부 인접부의 후만각 및 골유합률을 평가하였다. 결과: 수술 전 평균 ODI는 54.6±12.5에서 최종 추시 시 29.8±16.5로 향상되었다. 허리 통증과 다리 통증 NRS는 5.0±1.7, 6.4±2.0에서 2.9±1.6, 2.9±2.2로 향상되었다. 요추 전만각은 수술 전 18.1±11.9도가 최종 추시 시 21.1±10.3도였고, 근위부 인접부 후만각은 수술 전 10.8±10.1도가 최종 추시 시 9.2±10.5도로 유의미한 차이를 보이지는 않았다. 골유합률은 후외측 골유합을 시행한 1명을 제외하고는 모든 예에서 성공적인 유합이 이루어졌다. 결론: Revision rod를 사용한 흉요추의 재유합술에서 우수한 임상 결과를 보였다. 새롭게 개발된 revision rod와 관련된 문제는 발생하지 않았고 방사선상 골유합은 성공적이었다.

부유식 해상풍력발전기용 반잠수식 계류 풀리의 강도 성능평가를 위한 구조해석과 축소 모형시험 (Structure Analysis and Scale Model Test for Strength Performance Evaluation of Submersible Mooring Pulley Installed on Floating Offshore Wind Turbine)

  • 송창용
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.479-487
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    • 2023
  • 최근 지구 온난화의 영향으로 태풍의 파괴력이 증가함에 따라 부유식 해상풍력발전기의 막대한 유실과 붕괴에 대한 우려가 깊어지고 있다. 부유식 해상풍력발전기의 안전한 운영을 위해 새로운 형태의 탈착형 계류 시스템 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서 고려한 새로운 반잠수식 계류 풀리는 기존의 탈착형 계류 장치에 비해 계류 라인으로 부유식 해상풍력 터빈을 보다 쉽게 탈부착할 수 있도록 고안되었다. 8MW급 부유식 해상풍력발전기에 적용 가능한 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 검토하기 위해 3D 프린터를 이용하여 축소구조모형을 제작하고, 이 모형에 대한 구조시험을 수행하였다. 축소 모형의 구조시험을 위해 3D 프린팅에 사용된 ABS 소재의 인장 시편을 제작하고 인장시험을 수행하여 소재의 물성을 평가하였다. 인장시험에서 얻은 재료 특성과 축소모형 구조 시험과 동일한 하중 및 경계 조건을 적용하여 반잠수식 계류 풀리의 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 반잠수식 계류 풀리의 구조적 취약 부분을 검토하였다. 반잠수식 계류 풀리의 주요 하중조건을 고려하여 구조모형시험을 수행하였으며, 재료의 최대인장응력 이상이 발생하는 위치에 대해 유한요소해석과 시험 결과를 비교하였다. 유한요소해석과 모형시험의 결과로부터 작동조건에서는 Body와 Wheel의 연결부 구조가 취약한 것으로 파악되었고, 계류조건에서는 Body와 Chain stopper의 연결부 구조가 취약한 것으로 검토되었다. 축소모형 구조시험에서 나타난 SMP의 구조 취약부는 구조해석의 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 연구 결과를 통해 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 실험적으로 검증할 수 있었다. 또한, 본 연구 결과는 상세설계 단계에서 반잠수식 계류 풀리의 구조 강도를 향상시키는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

애니메이션에 있어서 데페이즈망에 관한 연구 (A Study on the Dépaysement of the Animation)

  • 김홍균
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권33호
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    • pp.1-29
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    • 2013
  • 초현실주의는 무한에 대한 동경, 무의식의 탐구 등으로 전통적인 서구 합리주의와 대립하는 미학관을 성립시켰다. 초현실주의의 주된 관심사는 정체성과 차이의 문제이며 '경이', '발작적 아름다움', '객관적 우연' 등과 같은 불가사의한 개념으로 그들만의 독특한 시도를 하였다. 이러한 그들의 독특한 미학관은 여러 가지 예술적 양식을 통해 표현 되어졌다. 그 중의 하나가 바로 초현실주의의 대표적인 표현 장치인 데페이즈망이다. 데페이즈망은 물체를 본래 있던 곳에서 '떼어내는 것'을 의미한다. 따라서 현실적 사물들을 대상으로 하여 그 본래의 용도, 기능, 의미를 현실적 공간에서 이탈, 환경을 변화시켜 그것이 놓여 질 수 없는, 또는 사물의 속성과는 관련성이 없는 낯선 장소에 조합시킴으로 초현실적인 환상을 창조해 내는 기법이다. 다시 말해 표현공간에서 사물 본래의 일상적인 질서나 배경, 분위기 등을 떼어내어, 자기장소를 떠나 존재하는 사물들이 새로이 '배치'하는 것이다. 시간과 공간을 초월하여 '재구성'된 이 사물들은 우리에게 경이와 심리적 충격을 안겨주며, 낯선 의미와 느낌을 전달하게 된다. 본 논문은 매체에 적용된 데페이즈망의 활용에 대해 고찰한 것이다. 특히 애니메이션의 적용에 논의의 초점을 둘 것이다. 애니메이션은 기타 다른 매체와는 달리 독특한 미학적 특성들을 지니고 있다. 우선 애니메이션은 분절 촬영으로 손에 의해 생성된 창조적 이미지이다. '배치'를 통해 생성된 애니메이션 이미지는 특유의 운동성으로 생명력을 얻는다. 노먼 맥라렌의 <환타지>와 해리 스미스의 <하늘과 땅의 마법>은 이러한 데페이즈망의 구조적 특성을 잘 반영한 흥미로운 작품으로, 추상적 형태와 다양한 움직임으로 이루어져, 관객에게 다양한 영화적 형식을 지각하도록 만든 작품이다. 여기서 우리는 생물과 무생물의 전위, 공간과 시간, 생성과 소멸, 반복과 변형 등 무수한 환상을 체험하게 되는데, 그 주된 장치는 애니메이션 프레임 공간의 데페이즈망을 강화한데서 기인한다고 할 수 있다. 결론적으로, 데페이즈망은 초현실주의의 대표적인 예술기법 중 하나인 동시에 애니메이션과 필연적인 연결고리를 갖는 양식이다.

방울토마토 생장부 추종 국소난방이 군락 온도분포 및 연료소비에 미치는 영향 (Effect of Growing Part Following Local Heating for Cherry Tomato on Temperature Distribution of Crop and Fuel Consumption)

  • 권진경;강금춘;문종필;이태석;이수장
    • 생물환경조절학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.217-225
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    • 2015
  • 본 연구에서는 동절기 시설원예 난방에너지 절감을 위해 방울토마토의 온도민감부인 생장부를 추종하면서 난방을 수행할 수 있는 국소난방 시스템을 개발하고자 하였다. 방울토마토 생장부 추종형 국소난방시스템은 온실하류로의 균일한 열분배를 위해 내/외부 덕트와 온풍난방기를 연결하는 이중덕트 분배장치, 정식 후 작물 유인에 따라 덕트를 토마토 줄기끝 생장점과 개화화방을 추종하여 상하로 이동시키기 위한 권취장치 등으로 구성되었다. 국소난방 시스템의 운용은 토마토 정식 직후에는 덕트를 작물 상부에 위치시키며 작물 생장에 따라 생장부 국소난방과 차광 회피를 위해 덕트를 상하로 이동시켰다. 방울토마토 수경재배 온실을 대상으로 생장부 국소난방구와 관행의 바닥덕트 난방구에 대해 난방성능과 작물생육 비교시험을 수행하였다. 그 결과 생장부 국소난방구는 야간 난방시간에 작물 군락내 상부 기온이 하부에 비해 $0.9{\sim}2.0^{\circ}C$ 높으며, 바닥덕트 난방구에 비해 군락상부 기온은 $0.3{\sim}1.8^{\circ}C$ 높고, 하부 기온은 $1.4{\sim}1.8^{\circ}C$ 낮게 나타나 온도에 민감한 상부 생장부를 상대적 고온으로 관리하고, 군락하부는 상대적 저온으로 관리 가능하며, 관행 바닥덕트 난방구의 높이별 온도분포를 역전시킬 수 있음을 확인하였다. 토마토 군락에 대한 적외선 열화상 측정을 통해 정식 직후부터 줄기내림 유인재배기간에 걸쳐 생장부 국소난방구는 군락내에 높이별 엽온의 온도성층화를 형성하여 생장부 추종 국소난방이 가능함을 확인하였다. 난방방식별 작물생육 분석결과 초장을 제외한 나머지 항목은 유의적인 차이가 없었으며, 수확량에서도 생장부 국소난방구가 초기 수량이 약간 우세하였으나 총 수확량은 동일한 수준으로 나타났다. 온풍난방비 경유소비량은 생장부 국소난방구가 군락의 높이별 최적 온도관리로 관행 바닥덕트 난방구에 비해 약 23.7% 절감되는 것으로 나타났다. 본 시스템은 길이 90m 온실에 대한 적용시험에서 열분배 성능의 한계로 온실 상/하류간 온도편차가 발생하였으며, 시스템 개선을 위해 내부덕트의 직경 또는 두께 상향, 열복사 억제 재질의 덕트 사용 등 열분배 성능 최적화를 위한 추가연구가 필요한 것으로 판단되었다.