• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.3
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• pp.232-241
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• 2017

This paper presents an automated cow-feeding system based on an AGV and screw conveyor for domestic livestock farms, which are becoming larger and more commercialized. The system includes a hopper module for loading pellet-type mixed feed at the top of the system, a transfer module mounted with a screw conveyor to transfer feed from the hopper module to the outlet module, an outlet module composed of belt conveyors, and an electromagnetic guided driving-type AGV. The weight of the loaded feed is measured by a load cell located under the transfer module. The system reads the feed discharge information stored in RFID tags installed in each cowshed cell, and a predetermined amount of feed is discharged while the AGV is moving. A cow-feed test system was constructed to determine the design parameters of the screw conveyor in the transfer module that determine the feeding capacity. These parameters include the screw's outer diameter, the screw shaft outer diameter, and screw pitch. The parameters were applied to the finalized cow-feed system construction. A DSP-based main controller and cow-feeding algorithm for different scenarios were also developed to control the system. Experimental results confirmed that the system could supply a total of 21 kg of feed uniformly at 420 g/s for a cowshed cell which has 7 cows. The driving distance was 5 m and the speed was 0.1 m/s. Thus, the proposed system could be applied to standardized domestic livestock farms.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2003.05a
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• pp.79-82
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• 2003

An aquaculture system for feeding the caged fishes in the open water is suggested for ocean application. Survival and operation conditions are defined at the conceptual design. Wave and current drag forces are discussed to determine the proper dimension of the aquaculture system and the related mooring system. Second order wave drift force at the survival condition is the dominant force, which be reduced by minimizing the superstructure open to the surface. Automation in feeding, sorting, cleaning is introduced to use the ongoing technology for quality product. The suggested system has advantage compared to onshore culturing, but not to shallow water culturing system. There is room for real application in future by the countries, such as Korea and Japan, which are in short of fish supply and have willingness to venture towards the ocean aquaculture.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.67 no.8
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• pp.1089-1098
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• 2018

In this paper, we propose an autonomous feeding robot and its obstacle classification system using ultrasonic sensors to secure the driving safety of the robot and efficient feeding operation. The developed feeding robot is verified by operation experiments in a cattle shed. In the proposed classification algorithm, not only the maximum amplitude of the ultrasonic echo signal but also two gradients of the signal and the variation of amplitude are considered as the feature parameters for object classification. The experimental results show the efficiency of the proposed classification method based on the Support Vector Machine, which is able to classify objects or obstacles such as a human, a cow, a fence and a wall.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.21 no.1
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• pp.552-560
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• 2021

Currently, the domestic aquaculture industry is pursuing smartization, but it is still proceeding with human subjective judgment in many processes in the aquaculture stage. The prerequisite for the smart aquaculture industry is to effectively grasp the condition of fish in the farm. If real-time monitoring is possible by identifying the number of fish populations, size, pathways, and speed of movement, various forms of automation such as automatic feed supply and disease determination can be carried out. In this study, we proposed an algorithm to identify the state of fish in real time using underwater video data. The fish detection performance was compared and evaluated by applying the latest deep learning-based object detection models, and an algorithm was proposed to measure fish object identification, path tracking, and moving speed in continuous image frames in the video using the fish detection results. The proposed algorithm showed 92% object detection performance (based on F1-score), and it was confirmed that it effectively tracks a large number of fish objects in real time on the actual test video. It is expected that the algorithm proposed in this paper can be effectively used in various smart farming technologies such as automatic feed feeding and fish disease prediction in the future.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2023.07a
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• pp.727-728
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• 2023

최근 국내 축산 인구의 감소 및 고령화가 빠르게 진행되고 AI, 구제역 등 가축 질병의 잦은 발생으로 축산업이 위기를 겪고 있고 기존의 축산 형태는 급이, 급수를 직접 관리하고 가축의 발정 및 분만 시기를 놓쳐 생산성이 감소하는 불편함이 있다. 본 논문은 기존의 축산 시스템에서 정보통신기술을 융합시킨 'ICT 기술을 활용한 스마트 축산'을 제안한다. 공기질센서, 온습도센서 등을 활용하여 축산 내부 환경을 체크하고, 자동으로 급수 및 급이기, 환기팬, 창문개폐, 생균제 분사가 작동하여 축산의 환경을 최적의 상태로 관리하여 준다. 그리고 스마트폰을 이용하여 원격으로 스마트 축산을 원격제어 및 감독할 수 있어 관리자의 불편함을 최소화 할 수 있다. 또한, 발정측정기를 사용해 소의 발정 시기를 탐지하여 생산성을 높일 것이다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• v.45 no.6
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• pp.1079-1088
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• 2003

This study was conducted to test the efficacy of the automatic liquid feeder(designated as NLRI) developed by National Livestock Research Institute, Korea for 7-day old early-weaning piglets. The other automatic liquid feeder imported from USA(designated as IALF) was used for a comparative purpose. A total of sixty piglets of 7 days of age were allotted to three treatments. The control group of 20 piglets was raised by their own sows until 21 days of age, while others were shifted to automatic liquid feeders of either NLRI or IALF on 7 days of age and reared during 14 days post-weaning. After then, all the piglets were fed nutritionally identical mash diets until 70 days of age. Compared with control group, body weight of piglets reared on automatic liquid feeders were lighter(P〈0.05) at 21 days of age [5.55kg (control) vs 4.97 (NLRI) and 4.98kg (IALF)], while heavier(P〈0.05) at 70 days of age(24.82kg vs 30.17 and 29.42kg). The results indicated that pigs reared on liquid feeding showed higher(P〈0.05) average daily gain than control pigs during the whole experimental period [346.7g (control) vs 425.8 (NLRI) and 416.1g (IALF)], while no difference was found in feed/gain (1.67 vs 1.78 and 1.84). There was no difference in growth performance and incidence of diarrhea between two automatic liquid feeders, NLRI and IALF. Compared with control group, intestinal villi tended to be shorter in liquid feeding group during the first week, but were recovered within two weeks. The results suggest that the automatic liquid feeder newly developed by National Livestock Research Institute, Korea can be successfully used for rearing young piglets weaned at very early age.

• Journal of Sericultural and Entomological Science
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• v.36 no.2
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• pp.147-151
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• 1994

This study was carried out investigate the characteristics of Habutae and Chiffon woven with silk and polyester(S/P) compound yarn. The S/P compound yarn could be produced by the automatic reeling machine with attachment of air jetting device, polyester yarn guider and tension control apparatus. The surface structure, tensile property and dyeing fastness of S/P compound fabric were examined for the fabric properties. Electron microscopy revealed that most part of S/P compound yarn was well interlaced and some silk part of compound yarn were hidden by polyester on an examination of surface of chiffon fabric. By the one bath and two step dyeing of disperse and acidic dyes, the colour fastness of S/P compound fabrics were 4 grade above. The tenacity and initial modulus of the finished S/P compound fabric were lower than those of grey and degummed fabrics, but reversed in elongation.

• Journal of Animal Environmental Science
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• v.11 no.1
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• pp.35-44
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• 2005

The objectives of this study were to develop an image processing algorithm for finding the sick or the dead layers(SDL) rearing in the multi-tier layer battery, which is a core technology of remote monitoring systems for layers, and to test the performance of algorithm developed in the experimental poultry housing. Based on the literature study and experiment, the standing up of layer was set as a criterion for judging layers whether sick or dead. Then, by the criterion set, an algorithm was developed. The image processing algorithm developed was tested how well it could and SDL at the experimental poultry housing. Test results showed that its monitoring correctness of layers standing up in the cages having all healthy layers was $92\%$, and $96\%$ in the cages having SDL. Therefore, it would be concluded that the image processing algorithm developed in this study was well suited to the purpose of development.

• Proceedings of the Korean Society of Toxicology Conference
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• 2002.05b
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• pp.106.2-132
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• 2002

형질전환 (유전자 결핍; Knockout) Min 마우스를 이용하여 대장암 발생에서 배추, 양배추 주성분인 indole-3-carbinol (I3C)의 대장암 예방효과를 규명하고자 하였다. 실험동물로는 C57BL/6J-Apc$^{min/+}$(Min 마우스)계의 5내지 6주령의 수컷 이형접합체 형질전환 마우스 70마리와 C57BL/6J계의 동일 산자, 동일 주령의 수컷 wildtype 비형질전환 마우스 10kfl를 The Jackson Laboratory 사 (Bar harber, ME, USA)로부터 직접 구입하였다. C57BL/6J-Apc$^{min/+}$계 수컷 이형접합체 형질전환 (Min)마우스 70마리를 각 군 20내지 25마리씩 세군으로 나누었다. Group 1에는 20마리, Group 2에는 25마리, Group 3에는 25마리를 배치하고, I3C 투여 실험군 (Group 1과 2)에는 실험시작시에 AIN-76A 분말사료에 I3C가 각각 100 및 300ppm이 함유되도록 조제하여 공급하였다. 그리고 실험군(Group 3)에는 실험시작부터 종료시까지 AIN-76A 정제고형사료(Teklad사, WI, USA)를 자유로이 급이하였다. 각군간의 체중, 사료 및 음수소비량을 매 2주마다 측정하였고, 10주간 (16주령)의 실험종료시에는 최종체중과 간장, 신장, 비장 등의 장기무게를 측정하여 상대장기 무게비를 산출하였다. 대조군으로서 C57BL/6J계의 동일 산자, 동일 주령의 수컷 wildtype 비형질전환 마우스 10마리는 같은 조건의 사육실에서 AIN-76A 정제고형사료를 33주간 자유로이 급이하였다. 실험동물은 부검전에 하룻밤 동안 절식하고 이산화탄소 흡입 마취하에서 흉대동맥을 절단하여 방혈하고 각 장기(심장, 폐, 위)를 적출하여 생리심염수에 넣어 장기무게를 측정하고 포르말린에 고정하였다. 소장과 대장의 검사를 위하여 위의 식도부위와 직장을 실로 결찰하여 적출하고 생리심염수를 주입하여 팽창시켜, 십이지장, 공장, 및 회장, 그리고 대장으로 나누어 여과지에 펼친 후 포르말린에 고정하였다. 소장과 대장은 육안 및 자동 영상분석길ㄹ 이용한 분석이 끝난 후에 각 부위별로 4-6개의 절편을 작제하여 포르말린에 재고정하고, 통상적인 조직처리과정, 파리핀 포매 및 3-4$\mu$m 두께의 조직절편을 제작하여 H&E 염색을 실시하여 현미경으로 검경하였다. 약 1주일간의 포르말린 고정이 끝난 소장 및 대장을 부위별, 별 종양개수 및 분포를 자동영상분석기(Kontron Co. Ltd., Germany)로 분석하였다. 체의 변화, 장기무게, 사료소비량 및 마리당 종양의 개수에 대한 통계학적 유의성 검증을 위하여 Duncan's t-test로 통계처리 하였고, 종양 발생빈도에 대하여는 Likelihood ration Chi-square test로 유의성을 검증하였다. C57BL/6J-Apc$^{min/+}$계 수컷 이형접합체 형질전환 마우스에 AIN-76A 정제사료만을 투여한 대조군의 대장선종의 발생률은 84%(Group 3; 21/25례)로써 I3C 100ppm 및 300ppm을 투여한 경우에 있어서는 각군 모두 60%(Group 1; 12/20 례, Group 2; 15/25 례)로 감소하는 경향을 나타내었다. 대장선종의 마리당 발생개수에 있어서는 C57BL/6J-Apc$^{min/+}$계 수컷 이형접합체 형질전환 마우스에 AIN-76A 정제사료만을 투여한 대조군은 1.40$\pm$0.24(100%)에 비하여 I3C 저농도 투여 실험군(Group 1; 0.85$\pm$0.23; 61%, P<0.01), 그리고 I3C 고농도 투여 실험군(Group 2 ; 1.32$\pm$0.29 ; 94%)의 순으로 감소하였다. 선종의 크기별 종양의 발생개수의 분포에 있어서 I3C 저농도 투여 실험군에 있어서는 선종의 크기가 3mm이하의 수가 현저하게 감소하였다. C57BL/6J-Apc$^{min/+}$계 수컷 이형접합체 형질전환 마우스에 AIN-76A 정제사료만을 투여한 대조군의 부위별 소장선종의 발생수는 십이지장부위를 제외하고 각 군에서 유의한 변화는 관찰되지 않았다. 십이지장 종양의 발생개수에서만 I3C 저농도 투여 실험군(Group 1 ; 3.11$\pm$0.85)이 대조군 (Group 3: 1.48$\pm$0.35) 및 I3C 고농도 투여 실험군(Group 2: 1.56$\pm$0.47)에 비하여 유의성 있게 증가하였다. (P<0.05). 따라서 I3C은 소장에서는 암예방 효과가 뚜렷하지 않으나, 대장에 대한 암에방 효과가 있을 것으로 생각된다. 소장 및 대장을 제외한 간장, 신장, 비장, 심장, 폐 그리고 위 등의 기타 장기에서의 조직병리학적 변화는 관찰되지 않았다. 소장 및 대장의 종양은 선종(polyps)으로 관찰되었다. 지난 10여년간 형질전환 및 유전자 결핍 실험동물의 종류가 기하 급수적으로 증가하여 이용되고 있다. 가족성 대장 선종성 용종증(FAP)의 대표적인 모델로 이용되고 있는 C57BL/6J-Apc$^{min/+}$계 수컷 이형접합체 형질전환 마우스를 사용하여 배추나 양배추의 주요성분인 Indole-3-carbinol(I3C)의 대장암 예방효과가 있는지를 검색하여 본 결과 AIN-76A정제사료만을 투여한 대조군의 대장선종의 발생률 84%에 비하여 I3C 100 및 300ppm을 투여한 실험군에 있어서 각군 모두 60%로서 감소하는 경향을 나타내었으며, 대장선종의 마리당 발생개수에 있어서는 대조군의 1.40$\pm$1.041를 100%로 환산하였을 경우 I3C 저농도 및 고농도 투여 실험군에서는 각각 약 61%와 94%를 나타내여 감소하였다. 특히 대장선종의 크기별 분포에 있어서 선종의 크기가 3mm이하의 수가 현저하게 감소하였다. 따라서 저농도 I3C의 투여는 실험적 유전성 가족성 대장 선종성 용종증 모델에 있어서 어느정도 암 예방효과가 있는 것으로 생각된다. 그러나 소장 선종의 발생에는 별 영향이 없는 것으로 생각된다. 그러나 본 실험에 사용된 C57BL/6J-Apc$^{min/+}$계 수컷 이형접합체 형질전환 마우스는 실험개시 시점이 7내지 8주령이 경과하여 이미 태생기부터 소장 및 대장의 선종 발생이 진행되어 온 것을 감안하고 특히 비스테로이드계 항염증 소염제(NSAIDS)와 같은 강력한 COX-2억제제가 아님을 고려하면, 상당한 선종의 발생을 억제할 수 있는 가능성이 매우 높다고 생각한다. 또한 이제까지 배추나 양배추 성분의 복합성분들에 대한 실험적 대장암 모델에서의 촉진효과 등에 대한 보고들이 있어 온 점을 고려할 때 위암(Kim 등, 1994) 간암(Kim 등, 1994), 유방암(Grubbs, 등, 1995; Bradlow 등, 1995)에 대한 예방효과가 있을 것으로 생각된다. 앞으로 이러한 종양조직내에서의 COX-2 및 iNOS mRNA와 단백질의 발현정도를 분자병리학적으로 연구중에 있으며, 향후 십자화과식물 성분인 indole-3-carbinol이 마우스뿐 만 아니라 랫드의 화학발암물질에 의한 대장종양에 대한 억제효과 있는지 연구 필요가 있다. Min 마우스와 같은 형질 전환(유전자결핍;knockout) 실험동물을 이용한 새로운 중기 발암성 시험범의 확립을 통한 각종 환경 유해물질의 발암성 유무 및 COX-2 억제작용이 있는 식품인자의 암예방 후보물질을 체계적으로 검색하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 생각한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1807-1811
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• 2009

홍수기 유량측정에 있어서 가장 큰 어려움이었던 유속측정의 정확성을 확보하고 실무자의 안전성을 보장하기 위한 기본 취지에서 1993년 시작된 "대하천 유량 자동측정 설비개발"이라는 연구 주제하에 비접촉식 유속측정 기법에 대한 연구를 수년간 연구개발을 거듭한 결과물인 전자파표면유속계를 1999년도에 상품화하여 현재 국내에서 홍수유속측정 설비로 이용되어지고 있다. 현장에서 유량측정업무에 종사하는 실무자들은 홍수유량측정에 비하여 훨씬 간편함을 몸소 느끼게 되었고, 상품화보급이 시작된지 수년이 지난 상태에서는 더욱 성능이 개선된 전자파표면유속계가 개발되기를 기대하였다. 무엇보다도 홍수기에 유량측정시 기존의 유속측정 방법과 같은 방식으로 각 측선마다 전자파표면유속계를 설치해야하는 번거로움을 피력하였다. 기존의 전자파표면유속계는 하천을 가로지르는 교량위에서 흐름방향에 나란히 측정하는 조건을 고려하였기 때문에 이와 같은 편각인 상태의 유속측정은 검토하지 않았다. 이와 같은 사용자의 요구에 대하여 한국수자원공사에서는 홍수기 유량측정시의 사용자 편의성을 증대하기 위하여 성능개선 작업에 착수하여 편각측정용 전자파표면유속계를 개발하였다. 편각측정의 주된 목적은 전자파표면유속계를 모든 측선에 설치하지 않고 한 지점에서 편각(oblique angle)으로 여러 측선의 유속을 측정함으로써 유속측정의 효율성을 증대시키는 것이다. 전자파표면 유속계에서의 편각 측정은 하천의 유속 방향을 기준으로 정면에서 측정하면 수평 편각이 0도가 되며 좌우로 안테나를 회전하여 움직인 각도가 측정 편각으로 결정된다. 전자파의 물리적 특성 때문에 편각이 증가하면 반사된 신호의 수신 크기가 감소하여 측정이 불가능하게 된다. 이러한 문제를 최대한 극복하는 것이 본 연구의 중점 개선사항이다. 이를 통하여 전자파표면유속계를 교량의 임의 지점에 설치하여 좌우로 편각 $20^{\circ}$에 이르는 범위의 유속을 측정하고자 목표로 하였다. 홍수시의 현장 측정 환경은 열악하기 때문에 정확한 측정을 조건으로 측정자에게 최대한의 편리함과 신속한 측정 환경을 제공해야 효과적인 업무수행이 가능하다. 이러한 편각 측정을 가능토록 하기 위해서는 유속측정시 송신되는 전자파의 출력을 기존의 시스템보다 보다 높게 발사하여야 하며 안테나의 수신감도 및 지향성이 개선되어야 한다. 이를 위해서 안테나 형태에 있어 기존 전자파표면유속계와의 차이점은 기존안테나는 파라볼릭 형상이었으나 신규 제작된 안테나는 평면안테나로 이러한 형태의 개선를 통해 안테나 특성 및 구조적인 차이를 유도하였다. 두 가지 안테나 사양 각각 장단점이 있으나 가장 큰 차이점은 빔폭 특성에서 평면 안테나가 우수하며 수신 감도를 향상시킬 수 있다는 강점이 있다. 특히 Tx/Rx 분리의 평면안테나 구조는 파라볼릭 안테나에서 불가능한 기능으로서 편각측정으로 인한 수신감도의 저하의 문제를 해결하기 위한 개선조치이었다. 성능개선 제작된 편각측정용 전자파표면유속계를 이용하여 일반하천의 홍수유속에 대한 편각측정 실험을 안성천에서 실시한 결과 유속 약 1.7 m/s 인 상황에서 편각 $20\;^{\circ}$ 까지 편각 $0\;^{\circ}$일때와 유사한 측정 성능을 보였다.