• 제목/요약/키워드: 정성적 물리학

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공간에서의 물체의 운동에 대한 정성적 추론에 관한 연구 (A Study on Qualitative Reasoning about Motion in Space)

  • 김현경
    • 지능정보연구
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    • 제3권2호
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    • pp.23-32
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    • 1997
  • 본 논문에서는 정성적 공간 표현 방식과 물체의 운동에 대한 추론 방식에 제시되었다. 기존의 정성적 벡터 표현 방식은 각도 개념을 추가하여 확장되었으며, 이에 따라 방향의 계산을 위해 필요한 정성적 벡터 연산도 확장되었다. 또한 회전운동에 의한 각도의 변화를 분석하는 추론 방식도 기술되었다. 운동에 대한 정성적 추론의 기본 아이디어는 공간에서의 위치와 운동을 상대적인 개념으로 표현하는 것이다. 이와같이 제안된 이론은 장치의 분석에 사용되어 주어진 연동 장치의 거동을 정확히 예측 할 수 있었다.

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정성적 추론을 이용한 자동차 충돌 사고 재구성의 검증 (Verification of Automobile Collision Accident Reconstruction Using Qualitative Reasoning)

  • 김현경;명한나;한인환
    • 인지과학
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    • 제10권4호
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    • pp.63-70
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    • 1999
  • 자동차 충돌 사고 재구성이란 사고 상황으로부터 가능한 모든 정보를 수집, 분석하여 충돌로 인한 사고 거동 및 원인을 규명하는 작업이다. 본 논문에서는 자동차 사고 재구성에 직접 적용이 가능하도록 개발된 충돌 재구성 시스템을 소개하고자 한다. 본 시스템은 정량적 충돌 재구성 시스템과 정성 적 충돌 추론 시스템을 통합하여, 상호 보완적 역할을 통해 기존의 단일 시스템이 갖는 제한점들을 극복할 수 있었다. 통합된 시스템은 충돌로 인한 거동에 대한 정확한 예측과 아울러 정성 적 충돌 거동 묘사를 제공한다. 강체 동역 학 이론에 기초한 충돌 역 해석 과정 시 정성 적 시뮬레이션을 통해 잘못된 가설을 검증하여, 모순되는 가설을 초기 단계에서 찾아낼 수 있게 하였다. 또한 이 과정에서 인과 관계에 근거한 정성 적 설명을 제공함으로써, 수치 모델에 의해 예측된 결과의 이해를 도울 수 있었다. 본 시스템은 자동차 충돌 사고의 충돌에 적용되어 유효성을 입증할 수 있었다.

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중등학생의 특수상대론 학습에서 VR과 사건도표를 이용한 수업방법의 제안 (A Proposal of a Teaching Method using Virtual Reality and Event-Diagram for Secondary Student's Understanding of Basic Concepts in Special Relativity)

  • 김재권;김영민
    • 과학교육연구지
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    • 제35권2호
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    • pp.283-294
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    • 2011
  • 이 연구는 개정된 물리교과서에 포함된 현대물리학 소재인 특수 상대성 이론에 대해 고등학생의 인지 수준을 고려하고 학습자의 주도적 수업참여를 구현하기 위하여 '가상현실'과 '사건도표' 활동이 포함된 수업방법을 고안하여 그 효과를 정량적이고 정성적으로 분석하는 데 목적이 있다. 특수상대론 개념 학습 프로그램을 통한 수업과 전통적 수업은 선택 후 설명식 문항의 전반적인 성취도에서 유의미한 차이를 나타내지 않았다. 프로그램 수업을 이수한 학생은 복합 개념 형 문항의 성취도는 유의미하게 높게 나타났다. 특수 상대론적 역설문제에서는 프로그램 수업집단은 전통적 수업집단보다 통계적으로 유의미하게 높은 성취도를 나타내었다. 프로그램 수업집단 학생들은 역설문제 해결과정에서 특수 상대론적 현상을 좌표계의 틀 위에서 객관적으로 설명하는 좌표계 의존 형 문제 해결방식의 특성을 나타내었다. 전통적 수업집단의 학생들은 특수 상대론적 현상을 불완전하거나 잘못된 좌표계 개념으로 설명하였고 사건의 순서를 관찰자의 직관에 의존하여 판단하는 관찰자 의존형 문제 해결방식을 나타내었다. 특수 상대론적 효과가 시각화된 영상을 보고 사건도표라는 가상의 시공간을 노트에 그려보고 생각하는 활동은 학생들에게 도약판을 만들어 주는 하나의 방법으로 제안한다.

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전자파에 노출된 생체두부의 전기생리적 변화의 측정에 관한 연구 (Measurement of electro-physiological changes in the brain exposed to eletromagnetic wave radiation)

  • 이준하;신현진;이상학;유동수;이무영;김성규
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제5권2호
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    • pp.35-43
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    • 1994
  • 전자파가 일상생활에서 생체에 많은 영향을 미치는 것으로 알려져 있으나 실제로 그 영향을 정성, 정량적으로 규명하는 것은 용이하지 않다. 본 연구에서는 생체의 전기적 신호를 이용하여 2.45GHz의 전자파에 노출시킨 토끼의 두부에 대한 영향을 측정하는 방법을 검토하였다. 연구결과, 두부모델의 손상정도는 뇌전위의 연속적인 FFT 신호처리에서 뇌활성도 저하를 관찰할 수 있었으며, 특정 주파수와 강도(최소허용전력과 치사전력)에 대한 기준 설정에 필요한 요소를 제시할 수 있었다.

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Yb3+ 도핑된 칼륨 이중 텅스테이트 결정을 이용한 소형 공진기에서의 솔리톤 모드 잠금 레이저 구현 및 수치 해석 (Soliton Mode-locking and Numerical Analysis of Yb3+-doped Potassium Double Tungstate Lasers in Compact Laser Cavity Geometries)

  • 김덕우;고광훈;이상민
    • 한국광학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.241-249
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    • 2024
  • 본 연구에서는 Yb3+ 이온이 도핑된 세 종류의 이중 텅스텐 결정, Yb:KGdW, Yb:KYW 및 Yb:KLuW을 사용하여 1039 nm의 중심파장 영역에서 반복율이 405 MHz인 연속파 모드 잠금된 소형 고체 레이저를 구현하였다. 모드 잠금을 위한 광스위칭 소자로 반도체 포화 흡수체 거울을 사용하였고, 모드 잠금 상태들은 세 결정 모두에서 수 시간 이상 Q-스위칭 불안정성 없이 안정적으로 동작하였다. 특히 Yb:KGdW 결정을 이용한 레이저는 최고 출력 125 mW에서 108 fs의 펄스폭을 갖는 펄스를 방출하였다. 또한 표준 분할 단계 푸리에 방법을 이용하여 공진기의 군지연 분산 및 자체 위상 변조를 고려한 Haus master 방정식을 수치 해석으로 풀고, 그 결과를 실험결과와 비교 및 분석하였다.

인지기능의 정량적 평가를 위한 측정 모델 소프트웨어 개발 및 실험적 검증 연구 (An Empirical Study on Quantitative Evaluation of Cognitive Function)

  • 류완석;김형건;정성택
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제21권1호
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    • pp.42-51
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    • 2010
  • 뇌 기능 연구 분야에서는 MRI, PET, MEG 영상 시스템 등을 이용한 인지기능에 대한 정량적 평가 연구가 계속적으로 이루어 지고 있다. 최근에는 컴퓨터 기술을 응용하여 인지 기능의 정량적 분석을 효과적으로 하고자 시도되고 있다. 본 연구에서는 터치 스크린을 이용하여 인지 기능의 정량적 평가를 할 수 있는 소프트웨어 패키지를 구현하였다. 여기서 구현된 내용은 집중력, 숫자 기억력, 조합 기억력, 위상 기억력, 시각 및 근육 반응, 청각 반응 등으로 되어 있다. 우리는 구현된 소프트웨어에 대하여 실험적 검증과정을 거치고자 20~59세까지의 연령 및 성별에 따른 80명을 대상으로 실험을 수행하였다. 남녀 모두 40세 이후의 연령에서 인지기능의 감쇄가 일어나는 결과를 정량적 획득하였다. 본 연구에서는 고가 장비인 영상 시스템뿐만 아니라 상대적으로 간소화된 소프트웨어를 이용하여서도 인지기능의 정량적 평가가 가능함을 보여주고 있다. 이러한 방법을 적용하여 다양한 그룹의 인지 기능의 정량적 평가 및 비교를 수행하는 데 비용과 시간을 줄일 수 있을 것으로 보인다.

전자포탈영상을 이용한 다엽시준기의 정도관리 (Quality Assurance of Multileaf Collimator Using Electronic Portal Imaging)

  • 진호상;;최보영;이형구;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제14권3호
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    • pp.151-160
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    • 2003
  • 삼차원 입체조형방사선치료나 세기조절방사선치료와 같은 다엽시준기(Multileaf Collmator, MLC)를 이용하는 보다 복잡한 방사선 치료 기술은 다엽시준기의 위치 및 운동의 검증의 중요성을 증가시키고 있다. 이러한 다엽시준기의 검증은 신뢰성과 그동안 축척된 경험적 검증능력으로 인하여 주로 필름을 가지고 수행되어왔다. 그러나 전자포탈영상장치(Electornic Portal Imaging Device, EPID)의 사용의 편이성과 디지털 영상 제공 능력은 낮은 임상편이성, 효율성, 비용대 수익률에도 불구하고 정기적인 정도확립(Quality Assurance, QA)에 현실적인 필름의 대체재로 관심을 모아왔다. 본 연구에서는 EPI를 활용한 다엽시준기의 정기적인, 특히 일간 정도확립법을 개발하였다. 정기적 정도확립을 위한 전자포탈영상(Electronic Portal Imaing, EPI)의 적용가능성에 대한 검증은 방사선 조사시 동시에 획득된 필름과 다엽시준기의 제어장치에 입력한 다엽시준기의 처방과의 비교를 통해 수행되었다. 특별히 설계된 두가지 형태의 시험형(test pattern)이 영상 획득 및 비교에 적용되었다. 정성적인 온라인 육안 검증과 함께 윤곽 검출 알고리듬을 이용한 정량적인 오프라인 분석이 검증 절차에 이용되었다. 결론적으로, 본 연구에서 개발된 EPI를 이용한 다엽시준기의 일간 정도확립법은 필름의 정확도를 가지고 편리하게 수행될 수 있었다.

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양성자치료용 보상체의 영상기반 정도 관리 기반 프로그램 개발 (Image Based Quality Assurance of Range Compensator for Proton Beam Therapy)

  • 김진성;윤명근;김동욱;임영경;곽정원;박소아;신동호;신정욱;이세병;박성용;조관호
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제19권1호
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    • pp.35-41
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    • 2008
  • 양성자치료는 양성자의 물리적 특성으로 인해 인체 내의 특정범위에 모든 에너지를 전달하고 감쇠되어 타겟조직 뒤에 존재하는 정상조직에는 방사선이 조사되지 않는 큰 장점을 가진 치료법이다. 이 방법은 인체 내의 암 조직을 타겟으로 했을 때, 빔 방향에서의 타겟의 2차원적인 모양은 황동으로 제작된 블럭을 통해 정상조직에 들어가는 방사선을 차폐하고 마진을 주어서 GTV (eross Tumor Volume)에 90% 이상의 선량이 전달되도록 조절한다. 그리고, 양성자 빔의 날줄방향 (longitudinal)에서의 타겟의 3차원적인 모양을 고려하여 PMMA로 이루어진 보상체(compensator)를 밀링머신으로 조각하여 타겟에 방사선이 정확하게 분포되도록 한다. 이러한 보상체의 정확한 정도 관리를 위해 현재 사용되는 수동적인 방법을 보완하여 X선 영상으로 해당하는 보상체의 영상을 획득하여 이 영상을 기반으로 정도관리를 할 수 있는 방법을 제안하였고, 제안한 방법으로 보상체의 각각의 깎여진 평면의 모양과 두께를 정성적으로 비교 및 평가할 수 있었으며 두 영상의 차이가 80% 이상 맞는 것으로 확인되었다. 이를 바탕으로 영상을 이용한 정도관리 프로그램을 보완하여 추후 실제 양성자치료 정도관리에 사용될 예정이다.

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T$_1$/T$_2$ maps 의 재구성을 위해 잡음의 표준편차를 이용한 수신 증폭률 보정 (Correction of Receiver Gain using Noise′s Standard Deviation for Reconstruction of T$_1$/T$_2$ Maps)

  • 김미나;김성은;신승애;정은기
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제10권3호
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    • pp.125-131
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    • 1999
  • 현재 임상적으로 쓰이고 있는 T$_1$/T$_2$ 강조영상 (weighted image) 은 각각 다른 조직이나 정상/병변 조직 사이에 정성적인 대조도를 준다. T$_1$/T$_2$ 영상화 (mapping)는 영상의 각 화소신호랄 T$_1$/T$_2$ 시간으로 나타내는 방법으로 병변의 진행정도를 정량적으로 알 수 있다. T$_1$/T$_2$ 영상화 (mapping)를 얻기 위해서는 수신신호의 증폭률이 같아야 하는데, 일반적으로 MR 영상화 장비에서는 A/D converter 의 동적 구간을 최대 활용하기 위하여 입력신호를 최대 증폭하기 때문에 각각 다른 수신 증폭률을 사용할 수 있다. 이 논문에서는 최대 증폭한 경우와 수신증폭률을 보정한 경우의 T$_1$/T$_2$ 영상을 각각 얻고 측정된 T$_1$/T$_2$ 값을 비교하여 수신증폭률 보정이 T$_1$/T$_2$ 영상화에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 그 방법으로서 얻은 영상들이 각각 다른 수신증폭률을 가진 경우에 이를 보정하기 위해 잡음을 표준편차로 이용하는 방법을 사용하였다. 이렇게 얻어진 머리의 T$_1$/T$_2$ 영상은 이미 보고된 T$_1$/T$_2$ 의 값과 유사하였다.

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확산강조영상에서 신호대 잡음비, 현성 확산 계수 변화에 따른 골다공증 평가 (Assessment of Osteoporosis Based on Changes in SNR and ADC Values on MR Diffusion Weighted Images)

  • 조재환;김영수
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제21권1호
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    • pp.70-77
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    • 2010
  • 골다공증 환자를 대상으로 이중 에너지 X선 흡수(DEXA) 방법을 이용한 골밀도 영상에서는 T-score를 측정하고 자기공명영상 기법 중 확산강조영상에서는 신호대 잡음비와 현성 확산 계수를 측정한 다음 T-score변화에 따라 신호대 잡음비와 현성 확산 계수가 어떻게 변화하는지 알아보았다. 골다공증이 없는 건강한 사람 30명과 2009년 1월부터 2009년 12월까지 허리 통증으로 내원한 환자 중 단순 방사선 촬영에서 골다공증 소견이 보이는 환자 30명을 대상으로 Dual Energy X-ray Absorptiometry (DEXA)를 이용하여 척추 L1-L4부위의 T-score를 측정 후 각각의 척추에 대해서 골감소증, 골다공증으로 분류하였다. 1.5T MR scanner를 이용하여 b value를 $400\;s/mm^2$으로 획득한 확산강조영상에서는 L1-L4 네 부위에서 신호 강도(signal intensity)측정을 하였고 현성 확산 계수(apparent diffusion coefficient; ADC) map 영상에서는 현성 확산 계수를 측정하였다. 정량적 분석방법으로 관심영역의 T-score와 신호대 잡음비(signal to noise ratio)와 ADC를 구하고 평균화 하여 관심영역에서 T-score변화에 따른 신호대 잡음비와 현성확산계수의 변화를 비교하였고 T-score에 의해 골감소증, 골다공증으로 분류하여 그룹별로 신호대 잡음비와 현성확산계수의 변화도 비교하였다. 정성적인 분석방법은 육안적으로 건강한 그룹과 골감소증, 골다공증그룹의 T1강조 시상면 영상에서 요추체중 L4 부위에서의 신호강도 차이를 알아보았다. 정량적 분석에서 골감소증 그룹과 골다공증그룹은 T-score가 감소함에 따라 확산강조영상에서의 신호대 잡음비가 감소하여 나타났으며 골다공증 그룹에서 신호대 잡음비가 가장 크게 감소하였다. ADC map영상에서는 골감소증그룹과 골다공증 그룹은 T-score가 감소함에 따라 현성 확산 계수는 감소해서 나타났고 건강한 그룹과 골감소증 및 골다공증 그룹의 경우 현성 확산 계수 차이는 골다공증 그룹에서 현성 확산 계수가 가장 낮게 나타났다. 정성적 분석에서는 건강한 그룹과 골감소증 및 골다공증 그룹에서 L4 부위의 신호강도는 건강한 그룹에서 가장 낮게 나타났고 골다공증그룹에서 높게 나타났다. 골다공증이 진행 될수록 신호대 잡음비와 현성 확산계수는 감소하고 T1강조 영상에서는 신호강도가 증가 하는 결과를 얻었고 자기공명검사가 골다공증 진단에 유용함을 알 수 있었다.