• KSBB Journal
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• 제20권4호
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• pp.291-298
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• 2005

본 연구는 재조합 대장균과 S.cerevisiae의 발효공정에서 형광스펙트럼 데이터를 수집하였으며, SOM을 이용하여 형광스펙트럼 데이터를 특정 그룹으로 분류하고 발효공정을 분석하고자 하였다. 배출가스 내 이산화탄소농도와 세포농도 같은 공정변수들은 SOM 알고리즘으로부터 얻은 분산 및 정규화된 가중치들과 좋은 연관성을 나타내었다. 전체 스펙트럼 데이터의 분류는 생물공정 모델링을 위한 매우 중요한 단계인데 그 이유는 몇몇 여기파장과 방출파장의 유의한 조합들이 전체영역의 스펙트럼 데이터로부터 추출되기 때문이다. 예를 들면, 본 연구에서 SOM을 이용하여 추출한 98개의 스펙트럼 데이터의 예제들은 부분최소자승법이나 감독신경망 (supervised neural network)을 이용한 공정의 모델링에 사용될 수 있다.

• 농업과학연구
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• 제47권1호
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• pp.43-58
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• 2020

Mulching plastic is used for the purpose of maintaining soil temperature, moisture, and weed and pest prevention in agriculture. Any remaining plastic after use may contaminate the soil and damage crop growth. To solve this problem, mulching plastic wrappers have been studied and developed, but the actual use rate is quite low due to their poor performance and frequent tearing of the plastic on the field. In this study, we developed a tractor attachable mulching plastic wrapper to minimize the tearing of the mulched plastic. The developed mulching plastic wrapper consists of hydraulic motors and pumps, valves, a microcontroller, and sensors. The collecting speed of the plastic mulch was calculated considering the tractor's travel speed and the radius of the collecting drum. A proportional controller was designed to control the rotating speed of the hydraulic motor as the plastic was wound around the collection drum and the radius increased. The performance of an indoor experiment was quite promising because the difference between the collecting speed predicted by the calculation and the actual collecting speed was 2.71 rpm. Based on a field verification test, the speed difference was max. 14.28 rpm; thus, the, proportional integral derivative (PID) controller needs to be considered to control the drum speed precisely. Another issue was found when the soil covered at the edge of the plastic was hardened or the road surface was uneven, the speed control was unstable, and the plastic was torn. In future research, vibrational plows will be equipped to break-up the harden soil for collecting the plastic smoothly.

• 센서학회지
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• 제24권1호
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• pp.22-28
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• 2015

This study demonstrates a polyimide nerve cuff electrode with a conductive polymer for improving recording signal quality at peripheral nerve. The nerve cuff electrodes with platinum (Pt), iridium oxide (IrOx), and poly(3,4-ethylenedioxythiophene): p-toluene sulfonate (PEDOT:pTS) were fabricated and investigated their electrical characteristics for improving recorded nerve signal quality. The fabricated nerve cuff electrodes with Pt, IrOx, and PEDOT:pTS were characterized their impedance and CDC by using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and cyclic voltammetry. The impedance of PEDOT:pTS measured at 1 kHz was $257{\Omega}$, which was extremely lower than the value of the nerve cuff electrodes with IrOx ($15897{\Omega}$) and Pt ($952{\Omega}$), respectively. Furthermore, the charge delivery capacity (CDC) of the nerve cuff electrode with PEDOT:pTS was dramatically increased to 62 times than the nerve cuff electrode with IrOx. In ex-vivo test using extracted sciatic nerve of spaque-dawley rat (SD rat), the PEDOT:pTS group exhibited higher signal-to-interference ratio than IrOx group. These results indicated that the nerve cuff electrode with PEDOT:pTS is promising for effective implantable nerve signal recording.

• 센서학회지
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• 제27권1호
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• pp.55-58
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• 2018

Low-cost and large-scale fabrication method of nanohole array, which comprises nanoscale voids separated by a few tens to a few hundreds of nanometers, has opened up new possibilities in biomolecular sensing as well as novel frontier optical devices. One of the key aspects of the nanohole array research is how to control the hole size following each specific needs of the hole structure. Here, we report the extensive study on the fine control of the hole size within the range of 500-2500 nm via surface-catalyzed chemical deposition. The initial hole structures were prepared via conventional photo-lithography, and the hole size was decreased to a designed value through the surface-catalyzed chemical reduction of the gold ion on the predefined hole surfaces, by simple dipping of the hole array device into the aqueous solution of gold chloride and hydroxylamine. The final hole size was controlled by adjusting reaction time, and the optimal experimental condition was obtained by doing a series of characterization experiments. The characterization of size-controlled hole array was systematically examined on the image results of optical microscopy, field emission scanning electron microscopy(FESEM), atomic-force microscopy(AFM), and total internal reflection microscopy.

• 한국광학회지
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• 제19권3호
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• pp.193-198
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• 2008

본 논문에서는 폴리머 광도파로 상부에 $TiO_2$(Titanium dioxide)박막이 증착된 굴절률 센서를 구현하였다. 제작된 센서를 이용하여 글리세롤의 굴절률 변화에 따른 출력광의 편광 간섭 변화를 측정하였다. 또한 박막 두께에 따른 편광 간섭의 민감도 변화를 확인하고, 수치해석 결과와 비교하였다. 특히 $TiO_2$가 20 nm 증착된 광도파로에서 $2{\pi}$의 위상차를 갖는 굴절률 변화는 $1.8{\times}10^{-3}$이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.1749-1754
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• 2007

본 연구에서는 인체를 통신채널로 사용하는 PAN(Personal Area Network) 중에서 생체 센서(Bio sensor)에 적합한 인체통신 방식을 제안한다. 생체센서용 통신시스템은 인체내외의 센서에서 수집된 대량의 정보가 허리나 팔 등에 장착된 수신부로 고속 전송할 수 있어야 한다. 제안된 모뎀은 인체채널에 대한 특성을 분석하여 특성이 우수한 10MHz의 저주파 대역을 사용하며 저 전력과 소형화에 유리한 기저대역 통신방식으로 설계되었다. 설계된 모뎀은 20cm거리에서 $BER=10^{-5}$로 5Mbps까지 전송이 가능하며, $2{\times}2cm$의 초소형으로 구현하고 동작을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.445-450
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• 2021

생체임피던스 측정법은 편리성, 저비용 및 저가의 장치를 이용하여 생체정보 획득 및 피부 병 진단 등에 사용 가능한 장치이다. 본 연구에서는 생체 삽입형으로 생체 정보를 획득하기 위해서 동물 생체 모델링을 통한 시뮬레이션 연구와 직접 제작한 건식용 금 전극을 이용하여 생체임피던스를 측정하였다. 동물 조직의 피하부위에 전극을 삽입하여 2 전극법으로 100 uA, 1-100 kHz 주파수를 인가하여 임피던스를 측정하였다. 측정결과 전극의 사이즈를 5 mm전극기준으로 7.5 mm, 10 mm전극과 비교하여 저항을 측정한 결과 5 mm 전극에서 높게 측정됨을 확인할 수 있다. 5 mm전극을 기준으로 7.5 mm 전극은 전체 주파수 범위에서 평균 1.49 %차이를 발견하였고, 10 mm 전극은 2.624 %로 임피던스가 차이남을 확인하였다. 향후, 연구결과는 생체 삽입형 심전도 센서 전극 설계 및 제작 등에 활용가치가 있을 것으로 사료된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제18권3호
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• pp.238-243
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• 2009

TDR 수분함량 측정 센서를 이용하여 암면 슬라브 배지의 수분함량, 수분분포, 배액 시점의 특성과 포수 시킨 슬라브 배지의 수분함량 분포를 중량법(로드셀 이용)과 TDR 법으로 비교하였다. 배지수분 함량이 40%, 50%, 60%를 TDR 센서 3개의 평균값을 기준으로 급액시점을 정하며 $5{\sim}6$개월간 파프리카 72주를 유리온실에서 재배하였다. 두 곳의 급액 포인트로부터 등간격으로 설치된 5개의 TDR 센서를 이용하며 건조상태에서 0.2L씩 식 증액시키면서 급액시 슬라브내의 수분분포 특성을 살펴본 결과 급액 장소와 관계없이 슬라브내의 위치별 수분 분포가 매우 유사한 값을 나타내었다. 슬라브내의 포화수분 상태에서 TDR 센서값은 약 $58{\sim}65%$ 사이의 값을 나타내었으며, 약 $50{\sim}55%$의 수분함량 조건에서 배액이 시작되는 것을 확인 할 수 있었다. 배양액으로 완전 포화시킨 슬라브의 TDR 값은 100%를 보인 반면 중량법으로 측정한 유효수분함량(v/v, %)은 90%를 나타내었다. 그러나 증발에 의해 슬라브내의 수분함량이 낮아지면서, 두 측정간의 오차도 줄어들어, 약 60% 이하의 수분함량 조건에서 두 측정방식간의 오차는 5%미만을 보였다. 이러한 결과는 과채류 급액 제어 방식으로 TDR 센서의 이용 가능성을 확인 할 수 있었으며, 급액 시점을 3가지 배지수분조건으로 파프리카를 재배하였을 때 파프리카의 과수, 과중, 식물체의 엽면적 또는 경장과 같은 모든 요인에서 유의적인 차이를 발견 할 수 없었다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제7권2호
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• pp.43-50
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• 2018

생체정보 컴퓨팅은 생체신호 센서와 컴퓨터 정보처리를 융합한 정보시스템에 기초하여 컴퓨팅시스템 뿐만 아니라 빅데이터 시스템에 크게 영향을 미치고 있다. 이러한 생체정보는 지금까지의 텍스트, 이미지, 동영상 등의 전통적인 데이터 형식과는 달리 생체신호의 의미를 부여하는 값은 텍스트 기반으로 표현되고, 중요한 이벤트 순간은 이미지 형식으로 저장하며, 시계열 분석을 통한 데이터 변화 예측 및 분석을 위해서는 동영상 형식 등 비정형데이터를 포함하는 복합적인 데이터 형식을 구성한다. 이러한 복합적인 데이터 구성은 개별 생체정보 응용서비스에서 요구하는 데이터의 특징에 따라 텍스트, 이미지, 영상 형식 등으로 각각 분리되어 요청되거나, 상황에 따라 복잡 데이터 형식을 동시에 요구할 수 있다. 기존 생체정보 컴퓨팅 시스템들은 전통적인 컴퓨팅 구성요소, 컴퓨팅 구조, 데이터 처리 방법 등에 의존하므로 데이터 처리성능, 전송능력, 저장효율성, 시스템안전성 등의 측면에서 많은 비효율성을 내포하고 있다. 본 연구에서는 생체정보 처리 컴퓨팅을 효과적으로 지원하는 생체정보 빅데이터 플랫폼을 구축하기 위해 개선된 바이오센싱 융합 빅데이터 컴퓨팅 아키텍처를 제안한다. 제안 아키텍처는 생체신호관련 데이터의 저장 및 전송 효율성, 컴퓨팅 성능, 시스템 안정성 등을 효과적으로 지원하며, 향후 생체정보 컴퓨팅에 최적화된 시스템 구현 및 생체정보 서비스 구축을 위한 기반을 제공할 수 있다.

• 멤브레인
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• 제31권2호
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• pp.87-100
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• 2021

최근 오염물질 수위의 급격한 상승세와 더불어 가속화되는 자연환경 파괴로 인해 다양한 환경 속에 쌓이는 오염물질의 검출 및 모니터링은 현대 사회의 중요한 미션 중 하나로 자리 잡았다. 본 논문에는 멤브레인 기반의 광학 센서를 활용한 미량 오염물질 검출에 대한 최근 연구 동향이 요약되어 있다. 본 논문에 포함된 연구들은 섬유소로 이루어진 멤브레인을 검출을 위한 플랫폼으로 사용하였으며, 금속 나노 입자나 형광단을 색 변화 검출을 위해 이용하였다. 제조된 광학 센서들은 모두 적절하거나 특출한 수준의 감도를 보였고, 대부분의 센서에서 타겟 물질이 아닌 이온이나 물질에는 반응하지 않는 정확성 또한 확인되었다. 검출 플랫폼으로 이용된 섬유소 멤브레인의 물리적, 화학적 특성들은 멤브레인 합성 방법이나 색 변화를 위한 광학 물질 등을 바꾸는 방법을 통해 각 연구의 목적에 맞추어 최적화될 수 있었다. 또한, 멤브레인을 기반으로 하여 제조된 센서들은 운반이 편리하고 기계적 성질이 강해 현장에서 바로 오염물질을 검출할 수도 있다는 사실이 제시되었다. 이러한 장점 덕분에 멤브레인 기반 센서들은 식용수에서 검출된 중금속의 정량화와 자연 수질환경에서 발견되는 미량 중금속 및 유독성 항생제의 감지 등 다양한 목적을 위해 활용될 수 있었다. 몇몇의 연구에서 제조된 센서들은 항균성이나 재활용성 또한 나타내었다. 대부분의 센서들이 타겟 물질을 감지한 후 육안으로도 식별 가능한 색 변화를 보였으나, 본 논문에 포함된 많은 연구들은 형광 발산, UV-vis 분광학, RGB 색 강도 차이 등을 비교 분석한 더 상세한 검출 결과를 제시하였다.