• Molecules and Cells
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• 제20권3호
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• pp.315-324
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• 2005

Pain is an unpleasant sensation experienced when tissues are damaged. Thus, pain sensation in some way protects body from imminent threat or injury. Peripheral sensory nerves innervated to peripheral tissues initially respond to multiple forms of noxious or strong stimuli, such as heat, mechanical and chemical stimuli. In response to these stimuli, electrical signals for conducting the nociceptive neural signals through axons are generated. These action potentials are then conveyed to specific areas in the spinal cord and in the brain. Sensory afferent fibers are heterogeneous in many aspects. For example, sensory nerves are classified as $A{\alpha}$, $-{\beta}$, $-{\delta}$ and C-fibers according to their diameter and degree of myelination. It is widely accepted that small sensory fibers tend to respond to vigorous or noxious stimuli and related to nociception. Thus these fibers are specifically called nociceptors. Most of nociceptors respond to noxious mechanical stimuli and heat. In addition, these sensory fibers also respond to chemical stimuli [Davis et al. (1993)] such as capsaicin. Thus, nociceptors are considered polymodal. Recent advance in research on ion channels in sensory neurons reveals molecular mechanisms underlying how various types of stimuli can be transduced to neural signals transmitted to the brain for pain perception. In particular, electrophysiological studies on ion channels characterize biophysical properties of ion channels in sensory neurons. Furthermore, molecular biology leads to identification of genetic structures as well as molecular properties of ion channels in sensory neurons. These ion channels are expressed in axon terminals as well as in cell soma. When these channels are activated, inward currents or outward currents are generated, which will lead to depolarization or hyperpolarization of the membrane causing increased or decreased excitability of sensory neurons. In order to depolarize the membrane of nerve terminals, either inward currents should be generated or outward currents should be inhibited. So far, many cationic channels that are responsible for the excitation of sensory neurons are introduced recently. Activation of these channels in sensory neurons is evidently critical to the generation of nociceptive signals. The main channels responsible for inward membrane currents in nociceptors are voltage-activated sodium and calcium channels, while outward current is carried mainly by potassium ions. In addition, activation of non-selective cation channels is also responsible for the excitation of sensory neurons. Thus, excitability of neurons can be controlled by regulating expression or by modulating activity of these channels.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권3호
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• pp.29-33
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• 2007

균일한 빛 에너지에 대하여 영상센서의 모든 픽셀은 이상적으로는 균일하게 반응해야하지만 실제적으로는 그렇지 않다. 이러한 영상센서의 불균일 특성은 픽셀자체의 특성과 광학모듈 특성 등에 의하여 발생한다. 영상센서의 불균일 특성은 고정된 형태의 잡음으로 다양한 보정 알고리즘에 의해 보정될 수 있으며 보정능력에 따라 더욱 우수한 영상 품질을 기대할 수 있다. 보통, 영상센서의 불균일 보정은 적절한 알고리즘에 의해 보정계수를 구한 후 이를 적용하여 이루어진다. 본 논문에서는 모든 광량영역에서 좀 더 정확하고 신뢰성 있는 최적의 픽셀 불균일 보정계수 계산 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 불균일 특성을 향상시키기 위해 센서를 1차원으로 모델링하였으며 보정계수를 구하기 위해 여러 광량레벨에서 측정데이터를 얻고 최적의 해를 얻기 위해 최소자승법을 이용한다. 논문에서는 보정계수 획득을 위해 적분구, 프래임그래버를 탑재한 컴퓨터 및 제안한 알고리즘을 구현한 소프트웨어를 사용하였다. 또한 자체 구현한 카메라와 별도의 시험셋업을 이용하여 불균일 시험을 수행하여 제안한 알고리즘을 검증하였다. 제안한 알고리즘을 보정 전 결과 및 기존 방법의 결과와 비교하였으며, 비교 결과, 제안한 알고리즘이 모든 광량에서 가장 좋고 신뢰성 있는 결과를 보여주었다.

• 전기화학회지
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• 제19권2호
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• pp.29-38
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• 2016

전기화학적 방법을 통한 요산 (Uric acid) 정량분석을 위해 수용성 고분자 (hydrogel polymer)를 배위시킨 오스뮴 고분자 화합물과 요산 산화효소 (Uricase), 가교를 위한 PEGDGE (poly(ethylene glycol) diglycidyl ether)가 혼합된 용액을 스크린 프린팅된 탄소 전극 (SPCEs) 위에 흡착하여 측정하였다. 수용성 오스뮴 고분자의 전위를 조절하기 위해 리간드인 피리딘링의 4번 위치에 다른 전기음성도의 작용기를 갖는 오스뮴 고분자 화합물을 합성하였다. 합성된 오스뮴 고분자 화합물은 PAA-PVI (Poly(acrylic acid)-poly(vinyl imidazole)-$[osmium(4,4^{\prime}-dichloro-2,2^{\prime}-bipyridine)_2Cl]^{+/2+}$), PAA-PVI-$[osmium(4,4^{\prime}-dimethyl-2,2^{\prime}-bipyridine)_2Cl]^{+/2+}$, PAA-PVI-$[osmium(4,4^{\prime}-dimethoxy-2,2^{\prime}-bipyridine)_2Cl]^{+/2+}$이다. 제작된 효소전극은 순환전압전류법 (cyclic voltammetry)을 통해 uric acid에 의한 오스뮴 고분자 화합물들의 산화 촉매 전류(oxidation catalytic current)를 측정하여 uric acid의 농도를 정량적으로 분석할 수 있었다. 오스뮴 고분자 화합물들 중 0.215 V의 산화환원 전위를 갖는 $PAA-PVI-[Os(dme-bpy)_2Cl]^{+/2+}$ (PAA-PVI-osmium$(4,4^{\prime}-dimethyl-2,2^{\prime}-bipyridine)_2Cl$]$^{+/2+}$) 화합물을 이용하여 대표적인 간섭물질인 아스코르브산 (AA)과 포도당 (glucose)의 산화 신호의 간섭효과를 피할 수 있었다. 이를 이용하여 제작된 전극은 0.33 V 전위에서 다양한 농도의 uric acid (1.0, 1.5, 2.0, and 5.0 mM)의 전류를 측정한 결과 $r^2=0.9986$의 좋은 선형성을 갖는 것을 확인하였다. 이는 복잡하지 않은 간단한 방법과 일회용의 전극을 사용하기 때문에 현장현시 검사 (point of care; POC)에 적합한 요산측정용 바이오센서로서의 가능성을 확인 할 수 있었다.

• 전기의세계
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• 제28권4호
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• pp.53-63
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• 1979

Interface recombination velocity in $Al_{x}$G $a_{1-x}$ As-GaAs and $Al_{0.85}$, G $a_{0.15}$ As-GaA $s_{1-y}$S $b_{y}$ heterojunction systems is studied as a function of lattice mismatch. The results are applied to the design of highly efficient III-V heterojunction solar cells. A horizontal liquid-phase epitaxial growth system was used to prepare p-p-p and p-p-n $Al_{x}$G $a_{1-x}$ As-GaA $s_{1-y}$S $b_{y}$-A $l_{x}$G $a_{1-x}$ As double heterojunction test samples with specified values of x and y. Samples were grown at each composition, with different GaAs and GaAs Sb layer thicknesses. A method was developed to obtain the lattice mismatch and lattice constants in mixed single crystals grown on (100) and (111)B oriented GaAs substrates. In the AlGaAs system, elastic lattice deformation with effective Poisson ratios .mu.$_{eff}$ (100=0.312 and .mu.$_{eff}$ (111B) =0.190 was observed. The lattice constant $a_{0}$ (A $l_{x}$G $a_{1-x}$ As)=5.6532+0.0084x.angs. was obtained at 300K which is in good Agreement with Vegard's law. In the GaAsSb system, although elastic lattice deformation was observed in (111) B-oriented crystals, misfit dislocations reduced the Poisson ratio to zero in (100)-oriented samples. When $a_{0}$ (GaSb)=6.0959 .angs. was assumed at 300K, both (100) and (111)B oriented GaAsSb layers deviated only slightly from Vegard's law. Both (100) and (111)B zero-mismatch $Al_{0.85}$ G $a_{0.15}$As-GaA $s_{1-y}$S $b_{y}$ layers were grown from melts with a weight ratio of $W_{sb}$ / $W_{Ga}$ =0.13 and a growth temperature of 840 to 820 .deg.C. The corresponding Sb compositions were y=0.015 and 0.024 on (100) and (111)B orientations, respectively. This occurs because of a fortuitous in the Sb distribution coefficient with orientation. Interface recombination velocity was estimated from the dependence of the effective minority carrier lifetime on double-heterojunction spacing, using either optical phase-shift or electroluminescence timedecay techniques. The recombination velocity at a (100) interface was reduced from (2 to 3)*10$^{4}$ for y=0 to (6 to 7)*10$^{3}$ cm/sec for lattice-matched $Al_{0.85}$G $a_{0.15}$As-GaA $s_{0.985}$S $b_{0.015}$ Although this reduction is slightly less than that expected from the exponential relationship between interface recombination velocity and lattice mismatch as found in the AlGaAs-GaAs system, solar cells constructed from such a combination of materials should have an excellent spectral response to photons with energies over the full range from 1.4 to 2.6 eV. Similar measurements on a (111) B oriented lattice-matched heterojunction produced some-what larger interface recombination velocities.ities.ities.s.

• KIEE International Transaction on Systems and Control
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• 제2D권2호
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• pp.78-91
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• 2002

In the thermal power plant, there are six manipulated variables: main steam flow, feedwater flow, fuel flow, air flow, spray flow, and gas recirculation flow. There are five controlled variables: generator output, main steam pressure, main steam temperature, exhaust gas density, and reheater steam temperature. Therefore, the thermal power plant control system is a multinput and output system. In the control system, the main steam temperature is typically regulated by the fuel flow rate and the spray flow rate, and the reheater steam temperature is regulated by the gas recirculation flow rate. However, strict control of the steam temperature must be maintained to avoid thermal stress. Maintaining the steam temperature can be difficult due to heating value variation to the fuel source, time delay changes in the main steam temperature versus changes in fuel flow rate, difficulty of control of the main steam temperature control and the reheater steam temperature control system owing to the dynamic response characteristics of changes in steam temperature and the reheater steam temperature, and the fluctuation of inner fluid water and steam flow rates during the load-following operation. Up to the present time, the Proportional-Integral-Derivative Controller has been used to operate this system. However, it is very difficult to achieve an optimal PID gain with no experience, since the gain of the PID controller has to be manually tuned by trial and error. This paper focuses on the characteristic comparison of the PID controller and the modified 2-DOF PID Controller (Two-Degrees-Freedom Proportional-Integral-Derivative) on the DCS (Distributed Control System). The method is to design an optimal controller that can be operated on the thermal generating plant in Seoul, Korea. The modified 2-DOF PID controller is designed to enable parameters to fit into the thermal plant during disturbances. To attain an optimal control method, transfer function and operating data from start-up, running, and stop procedures of the thermal plant have been acquired. Through this research, the stable range of a 2-DOF parameter for only this system could be found for the start-up procedure and this parameter could be used for the tuning problem. Also, this paper addressed whether an intelligent tuning method based on immune network algorithms can be used effectively in tuning these controllers.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권4호
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• pp.228-236
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• 2004

망막의 신경절세포는 눈에 가해진 시각 정보를 흥분파의 형태로 변환하여 시신경을 통하여 대뇌의 시각피질까지 전달한다. 과거에 사용하여 왔던 방법은 단일 전극을 단일 뉴론의 세포내, 외에 삽입함으로써 특정 시간대에 특정 뉴론만을 기록하는 방법이었으므로 신경망 전체를 통하여 처리되어 나오는 정보를 알아보기에는 적합하지 않다. 다행히 최근에 다채널 전극을 사용하여 여러 신경세포에서 나오는 신호를 동시에 기록할 수 있는 다채널기록법(multichannel recording) 이 개발되었으므로 본 연구에서는 8행 ${\times}$ 8열의 다채널전극을 사용한 다채널기록법을 이용하여 망막신경절세포 군집의 흥분파를 기록, 분석함으로써 단일 신경세포가 아닌 망막 신경망을 거쳐 최종적으로 나오는 신호에 대해서 연구하였다. 전극에 부착된 망막 절편에 2초 동안 빛을 가하고 5초 동안 빛이 차단되는 자극을 반복적으로 인가한 후, PSTH 분석방법으로 망막 신경절세포를 ON 세포, OFF세포, ON/OFF세포의 세가지 유형으로 분류할 수 있었으며, ON 세포: 35.0$\pm$4.4%, OFF 세포： 30.4$\pm$1.9%, ON/OFF 세포： 34.6$\pm$5.3% (전체 망막절편수=8)로 분포되어 있음을 확인하였다. 또한 상호상관(Cross-Correlation) 분석방법을 통해서 인접한 세포들끼리 매우 짧은 시간대에(<1 ms) 동기화된 흥분을 발사함을 확인할 수 있었고, 동기화된 흥분은 6～8개의 세포로 구성된 세포 클러스터에서 일어남을 확인하였다. 즉 개개의 신경절세포들이 빛 자극을 처리함에 있어 독립적으로 작용한다는 기존의 가정과는 달리 인접한 세포끼리는 동기화된 흥분을 보이는 것을 확인하였으며, 이러한 방식은 시세포 수와 신경절세포 수의 불균형으로 인해 초래되는 병목현상을 완화할 수 있는 효과적인 기전으로 생각된다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제49권4호
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• pp.90-101
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• 2012

단일 카메라 기반의 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)을 성공적으로 수행하기 위해서는 표식 선택이 매우 중요하다. 특히, 미지의 환경에서는 표식에 대한 사정정보가 없기 때문에 표식을 자동 선택하는 기술이 필요하다. 본 논문에서는 표식을 자동 선택하기 위해 인간의 시각 집중 방식을 모델링한 시각 집중 시스템을 이용한다. 기존의 시각 집중 시스템에서 윤곽선(Edge)는 시각 집중을 위한 중요한 요소 중 하나이다. 하지만 복잡한 실내 환경에서 윤곽선의 응답을 사용할 경우 정규화 연산으로 인해 정보가 많은 복잡한 영역의 윤곽선에 대한 응답은 낮아지고 특징이 없는 평면이나 평면들 간의 경계에서 높은 값을 가지게 된다. 또한 네 방향에 대한 응답 값을 사용하기 때문에 특징의 차원수가 증가해서 연산량도 증가한다. 본 논문에서는 앞에서 언급한 문제점들을 해결하기 위해 모서리 특징의 사용을 제안한다. 모서리 특징을 사용함으로써 정보가 많은 복잡한 영역을 우선 집중시켜 데이터 연관(Data association)의 정확도도 높일 수 있다. 최종적으로는 코너특징을 사용한 시각 집중 시스템을 이용함으로써 기존 방식보다 SLAM 결과가 향상 된다는 것을 실험으로 보이도록 하겠다.

• 전기전자학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.16-23
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• 2010

최근 뇌 과학 연구에 관심이 높아지면서 두뇌 훈련게임, 교육응용분야 및 BCI(brain Computer Interface)등 여러 분야에서 뇌파를 이용한 장치들이 개발 되고 있다. 본 논문에서는 전두엽 뇌파를 이용해서 간편하고 손쉽게 사용할 수 있는 블루투스 기반 무선 포터블형 뇌파 측정장치를 설계 제작하였다. 10~100 ${\mu}V$의 낮은 진폭을 가진 뇌파를 증폭하여 수V까지 증폭하였고 불필요한 잡음신호와 60 Hz의 전원 노이즈를 제거 하기위하여 저역필터, 고역필터 및 노치 필터를 설계하였다. 또한, 아날로그 뇌파신호를 디지털신호로의 변환과 PC로의 무선 전송을 위해 PIC24F192 마이크로컨트롤러를 사용하였다. AD변환 샘플링율은 1kHz로 하였고, 블루투스방식의 무선전송방식을 이용하여 38,400bps로 PC로 전송하였다. PC로 입력할 때 LabVIEW 프로그램를 이용하여 뇌파신호를 수신하여 모니터링 하였다. 상용 뇌파측정 장치인 Biopac MP100과 개발된 장치에 각각 $1{\mu}V$, 0~200Hz의 동일한 사인파 시뮬레이션 신호를 입력한 후 FFT 변환 후 각각 파워스펙트럼을 분석하여 성능 검증을 비교했다. 상용 Biopac 시스템 MP100과 비교해 본 결과 특히, 30Hz이하의 주파수영역에서 유사한 주파수 응답 특성결과를 얻어 제작된 시스템의 정확도가 우수함을 알 수 있었다.

• 태양에너지
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• 제12권2호
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• pp.62-78
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• 1992

본 논문은 二(이)가열원 진공증착법을 이용하여 실리콘 웨이퍼의 온도를 190[$^{\circ}C$]로 유지한 상태에서 ITO 박막을 증착, 열처리한 후 $ITO_{(n)}/Si_{(p)}$ 태양전지를 제작하였고 그의 전기적 특성을 조사하였다. $In_2O_3$와 $S_nO_2$의 증착비율이 각각 91[mole %] 9[mole %]일 때 최대효율 11[%]의 태양전지를 제작 할 수 있었다. 제작된 전지는 열처리 시간과 온도에 따라 성능이 향상되지만 약 600[$^{\circ}C$] 이상의 온도, 15분 이상의 열처리 시간에서는 오히려 박막의 각종 결함의 증가로 인한 감소현상을 보였다. 제작한 전지의 광 응답 특성을 조사하였는데 열처리온도를 증가시킴에 따라 미소하나마 장파장 영역으로 그 peak값이 이동함을 알 수 있었다. X선 회절현상을 통해 열처리온도에 따른 결정성장이 증대하여 단결정 쪽으로 이동해 감을 확인할 수 있었다. 본 실험에서 제작한 $ITO_{(n)}/Si_{(p)}$ 태양전지에 대하여 특성을 조사한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. $100[mW/cm^2]$의 태양광 에너지 조사하에서 단락전류 : ISC=31 $[mW/cm^2]$ 개방전압 : VOC=460[mV] 충실도 : FF=0.71 변환효율 : ${\eta}$=11[%].

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제18권3호
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• pp.273-283
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• 1997

위전도는 피부전극을 이용하여 위에서 발생하는 전기신호를 측정하여 위운동 상태를 측정하는 검사방법이다. 여러 연구자들이 위전도를 이용하여 위수축과 관련된 정보를 얻으려고 노력하였지만 아직까지 임상적으로 유용한 정보를 주는 방법을 제시하지 못하고 있다. 본 연구에서는 위전도신호를 주파수영역 분석 및 벡터분석을 이용하여 위수축을 측정할 수 있는 방법을 제시하였다. Running spectrum analysis를 이용한 주파수영역분석에서는 주주파수와 이의 고조파의 크기변화를 위수축신호(스트레스인게이지신호, 위내압신호)와 비교하였다. 벡터분석에서는 피부전극에서 얻은 위전도신호를 이용하여 위전도벡터를 구한 후, 이 위전도벡터의 분포에 대한 분석을 실시하였다. 제시된 방법은 동물실험 및 임상실험을 통하여 그 타당성을 검정하였다. 주파수영역분석에서 위수축이 일어나는 경우 주주파수의 크기에 비해 제1고조파의 크기가 상대적을 증가하는 것을 발견하였다. 위전도 벡터분석에서는 위수축유무에 따라 위전도벡터의 분포가 변함을 알 수 있었으며, 위전도벡터의 분포로부터 계산한 회귀곡선의 기울기 및 회귀곡선에 대한 분산이 위수축유무에 따라 유의한 차이를 가지는 값을 가짐을 알 수 있었다.