• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제62권3호
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• pp.435-455
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• 2023

본 연구는 수학 교육 분야에서 중요한 영향을 미치는 논문을 판별하고 분석하기 위한 설명가능한 인공지능(XAI) 모델을 개발하였다. 29개 국내외 수학교육 학술지의 논문 메타정보를 활용하여 수학교육 학술연구 네트워크를 구축하였다. 구축된 네트워크는 '논문과 다른 논문의 인용 네트워크', '논문과 저자 네트워크', '논문과 학술지 네트워크', '공동 저자 네트워크', '저자와 소속기관 네트워크' 등 총 5개의 세부 네트워크로 구성되었다. 랜덤포레스트 기계학습 모델을 사용하여 네트워크 내의 개별 논문의 영향력을 평가하였으며, SHAP을 이용해 영향력 있는 논문의 판별 기준을 분석하였다. '논문 네트워크 PageRank', '논문당 인용횟수의 변화량', '총 인용횟수', '저자의 h-index 변화량', '학술지의 논문당 인용횟수' 등이 중요한 판별 요인으로 나타났다. 국내와 국외 수학교육 연구의 판별 패턴을 비교 분석한 결과, 국내 연구에서는 '공동 저자 네트워크 PageRank'의 중요성이 도드라졌다. 본 연구의 XAI 모델은 논문의 영향력 판별 도구로써 연구자에게 논문 작성 시 전략적인 방향성을 제공할 수 있게 해준다. 논문 네트워크 확장, 학술대회 발표, 공동 저술 활동을 통한 저자 네트워크 활성화 등이 논문의 영향력 증진에 크게 기여한다는 결과를 얻었다. 이를 통해 연구자는 학계에서 자신의 연구가 어떠한 평가 기준에 따라 어떻게 인식되고 있는지, 그리고 그 평가에 기여하는 주요 요인이 무엇인지를 명확히 파악할 수 있을 것이다. 본 연구는 설명가능한 인공지능을 활용하여 전통적으로 많은 시간과 비용이 필요하던 수학교육 논문의 영향력 평가 방식을 혁신하였다. 이 방법은 수학교육 연구 뿐만 아니라 다른 학문 분야에서도 활용될 수 있으며, 연구활동의 효율성과 효과성을 향상시킬 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제56권1호
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• pp.23-53
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• 2023

본 리뷰 논문에서는 지금까지 한국학술지인용색인(KCI)에 발표된 이중층수산화물(LDH) 관련 모든 논문을 조사하여 LDH를 대상으로 한 국내의 연구동향을 분석하였다. LDH를 주제로 한 연구는 2002년 처음 KCI에 발표된 이후 2023년 1월까지 총 160편의 논문이 발표되었으며, 최근 10년 동안 급격히 증가한 특징을 보였다. 총 31개 학문분야 중 상위 5개 분야는 화학공학, 화학, 재료공학, 환경공학, 그리고 물리학 순으로 나타났으며, 이중 화학공학이 71편으로 10편 내외의 다른 분야에 비해 압도적으로 높았다. 각 논문들은 구체적인 소재 응용 연구내용에 기반하여 15개 연구분야로 재분류 되었으며, 그 결과 상위 5개 분야는 환경정화소재, 고분자촉매소재, 배터리소재, 의약의학소재, 그리고 기초 이화학특성 순으로 나타났다. 이러한 조사 결과는 환경정화소재, 고분자촉매, 그리고 배터리 등의 기능 개선을 위한 화학공학 및 화학 분야에서의 LDH 소재 응용 연구가 활발하게 진행되고 있음을 시사한다. 이해 비해 화장품, 환경센서 그리고 농업소재로서의 LDH의 응용은 아직 미비한 단계지만 시장잠재성과 고효율-친환경 트랜드를 고려할 때 향후 떠오르는 연구분야로 주목할 만 하다. 재분류 된 모든 논문들은 응용소재, 핵심연구성과, 사용된 LDH의 특징과 합성법 등의 정보를 포함하여 표와 보충자료에 요약 정리되었다. 본 리뷰 논문에서 최초 제공한 국내 LDH에 대한 전반적인 연구 동향과 관련 세부자료들을 통해 향후 LDH를 활용한 연구방향 설계와 자원·에너지 및 환경분야에서의 효율적인 정책 제안에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

• 유기물자원화
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• 제31권1호
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• pp.85-100
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• 2023

본 연구는 폐기물처리시설의 설치·정기검사방법 개선을 도모하기 위해 6개 분야로 분류된 폐기물처리시설을 현장조사하여 검사방법의 문제점을 파악하고 그에 따른 개선방향을 마련하여 폐기물처리시설 세부검사방법을 개정하고자 하였다. 그 결과 소각, 소각열회수 분야에서는 열화상카메라를 활용한 전체온도 측정 및 1년간의 TMS 데이터를 비교 등의 검사방법을 마련하였으며, 멸균분쇄시설의 경우 「폐기물의 조성비 검사」는 검사자 및 피검사자의 안전상의 이유로 폐기물을 개봉하지 않고 서류로 대체할 수 있도록 적용하였다. 매립시설의 경우 영상정보처리기기 활용 및 매립시설 상부를 덮는 시설물의 관리에 대한 내용 등 법에는 제시되어 있으나 세부검사방법이 마련되어있지 않은 항목을 세부검사방법에 적용하였다. 음식물류폐기물처리시설의 경우 민원의 주요원인인 악취관리에서 악취배출허용기준을 준수하도록 검사방법을 마련하였다. 그 결과, 소각 및 멸균분쇄, 시멘트소성로, 소각열회수시설에서는 총 18개의 개선(안) 중 10개가 반영되었으며, 매립시설의 경우 총 12개의 개선(안)중에서 11개가 반영되었다. 또한 음식물류폐기물처리시설의 경우 총 12개의 개선(안)중에서 10개가 반영되어 총 31개의 검사방법이 개선되었다.

• 한국산림과학회지
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• 제112권1호
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• pp.57-70
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• 2023

도시와 자연에 부정적인 영향을 끼치는 미세먼지에 대한 저감 연구가 점점 심화되고 있다. 이에따른 미세먼지 저감 대책 중 하나로써 도시 수목의 미세먼지 저감 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 이와 관련하여 미세먼지에 의한 도시 수목의 피해 반응 연구는 부족한 실정이다. 본 연구는 도시 수목 중 전나무(Abies holophylla), 중국단풍(Acer buergerianum), 소나무(Pinus densiflora), 굴참나무(Quercus variabilis)에 대하여 고농도 미세먼지 처리로 나타나는 피해반응을 조사하기 위한 목적으로 수행되었다. 위 네 수종을 대상으로 식물생장조절챔버(phytotron)에서 시간 당 300 ㎍ m^-3 농도의 미세먼지를 처리하여 각 수종의 생리적, 생화학적 변화 반응과 잎의 흡착면적을 측정하였다. 그리고 순광합성량, 기공전도도, 증산률, 엽록소 함량, ROS, MDA, 잎의 흡착면적에 대해서 상관 분석을 진행하여 상호 간의 관계를 살펴보았다. 연구 결과, 수종마다 생리·생화학적 반응과 흡착면적이 종 특이적으로 나타났다. 순광합성량의 경우 전나무에서 가장 큰 감소세를 보였으며 소나무와 굴참나무는 큰 변화를 나타내지 않았다. 굴참나무는 ROS의 변화 또한 미미하였다. 모든 수종에서 MDA 함량이 공통적으로 증가하였다. 4주 처리 이후 흡착면적에서 전나무는 잎의 앞면, 소나무는 잎의 뒷면에 높은 면적량을 나타냈다. 상관성 분석 결과 생리적 반응 요인들 간에 양의 상관관계가 있음을 확인하였고, 잎의 앞면에 높은 흡착면적을 보일수록 생리적 반응에 부정적인 영향이 있음을 확인하였다. 본 연구는 미세먼지 저감과 지속 가능한 도시 숲을 효율적으로 조성하기 위한 수종 선택의 기초 데이터를 제공한다.

• 환경영향평가
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• 제32권2호
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• pp.134-145
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• 2023

현재 주요하천의 홍수터는 레저활동의 증가와 접근성 개선에 따라 다양한 형태의 친수공간으로 변모하고 있다. 일반적으로 하도내의 친수활동은 여름철에 집중되는 경향이 있고 이 시기의 친수활동은 수질에 직접적 영향을 미친다. 이에 따라 친수활동이 집중되는 시기의 친수활동의 특성과 수질에 대한 정확한 비교평가가 필요하다. 본 연구에서는 친수지구 이용자의 친수활동 현황과 친수지구 수질을 비교분석 하기 위해 다음과 같이 연구를 수행하였다. 첫째, 환경부 수질측정망 정보를 이용하여 조사대상 친수지구 3개소를 선정하였다. 둘째 친수지구 이용자를 대상으로 친수활동 만족도 및 유형에 대한 설문조사를 실시하였다. 셋째, 월별 수질측정 인자를 기준으로 수질등급을 산정하고 이를 비교하였다. 넷째, 최근 5년간의 수질측정 자료를 이용하여 친수활동이 높은 시기와 그렇지 않은 시기의 수질특성에 유의한 차이가 있는지를 통계분석(일원배치 분산분석) 하였다. 이러한 분석결과 본 연구에서는 다음과 같은 결론을 도출하였다. 첫째, 친수활동 이용도는 캠핑, 수상스키, 낚시, 수영, 래프팅 등의 순으로 조사되었다. 둘째, 친수활동 만족요소는 활동편이성, 수질, 수변경관, 교통접근 편의성, 기온 등의 순으로 조사되었다. 셋째, 친수지구 수질만족도는 관할기관에서 제시되는 수질등급과는 상관없이 대체로 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 넷째, 환경부 수질측정망 데이터를 수질등급으로 비교결과 대체로 양호한 등급이 나타났고 특히 BOD항목 등은 계절별로 등급 빈도간의 차이가 있는 것으로 나타났다. 다섯째, 수질관측망 자료를 계절별로 통계분석(일원배치 분산분석) 결과 DO를 제외한 COD, BOD, TP, TOC는 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 이러한 연구 결과를 종합하여 볼 때 친수지구내의 수질개선에 대한 종합적 관리체계 마련과 친수활동이 높은 시기에 대해서는 수질개선 노력이 더 필요하며 향후 에는 친수지구의 수질예보 체계 마련이 필요할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제55권1호
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• pp.35-48
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• 2022

한반도 하구의 어류군집 구조 및 다양성을 확인하고 해역에 따른 특성을 분석하기 위해서 2016년부터 2018년까지 3년간 총 325개 하구에 대해 어류군집을 조사하였다. 전체 하구의 규모(하폭)는 하구별 편차가 크게 나타났으며(14~3,356 m), 염도 2 psu 이하의 저염도 하구가 68.9%로 다수 분포하였다. 한반도 하구의 전체 출현종은 52과 149종이며, 우점종은 황어(relative abundance, RA, 12.5%), 아우점종은 숭어(RA, 9.5)로 나타났다. 한반도 하구는 해역에 따른 물리적, 화학적 서식 환경이 다르게 구성되어 있었으며, 이에 따라 어류군집도 통계적으로 유의한 차이를 보였다(PERMANOVA, Pseudo-F=26.69, P=0.001). 또한, 해역별 낮은 어류군집 유사도(SIMPER, 21.79~26.39%)에서도, NMDS 분석 결과 해역별로 유사한 어류군집을 가지고 있음을 확인하였다. 동해 하구의 어류군집은 타 해역과 비교하여 회유성 어종과 보호종의 중요성이 높게 나타나며, 남해 하구는 기수성 어종의 중요성이 높게 나타난다. 서해 하구의 어류군집은 담수와 관련 있는 요인(1차 담수어, 외래종)의 중요성이 크게 나타나는데, 이는 서해 하구의 많은 수가 닫힌하구 (78.2%)로 구성되어 염도가 낮게 나타나는 것과 관련이 있다. 이러한 해역별 어류군집 특성은 SIMPER 분석의 군집 유사도 기여종 분석에서도 유사한 결과를 보였다. 국내에서 하구의 어류군집 관련 연구는 대부분 단일하구 단위로 이루어져서 국가 단위의 하구 특성을 이해하고, 정책을 마련하는데 어려움이 있었다. 본 연구는 국가 단위의 하구 어류군집 구조의 현황 및 특성에 대한 자료를 제공할 뿐만 아니라, 군집지수의 분포, 주요 출현종의 서식처 염도 범위, 회유성 어종의 주요 소상 지점 등의 추가 자료를 제시하였다. 이러한 정보는 향후 한반도 하구의 관리를 위한 자료 및 연구에서의 참조 기준으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.6-7
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• 2021

하천에서의 식생 활착은 지형, 생태, 수리학 등의 학문 분야 뿐만 아니라 하천 관리 실무에서도 중요한 이슈 중에 하나로서 하천 식생 문제는 홍수 관리와 생태계 보전이라는 상반되는 가치의 조화에 직결된다. 국내에서는 2000년대 이후 댐 하류 조절하천, 부영화된 소규모 지류하천, 4대강 사업 대상지 고수부지 등 다양한 조건에서 하천 식생 활착과 육역화 문제가 지속적으로 제기되어 왔다. 이러한 배경에서 본 연구에서는 하천 내의 식생 분포를 원격탐사 자료를 기반으로 분류하는 기법을 제안하고 이를 내성천에 적용한 결과를 제시하였다. 내성천은 2014년부터 최근까지 지속적으로 식생 활착이 발생하여 하천 경관이 변화한 대표적인 사례 하천이다. 원격탐사 자료는 유럽항공우주국(ESA)에서 운영 중이며, Google Earth Engine에서 제공하는 Sentinel 1, 2 위성 영상을 사용하였다. 지상 참값(ground truth)으로는 수역, 사주, 초본, 목본 등을 포함한 8가지 유형으로 구분되어 있는 2016년 내성천 지표 피복 자료를 사용하였다. 분류를 위한 방법은 머신러닝 알고리듬의 하나인 랜덤 포레스트 분류 기법을 사용하였으며, 미리 선정된 10개 폴리곤 영역으로부터 1,000개의 표본을 추출하여 1/2씩 나누어 훈련 및 검증 자료로 사용하였다. 검증 자료 기반의 정확도는 82~85 %로 나타났다. 훈련을 통해 수립한 모형을 2016~2020년 자료에도 적용하여 연도에 따른 식생역의 변화 과정을 제시하였다. 본 논문의 기술적 한계와 개선 방안을 고찰하였다. 이 기법은 정량적인 식생 분포를 제공함으로써 하천에서의 홍수위 계산, 식생-수리모델링 등의 기술 분야 뿐만 아니라 간벌이나 하천 식생 회춘 유도(rejuvenation)과 같은 식생의 실무적 관리 측면에서도 활용도가 클 것으로 판단된다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제12권5호
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• pp.171-180
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• 2023

우리나라 3대 수면 질환으로는 코골이, 수면무호흡증, 불면증이 있다. 수면 부족은 만병의 근원이며 수면 부족으로 인한 질병은 심혈관계 질환, 인지장애, 비만, 당뇨, 대장염, 전립선암에 이르기까지 다양하게 나타난다. 수면 관리 중요성을 인식한 정부도 2018년 7월부터 수면다원검사를 국민건강보험 혜택을 적용해서 작은 부담으로 검사를 받아볼 수 있도록 하고 있다. 그럼에도 불구하고 불면증 환자는 시간적·공간적·경제적 부담감을 해소하고 일상생활 속에서 수면의 질을 관리할 필요가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 병원이 아닌 일상생활 속에서 수면관리에 활용할 수 있는 안대형 생체신호 측정기기를 개발하였다. 측정기기에서는 6개 생체신호(안구동작, 뒤척임, 체온, 산소포화도, 심박수, 오디오)를 측정할 수 있다. 사용되는 센서로는 안구동작, 뒤척임은 자이로스코프센서(MPU9250, InvenSense, 미국)가 사용되었다. 센서값 입력 범위는 258~460°/sec 단위로 조정되며, 입력 범위값 내에서 작동상태를 확인하였다. 체온, 산소포화도, 심박수는 센서(MAX30102, Analog Devices, 미국)를 사용하였다. 체온은 30~45℃ 작동상태를 확인했으며, 산소포화도 사용범위는 미사용상태는 0%이고 사용상태는 20~90%의 작동상태를 확인하였다. 심박수의 범위는 40~180 bpm에서 작동상태를 확인하였다. 오디오 신호는 센서(AMM2742-T-R, PUIaudio, 미국)를 통해서 생체신호를 측정하며 감도는 -42±1 dB이며 주파수 범위는 20~20 kHz에서의 작동상태를 확인하였다. 시스템 구성은 생체신호 측정기기와 데이터수집 장치로 PC 및 모바일 애플리케이션으로 구성되었다. 측정된 데이터는 모바일과 PC로 수집되며 수집된 데이터는 수면의 단계를 판단하고 수면 유도와 수면장애에 대한 사전 선별기능을 진행할 수 있는 기초자료로 사용될 수 있다. 앞으로 간편하게 가정에서 불면증 환자들에게 수면의 질을 측정할 수 있게 되어 불면증 환자들의 치료에 도움이 될 것으로 예상한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4C호
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• pp.247-254
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• 2006

온라인 실험 방법은 실험 정보를 직접 수치 해석에 사용하는 수치 실험법의 하나로, 지반의 역학적 특성이 요소 시험체로 부터 실시간으로 수치해석에 업데이트되므로 이상화된 역학모델을 사용하지 않고 지반 해석을 수행할 수 있다는 장점이 있다. 이 방법은 모래 지반을 주요한 대상으로 하는 지반내진공학 분야에서 주로 사용되어 왔으나 최근 압밀 문제에 적용할 수 있는 실험법이 개발되어 실내 검증과 현장검증이 시도되었다. 지금까지의 관련 연구에서는 압밀층 중앙에 요소 시험체를 위치시켜 평균적인 반응 거동만을 수치해석에 업데이트하는 방법이 주로 사용되어 왔으나, 이러한 경우에는 압밀층 두께가 두꺼워 질수록 해석 정도가 떨어질 수 있다는 점이 단점으로 지적되어 왔다, 따라서 압밀 문제에 대한 온라인 실험법의 유효성 및 가능한 해석 범위를 명확하게 하기 위해서는 이러한 영향요소를 완전히 배제할 수 있는 실험 조건을 적용하여 결과를 검토할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 동일한 조건 하에서 실시된 온라인 압밀 시험과 분할형 압밀시험 결과를 이용하여 점토 시료의 압밀 침하와 과잉간극수압 소산 재현 측면에서 온라인 압밀 실험 결과를 검토하였다. 실험결과, 온라인 압밀 실험은 재구성 카올리나이트 점토의 유효 응력에 따른 압축성 변화를 큰 모순 없이 재현해 내고 있었으며, 과잉간극수압 소산 속도 측면에서는 온라인 압밀 실험이 조금 빠른 것을 알 수 있었다. 이러한 실험 결과를 바탕으로 점토 시료의 과잉간극수압 소산 거동을 보다 정도 높게 예측하기 위해서는 점토의 투수성도 리얼타임으로 업데이트 할 수 있는 방향으로 실험 절차가 개선이 되어야 한다는 점과 과잉간극수압 소산 후의 변형에 대해서는 추가적인 연구나 개선이 필요하다는 점을 알 수 있었다.

• 한국육종학회지
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• 제51권4호
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• pp.386-394
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• 2019

지황은 국내 주요 약용작물 중 하나로, 크게 생지황, 건지황, 숙지황으로 나누어 용도에 맞게 이용된다. 본 연구에서는 시중에서 많이 이용되고 있는 4가지 육성품종에 대하여 이화학적 특성을 평가하고 숙지황에 가장 적합한 품종을 선발하고자 하였다. 본 실험에서는 지황 1호, 고강, 토강, 다강 총 4품종의 생지황을 이용하여 건조한 후, 막걸리에 담그는 작업부터 증숙 및 건조 작업까지를 1증으로 하여, 총 9회 반복하였다. 1증이 끝날 때마다, 산업적으로 중요한 요인 중 하나인 수율을 포함해 여러 이화학적 특성들을 평가하였다. 수율은 토강이 가장 높았고, 다강이 가장 낮게 나타났는데 이러한 수치들은 수분함량과 높은 부의 상관관계를 보였다. Fructose와 Glucose 함량은 초기에 일시적으로 증가하였다가 일정 시점 이후로는 감소하는 경향을 보였으며, Sucrose와 Raffinose, Stachyose는 점차 감소하다가 Raffinose, Stachyose의 경우, 4~5증 이후에는 검출되지 않았다. 유효성분인 Catalpol 함량도 모든 품종에서 4증 이후에는 검출되지 않았다. 반면 5-HMF 함량은 증숙이 진행됨에 따라 증가하였으며, 대한약전 기준인 0.1% 이상을 만족하였다. 지황 1호와 토강의 경우, 5증 이후 0.14%로, 타 품종에 비해 기준치에 빨리 도달하였다. 4가지 육성품종을 이용하여 숙지황을 제조하여 품질 특성을 평가한 결과, 전반적인 특성들을 종합적으로 고려하였을 때, 숙지황용으로는 토강이 상대적으로 수율이 높고 증숙시간도 짧게 소요되어 가장 적합할 것으로 보인다. 본 연구결과는 품종별 특성에 따라 산업적으로 적합한 용도로 활용하는 데에 유용한 정보가 될 것으로 생각된다.