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특성화 및 마이스터 고등학교 학생들의 기술적 사고성향 연구 (A Study on Technological Thinking Disposition of the Specialized and Meister High School Students)

  • 최완식
    • 대한공업교육학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.94-113
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    • 2019
  • 이 연구는 특성화 및 마이스터 고교 학생들의 기술적 사고성향을 알아보고 그 결과를 통하여 특성화 및 마이스터 고교의 교육 현장에서 학생들의 기술적 사고성향에 맞는 교육내용을 구성하거나 필요한 기술적 사고성향을 강화하는데 기초지식을 제공하기 위함을 목적으로 실시하였다. 타당성과 신뢰성이 확보된 기술적 사고성향 검사 도구를 사용하여 전국의 특성화 및 마이스터 고교 학생 1171명을 대상으로 조사한 결과는 다음과 같다. 첫째, 특성화 및 마이스터 고교 전체 학생의 기술적 사고성향의 구성은 기술적 조작 성향(TOD)을 보이는 학생이 무려 38.9%를 차지할 정도로 가장 많았으며, 그 다음으로 기술적 계획 및 성찰 성향(TPRD)을 보이는 학생이 22.46%, 기술적 호기심 성향(TCD)이 17.59%, 기술적 문제파악 및 해결 성향(TPIRD)이 10.33%, 기술적 분석 성향(TAD)이 6.49%, 기술적 창의 및 표현 성향(TCED)이 5.04% 순으로 나타났다. 둘째, 특성화고 학생들과 마이스터고 학생들 사이에 기술적 사고성향의 구성에 차이가 있는지에 대한 검증 결과는 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타나 특성화고 학생이나 마이스터고 학생 모두 비슷한 구성의 기술적 사고성향을 갖고 있는 것으로 판단하였다. 셋째, 특성화 및 마이스터 고교 전체 학생들의 성별에 따른 기술적 사고성향 구성에 대한 차이가 있는지에 대한 검사에서는 두 집단 간에 통계적으로 유의미한 차이가 있었다. 특기할 점은 남학생들의 기술적 호기심 성향(TCD) 구성과 기술적 문제파악 및 해결 성향(TPIRD)이 여학생들 같은 성향 구성 비중 보다 각각 7.4%, 4.4% 가량 더 크게 나타났다. 또 다른 특징은 기술적 계획 및 성찰 성향(TPRD)인데 이 성향에 대해서는 여학생들의 성향 비중이 남학생들의 성향 비중 보다 9.7%나 더 크게 나타났다. 넷째, 특별히 특성화 고교 학생들만을 대상으로 한 성별에 따른 기술적 사고성향 구성에 대한 차이 검증에서도 두 집단 간에 통계적으로 유의미한 구성의 차이를 보였는데, 앞서의 특성화 및 마이스터 고교 학생들 전체를 대상으로 한 결과의 거의 같은 비중의 차이를 보였다. 마지막으로, 마이스터 고교 학생들만을 대상으로 한 성별에 따른 기술적 사고성향 구성에 대한 차이 검증은 통계적으로 유의미한 차이를 보이지 않았다.

자궁경부암 조직에서 에스트로겐 수용체 알파 mRNA의 진단적 유용성 (Diagnostic Availability of Estrogen Receptor Alpha mRNA on Cervical Cancer Tissue)

  • 김지혁;유광민;김정호;김서용;박선영;안성우;이지영;김성현;박호현;이동섭
    • 대한임상검사과학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.449-456
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    • 2018
  • 자궁경부암은 세계적으로 여성에서 네번째로 많이 진단되는 암이다. 개발 지수가 낮은 개발도상국이나 후진국에서는 자궁경부암의 발생률과 사망률이 훨씬 심각하다. 따라서 더 나은 진단법과 치료법이 시급하다. 인유두종바이러스가 자궁경부암 발생의 주요 원인으로 알려진 이후로 바이러스에 대한 검사가 세포검사 조직검사와 함께 자궁경부암을 진단하는데 일상적으로 쓰이고 있다. 하지만, HPV 검사에서 음성을 보이는 환자가 자궁경부암으로 발전하는 사례가 계속해서 발견되고 있다. 본 연구에서는 HPV 외에 자궁경부암의 원인으로 생각되는 인자들에 대해 분석하였다. 그 중에서도 에스트로겐 수용체 알파의 mRNA 발현양을 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응을 통해 분석하였다. 에스트로겐 수용체 알파에 대해서는 예전부터 자궁내막을 성숙시키면서 동시에 자궁경부암의 발암 기전에 연관이 있을 것이라는 추측이 있었는데, 본 연구에서는 이에 대해 임상검체를 통해 양적 분석을 진행하였다. ROC 곡선을 바탕으로, 85%의 민감도와 75%의 특이도를 확인할 수 있었는데, 이 값은 기존의 HPV 검사법보다 유사하거나 더 높은 값이었다. 나이, 병변의 심한 정도 등을 포함한 임상 정보를 바탕으로 회귀 분석한 결과 폐경 여부와 에스트로겐 수용체 알파의 발현양이 높은 연관성을 확인하였다. 본 연구는 예비 연구의 일종으로, 추후 연구에서 가능성이 확인된 호르몬과 폐경에 관련된 유전자를 대상으로 더 많은 검체로 분석해야 할 것이다.

자살유족 기록작업의 방법과 의미 (The Method and Meaning of the Archiving Project of Suicide Survivors)

  • 이영남
    • 기록학연구
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    • 제59호
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    • pp.207-275
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    • 2019
  • 서울시자살예방센터(자살유족지원팀)와 자살유족 기록작업을 같이 했다. 자살유족지원팀은 자살유족의 심리지원을 위한 자조모임을 운영하고 있었다. 자조모임은 자살유족들이 모여 앉아 대화를 나누며 고통을 나누는 자리이다. 자조모임이 어느 정도 진행되자 모임에서 리더역할을 수행하는 성원들이 생겼다. 이들이 모여서 글을 쓰는 에세이 모임을 구성했다. 아들을 먼저 보낸 아버지(2명), 딸을 먼저 보낸 엄마(2명), 아들을 먼저 보낸 엄마(1명), 남편을 먼저 보낸 아내(1명). 이렇게 6명의 사람들이었다. 에세이 모임은 사직공원 앞에 자리를 잡은 한 공간에서 매주 만났다. 한쪽 벽면 전체를 차지하는 창문으로는 저녁이 들어오고 있었다. 낮에 있었던 일들은 지는 해를 따라 갔다. 10명(에세이 모임 6명, 자살유족지원팀 3명, 임상역사가 1명)이 탁자를 가운데 두고는 빙 둘러 앉았다. "자, 이제 무엇을 해야 할까?" 자살유족 기록작업은 2013~2014년에 있었다. 교육적으로 중요하고 특수한 환자의 임상사례를 학회, 잡지에 보고하는 것을 의학에서는 증례(證例. case report)라고 한다. 자살유족들과 같이 했던 기록작업을 증례로 소개하는 형식을 취해 정리했다. 증례 형식을 취한 것은 기록을 말하기 위해서는 인간을 말해야 하고, 인간을 말하기 위해서는 기록에 대해 말해야 하는 '인간과 기록의 상관성'이 중요하다고 보기 때문이다. 자살유족 기록작업에 대한 글이 이런 상관성에 대한 논의를 하는 데에 단초가 될 수 있다고 본다. 몇 년의 시간이 지났다. 당시 상황을 기록하는 데 필요한 객관적 거리가 확보되었을까? 그건 자신할 수 없지만, 작업의 과정과 방법을 서술하면서 '일상의 기록생산'에 대해 말해본다. 나아가 기록과 기록의 의미(인간)에 관한 몇 가지 단상을 말해본다. 1장에서는 기록의 출처를 다루었다. 그것은 기록하는 사람은 누구인가, 또는 누가 기록하는가 하는 것이다. 기록이 무엇인가 보다는 기록하는 사람은 누구인가 하는 물음이 앞서야 할 것 같다. 2장은 기록하는 형식에 관한 논의로 무엇을 위해 기록하는가, 무엇을 기록화 대상으로 삼는가, 어떤 기록형식이 필요한가 하는 것을 다뤘다. 3장과 4장은 일종의 기록방법론일 수 있는데, 3장에서는 쓰기, 4장에서는 대화를 다뤘다. 5장에서는 기록을 수용하는 의례를 다뤘다. 3개월이든 1년이든 자신이 기록했던 시간을 어떻게 수용하며 그 의미는 무엇일까 하는 것이다. 6장에서는 논의의 지평을 넓혀 일상의 기록생산, 일상적 아카이브를 다뤘다.

생태계적 방식에 의한 무형문화유산 체계 연구 - 자생력 강화방안을 중심으로 - (A Study on Improving Operating System of an Intangible Cultural Heritage by an Ecological Perspective)

  • 오정심
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제48권3호
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    • pp.30-45
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    • 2015
  • 본 글의 목적은 사회적 수요의 부족 등으로 인한 국내 무형문화유산의 전승 단절 위기 현상을 주목하고, 문제의 해결방안 중 하나로 자생력 측면에서 무형문화유산 체계를 검토하여 그 발전방안을 모색하는 데 있다. 이러한 목적 하에 본 논문의 제2장에서는 연구방법론으로써 생태계적 방식을 고찰하고 생태계적 방식을 통해 무형문화유산 체계를 분석하였다. 생태계적 방식은 시스템의 운영에 생태계의 특징 및 원리를 적용하여 외부의 개입을 전제하거나 동원하지 않고서도 내부의 자생력만으로 시스템을 유지하는 것을 말한다. 그리고 무형문화유산 체계는 무형문화유산을 보호 전승 활용하기 위해 구성된 제도적 시스템을 말하며 크게 문화재보호법에 의한 기본원칙, 활동주체 그리고 절차 및 방법으로 나눠 살펴볼 수 있다. 생태계적 관점에서 검토한 결과 상호관계성, 순환성, 개방성, 다양성, 균형성 등과 관련한 문제점이 지적되며 정부의 개입을 전제하지 않으면 무형문화유산 체계가 제대로 운영될 수 없는 구조적 문제가 고착화되어 있다. 이에 제3장에서 생태계 원리를 적용해 무형문화유산의 체계의 개선 및 자생력 강화 방안을 제시하였다. 우선 유네스코 무형문화유산보호협약을 기초로 하여 상호관계성, 다양성, 균형성 등 생태계적 관점에 입각해 관련 규정의 기본원칙을 제시하였고, 전체론적 관점에서 제도의 구성요소 및 활동주체의 범위를 확대하여 제안하였다. 그리고 기존 활동주체의 역할 및 관계가 기 예능의 원형 보전에 치중했던 점을 개선하여 무형문화유산의 생산 소비 재생산 소멸 등 선순환적 발전의 흐름이 일어나도록 자연생태계의 생산자, 소비자, 분해자 개념에 따라 그 역할과 관계를 재편성하여 제안하였다. 기존의 체계와 비교하여 활동주체로 창작자, 프로슈머, 창업자, 시민 예술가 등을 제시하였는데 이들의 활동은 공급의 다양화에 기여할 수 있을 것이며 장기적으로 생태계가 건강하게 유지될 수 있는데 기여할 수 있을 것이다. 마지막으로 활동주체들 간의 자유로운 상호작용을 통해 사회의 수요와 공급의 조화, 순환적 발전의 흐름이 일어날 수 있도록 제도의 구성 및 운영 방향을 제시하였다.

4차 산업혁명 기술에 기반한 농업 기상 정보 시스템의 요구도 분석 (Requirement Analysis for Agricultural Meteorology Information Service Systems based on the Fourth Industrial Revolution Technologies)

  • 김광수;유병현;현신우;강대균
    • 한국농림기상학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.175-186
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    • 2019
  • 기상 및 기후 정보를 활용하여 기후변화에 대응하기 위한 기후 스마트 농업을 도입하기 위한 노력이 진행되어 왔다. 기후 스마트 농업을 실현하기 위해 농가별 기상자료 수집 및 관리가 요구된다. 4차 산업혁명 시대의 주요한 기술인 IoT, 인공지능, 및 클라우드 컴퓨팅 기술들이 농가 단위의 기상정보 생산에 적극적으로 활용될 수 있다. 저비용과 저전력 특성을 가진 IoT 센서들로 무선 센서 네트워크를 구축할 경우, 농가나 농촌 공동체 수준에서 농업 생태계의 생산성을 파악할 수 있는 기상관측자료의 수집 및 분석이 가능하다. 무선 센서 네트워크를 통해 자료가 수집될 수 있는 공간적인 범위를 특정 농가보다는 농촌 공동체 수준으로 확대하여 IoT 기술의 수혜 농가를 확대하고, 아울러 상세기상정보의 생산 및 검증에 활용가능한 농업기상 빅데이터 구축이 필요하다. 기존에 개발되어 보급되고 있는 전자기후도를 활용하여, 농가 단위의 기상 추정 자료가 제공되고 있다. 이들 자료의 신뢰성을 향상시키고, 기존의 서비스 체계에서 제공되지 않고 있는 기상 변수들을 지원하기 위해 심층신경망과 같은 인공지능 기술들이 도입되어야 할 것이다. 시스템 구축의 비용 절감 및 활용성 증대를 위해 클라우드 및 포그 컴퓨팅 기술을 도입하여 농업 기상 정보 서비스 시스템이 설계되어야 한다. 또한, 기상자료와 농산물 가격 정보와 같은 환경자료와 경영정보를 동시에 제공할 수 있는 정보 시스템을 구축하여 활용도가 높은 농업 기상 서비스 시스템이 구축되어야 할 것이다. 이와 함께, 농업인 뿐만 아니라 소비자까지도 고려된 모바일 어플리케이션의 설계 및 개발을 통해, 4차 산업혁명의 주요 기술들이 농업 분야에서 확산될 수 있도록 지속적인 노력이 필요하다. 이러한 정보 시스템은 농업 분야 이해당사자에게 수요자 맞춤형 농림기상정보를 제공하여 기후스마트 농업 관련 기술의 개발과 도입을 촉진시킬 수 있을 것이다.

경주지역의 청동생산(靑銅生産) 공방운영(工房運營)에 대한 일고찰 (Research to Bronze production related workshop management of the Gyeongju Area)

  • 차순철
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제38권
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    • pp.179-222
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    • 2005
  • 경주지역(慶州地域)에서 현재까지 발굴조사된 17개소의 청동공방유적(靑銅工房遺漬)들에 대한 연구결과 이들 유적들은 운영주체가 누구인가에 따라서 궁중공방(宮中工房), 관영공방(官營工房), 사영공방(私營工房)으로 구분이 가능하다. 경주지역의 청동공방은 소규모의 궁중수공업(宮中手工業)을 위한 공방에서 대규모의 관영수공업(官營手工業)을 위한 공방으로 발전을 했고, 이후 귀족의 등장에 따라 사영수공업(私營手工業)으로 변화하였다. 궁중공방은 궁성(宮城)이 위치했던 월성(月城), 전 임해전지(傳 臨海殿址)와 인근의 황남동(皇南洞) 주변지역에서 확인된 청동공방으로서 소규모로 운영되었다. 관영공방은 경주시 동천동 일대에 집중된 청동공방으로 한 지역에 집중된 모습을 보여주고 있다. 한편 관영공방 단계에서는 공방 옆에 대형 도로가 위치하는데 이는 공방에 소요되는 원자재(原資材)를 원활하게 공급하기 위한 목적으로 추정된다. 그리고 도로의 보수작업에 청동공방에서 발생한 폐기물(廢棄物)이 사용된 점은 도로와 청동공방이 서로 유기적(有機的)으로 연결되어 있음을 보여준다. 사영공방은 귀족들에 의해서 운영된 공방으로 관영공방에 속한 장인(匠人)들이나 개별적인 공장(工匠)들이 귀족들에게 흡수되어 만들어진 새로운 형태의 공방으로 시내 곳곳에 공방이 위치하는 모습으로 변화한다. 따라서 귀족들의 가택(家宅) 안에 마련된 작업장인 사영공방이 등장하게 되면서 공방의 운영주체는 국가에서 개인으로 점차 변화해 나간다고 추정할 수 있다. 사영공방은 왕경 안에 위치한 대형사찰에서 절 안에 공방을 두고 필요한 물품을 직접 생산하던 공방으로 청동주조와 관련된 작업장이 주로 발견되었다. 이상과 같이 신라왕경 안에서 운영된 청동공방의 존재를 통해서 우리는 당시의 기술력과 상품의 교역권, 생산지(生産地)와 수요처(需給處)의 관계를 확인할 수 있고, 사회상을 알 수 있는 중요한 단서를 찾을 수 있다.

삼국시대(三國時代) 병기체제(兵器體制)의 연구(硏究) (This Study of the Arms Used in the Three Kingdoms)

  • 김성태
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제34권
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    • pp.20-58
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    • 2001
  • In order to unravel the characteristics of arms used in the 'Three Kingdoms,' Kokuryo, Silla and Paikje. the classification and the developing procedures of the arms should be first discussed. At first, the basic arms of the soldiers of Three Kingdoms were iron swords, iron spearheads, and bows. During that period, swords attached a ring pommel were commonly used. But after 5A. D. a sword with a decoration pommel appeared. Infantry generally used iron spearheads. From the late 4A. D. the long spearheads were broadly used in cavalry battles. In the late 6A. D. infantry mainly used long spearheads, and this resulted in the foundation of long spearheads units. There were two kinds of bows: Short Bow whose arch is small and Long Bow whose arch is long. It is known that the Short Bow was widely used in Kokuryo and Paikje up to 5A. D. In the early era, infantry used Long Bow, yet it was vastly used after 6A. D. when a castle's strategical value was great and defending a castle was. significant. Above mentioned, as basic combat weapons, iron spearhead and bow were fundamental. In particular, the spearhead was the essential weapon to a soldier. Yet, arrow gun and hook-shape cutters were important weapons. Especially, after 6A.D., when a castle became strategically pivotal in military, the arrow gun became the important weapon. This resulted in the foundation of arrow gun units. Hook-shape cutters were used to snatch horsemen or to climb up to fall the castle. Yet, the cutter was not the Three Kingodoms' basic weapon. In addition, the three stages of arms development in the Three Kingdoms are formation stage, development stage, and settlement stage. The formation stage was the period when premitive military unit appeared in the Three Kingdoms. It ranged from 1B. C. to the mid 3A. D. At that time according to regions. there were two weapon systems operating: North area including Kokuryo and the northern part of Paikje and South area including Silla, Kaya and the southern part of Paikje. ln North area a sword with a ring attached at the end of the holder, iron spear with neck and mid-size flat holder and iron arrowhead with an extension to fix, were used. In this period, during a war calvary units were mostly used and their weapon systems seemed possibly to succeed in that of Kochosun. In the development stage, when LoLang's influence on surroundings became weak, Koguryo, Paikjae and Silla had directly contacted each other. In the late 3A.D. to the early 6A.D., Silla achieved a drastic improvement in weapon system. This was the period when Kokuryo played a leading role in arms race. Kokuryo's arms manufacturing techniques passed onto Silla, Kaya and Paikje. In combat strategy a joint operation between infantry and calvary prevailed even if their military tactics were different. In a calvary battle heavily armed horsemen played import roles at this period. The horsemen and even horses were heavily guarded with iron armors. After all, the appearance of fully armed horsemen implies the very need of powerful destructive forces in weapon system. At that time, basic weapons were a big sword with a ring attached at the end of the holder, swallow's tail-shape spear with neck, and iron spearhead with neck and an extension. The settlement stage began at the mid 6A.D., when it was the revolutionary period in the arms development history. Of course, actual proofs and picture documents were not sufficient enough to penetrate full scale of the weapon system. But, according to historical circumstances and historic records, it is very certain that this period was the peak in arms development. In this period special military units, such as infantry-calvary companies, Archery units and Long spear units, that executed particular duties with special weapons, were founded. This became the characteristics of the settlement stage.

공개 소프트웨어를 이용한 기록시스템 구축가능성 연구 ICA AtoM을 중심으로 (A Study on Usability of Open Source Software for Developing Records System : A Case of ICA AtoM)

  • 이보람;황진현;박민영;김형희;최동운;최윤진;임진희
    • 기록학연구
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    • 제39호
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    • pp.193-228
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    • 2014
  • 최근 우리나라는 공공의 기록관리 뿐만 아니라 크고 작은 민간 아카이브에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 흐름에 따라 설립된 민간 아카이브는 설립 및 관리 주체가 상이할 뿐만 아니라 목적, 형태, 기록의 유형 등이 다양하고, 예산과 인력의 부족, 전문적인 기록관리 담당자가 부재하기 때문에 체계적으로 기록을 관리하기는 쉽지 않다. 시스템에 대한 요구는 계속해서 증대되고 있으나, 이를 해결할 수 있는 전문인력과 예산의 부족으로 난항을 겪고 있다. 이에 민간 아카이브의 시스템에 대한 부담감의 돌파구로서 공개 소프트웨어 기록시스템이 가지는 의미와 동향을 소개하고, AtoM 기능을 상세하게 살펴보았다. 공개 소프트웨어인 AtoM은, 웹 기반의 시스템으로서 웹 브라우저를 통해 접속하여 사용하기 때문에 비교적 사용법이 간편하고 웹 서비스 또한 데이터베이스 서버에 요청하는 방식을 통해 가능하다. 무료로 이용가능하다는 장점을 비롯하여 특정 운영체제나 애플리케이션에 의해 제약을 받지 않고 설치와 운영이 편리하며 호환성, 확장가능성 등이 높아 예산과 인력의 부족을 겪고 있는 민간 아카이브에서 유용하게 사용될 수 있을 것이다. 데이터 관리의 측면에서도 공유와 검색, 활용 등에 대한 상호운용성이 뛰어나기 때문에 향후 민간 아카이브 및 기관 간의 네트워크를 통한 기록물 활용에도 유리하게 작용할 수 있을 것으로 보인다. 추가로, Omeka와의 연계를 통한 전시서비스 기능 확장, Archivematica를 통한 장기보존 등 많은 논의가 필요하다. 그간 공공중심으로 이루어지던 기록관리가 민간으로 그 저변이 확대되어 균형을 이루게 될 수 있는 초석으로 공개 소프트웨어로서의 기록시스템이 역할을 할 수 있을 것으로 기대한다.

XRD 패턴에 의한 비정질구조와 I-V 특성분석 (Analyze of I-V Characteristics and Amorphous Sturcture by XRD Patterns)

  • 오데레사
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권7호
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    • pp.16-19
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    • 2019
  • 박막이 얇아질수록 전기적인 특성이 좋아지려면 비정질구조가 유리하다. 비정질구조는 케리어가 공핍되는 특징을 이용하여 전도성을 높이는데 효과가 있을 수 있다. 이러한 특성을 확인하는 방법으로 전위장벽이 형성되는 쇼키접합에 대한 연구가 필요하다. 비정질구조와 쇼키접합에 대하여 조사하기 위하여 $SiO_2/SnO_2$ 박막을 준비하였으며, $SiO_2$ 박막은 Ar=20 sccm 만들고 $SnO_2$ 박막은 아르곤과 산소의 유량을 각각 20 sccm으로 혼합가스를 사용하였으며, 마그네트론 스퍼터링 방법으로 $SnO_2$의을 증착하고 $100^{\circ}C$$150^{\circ}C$에서 열처리를 하였다. 비정질구조가 만들어지는 조건을 알아보기 위하여 XRD 패턴을 조사하고 C-V, I-V 측정을 실시하여 Al 전극을 만들고 전기적인 분석을 실시하였다. 공핍층은 열처리과정을 통하여 전자와 홀의 재결합으로 형성되는데 $SiO_2/SnO_2$ 박막은 $100^{\circ}C$에서 열처리를 한 경우 공핍층이 잘 형성이 되었으며, 미시영역에서는 전기적으로 전류가 크게 작용하는 것을 확인하였다. $100^{\circ}C$에서 열처리를 한 비정질의 $SiO_2/SnO_2$ 박막은 XRD 패턴에서 $33^{\circ}$에서는 픽이 나타나지 않았으며, $44^{\circ}$에서는 픽이 생겼다. 쇼키접합에 의해서 거시적(-30V<전압<30V)으로는 절연체 특성이 보였으나 미시적(-5V<전압<5V)으로는 전도성이 나타났다. 케리어가 부족한 공핍층에서의 전도는 확산전류에 의하여 전도가 이루어진다. 미소영역에서 동작하는 소자인 경우에는 공핍효과에 의한 쇼키접합이 전류의 발생과 전도에 유리하다는 것을 확인하였다.

환경요인을 이용한 다층 퍼셉트론 기반 온실 내 기온 및 상대습도 예측 (Prediction of Air Temperature and Relative Humidity in Greenhouse via a Multilayer Perceptron Using Environmental Factors)

  • 최하영;문태원;정대호;손정익
    • 생물환경조절학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.95-103
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    • 2019
  • 온도와 상대습도는 작물 재배에 있어서 중요한 요소로써, 수량과 품질의 증대를 위해서는 적절히 제어 되어야 한다. 그리고 정확한 환경 제어를 위해서는 환경이 어떻게 변화할지 예측할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 현시점의 환경 데이터를 이용한 다층 퍼셉트론(multilayer perceptrons, MLP)을 기반으로 미래 시점의 기온 및 상대습도를 예측하는 것이다. MLP 학습에 필요한 데이터는 어윈 망고(Mangifera indica cv. Irwin)을 재배하는 8연동 온실($1,032m^2$)에서 2016년 10월 1일부터 2018년 2월 28일까지 10분 간격으로 수집되었다. MLP는 온실내부 환경 데이터, 온실 외 기상 데이터, 온실 내 장치의 설정 및 작동 값을 사용하여 10~120분 후 기온 및 상대습도를 예측하기 위한 학습을 진행하였다. 사계절이 뚜렷한 우리나라의 계절에 따른 예측 정확도를 분석하기 위해서 테스트 데이터로 계절별로 3일간의 데이터를 사용했다. MLP는 기온의 경우 은닉층이 4개, 노드 수가 128개일 때($R^2=0.988$), 상대습도는 은닉층 4개, 노드 수 64개에서 가장 높은 정확도를 보였다($R^2=0.990$). MLP 특성상 예측 시점이 멀어질수록 정확도는 감소하였지만, 계절에 따른 환경 변화에 무관하게 기온과 상대습도를 적절히 예측하였다. 그러나 온실 내 환경 제어 요소 중 분무 관수처럼 특이적인 데이터의 경우, 학습 데이터 수가 적기 때문에 예측 정확도가 낮았다. 본 연구에서는 MLP의 최적화를 통해서 기온 및 상대습도를 적절히 예측하였지만 실험에 사용된 온실에만 국한되었다. 따라서 보다 일반화를 위해서 다양한 장소의 온실 데이터 이용과 이에 따른 신경망 구조의 변형이 필요하다.