• 제목/요약/키워드: industrial biotechnology

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교육용 시뮬레이션 설계를 위한 온실 환경 제어 모델의 활용 (Application of Greenhouse Climate Management Model for Educational Simulation Design)

  • 윤승리;김동필;황인하;김진현;신민주;방지웅;정호정
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.485-496
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    • 2022
  • 국내외로 첨단 ICT 융합기술이 농업 분야에 적용되기 시작하면서, 시설원예 설비들이 고도화되고, 스마트팜 구축 기술 및 인력이 축적되기 시작하였다. 그러나 우리나라 농촌의 경우, 농업생산 연령의 고령화, 국내 농촌 인구의 지속적인 유출, 저출산 등으로 인하여 스마트팜 확대 및 적용에 어려움이 많은 실정이다. 따라서 공간 및 시간에 구속을 받지 않는 간편한 농업인 교육 프로그램이 필요하며, 최근 부상하고 있는 시뮬레이션 기술을 활용한다면 농업 교육용 시뮬레이션 툴 개발도 가능할 것으로 판단된다. 온실 환경 제어 모델을 이용한 시뮬레이션은 다양한 지역과 기상 조건 하에서 대상 온실의 열과 물질에너지의 상호작용을 합리적으로 예측할 수 있게 해준다. 본 연구에서는 온실 환경 제어 모델을 활용하여 외부 기상 데이터를 통해 온실의 환경 변화를 예측하고 가상의 환경 제어시스템을 통해 환경 제어 시 필요한 에너지값들을 시뮬레이션 할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 이용자가 직접 맞춤형 환경 제어를 할 수 있도록 편의성을 고려한 사용자 인터페이스를 구축할 것이며, 실제 파프리카 재배 온실의 제어 요소들을 반영할 수 있도록 설계될 것이다. 농업용 교육 시뮬레이션 툴을 최근 활발하게 연구가 이루어지고 있는 작물 생육 모델링 기술 및 전산유체역학 기술과 융합하면 더욱타당한 결과를 보일 것이다.

파래의 포자형성률을 이용한 해양생태독성시험 방법에 관한 연구 (Development of Marine Ecotoxicological Standard Methods for Ulva Sporulation Test)

  • 한태준;한영석;박경수;이승민
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제13권2호
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    • pp.121-128
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    • 2008
  • 해조류를 이용한 수생태독성시험법으로 대형 녹조 구멍갈파래(Ulva pertusa)의 포자형성률을 endpoint로 사용하는 독성시험법이 개발되었다. 생태독성시험을 위한 최적 조건은 광조사량 $100\;{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 수소이온농도(pH) $7{\sim}9$, 염분 $25{\sim}35\;psu$ 그리고 수온 $15{\sim}20^{\circ}C$이다. 본 시험법의 민감도는 표준중금속(Cd, Cu, Pb, Zn)을 가지고 확인하였고, 오염 시료에 적용 가능성은 9 지역의 산업폐수 또는 생활하수 오니 용출액(elutriate)을 이용하여 이루어졌다. 네 종의 중금속에 대한 포자형성률 억제 반응의 $EC_{50}$ 값을 산출한 결과, 구리($0.062\;{mg}{\cdot}L^{-1}$) > 카드뮴($0.208\;mg{\cdot}L^{-1}$) >납($0.718\;mg{\cdot}L^{-1}$) > 아연($0.776\;mg{\cdot}L^{-1}$) 순으로 민감하게 나타났는데, 이러한 결과는 US EPA에서 제공하는 ECOTOX DB에 탑재되어 있는 국제적으로 공인된 수생태 독성시험법 결과와 비교해 볼 때, 더 높은 중금속 민감성을 보였다. 현장시료에 대한 포자형성률 억제 반응의 $EC_{50}$ 값을 살펴보면 산업폐수오니($EC_{50}=6.78%$)에서 가장 높고 정수장오니($EC_{50}=15.00%$)에서 가장 낮은 독성 반응을 보이는 것으로 나타났다. 산업폐수 또는 생활하수오니 용출액내에 함유된 독성원 농도와 산출된 $EC_{50}$ 값 사이에 상관성을 밝히기 위해 Spearman rank correlation test를 실시한 결과, 구리, 카드뮴, 납 그리고 아연이 구멍갈파래의 포자형성 저해 반응과 밀접한 상관관계가 있는 것으로 확인되었다. 본 시험법은 독성 민감성이 높고, 사용이 간편하고, 경제적이고, 해석이 용이하며, 대량의 시험재료 확보가 상시 가능하고, 배양이 어렵지 않아 매우 편리한 시스템이라고 할 수 있다. 특히, 파래의 포자형성 과정이 파래 집단의 성쇠와 밀접한 관련이 있으므로 생태적인 의미까지 포함하기에 보다 다양한 독성물질을 대상으로 독성민감성이 확인될 경우, 수서 생태독성을 진단하는데 유용한 프로토콜로 사용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 파래류는 넓은 지리적 분포와 속 수준에서 포자형성 과정의 유사성 때문에 전 세계적으로 광역적 적용이 가능할 것으로 기대된다.

네트워크 관점에 기반한 사회적 자본 및 실험실 창업팀 다양성이창업 성과에 미치는 영향: I-Corps program을 중심으로 (The Impact of Social Capital and Laboratory Startup Team Diversity on Startup Performance Based on a Network Perspective: Focusing on the I-Corps Program)

  • 이재호;손영우;한정화;이상명
    • 벤처창업연구
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    • 제18권6호
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    • pp.173-189
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    • 2023
  • 혁신 기술 개발이 거듭되며 인공지능, 생명공학, 로봇, 항공우주, 전기차, 태양광 등의 신산업이 창출되며 거시적 경영환경이 급변하고 있다. 이러한 대규모 변화와 복잡성 증가로 인해 창업 전략 차원에서 기술이나 자산의 소유 그 자체보다는 자본이 관계의 중요성 증대로 활용되면서 새로운 가치 창출이 가능한 사회적 자본(Social Capital)의 효과에 주목할 필요가 있다. 사회적 자본은 1916년 Hanifan이 최초로 제안한 개념으로 개인 또는 사회적 구성원들 간의 상호 지속적이며 유기적 관계 또는 축적된 인간관계 네트워크에 잠재되거나 활용이 가능한 능력이나 자원의 전체적 총합을 일컫는다. 또한, 특출한 창업자 1인 보다는 다양한 배경과 특성 및 역량을 갖춘 창업팀 다양성이 각광을 받고 있다. 창업팀 다양성은 창업팀의 인구통계학적 요인이나 신념, 가치 등의 심층적 요소에 대한 다양성을 뜻한다. 거시적 환경 변화로 산업 혁신을 주도하고 국가의 핵심성장동력 창출 역할을 하는 기술창업 및 실험실창업의 중요성이 강조되고 있는데 본 연구에서는 '아이코어(I-Corps)' 프로그램에 주목하였다. 혁신군단을 의미하는 아이코어는 2011년 미연구재단(NSF)이 기업가 정신 및 연구 결과 사업화 장려를 위해 출범된 실험실 창업프로그램으로 교수와 연구원이 참여하는 창업팀 구성과 시장발견활동에 주안점을 두고 있다. 본 연구에서는 이런 특성을 감안하여 네트워크 관점의 사회적 자본과 창업팀 다양성이 아이코어 창업성과에 끼치는 영향을 실증적으로 검증하였다. 분석 결과 창업팀의 학력 다양성이 창업팀의 재무적 성과에 부(-)의 영향을, 성별 다양성과 사회적 자본의 인지적 차원이 창업팀의 재무적 성과에 정(+)의 영향을 끼쳤다. 본 연구는 아이코어 실험실 창업팀 다양성, 사회적 자본과 그 성과 해석에 대한 이론적, 실무적 시사점을 보다 유용하게 제공할 것으로 기대한다.

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혐기성 미생물로 제조한 synbiotics 혼합배양물의 첨가가 발효 TMR의 발효특성과 소실률에 미치는 영향 (Effects of Supplementation of Synbiotic Co-cultures Manufactured with Anaerobic Microbes on In Vitro Fermentation Characteristics and In Situ Degradability of Fermented TMR)

  • 이신자;신년학;현종환;강태원;안정준;정호식;문여황;이성실
    • 생명과학회지
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    • 제19권11호
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    • pp.1538-1546
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    • 2009
  • 본 연구는 혐기성 박테리아, 곰팡이 및 효모로 제조한 synbiotics 혼합 배양물을 TMR 제조 시에 접종하여 발효기간에 따른 반추위 in vitro 발효특성과 in situ 분해율에 미치는 영향을 조사하고자 수행되었다. 처리구는 무처리구(Control), 곰팡이와 박테리아로 제조한 synbiotic 첨가구(T1), 곰팡이와 효모로 제조한 synbiotic첨가구(T2), 그리고 박테리아와 효모로 제조한 synbiotic 첨가구(T3)로 나누어, 6회의 발효기간(1, 3, 5, 7, 14 및 21일)에 따라 처리당 3반복으로 총 72개의 F-TMR (4처리 $\times$ 6회 $\times$ 3반복)을 제조하였다. In situ시험은 반추위 누관이 장착된 Holstein (평균체중 550 kg) 젖소 2두를 사용하여 4처리의 F-TMR을 반추위내에서 현수시간별(1, 3, 6, 9, 18, 24, 48 및 72 시간)로 각각 3반복하여 두당 96개의 nylon bag (4 처리 $\times$ 8 발효시간 $\times$ 3반복)을 제조하였다. 발효기간에 따른 TMR의 온도변화는 발효기간이 진행됨에 따라 높아지는 경향 이었으며, pH는 4.39~4.98범위로서 발효기간이 진행됨에 따라 감소되는 경향이었으며, 각 발효시간대별로는 대조구에서 높았고, synbiotics 처리구에서 낮게 나타났다(p<0.05). F-TMR의 암모니아 농도는 발효 7일째까지는 처리간 차이가 없었으나 14일째 이후에는 대조구에 비해 박테리아와 효모를 첨가한 synbiotics인 T3구에서 가장 낮았다(p<0.05). Lactic acid 함량은 발효 1일째에 T3구에서 가장 낮았으나 다른 발효시간대에서는 처리간 차이가 없었다. 발효기간별 F-TMR의 미생물 성장률(OD값)은 각 발효시간대별로 처리간에 차이가 없었으며, 발효기간 7일째에 정점을 나타낸 이후로 점차 감소하는 경향이었다. In situ 건물 소실률은 발효초기인 1~3시간대에 곰팡이와 박테리아 synbiotics 첨가구인 T1구가 대조구에 비해 건물소실율이 높았으나, 발효 48시간대에는 오히려 대조구에서 건물소실율이 가장 높았다(p<0.05). 다른 발효시간대의 건물 소실율과 유효분해도는 처리간 차이가 없었으며, NDF와 ADF소실율은 건물 소실율의 결과와 비슷하였다. 결론적으로 발효의 척도가 되는 pH와 lactic acid 함량은 synbiotics 첨가구가 대조구에 비해 좋은 결과를 나타내었으며, in situ 시험에서 발효초기에 건물과 섬유소 소실율이 곰팡이와 박테리아를 조합한 synbiotics구에서 높게 나타났으나 유효 분해도에서는 차이가 거의 나타나지 않아 처리효과가 미흡한 것으로 조사되었다.

고려의 원시영역 유목초지, 그 부르칸(불함)이즘과 한국축산의 비전 (Burqanism from the Origin of the Pastoral Nomadic Koryo Region and the Vision of Korean Livestock Farming)

  • 주채혁
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.71-82
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    • 2005
  • Khori(高麗) refers to the Chaabog(reindeer) that live on lichens(蘚) on Mt. Soyon(鮮) in which pastures are the cold and dry plateau of North Eurasia. Thus, the origin region of the Khori or Koguryo that are the ancestors of the reindeer-herding pastoral nomads(馴鹿 遊牧民) can be said to be the Steppe-Taiga-Tundra pastoral areas of North Eurasia and North America. When the pastoral nomads moved on to the great mountain(大山) zone of the Jangbaek(長白) to the Baekdu(白頭) Mountains, they could have been in contact with pastoral farmers or agricultural farmers living there and they became the farmers remaining on agricultural farms. They were the Koryo people, the ancestors of Korea. Staying in one place, they gradually forgot the origin of their reindeer-herding pastoral nomadic history in the Northwest area of Mt. Soyon, the small mountain(小山) zone of the Steppe-Taiga-Tundra pastoral areas. In other words, they lost their identity as reindeer-herding pastoral nomads when they entered the agricultural area after leaving the pastoral area. However, since their basic genes had already formed when they lived on the cold and dry plateau of North Eurasia, it is possible to study their pastoral nomadic history focusing on 'the minority living in the broad area(廣域少數)', by utilizing highly advanced biotechnological science and focusing on genes and information technology innovation, and removing various past hindrances in research. Therefore, it is not so difficult to restore the reindeerherding pastoral nomadic history of the Koguryo(高句麗) people and secure their pastoral nomadic identity, of which the first steps have already been taken into their historical stages. The Eurasian continent and the Korean peninsula, especially the cold and dry plateau of North Eurasia and the Korean peninsula have been closely related to each other ecologically and historically. They can never be a separate space at all. The Eurasian continent lies horizontally east to west and thus, the continent forms an isothermal zone. Also, since the time of producing their own foods, it was relatively easy for people with their technology to move to other places owing to the pastoral nomadic characteristic of mobility. Unlike the Chungyen(中原) region, western Asia and the regions covering the Siberia-Manchu-Korean peninsula where food production revolution was first made were connected to the Mongolian lichens route(蘚苔之路: Ni, ukinii jam) and steppe roads. Although the ecological conditions of nature have changed a bit throughout a long history, it was natural for the many tribes in North Asia living on the largest Steppe-Taiga-Tundra area in the world to have believed 'the legends related to animals in relation to their founders and ancestors(獸祖傳說)'. Assuming that Siberian tigers and the tigers living on Mt. Baekdu were connected ecologically and genetically because of the ecological characteristics of the animals, and their migration from plateau to plateau, we would suspect that the Chosun(朝鮮) tribe living on Mt. Baekdu were ethnically and culturally more closely connected to the farther removed Ural-Altai tribes that lived on the cold and dry plateau region than to the Han(i14;) tribe who lived in Chungyen(中原) that was close to Mt. Baekdu. More evidence is the structure of the Korean language which has the form of 'Subject + Object + Verb', which is assumed to have originated from the speedy lifestyle of the reindeer-herding pastoral nomads. The structure is quite different from that of the Han(漢) language, which is based on agricultural life. Also, it is natural for reindeer riding reindeerherding pastoral nomads or horse-riding sheep-herding pastoral nomads(騎馬, 羊遊牧民) to have held military and political power over the region and eventually to have established an ancient pastoral nomadic empire in the process of their conquest of agricultural regions. The stages for founding global empires in the history of mankind maybe largely divided into two, in terms of ecological conditions and occupations. They are the steppes and the oceans. Of course, the steppe-based empires were established based on the skills to deal with horses and the ability to shoot arrows while riding horses, along with the use of iron ware in the 8th century BC. The steppe-based empires became the foundation for an oceanic empire, which could have been established by the use of warships and warship guns since the 15th Century. Based on those facts, we know that Chosun, Puyo(夫餘), and Koguryo are the products of a developmental process of pastoral nomadic empires on the steppes. Maybe we can easily find the pastoral nomadic identity of the Koguryo more than we expected when we trace the origins and history of the Korean tribe living in the pastures located in the northwest area of Mt. Jangbaek by focusing on pastoral nomadic mobility and organization just as we have investigated the historic origins of Anglo-Saxons in America by focusing on the times before the 15th Century. In the process, we should keep in mind that English culture originated from the Industrial Revolution and was directly delivered to the American continent, although America was far from England and was not an intermediate point on long sojourns either. Further, American culture came back to England in a more advanced form later. The most important thing currently to be resolved is to cause Koreans to look back on their own history in a freer way of thinking and with diverse, profound, and sharp insight, taking away the old and existing conventional recognition that is entangled with complicated interests with Korean people and other countries. The meanings of Chosun, Khori, and Solongos have been interpreted arbitrarily without any historic evidence by the scholars who followed conventional tradition of fixed-minded aristocrats in an agricultural society. If the Siberian cultural properties of the stone age, the earthenware age, the bronze age, and the iron age are analyzed in such a way, archaeological discovery will never be able to contribute to the restoration of the Koguryo's pastoral nomadic identity. One should transcend the errors that tend to interpret the cultural properties discovered in the pastoral nomadic regions as not being differentiated from those of agricultural regions and just interpret them altogether from the agricultural point of view. A more careful intention is required in the interpretation of cultural properties of ancient Korean empires that seem to have been formed due to mutual interactions of pastoral nomadic and agricultural cultures. Also, it is required that the conventional recognition chain of 'reverse-genes' be severed, which has placed more weight on agricultural properties than pastoral nomadic ones, since their settlement on agricultural farms was made after the establishment of their ancient pastoral nomadic empires. There is no reason at all to place priority on stoneware, earthenware, bronze ware, and iron ware than on wooden ware(木器) and other ware which were made of animal skins(皮器), bones and horns(骨角器), in analyzing the history in the regions of reindeer or sheep pastures. Reading ancient Korean history from the perspective of pastoral nomadic history, one feels strongly the instinctive emotions to return to the natural 'mother place'. The reindeer-herding pastoral nomadic identity of the Koguryo people that has been accumulated in volumes in their genes and hidden deep inside and have interacted organically could be reborn with Burqanism(Burqan refers to 不咸 in Chinese), which was their religion by birth and symbolized as the red willow(紅柳=不咸). The mother place of the Koguryo's people is the endless vast green pastures of North Eurasia and North America, where we anticipated the development of Korean livestock farming following the inherent properties in the genes of the reindeer-herding pastoral nomads with Korean ancestors. We anticipate that the place would be the core resource that could contribute to the development of life of living creatures following the inherent properties of their genes and biotechnological factors. In other words, biotechnology used for a search for clues on the well-being of humans could be the fruit brought by Burqanism of the Koguryo people and the fruit of the globalization of Korean livestock farming. It is the Chosun farmer in China come from the vast nomadic reindeer pastures of North Eurasia that resolved the food problem of a billion Chinese people with lowland paddy rice seeds (水稻) by transforming Heilongjiang Province(黑龍江省) into an oceanic lowland paddy rice field(水田). Even Mao Tse-tung(毛擇東) could not resolve the food problem by his revolution campaigns for tens of years. Today is the very time that requires the development of special livestock farming following the inherent properties of the ancient Korean reindeer-herding pastoral nomads that respected the dignity of life on the cold and dry plateau of North Eurasia and the America continent. I suggest that research should be started from the pastures of the Dariganga Steppe in East Mongolia that was the homeland of Hanwoo(韓牛) and the central horse-herding steppe place(牧馬場) of Chingis Khan's Mongolia. The Dariganga Steppe is awash with an affluent natural environment for pastoral nomadic living however, the quality of life of the pastoral nomads there is still low. I suggest we Koreans, the descendents of the Koguryo, should take our first steps for our livestock farming business project and develop the Northern nomadic pastures, here at the pastures of the Dariganga Steppe, which is the Mongolian core place of state-of-the-art technology for military weapons.