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New Approaches for Overcoming Current Issues of Plasma Sputtering Process During Organic-electronics Device Fabrication: Plasma Damage Free and Room Temperature Process for High Quality Metal Oxide Thin Film

  • Hong, Mun-Pyo
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.100-101
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    • 2012
  • The plasma damage free and room temperature processedthin film deposition technology is essential for realization of various next generation organic microelectronic devices such as flexible AMOLED display, flexible OLED lighting, and organic photovoltaic cells because characteristics of fragile organic materials in the plasma process and low glass transition temperatures (Tg) of polymer substrate. In case of directly deposition of metal oxide thin films (including transparent conductive oxide (TCO) and amorphous oxide semiconductor (AOS)) on the organic layers, plasma damages against to the organic materials is fatal. This damage is believed to be originated mainly from high energy energetic particles during the sputtering process such as negative oxygen ions, reflected neutrals by reflection of plasma background gas at the target surface, sputtered atoms, bulk plasma ions, and secondary electrons. To solve this problem, we developed the NBAS (Neutral Beam Assisted Sputtering) process as a plasma damage free and room temperature processed sputtering technology. As a result, electro-optical properties of NBAS processed ITO thin film showed resistivity of $4.0{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}m$ and high transmittance (>90% at 550 nm) with nano- crystalline structure at room temperature process. Furthermore, in the experiment result of directly deposition of TCO top anode on the inverted structure OLED cell, it is verified that NBAS TCO deposition process does not damages to the underlying organic layers. In case of deposition of transparent conductive oxide (TCO) thin film on the plastic polymer substrate, the room temperature processed sputtering coating of high quality TCO thin film is required. During the sputtering process with higher density plasma, the energetic particles contribute self supplying of activation & crystallization energy without any additional heating and post-annealing and forminga high quality TCO thin film. However, negative oxygen ions which generated from sputteringtarget surface by electron attachment are accelerated to high energy by induced cathode self-bias. Thus the high energy negative oxygen ions can lead to critical physical bombardment damages to forming oxide thin film and this effect does not recover in room temperature process without post thermal annealing. To salve the inherent limitation of plasma sputtering, we have been developed the Magnetic Field Shielded Sputtering (MFSS) process as the high quality oxide thin film deposition process at room temperature. The MFSS process is effectively eliminate or suppress the negative oxygen ions bombardment damage by the plasma limiter which composed permanent magnet array. As a result, electro-optical properties of MFSS processed ITO thin film (resistivity $3.9{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$, transmittance 95% at 550 nm) have approachedthose of a high temperature DC magnetron sputtering (DMS) ITO thin film were. Also, AOS (a-IGZO) TFTs fabricated by MFSS process without higher temperature post annealing showed very comparable electrical performance with those by DMS process with $400^{\circ}C$ post annealing. They are important to note that the bombardment of a negative oxygen ion which is accelerated by dc self-bias during rf sputtering could degrade the electrical performance of ITO electrodes and a-IGZO TFTs. Finally, we found that reduction of damage from the high energy negative oxygen ions bombardment drives improvement of crystalline structure in the ITO thin film and suppression of the sub-gab states in a-IGZO semiconductor thin film. For realization of organic flexible electronic devices based on plastic substrates, gas barrier coatings are required to prevent the permeation of water and oxygen because organic materials are highly susceptible to water and oxygen. In particular, high efficiency flexible AMOLEDs needs an extremely low water vapor transition rate (WVTR) of $1{\times}10^{-6}gm^{-2}day^{-1}$. The key factor in high quality inorganic gas barrier formation for achieving the very low WVTR required (under ${\sim}10^{-6}gm^{-2}day^{-1}$) is the suppression of nano-sized defect sites and gas diffusion pathways among the grain boundaries. For formation of high quality single inorganic gas barrier layer, we developed high density nano-structured Al2O3 single gas barrier layer usinga NBAS process. The NBAS process can continuously change crystalline structures from an amorphous phase to a nano- crystalline phase with various grain sizes in a single inorganic thin film. As a result, the water vapor transmission rates (WVTR) of the NBAS processed $Al_2O_3$ gas barrier film have improved order of magnitude compared with that of conventional $Al_2O_3$ layers made by the RF magnetron sputteringprocess under the same sputtering conditions; the WVTR of the NBAS processed $Al_2O_3$ gas barrier film was about $5{\times}10^{-6}g/m^2/day$ by just single layer.

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초지식생비율에 의한 초지등급평가 연구 (Evaluation of Grassland Grade by Grassland Vegetation Ratio)

  • 이배훈;김지융;박형수;성경일;김병완
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.29-36
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    • 2020
  • 본 연구는 초지등급의 평가를 기존의 목초생산량 기준에서 초지식생비율(초종, 잡초 및 나지)에 의한 기준으로 할 것을 제안하였다. 6개도의 초지보유 41농가에 대하여 지자체가 목초생산량 기준으로 평가한 초지등급은 상 19농가, 중 11농가 및 하 11농가이었으나 실측조사를 통해 평가한 초지등급은 모두 하 등급으로 나타나 지자체와 실측 조사간에 차이가 컸다. 이것은 목초생산량에 대한 조사가 조사시기 및 조사횟수 등 조사방법에 대한 통일된 기준이 없이 임의적으로 수행되어 계절적 변동이 심하고 여러번 예취하는 목초의 생육특성을 반영하지 못한 결과에 기인한다고 할 수 있다. 초지식생비율에 의한 초지등급기준은 6단계등급으로 작성한 후 지자체 및 초지농가의 현장 의견을 반영하여 최종적으로는 4단계등급으로 결정하였다. 4단계등급 기준으로 41 농가의 초지등급을 재평가한 결과 2등급이하가 80%이상으로 나타나 부분적 보파나 전면적 갱신을 필요로 하였다. 4 단계등급 기준에 의거 평가 시 객관성을 높이기 위하여 모식도와 표준식생 사진을 함께 제시하였다. 초지식생 조사는 가을철 목초 초장이 20~30 cm일때가 가장 적합하다고 판단하였다. 이상에서 초지식생비율에 의한 4단계등급에 의한 초지등급 평가방법은 비전문가인 초지농가나 지자체가 현장에서 용이하게 활용할 수 있는 효과적인 수단으로 판단된다. 본 연구에서 제시된 초지식생 비율에 의한 초지등급평가 방법이 현장에 적용되기 위해서는 초지법의 개정 등 제도적인 장치가 마련되어야 할 것이다.

철도터널 하부 여굴처리 방법에 대한 정적 및 동적 안정성 검토 (Static and Dynamic Analysis for Railway Tunnel according to Filling Materials for overbroken tunnel bottom)

  • 서재원;조국환
    • 한국철도학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.668-682
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    • 2017
  • 철도의 고속화에 따라 선형의 직선화와 함께 터널이 철도노선에 차지하는 비중은 급격하게 증가하였다. 터널 굴착 시 필연적으로 발생하고 있는 여굴은 터널의 안정성에 큰 영향을 미치고 있다. 또한 여굴은 시공의 경제성에도 매우 중요한 요소이기도 하다. 터널 굴착 시 천단부 여굴은 굴착공법의 발달과 함께 점차 감소하고 있는 추세이다. 그러나 바닥부 여굴은 터널의 안정성에 미치는 영향이 상대적으로 적은 관계로 지속적으로 발생하고 있는 실정이다. 한국철도시설공단에서는 바닥부 여굴에 대하여 10 cm정도의 콘크리트 채움을 시공비로 인정하고 있으나, 그 이상에 대해서는 시공사가 부담하여 채움을 실시하고 있다. 바닥부 여굴에 대한 채움은 콘크리트 채움을 원칙으로 하고 있으나 경우에 따라 버림 콘크리트와 혼합골재를 병행하여 시공하는 곳도 발생하고 있다. 이는 궤도 하부에 연속체 재료와 불연속체 재료의 존재를 발생시키게 되며, 열차 운행 중 발생하는 진동의 전파에 영향을 미치게 된다. 일반적으로 콘크리트와 같은 연속체 재료만 존재하는 경우에는 열차운행에 의한 진동이 터널주면 암반으로 자연스럽게 전파될 수 있는 조건이 발생하나, 불연속체가 존재하면 진동의 전파와 반사에서 다른 특성을 나타낼 수밖에 없게 된다. 이에 본 논문에서는 터널 바닥 채움 재료에 대하여 시멘트 혼합비율을 5%, 11.5%, 18% 등으로 달리하여 시료를 제작하였다. 제작된 시료의 동적 물성시험을 실시하였으며, 이를 바탕으로 수치해석을 실시하였다. 수치해석 결과 모든 재료의 배합은 정적안정성을 만족하는 것으로 나타났다. 그러나 동적거동에서는 빈배합콘크리트와 시멘트 함유량이 낮은 채움재를 사용하였을 경우 특정 운행속도에서 공진이 발생할 수 있는 것으로 나타났다.

조선시대 사가(私家) 정원에서의 양학(養鶴) 사례 (A Cases of Crane Breeding(養鶴) at Private Homes(私家) in the Joseon Dynasty Period)

  • 홍형순
    • 한국전통조경학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.42-59
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    • 2020
  • 본 연구의 목적은 조선시대 사가 정원에서 학을 기른 실제 사례를 살펴봄으로서 여기에 반영된 보편적 의미와 특징을 규명하는 것이다. 이러한 연구를 통해 조선시대 정원문화의 실체에 보다 가깝게 다가갈 수 있을 것이다. 본 연구의 시간적 범위는 조선 시대이며 내용적 범위는 사가(私家)에서의 사례로 한정하였다. 본 연구를 위한 문헌 자료는 한국고전종합데이터베이스에 탑재되어 있는 고전번역서를 대상으로 하였으며, 필요한 경우 관련 연구자의 번역 자료도 추가로 활용하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 종친, 사대부, 향촌 사족, 평민 등 다양한 신분의 인물이 학을 기른 것을 확인할 수 있었다. 학을 기른 인물 중에는 조선시대 정치와 학문에 큰 족적을 남긴 인물도 있으며 일부 경우에서는 평생에 걸쳐 처사의 삶으로 일관하며 학을 기른 인물도 있었다. 둘째, 전국 경향각지에 학을 기른 사람들이 있었다. 특히 한양 도성 내를 비롯해 인근에서도 여러 사례가 있다는 점이 주목된다. 셋째, 학을 기르는 행위는 혈연과 교우관계, 사승 등 학맥과 관련성이 컸음을 알 수 있었다. 이러한 점에서 학 기르기는 단순한 취향이나 풍류이기 보다 한 인물의 삶의 태도와 지향을 반영했다고 볼 수 있다. 넷째, 임포의 고사를 토대로 하는 성리학적 출처의식이 학을 기르는 행위에 큰 영향을 미친 것으로 보인다. 또 일부의 경우에서는 도가적 취향이 반영된 것으로 보이는 사례도 있었다. 다섯째, 학을 길들이는 것을 생업으로 삼은 사람도 있었다. 이러한 점은 학에 대한 수요가 꾸준히 존재했다는 것을 반증하고 있다. 본 연구의 한계는 번역 자료에 의존해 연구를 진행하였다는 점이다. 추후 자료의 발굴과 번역 성과가 더욱 축적된다면 보다 풍부한 사례를 확인할 있을 것이다.

지하투과레이더를 이용한 이상구간 평가 시 안테나 지향성의 영향 (The Effect of Directivity of Antenna for the Evaluation of Abnormal Area Using Ground Penetrating Radar)

  • 강성훈;이종섭;이성진;박영곤;홍원택
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제33권11호
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    • pp.21-34
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    • 2017
  • 지하투과레이더 신호는 같은 대상지반에 대하여 탐사를 수행하더라도 안테나의 지향성에 따라 신호의 진폭이 다르게 측정될 수 있으므로 이상구간 평가 시 안테나의 지향성을 고려하여야 한다. 본 논문의 목적은 전자기파의 반사특성분석을 통하여 안테나의 지향성을 조사하고, 지향성에 따른 이상구간의 검측이 가능한 각도의 유효범위를 평가하는 것이다. 지향성 측정을 위하여 원형의 금속봉을 반사체로 설정하고 전자기파의 E-평면(E-plane)과 H-평면(H-plane)에 대하여 안테나와 이루는 각도와 거리를 조절하며 반사파를 측정하였다. 측정된 반사파의 분석을 통하여 안테나에 대한 영역의 경계를 설정하였으며, 근거리장 및 원거리장 영역에서 각각 서로 거리가 다른 두 지점을 설정하여 근거리장 및 원거리장 영역에서의 방사 패턴을 조사하였다. 방사 패턴 측정 결과, 근거리장에서는 E-평면 및 H-평면 모두 최소 $50^{\circ}$ 이상의 구간에서 부엽이 나타나 주엽 방향 및 부엽 방향에 대하여 지향성을 보인 반면, 원거리장에서는 주엽 방향에 대해서만 지향성을 보였다. 근거리장 영역에서는 반사파의 진폭이 변동을 보이긴 하나 반사파와 잡음의 구분이 가능하여 분석의 신뢰도가 높은 반면 원거리장 영역에서는 반사파의 진폭은 안정된 모습을 보였으나 전자기파손실이 크기 때문에 반사파와 잡음의 구분이 어려워 분석의 신뢰도가 낮을 것으로 판단되었다. 본 연구에서 수행된 근거리장과 원거리장에서의 지향성 평가는 도심지와 같이 임의의 위치 및 깊이에 존재할 수 있는 이상구간 평가시 신뢰도 향상에 활용될 수 있음을 보여준다.

동시성을 통한 『주역』의 임상철학적 해석가능성 (Possibility of Clinical Philosophical Interpretation of Juyeok through Synchronicity)

  • 석영진
    • 철학연구
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    • 제131권
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    • pp.223-244
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    • 2014
  • 이 논문에서 필자는 "주역"을 점서가 아니라 철학적 수양서로서 해석한다. 본래 "주역"은 점을 치기 위해 만들어진 점서였지만, 그 외에 인문학의 담론을 생산하는 풍부한 원천이었다. 왜냐하면 독특한 언어적 상징체계를 가지고 있기 때문이다. "주역"의 괘효(卦爻) 체계는 수많은 상징적 기능을 가졌는데 그것은 철학적으로나 문화적으로 새롭게 해석될 수 있는 여지가 너무나 많다. 그래서 "주역"은 어떤 내용이나 사건에도 대입이 가능하고 그럼으로써 우리가 직면하고 있는 인생의 문제들을 해결하는 데 많은 도움을 줄 수 있다. 더욱이 "주역"의 독특한 특성은 그것을 읽고 해석하는 사람의 적극적 개입에서 매우 잘 드러난다. 바로 칼 구스타프 융이 이러한 적극적 개입을 통해 "주역"을 해석해야 한다고 주장한 사람이다. 그는 리하르트 빌헬름이 번역한 "주역"의 서문에서 '동시성(同時性)'을 적용한 "주역"해석의 가능성을 언급하고 있다. 그에 따르면, "주역"은 미래를 예측하거나 정해진 운명을 말해주는 것이 아니라 자기 자신을 돌아보게 하거나 스스로 문제의 해답을 찾아내는 자료(自療)이다. 그것은 단순히 점친 결과물이 아니라 점치는 행위를 통해서 질문자 스스로 괘효 사(卦爻 辭)에 대한 해석을 하도록 한다. 그는 주어진 괘효 사(卦爻 辭)에서 자신의 문제의 해답을 스스로 찾아내는 일에 '동시성(同時性)'을 적용하고 있다. 동시성(同時性)이란, "의미 있는 우연의 일치 현상을 설명하는 무인과적(無因果的) 연관의 원리"이다. 즉, 동시성(同時性)이란 인과율에서 뜻하는 우연성과는 달리 '의미 있는 우연의 일치'를 뜻한다. 그는 동시성(同時性)을 통해서, 괘상(卦象)에서 도출된 점괘는 점치는 인간 혹은 점의 결과를 받는 인간이 가진 일정한 상황 하에서 무의식의 심리 상태가 밖에 투영된 것이라는 이론을 제시한다. 이러한 융의 해석은 상징적 언어를 사용하는 "주역"의 의미전달 방식이 직접적이지 않고 간접적이기 때문이다. "주역"의 상징적 언어체계의 목적은 객관적 지식의 전달이 아니라 독자 자신의 자기 변화에 있다. 바로 이런 점이 임상철학적으로 적용될 수 있다. 일상에서 삶의 고민과 고통들에 처한 사람들은 "주역"에서 어떤 괘효사(卦爻 辭)를 고르든 그것에서 자신에게 의미 있고 유익한 조언을 찾을 수 있다. 그것은 본래 자신의 내면 속에 잠재되어 있던 것인데, "주역"의 괘효상(卦爻 象)이나 괘효사(卦爻 辭)를 통해 구체적으로 드러난 것일 뿐이기 때문이다. 바로 이런 의미에서 우리는 "주역"으로부터 괘효(卦爻)의 상(象)이나 사(辭)가 담고 있는 의미를 자신의 상황 속에서 연결시켜 자신에게 필요한 조언 혹은 충고를 스스로 읽어 내어 자기화하면서 자신을 변화시키고 치유하는 하는 힘을 가질 수 있게 된다. 그리고 바로 이점을 "주역"이 가지고 있는 중요한 역할 중의 하나라고 평가할 수 있겠다.

지역 가치 증진을 위한 장승포 폐 여객선 터미널의 활용 방안 및 브랜드 제안에 관한 융합 연구 (Convergent Studies of Utilization Plan and Brand Suggestion for Abandoned Passenger Ferry Terminal in Jangseungpo to Improve Local Community Value)

  • 이하나;오광명;백진경
    • 한국과학예술포럼
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    • 제37권2호
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    • pp.239-250
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    • 2019
  • 산업 구조의 변화와 더불어 세계적으로 노후화된 시설과 쇠락한 유휴산업시설에 대한 재활용 및 도시재생 사업이 활발히 시행되고 있다. 본 연구는 장승포 폐 여객선 터미널과 그 일대 활성화를 위하여 시작되었다. '유휴 산업시설의 사례'를 조사하고 양상을 파악하여 활용방안과 브랜드를 제안하는 융합연구(convergence study)이다. 본 연구의 목적은 장승포동의 지역 특성에 적합한 도시재생 전략수립을 위하여 지역 특징을 조사하고 설문을 통하여 지역 주민의 의견을 수집하여 장승포 폐 여객선 터미널의 재활용 방향을 수립하는 것이다. 따라서 본 논문은 유휴 산업시설의 재생 관련 선행연구를 분석하고, 유휴 산업시설의 문화적 리노베이션 사례를 조사하여 대상지에 적합한 활성화 방안을 도출하고자 시도하였다. 연구 결과 및 내용은 다음과 같다. 첫째, 사례 조사 결과 최근 국내외 유휴 산업시설의 재활용은 건축물의 전통성과 역사성을 유지하되 지역환경과 쓰임에 적합한 현대적인 문화공간을 조성하는 경향을 볼 수 있었다. 또한 이를 통한 지속가능한 문화, 경제적 활성화를 추구하고 있었다. 둘째, 거제시 지역특성 조사 결과 여객선 터미널의 운항 중단 이후 주변 상권이 침체되었으며, 거제시는 여객선 터미널의 재활용과 더불어 관광 활성화를 도모하기 위해 장승포 폐 여객선 터미널을 국제항으로 추진하고 있었다. 셋째, 주민 대상 설문조사 결과 과반수 이상의 지역주민이 장승포 폐 여객선 터미널의 기능 복원에 찬성하며, 지역 내 문화 공간의 부재에 따른 문화적 욕구충족을 원한다고 답하였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 거제시 장승포동 폐여객선 터미널의 재활용 방안으로 지역적 특성과 주민 의견을 반영하여 여객선 터미널의 기능을 복원하고, 문화공간으로서 활용될 수 있는 방안과 이에 적합한 장승포 폐 여객선 터미널의 새로운 브랜드명과 디자인 안을 제안하여 거제시의 지역 가치 증진에 기여하기를 기대한다.

근대계몽기 석정 이정직의 논어관과 학습의 방향 (Viewpoint on the Analects of Confucius and the Learning Direction of Seokjeong JEONG-JIK LEE in Modern Enlightenment Period)

  • 이승용
    • 동양고전연구
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    • 제71호
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    • pp.147-180
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    • 2018
  • 석정은 근대계몽기라는 위기의 시대에 문장보국을 실현하고자 한 지식인이다. 그는 주로 역사 인물에 대한 평가를 통해서 자신의 현실 인식을 표출하였다. 그는 "유고"에 "논어"에 대한 <논어 10문 10답>이라는 글을 남겼다. 이는 학생들과의 수업 교재로 활용하고자 작성되었던 것으로 보인다. 본고에서는 이 <논어 10문 10답>에 드러난 석정의 논어 인식과 그것의 학습 방향을 알아보고자 하였다. 그는 "논어"의 핵심 사항인 인(仁)에 대해 '사람다움이나 사랑'의 일반적 관점이 아닌, 호인유폐(好仁有蔽)와 관과지인(觀過知仁)의 관점에서 반성적 성찰의 시대인식을 보였다. 인(仁)과 덕(德)에 대해서는 공통분모를 가지고 전체적인 관점에서 파악하고자 한다. 이에는 당시 열강에 대한 정확한 인식이 필요하다는 석정의 생각이 반영되었다 할 것이다. 군자와 명(命)의 관계에는 군자는 질서를 바로잡을 수 있는 인재로서 명(命)을 알기 위한 부단한 노력이 필요하다는 의식이 담겨 있다. 학습의 방향은 크게 종입지방, 군자지류, 수문이해로 살펴보았다. 종입지방은 학습자의 특성에 따라 단점을 보완해 주는 방향을 취하고 있으며, 오늘날과 같은 지식의 습득이 아닌 도덕적 실천에 학습의 중점을 두고 있다. 군자는 크게 3단계로 나누었지만 이는 어디까지나 학습자의 이해를 돕기 위한 기준을 마련한 것이지, 모든 제자들을 이에 맞추어 분류할 수는 없다. 수문이해는 문장에 따른 적합한 풀이이다. 동일한 개념을 "사서"에서 달리 주석한 이유를 석정은 '소시소절 필착필섬(所始所切, 必着必贍)'의 원칙을 가지고 문맥에 따라 강조점을 둔 것이지, 뜻이 다르지 않다고 밝히고 있다.

학교 교육 활용을 위한 메이커 교육 구성 요소 탐색 (Exploring the Ways to Use Maker Education in School)

  • 권유진;이영태;임윤진;박영수;이은경;박성석
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.19-30
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    • 2020
  • 메이커 교육은 메이커스페이스에서 모인 메이커들이 서로의 활동과 경험을 공유한 메이커 운동에 기초하여 시작되었으며, 메이커 교육에서 추구되는 교육적 가치는 구성주의 패러다임을 기반으로 한다. 본 연구의 목적은 학교 교육에 사용할 메이커 교육의 구성 요소를 도출하여 메이커 교육의 특성과 교육적 가치에 초점을 맞추고 이를 활용하는 방법을 모색하는 것이다. 이를 위해 본 연구는 메이커 교육을 재개념화하기 위해 이론적 근거를 탐색하였고, 메이커 교육 수업을 진행하는 교사들의 심층면담 자료를 중심으로 진술문을 도출하고 이에 대한 타당성을 전문가들을 통해 검토 받았다. 이러한 진술문을 토대로 메이커 교육 활용을 위한 구성 요소를 도출함으로써 학교 교육에서의 메이커 교육의 방향을 설정하고 교과 수업 및 창의적 체험학습에서 활용할 수 있는 예시 틀을 제안하였다. 연구 결과, 메이커 교육에서 메이커들은 활동을 수행하기 위해 협력하고, 다른 사람들과 아이디어를 공유하고 향상시키려고 노력하며, 학습, 땜질, 디자인 사고, 메이커 활동, 공유 및 협력, 성찰 등의 자기 방향을 포함한다고 볼 수 있다. 또한 메이커 교육은 특정 활동을 필요에 따라 학생의 선택에 국한시키는 것이 아니라 학생들이 실제 겪는 문제를 해결할 수 있는 경험 학습을 강조한다. 활동의 결과물보다는 학습자의 행동 과정을 중시하고, 학습자의 실패를 용인하며 재도전을 촉진하는 촉진자로서 교사의 역할을 강조한다. 향후 각 교과(커리큘럼 전문가, 교직 / 학습 전문가, 초 중학교 교사, 부모, 지역 교육자 등) 및 학교 활동에 있어서 다양하게 활용될 수 있으며 학교 메이커 교육의 기초 연구로서 향후 연구 방향 설정에 기여할 수 있을 것이다.

경계면 강조 마스크를 이용한 초음파 영상 화질 비교 (Comparison of Ultrasound Image Quality using Edge Enhancement Mask)

  • 손정민;이준행
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.157-165
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    • 2023
  • 초음파 영상(ultrasound imaging)이란 주파수의 음파를 이용하여 서로 다른 조직의 경계에서 반사, 흡수, 굴절, 투과 등의 물리적인 작용을 일으킨다. 초음파 장비로부터 생성되는 데이터 특성상의 잡음이 많고, 실제로 관찰하고자 하는 조직의 경계가 모호해서 형태의 파악이 어렵기 때문에 개선이 필요하다. 영상 화질의 감소로 인하여 경계면이 뭉쳐 보이는 경우를 해결하기 위한 방법으로 윤곽선(edge) 강조 방법을 사용한다. 본 논문에서는 경계면을 강화시키는 방법으로 언샤프닝 마스크와 하이부스트를 이용하여 각 영상에서 고주파 부분인 경계면을 강화시켜 화질 향상을 확인하였으며 원 영상과 화질이 향상된 영상을 정량적으로 평가하기 위해 MSE, RMSE, PSNR, SNR 등으로 측정하여 각 영상에 사용한 마스크 필터링을 평가했다. 필립스의 epiq 5 g , affiniti 70 g와 알피니언의 E-cube 15 초음파 장비로부터 복부, 머리, 심장, 간, 신장, 유방, 태아 영상을 획득하였다. 알고리즘 구현에 사용된 프로그램은 MathWorks의 MATLAB R2022a으로 구현하였다. 언샤프닝과 하이부스트 마스크 배열 크기는 3×3으로 설정하였으며 윤곽선 강조 영상을 만들 때 사용하는 공간필터인 라플라시안(laplacian) 필터를 두 마스크 모두 동일하게 적용하였다. 화질 정량 평가는 ImageJ 프로그램을 사용하였다. 다양한 초음파 영상에서 마스크 필터를 적용한 결과 주관적인 화질은 원 영상에서 언샤프닝과 하이부스트 마스크를 적용하였을 경우 영상의 전반적인 윤각선이 뚜렷하게 보였으며 또한 하이부스트 마스크에서는 언샤프닝 마스크 영상보다 밝은 명암비를 보여주었다. 정량적인 영상의 품질 비교 시 원 영상보다 언샤프닝 마스크와 하이부스트 마스크를 적용한 영상의 화질이 높게 평가되었다. 간문맥, 머리, 쓸개, 신장의 영상에서는 하이부스트 마스크를 적용한 영상의 SNR, PSNR, RMSE, MAE이 높게 측정되었으며 심장, 유방, 태아 영상은 반대로 언샤프닝 마스크 적용 영상이 SNR, PSNR, RMSE, MAE 값이 높은 값으로 측정되었다. 영상에 따라 최적의 마스크를 사용하는 것이 영상 품질 향상에 도움이 될 것으로 사료되며 각 부위의 초음파 영상의 윤곽 정보를 제공하여 영상의 품질을 향상시켰다.