미생물전해전지(Microbial Electrolysis Cells, MECs)는 산화전극과 환원전극 사이에 적당한 전위차가 유지되도록 외부전원을 이용하여 전압을 인가함으로서 산화전극 표면에 부착 성장하는 전기적으로 활성을 가진 미생물에 의한 유기물 분해를 촉진시키고 수소나 메탄과 같은 유용물질을 생성시키는 장치이다. 따라서, 최근 미생물전해전지를 이용하여 유기성 폐수의 처리 및 에너지회수를 위한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 미생물전해전지의 운전과 성능에서 미치는 가장 중요한 인자 중의 한 가지는 전극이다. 지금까지 미생물전해전지 연구에 사용되어온 전극들은 대부분 전기전도성이 낮거나 부식이 문제가 된 경우가 많아 실용화에 걸림돌이 되고 있다. 여러 가지 전극재료들 중 흑연섬유직물(GFF; Graphite Fiber Fabric)은 내구성이 강하고 비표면적이 넓지만 전기전도성이 낮다는 단점이 있으며, 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT)는 전도성이 대단히 우수한 물질이지만 전극으로 성형, 가공하기 위한 제작기술이 없는 상황이다. 본 연구에서는 흑연섬유직물의 표면에 탄소나노튜브를 전기영동전착법(Electrophoretic deposition, EPD)으로 고정함으로서 내구성이 높고 비표면적과 전도성이 우수한 전극을 제작하기 위한 연구를 수행하였다. 탄소나노튜브를 흑연섬유직물의 표면에 전착시키기 위하여 먼저, 탄소나노튜브(1g)와 PEI(Polyethylenimine) 및 nickel pyrite(PEI1000-Ni500ppm, PEI500-Ni250ppm, PEI500- Ni500ppm)를 초순수 1L에 혼합한 다음 초음파를 이용하여 분산시켜 전기영동 용액을 준비하였다. 면적이 동일한 흑연섬유직물(Working Electrode: GFF)과 스텐리스망(Counter Electrode: stainless steel mesh)을 전기영동 용액에 평행하게 고정하고 두 전극 사이에 전압을 인가하여 전착시켰으며, 200℃에서 열처리를 하여 미생물전해전지용 전극을 제작하였으며, 전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)을 이용하여 흑연섬유직물의 표면에 전착된 탄소나노튜브의 상태를 확인하였다. 준비된 전극들은 1cm² 크기로 잘라 four-point법으로 저항 측정하였다. 흑연직물섬유은 저항이 0.115Ω/cm이었으나, 탄소나노튜브가 표면에 전착된 흑연섬유직물 전극의 저항은 크게 감소하였다. 특히, 탄소나노튜브 및 PEI500-Ni250ppm으로 구성된 전기영동용액으로 탄소나노튜브를 표면에 전착한 흑연섬유직물 전극은 저항이 0.006Ω/cm로서 코팅하지 않은 흑연섬유직물 보다 전기전도성이 약 20배 증가하였다. 탄소나노튜브를 전기영동법으로 흑연섬유직물의 표면에 전착한 전극은 비표면적이 넓고 부식성이 강한 고전도성의 우수한 미생물전해전지용 전극으로 사용 할 수 있을 것으로 판단된다.

미생물연료전지의 전극재료 중 결합제는 전극의 성능, 내구성 및 비용 등을 결정짓는 핵심 물질 중 하나이다. 전극의 결합제는 기본적으로 전극을 구성하는 기본물질들과 결합력이 좋아야 하고, 전극물질들과 집전체간의 전자전달이 가능한 물질이여야 한다. 따라서, 전극 결합제는 미생물연료전지의 성능향상을 위해 필수적인 역할을 담당한다. 좋은 결합제는 전극의 성능을 향상시킬 수 있어야 하고, 전극물질과의 접착력과 전극물질의 본성 등을 유지시킬 수 있어야 한다. 지난 수년 동안 미생물연료전지의 성능향상을 위해 다양한 결합제에 대한 연구가 이루어 졌으며, 결합제를 활용하기 위한 다양한 기술들이 연구되어 왔다. 현재, 많은 연구자들이 여러 장점들을 가지고 있는 탄소나노튜브를 미생물연료전지의 산화 및 환원전극 제조를 위한 기초물질로 이용하고 있는데, 탄소나노튜브는 가공성이 나쁘고, 용해성이 낮은 등 전극제작에 있어서 몇몇 결점들을 가지고 있다. 이러한 탄소나노튜브의 결점을 보완하면서 친수성이고, 전도성이 높은 결합제로 종종 Nafion 용액을 사용해오고 있는데 이는 고가이며, 결합력이 약하여 미생물연료전지의 실용화에 걸림돌이 되고 있다. 실리카겔은 친수성물질로 알려져 있으며, 물을 따라 이동하는 양이온의 전도성이 좋은 물질로 평가된다. 또한, 헤테로 다중산은 양이온 전도성을 향상시킨다는 많은 연구결과들이 보고된 바 있다. 따라서, 본 연구에서는 헤테로 다중산과 실리카겔을 미생물연료전지의 전극 결합제로 사용하여 고가의 전극결합제인 Nafion 용액을 대체하고자 하였다. 헤테로 다중산을 실리카겔에 도핑하여 결합제를 제조하고 이를 환원전극제작에 사용하였다. 제작된 환원전극의 성능은 3차원 공기환원전극 미생물연료전지를 이용하여 평가한 결과 전력밀도 및 내구성이 헤테로 다중산을 실리카겔에 도핑한 결합제를 이용한 환원전극의 성능이 Nafion 용액을 결합제로 사용한 환원전극보다 우수한 것으로 평가되었다. 헤테로 다중산을 실리카겔에 도핑하여 제조한 결합제는 큰 고가의 Nafion 용액을 대체할 수 있을 것으로 평가되었다.

본 논문에서는 초고압 특수 공간지를 활용한 다기능 포터블 카약을 제작하였다. 초고압 특수 공간지를 활용한 설계로 기존의 인플레터블 카약의 성능을 개선하여 하드쉘 카약의 성능에 근접하도록 제작하였다. 하드쉘 카약의 성능과 인플레터블 카약의 기능성 및 휴대성의 장점을 모두 가진 카약을 제작하였으며, 시제품 성능평가를 통해 기존 하드쉘 카약과의 성능을 비교하였다. 저항성능 검증결과는 목표속도 6knot에 대해 Hobie KONA kayak에 비해 Developed kayak이 12.33% 저항성능이 우수하였다. 경사시험결과는 동일배수량일 경우 Hobie KONA kayak 보다 Developed kayak의 무게중심이 선저를 기준으로 22.7% 낮게 분포하고 있으며, 이는 Hobie KONA kayak 보다 Developed kayak의 무게중심이 낮음으로 복원팔(GZ)에 대한 차이가 일정부분 감소된다. 선체 복원력에서는 Hobie KONA kayak이 약간 우수한 성능을 보여주었으나, 선회력과 저항계수면에서 Developed kayak이 더 우수한 결과를 보였다.

미국 오바마 대통령은 2013 국정연설에서“3차원(3D)프린팅(printing) 기술육성으로 새로운 제조업 혁명을 이룰 것”이라고 선언했다. G2인 중국 또한 3차원(D) 프린팅 기술 투자로 제조 산업을 일으키겠다고 의지를 표명했다. 대한민국은 3D프린팅에 대한 연구가 미흡한 실정으로 국가전략 및 미래 산업동력으로서 3D프린팅 모델링 연구를 제안하는데 목적이 있다. 연구방법은 국내외 3D프린팅 사례를 분석시트에 적용하여 종합적인 연구를 시도한다. 연구결과 3D프린팅은 소재별로 세부제작 방식이 광 조형공정, 분사시스템, 선택적 레이저 소결, 직접금속레이저소결, 3차원인쇄, 융합증착모델링으로 분별된다. 종합적 특징으로는 일반적인 제조공정에 비하여 제작 속도, 제품의 정확한 형태, 표면마감정도, 재료의 다양성과 색상이 우수하다. 조형적 특징은 오브젝트 내부에 오브젝트, 섬유 직접조형효과 인쇄와 개별 색상구현, 움직이는 부품의 동시구축, 복재3D 스캐닝 및 자유로운 스케치 조형구축등이며 기능적이고 혁신적인 디자인이 가능하다. 3D프린팅은 개인맞춤형, 1인 제조, 혁신적 디자인, 새로운 제조영역으로서의 가능성과 대한민국의 미래 성장 동력으로서 가치를 지니고 있다.

Prestressed concrete (PSC) members are readly available in civil engineering applications due to the convenience of construction and easy of quality control in the manufacturing process of the member. Especially, half-depth precast concrete composite slab, which is one of the PSC flexural members is developed recently using the long-line method. The half-depth precast concrete composite slabs are composed of the precast concrete and the in-situ concrete placed at the site. In this paper, we present the results of experimental investigations pertaining to the pretensioning efficiency and the flexural behavior of half-depth precast concrete composite slab which is made of precast PSC manufactured by the long-line method. In the long-line method, the pretensioned precast member is manufactured simultaneously, by tensioning tendons at once. In addition, we suggest the equation that can estimate the flexural strength of half-depth precast concrete composite slab reasonably by considering the effects of rebar embedded in the precast PSC flexural member.

본 논문은 디지털 영상매체의 발달함에 따라 주목받고 있는 3차원 입체영상 제작방법에 있어서 가장 먼저 개발되어진 애너글리프 방식을 이용하여 마야 프로그램에서 제작되어진 3D 입체영상 애니메이션 '이그드라씰'을 분석하였다. 이 작품에서 사용한 애너글리프 방식은 3D 입체영상을 비교적 쉽게 제작할 수 있으며 색상의 차이를 이용하여 분리된 영상을 통해 입체감을 효과적으로 표현할 수 있었다. 또한 시지각 이론을 적용한 공간연출은 작품에서의 필요한 거리감과 깊이감 그리고 속도감을 표현하는데 효과적 이였다.

이 논문은 공간 증강 현실 콘텐츠를 낮은 비용과 빠른 속도로 제작하기 위한 프레임워크를 제안한다. 우리의 프레임워크는 구하기 쉬운 장비인 웹캠과 프로젝터만으로 투영 기반의 증강현실 콘텐츠를 제작할 수 있는 환경을 제공한다. 콘텐츠 제작자는 웹캠과 프로젝터를 설치하고 프레임워크에서 제공하는 인터페이스를 조작하는 것으로 쉽고 빠르게 공간 증강 현실 기술을 사용한 디지털 콘텐츠를 제작할 수 있다. 기존의 솔루션들은 고가인 경우가 많고 콘텐츠 제작자가 증강 현실 기술을 스스로 적용하는 것이 쉽지 않기 때문에 우리가 제안하는 프레임워크는 콘텐츠 제작자가 콘텐츠 내용 자체에 집중할 수 있도록 돕는다. 프레임워크를 통해 웹캠과 프로젝터를 한 번 설정하면 인식 가능한 실제 물체의 이동과 회전에 따른 가상 물체의 렌더링 결과를 올바르게 투영한다. 그 결과, 우리는 사실적인 증강현실 콘텐츠를 확인할 수 있다.

In nature, many small insects are using jumping as a survival strategy. Among them, fleas jump in a unique method. They use an elastomer, 'Resilin’, an extensor muscle and a trigger muscle. By contracting the extensor muscle, the elastic energy, that makes a flea to jump, is stored in the resilin. After storing energy, the trigger muscle begins contracting and pulling the extensor muscle. When the extensor muscle crosses the rotational joint, direction of torque generated from the extensor muscle reverses, ‘torque reversal mechanism’. Simultaneously, the elastic energy stored in the resilin releases rapidly and is converted into the kinetic energy. It makes a flea to jump 150 times its body length. In this paper, miniaturized jumping robot using flea-inspired catapult mechanism is presented. This mechanism is based on the 4-bar linkage and the reversal joint and is actuated by Shape Memory Alloy (SMA) coiled springs describing the flea’s muscle. The robot prototype is fabricated by SCM process using glass fiber prepregs and a sheet of polyimide film. The prototype is 20mm link length, 34mm width and 2.0g weight and can jump 103cm.

본 연구에서는 게임의 실외 지형을 구성하는 많은 수의 다양한 나무를 효율적이고 자연스럽게 표현하기 위한 나무 성장 모델을 설계한다. 제안하는 나무 성장 모델은 (1) 다양한 종류의 나무를 보다 직관적이면서 자연스럽고 효율적으로 모델링하기 위한 성장 볼륨 및 약수 함수의 합성 곱 기반의 나무 모델링 방법, (2) 복잡한 구조의 다수 나무들의 실시간 처리를 위하여 인스턴싱 기반의 가지의 세분화 단계를 통한 렌더링 방법, 그리고 (3) 이를 조합하여 게임 배경을 효율적으로 구축하는 방법으로 구성된 나무 성장 모델이다. 제안한 나무 성장 모델을 통하여 자연스럽고 다양한 나무의 성장과 이를 통한 자연스러운 게임 배경의 구축 가능성 및 실시간 처리의 효율성을 실험을 통해 확인한다.

This paper presents test results of bending and weld joint of the HSA800. HSA800 for the high performance steel has a minimum 800MPa tensile strength. HSA800 can effectively reduce the size and thickness of structural member for high-rise building. Bending test and weld joint test of HSA800 are conducted to verify fabrication and performance of steel pile. Test results show that HSA800 is appropriate to make a heavy wall steel pipe. The fracture is occurred at the base metal of weld joint which can exhibit strength higher than its base metal.

The purpose of this study is to evaluate the flexural performance of a SHCC (Strain Hardening Cementitious Composites) panel which was manufactured by steam curing method for precast slab system. From the bending test result, it was found that the SHCC panel showed approximately 7.32 MPa of maximum flexural strength, 58 mm of mid-span deflection appearing excellent strain hardening behavior and multiple micro cracks between bending moment section of the specimen.

스마트폰은 하나의 화면에 입력과 출력이 동시에 이루어져야 하므로 게임을 디자인 하는 경우 기존 모바일게임 UI배치를 사용하기에 어려움이 있다. 본 연구에서는 기존 레이아웃 연구를 기본으로 게임의 레이아웃들을 분류한 후 이것을 정보영역과 정보표시영역으로, 조작과 비조작 영역으로 분류해 성격적으로 4종류로 구분했다. 연구를 기반으로 스마트폰 게임 제작을 위한 저작도구를 만들었고 개발자 100명을 대상으로 포커스 그룹 인터뷰인 FGI(Focus Group Interview)를 실시했다. 그리고 실시 결과를 기반으로 저작도구를 수정해 게임 개발에 적용했으며 개발기간을 단축시키는 효과를 얻었다.

Consumers increasingly prefer HDTV (high definition television), including LCD (liquid crystal display), LED (light emitting diode), and plasma TVs (television), and existing analog TV broadcasting system will be switched to digital broadcasting at the end of 2012 in Korea. Even for computer monitors, CRT (cathode-ray tube) monitors are no longer preferred because of customers’ increasing desire for thinner and lighter monitors and mobile computers. It is anticipated that these shifts will lead to a dramatic increase in disposal of analog TV sets. In 2012, it is estimated that about 117 thousand tons of CRT glass waste will be generated in Korea. CRT glass waste is not only Korea’s problem but also global issue, which needs worldwide attentions and policies for conserving useful resources and preventing groundwater pollution from heavy metals contained in CRT glass waste in case of landfill. It is important to develop BATs (best available technologies) to recycle CRT glass waste properly in short times. Therefore, in this study recycling possibility of CRT class was evaluated for the clay brick including powder of CRT glass of after crushing. Compressible strength and absorption factor of fabricated sample clay bricks were measured and observed whether they could satisfy the Korean Industrial Standard to use as normal bricks or not. The clay bricks containing under 5% of CRT panel glass powders were found to show enough quality as bricks, therefore the recycling of CRT cullet as materials of clay bricks could be utilized as one of the options.

본 논문에서는 비디오게임 콘텐츠 제작을 위한 모션그래픽 효과에 대해서 연구하였다. 모션 그래픽을 사용하여 비디오게임 콘텐츠 제작을 위한 다양한 효과들을 적용하여 나타내었다. 모션 그래픽의 효과를 움직임 효과와 이미지 모션 효과로 분류하고 적용하였다. 모션그래픽의 다양한 효과들은 비디오 게임 콘텐츠 제작에 적용함으로써 극적 효과를 증가시킨다. 본 논문에서 적용한 다양한 모션 그래픽의 효과들을 비디오 게임에 적용함으로서 보다 창조적인 비디오 아트로 발전하길 기대한다.

교육 현장에서 감정은 기억, 학습 성취, 동기부여에 있어 핵심적으로 중요한 요인으로 알려져 있다. 본 연구에서는 초등학교 아동들을 대상으로 감정적 개입(emotional engagement)을 촉진하기 위해 기능성 게임을 학습 현장에서 활용할 수 있는지를 확인해보고자 하였다. 이를 위해 영어 학습용 기능성 게임 '워드 콜렉트리안'을 이용하여 탐색 연구를 진행하였다. 워드 콜렉트리안은 인터액션을 통한 단어의 동적 시각화와 맥락 영상의 제시를 통한 상황 인지, 완성된 단어의 배치를 통한 단어에 대한 애착 고취 등을 활용하여 아동들이 감정적으로 영단어 학습에 효과적으로 개입할 수 있도록 설계하였다. 1차 프로토타입을 활용한 기초 실험 결과 워드 콜렉트리안이 학습 효과와 감정 개입의 효과를 모두 불러일으킬 수 있는 가능성이 있음을 확인할 수 있었다.

The simulated dyes solution containing Basic Red 46(BR 46), Yellow 21(Y 21), and Maxilon Blue 30(MB 30) were electrochemically oxidized using carbon fiber as an anode. The electrolyses were performed in a electrolytic flow cell constructed by Vycor glass tube. The carbon fiber was positioned in the inside of Vycor glass tube and platinum wire coiled around outside of tube as a cathode. Several operating variables, such as current, time, pH and flow rate of solution were studied. Increasing current density would lead to a corresponding increase in the dye removal efficiency 99.2 % at a 200 mA. The electrolyses time could also improve and removal efficiency was about 99 % after 1.5 hours of electrolyses. The removal efficiency was increased with the increase of flow rate of solution and optimum flow rate was 5 mL/min. THe pHs of solution affect the removal efficiency. The removal efficiency was decreased with the increase of pH of solution and optimum pH was 5.05 (0.1 M KNO3).

In this research, our team developed a semi-active MR damper by designing and producing it, and also evaluated its performance for the control of large structure. It is specially designed to have a flexible capacity to control a range of 10KN-30KN with an input current of 0 - 3A. The evaluation of its performance was carried out; first, to input a 0 - 3A electric current at various frequence range between 0.15Hz and 2Hz, then to measure a consequent power and displacement. By finding that the MR damper secures a control capacity of 10KN-30KN, it was proved that the MR damper is capable to control any large structure.

산림 인접 시설은 산불의 발화원이자 주요 보호대상으로써, 이에 대한 관리를 위해 위험 정도를 판정하는 것은 진화 우선 순위의 결정과 인명과 재산의 보호를 위해 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 산림 인접지 내 시설물의 인공적 요인에 의한 산불 위험성을 평가하기 위해, 접근경로 특성, 진화용수의 접근성, 진화기관으로 부터의 거리를 이용하여 산불 위험성을 평가하였으며, 또한 이를 이용하여 지도화 작업을 수행하였다. 분석 결과, 산불 발생 시 진화 차량의 접근에 어려움을 겪을 것으로 예상되는 지역의 면적 비율 분포는 봉화군(26.3%)> 울진군(24.6%)> 경주시(21.9%) 순으로 조사 되었으며, 진화용수와 관련된 위험성을 보이는 지역의 분포는 울진군(9.8%)>경주시(7.2%)>봉화군(6.2%) 순서로 조사되었다. 또한, 진화기관과의 이격거리로 인해 위험한 지역의 분포는 울진군(11.0%)> 봉화군(6.3%)> 경주시(1.5%) 순으로 조사되었다. 이를 이용하여 지도를 제작하였으며, 보다 향후 추가적인 연구와 타 지역에의 적용을 통해 지속적인 보강이 필요할 것으로 사료된다.

음악 학습효과 및 감상능력을 높일 수 있는 효과적인 음악교육용 리듬게임 제작 방안을 제시하기 위해 음악게임을 제작한 후 초등학생 107명을 대상으로 실험 및 설문조사를 실시하였다. 음고(pitch), 음가(duration), 음량(loudness) 지각을 바탕으로 한 반복적인 멜로디 패턴의 노트설계를 통해 음악에 대한 이해를 높일 수 있었으며, 시각, 청각, 촉각의 공감각적 이해를 통해 음악 감상교육의 효과 및 학생들의 몰입도를 높일 수 있었다.

최근 고부식 환경에 놓여 있는 철근 콘크리트 구조물의 철근 부식 문제를 해결할 수 있는 방안 중 하나로 뛰어난 내부식성을 가진 섬유복합체(Fiber Reinforced Polymer, FRP)로 제작된 보강근이 주목받고 있다. 유리섬유복합체로 제작된 보강근이 상용화된 상태이나 가격, 철근보다 낮은 탄성계수, 취성파괴 특성 등의 이유로 사용 실적은 많지 않은 것이 현실이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방편 중 하나는 유리섬유복합체 보강근의 성능을 고도화하는 것이다. 성능 고도화를 통해 강도 대비 가격을 낮출 수 있으며, 인장성능을 향상시킬 수 있다. 본 연구는 주어진 재료와 조건 하에서 보강근 성능에 영향을 미치는 인자들의 효율성 향상을 통한 고인장 성능 유리섬유복합체 보강근의 개발에 관한 것이다. 이를 위해 구성재료와 제작방법 등 유리섬유복합체 보강근의 인장성능에 영향을 미치는 인자들에 대해 분석을 수행하여 개선 방안을 제안하였으며, 이를 통해 보강근의 주재료인 유리섬유의 성능을 기존 제품보다 더욱 효율적으로 활용하는 보강근을 제작하였으며, 다양한 변수에 대한 인장시험을 통하여 그 성능을 비교 분석함으로써 개선 방안의 적절성을 검증하였다.