As we become an aging society, the number of elderly patients continues to increase. Pressure sores that can easily occur in patients with trauma cause serious socio-economic problems. In general, prevention of bedsores through predicting the patient's posture is being developed. Developed method usually use artificial intelligence techniques to estimate the patient’s posture by measured pressure images in the mattress. In this method, it has a problem the reduction of estimation accuracy when posture of patient is changed. Therefore, it is necessary to use the filter of pressure images in the position transition of patient. In this paper, we propose an algorithm to predict the patient's posture, and an algorithm to reduce the ambiguity that can occur in the patient's posture transition section. By obtaining stable data through this algorithm, learning/prediction stability of the neural network can be expected, and prediction performance is improved accordingly. Through experiments, the effectiveness of the algorithm was verified.

본 연구는 초등학교 3-4학년군 수학 교과의 도형의 기초, 여러 가지 삼각형과 사각형, 다각형, 원의 구성 요소, 평면도형의 이동을 중심으로 포디프레임과 지오지브라, 3D 펜을 활용한 융합교육 프로그램을 개발하고, 초등학교 4학년 영재학생들을 대상으로 창의·융합 역량에 대한 효과를 검증 하였다. 연구대상은 경남 창원시 소재 U초등학교 4학년 영재학급 학생으로 남학생 10명, 여학생 8명, 총 18명이었다. 연구방법은 프로그램의 개발과 단일집단 사전사후 측정방법을 사용하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 개발된 융합교육 프로그램을 적용한 수학 수업이 초등학교 4학년 영재학급 학생들의 창의·융합 역량 발달에 통계적으로 유의미한 효과가 있었다. 하지만 하위요인 중 인본주의 요인의 경우 유의미하지 않았다. 둘째, 동료평가지 분석 결과 학생들이 생각하는 창의·융합 역량 하위요인 별 핵심 요인 중 소통과 협력에서는 ‘상대방에 대한 배려’, 창의적 통찰력에서는 ‘사물이나 현상을 다르게 볼 수 있는 발상’, 타 분야의 지식에서는 ‘결합되는 각 기술(교과)자체에 대한 이해력’, 인본주의에서는 ‘공감 능력’이라고 생각하는 것으로 나타났다. 이러한 분석을 통해 학생 개개인의 성장과 발달 정도를 파악할 수 있었다. 본 연구의 결과를 통해 미래사회의 주축이 될 학생들의 창의·융합 역량 증진을 위하여 개발한 융합교육 프로그램이 효과적임을 확인할 수 있었다.

본 연구는 신해체주의 관점에서 현대 패션에 나타나는 데님 디자인을 이해하고, 미래 패션디자인에 대한 방향성 모색을 위한 것이다. 본 연구의 목적은, 첫째, 신해체주의 관점에서 데님을 활용한 디자인의 용어와 개념 정의를 통해 본 연구의 방법론을 모색한다. 둘째, 신해체주의 디자인 관점을 긍정적 디자인, 다양성 추구, 새로운 변형으로 보고 이에 따른 디자인을 유형화 한다. 셋째, 신해체주의 관점에서 3D 프린팅과 디지털 프린팅을 적용한 데님 디자인 개발을 제안한다. 이에 따른 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 신해체주의 관점에서 현대 패션에 나타나는 데님 디자인의 변화에 대한 해석과 이해는 방법론으로 타당한 것으로 나타났다. 둘째, 신해체주의 디자인 관점에서 데님 디자인은 긍정적 디자인, 다양성 추구, 새로운 변형으로 그 디자인을 유형화 할 수 있었다. 셋째, 신해체주의 디자인 관점에서 3D 프린팅과 디지털 프린팅을 적용한 데님 디자인 2작품을 결과로서 도출하였다.

본 연구는 최신 기술로 주목받고 있는 3D 프린팅 기술과 밀레니얼 세대 소비자의 특성을 반영한 커스터마이징 티셔츠 디자인 개발 연구이다. 연구 목적은 첫째, 3D 프린팅, 플렉시블 소재 활용, 필라멘트와 커스터마이징 디자인 프로세스 개념 정의와 특성 유형화를 통해 티셔츠 디자인 개발 방법을 모색한다. 둘째, 커스터마이징 디자인 관점에서 3D 프린팅 기술을 적용한 티셔츠 디자인 프로세스를 제안한다. 셋째, 플렉시블 필라멘트를 사용한 3D 프린팅 기술을 적용한 커스터마이징 티셔츠 디자인 3작품을 제안한다. 이에 따른 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 유연성을 가지는 플렉시블 소재 필라멘트를 사용한 3D 프린팅 기술은 커스터마이징 디자인 개발에 적용이 가능한 것으로 나타났다. 둘째, 커스터마이징 디자인 관점에서 3D 프린팅 기술을 적용한 티셔츠 디자인 프로세스는 1단계 아이템 칼라 선택, 2단계 세부디자인 선택, 3단계 조합 및 완성으로 제안 되었다. 셋째, 3D 프린팅을 활용한 커스터마이징 티셔츠 디자인 프로세스에 따라 작품 1, 2, 3을 결과로 도출하였다. 본 연구에서 제안한 테크놀러지 발달에 따른 신기술 적용 방안 모색으로서 3D 프린팅을 활용한 커스터마이징 티셔츠 디자인 연구는 새로운 소비자의 니즈를 반영한 것으로 관련 후속 연구의 기초 자료로 활용되기를 제안한다.

최근 의료분야에서 X선은 질병의 진단 및 치료영역에서 필수적으로 요구되며, 영상의학 기술의 발전과 더불어 X선의 이용은 지속적으로 증가하는 추세지만, X선은 방사선 피폭의 단점을 가지고 있다. 방사선피폭을 방어하기 위해 임상에서는 납 방호도구를 사용하지만 납은 중금속으로 분류되어 납중독 등 인체에 유해한 반응을 일으킬 수 있다. 따라서 본 연구는 FDM(Fused Deposition Modeling)방식의 3차원 프린터의 재료를 이용하여 제작한 차폐체의 유용성을 알아보고자 한다. 필라멘트의 선감약계수를 확인하기 위해 PL A, XT-CF20, Wood, Glow, Brass를 이용해 팬텀을 제작 하고, CT scan을 하였다. 그리고 100 × 100 × 2 ㎜ 크기의 차폐 시트를 모델링하고, 진단용 X선발생장치와 조사선량계를 이용하여 선량 및 차폐율을 측정하였으며, 납 방호도구와의 차폐율을 비교하였다. 실험결과 Brass의 CT number가 가장 높게 측정되어 Brass를 이용하여 차폐시트를 제작하였으며, 진단용 X선발생장치로 확인한 결과 100 kV, 40 mAs 조건으로 X선 조사 시 6 ㎜ 두께의 차폐시트에서 차폐율이 90 % 이상으로 측정되어 apron 0.25 ㎜Pb보다 차폐율이 높은 것을 확인하였다. 본 연구의 결과 3차원 프린팅 기술로 제작한 차폐체가 진단용 X선 영역에서 높은 차폐율을 보이는 것을 확인하였으며, 납 방호도구와의 비교를 통하여 납을 대체하여 방사선 방호도구로서의 가능성을 알 수 있었다.

전산화단층검사는 많은 방사선을 받을 수 있으며, 한 명의 환자에서 반복적으로 시행되는 경우가 위험도 는 매우 높다. 어린이의 경우에 방사선에 의한 암 발생률이 더 높다고 보고하고 있다. 3D 프린트는 여러 분야에 적용하기 위해서 연구되고 있으며, 여러 응용 분야중 방사선 차폐체 제작 및 재료에 대한 연구가 최근 진행되고 있다. 3D 프린터의 목적은 기존의 판넬 형태의 차폐체를 대체하고 인체의 형태를 따라 맞춤형 제작을 하는 것이 최종 목적이기 때문에 3D 프린터에 입력할 3차원정보처리에 대한 연구도 매우 중요하다. 본 연구에서는 스테레오 비전의 깊이지도(depth map) 생성 기술을 이용하여 환자 맞춤형 안구차폐체 제작의 전단계인 인체표면의 3차원 데이터를 계산하고 활용 가능성을 연구하고자 하였다. 알려진 3차원 정보처리의 방법들에 비해서 비교적 간단한 방법으로 제안된 결과 안면부 3차원 정보추출을 위한 최소한의 정보가 추출되었다. 본 연구의 결과는 자연광을 적용한 스테레오영상의 장점과 한계점을 제공하였고 향후 안구 차폐체 제작을 위한 기초자료가 될 것으로 판단한다.

임상에서 사용하는 진단 검사 장치인 전산화 단층촬영기와 자동화된 설계 소프트웨어(MediACE 3D Prog ram), 3D 프린터로 손목 보조기를 제작하고자 하였다. 전산화단층촬영기로 상지의 Dicom 파일을 획득한 후 MediACE 3D Program을 통해 손목 보조기를 디자인하여 "STL(stereolithography)"파일을 만들었고, 디자인된 손목 보조기는 3D 프린터를 이용하여 인쇄하였다. 3D 프린팅 기술로 제작된 손목보조기의 효용성 검증을 위해 뼈와 피부에 가해지는 압력 및 보조기의 스트레스 분포를 유한요소해석으로 나타내었다. 손목 보조기를 제작할 때 유한요소해석의 결과를 가지고 뼈와 피부가 압력에 의한 손상과 보조기의 파손이 자주 일어나는 부위를 보강하여 손목 보조기를 제작할 수 있을 것이라고 기대된다.

구강 및 두경부 암의 방사선치료 시 치료 범위에 피부를 포함하는 경우가 많으며 이때 볼루스의 사용이 빈번해진다. 특히 턱 부분의 요철로 인하여 환자의 적용 시 선량 불확실성을 제공한다. 본 연구에서는 3D Printing을 이용하여 Gel 볼루스와 Poly lactic acid(PLA), Silicon을 적용한 환자 맞춤형 볼루스를 제작하여 물성 특성을 확인하고, 제작된 볼루스와 치료계획의 불일치성을 확인하며, 실제 방사선 선량 전달시 발생하는 선량불확실성을 측정하였다. 그 결과 일반적인 요철 부위에는 PLA 재질의 볼루스가 안정적이며, 요철이 심하거나 환자의 체형이 자주 바뀔 수 있는 환자의 경우 Silicon 재질의 볼루스가 유용할 것으로 사료된다.

To address the increase of weather hazards and the emergence of new types of such hazards, an optimization technique for three-dimensional (3D) representation of meteorological facts and atmospheric information was examined in this study as a novel method for weather analysis. The proposed system is termed as “meteorological and air quality information visualization engine” (MAIVE), and it can support several file formats and can implement high-resolution 3D terrain by employing a 30 m resolution digital elevation model. In this study, latest 3D representation techniques such as wind vector fields, contour maps, stream vector, stream line flow along the wind field and 3D volume rendering were applied. Implementation of the examples demonstrates that the results of numerical modeling are well reflected, and new representation techniques can facilitate the observation of meteorological factors and atmospheric information from different perspectives.

본 연구는 건설 디지털 제조를 위한 3D 프린팅 기술 개발을 위하여, 플라이애시 및 고로슬래그 미분말 등의 알칼리 활성화 결합재를 Binder Jetting 3D 프린팅 방식으로 출력하고, 후처리 방법을 통해 출력물의 압축강도를 증진하는 것이다. 진공 펌프 및 규산나트륨-수산화나트륨 복합 수용액을 적용하여 후처리 방법을 검토하였으며, 후처리 용액에 침지한 후 -0.1 MPa 진공 압력으로 처리한 공시체의 압축강도는 11.04 MPa 로써 강도 증진을 확인하였다.

임상에서 사용하는 진단 검사 장치인 전산화 단층촬영기(CT)를 이용하여 Dicom 파일을 획득하였습니다. Dicom 파일과 3D 프로그램, 3D 프린터로 손가락 보조기(Finger brace)를 제작하였습니다. 손가락 보조기(Fin ger brace)는 인체를 대상으로 하기 때문에 형태의 정밀도가 매우 중요합니다. 3D Print는 정밀도가 우수하 고, 재료가 다양하고, 출력 시간이 짧은 이점이 있습니다. 임상에서는 알루미늄 보호대나 의료기 업체의 손 가락 보호대가 한정적입니다. 3D 프린터로 손가락 보조기(Finger brace)를 제작하면, 환자의 손가락 외상, 질병, 변형의 치료에 이용할 수 있는 정밀한 형태의 맞춤형 손가락 보조기(Finger brace)를 환자에게 적용할 수 있을 것이라고 기대합니다.

본 연구에서는 야외 방사선투과검사 시 방사선작업종사자의 맞춤형 차폐체 제작을 위해 3D 프린터 필라 멘트의 재질 및 두께에 대한 차폐 분석을 수행하였다. MCNPX를 이용한 모의 모사를 통해 복셀 선원 192Ir, 75Se를 선택 후 ICRU Slab Phantom에 차폐체를 부착하고, 선원과 Slab Phantom의 거리를 100 cm으로 설정 하였다. 12 개의 차폐물질에 대하여 차폐물질이 없는 경우부터 200 mm 까지 5 mm 단위로 나누어 각 차폐 물질별 단위 질량 당 흡수되는 에너지를 평가하였다. 그 결과 모든 방사선투과검사용 감마선원에서 ABS + Tungsten, ABS + Bismuth, PLA + Copper, PLA + Iron 순으로 차폐 효과가 높은 것으로 나타났다. 그러나 납에 비해서는 다소 낮은 차폐 효과를 보였다. 향후 본 연구를 토대로 원자번호와 밀도가 높은 필라멘트 재료에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

본 연구의 목적은 광자계수검출기 기반 스펙트럼 전산화단층촬영을 이용하여 K-각 영상을 획득하고, 이 를 통해 3차원 융합진단영상을 구현하여 임상적 이용 가능성을 평가하고자 하였다. 실험을 통한 K-각 영상 획득을 위해 스펙트럼 전산화단층촬영 시스템을 이용하였다. 희석된 iodine과 gadolinium 조영제가 주입된 6개의 튜브를 돼지고기에 삽입하여 팬텀을 제작하였다. 100 kVp 관전압과 500 μA 관전류 조건에서 발생된 X-선을 이용하였으며, iodine과 gadolinium의 K-각 흡수에너지를 고려한 35 및 52 keV에 저에너지 문턱값 을 설정하여 K-각 영상을 획득하였다. 융합진단영상은 일반적인 전산화단층촬영 영상과 스펙트럼 전산화 단층촬영을 통해 획득한 iodine 및 gadolinium 영상을 정합하여 획득하였다. 두 가지 조영제 기반 융합진단 영상의 CNR은 일반적인 CT보다 평균적으로 6.76-14.9배 높았으며, 3차원 융합진단영상은 각 조영제의 물 질 지도 정보를 제공할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제안하는 방법을 통해 전산화단층영상의 화질을 향 상시킬 수 있으며 특정 물질의 추가적인 정보를 제공을 통해 진단의 효율성을 증가시킬 수 있다.

굳지 않은 콘크리트의 적층성은 콘크리트 3D 프린팅의 핵심 요소로써 필라멘트의 변형 및 붕괴 없이 일정한 높이로 적층하는 성능이다. 적층성은 항복응력과 밀접한 관련이 있으며, 항복응력이 높을수록 우수하다. 또한, 굳지 않은 콘크리트는 압출된 후 시간경과에 따라 경화되면서 전단응력이 증가하기 때문에 적층성이 높아지게 된다. 따라서, 콘크리트 3D 프린팅 시 굳지 않은 콘크리트의 적층성 확보를 위해서는 출력되는 레이어 사이의 적절한 시간 간격(Printing Time Gap, 이하 PTG)이 필요하다. PTG가 증가함에 따라 적층성은 증가하지만, PTG가 과다하게 커지면 출력된 레이어 간의 부착성능이 감소하며, 출력시간이 길어짐에 따라서 압출성능이 저하될 수 있다. 이 연구에서는 100 MPa급 고강도 콘크리트 배합에 적합한 적층성을 확보하기 위하여 PTG를 변수로 한 3D 프린팅 실험을 수행하였으며, 이와 더불어 콘크리트 3D 프린팅 방법을 유사하게 모사할 수 있는 모의 적층실험 방법의 유효성을 검토하기 위하여 모의 적층실험을 수행하였다.

고준위방사성폐기물의 처분터널 및 처분공 간격을 결정하고 처분시스템의 성능을 평가하기 위해서는 열-수리-역학적인 복합 거동 변화에 대한 이해가 반드시 필요하고 이를 반영하여 해석해야만 한다. 하지만 한국형 기준 처분시스템에서의 처분 터널 및 처분공 간격을 결정하기 위해 수행된 기존의 연구들은 이러한 복합거동 특성을 반영하지 않고 열 해석 결과만을 근거로 처분시스템을 설계하였다. 따라서 본 연구에서는 열-수리-역학적인 복합거동 특성을 반영하여 한국형 기준 처분시스템의 성능을 TOUGH2-MP/FLAC3D를 이용하여 평가하였다. 고준위방사성폐기물이 처분된 이후 방사성 붕괴열에 의해 처분 시스템의 온도는 급격히 증가하다가 붕괴열의 감소로 온도는 서서히 감소하였으며, 해석 기간 1,000년 동안 벤토나이트 완충재의 최고 온도는 설계 기준인 100℃ 이하로 유지되는 것으로 나타났다. 처분용기와 벤토나이트 완충재의 계면에서의 최고 온도는 약 3.21년이 지난 시점에 용기의 중간 지점에서 약 96.2℃로 나타났으며, 암반에서의 최고 온도는 폐쇄 후 약 17년 이 지난 시점에서 약 68.2℃로 계산되었다. 처분용기 부근 벤토나이트 완충재는 처분 초기에 온도 변화에 따른 건조현상이 발생하여 포화도가 감소하지만, 시간이 지남에 따라 주변 암반으로부터의 지하수 유입에 의해 포화도가 증가하는 것으로 계 산되었다. 이후, 벤토나이트 완충재 및 뒷채움재 모두 약 266년 이후 완전히 포화되는 것으로 계산되었다. 처분시스템에서의 온도 변화에 따른 열응력 그리고 벤토나이트 완충재 및 뒷채움재의 팽윤압으로 인한 응력 변화가 처분장 주변 암반에 미치는 영향을 평가하고자 수치해석에서 계산된 응력을 스폴링 강도(spalling strength)와 Mohr-coulomb 파괴 기준식과 비교 하였다. 계산 결과 일축압축강도와 스폴링 강도에 도달하지 않는 것으로 나타나 처분시스템이 스폴링에 의한 파괴는 나타나지 않을 것으로 판단되며, Mohr-coulomb 파괴 기준 역시 충족하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 사용된 수치해석 코드와 방법론은 다양한 조건에서의 한국형 기준 처분시스템에 대한 성능평가뿐만 아니라, 복층 처분시스템에 대한 설계와 성능평가에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 해외의 3D프린팅 기술을 활용한 혁신성 소구방법의 광고캠페인 사례를 고찰함으로써 고도화된 사회에서 혁신적 마케팅 커뮤니케이션에 대한 필요성 인식과 향후 3D프린팅과 같은 혁신기술과 광고마케팅 분야의 통섭적 사고에 대한 방향성을 제시하고자 하였다. 해외의 글로벌 기업 브랜드는 혁신기술을 받아들이고, 이를 통해 광고마케팅 분야와 결부 시켜 광고캠페인을 진행하며 소비자와 새로운 방식의 커뮤니케이션을 시도하고 있으나 우리나라에서는 관련 연구가 이루 어지거나 실질적으로 광고캠페인이 진행된 사례는 극히 드문 실정이다. 따라서 본 연구에서는 선행연구를 바탕으로 혁신성 의 속성을 ‘자기표현(assertiveness)’, ‘감성(sensibility)’, ‘타인과의 공유(sharing with others)’와 로저스(Rogers,2003)의 ‘시용가능성(trialability)’, ‘가시성(observability)’의 5가지로 정의하고, 수용자 경험 속성으로 ‘이용성(usability)’, ‘접근성 (accessibility)’, ‘복합성(complexity)’, ‘창조성(creativity)’을 도출하여 선행연구 및 로저스의 혁신성 이론을 토대로 설계한 분석모델을 통하여 해외 혁신성 소구방법의 광고캠페인 사례를 분석하였다. 분석 결과, 일반적인 소구방법보다는 광고캠페인을 통한 자기표현의 경험 가치와 정서적 가치, 관계 형성과 시용가능성이 갖춰진 환경에서 새로움과 즐거움, 재미의 소구가 가능한 혁신성 소구방법이 진화한 소비자를 충족시킬 만한 요인으로 작용할 수 있으며, 혁신성의 속성이 높을 때 전반적으로 사용자 경험 속성도 높은 것으로 분석되었다. 이는 혁신성 소구방법의 광고캠페인은 대체적으로 혁신기술을 활용한 제작 과정 전반에 수용자의 체험이 가능하기 때문인 것으로 분석되었으며, 혁신성의 다섯 가지 속성과 수용자 경험의 네 가지 요소를 포괄적으로 활용하여 수용자들의 총체적 경험이 가능한 광고캠페인 프로세스를 구축한다면 혁신성 소구방법의 광고캠페인을 통한 수용자와의 커뮤니케이션을 보다 향상시킬 수 있을 것으로 보인다. 본 연구는 혁신성 소구방법의 광고캠페인 사례의 혁신성 속성 등 수용자의 경험에 영향을 미치는 무형의 요인을 연구함으로써 혁신적 마케팅 커뮤니케이션의 필요성에 대한 인식을 제고하고, 광고캠페인의 혁신성 소구방법과 수용자 경험의 관계를 이해하여 이와 관련된 연구의 기초가 되는 탐험적 연구로써 향후 새로운 광고 전략 수립의 단서를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.