고랭지 농업(해발고도 400 m이상)은 주로 해발고도가 높은 산지의 경사지에서 이루어지고 있고, 대부분 작물 재배기간이 5월부터 9월까지(5개월)로 짧아, 나머지 7개월은 토양 피복이 이루어지지 않은 상태로 있어 토양유실 가능성이 높다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서 고랭지 경사도 55% 라이 시미터(Lysimeter)에서 경관성이 높은 구절초를 식재하여 토양 유실 저감 효과를 규명하였다. 관행구로 나지(Control, TC) 대비 식재 밀도에 따라 구절초 적은 그룹(T1, 40주), 구절초 많은 그룹(T2, 70주)로 하여 총 3처리를 두었다. 구절초의 재배기간 (6-10월) 피복율을 조사한 결과 대조구인 나지상태인 TC는 0% 의 피복율인데 반해 구절초 식재한 T1 처리구는 43-59%의 피복율을 보였으며, T2 처리구는 63-81%로 경사지 토양을 피복시 키는 효과가 가장 좋았다. 재배기간 평균기온의 5개월 평균은 평균기온범위는 16.1℃로 나타났으며 강우량은 1207.9 ㎜로 나 타났다. 재배기간 동안 평균적인 지표유출량 경감효과는 TC 처 리 대비 구절초 피복처리구인 T1 처리구는 71%, T2처리구는 76%로 우수하였다. 또한, 토양유실량의 경우 TC보다 T1처리구 의 경우 84%, 재색밀도가 높은 T2 처리구의 경우 98%의 토양유실 감소효과를 보였다. 따라서, 고랭지 경사지에 영년생 자원식물 중 경관성이 뛰어난 구절초를 식재함으로서 경사지 토양유실을 경감시킬 수 있고, 부가가치가 높은 고소득작물로 활용 가능할 것으로 기대된다.

Background : Hippophae rhamnoides L. are known for antioxidant, immunodeficiency, skin protection, influenza infection and prevention of heart disease. This study was carried out to confirm the possibility of functional food by changing the antioxidant effect using H. rhamnoides L. leaf extracts to the Gamju (sweet rice drink). Methods and Results : A total of 12 samples were made of different processes. Briefly, the H. rhamnoides L. leaf were extracted at 60℃ in two different conditions (EtOH 100%, water 100%). Gamju was fermented into three different koji (Aspergillus oryzae – red, yellow, black). In addition, The addition of H. rhamnoides L. leaf extracts were mixed in two ways (simultaneous saccharification, mixed after saccharification). Antioxidant activities were estimated by 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazil (DPPH) and reducing power assay. Total phenolic content (TPC) was determined by Folin-Ciocalteu method. In this study, we found that Gamju mixed with H. rhamnoides L. leaf increased antioxidant effects and TPC than the control (original Gamju). Moreover, the anti-oxidant effects of the mixed H. rhamnoides L. leaf with Gamju after saccharification exhibited more activity than simultaneous saccharification in DPPH assay. Conclusion : These results demonstrated that samples of added to the H. rhamnoides L. leaf could be use as functional food.

Background : Arctium lappa L., Compositae plant, has been consumed as a vegetable and beverage in China, Taiwan, and Japan for a long time. Several studies have reported for the burdock to include antioxidant activity, hepato-protective efficacy, anti-inflammatory activity, anti-proliferative and apoptotic effects, anti-microbial and antiviral activity. Thus, A. lappa is considered a promising plant for the treatment of chronic diseases, such as cancer, diabetes, and AIDS and due to the increasing evidence of functional compounds contributions over a variety of health beneficial properties the A. lappa has received increasing scientific interest. The primary aim of the present study was determined antioxidant activities and analysis of standard compound in A. lappa. Methods and Results : There were five different solvent conditions (100% water, 30% EtOH, 50% EtOH, 70% EtOH, 100% EtOH), extract in the room temperature. Comparatively, 70% EtOH extract showed higher values of DPPH radical scavenging activity than others. As the increasing of EtOH percentage contents, we confirmed increase total phenol and flavonoid contents. The 2,4-di-tert- butylphenol as standard compound was detected by HPLC analysis based on the calibration curve: equation : Y = 8.17e + 003X – 1.43e + 005, R2 = 0.996227. The amount of standard compounds were similar in all each different solvent conditions, but not detected in water extract. Conclusion : These results showed that A. lappa could be used as potential materials of antioxidant, and should be need more study.

새롭게 개정된 2015 교육과정에서 정보 교과는 중학교에서 필수 교과로 지정되어 학생들의 컴퓨팅 사고력과 협력적 문제 해결력을 개발하도록 장려한다. 이에 따라 많은 연구자들이 관련 연구들을 진행하고 있다. 여러 간행물들, 연구 논문들 및 교사들의 인식을 검토한 결과 컴퓨팅 사고 수업에서 알고리즘 및 코딩에 중점을 두고 있었다. 컴퓨팅 사고는 컴퓨터를 사용하여 문제를 해결 하는데 필수적인 사고 과정이다. 그러나 사고력 활동이 미리 구조화된 문제에 의해 제약받는 측면이 많이 있음을 관찰할 수 있었다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 구조화되지 않은 열린 문제를 제공함으로써 데이터 활용 능력(data literacy)을 강조한 문제해결 수업을 제안하였다. 또한 데이터 활용 능력 강조 수업이 기존의 구조화된 문제를 활용한 수업에 비하여 학습동기와 학업성취도에 통계적으로 유의한 효과가 있음을 검증하였다. 따라서 컴퓨팅 사고 기반의 문제해결 수업에서 미리 구조화된 문제를 프로그래밍 하는데 초점을 맞춘 수업보다 데이터 활용 능력을 증진하는 문제해결 활동을 활용한 수업이 보다 효과적임을 밝힐 수 있었다.

In this study, microorganism community characteristics of organic managed soil which applied rye (Secale cereal L.) as green manure for 25 years, were determined. The chemical properties of organic soil showed high level of organic matter and available P2O5, while the level of exchangeable cation was low. The analysis of dehydrogenase activity and carbon source utilization indicated that the values in on organic soil were significantly higher than those of the control. It suggested that the microorganism community of organic soil had high microorganism activity, compared to the control. In addition, when the 16S rRNA genetargeted NGS (Next generation sequencing) analysis was conducted to estimate the class of bacterial community, the class level of bacterial taxon composition on organic soil showed higher portion of Sphingobacteriia, Acidobacteriia, Gammaproteobacteria, Solibacteres and Planctomycetia. By base on the results of various reports in which organic managed soil had high portion of Acidobacteriia and Planctomycetia, the characteristic of taxon composition in organic soil, which showed the high percentages of Ktedonobacteria, Sphingobacteriia, Acidobacteriia and Gammaproteobacteria, was resulted from the application of rye as a green manure for the long term. However, further researches were needed because the crop effect was not considered in this study.

최근 가상현실 기술의 발전으로 가상의 3D 객체와 자연스러운 상호작용이 가능하도록 하는 사용자 친화적인 손 제스처 인터페이스에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 대부분의 연구는 단순하고 적은 종류의 손 제스처만 지원되고 있는 실정이다. 본 논문은 가상환경에서 3D 객체와 보다 직관적인 방식의 손 제스처 인터페이스 방법을 제안한다. 손 제스처 인식을 위 하여 먼저 전처리 과정을 거친 다양한 손 데이터를 이진 결정트리로 1차 분류를 한다. 분류된 데이 터는 리샘플링을 한 다음 체인코드를 생성하고 이에 대한 히스토그램으로 특징 데이터를 구성한다. 이를 기반으로 학습된 MCSVM을 통해 2차 분류를 수행하여 제스처를 인식한다. 본 방법의 검증을 위하여 3D 블록을 손 제스처를 통하여 조작하는 ‘Virtual Block’이라는 게임을 구현하여 실험한 결 과 16개의 제스처에 대해 99.2%의 인식률을 보였으며 기존의 인터페이스보다 직관적이고 사용 자 친화적임을 알 수 있었다.

Side scanning sonar (SSS) provides valuable information for robot navigation. However using the side scanning sonar images in the navigation was not fully studied. In this paper, we use range data, and side scanning sonar images from UnderWater Simulator (UWSim) and propose measurement models in a feature based simultaneous localization and mapping (SLAM) framework. The range data is obtained by echosounder and sidescanning sonar images from side scan sonar module for UWSim. For the feature, we used the A-KAZE feature for the SSS image matching and adjusting the relative robot pose by SSS bundle adjustment (BA) with Ceres solver. We use BA for the loop closure constraint of pose-graph SLAM. We used the Incremental Smoothing and Mapping (iSAM) to optimize the graph. The optimized trajectory was compared against the dead reckoning (DR).

세계적으로 하수처리장 방류수 수질기준이 강화되고 있으며 국내 또한 하수처리장 에너지 자립율을 높이기 위해 하･페수처리장 내 고효율 혐기소화조 및 소화조 전처리 설비가 도입되면서 방류수의 수질은 향상되었다. 그러나, 농축조 및 소화조 후단에서 발생하는 반류수의 농도가 지속적으로 증가하여 하･폐수처리장 내 생물반응조 운영에 악영향을 미치고 있는 실정이다. 반류수는 발생특성상 연속적으로 발생되지 않고 간헐적･주기적으로 발생되며 슬러지 처리계통에서 배출되고 있다. 반류수 발생 시 시간 최대유량 및 농도가 수처리공정 하수유입 부하 대비 100% 이상의 부하증가를 초래하는 경우도 있어 이로 인한 생물반응조의 운영에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이러한 반류수 유량은 유입유량의 1~3%로 적은 양으로 발생되지만 고농도로써 수처리 공정에 충격부하를 유발하기 때문에 전체 처리효율에 악영향을 주는 것으로 알려져 있다. 또한, 질소의 농도가 높기 때문에 반류수에 의한 유입수의 질소부하 증가량은 유입 질소 부하량의 15~25% 이상을 차지한다. 이러한 반류수의 처리를 위해 생물반응조 유입 전 전처리를 통해 부하를 감소시키기 위해 응집침전 방법을 선정하였다. 이에 본 연구에서는 대구 S 하수처리장의 반류수를 대상으로 유입유량 대비 반류수의 연간 유량 및 유입 부하를 파악하였고, 고농도로 유입되는 반류수의 처리를 위해 pH, 응집제 종류, 혼화 시간 및 rpm 의 인자들을 조절하여 응집실험을 진행하였으며, CODCr, T-N, T-P, SS, NH4+의 저감효율을 도출하였다.

미생물연료전지(MFC)는 폐기물 속에 포함된 유기물을 전기로 전환하는 시스템으로 스케일업(scale-up)과 전압 및 전류 향상을 위해서는 미생물연료전지의 스택(stack)이 필요하다. 미생물연료전지의 전압을 향상시키기 위해서는 직렬연결, 전류를 증가시키기 위해서는 병렬연결이 필요하며 각 연결방법에 따른 유기물 제거와 전력생산의 관계는 폐기물 처리와 에너지 전환 효율적인 측면에서 중요한 인자이며 이에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구는 2개의 미생물연료전지(MFC 1, 2) 셀을 미연결, 직렬 연결, 병렬 연결하였을 때 유기물 변화와 전류 발생량을 모니터링한 후 이에 따른 쿨롱효율을 분석하여 각 연결에 따른 유기물 변화와 에너지 전환 효율에 따른 효과적인 스택 방법을 제시하고자 한다. 미연결된 미생물연료전지(MFC unit 1, 2), 직렬 연결된 미생물 연료전지(MFC 1-2), 병렬연결된 미생물연료전지(MFC 1//2)의 하루 동안 변화된 화학적 산소 요구량(COD)는 각각 163mg, 213mg, 194mg으로 직렬 연결된 미생물연료전지에서 가장 높은 유기물 제거율을 보였다. 이 때 발생된 평균 전류는 각각 2.13mA, 2.83mA, 4.14mA로 병렬 연결된 미생물연료전지에서 가장 높은 전류 값을 보였으나 유기물 제거량과 전류 발생량으로부터 계산된 쿨롱효율은 각각 19.8%, 10.5%, 15.2%로 미연결된 미생물연료전지에서 가장 높은 쿨롱효율 값을 나타났다. 비록 각기 다른 유기물 변화, 전류 생산, 쿨롱효율 값을 보였지만 각 연결에 따른 미생물연료전지의 성능을 측정하였을 때 비슷한 전력 값이 생산된 것을 확인할 수 있었으며 이는 각 연결 방법에 따른 에너지 손실이 다르다는 것으로 추측할 수 있다. 이러한 결과를 바탕으로 미생물연료전지 스택시 병렬연결 방법이 폐기물 내에 유기물 처리와 에너지 전환 효율 적인 측면에서는 가장 효과적인 방법이라고 판단된다.

Much research on Black Soldier Fly (Hermetia illucens) is underway in the disposal of food waste. In addition to food waste treatment, it has received much attention in the industrial using of by-products such as feed, compost, and antibiotics. In this study, the treatment efficiency of organic wastes and larval growth were investigated according to the amount of input. The organic wastes used in this study were chicken carcasses and food waste. In case of carcass treatment, to the exclusion of bones and feathers, it was treated about 83 percent. Food waste was completely treated in 48 hours when 50 percent of the weight of the food was put into the larvae. The maximum larval growth was observed with 10 percent injected, from 0.076 g to 0.254 g. However, there was no difference in the growth of larvae when 30 percent or more was added.

최근의 국내외의 다양한 SW교육활동과 정책의 급격한 변화는 창의․융합적 SW역량을 갖춘 인재가 한 국가의 미래 경쟁력을 좌우하게 될 것이라는 예측으로부터 출발한다. 본 연구에서는 미래사회에서 요구하는 창의·융합적 역량을 강화하기 위한 SW교육의 구체적인 방법을 제시하고자 Wing(2006, 2008), Philip(2011), Barr 외(2011)의 컴퓨팅 사고(Computational Thinking, 이하 CT)와 Osborn(1953), Parnes(1981), Treffinger(1982)의 창의적 문제 해결 모형(Creative Problem Solving, 이하 CPS)을 융합한 CT-CPS 프레임워크의 초안을 개발 하였으며, 설문지 개발과 전문가 리뷰를 통해 개발된 초안의 타당성을 검증하였다. 이 후 최종적으로 본 프레임워크를 기반으로 설계된 수업 콘텐츠의 현장 적용을 실시하였고, 지도교사 심층면담 및 학생 성찰일기 등을 통해 현장 적용의 가능성을 탐색하였다.

본 연구는 CT(computational thinking)를 기반으로 공유와 리믹스 기능을 활용한 스크래치 프 로그래밍 수업의 효과에 관한 연구이다. 본 과정은 초등학교 5, 6학년 영재학생들을 대상으로 6주 간 사이버수업으로 실시되었다. 스크래치 시뮬레이션 프로그램 제작을 위하여 학생들은 댓글활동 및 모둠활동과 더불어 작품 공유 및 리믹스를 하는 활동에 계속해서 참여하였다. 연구 결과, 학생 들은 실생활문제를 창의적으로 해결하는 능력이 유의미하게 향상되었다. 또한, 의사소통능력의 향 상을 보인 학생들의 공통점은 스크래치의 공유에 대한 긍정적인 생각을 갖고 있었고, 리믹스 기 능을 2회 이상 활용하였다는 점이다. 또한 대인관계능력에 관련된 다른 구성요소에 대한 능력도 고루 향상됨을 알 수 있었다. 따라서, CT를 기반으로 설계한 스크래치 협력학습은 학생들의 창의 적인 문제해결력과 의사소통능력 향상에 긍정적인 시사점을 준다고 볼 수 있겠다.

사람이 생활하면서 발생하는 대표적인 유기성 폐기물은 분뇨와 음식물쓰레기이며, 이 폐기물들은 주로 혐기성 소화에 의해 처리되고 있다. 중앙 집중식 시스템에 연결되지 않는 소규모 주거지역이나 독립처리 시설을 갖춘 곳에서 발생하는 분뇨와 음식물쓰레기의 병합소화는 유기성 폐기물의 처리에 대안이 될 수 있다. 소변에는 질소와 인과 같이 회수 시 자원으로 재활용할 수 있는 물질들이 다량 포함되어 있으므로, 분뇨과 음식물쓰레기를 병합 소화시 분뇨에서 소변을 미리 분리하는 것을 고려할 수 있다. 본 연구에서 분뇨 분리를 통해 분뇨와 음식물쓰레기의 병합소화에서 대변의 잔류 소변양이 바이오가스 발생량과 처리 효율에 미치는 영향을 확인하기 위해 Biochemical Methane Potential (BMP) test를 실시하였다. 분뇨 기질은 실생활에서 발생하는 조건을 모사하기 위해 소변, 화장지를 포함한 시료를 제조하였다. 본 실험에서 음식물쓰레기, 대변과 화장지 포함량을 동일한 조건으로 하고 잔류 소변량을 다르게 하여 실험을 실시하였다. 국내에서 음폐수를 제외한 음식물쓰레기, 대변과 소변은 각각 0.25 kg/인/일, 0.15 kg/인/일, 1.6 L/인/일 가량 발생되는 것으로 알려져 있다. 각 기질을 1인 기준으로 하여 잔류 소변량은 0, 15, 50 와 100%(v/v) 조건을 설정하고, 실험은 각각의 잔류 소변량 조건에 대해 triplicate로 45일간 진행하였다. 발생되는 가스의 부피는 실린지를 결합한 t-type valve system으로 측정하였으며, 조성은 TCD (Thermal Conductivity Detector)가 장착된 GC (Gas Chromatography, Younglin ACME 6100, Korea)를 이용하여 분석하였다. 이를 바탕으로 시간에 따라 얻어진 누적메탄발생량에 수정된 Gompertz 식을 적용하여 잠재메탄발생량을 구하였다. 0, 15, 50 와 100%(v/v)의 조건에서 45일 동안 측정한 누적메탄발생량은 각각 254.60, 276.85, 264.17와 306.66 mL･CH4/g･VS 로 측정되었고. 수정 Gompertz 식을 적용한 잠재메탄발생량은 281.24, 289.27, 265.34와 298.59 mL･CH4/g･VS 이였다. 소변의 포함량이 100%(v/v)인 경우에서 메탄이 많이 발생하였다. 소변에는 질소, 인을 포함하고 있어 혐기소화에서 영양분으로 사용되나 과량이 포함 된다면 저해요소가 된다. 그러나 BMP test의 잠재메탄생산량 결과는 제한적이고, 잔류 소변양이 가스 생산량과 처리 효율에 미치는 영향에 대한 연구가 더 필요하다.

현재 컴퓨터교육계의 큰 동향은 컴퓨터교육을 통한 학생들의 컴퓨팅적 사고(computational thinking)의 신장에 있으며 우리나라 또한 이러한 세계적 추세에 발맞추어 컴퓨터교육의 궁극적인 교육목표를 컴퓨팅적 사고의 증진에 두고 알고리즘 등의 컴퓨터과학 분야의 학습 중요성을 강조하고 있다. 그러나 초등학생을 대상으로 하는 컴퓨터과학 교육의 교수 학습 모형에 대한 연구는 아직 미진하며 초등학생의 특성에 맞으면서 알고리즘적 사고를 신장시킬 수 있는 교수 학습 모형의 도입이 시급하다. 따라서 본 연구에서는 실제적 수학교육을 위한 RME (Realistic Mathematical Education) 교수 학습 모형을 컴퓨팅적 사고 증진을 위한 알고리즘 수업에 맞게 수정하고 관련수업 프로그램을 개발하여 이를 초등학교 수업에 적용하였다. 이 모형을 교육 현장에 적용한 실험 결과 학생들의 문제해결력에 효과가 있음이 통계적으로 확인되었다.

This study suggested an improvement of existing tunnel drainage system to prevent pavement crack, floating, rising due to tunnel seepage water at the time of heavy rains. First, we derive the main cause through case studies of poor drainage, such as pavement damage due to tunnel seepage water at the time of heavy rains, poor drainage in the changing sections of superelevation, and pipe clogging due to calcification. On this basis, we suggested four drainage improvement systems depending on the range of watering and its urgency, as follows: Drain hole drilling and installation of induced ditch, Pipe installation connected to collecting well, Installation of block out on the side of collecting well and filter layer, Installation of holes for maintaining dummy ditch. In conclusion, through such improvements suggested above, we expect that we will be able to effectively prevent pavement damage due to tunnel seepage water. Consequentially, it will also contribute improving the safety of vehicles in the expressway.

본 연구의 목적은 STEAM 기반의 로봇 학습이 초등 정보영재의 창의성 신장에 미치는 영향을 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 초등 정보영재의 창의성을 향상시키기 위한 방법으로 STEAM 기반의 학습을 설계하였고, 설계된 수업을 현장에 적용하였다. 연구를 위해 경기도에 소재한 초등학교 부설 정보영재 학급 6학년 20명을 실험집단(10명)과 비교집단(10명)으로 선정하였고, 개발된 STEAM 기반의 로봇 수업을 5주 동안 15차시에 걸쳐 실험집단에 적용하였으며, 비교집단에는 전통적인 로봇 프로그래밍 수업을 실시하였다. 실험에 앞서 두 집단의 동질성을 알아보기 위한 사전 검사를 실시하였다. 수업 진행 후 창의성 신장에 관한 효과를 측정하기 위하여 사후검사를 실시하였다. 적용 결과 실험집단 학생의 창의적 특성이 통계적으로 유의한 수준에서 향상되었다. 본 연구 결과 STEAM 기반의 로봇 학습이 초등 정보영재의 창의적 특성 향상에 효과적임이 입증되었다.

스마트 기기의 폭발적인 보급에 힘입어 이를 교실 현장에 적용하려는 스마트 교육 움직임이 크게 일어나고 있다. 그러나 이를 실제로 적용하기에는 몇 가지 선행되어야할 조건이 있다. 그 중 하나가 스마트 기기에 교육자료를 탑재하여 실제 교육에 적용하였을 경우 일반 수업에 비하여 얼마나 효과적이겠는가라는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 초등 정보과학 영재학생들을 위한 스마트 앱 교수학습 자료를 개발하고 스마트 교육 수업을 실시하였다. 그리고 그 결과로 수업 만족도를 측정하여 활동지를 사용하는 전통적 수업과의 차이를 분석하였다.

본 논문에서는 키보드나 마우스를 이용하지 않고 손 포즈나 동작으로 직관적인 사용자 인터 페이스를 제공하기 위한 실시간 손 포즈 인식 방법을 제안한다. 먼저 깊이 카메라 입력영상에서 왼손과 오른손의 영역을 분할 및 잡음 보정 후 각 손 영역에 대하여 손 회전각과 손 중심점을 계산한다. 그리고 손 중심점에서 일정간격으로 원을 확장해 나가면서 손 경계 교차점의 중간 지점을 구해 손가락 관절점과 끝점을 검출한다. 마지막으로 앞서 구한 손 정보와 이전 프레임의 손 모델간의 매칭을 수행하여 손 포즈를 인식한 후 다음 프레임을 위하여 손 모델을 갱신한다. 본 방법은 연속된 프레임간의 시간 일관성을 이용하여 이전 프레임의 손 모델 정보를 통하여 은닉된 손가락의 예측이 가능하다. 양손을 사용하여 은닉된 손가락을 가진 다양한 손 포즈에 대해 실험한 결과 제안 방법은 평균 95% 이상의 정확도로 32 fps 이상의 성능을 보였다. 제안 방법은 프리젠테이션, 광고, 교육, 게임 등의 응용분야에서 비접촉식 입력 인터페이스로 사용될 수 있다.