본 연구의 목적은 기존의 하드 타입의 관성 센서를 대체할 수 있는 소프트 원단 기반 팔꿈치 굽힘 각 센서를 개발하 고, 이를 이용하여 굽힘 각도를 추정하는 시스템을 개발하는 것이다. 본 연구에서는 비교 선정을 위하여 Bergamo, E-band, Span cushion, Polyester의 서로 다른 역학적 특성을 가진 4종류 원단에 SWCNT (Single-Walled Carbon Nanotubes) 함침을 통해 전도성을 부여한 후 성능 평가를 통하여 하나의 원단을 선정하여 팔꿈치 굽힘 각 센서로 제작 하였다. 성능을 평가하는 지표로 게이지율(Gauge factor), 이력현상(Hysteresis) 및 센싱 범위를 사용하였다. 제작된 센 서를 통해 얻은 데이터는 bending 동작에서의 각도에 대한 센서 출력값의 변화와 extending 동작에서의 각도에 대한 센서 출력값의 변화가 다른 경향을 갖고 있기 때문에 두 가지 동작을 나누는 것을 1-step으로 하였다. 2-step으로, 데이 터의 복잡한 비선형 관계를 처리하고 높은 데이터 정확도를 달성하기 위해 MLP (Multi-Layer Perceptron)를 활용하였 다. 따라서 소프트 텍스타일 굽힘 센서를 제작하였고, MLP를 통해 비선형 관계를 처리하고 각도 추정이 가능해졌다. 본 연구 결과를 기반으로 다양한 스마트 웨어러블 및 헬스케어 분야에서 효과적으로 활용되기를 기대한다.

본 연구의 목적은 PET를 재활용하여 만든 물질재생 PET사를 함침공정을 통해 고전도성의 E-textile로 제작하는 것이다. 소수성의 성질을 가지고 있는 PET사는 virgin과 recycled 모두 함침공정을 통해 전자섬유로 제작되었을 때에 높은 전도성을 부여하기 힘들다는 특징이 있다. 함침공정의 효율성 향상을 위해 FEMTO SCIENCE사의 Covance-2mprfq 모델을 사용하여 재생 PET사로 이루어진 시료를 50w 5분, 10분간 플라즈마로 표면 개질하였다. 이 후 SWCNT 분산액(.1wt%, cobon 사)에 5분간 시료를 담근 후 패딩기(Padder, DAELIM lab)를 통해 시료 안쪽으로 용액이 잘 스며들도록 Dip-coating 진행하였다. 공정이 완료된 후 저항측정을 양끝점에서 멀티미터를 통해 측정하 고 좀 더 넓은 전극을 통해 정밀하게 다시 측정하였다. 고찰한 결과 플라즈마 표면 개질을 통해 함침공정을 통한 고전도성 부여가 가능해졌음을 확인할 수 있었다. 10분간 표면 개질한 경우 저항이 최대 2.880배 감소하였다. 본 연구결과를 기반으로 스마트 웨어러블 분야에서 활용되는 E-textile 또한 recycle 소재로 제작함으로써 석유자원을 절약하고 탄소배출량을 감소시킬 수 있는 스마트 웨어러블 제품을 개발하고자 한다.

ICT 산업의 글로벌 시장을 선점할 수 있는 다음 세대의 개발이 필요한 상황이 일어남에 따라 웨어러블 디바이스 의 생체 신호 모니터링에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 히스테리시스가 적은 E-Band를 사용하여 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT) 분산 용액에 함침 공정을 통해서 저항형 직물 인장 센서(Resistive textile strain sensor)를 개발하였다. 전기전도성이 부여된 e-band에 저항 신호를 측정하기 위해 만능재료시험기(UTM)과 Microcontroller unit인 아두이노와 LCR 미터를 이용해서 인장의 변화에 따른 저항 변화를 측정하였다. 원단으로 이 루어진 텍스타일 스트레인 센서의 특성상 발생하는 다양한 노이즈들을 효과적으로 처리하기 위하여 신호처리 과정 (Signal processing)의 노이즈 필터링의 이동평균 필터, 사비츠키-골레이 필터, 중앙값 필터들을 사용하여 센서의 필 터 성능을 평가하였다. 그 결과 이동평균 필터의 필터링 결과의 신뢰도가 최소 89.82%, 최대 97.87%으로 이동평균 필터링이 텍스타일 스트레인 센서의 노이즈 필터링 방식으로 적합하였다.

본 연구의 목적은 마우스 사용 시 손목터널증후군을 예방할 수 있는 스마트장갑을 연구하는 것이다. 연구에 앞서 손목의 좌·우 움직임은 미세하므로 게이지율(Gauge Factor)이 크고, 이력현상(Hysteresis)이 적은 인장 직물 센서가 필요하다. 만능재료시험기(UTM)를 통해 4가지의 직물을 분석하여 각각의 게이지율을 계산하고, 이력현상도 가장 적은 직물을 선택하였다. 또한, 3가지 부착방법을 아두이노로 분석하여 센서값 변화(△Sensor Value) 값이 큰 방법을 선택하였다. 선택된 직물과 부착방법으로 제작한 프로토타입을 아두이노를 통해 데이터 패턴을 분석하였다. 첫 번째 는 센서 1개(A 센서)로만 파악하는 방법이고, 두 번째로는 센서 2개(A, B 센서)로 파악하는 방법이다. 손목 왼쪽(A 센서), 손목 오른쪽(B 센서) 양쪽에 인장 직물 센서를 부착하고, 손목을 오른쪽으로 꺾을 때 A 센서는 늘어나서 △ Sensor Value 값이 커지고, B 센서는 줄어들어서 △Sensor Value가 작아진다. 반면에 손목을 왼쪽으로 꺾을 때는반대로 패턴이 분석되었다. 본 연구를 통해 손목이 꺾일 시 LED가 켜지는 알고리즘으로 손목터널증후군을 예방하는 스마트장갑을 연구하였고, 본 연구 결과를 기반으로 후속 연구에서는 10명을 대상으로 직접 마우스를 사용하면서 실제 사용 시 문제점을 파악하고 파악된 문제점을 해결하고자 한다.

최근 ICT 산업의 기술혁신이 일어남에 따라 생체신호을 인식하고 이에 대해 대응을 하기 위한 웨어러블 센싱 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 단순한 함침과정을 통해 3차원 스페이서(3D spacer)직물 을 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)분산용액에 함침공정을 진행해 단일층(monolayer) 압전 저항형 압력 센서 (piezoresistive pressure sensor)를 개발하였다. 3D 스페이서 원단에 전기전도성을 부여하기 위해 시료를 SWCNT 분 산용액에 함침공정을 진행한 후 건조하는 과정을 거쳤다. 함침된 시료의 전기적 특성을 파악하기 위해 UTM (Universal Testing Machine)과 멀티미터를 이용해서 압력의 변화에 따른 저항의 변화를 측정하였다. 또한 센서의 전기적 특성의 변화를 관찰하기 위해 분산용액의 농도, 함침횟수, 시료의 두께를 다르게 해서 시료의 센서로서의 성능을 평가했다. 그 결과 wt0.1%의 SWCNT 분산용액에 함침공정을 2번 진행한 시료가 센서로서 가장 뛰어난 성능 을 나타냄을 알 수 있었다. 두께별로는 7mm 두께의 센서가 가장 높은 GF를 보이고 13mm 두께의 센서가 작동범위가 가장 넓음을 확인했다. 본 연구를 통해 3D spacer 원단으로 제작한 스마트 텍스타일 센서는 공정과정이 단순하면서도 센서로서 성능이 뛰어나다는 장점을 확인할 수 있었다.

본 연구의 목적은 생체 신호 측정 압력 및 인장 직물 센서의 전극을 자수 공정을 이용하여 제작할 때 전도사의 필요 물성을 파악하는 것이다. 스마트 웨어러블 제품의 전극을 전도사를 이용한 자수 공정을 통해 전극 및 회로 등을 제작하면 불필요한 재료 손실이 없고 복잡한 전극 모양이나 회로 디자인을 컴퓨터 자수기를 이용하여 추가 공정 없이 제작할 수 있다. 하지만 보통의 전도사는 자수 공정 내의 부하를 못 이기고 사절 현상이 발생하기에 본 연구에서는 silver coated multifilament yarn 3종류의 기계적 물성인 S-S curve, 두께, 꼬임 구조 등을 분석하고 동시에 자수기의 실의 부하를 측정하여 자수 공정 내 전도사의 필요 물성을 분석하였다. 실제 샘플 제작에서 S-S curve의 측정 결과가 가장 낮은 silver coated polyamide/polyester가 아닌 silver coated multifilament의 사절이 발생하였으며 그 차이는 실의 꼬임 구조와 사절이 일어난 부분을 관찰한 결과 수직으로 반복적인 부하가 일어나는 자수 공정에서 꼬임이 풀리면서 사절이 일어나는 것을 알 수 있었다. 추가적으로 압저항 압력/인장 센서를 제작하여 생체 신호 측정용 지표인 gauge factor를 측정하였으며 스마트 웨어러블 제품의 대량 생산화에 중요한 부분인 자수 전극 제작으로의 적용 가능성을 확인하였다.

방제비용 선지급제도는 재난적인 해양오염사고, 국제기금 또는 추가기금협약의 적용을 받는 해양오염사고 등 방제책임기관이 선지급의 필요성이 있다고 판단하는 사고에 대하여 방제책임기관이 방제업체 등을 방제조치를 취했을 때 주민생계보전 및 영세업체 경영난 해소를 위해 자체사정을 거쳐 P&I Club이나 국제기금이 사정하기 전에 방제비용을 우선 지급하는 제도이다.

본 연구의 목적은 해양오염 방제작업에 필요한 각종 정보를 시간과 장소에 구애 없이 손쉽게 이용할 수 있도록 2012년에 해양경찰청에서 개발한 모바일용 해양오염대응정보시스템을 소개하고 그 기능을 구현하는데 있다. 본 시스템은 우리나라에서 많이 사용하고 있는 Android와 iOS 운영체제를 기반으로 하고 모바일앱 기술과 모바일웹 기술을 결합한 하이브리드앱 형식으로 개발하였다. 이용 가능한 기능은 물질정보, 방제방법, 대응기술, QR스캔, 자원봉사 등 5개의 모바일 앱과 기상정보, 대응장비, 방제자재, SNS 등 4개의 모바일 웹으로 총 9개 구성하였다.

해양경찰청에서는 국민이 체감하는 깨끗한 해양환경을 만들기 위하여 해양오염 예방활동에 높은 비중을 두고 업무를 추진하고 있으며 실행 방안으로 해양환경보전을 위한 주요 사업 중 최우선 정책으로 어선에서 발생하는 선저폐수와 어선 생활 쓰레기의 육상 반입을 위한 사업(녹색 서포터즈 실천운동)을 추진하고 있으며 효과는 실적과 민간 평가에서 나타나고 있다.

우리나라 인근해역에서 발생할 수 있는 재난적 대형오염사고에 효과적으로 대응하기 위해서 국내 방제조치기관들에 대한 평가제도의 도입에 대한 필요성이 대두됨에 따라 국내외 재난대응 기관들의 평가시스템의 현황을 분석하고 평가도구의 모델 을 제시하여 이를 활용한 방제조치기관의 대응태세에 대한 시범조사를 실시하였고, 그 결과를 바탕으로 향후의 발전방안을 제시하였다.

해안방제지원시스템은 방제정보 데이터베이스, GIS1) 데이터베이스 등을 기반으로 하여 오염사고별 오염상황 및 자원 모니터링, 통계 관리, 상황관리 등을 체계적으로 지원하는 시스템이다. 허베이스피리트호 오염사고 시 지자체의 해안방제능력이 문제점으로 지적됨에 따라 방 제총괄 책임기관인 해양경찰청에서 지자체의 부족한 해안방제기술을 지원하기 위하여 방제 선진국에서 운용중인 시스템을 벤치마킹하여 우리 나라 실정에 맞게 개발하고 있다. 시스템은 2011년에서 2013년까지 3년에 걸쳐 개발될 예정이며 시스템 개발이 완료되게 되면 오염사고별 오 염상황 및 자원 모니터링, 통계관리, 상황관리 등을 하나의 통합된 시스템을 통해 방제조치기관 간의 방제정보를 공유하게 되어 해안방제의 실 행력을 높일 수 있으며 해양환경과 경제적 가치를 고려한 효율적인 방제조치를 실시할 수 있어 방제방법 선택과 방제종료기준 선정을 두고 이 해당사자간의 소모적인 논쟁을 방지할 수 있을 것으로 기대된다.

1995년 7월에 씨프린스호, 9월 제1유일호, 11월 호남 사파이어호 등 연이은 대규모 기 름유출사고 시에 부족한 방제장비 부재로 인한 대응력 미흡이라는 문제가 발생하여, 국가 전체를 대상으로 방제장비 확충을 위한 방제정책 목표를 설정하고 ‘국가방제능력’의 개념을 도입하였다. 국가방제능력은 유회수기 회수용량을 기준으로 일일 8시간씩 3일간 운용한 회수용량에 방제작업 에 필요한 요소들을 고려하여 수식으로 나타내었다. 먼저 이 수식을 이용하기 앞서 최대 유출량 을 계산하기 위하여 국제석유산업환경보호협의회(IPIECA, International Petroleum Environmental Association)의 산정식을 이용하였다. 당시 국내에 입항하는 최대 기름운반선인 300,000톤급 단일선체 유조선의 운송 탱크 2개가 파손되어 60,000톤의 기름이 유출되는 것을 산정 하였으며, 이중 1/3은 자연방산, 1/3은 해안에 부착되고, 나머지1/3인 20,000톤을 해상에서 회수하 는 것을 목표로 하였다. 그러나 2007년 12월에 허베이 스피리트호 원유유출사고를 거치면서 ‘국가 방제능력’이라는 용어는 국민들이 장비확보의 기준이 아닌 일정시간 내에 그 용량만큼 회수할 수 있는 능력으로 잘 못 인식하고, 국가방제능력 보다 적은 기름 유출량을 일시에 수거하지 못했다 는 국민들의 오해가 있었다. 이 사고로 단일선체 유조선의 국내 운항을 기존의 2015년에서 2011 년 1월 1일부터 전면 금지시킴에 따라 이중선체 유조선을 기준으로 한 새로운 장비확보 산정기준 이 필요하게 되었다. 이에 본 연구는 해양오염방지국제협약(MARPOL, International Convention for the prevention of pollution from ship)의 산정식을 이용하여 이중선체 유조선을 기준으로 한 최대 기름유출량을 재산정하고, 정확한 의미전달을 위해 실제 뜻하는 용어로 변경하기 위해 새롭 게 도입된 ‘해상기름회수 목표량’의 개념에 대해 설명한다.

2010년 4월 20일, 반잠수식 시추선 Deepwater Horizon호가 폭발, 침몰하는 사고가 발생하였으며, 이로 인해 490만배럴(약 77.8만톤)의 원유가 미국 멕시코만으로 유출되었다. 이 사고로부터 1년 이상이 경과함에 따라 정부 측과 오염행위자 측의 각종 분석보고서와 사고로부터 얻 은 교훈 등이 발표되고 있다. 본 연구에서는 미국 버락 오바마 대통령의 지시로 구성된 “Deepwater Horizon 기름유출과 원해 석유시추에 관한 국가위원회”의 최종보고서와 미국 해안경비대(USCG)1)와 미국 에너지 관리․규제․집행국(BOEMRE)2) 합동조사반의 중간보고서를 바탕으로 기름오염 사고 원인과 사고대응에 대한 측면을 중점적으로 검토․분석하였다. 또한, 분석결과를 토대로 우리나라 정부에서 유출구 봉쇄조치 지 도감독 능력 강화, 현장소각과 임시방제정 프로그램의 도입검토 및 향후 미국의 연구개발성과에 대한 지속적인 모니터링 등 국가방제정책의 개 선방안을 제시하였다.

2010년 4월 20일, 반잠수식 시추선 Deepwater Horizon호가 폭발, 침몰하는 사고가 발생하였으며, 이로 인해 490만배럴(약 77.8만톤)의 원유가 미국 멕시코만으로 유출되었다. 이 사고로부터 1년 이상이 경과함에 따라 정부 측과 오염행위자 측의 각종 분석보고서와 사고로부터 얻은 교훈 등이 발표되고 있다. 본 연구에서는 미국 버락 오바마 대통령의 지시로 구성된 "Deepwater Horizon 기름유출과 원해 석유시추에 관한 국가위원회"의 최종보고서와 미국 해안경비대(USCG)와 미국 에너지 관리 규제 집행국(BOEMRE) 합동조사반의 중간보고서를 바탕으로 기름오염 사고 원인과 사고대응에 대한 측면을 중점적으로 검토 분석하였다. 또한, 분석결과를 토대로 우리나라 정부에서 유출구 봉쇄조치 지도감독 능력 강화, 현장소각과 임시방제정 프로그램의 도입검토 및 향후 미국의 연구개발성과에 대한 지속적인 모니터링 등 국가방제정책의 개선방안을 제시하였다.