기후 변화로 인한 해양 온도 상승으로 해양생물독소의 발생 빈도가 점점 증가하고 있으며, 이는 식품 안전과 공 중 보건에 중대한 위협을 가하고 있다. 해양생물독소를 검 출하기 위한 기존의 방법인 마우스 생체검사(MBA), 고성 능 액체 크로마토그래피(HPLC), 액체 크로마토그래피-질 량 분석법(LC-MS) 등은 절차가 오래 걸리고 비용이 많이 든다는 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 대안 으로 바이오센서 기술이 유망한 해결책으로 부상하고 있 다. 이러한 바이오센서는 세포, 항체, 압타머, 펩타이드와 같은 바이오리셉터를 이용해 해양생물독소를 신속하고 정 확하게 검출한다. 본 리뷰에서는 다양한 종류의 바이오리 셉터를 논의하고, 해양생물독소 검출을 위한 바이오센서 기술의 최근 발전을 탐구한다. 또한, 이러한 바이오리셉터 의 장점을 강조하며, 해양생물독소 검출을 위한 바이오센 서 성능 향상을 위한 미래 연구 방향을 고려한다.

해양 생물 유래 독소는 그 치명적인 유독성으로 인해 비단 인류의 건강 뿐만 아니라 양식, 어업, 해양 생태계 전반에 걸쳐 경제적 손실을 비롯한 부정적인 영향을 미친다. 하지만, 종래에 사용되던 해양 독소 검출법만으로는 이를 다 파악하여 위협을 미연에 방지하기에는 아직 부족한 실정이다. 본 논문에서는 해산물의 해양 독소 잔존 여 부를 판별하기 위해 종래에 사용되었던 시험법들의 한계를 개선하고자 각종 나노 재료 및 신규 기술들이 도입된 신속 검출법들에 대해 조사했으며, 대표적인 연구 결과들을 선정하여 사용한 나노 입자 및 전략에 대해 서술하였 다. 특히 이러한 생물 유래 독소의 검출 기술을 대중화시키고 상용화하기 위해서는, 이를 생성하는 생물군으로부터 독소를 추출하는 전처리 과정을 간소화하는 것이 매우 중요하다. 해당 문제를 해결하고자 다양한 연구에서 표적 독소와 특이적으로 결합하는 항체를 고정화한 자성 나노 입자 기반의 전처리법을 보고했으며, 더 나아가 자성 나노 입자의 촉매 특성까지 활용해 검출 감도를 높이는 다양한 연구들도 발표되었다. 또한, 기존 효소 기반의 비색 법의 검출 한계를 낮추고 검출 시스템의 안정성을 높이기 위해 양자점과 같은 형광 나노 입자를 도입하는 보고들도 있었다. 이 외에도 압타머와 나노 입자 복합체 기반의 전기화학 측정법 및 신규 기술들을 사용하고자 하는 연구들 도 보고되었다. 하지만 해양 환경의 변화에 따라 생성된 신종 독소에 대한 대처는 아직 미흡한 실정이므로, 해양 독소 유도체 또한 아울러 진단 가능한 검출 기술에 대한 후속 연구가 필요하다.

This paper suggests a visual debugging plaftorm based on the game engine, Unity3D for massive parallel processing routines implemented in CUDA. In general, it is tiresome to debug or check the accuracy of numerical geometry information results calculated in a parallel way by GPU; usually, developers would pick and check each numerical value by rummaging overwhelming lines of seemingly meaningless numbers. This manual process is less productive and time-consuming. Also, it is not easy to produce some continuous movements of geometry information to check the validity of implemented CUDA codes for realtime geometry processing applications. To solve those problems, this paper presents a way to use Unity3D game engine to visually and interactively debug CUDA implementations. Also, some practical test results are presented with discussions on limitations of Unity3D as a CUDA debugging platform.

This paper presents a parallel kd-tree traversal algorithm based on the parallel binary radix tree construction scheme proposed by Tero Karras in 2012. In his paper, Tero Karras proposed parallel tree construction algorithm which can maximize the utilization of GPU threads, but implementation and analysis of kd-tree are not fully discussed. This paper aims to fill the gap for the specific kd-tree cases. As an application for the kd-tree traversal method proposed in this paper, the proposed method has been implemented with NVIDIA’s CUDA framework and tested on NVIDIA’s realtime raytracing library, OptiX. As a result, the proposed method can construct tree structures within the requirement for realtime process, but still needs specialized spatial caching data structure like the “primitive tree” for highly detailed meshes to handle spatial queries as fast as to visualize implicit surfaces under OptiX framework. However, the proposed method can be applied to dynamic collision detection and manage scene and object information for game applications thanks to its fast tree construction process. Also, realtime raytracing can be applied to game applications based on this study.

We propose a technique to implement multi-user game environment based on Android platform using Unity™ without relying on conventional Unity network plug-ins, which are often on a commercial basis. Since our proposed method utilize own native Android™ codes based on the Android SDK to facilitate network communication among game players, the proposed technique provides with higher flexibility and more transparency than general Unity network plug-ins, which are almost impossible to customize. One of our main ideas for implementation is to deploy the Unity binary code and the native Android network implementation as a layer respectively on the Android platform. Based on our method, we have implemented a mobile multi-user game on Android devices. Also, we discuss our technique according to the Unity’s design philosophy, “one code for multi-platforms.”

GPU는 메모리 대역폭이 연산 속도를 결정하는 병목 지점이 된다. 즉, GPU 프로그래밍 시에는 불규칙적인 메모리 액세스나 다중 스레드들 사이에서의 서로 다른 명령 실행 분기가 발생하면 속도가 크게 저하되는 문제가 발생한다. 따라서 게임 엔진 충돌 처리용으로 사용되는 kd-tree와 같은 적응형 탐색(adaptive traverse) 기법은, 불규칙적인 메모리 액세스 및 서로 다른 명령 분기로 인해 지금까지 GPU 구조에 적합하지 않은 것으로 인식되어 왔다. 그러나 최근 NVIDIA의 Fermi 아키텍처의 등장과 함께 CPU에서처럼 GPU 다중 프로세서에도 캐시 메모리가 적용되고 있다. 본 논문에서는 이러한 새로운 GPU 아키텍처의 장점을 활용해서 충돌 처리 시간을 크게 줄일 수 있는 GPU 기반 kd-tree를 제안한다. 제안하는 GPU 기반 병렬 kd-tree는 체크 지점 65536 개에서 최근접 삼각형까지의 거리를 찾는 작업이 Fermi 아키텍처(캐시 적용) 기반에서 단일 코어 CPU 기반 kd-tree에 비해 평균 백 만 배 이상(1.0x106) 빨라졌으며, 이전 세대 Tesla 아키텍처(캐시 미적용) 기반 병렬 kd-tree에 비해서도 약 50 배 가까이 빠른 속도를 보였다.

보다 사실적인 대규모 게임 환경을 구축하기 위해서는 NPC(Non-Player Character)의 지능적인 경로 계획 기법이 필수적이다. 본 논문에서는 필드 기반 경로 계획 기법의 하나로 지금까지 기하 모델링에 사용되어 왔던 적분형 MLS(Moving Least Squares) 기법의 적용을 제안한다. 이 기법은 다른 필드 방식(부호 거리장 기법, SDF)에 비해서 모든 지점에서 연속, 미분 가능(C1)한 부드러운 경로를 제공하며 간단한 매개변수 하나만으로 지형 장애물과의 상대적인 거리에 따른 자연스러운 동선을 형성할 수 있다. 적분형 MLS는 GPU 기반 병렬 기법과 2차원 및 3차원에서의 해석이 상당히 진행되었으며 비교적 어려운 3차원 공간 상의 경로 계획에도 적용할 수 있다.

일반적으로 게임 디자인 시에 웹과 같은 매체를 통해 구하거나 디자이너들이 디자인 툴로 제작한 3차원 기하 모델은 polygon soup 형태가 대부분이다. 따라서 이러한 polygon soup 모델은 일반적으로 완전한 매시로 가정해서 적용하는 여러 기법들을 적용할 수 없다. 이러한 문제를 해결하고 보다 매끈한 곡면을 얻기 위해서 MLS(Moving Least Squares) 방법을 점 단위가 아니라 삼각형 면 단위로 확장한 적분형 MLS 기법이 제안되었다. 그러나 이 기법은 본질적으로 전역(global) 계산의 한계로 인한 계산 속도의 한계가 불가피한 특징이 있었다. 본 논문에서는 분석적 해를 바탕으로 한 전역 계산 속도를 보다 가속화하기 위한 GPU 기반 병렬 기법을 제안하고 또한 기존 논문에서 충분히 논의하지 않았던 적분형 MLS 기법과 일반 MLS 기법의 차이점을 설명한다. 특히 GPU를 통한 가속 결과, 연산 정밀도의 감소없이 CPU 코어 1개로 계산하는 경우보다 평균 250배의 속도 향상을 얻을 수 있었다.

사실적인 게임 경험을 위해서 게임 시스템이 풍부하고 사실적인 표정 표현을 처리할 수 있는 능력을 갖춰야 한다. 그러나 이렇게 풍부한 표정 정보를 담기 위해서는 큰 저장 공간이 필수적이다. 이 논문에서는 게임과 3차원 애플리케이션에서 인간 얼굴 모델에 최적화된 옥트리 기반의 기하 주도 매시 압축 프레임워크를 제안한다. 본 논문에서는 인간의 얼굴 모델에 대한 정보 엔트로피를 줄이기 위해 구면 좌표계에서 옥트리 데이터 구조를 정의(S-Octree)하고 매시에 내포한 대칭성을 적극 활용한다. 제안하는 방법은 일반적인 공간 분할 방식에 대한 프레임워크를 제공하기 때문에 인간 얼굴 매시의 압축을 위한 다른 옥트리 기반 압축 기법에도 적용 가능하다. 이전 방식과 비교했을 때 제안하는 방법은 압축 후 데이터 크기와 인코딩/디코딩 시의 시간이 약 50% 향상되는 결과를 얻는다.

In high-efficiency Cu(In,Ga)Se2 solar cells, Na is doped into a Cu(In,Ga)Se2 light-absorbing layer from sodalime-glass substrate through Mo back-contact layer, resulting in an increase of device performance. However, this supply of sodium is limited when the process temperature is too low or when a substrate does not supply Na. This limitation can be overcome by supplying Na through external doping. For Na doping, an NaF interlayer was deposited on Mo/glass substrate. A Cu(In,Ga)Se2 absorber layer was deposited on the NaF interlayer by a three-stage co-evaporation process As the thickness of NaF interlayer increased, smaller grain sizes were obtained. The resistivity of the NaF-doped CIGS film was of the order of 103Ω·cm indicating that doping was not very effective. However, highest conversion efficiency of 14.2% was obtained when the NaF thickness was 25 nm, suggesting that Na doping using an NaF interlayer is one of the possible methods for external doping.