Surface modification of silica nanoparticles was investigated using an aerosol self assembly. Stearic acid was used as surface treating agent. A two-fluid jet nozzle was employed to generate an aerosol of the colloidal suspension, which contained 20 nm of silica nanoparticles, surface modifier, and ethyl alcohol. Powder properties such as morphology, specific surface area and pore size distribution were analyzed by SEM, BET and BJH methods, respectively. Surface properties of the silica power were analyzed by FT-IR. The OH bond of the SiO2 surface was converted to a C-H bond. It was revealed that the hydrophilic surface changed to a hydrophobic one due to the aerosol self assembly. Morphology of the surface treated powder was nanostructured with lots of pores having an average diameter of around 2 μm. Depending on the stearic acid concentration (0.25 to 1.0 wt%), the pore size distribution of the particles and the degree of hydrophobicity ranged from 1.5 nm to 180 nm and 29.6% to 50.2%, respectively.

컴퓨터게임은 재미를 위해 지속적으로 유저의 몰입상태를 유지시켜야 한다. 몰입이론에 따르 면 몰입상태의 유지는 유저의 게임숙련도와 게임 난이도의 계속적인 균형을 요구한다. 이를 위해 본 연구에서는 제로섬 게임을 가정할 수 있는 캐주얼 액션게임에 적용할 수 있는 9등급 수준의 게임숙련도 평가방법을 제안하였고 부가적으로 유저가 경험한 9등급 수준의 게임난이도 추측방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 조건별 수학식에 의한 판정방법이기 때문에 신속하고 쉽게 구현이 가능하다. 커스터마이징한 팩맨게임에 대해 제안하는 방법의 정확성을 실험해본 결과 숙련도의 정확성은 평균적으로 1.2등급의 차이가 나타났고 난이도의 정확성은 평균적으로 1.81등급 차이가 나타났다. 실험결과를 통해 제안하는 방법을 제로섬 조건을 만족하는 캐주얼 액션 게임에 적용할 수 있는 정확성을 갖고 있음을 확인하였다.

국내 게임산업현장에서 게임시스템 기획은 기획자가 게임컨셉을 만족하는 게임플레이가 이루 어지는 게임메카닉스 시스템을 데이터구조적 설계방법으로 creative design 작업관점에서 초 기적으로 설계하는 작업이다. 그러나 프로그래머는 구현을 위해 기획내용을 바탕으로 게임시 스템을 객체지향적 방법으로 engineering design 작업관점에서 설계한다. 이러한 작업방식은 기 획자와 프로그래머 사이에 의사소통 과정에서 다양한 오류들과 작업결과물의 미스매칭 오류들 의 발생가능성이 높다. 이 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 기획자가 객체지향적 설계방법 으로 게임시스템을 기획하는 방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 객체지향적 SW 개발 가이 드라인인 GRAPPLE을 기반으로 기획자의 게임시스템 기획에 적합하도록 커스터마이징한 것이 다. 본 논문에서 제안한 게임시스템 기획방법의 효용성을 조사하기 위해 국내 게임산업체에 근 무하는 게임시스템 기획자 10명을 대상으로 설문조사하였다. 설문 조사결과는 거의 모든 대상 자들이 제안한 방법의 효용성이 ‘조금 이상’ 있음으로 나타났다.

캐주얼게임이 대중화되면서 게임개발과정에서 다양한 유저들의 게임플레이의 성향과 요구사 항들을 만족시켜야 할 필요성이 증가하였다. 이를 위해서는 게임개발과정의 테스트단계에서 다양한 유저의 게임플레이 패턴을 분석해야 한다. 본 논문에서는 유저의 게임플레이 측정데이 터를 사용하는 Petri net 모델의 시뮬레이션을 통해 액션 패턴을 분석하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 유저의 게임플레이 측정데이터를 사용하기 때문에 시뮬레이션 환경은 실제적이 고 또한 Petri net 모델을 사용한 분석이기 때문에 액션 패턴의 reachability, coverbility, liveness 등과 같은 다양한 분석이 가능하다. 제안하는 방법의 적용사례로 Petri net 모델링 도 구인 GPenSIM v4.0 도구를 사용하여 팩맨(Pacman) 게임의 게임플레이 패턴을 분석하는 Petri net 모델을 구현하고 시뮬레이션을 결과들을 제시하였다. 적용사례의 제시 결과들은 제안하는 방법이 Petri net 분석 기능을 이용하여 유저의 게임플레이의 액션패턴을 다양하게 분석가능 함 을 보여주었다.

컴퓨터게임은 재미를 위해 유저에게 지속적인 몰입상태를 유지시켜야 한다. 몰입이론[5]에 따르면 플로우 몰입상태는 유저의 게임숙련도와 게임 난이도가 균형을 유지해야 발생할 수 있다고 한다. 컴퓨터게임은 게임난이도를 자동조절할 수 있지만 유저의 게임숙련도는 게임의 상황과 개인의 성향 및 경험에 따라 다르기 때문에 게임도중에 즉시 파악하기 매우 어렵다. 본 논문에서는 컴퓨터게임 자체적으로 유저의 게임플레이 숙련도를 게임 도중에 즉시 측정할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안하는 방법을 사용하기 위해서는 측정대상 컴퓨터게임이 설계 및 구현단계에서 제안하는 방법이 적용되어야만 한다. 제안하는 방법과 게임 난이도의 자동조절 방법을 사용하면 컴퓨터게임은 지속적으로 유저의 플로우 몰입상태가 발생할 수 있도록 게임난이도와 유저의 게임숙련도의 균형을 유지할 수 있다.

그래픽으로 표현된 정보는 컴퓨터게임에 익숙한 게임세대들에게 정보를 인지하는데 텍스트보다 선호하는 스타일이다. 또한 수학교육에 있어서도, 그래픽으로 표현된 수학문제를 통해 해를 찾는 학습은 학습자들에게 문제해결 능력을 향상시키는 데 뚜렷한 효과가 있다고 한다. 본 논문에서는 게임세대인 학습자들의 효과적인 학습을 위해, 수학문장을 그래픽적으로 표현하는 방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 가시성이 우수한 그래픽 요소들을 사용하여 단위정보를 논리적인 구조로 배치하고 단위 정보들 사이의 논리적인 연관성을 기호, 선분, 또는 화살표로 표현하여 게임세대들이 문장의 내용을 인지하지 쉽고 논리적으로 정확하게 이해할 수 있다. 기존의 수학문장의 그래픽표현방법과 달리 제안하는 방법은 문장의 시제와 태까지도 정확하게 표현할 수 있다. 제안하는 방법은 게임세대인 학습자들에게 효과적인 수학학습이 이루어질 수 있도록 학습도구로 사용될 수 있고 또 수학교육용 컴퓨터게임의 학습 스캐폴딩 기능을 위해 사용되는 수학정보의 그래픽표현을 위해 널리 활용될 수 있다.

게임세대를 위한 효과적인 교육방법으로 게임을 통한 학습이 주목을 받고 있다. 기존 교육용 게임의 설계방법은 필요한 모든 학습요소들과 게임요소들을 동시에 한 게임 안에 수용하도록 설계하는 것이다. 그래서 동기유발과 학습효과를 동시에 달성해야 하는 교육용 게임을 설계하는 것은 일반적으로 어렵다. 교육용게임을 설계하기 어려움의 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 동기유발기제를 사용하여 게임플레이와 학습플레이를 연동하는 G러닝 모델인 IGLM을 제안하였다. 제안하는 모델 IGLM은 게임레벨들과 학습레벨들을 따로 독립적으로 구성하고 있고 동기유발기제의 연동 메커니즘으로 게임레벨들과 학습레벨들이 서로 연동되어 진행된다. 제안하는 IGLM의 설계방법의 설계 어려움에 대하여 기존 설계방법들과 비교분석하였다. 분석결과에 의하면, 제안하는 IGLM은 기존 방법들의 설계 어려움을 해결할 수 있을 뿐 아니라 구성요소들의 설계의 난이도, 자유도, 그리고 수용범위가 가장 우수한 방법임을 알 수 있었다.

게임세대를 위한 효과적인 교육방법으로 게임을 통한 학습이 주목을 받고 있다. 교육용 게임은 학습 스토리 전달을 위해, 게임화면에서 객관적 시점인 전지적인 뷰가 추가적으로 필요하다. 이 전지적인 뷰는 우수한 실시간 가독성과 학습내용에 대한 전체적이고 자세한 정보들을 체계적으로 제공하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 학습스토리텔링을 위해 필요한 전지적인 뷰로서 학습맵을 제안하였다. 제안하는 학습맵은 학습내용을 전지적으로 보여주기 위해, 지역별 학습맵, 주제별 학습맵, 그리고 진행별 학습맵으로 구성되어 있다. 우수한 실시간 가독성을 위하여, 제안하는 학습맵은 비주얼 다이어그램들로 표시된다. 제안한 학습맵은 게임미니맵을 사용하는 모든 교육용게임에 적용할 수 있다.

노년시대를 대비하는 기능성 게임의 교과목을 개발하기 위하여 인문대학과 공과대학의 관련학과 학생들을 대상으로 연구진의 교과 항목들에 대해 중요성과 필요성에 대한 설문을 조사하였다. 양 대학의 학생들의 인지에 대한 공통점과 차이점을 분석하여 이를 토대로 융합 학제간 신 교과목을 개발하였다. 노인용 기능성 게임의 인식을 학생들에게 확산시키고자 본 교과목을 양대학의 교과과정에 포함시켜 시행하였다.

컴퓨터게임은 게임규칙들을 컴퓨터가 자동적으로 처리하기 때문에 게임규칙들이 수학적 함수들로 표현된 게임공식들이 필요하다. 게임공식들은 일반적으로 다변수 함수들이다. 게임공식을 설계하는 것은 관련 게임규칙을 만족하는 다변수 함수를 설계하는 것이기 때문에 복잡하고 어려운 문제이다. 본 논문에서는 게임공식을 체계적으로 설계하는 방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 다변수 함수인 게임공식을 피연산자들의 트리구조로 분해하여 이 트리구조의 최하위레벨에는 단일변수 함수들로 구성된다. 그래서 게임공식의 트리구조 분해를 통해 복잡하고 어려운 다변수 함수 설계 문제를 단순하고 쉬운 단일변수 함수 설계 문제로 변경하여 설계하는 방법이다.

시드마이어에 의하면 게임은 일련의 흥미로운 선택들이라고 하였다. 이는 흥미로운 선택들이 게임을 재미있게 만드는 주요 요인이란 의미이다. 본 논문에서는 게임에서 존재하는 흥미롭지 않는 선택대안을 게임플레이의 전략적 오류라 정의하고 이들 오류를 검출하는 방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 게임이론에서 게임을 표현할 때 사용하는 보수행렬들을 검사하여, 게임플레이의 전략적 오류를 검출하는 방법이다. 이 방법은, 게임의 보수행렬들만 검사하는 경우에는, 적절한 대응전략이 없는 선택, 절대 우위 선택, 절대 열등 선택, 그리고 비슷한 보상이 이루어지는 선택들의 오류들을 검출할 수 있다. 그리고 게임의 보수행렬들과 대응하는 사용빈도율들을 함께 사용하는 경우에는, 추가적으로, 기대 보수가 매우 낮은 선택, 기대 보수가 매우 높은 선택, 사용확률이 매우 낮은 선택 그리고 사용확률이 매우 높은 선택들의 오류들을 검출할 수 있다.

성장기에 게임을 경험하면서 살아온 세대를 게임세대라 부른다. 이들 게임세대는 이전 세대와 달리 사고방식과 행동방식이 전혀 다르다. 그러나 현재 게임세대를 위한 교육방법은 이전 세대의 교육방법과 기본적으로 차이가 없다. Prensky는 게임세대를 위해, 정보시대의 필요사항들을 만족시킬 수 있는 소수의 방법들 중 하나로 디지털 게임을 통한 교육이라고 주장하였다. 본 논문에서는 문헌조사를 통해 수집된 4개의 교육용게임 디자인 방법들의 적합성에 대해 비교분석하였다. 적합성 분석은 전체적인 설계방법, 게임부문 설계방법, 교육부문 설계방법, 설계방법의 명시성 그리고 설계방법의 장단점에 대해 이루어졌다. 그리고 이러한 분석결과를 근거로 앞으로 연구되어야 할 필요가 있는 교육용 게임 디자인 방법에 대한 연구 토픽들을 제안하였다.

저등급 석탄인 갈탄(lignite)을 순환 유동층 가스화기(circulating fluidized bed gasifier)의 효과적인 가스화를 위한 공급탄으로 제조하기 위하여 모든 조건들은 동일하고 스크린의 크기만을 변경하여 목적하는 입도분포 특성을 달성하는 최적조건을 찾기 위한 실험을 수행하였다. 가스화기 공급탄은 0.045~1 mm 크기로 85 wt% 이상이 요구되며 이러한 입도분포를 갖는 공급탄을 제조하기 위해서는 경제적이면서도 효과적인 공정 설계가 반드시 필요하다. 따라서 본 연구는 중국산 갈탄을 해머밀로 효과적으로 분쇄하기 위하여 다구치 설계를 사용하였으며, 설계조건에 따른 실험결과 및 통계분석 결과 95% 유의수준에서 1차 스크린의 크기는 3 mm, 2차 스크린의 크기는 1.3 mm인 경우가 최적화된 조건인 것으로 나타났다.

우리사회는, 모든 구성원들에게 컴퓨터사용 능력을 요구하는 정보화지식사회이면서 또한 60세이상 노인들이 많이 존재하는 초고령화 사회이다. 그러나 우리사회에서는 노인들의 신체적 한계를 고려한 노인용 컴퓨터들을 찾아보기 어렵다. 본 연구에서는 노인들의 신체적 능력과 한계를 고려하여 디자인한 그립형 한글 입력인터페이스를 제안하였다. 제안한 노인용 한글 인터페이스를 기존 제품들인 노인용 키보드(ME TOO SV01)와 노인용 휴대폰(LG KV-3900) 입력 버튼들에 대하여 비교분석하였다. 비교분석방법은 측량을 통한 정량적 평가와 10명 노인들을 대상으로 만족도(5점 만점) 실험을 통한 정성적 평가를 하였다. 정량적 평가결과에 의하면, 제안한 한글 입력인터페이스는 인체공학적인 입체적 디자인과 입력버튼들의 위치, 손가락 이동을 요구하는 입력버튼 수, 손가락 최대 이동 범위, 입력에 사용되는 손가락 수의 항목에서 가장 우수했다. 노인들을 대상으로 한 항목별 만족도(5점 만점) 평가결과에 의하면 인터페이스 모양와 입력버튼 위치 항목에서 가장 우수하였고, 버튼들의 간격과 문자입력 편리성은 두 번째로 우수하였지만 평가점수로는 키보드의 가장 높은 점수들과 근접하였다.

수열법에 의하여 합성된 헥토라이트의 물리화학적 특성을 연구하였다. 조건에 따른 저면간격의 변화양상을 관찰하기 위하여, 가열실험, pH 변화실험 및 유기용매 치환 실험을 수행하였으며, 헥토라이트의 특성평가를 위하여 IR 및 CEC, MB, 팽윤도, 비료면적 등을 측정하였다. 또한 헥토라이트의 기능성 향상을 위한 타물질과의 혼합 가능 고액비를 측정하였다. 가열 실험결과, (001)면의 저면간격은 12.63 a (상온)으로부터 10.19 a (650℃)으로 감소하였고, pH 7인 경우 가장 낮은 저면간격(13.33 a)을 보인 반면, 이를 기준점으로 pH 〉 7과 pH 〈 7인 영역에서 점차 증가하는 추세를 보였다. 유기용매 치환 시, (001)면의 저면간격은 디에틸에테의(12.86 a), 아세토니트릴(13.31a), 메칠알콜(13.59 a), 에칠알콜(14.05 a), 아세톤(15.69 a) 및 에틸렌 글리콜(17.42 a) 순으로 증가하였다. IR 분석 결과, 기존 타연구자들의 결과와 일치하였으며, 치토라이트의 CEC, MB, 팽윤도 및 비교면적은 각각 105 cmol/, 80 cmol/kg, 68~74ml/2g 및 213m2/g이었다. 또한 헥토라이트의 기능성 향상을 위한 타물질과의 혼합 가능비(헥토라이트/증류수)는 2/100 이하임을 확인하였다.

갯벌 퇴적물에서 분리한 미생물(Haejae-1)을 이용하여 혐기성 및 호기성 조건 하에서 신예미 자철광으로부터 철 침출 및 침출된 철의 생광화작용에 따른 2차 광물의 형성을 연구하였다. 침출에 사용한 미생물은 Haejae-1 (Shewanella sp.)을 이용하였으며 자철광(자철광 : 미생물 성장 배지 = 100 : 1)과 글루코스(10 mM)를 주입한 후 호기성과 혐기성 조건하에서 1개월간 상온에서 실험을 실시하였다. 미생물의 성장 동안 자철광으로부터 침출된 철과 망간의 농도를 ICP-AES를 이용하여 분석하였다. 미생물의 성장과 철의 침출기간 동안 미생물 성장 배지의 열역학적 조건 변화를 알아보기 위하여 미생물 성장 배지의 Eh와 pH를 혐기성 조건하에서 측정하였다. 자철광으로부터 미생물의 성장과 철의 침출, 그리고 자철광의 광물조성 변화 및 2차 광물의 형성을 알아보기 위하여 핀-선 회절분석(XRD), 그리고 SEM-EDX 분석을 실시하였다. XRD 분석결과에 따르면 신예미 자철광의 주 구성광물은 자철석으로 이루어져 있었다. 자철석이 주 구성광물인 신예미 자철광을 이용하여 1개월 동안 미생물에 의한 금속이온의 침출 실험을 실시한 후 호기성에서 15 mg/L의 철(total Fe)과 3.41 mg/L의 망간이 침출 되었으며, 혐기성에서는 32.8 mg/L의 철(total Fe)과 5.23 mg/L의 망간이 침출되었다. 이는 철 환원 미생물이 활동하였기 때문으로 사료된다. 호기성과 혐기성에서의 미생물의 활동에 따른 pH와 Eh의 변화를 측정한 결과, 호기성 조건 하에서는 Eh는 +144.9 mV에서 -331.7 mV로 변화되었으며 pH는 8.3 에서 7.2로 감소하였다. 혐기성 조건하에서 Eh는 -2.3 mV에서 -494.6 mV로 변화되었으며 pH는 8.2에서 7.0으로 감소하였다. Eh의 변화는 미생물에 위한 글루코스의 산화에 따른 전자의 방출에 따른 결과로 사료되며, pH의 감소는 글루코스의 산화에 따른 유기산의 생성에 기인한 것으로 사료된다.