테트로도톡신(tetrodotoxin, TTX)은 강력한 해양생물 유 래 신경독소로, 수산물 내 TTX를 검출하기 위해 기존에 주로 사용되는 mouse bioassay (MBA)와 LC-MS/MS 기법 은 낮은 검출한계와 동물 윤리 문제 등의 한계가 있어 이 를 대체할 새로운 시험법 개발이 필요합니다. Neuro-2a assay는 대표적인 세포기반 대체 시험법으로, 이 방법은 마우스 신경모세포인 Neuro-2a 세포주에 ouabain (O)과 veratridine (V)을 처리하여 과도한 Na+ 유입으로 인한 세 포 사멸을 유도한 후, Na+ 채널 억제제인 TTX가 Na+ 유 입을 차단해 세포를 보호하는 원리를 이용해 TTX를 정량 합니다. 본 연구에서는 Neuro-2a assay를 국내 실험실 환경에 적용하기 위해 TTX 처리 조건과 O/V 농도 등의 매 개변수를 최적화하였습니다. 그 결과, 최적 O/V 농도로 600/60 μM를 설정하였으며, S자형 용량-반응 곡선이 도출 되는 8가지 농도(50-0.195 ng/mL)를 확인하였습니다. 또한, 24번의 반복 실험을 통해 데이터의 신뢰도를 평가할 수 있는 6가지 data criteria를 확립하였으며, 이 중 EC50 값 은 약 3.824-1.268 ng/mL로 나타났습니다. 실험실 간 변동 성 비교 결과, COV+와 Bottom OD값을 제외한 모든 품 질 관리 기준(quality control criteria)과 데이터 기준(data criteria)의 변동계수(CVs)는 1.31-14.92%로 도출되어, 실험 의 적정성과 재현성이 확인되었습니다. 본 연구는 국내에 서 활용 가능한 TTX 검출용 Neuro-2a assay의 최적 조 건과 신뢰성을 평가할 수 있는 quality control criteria와 data criteria를 제시하였습니다. 아울러, TTX뿐만 아니라 유사체인 4,9-anhydroTTX에 대한 TEF 값을 0.2098로 산 출하여, TTX뿐 아니라 다양한 유사체의 검출이 가능함 을 확인하였습니다. 향후, 본 시험법은 국내 수산물 내 TTX 검출을 위한 MBA 대체법으로 활용될 것으로 기대 됩니다.

다중 운집 사고는 주로 도시 내 밀집된 공간에서 발생하며, 보행자의 자유로운 이동이 제한될 때 더욱 위험하다. 이러한 상황에서 군중의 물리적 압력이 더해지면 대형 참사로 이어질 수 있어 예방과 신속한 대응이 필수적이다. 사고 발생 가능성을 최소화하기 위해 서는 실시간으로 군중 밀도를 모니터링하고, 위험 상황을 사전에 경고할 수 있는 예측 시스템 구축이 필요하다. 그러나 현재 사용되는 CCTV 기반 모니터링 시스템은 특정 구역에 국한되며, 설치 및 유지 비용이 높아 광범위한 모니터링에는 한계가 있다. 이에 본 연구 에서는 Cell Transmission Model(CTM)을 기반으로 한 양방향 보행 시뮬레이션 프레임워크를 개발하고, 이를 모바일 통신 데이터로 검증하였다. 연구 과정에서는 먼저 1)단방향 보행 CTM을 구축하고, 2)이를 양방향 보행 CTM으로 확장하여 경계 셀을 재설정하고 유 입량을 조정하는 방식으로 진행했다. 또한, 다중 운집 사고를 구현하기 위해 체류 개념을 추가했다. 검증 단계는 1)대상지 선정, 2)보행 네트워크 구축, 3)시뮬레이션 적용, 4)모바일 통신 데이터와의 비교 검증 순으로 이루어졌다. 대상지는 이태원 참사가 발생했던 이태원 역 부근으로, 20×20m 셀 단위로 보행 네트워크를 구축했다. 시뮬레이션 결과, 모바일 통신 데이터와의 높은 유사도를 보였다. 본 연구 에서 개발한 시뮬레이션은 대규모 행사나 혼잡한 보행 환경에서 군중 밀집을 예측하고, 사고 가능성을 조기에 경고하는 데 활용될 수 있다. 특히, 대형 이벤트나 도시 재난 관리에서 실시간 대응 시스템의 기초 자료로 사용할 수 있다.

공항은 다른 어떤 기반시설보다 복잡하고 사고시 매우 치명적이기 때문에 공항 계획/설계시 운영적인 측면을 고려한 면밀한 검토가 필요하다. 공항 건설이후 실제 항공기가 어떻게 운영되는지 시뮬레이션하고 문제점을 사전에 예측함으로써 항공기 운항 안전성을 확보할 수 있기 때문이다. 최근 도로/공항의 경우 디지털 트윈 기반의 시뮬레이션 프로그램으로 설계, 분석하는 사례가 많다. 이러한 기조에 맞춰 공항에서도 시뮬레이션 프로그램인 AviPLAN을 활용하여 에어사이드 배치 설계를 수행하고 있으며, 인천국제공항공사와 한국공항공사에서도 활용하고 있다. 본 연구에서는 기존 국내외 공항에 AviPLAN 프로그램을 활용하여 최적화 설계를 수행하였고 산출된 포장물량 절감사례를 바탕으로 에어사이드 시설 배치가 얼마나 중요한지 확인하고자 하였다.

In this study, hybrid devices were developed to simultaneously remove odor and particulate matter (PM) emitted during meat grilling, and their performance was evaluated. A ceramic filter system and surfactant microbubble plasma system were used to reduce particulate matter. For odor reduction, an electro-oxidation system, an ozone-active catalytic oxidation system, and a multi-adsorption filter system were used. By combining the above particulate matter reduction and odor reduction devices, the reduction efficiency of odor and particulate matter generated during meat grilling was analyzed. As a result, most of the six combined device conditions showed a reduction efficiency of more than 90% for particulate matter. The combined odor also showed a high reduction efficiency of less than 200 times the emission concentration standard. This study also evaluated 22 types of odorous substances, of which ammonia (NH3) and hydrogen sulfide (H2S) showed removal efficiencies of more than 99%. Therefore, it is expected that the combination of these technologies can be used and applied directly to the sites where meat grilling restaurants are located to effectively contribute to the simultaneous reduction of particulate matter and odor.

Recently, active research in Korea and worldwide has begun to focus on gene function and cultivar development using gene editing tools. This research, in addition to studies on edible mushroom, aims to enhance the physical and biochemical characteristics of mushrooms for applications in materials and substance production. For these studies, efficient isolation of protoplasts from the target mushroom is critical. However, several commercial cell wall-lysing enzyme cocktails, including Novozyme234, Glucanex, and Lysing enzymes, have recently been discontinued. In this study, we aimed to identify alternative enzyme systems to replace the discontinued cell wall-lysing enzymes for stable isolation of protoplasts from Ganoderma lucidum. To select an optimal osmotic buffer, enzyme function in 0.6 and 1.2 M Sorbitol, Sucrose, Mannitol, and KCl was assessed. The effect of reaction time was also evaluated. Protoplast isolation efficiency of each alternative enzyme was tested using lysing enzymes from Trichoderma harzianum, Chimax-N, and Yatalase, either individually or in combination. This matrix of studies identified enzymes and optimal conditions that could replace the discontinued lysing enzymes.

This study evaluates the potential of various coagulants to enhance the efficiency of total phosphorus removal facilities in a sewage treatment plant. After analyzing the existing water quality conditions of the sewage treatment plant, the coagulant of poly aluminium chloride was experimentally applied to measure its effectiveness. In this process, the use of poly aluminium chloride and polymers in various ratios was explored to identify the optimal combination of coagulants. The experimental results showed that the a coagulants combination demonstrated higher treatment efficiency compared to exclusive use of large amounts of poly aluminium chloride methods. Particularly, the appropriate combination of poly aluminium chloride and polymers played a significant role. The optimal coagulant combination derived from the experiments was applied in a micro flotation method of real sewage treatment plant to evaluate its effectiveness. This study presents a new methodology that can contribute to enhancing the efficiency of sewage treatment processes and reducing environmental pollution. This research is expected to make an important contribution to improving to phosphorus remove efficiency of similar wastewater treatment plant and reducing the ecological impact from using coagulants in the future.

구절초(Chrysanthemum zawadskii var. latilobum (Maxim.) Kitam.)는 linarin, chlorogenic acid 등의 유용성분들을 함유하고 있으며, 산업적으 로 이용가치가 있는 식물이다. 구절초의 산업화를 위해 유용성분인 linarin과 chlorogenic acid의 최적 추출 조건을 구하기 위해 반응표면분석을 수행하였으며, Linarin의 최적 추출 조건은 에탄올 농도 100%, 추출 시간 30h, 추출 온도 75℃였다. 최적 추출 조건에서 예상된 linarin의 값은 33.36 mg/g였으며 실험값은 38.33±2.66 mg/g였다. Chlorogenic acid의 최적 추출 조건은 에탄올 농도 48%, 추출 시간 30h, 추출 온도 65℃로 예상된 chlorogenic acid의 함량은 42.19 mg/g였으며 실험값은 44.34±2.09 mg/g이었다. 반응표면분석법으로 도출된 최적 추출 조건을 통해 구절초에서 linarin과 chlorogenic acid의 효율적인 추출이 가능함을 확인하였다.

This paper presents a path planning optimization model for the engineering units to install obstacles in the shortest time during wartime. In a rapidly changing battlefield environment, engineering units operate various engineering obstacles to fix, bypass, and delay enemy maneuvers, and the success of the operation lies in efficiently planning the obstacle installation path in the shortest time. Existing studies have not reflected the existence of obstacle material storage that should be visited precedence before installing obstacles, and there is a problem that does not fit the reality of the operation in which the installation is continuously carried out on a regional basis. By presenting a Mixed Integrer Programming optimization model reflecting various constraints suitable for the battlefield environment, this study attempted to promote the efficient mission performance of the engineering unit during wartime.

Environmental pollution has led to global warming, which threatens human life. In response, hydrogen is gaining attention as a next-generation energy source that does not emit carbon. Due to its explosive nature, special care must be taken in the safe storage and transportation of hydrogen. Among various storage methods, liquefied storage, which can reduce its volume to 1/800, is considered efficient. However, since its boiling point reaches -253°C, the design of an insulation system is essential. For the design of insulation systems applied to large containers, a membrane-type design is required, which necessitates the use of cryogenic adhesives. To evaluate whether the cryogenic adhesive is properly implemented, assessments such as tensile and shear tests are necessary. This study presents a methodology for shear evaluation. Conventional methods for shear evaluation of adhesives result in slippage, preventing proper assessment. Therefore, a method involving drilling holes in the gripper and pulling from the holes must be applied. Optimal design concerning the size and location of the holes is required, and this study derives optimal values based on finite element analysis. By conducting experiments based on the results of this study, it is expected that the risk of gripper damage will be minimized, allowing for accurate evaluation of the adhesive’s performance.

The design variables and material properties as well as the external loads concerned with structural engineering are used to be deterministic in optimization process. These values, however, have variability from expected performance. Therefore, deterministic optimum designs that are obtained without taking these uncertainty into account could lead to unreliable designs, which necessitates the Reliability-Based Design Optimization(RBDO). RBDO involves an evaluation of probabilistic constraints which constitutes another optimization procedure. So, an expensive computational cost is required. Therefore, how to decrease the computational cost has been an important challenge in the RBDO research field. Approximation models, response surface model and Kriging model, are employed to improve an efficiency of the RBDO.

본 논문에서는 신뢰성 기반 최적설계(RBDO)에서 성능함수의 비선형성을 고려한 효율적인 차원감소법(DRM)을 제안한다. 차원감 소법은 적분직교점과 가중치를 사용하여 1차 신뢰도법(FORM) 보다 더 정확하게 신뢰도를 평가하는 반면 성능함수를 추가로 해석해 야하기 때문에 적분직교점의 개수가 증가하면 효율성이 저해된다. 본 논문에서는 신뢰성 기반 최적설계에서 성능함수의 비선형도를 평가하고, 비선형도에 따라 적분직교점의 수를 결정하는 기준을 제안한다. 이를 통해 신뢰성 기반 최적설계가 진행될 때 반복마다 적 분직교점의 수를 조절하여 차원감소법의 정확도는 유지하면서 계산의 효율성은 개선하는 방안을 제안한다. 성능함수의 비선형도 평 가는 최대가능목표점(MPTP) 탐색에 사용한 벡터 사이의 각도를 통해 이루어지며, 수치 테스트를 통해 비선형도에 따른 적절한 적분 직교점의 수를 도출하였다. 2차원 수치예제를 통해 개발된 방법이 차원감소법이나 몬테카를로 시뮬레이션(MCS)의 정확도는 유지하 면서 효율성이 향상된다는 것을 확인하였다.

This research presented the procedural framework of developing and optimizing an artificial intelligence model for predicting the change of bread texture by different baking enhancers. Emphasis was placed on the impact of various baking enhancers on the Mixolab thermo-mechanical properties of wheat flour and consequent alterations in bread texture. The application of baking enhancers positively contributed to dough formation and stability, producing bread with a soft texture. However, a relatively low Pearson correlation coefficient was observed between a single Mixolab parameter and bread texture (r<0.59). To more accurately predict the texture of bread from the thermo-mechanical features of wheat flour with baking enhancers, five AI models (multiple linear regression, decision tree, stochastic gradient descent, random forest, and multilayer perceptron neural network) were applied, and their prediction performance was compared. The multilayer perceptron neural network model was further utilized to enhance the prediction of bread texture by mitigating overfitting risks. Finally, the hyperparameter tuning (activation function [Leaky ReLU], regularization [0.0001], and dropout [0.1]) led to enhanced model performance (R2 = 0.8109 and RMSE = 0.1096).

The objective of this study was to determine the ultrasonication-assisted extraction conditions that maximize the DPPH radical scavenging activity of extracts obtained from the stems of Lespedeza bicolor Turcz through the application of the Response Surface Methodology (RSM). Before delving into the analysis of extraction conditions using the RSM model, we conducted efficiency validation of ultrasonication-assisted extraction and executed single-factor experiments for ethanol concentration, extraction time, and extraction temperature. The data obtained from these single-factor experiments were employed to construct the Box-Behnken Design (BBD). In these results, in the single-factor experiments, it was evident that the parameters for ethanol concentration, extraction time, and extraction temperature exhibited quadratic trends. The single-factor experiments allowed us to discern the trends for each parameter leading to the maximum antioxidant capacity, and this data was subsequently applied to the BBD. Following the completion of initial experiments, a Response Surface Methodology (RSM) model was constructed based on Box-Behnken Design (BBD). According to the predictive model developed in this study, it was anticipated that performing ultrasonic-assisted extraction for 85.0412 minutes at an ethanol concentration of 32.573% and an extraction temperature of 51.5608°C will result in a DPPH radical scavenging activity of 79.7146%. The predictive results were statistically verified through a comparative analysis with actual measurements and ANOVA analysis, confirming the statistical significance of the model. The finding of this study underscore the significance of optimizing extraction conditions in the precise quantification of the antioxidant potential for economic advantages in both experimental and industrial contexts.