- 2017년도 학부생 연구지원사업 우수과제 알림
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- 작성자rnd_admin
- 날짜2018-03-13 12:55:59
- 조회수334
<최우수상> 나노 영가철이 부착된 커피찌꺼기를 이용한 폐수 중 중긍속 제거 방안
• Characterization: SEM, TEM, BET 분석으로부터 나노영가철 응집이 커피
찌꺼기에 의해 억제된 것을 확인하였다. XRD 분석으로 영가철의 존재를 규명하였다.
• Adsorption Characteristics: 기존 나노영가철 연구 사례에서 보고된 것에 비해 대상 중금속
에 대해 높은 흡착능을 보였다. 반응속도도 빠르게 냐타났기에 현장 적용이 가능할 것으로 생
각된다. 다만 비소의 경우 평형 도달 이후 비소탈착 및 철 용출이 발견되므로 현장 적용 시 체
류시간을 평형 시간보다 짧게 설계할 필요가 있다.
• Effect of Solution Chemistry: 납, 카드율은 pH 4에서 최적임을 확인하였다. 비소의 경우 pH
가 낮을수록 제거율이 높게 나타났다. 열역학 연구 결과로부터 납 흡착은 발열반응, 카드륨,
비소 흡착은 흡열 반응이었으며 대부분의 경우 자발적 흡착이 진행되어 현장 적용 가능성 이
우수한 것으로 판단된다.
<우수상> 블루카본 : 서해 갯벌의 잠재적 탄소 저장량 평가
• 우리나라 갯벌 퇴적물에 축적된 유기탄소를 측정하기 위한 방법론을 정립하고, 갯벌 퇴적물
내 축적되어 있는 블루카본의 양에 대해 산정 할 수 있었다. 퇴적물 내 유기탄소 저장량과 유
기물 함량의 관계에서 유의미한 상관관계를 찾았고 이는 해외의 기존 연구와 비슷한 양상을
보였다 이는 기존의 블루차본 측정방법이 우리나라에도 적용가능하다는 것을 시사해 준다. 실
험 결과는 궁국적으로 블루차본 데이터베이스 축적 을 통해 향후 국내 갯벌의 블루카본 연구
를 위한 기초자료로서 활용될 것으로 전망된다.
<우수상>중국 유학생의 소비 행태와 hyperbolic discounting의 연관성
• 본 연구에서는 두 가지 사항을 검증하고자 하였습니다. 먼저 본 연구의 선행
연구에서 지적된 사항인 한계소비성향과 개인으로 하여금 고유동성 자산의 비 중
을 높이도록 하는 요인(여기서는 알리페이 취급 거래처)과 양의 상관관계가 있는
지 분석하였습니다. 각 지방별 한계소비성향을 종속변수, 각 지방의 거래처 수
그리고 취업률을 독립변수로 둔 선형회귀분석을 한 결과 거래처 수와 한계소비
성향은 양의 기울기값을 유의미하게 가진다는 분석 결과가 도출되었습니다. 이
는 저희들이 선행연구로부터 세운 1차 가설이 성럽하는 것을 보여줍니다. 이 결과는 시점 간
에 Hyperbolic discounting으로부터의 종속 여부와 관계없이 한시점 내에서의 효용극대화를
추구하는 개인을 전제할 때 정당성이 있습니다. 그러나 상기된 분석은 고유동성 자산의 비중
을 늘리는 전략이 정말로 연구 결과 요약!Hyperbolic discounting어l 의한 것인지 아니면 고전
경제학 이론에서의 최적화 전략을 단순히 따르는지에 대해서 검증과정을 거치지 않았습니다.
이를 확인하기 위해 최적 전략을 따를 경 우 일상소비액에 대한 부채상환능력이 향상되거나
그대로 유지되고, Hyperbolic discounting을 따른 다면 부채상환능력이 감소할 것이라는 가설
을 세웠습니다. 그런 다음 부채상환능력 약화 여부를 1, 변화가 없을 경우 0을 종속변수로, 그
리고 지방별 알려페이 거래처 수, 성별 , 현금소득을 독렵변수로 하는 프로빗 모델을 구축하고
검정하는 과정을 거쳤습니다. 그 결과 현금소득, 지방별 거래처 수가 종속변수와 유의하게 음
익 상관관계를 보였습니다. 이는 개개인이 오히려 지방별 거래처 수가 늘어나니 주관적인 시
점 간 최적 비율로 자산을 분배하여 자신의 파산 가능성을 낮추는 합리적인 전략을 택한다는
것을 의미합니다. 따라서 주어진 데이터의 거래 주체들은 Hyperboliciscounting의 영향을 상
대적으로 적게 받는다는 점 을 확인할 수 있었습니다.
<우수상>RFID 기법을 이용한 포식자의 선호성에 따른 zoochory 경향성 연구
• OTag 이식에 따른 도토리 무게 변화
PIT tag를 심었을 때, 상수리나무 및 굴참나무 도토리에 대 한 전체 무게 변화는
0.063g(Paired t-test: p<0.05)만큼 차이가 났으며 굴참나무 도토리의 무게 변화 이식 전
3.2812g에 서 이식 후 3 . 3412g으로 0 . 0589g(p<0.05)만큼 차이가 났으며, 상수리나무 도토
리의 무게 변화는 이식 전 3.7814g에서 이식 후 3.8484g으로 0.067g(p<0.05)만큼 차이가 났다.
종자의 무게에 대한 변화량을 줄이기 위해 PlT tag의 크기 및 무게에 대 한 고려뿐만 아니라
종자의 종류에 따른 배젖의밀도 와 배젖의 손실량에 대한 정보가 필요할 것으로 보인다.
OPlT tag이식에 따른 도토리 발아율 일반 상수리 도토리는 78.3%(47개 발아), 일반 굴참나무
도토리는 66.7%(40개발아), Tag를 이식한 상수리 도토리는 91.6%(55개 발아) Tag를 이식한
굴참 도토라는 93.3%(56개 발아)를 보였다. PIT tag를 심 은 도토리가 대체 로 발아율이
연구 결과 요약|높게 나왔는데, 이는 각 4개의 개체균에 따른 종자의 건강도 와 무게차이로 해
석된다. 그러나 무게가 차이나는 것을 고려하더라도, Tag가 이식된 종자에 대하
여 팍스를 제대로 막지 못하여 생긴 내부에 오염이 없었음을 보았을 떼 심겨진
내부의 Tag로 인한 종자의 발야에는 유의미한 영향이 존재하지 않았음을 확인하였다,
• 어치의 먹이 선호도 조사
관악산 주변에서 선호도 조사를 실시 한 결과, 2017 년 12월 20 일 12시 46분에
상수리나무 도토리(니3개, 굴참나무 도토리(니3개 상수리나무 도토리 (S)3개, 굴참
나무 도토리 (S)3개가 산포 되는 것을 확인 하였다. 추가적인 선호도를 조사하기
위하여 계속적인 실험을 진행하고자 계획하였으나, 2017년 12월 21 일에 방문하였을 때 등산
객에 의해 실험조사지가 회손 되었고 등산객이 도토리를 가져가는일이 발생하여 추가적인 선
호도 조사를 진행할 수 없었다.
• 종자산포 양상조사
굴참나무 도토리 300립을 산포한 굴참나무조사지에서 총43곳에서 49개의 로로
리 (16.3%)가 저장되었음을 확인하였으며 무게에 따른 어치의 종자 산포거리는
관련 없는 것으로 나타났다(cor=0.147. p>0.05). 또한 종자 근원지에서 거리가
멀어질수록 밀도가 감소하는 양상이 보이지 않았다‘ 한편 임상이 비교적 울폐되어 있는 관목
지역 주변(30.2%)과 하층에 있는 잣나무 치수 혹은 소경목 아래(37.2%)에서 종자의 저장이
이루어 졌으며 도목, 바위와 같은 수평구조물로 이루어진 지역에서의 종자저장은 1곳(2%)으
로 나타났다.
• RFID tagging기법의 실용화 가능성 평가
RFID Tagging기법은 복잡한 지형이 존재함에 따라 종자를 추적하는 데에 어려울 것으로 예
상되며, 실제로 40m x 40m 방형구에 대하여 조사를 실시해 본 결과 RFID 리더기는 좁은 인식
범위를 가지고 있어 땅을 일일이 흙고 다녀야 하는 어려움이 있었다. 하지만 이러한 어려움에
도 불구하고, 실제로 국소적인 지역을 조사하는 데에 있어서 전수 조사가 가능하였으며, 국소
지역에 대한 산포 동물의 행동양상을 분석할 수 있었다. 이에 따라 인력과 장비가 확보된다면
국내의 산악지대에서 lOOm의 반경 내의 조사가 이루어 질 수 있을 것이라고 생각된다특히
국내에서 잣이나 도토리에 대한 2차 산포는 어치나 설치류에 의해 주로 이동되는데, 이러한
산포 동물들은 lOOm범위의 반경에서 대부분의 산포가 일어난다. 따라서 넓은 지역에 대한 산
포 동물의 행동양상이냐 이에 따른 경향성을 추적하는 것도 가능할 것이다.
<우수상> Streptococcus mutans 바이오필름 셰어를 위한 유산균 리포테이쿄산과
chlorhexidine의 협릭작용
• 본 연구는 대표적인 치아우칙 유발세균인 S mutan회 바어오필름에 대한 유산균 리포|
테이코산의 억제 효능을 규명하고 기존 치과치료제인 Chlorh얹dine과의 최적 혼호F조성을
제시함으후써 차세대 치과치료제 개발을 위한 핵심기반 지식을 제공하기 위해 진행되었다.
(i) S mutans 바이오펼름 형 성에 대한 유산균 리포태이묘산의 억제 효능 평가
- 실험 결과. 유신균 리포터l이코산의 30 μg/ml 이상의 농도에서S . mutans 바이오띨릅
형성이 통계적으로 유의하게 억제됨을 확인할 수 있었대그럼 1). 상아질 절편 워에서
의 실험 또힌 유산균 리포테이코신이 고농도로 처 리될수록 바이오필둡이 앓고 좁은
범위에서 형성되어 있음을 확인하였다아질 절편 위에서도 협력적인 바이오필름
억제효능을 관측할 수 있다 이를 통해, 유삼쉰 리포테이묘신-과 Chlorhexidineol 동
시처리 되었을 때 바이오펼름 억제에 대해 두 약제가 상가효과(accumulative
effect)를 보인다는 사실을 확인할 수 있다.
- 따라서 본 연구 결과는 향후 유산균 리포테이코삼을 적정 비율로 치료에 활용함으
로써 인체에 악영향을 끼칠 수 있는 Chl。rhexidine의 사용링뇨을 줄이고도 같은 치료
효과를 얻을 수 있는 획기적인 인체 진화적 치료법의 가능성을 제시하고 있다.
<장려상> 수충영상개선을 위한 2D image depth map을 이용한 수중 이미지
dataset 구축
본 연구에서는 수중영상개선 분야를 포함한 다양한 분야에서 최근 활발하게
연구되고 제시되고 있는 머신러닝 지도학습기법에서 가장 중요하게 요구되는
요소 중 하나인 dataset을 효과적으로 확보하는 방법을 개발하는 것을 목표로 하였다. 수중영
상개선을 위한 지도학습 dataset~- 같은 사물과 촬영시스
탬을 공기 중과 수중에서 각각 촬영하여야 하는 특성 때문에, 많은 양의
dataset을 확보하는 것이 물리적으로 불가능한 상황이다 따라서 본 연구에서는 이러한 물리
적 제약을 극복하기 위해 공기 중에서 촬영한 사진 데이터를 컴퓨터 알고리즘을 이용하여 수
중에서 쩍은 것과 같이 변환하는 알고리즘을 개발하여 수중영상개선 지도학습을 위한 dataset
을 제작하는 방법을 고안하여 제작하였다.
이를 위해서는 가존 수중 차메 라 시스탬에서 요구되는 정보인 각 사물들의 3차원 정보가 필
요한데, 기존의 연구들은 머 신러닝을 비롯한 다양한 기법으로 단일 imageofi 대한 3차원 정보
를 나타내는 depth map을 추출하는 기술이 충분히 개발되어 있다. 따라서 공기 중에서 촬영
한 사진에 대한 depthmap을 추출하는 것은 현재 기 술로 한계가 있지 않다고 판단되었으며 ,
본 연구에서는 대중에 공개되어 있는 depth map dataset을 이용하였다.
본 연구에서는 공개 된 original image-depth map dataset을 이용해 각 original image의 3차
원 형상을 Matlab 환경에서 3차원 행렬로 표현하였으며, 이를 기존에 제시되었던
McGlamery 수중 차메라 시스탬을 변형한 형태의 시스탬에 적용하여 최종적으로 공기 중에
서 쩍은 사물들을 같은 사물의 상대적 위치와 촬영시스템에 대해 수중에서 촬영한 경우를 표
현한 사진을 얻어내는 데에 성공하였다. 최종적으로 표현된 사진은 차메라, 조명의 위치와
거리에 따른 매질(물)의 빛 에너지 흡수와 빛 산란, 그리고 매질의 파장 별로 상이한 흡수율
이 반영되어 실제 수중에서 촬영했을 때 예상되는 결과와 상당히 비슷한 형태로 결과가 나타
나는 것을 확인할 수 있었다.
<장려상> Spark Chamber를 이용한 뮤온 flux 측정
스파크 챔버는 우주 방사선의 일종인 뮤온을 탐지하기 위한 장치이다. 뮤온은 전자와 같은 전
하와 스핀을 가지고 있 지 만 질량은 약 200배 인 랩톤이다.
뮤온은 질량이 크고, 약럭에 의한 상호 작용만을 하기 때문에 대기를 통과하면서도 에너 지 를
거의 잃지 않는다. 또한, 우주 방사선 뮤온은 빛 에 가까운 속도로 이동하기 때문에 시간 지연
효과에 의해 긴 수명을 가지게 된다. 따라서 뮤온은 지표면 에서도 관측 가능한 기본 입자이다.
스파크 챔버는 뮤온이 비활성 기체를 통과할 때 기체를 이온학시키는 현상을 이용
하여 뮤온의 궤적을 직접 관측할 수 있게 하는 장치이다. 뮤온이 스파크 챔버에 장착된
3개 의 신틸레 이 터를 통과하며 신호를 내보내 면 NIM 모률이 그 신호의 동시성을 판단
하여 스파크 챔버 양단에 약 7kV의 고전압을 가한다. 그 고전압은 챔버 내부에 남아있
던 비활성 기체 이 온 궤적을 따라 방전되며 붉은색 빛을 발산한다. 본 연구는 2000년대
초반에 서울대학교에서 제작되어 수년간의전시를 거친 후 방치 된 SNU Spark Chamber를 재
가동하여 뮤온에 대해 학습하는 것을 목표로 한다.
본 연구는 스따크 챔버 를 수리하는 과정과 뮤온의 속도 및 flux를 측정하
는 과정으로 나뒤어 있다. 스파크 챔버를 수리하기 위 해서 우선 뮤온 신호를 효율적으로 탐지
하기 위한 discrim i nat。r 역 치 를 설정하였다. 노이즈i를 걸러낼 수 있으면서도 데 이 터 수
집 에 걸리는 시 간을 단축할 수 있는 역치를 찾기 위해 디지털 오실로스코프를 이용하여 3개
의 신 틸 레이 터 가 내보내는 신호의 파형을 분석하였다- 파형의 ADC값을 이용해 히스토그램
을 그린 결과, 역치로는 30mV가 적당하다는 결론을 내리고 그에 맞춰 장비를 재설정하였다.
또한, 스파크 챔버에 뮤온이 지나가는지를 판별하는 역할을 할 신틸레이터 3개의 효율을 측
정하였다 그림 2와 같이 구성된 측정 장비에 달린4개의 PMT 가 동시 에 신호를 내보낼 때 측
정 대상인 신틸레이 터 -P MT쌍이 신호를 내보내는 비 그럼 2 신털례이터 효율 측정
율을 기록하였다.
그리고, 스파크 챔버 내부의 알루미늄 판들 사이에 연결된 축전기들을 교체하였다. 이 축전기
들은 고전압 발생 전자보드에 의해 충전되어 있다가 뮤온이 감지되면 방전되어 알루미늄 판 사
이에 스파크를 일으킨다. 또한, 축전기를 충전하기 위한 고전압 장치 (Lambda EMI사의 102A-
20kV-POS)가 노후되어 고장난 것을 확인하고 부품을 교체하여 수리하였다.
마지막으로, 뮤온이 지나갈 때 마다 고전압을 스파크 챔버 양단에 전달할 스위치 (HTS- 1 20 - 100-SCR)를 조사하여 구매하였다. 또한, NIM 모률이 생성한 신호를 스위치에 적용하기 위한
반전증폭 회로를 제작하였다. 그리고 가시광선 스파크를 관찰하기에 적절한 He-Ne 가스의 혼
합 비율을 조사하여 주문하였다. 뮤옹의 속도를 측정하기 위해서 는 디지 털 오실로스묘프를
활용하였다. 그림 2의 장치 를 이용해 각 PMT 신호 사이의 시간차를 측정히-여 뮤온의 속도를
측정하였다. 더 나아가, 본 실험 에서 측정한 뮤온 flux는 이론값과 거의 일치한다는 사실을 밝
혔다. 또한, 시간대별로 뮤온 flux를 측정하여 뮤온의 원전을 밝히고자 했다. T-test 결과 뮤온 f
lux 는 시간에 따라 유의미한 변화를 보이지 않는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 뮤옹은 태양으로부
터 오지 않거나 행성들에 의해진로를 방해받지 않는다는 결론을 도출하였다.
<장려상>분자동역학과 전단 지연 모델을 이용한 그래핀 강화 나노 복합재료의
계면 특성화
이번 연구에서, 그래핀 -에폭시 경계영역의 shear modulus를 특성화 하는 새로 운 방법이 개
발되었다. 그래핀, 히드록실 기능화된 그래핀, 차복실 기능화된 그래핀에 대해 p비I-out force
가 계산되었다, 히드록실 기능화된 그래핀과 차복실 기능화된 그래핀의 pull-out force가 그래
핀에 비해 각각 5%, 54% 증가했다. 경계영역의 shear modulus는 각각 56%. 85% 감소했다.
이것은 그래핀 기능화가 경계영역을 less stiff 하게 한다는 것을 뭇한다. 아마도 그래핀 기능화
가 경계영역을 less stiff하게 하면서 물성의 toughness 와 ductility를 높이기 때문인 것으로
보인다.
<장려상>인공근육 기반 경량학 외골격 개발
1. 나일론/니크롬선 소재 인공근육개발
• 소재의 한계로 목표 수축률 도달 실패
• 수작업으로 인한 정밀성, 균일성 저하
• 수축 및 회복시간 증가로 인한 효용성 저하
2. EGM 젠서를 통한 근육 신호 구분
• 개인마다 달라지는 근육 신호 분석을 통해 범용성 확보
3. 서미〈터와 모터드라이버를 이용한 인공근육 제어
• 서미〈터로 측정한 옹도, 전류의 음성 되먹임 과정으로 열변성으로 인한 수축력 저하방지
<장려상>초콜릿 섭취로 인한 장내 미생물총 변화가 사람의 기분에 미치는 영향
서울대학교 생명윤리위원회의 심의 후 승인을 받아 임상 연구를 진행하였음.
안전성이 입증된 식품을 약 3주간 섭취하는 실험으로, 침습적인 수단을 사용하지 않는 위험성
이 낮은 연구였기에 당초 탈락률을 낮게 설정함.
총51 명의 피험자가 참여하였으며 중간 탈락자가 3명으로, 최종 탈락률은 5 . 9% 였으며, 실험
전후 피힘자에게 별다른 이상은 보고되지 않았음. 탈락 사유는 연구 진행 이전 개인의 자율적
선택에 의한 것이었음.
피험자는 크게 초콜릿 미섭취군, 초콜릿A 섭취군, 초콜릿B 섭취군의 세 군으로 분류되어 실험
에 참여하였음. 3주간의 연구를 진행한 이후 크게 다음의 3가지방법을 통해 데이터를 분석하기
로 하였음.
1. PCR 분석을 통해 섭취(미섭취) 전후 특정 장내 미생물 변화를 관찰
: 3주 동안 초콜릿 정량을 1 일 3회 섭취시킨 후 얻은 분변 샘플에 대해 DNA 분석을 수행하여
인체의 장내미생물의 유의한 변화를 관찰함. 초콜릿 섭취 후에 특정 장내 미생물에 대한 정량
적 탐구를 진행할 예정임.
2. 심리설문(PANAS)을 통한 Diet intervention 전후의 Mood 변화를 관찰
: 초콜릿 중재 실험 전과 후의 mood 변화를 심리 설문(PANAS)을 통해 측정함 유의한 변화 여
부를 관찰하여 연구 결과로 활용 가능함. 구체적인 결과는 최종 연구결과물에 별첨하였음.
3. 메커니즘 분석
현재 장내 미생물총에 존재하는 여러 미생물의 역할에 대해 연구들이 이루어지고 있음. 유의
한 변화를 일으킨 미생물에 대한 문헌 고찰을 바탕으로 그 역할을 학습, 추정하여 초콜릿 섭취
가 사람의 mood 변화를 이끌어내는 것에 미생물의 기여도를 판단하고, 그 메커니즘을 분석할
예정임. 생명윤리위원회의 심의가 예상보다 늦어져 본 연구기간이 지체되어 현재 진행
한 부분은 2번의 심리 설문 결과에 대한 분석뿐임 . 분석 결과 초콜릿을 섭취한 피험자들의
Compliance score는 약 97%로 매우 우수하였으며 , PANAS를 통해 분석한 실험 후 부적 정
서, 정적 정서 모두에서 군간 유의한 차이가 있다는결과를 얻을 수 있었음.
<장려상> 국내 소.돼지에시 Mycoplasma성 폐렴 평가 및 원인체 확인
- 국내에서 Mycoplasma spp 가운데 어느 원인체가 우세하며 병변의 정도와 연관성이 있는
지 분석
- 농가 내 질병관리 개선 및 위생 관리 지도 자료로 활용