연도별 연구과제 9 페이지첫페이지로 이동

본 연구는 현대 주차장의 공간 제약과 비효율적 이동 문제를 해결하기 위해 슬라이딩 퍼즐 원리를 적용한 새로운 주차 시스템을 제안한다. 공항 주차장을 대상으로 차량의 복귀 예정 시간(ETA)에 따라 출입구 인근에 우선 배치하는 최적 주차 알고리즘을 설계하고, A* 탐색을 이용해 효율적인 재배치 경로를 구현하였다. 2층 8×8 3D 격자 주차장 모델을 구성하고 엘리베이터 위치를 반영한 수정 맨해튼 거리 함수를 적용한 결과, 전체 상태공간의 약 0.02%만 탐색하며 최적 해를 도출하였다. 본 연구는 주차 공간 활용도 향상, 출차 대기 시간 단축, 에너지 절감 효과를 통해 향후 대규모 주차 시설에도 적용 가능함을 확인하였다.

Keyword: 슬라이딩 퍼즐 원리, A* 탐색 알고리즘, 복귀 예정 시간(ETA), 3D 격자 주차장 모델, 주차 효율 및 에너지 절감

특정 코드 진행에는 그에서 느껴지는 감정이 존재한다. 본 연구에서는 코드 진행 속의 어떤 요인들이 어떻게 감정에 영향을 미치는지 알아본다. 감정을 Thayer 감성 모델을 통해 조작적으로 정의 하였으며 AI 모델을 학습시킨 후 분석해 최종적으로 감정에 영향을 주는 코드 진행 속 요인들의 작용 방식을 알아낸다.

주제어: 음악, 코드, 감정, AI

본 연구는 산불 진화대원의 피로도를 최소화하면서 신속하게 산불 현장에 접근하는 최적의 경로를 분석한다. 기존의 최단 시간 경로 탐색 연구와 달리, 본 연구는 시간 – 피로도 지수라는 새로운 개념을 도입하여 이동 시간과 에너지 소모를 동시에 고려했다. 이 원리를 바탕으로 파이썬 시뮬레이션 프로그램을 제작하여, 임의로 선정한 5개 산의 지형 데이터를 분석했다. 시뮬레이션 결과, 시작점과 발화점을 잇는 최단 직선 경로보다 경사각의 변화가 적은 우회 경로가 진화대원의 피로도를 효과적으로 줄일 수 있음을 확인했다. 본 연구가 제시하는 최적의 경로는 고령화된 진화대원들의 체력적 부담을 완화하고, 산불 진압의 골든타임을 확보하는데 기여할 것으로 기대한다. 최종적으로, 이 시뮬레이션 모델은 산불 현장에서 진화대원의 신속한 대응과 안전을 동시에 지원하는 실용적인 도구로 활용될 수 있을 것이다.

주제어: 대형 산불 진압, 최단 시간 – 최소에너지 경로, DEM

여름철 외부 공간의 온도 상승은 실내 냉방 부하를 가중시키고 옥외 활동의 쾌적성을 저하시킨다. 본 연구는 에어컨 가동 시 발생하는 응축수를 냉각수로 재활용하여 쿨링포그 시스템을 운전할 수 있는 가능성을 검증하고, 노즐의 직경과 분사 간격에 따른 실제 온도 저감 효과를 교내 실험을 통해 분석하는 것을 목적으로 한다. 이를 통해 별도의 물 자원 확보 없이도 폐수성 응축수를 효율적으로 활용하여 열환경을 개선할 수 있는 친환경 냉각 방안을 제시하고자 하며, 더 나아가 도시 및 교육시설의 지속가능한 냉방 시스템 구축에 기여하고자 한다.

주제어: 에어컨 응축수 재활용, 쿨링포그 시스템, 온실가스 배출 감소, 기후변화 대응

로켓 발사 시 발생하는 고온·고압의 연소 가스는 발사대에 큰 열적·기계적 스트레스를 가하여 수명을 단축시킨다. 모델 로켓에서도 발사대 바닥이 그을리는 문제가 확인되었다. 이를 해결하기 위한 방안으로 잠수함 발사 탄도 미사일(SLBM)의 콜드런치 방식을 참고하였다. 콜드런치는 압축 공기 등을 이용해 미사일을 우선 상승시킨 뒤 공중에서 점화함으로써 발사 플랫폼에 가해지는 부담을 줄인다. 본 연구에서는 이러한 개념을 모델 로켓 발사에 적용하여, 물로켓을 이용해 로켓을 일정 높이로 상승시킨 후 점화하는 기술을 탐구하였다. 연구 과정에서 물로켓의 수직 발사를 통해 발사 안정성과 초기 가속을 검증하였고, 습도 조건을 변화시킨 고체로켓 연소 실험을 수행하여 점화 특성과 추진력 변화를 확인하였다. 이를 통해 발사대 보호와 추진 성능 간의 균형을 고려한 새로운 발사 방식의 가능성을 제시하였다. 학생 수준의 모델 로켓에서도 콜드런치의 이점을 가지는 발사 시스템을 개발할 수 있음을 보이는 것을 최종 목표로 한다.

주제어: 모델 로켓, 콜드런치, 발사대, 복합추진

본 연구는 대규모 언어 모델(LLM) 학습 데이터 내 AI 생성 합성 데이터가 나타내는 성능의 저하, 즉 ‘모델 붕괴’ 현상을 정량적으로 분석하고, 이에 대한 실질적인 해결 방안을 모색하는 것을 목표로 수행한다. 본 연구에서는 Llama 3 8B 모델을 기반으로, 합성 데이터의 생성 세대(G1, G2, G3) 와 학습 데이터 내 혼합 비율(25%, 50%, 100%)를 두 요인으로 설정하여 실험을 진행하였다. 총 아홉 가지 조건 각각에 대해 시드를 5개로 달리해 반복 학습함으로써 통계적 신뢰성을 확보하였다. 2-way ANOVA 결과, 생성 세대와 합성 비율 모두 유의한 주효과를 보였고 두 요인 간 상호작용도 통계적으로 유의미했다. 특히 G3 세대의 합성 데이터만으로 학습한(100%) 모델은 기준 모델 대비 MMLU가 65.1에서 23.5로 하락하여 63.9% 감소를 기록, 명확한 성능 붕괴를 확인했다. 한편, 문제 유출을 엄격히 차단한 설정에서 RoBERTa 기반 탐지기는 92.8%의 높은 탐지 정확도를 보였고, Perplexity 기반 데이터 필터링은 성능 저하를 유의하게 완화하였다. 본 연구는 모델 붕괴의 핵심 원인을 정량적으로 드러내고, 합성 데이터 활용을 위한 실증적 가이드라인을 제시한다는 점에서 의의를 갖는다.

주제어: LLM, 모델 붕괴, 합성 데이터, 표현 다양성 붕괴, Llama 3, 2-way ANOVA

본 연구는 기존 중앙집중식 패스워드 저장 방식의 보안 취약점을 해결하기 위해 Chaotic-Feistel 기반 해시 함수와 5-Way 분산 저장 아키텍처를 개발하였다. ChaoticRNG와 SlightlyHardRNG(Feistel 구조)의 결합을 통해 예측 불가능한 해시값을 생성하고, 이를 5개의 독립된 서버에 분산 저장함으로써 단일 침해점으로부터의 보안성을 크게 향상시켰다. 웹 기반 프로토타입 시스템을 구현하고 100회 이상의 실제 테스트를 수행하여 99.8%의 인증 성공률을 달성하였으며, 침입 탐지 및 다층 보안 메커니즘을 통해 종합적인 보안 솔루션을 제공한다.

주제어: Chaotic-Feistel, 해시 함수, 분산 보안, 패스워드 보안, 침입 탐지

본 연구는 LLM과 딥보이스 기술을 활용하여 소설 텍스트로부터 다중화자 오디오북을 자동 생성하고, 실물도서를 실시간으로 인식하여 음성을 재생하는 시스템을 개발하는 것을 목적으로 한다. 기존 오디오북의 몰입감 부족 문제와 풀캐스트 오디오북의 높은 제작 비용 문제를 해결하고자, 소설 내 내레이션과 대사 구분, 화자 식별, 감정 및 어조 태깅 등 텍스트 분석 과정을 자동화 하고, 이에 기반한 음성 합성 및 효과음 생성을 통합하여 오디오북 제작을 자동화하였다. 또한, 그림책 페이지를 인식하고, 해당 문장에 대응하는 오디오를 자동 재생하는 하드웨어 시스템을 구현하였다. 본 연구는 오디오북 제작 비용을 획기적으로 절감하면서도 품질을 유지할 수 있는 새로운 기술적 기반을 제시하며, 유아, 시각장애인, 난독증 환자 등 다양한 계층의 독서 접근성을 개선하고, 오디오 콘텐츠의 다양성과 활용도를 크게 높일 수 있는 가능성을 보여준다.

주제어: 딥보이스, LLM, OCR, 오디오북

본 연구는 해조류를 이용한 친환경 흡습제의 개발 가능성을 탐색하고, 기존 고흡수성 고분자(SAP)를 대체할 수 있는 지속가능한 소재를 찾고자 수행되었다. 구멍갈파래, 모자반, 다시마를 대상으로 흡습속도, 최대 흡습량, 흡습 지속능을 비교분석한 결과, 흡습속도와 지속능은 구멍갈파래가 가장 우수하였으며, 최대 흡습량은 다시마가 가장 높게 나타났다. SEM 분석에서는 구멍갈파래가 다공성 네트워크와 발달된 모세관 구조를 가져 수분의 흡수와 유지에 유리함을 확인하였다. 또한 열화상 실험에서 불 확산 억제 효과가 관찰되어, 구멍갈파래가 흡습 성능뿐 아니라 내열성에서도 우수함을 보였다. 따라서 구멍갈파래는 천연 해양자원을 활용한 지속가능한 흡습, 방습 소재로 활용 가능성이 높음을 시사한다.

주제어: 해조류, 흡습제, 친환경, 생분해성, 미세 플라스틱

본 연구는 흰개미 집단에 여섯 종의 세균 Paenibacillus polymyxa, Streptomyces griseus, Streptomyces albidoflavus, Micromonospora aurantiaca, Pseudomonas putida, Pseudomonas fluorescens을 각각 투여하여 감염 양상과 집단 생태에 미치는 영향을 비교하여 흰개미의 생물학적 방제에 활용할 수 있는 세균을 찾는 것을 목표로 한다. 이를 위해 세균을 혼합한 셀룰로스 먹이를 제공하고 일정 간격으로 생존률, 감염률을 측정하고 Kaplan–Meier 분석을 통해 사망률 변화 및 감염률 변화를 추적하였다. 그 결과 P. polymaxa, S. albidoflavus, P. fluorescens는 100마리 흰개미 군집을 상대로 각각 100%, 15%, 25%로 상대적으로 높은 감염률과 치사율을 보여주었으며 이를 바탕으로 6종의 세균 중 총 3종의 세균이 생물학적 방제에서 효과를 보였음을 입증하였다.

주제어: 흰개미, 장내 세균, 효과적-근원적 방제, 생물학적 방제, 자연 친화적 방제

본 연구는 담쟁이덩굴의 광합성 원리를 기반으로, 광합성 미생물을 활용해 콘크리트의 탄산화와 열화를 완화할 수 있는 가능성을 탐구하였다. 담쟁이덩굴을 직접 실험하기에는 생장 조건의 제약이 있어, 이를 대체할 수 있는 시아노박테리아를 이용하였다. Anabaena sp., Synechococcus sp., Arthrospira platensis를 각각 한천과 젤라틴에 고정하여 황토 몰탈 표면에 도포한 뒤, 페놀프탈레인 용액으로 중성화 깊이를 측정하였다. 그 결과, Arthrospira platensis를 혼합한 시료가 가장 낮은 탄산화 깊이를 보여, 광합성 미생물이 콘크리트의 열화 억제에 효과적임을 확인하였다. 본 연구는 생물학적 원리를 활용한 친환경 건축물 보호 기술의 기초 자료로 활용될 수 있다.

주제어: 콘크리트, 열화 현상, 시아노박테리아

본 연구는 산성 및 중성 환경에서 식물의 증산수가 나타내는 pH와 이온 조성을 분석하여, 증산수가 토양 산성화 완화에 기여할 수 있는 가능성을 평가하였다. 실험 결과, 산성 조건에서 증산수는 약염기성을 나타내며, 중성 조건보다 포집량이 2배 이상 많았다. 중성 조건에서는 일부 시료에서만 Na⁺ 가 검출되었고, 산성 조건에서는 검출되지 않았다. 이러한 결과는 식물이 외부 환경에 대응하여 증산량과 이온 이동을 조절하는 능동적 생리 반응을 수행함을 시사하며, 증산수를 활용한 토양 산성화 완화 및 환경 복원 연구에 기초 자료로 활용될 수 있음을 보여준다.

주제어: 증산작용, 토양 산성화, 식물 생리 반응, 증산수 pH, 환경 복원