제3발표장 : 생물생산시설 및 환경공학 분야 ; 접목묘 활착실 환경관리 현황 조사 연구

강동현 ( Dong Hyeon Kang ),이시영 ( Si Young Lee ),김영중 ( Young Jung Kim ),김종구 ( Jong Goo Kim ),최홍기 ( Hong Gi Choi ) 한국농업기계학회 2013 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.18 No.2

웹페이지 코드 분리를 위한 리마커블 처리기의 설계 및 구현

강동현 ( Dong-hyeon Kang ),이관용 ( Kwan-yong Lee ) 한국정보처리학회 2007 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.14 No.1

웹프로그래밍 환경에서 프리젠테이션 로직을 구성하는 서버처리 웹페이지에는 디자인을 위한 HTML 요소와 로직을 구현하기 위한 서버측, 클라이언트측 스크립팅 요소가 혼합되어 있다. 이와 같은 경우 스파게티 코딩에 의해 웹디자이너와 웹프로그래머간의 작업의 경계가 불분명해지고 디자인과 로직의 구성이 정렬되지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하고 웹페이지의 가독성과 재사용성을 향상시키기 위한 리마커블 코드 분리 모델을 제안한다. 이를 통해 웹페이지 수준에서 HTML 요소와 스크립팅 요소를 완전하게 분리하고 관련 연구와 차별화되는 플랫폼 독립적이고 언어 중립적인 웹페이지 모듈화 과정을 소개하고자 한다.

학습자와 교수자의 원활한 SW 개발 환경 구축을 위한 클라우드 컴퓨팅 서비스

강동현(Dong Hyeon Kang),김민기(Min-Ki Kim),이건호(Geon Ho Lee),정수진(Su Jin Jeong),남영호(Young Ho Nam) 한국정보기술학회 2023 Proceedings of KIIT Conference Vol.2023 No.11

섬쑥부쟁이 에탄올 추출물의 잔틴산화효소 저해 효능 및 HPLC-UV를 이용한 유효성분의 함량 분석

강동현(Dong Hyeon Kang),한은혜(Eun Hye Han),진창배(Changbae Jin),김형자(Hyoung Ja Kim) 한국식품영양과학회 2016 한국식품영양과학회지 Vol.45 No.11

섬쑥부쟁이로부터 고요산혈증 개선에 도움을 주는 기능성 식품 개발을 위하여 최적의 에탄올 추출물 탐색과 high performance liquid chromatography-ultraviolet(HPLCUV) 분석방법에 의한 validation을 실시하였다. 지표성분으로 3,5-dicaffeoylquinic acid(3,5-DCQA)를 선정하여 표준화를 실시하였으며 검출법 확립을 위한 3,5-DCQA 정량분석은 Luna RP-18 칼럼(4.6×250 mm, 5 μm)을 이용하여 1% 초산용액과 메탄올을 전개용매로 사용하였다. 용출은 1.0 mL/min의 유속으로 기울기 용출(gradient elution) 방법을 이용하였으며, 320 nm 파장에서 검출한 피크 면적을 이용하여 검량곡선을 작성하여 분석하였다. 본 연구에서 확립한 분석법으로 특이성, 직선성, 정밀성, 정확성, 회수율을 검색하였다. 3,5-DCQA의 검량선으로부터 상관계수(R²)0.9999의 우수한 직선성과 intra-day와 inter-day 분석에서 90% 이상의 회수율과 5% 미만의 RSD를 나타내 정밀성과 정확성을 입증하였다. 검출한계는 2.68 μg/mL였고 정량한계는 8.11 μg/mL로 나타났다. 섬쑥부쟁이 에탄올 추출물(AGE)은 70과 80°C에서 30, 50, 70, 80% 에탄올로 3, 4,5, 6시간 동안 각각 추출하였으며, 지표물질의 검량곡선을 활용하여 각각의 AGE로부터 3,5-DCQA의 함량을 분석하였다. 본 시험법으로 분석한 3,5-DCQA의 함량은 70°C에서 추출한 70% AGE가 52.59±3.45 mg/Aster glehni 100g의 함량을 나타내 가장 우수하게 나타났다. 그러나 섬쑥부쟁이 추출물에 함유된 5-caffeoylquinic acid(5-CQA)의 함량 비교분석은 에탄올 함량이나 추출 시간에 따른 함량 변화가 미미하게 나타났다. 또한, 다양한 AGE에 대하여 XOD저해 효능을 검색하였을 때, 3,5-DCQA의 함량이 가장 높은 70°C에서 추출한 70% AGE에서 우수한 효능을 나타내 기능성 원료 표준화를 위한 적합한 분석법임이 검증되었다. 따라서 본 연구를 통하여 확립된 3,5-DCQA의 분석법은 섬쑥부쟁이 에탄올 추출물로부터 개별인정형 건강기능식품기능성 원료 개발을 위한 유용한 자료로 활용될 것으로 생각한다. This study aimed to establish an optimal extraction process and high performance liquid chromatography-ultraviolet (HPLC-UV) analytical method for determination of 3,5-dicaffeoylquinic acid (3,5-DCQA) as a part of materials standardization for the development of a xanthine oxidase inhibitor as a health functional food. The quantitative determination method of 3,5-DCQA as a marker compound was optimized by HPLC analysis using a Luna RP-18 column, and the correlation coefficient for the calibration curve showed good linearity of more than 0.9999 using a gradient eluent of water (1% acetic acid) and methanol as the mobile phase at a flow rate of 1.0 mL/min and a detection wavelength of 320 nm. The HPLC-UV method was applied successfully to quantification of the marker compound (3,5-DCQA) in Aster glehni extracts after validation of the method with linearity, accuracy, and precision. Ethanolic extracts of A. glehni (AGEs) were evaluated by reflux extraction at 70 and 80°C with 30, 50, 70, and 80% ethanol for 3, 4, 5, and 6 h, respectively. Among AGEs, 70% AGE at 70°C showed the highest content of 3,5-DCQA of 52.59±3.45 mg/100 g A. glehni. Furthermore, AGEs were analyzed for their inhibitory activities on uric acid production by the xanthine/xanthine oxidase system. The 70% AGE at 70°C showed the most potent inhibitory activity with IC50 values of 77.01±3.13∼89.96±3.08 μg/mL. The results suggest that standardization of 3,5-DCQA in AGEs using HPLC-UV analysis would be an acceptable method for the development of health functional foods.

시설 자동화 및 로봇화 연구 동향

강동현(Dong Hyeon Kang),김동억(Dong Eok Kim),홍순중(Soon Joong Hong) 한국원예학회 2021 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2021 No.5

과채류 접목시스템 개선 연구

강동현(Dong Hyeon Kang),이시영(Si Young Lee),김종구(Jong Koo Kim),박민정(Min Jung Park),손진관(Jin Kwan Son),윤성욱(Sung-Wook Yun),안세웅(Se Woong An),정인규(In Kyu Jung) (사)한국생물환경조절학회 2017 생물환경조절학회지 Vol.26 No.3

접수 및 대목 줄기의 회전 절단으로 인한 접목 불량발생 가능성에 대한 문제점을 해결하기 위하여 수학적 분석 및 고속카메라를 이용하여 실측한 결과 칼날 회전반경 50㎜이고 줄기직경이 5㎜ 일 때, 깊이는 0.11㎜인 것으로 계산되어 줄기부 곡면 절단에 따른 문제는 없을 것으로 사료된다. 또한 접목시스템에서 모종 줄기를 잡는 그립퍼의 최적 형상 설계를 위하여 실시한 모종 줄기 압축시험 결과 대목의 경우 0.8㎜ 이상, 접수의 경우 0.6㎜ 이상의 범위에서 줄기부를 압축 할 경우 이전 형상으로 완전히 복원되지 않는 것으로 조사되어 그립퍼 형상 설계 시 그럼퍼 간격 결정에서 고려해야 할 것으로 사료된다. 또한 접목시기인 토마토 모종의 경우 줄기의 휨이 평균 10도 전후 인 것으로 조사되어 접목불량이 발생할 가능성이 있으므로 이를 개선하기 위한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다. 최적핑거 형상시험에서는 모서리핑거 형상이 핑거간 거리 조정을 통해 정확한 중앙점을 잡을 수 있는 것으로 조사되었다. 핑거간 거리는 접수와 대목에 대해 각각 2.5㎜와 3.0㎜로 설정하고 신축성 있는 재질을 이용하여 1㎜ 두께로 코팅을 하면 대부분의 모종 줄기를 상처없이 파지 할 수 있을 것으로 조사되었다. This study was conducted to improve the insufficiency of fruit vegetable grafting system developed by National Institute of Agricultural Sciences, Rural Development Administration. When the rotary blade cut the stem of scions and rootstocks, the grafting failure at curved cutting surfaces happened. The cutting depth of a tomato seedling by a rotated cutter was calculated 0.11 ㎜ even when the cutting arm length and the maximum stem diameter were 50 ㎜ and 5 ㎜, respectively. Mathematical analysis and high-speed photography showed that there was no problem by cutting in straight the stem of scions and rootstocks. The compression test of seedling stems to design the optimal shape of gripper showed that stems were not completely restored when they were compressed above 0.8 ㎜ and 0.6 ㎜ in case of rootstocks and scion, respectively. This study found that the bending angle of stem of tomato seedlings at the grafting period was 10 degree on average. The optimal gripper finger was the edge finger type which could be precisely set center point by adjusting the distance between fingers. In addition, it was found that most of seedling could be grasped without damage when the finger-to-finger distances is set to 2.5 ㎜ for scion and 3.0 ㎜ for rootstocks and finger are coated by 1 mm-thick flexible material.

한식 된장 발효 환경 개선을 위한 환경 조사 연구

강동현 ( Dong Hyeon Kang ),홍순중 ( Soon Joong Hong ),신윤아 ( Yoon Ah Shin ),김동억 ( Dong Eok Kim ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2

“한국 기후변화 평가보고서 2020”에 따르면 우리나라의 2010년대 평균지표 온도는 13.0℃로 1980년대 12.2℃보다 0.8℃ 상승하였고, 폭염일수도 꾸준히 증가하고 있어 기후변화가 심각화되고 있다고 하였다. 이러한 기후변화로 인하여 노지환경에 노출되어 있는 된장은 독소 위험성이 증대되어 가고 있다. 식품의약품 안전처(2020)에 따르면 한식된장 517개 중 33개 제품에서 아플라톡신이 기준(B1, B2, G1, G2의 합이 15.0 μg/ kg 이하) 초과 검출되었다고 보고된 바 있으며, 연구에 따르면 된장 숙성환경이 40℃이상 고온에 노출되면 Bacillus cereus 생존기간 30일 이상 증대되어 위험성이 높아진다고 분석하였다. 또한 이상 고온으로 인하여 천년 이상 지속된 전통 노지형 장류는 생산 수율과 품질 저하 등 생산관리와 품질 안전성 등 현장에서의 많은 문제가 발생하는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 기후변화 등에 따른 된장 발효 환경 개선을 위하여 온실을 설치하고 내부에 된장이 숙성되고 있는 장독을 배치하여, 외부환경에 따른 장독 내부의 환경을 분석하였다. 시험 장소는 강원 춘천, 평창, 전남 순천, 담양의 농가를 선정하고, 각 지역에 내재해규격 07-단동-2(폭(6m), 측고(1.7m), 동고(3.3m)) 온실을 설치하고 환경을 분석하였다. 온실 내부의 제어요인은 측창, 차광커튼, 순환팬, 배기팬을 설치하여 환경 개선을 위하여 제어하였다. 제어 순서는 설정온도에 맞춰 측창 → 차광 → 순환팬 → 배기팬 순으로 작동하도록 구성하였으며, 각 장치별 설정온도를 설정할 수 있도록 하였다. 환경제어장치는 내외부 온습도, 일사, 우적, 장독 내 온도 등이 자동 저장 및 제어에 활용되도록 하였다. 온실 내부 환경을 조사한 결과 7월 중 시험온실 내외부 온도 차는 주간 약 5℃ 내외, 야간 약 2℃ 내외가 발생하는 것으로 조사되었고, 장독 내부 온도는 온실 내부온도가 약 40℃일 때 약 33℃ 이내로 유지되는 것으로 조사되어 태양빛에 노출된 노지 된장의 내부온도가 최대 60~70℃보다 낮은 것으로 조사되었다. 또한 온실에 탑재된 설비의 제어를 통해 장독 내부의 온도는 독소에 노출될 수 있는 40℃ 이내로 제어가 가능하여, 온실을 통한 노지 된장의 숙성환경 조성이 가능할 것으로 판단되었다.

트랙터 부착 작업기 허용하중 연구

강동현 ( Dong Hyeon Kang ),이종원 ( Jong Won Lee ),백이 ( Yee Paek ),홍순중 ( Soon Jung Hong ),김동억 ( Dong Eok Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2

국내 국산밀 자급률 향상 및 수입밀 대비 가격과 품질 경쟁력 향상을 위하여 국산밀의 단위면적당 생산량을 높이고 산업체에서 만족하는 품질의 균일성 향상을 통한 소비 활성화를 위하여 농식품부에서는 「밀산업 육성법」시행하였다. 이 법은 국산밀 산업 종합 지원을 목적으로 하고 있으며, 2025년까지 자급률 5%를 목표로 하고 있다. 하지만 현재 국산밀 생산량은 3만톤으로 자급률은 1.2%에 불과하여 식량안보와 국제 시장 변동에 취약하여 국산화를 위한 노력이 필요하다. 본 연구는 밀의 정밀 파종 및 시비를 통해 생산량을 증대시키기 위하여 트랙터 부착형 밀 파종 및 시비기를 개발하기 위한 기초연구로 트랙터 하중에 따른 작업기의 허용 중량을 산정하기 위하여 수행하였다. 트랙터의 중량에 따른 작업기의 허용 중량을 분석하기 위하여 트랙터 출력에 따른 중량, 축간거리를 조사하였다. 이를 이용하여 작업기의 예상중량과 지지축인 트랙터 후륜과 작업기 무게중심 간의 거리를 변화시켜 작업기 중량에 따라 적용할 수 있는 트랙터를 선정할 수 있도록 하였다. 트랙터 동력과 축간거리, 트랙터 동력과 중량 간의 결정계수(R²)는 각각 0.83, 0.95로 높은 것으로 분석되어 작업기와 트랙터 간의 무게중심 분석에 활용이 가능할 것으로 판단되었다. 현재 설계 중인 작업기의 무게 1,500kg, 무게중심 간 거리 2 m, 작업 안전성을 위하여 무게중심은 뒷바퀴로부터 200 mm로 설정하여 분석하였을 때 출력 80kW 이상의 트랙터를 사용하는 것이 적당할 것으로 분석되었다. 본 결과는 작업기의 무게와 작업기의 무게중심 간 거리 등이 수정될 경우에도 활용 될 수 있도록 매뉴얼화가 필요할 것으로 판단된다.

접목로봇의 접목불량 발생원인 분석

강동현 ( Dong Hyeon Kang ),안세웅 ( Se Woong An ),김동억 ( Dong Eok Kim ),홍순중 ( Soon Jung Hong ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2

2017년 농촌진흥청에서는 영상인식을 통한 접수와 대목의 절단부위를 영상을 통해 인식하고, 모종 회전각을 조절하여 절단부위가 정확히 맞닿을 수 있도록 제어함으로써 정밀 접목이 가능하도록 영상인식 접목로봇을 개발하였다. 또한 접수와 대목이 자동으로 공급될 수 있도록 모종 자동 공급장치도 개발하였다. 접수 공급장치는 모종의 하단이 절단되고 상단만 활용되는 특징 때문에 인력을 통해 공급장치에 꽂아주고, 대목 공급장치는 핑거를 이용하여 모종을 트레이에서 뽑아 내어 접목로봇에 공급하도록 구성되었다. 이러한 접목을 위해 여러장치가 조합됨에 따라 모종을 잡아 주는 핑거 내에서 발생할 수 있는 오차와 접목로봇에서 발생하는 오차가 결합 됨으로써 접목 불량률이 더욱 높아지는 원인이 될 수 있다. 또다른 접목 불량의 이유로는 절단 위치의 불균일, 모종 줄기 직경의 다양성으로 인하여 발생한다고 보고된 바 있다. 본 연구에서는 고속카메라를 활용하여 접수 및 대목이 절단될 때 그리고 두 모종이 접목될 때를 촬영하고, 불량 원인를 분석하여 개선방법을 찾기 위하여 수행하였다. 접수 및 대목 절단 시 발생하는 불량은 줄기 파지용 핑거와 절단시 줄기를 지탱하는 가이드간의 간극으로 인하여 절단부 중심의 위치가 상하좌우로 이동하기 때문인 것으로 분석되었다. 접목시 발생하는 불량은 접수와 대목의 줄기를 핑거에서 파지할 때 줄기 중심의 위치의 차가 발생하여 발생하는 것으로 분석되었다. 두 경우 모두 접수와 대목의 줄기 직경의 차로 인하여 발생하는 원인이 가장 큰 것으로 분석되어, 모종 공급장치 설계 시 줄기의 중심부를 기준으로 파지할 수 있어야 하며, 조립 시 오차를 최소화할 필요가 있을 것으로 판단된다.

스마트농업 농작물 명칭 분류 기준 연구

강동현 ( Dong Hyeon Kang ),이종원 ( Jong Won Lee ),홍순중 ( Soon Jung Hong ),김동억 ( Dong Eok Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2

스마트 농업은 정밀농업, 스마트파밍, 스마트 팜 등 다양하게 정의되고 있으며, 세부적으로 국내에서는 노지, 시설, 축산으로 분류하고 있다. 국내에서의 스마트농업은 초기에는 시설온실에 대한 기술을 중심으로 연구개발이 추진되었으나, 최근에는 노지와 축산 분야의 연구로 확산되고 있다. 시설과 노지에서는 생산되는 작물은 크게 식량작물, 채소, 과수, 화훼, 특용작물 등으로 분류될 수 있으며, 농림축산식품부 등 기관에서는 표준품목코드, 표준단위코드 등 공공데이터 포탈에서 활용중에 있으나, 스마트농업 내부표준은 진행되지 않았다. 이로 인해 데이터를 수집하는 업체별로 분류코드가 불일치하여 별도의 변환작업을 해야하는 문제점이 있어 표준화가 요구되고 있다. 본 연구에서는 스마트 농업에서 활용될 수 있는 작물명에 대해서 표준분류 및 코드화 작업을 통해 데이터 프로토콜 일관화에 활용하고자 한다. 작물별로 벼, 맥류, 잡곡류, 과수류, 채소류 등 11개의 대분류로 구분하고, 각 대분류 별로 중분류와 소분류를 통해 각 작물별로 분류와 코드화 및 정의를 진행하였다. 추가적으로 노지와 시설에서의 작물 구분 여부, 대중소 분류에 대한 전문가 검토를 거쳐 표준화를 추진하고자 한다.