Effect of temperature on single-and mixed-strain fermentation of ruminant feeds

( Seungmin Woo ),( Sooah Kim ),( Suji Ye ),( Soo Rin Kim ),( Jeongman Seol ),( Uyeh Daniel Dooyum ),( Junhee Kim ),( Dong Hyuck Hong ),( Jong Nam Kim ),( Yushin Ha ) 한국축산학회(구 한국동물자원과학회) 2020 한국축산학회지 Vol.62 No.2

Use of raw feedstuffs for livestock is limited by low digestibility. Recently, fermentation of feedstuffs has been highlighted as a new way to improve nutrient absorption through the production of organic acids using inoculated microorganisms, which can also play a probiotic role. However, standard procedures for feedstuff fermentation have not been clearly defined because the process is influenced by climatic variation, and an analytical standard for fermented feedstuffs is lacking. This study aimed to evaluate the microbiological and biochemical changes of feedstuffs during fermentation at temperatures corresponding to different seasons (10℃, 20℃, 30℃, and 40℃). We also investigated the effects of yeast, lactic acid bacteria (LAB), and Bacillus spp. on fermentation and determined the results of their interactions during fermentation. The viable cells were observed within 8 days in single-strain fermentation. However, when feedstuffs were inoculated with a culture of mixed strains, LAB were predominant at low temperatures (10℃ and 20℃), while Bacillus spp. was predominant at high temperatures (30℃ and 40℃). A significant drop in pH from 6.5 to 4.3 was observed when LAB was the dominant strain in the culture, which correlated with the concentrations of lactic acid. Slight ethanol production was detected above 20℃ regardless of the incubation temperature, suggesting active metabolism of yeast, despite this organism making up a marginal portion of the microbes in the mixed culture. These results suggested that fermentation temperature significantly affects microbiological profiles and biochemical parameters, such as pH and the lactic acid concentration, of fermented feedstuffs. Our data provide valuable information for the determination of industrial standards for fermented feedstuffs.

공정 시뮬레이션을 통한 로봇적용 시설온실의 모델개발

우승민 ( Seungmin Woo ),두윰우예다니엘 ( Uyeh Daniel Dooyum ),김준희 ( Junhee Kim ),김국환 ( Gukhwan Kim ),이종원 ( Jongwon Lee ),하유신 ( Yushin Ha ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

국내에서는 농진청을 중심으로 스마트팜 기술을 1세대, 2세대, 3세대로 구분하고, 복합에너지 관리와 자동화· 로봇 기술을 기반의 3세대 모델을 ’20년까지 개발하는 연구가 진행 중에 있다. 그 일환으로 본 연구에서는 시뮬레이션(ARENA V15)을 통하여 3세대 시설온실 모델에 적용되는 로봇의 종류 및 용량을 산정하여 그 모델을 개발하였다. 재배작물은 국내 시설온실에서 활용도가 높은 딸기를 선정하였으며 10a 당 생산량 작업공정별 재배시간을 조사하고, 레이아웃을 작성해 시뮬레이션의 입력변수로 적용하였다. 제한조건은 로봇의 고장율, 배터리 구동에 있어 충전시간, 딸기 베드의 배치에 따른 작업동선으로 하였으며, 이를 통하여 출력변수로 총 작업시간, 생산량, 로봇의 가동률, 병목현상 등을 조사하였다. 그 결과 10a 당 인력작업의 가동률은 하루 24시간 중 8시간 작업기준으로 수확의 경우 19%, 선별 및 포장의 경우 10%, 운반의 경우 2.6%로 나타나 낮은 가동률을 높이기 위한 조정이 필요한 것으로 분석되었다. 로봇 작업의 경우 수확 작업 8%, 선별 및 포장작업 91%, 운반작업 0.7%의 가동률로 나타나 선별 및 포장작업은 병목구간이 발생하여 이에 선별 및 포장작업에 투입되는 로봇의 용량을 조정하여야 하는 것으로 분석되었다. 이상의 결과는 3세대 로봇적용 시설온실의 재배환경과 작업시간에 따른 변화를 예측해 볼 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다. 또한 추가적으로 모빌리티를 활용한 시설온실 내부의 로봇적용을 고려하여 공정을 세부적으로 묘사한 시뮬레이션에 대한 연구도 필요한 것으로 판단된다.

시설온실 내부 로봇거치 시스템의 구조해석

우승민 ( Seungmin Woo ),강석호 ( Seokho Kang ),두윰우예다니엘 ( Uyeh Daniel Dooyum ),김영수 ( Yeongsu Kim ),김준희 ( Junhee Kim ),김윤수 ( Yunsu Kim ),김경철 ( Kyoungchul Kim ),이종원 ( Jongwon Lee ),하유신 ( Yushin Ha ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2

노동력이 감소하고 있는 농업 현안 문제해결을 위해 로봇화된 스마트팜 기술 개발이 국내외적으로 활발히 추진중에 있다. 그 일환으로 수확 및 이송, 방제 작업에 로봇을 활용하여 시설온실의 완전 무인화 시스템을 구축하는 연구가 진행되고 있다. 시설온실에 적용되는 로봇은 자율 주행형 로봇과 시설온실 내부에 거치되는 겐트리 로봇으로 분류된다. 본 연구에서는 겐트리 로봇이 시설온실 내부에서 X, Y, Z 방면으로 이동할 수 있는 겐트리 로봇 거치 시스템 개발의 기초 연구로서 시설온실 트러스에 설치되어 겐트리 로봇 거치 시스템을 지지하는 브라켓의 두께 및 설치각도에 따른 구조해석을 실시 최적화된 사향을 결정하였다. 내재해형 단동 시설온실 측면 트러스에 적용된 파이프는 일반 구조용 탄소강관(SPS) 재질의 ø 31.8 에 두께 1.4 mm 이다. 여기에 동일한 사향의 파이프 300 mm 를 수평된 방향으로 설치하여 볼팅으로 고정하였으며, 하중의 분산을 위하여 하단에 브라켓을 설치하였다. 브라켓은 시설온실 측면 트러스 파이프와 겐트리로봇 거치 시스템 파이프에 볼팅으로 체결하였다. 구조해석에 적용된 겐트리 로봇 거치 시스템의 하중은 파이프와 형광류 로봇의 무게 및 수확작물의 무게를 고려하여 총 200 kg 으로 설정하였으며, 분산되어 하나의 브라켓에 적용되는 하중 50 kg 이, 브라켓의 두께 및 설치 각도에 따라 겐트리 로봇 거치 시스템에 어떠한 변형량으로 나타나는지 조사하였다. 그 결과 브라켓을 설치하지 않았을 경우 겐트리 로봇 거치 시스템이 아래로 2.16 mm 휘어지는 것으로 나타났으며, 브라켓의 두께가 2 mm, 3 mm, 4 mm 일 경우 각각 0.1718 mm, 0.1550 mm, 0.1482 mm 의 변형량이 나타나 브라켓의 설치 필요성이 입증되었고 그때의 두께는 2 mm 가 적합한 것으로 분석되었다. 설치 각도에 따른 시스템의 항복응력은 45°, 50°, 55°, 60°의 4 수준으로 구분하여 시뮬레이션 하였으며 그 결과 256.11 Mpa, 239.79 Mpa, 226.53 Mpa, 215.67Mpa 로 나타나 설치각도가 50° 일 때 일반 구조용 탄소강관(SPS)의 항복응력점 250 Mpa 미만으로 나타났으며, 55° 에서 60° 일때의 차이점은 크지 않아 55° 일 경우 가장 적합한 것으로 분석되었다. 이상의 시뮬레이션 결과는 겐트리 로봇 거치 시스템 설계에 적용할 것이며, 재현성 실험을 실시하여 유의성 분석을 진행할 것이다.

트위터를 이용한 위치기반의 실시간 재난탐지 시스템

우승민 ( Seungmin Woo ),하현수 ( Hyunsoo Ha ),황병연 ( Byung-yeon Hwang ) 한국정보처리학회 2016 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.23 No.1

본 논문에서는 트위터를 이용하여 위치기반의 실시간 재난탐지 시스템을 제안한다. SNS 중 트위터는 정보의 빠른 전파력과 확산을 특징으로 갖는다. 이러한 특성은 긴급한 재난 상황에서 트위터를 통해 재난상황을 공유하기 때문에 트위터 사용자를 센서로 이용하여 재난을 탐지할 수 있다. 재난정보 수집과 재난탐지 과정을 병렬적으로 처리하여 실시간으로 재난을 탐지하고 시스템 사용자에게 재난발생 위치를 기반으로 전파한다. 실험결과 본 논문의 시스템 정확도는 88.14%로 측정되었고 재난 키워드 예외처리의 필요성을 확인하였다.

시뮬레이션을 이용한 로봇적용 시설온실 모델개발

우승민 ( Seungmin Woo ),두윰우예다니엘 ( Uyeh Daniel Dooyum ),김준희 ( Junhee Kim ),김영수 ( Yeongsu Kim ),김국환 ( Gukhwan Kim ),김경철 ( Kyoungchul Kim ),이종원 ( Jongwon Lee ),하유신 ( Yushin Ha ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1

국내에서는 농촌진흥청을 중심으로 스마트팜 기술을 1세대, 2세대, 3세대로 구분하고, 복합에너지 관리와 자동화·로봇 기술기반의 3세대 모델을 ’20년까지 개발하는 연구가 진행 중에 있다. 그 일환으로 본 연구에서는 시뮬레이션(디지털팩토리 퀘스트)을 통하여 3세대 시설온실 모델에 적용되는 로봇의 용량을 산정하여 그 모델을 개발하였다. 재배작물은 국내 시설온실에서 활용도가 높은 딸기를 선정하였으며 10 a 당 생산량에 있어 로봇운용률과 인력운용률을 산정하여 생산성을 분석하였고 이를 바탕으로 경제성 분석을 실시하여 손익분기점을 나타냈다. 시뮬레이션의 진행 방법은 상수형 변수 (로봇의 성능, 인력의 작업률)를 고정하고 일일 목표 생산량에 따라 투입되는 로봇 및 인력을 증가시키면서 대기 및 병목 현상을 해소해 나가는 방법으로 진행하였다. 또한 제한조건으로 인력작업시 휴게시간, 로봇의 충전시간 시설온실 내부 레이아웃에 따른 작업동선으로 설정하였다. 그 결과 10 a 당 수확로봇의 가동률은 84 % 운반로봇의 가동률은 53 % 로 분석되었다. 인력작업 숙련자의 경우 24.8% 초보자의 경우 20.6%의 운용률로 분석되었으며 일일 평균 딸기 수확량은 로봇의 경우 일일 평균 생산량 212.54 kg 숙련자의 경우 171.32 kg로 초보자의 경우 86.74 kg으로 나타났다. 생산성 분석을 바탕으로 경제성 분석을 실시한 결과 로봇의 비용이 현행비용에서 약 1/4로 절감되어야 2명의 작업자를 대체할 수 있고 11년 지난 후 손익분기점이 나타나는 것으로 분석되었다. 하지만 이는 매년 증가하는 노동비용 및 딸기가격 상승 가치를 고려하지 않은 결과이며 추후 시간이 지남에 따라 손익분기점은 줄어들 것으로 판단되며 로봇 기술 발전과 이에 따른 비용 절감 또한 손익분기점을 줄일 수 있는 요인이 될 수 있을 것으로 예상된다.

데이터 공학 : 트위터 기반 이벤트 탐지에서의 기계학습을 통한 지명 노이즈제거

우승민 ( Seungmin Woo ),황병연 ( Byung Yeon Hwang ) 한국정보처리학회 2015 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.4 No.10

본 논문에서는 트위터 기반 이벤트 탐지에서의 기계학습을 통한 지명 노이즈제거 방식을 제안한다. 최근 스마트폰 이용자의 증가로 소셜 네트워크 서비스(SNS) 이용자가 증가하고 있는 추세이다. 그중 트위터는 140자 이내의 단문서비스와 팔로우 기능으로 정보의 빠른 전달력과 확산성을 가지고 있다. 이러한 특성과 모바일에 최적화된 트위터의 특성상 정보 전달 속도가 매우 빠르기 때문에 재난 상황이나 이벤트 전달의 매개체 역할을 하고 있다. 이와 관련된 연구로는 트위터 사용자 개개인을 이벤트 탐지의 센서로 사용하여 현실에서 발생하는 이벤트를 탐지하였는데 이벤트가 특정 장소에서 발생한다는 특성을 이용해서 지명 키워드를 사용하였다. 그러나 지명과 동형이의어 관계에 관한 노이즈제거에 대한 부분이 누락되어있어서 이벤트 탐지의 정확도를 낮추는 요인이 된다. 이에 본 논문에서는 제거와 예측 두 가지 방식으로 노이즈제거 기법을 적용하였다. 먼저 노이즈 관련 데이터베이스 구축을 이용하여 제거 필터링을 진행한 후에 나이브 베이지안 분류를 이용해서 지명 유무를 결정하였다. 실험 데이터를 이용해서 기계학습을 위한 확률값을 구했으며, 지명마다 본 논문에서 제시하는 예측기법을 검증했을 때 89.6%의 신뢰도로 노이즈제거 기법의 필요성을 보였다. This paper proposes geographical name denoising by machine learning of event detection based on twitter. Recently, the increasing number of smart phone users are leading the growing user of SNS. Especially, the functions of short message (less than 140 words) and follow service make twitter has the power of conveying and diffusing the information more quickly. These characteristics and mobile optimised feature make twitter has fast information conveying speed, which can play a role of conveying disasters or events. Related research used the individuals of twitter user as the sensor of event detection to detect events that occur in reality. This research employed geographical name as the keyword by using the characteristic that an event occurs in a specific place. However, it ignored the denoising of relationship between geographical name and homograph, it became an important factor to lower the accuracy of event detection. In this paper, we used removing and forecasting, these two method to applied denoising technique. First after processing the filtering step by using noise related database building, we have determined the existence of geographical name by using the Naive Bayesian classification. Finally by using the experimental data, we earned the probability value of machine learning. On the basis of forecast technique which is proposed in this paper, the reliability of the need for denoising technique has turned out to be 89.6%.

Gastrojejunostomy by pure natural orifice transluminal endoscopic surgery using a newly designed anastomosing metal stent in a porcine model

Yi, Seung Woo,Chung, Moon Jae,Jo, Jung Hyun,Lee, Kyong Joo,Park, Jeong Youp,Bang, Seungmin,Park, Seung Woo,Song, Si Young Springer-Verlag 2014 Surgical endoscopy Vol.28 No.5

Soft, thin skin-mounted power management systems and their use in wireless thermography

Lee, Jung Woo,Xu, Renxiao,Lee, Seungmin,Jang, Kyung-In,Yang, Yichen,Banks, Anthony,Yu, Ki Jun,Kim, Jeonghyun,Xu, Sheng,Ma, Siyi,Jang, Sung Woo,Won, Phillip,Li, Yuhang,Kim, Bong Hoon,Choe, Jo Young,Huh National Academy of Sciences 2016 PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF Vol.113 No.22

<P>Power supply represents a critical challenge in the development of body-integrated electronic technologies. Although recent research establishes an impressive variety of options in energy storage (batteries and supercapacitors) and generation (triboelectric, piezoelectric, thermoelectric, and photovoltaic devices), the modest electrical performance and/or the absence of soft, biocompatible mechanical properties limit their practical use. The results presented here form the basis of soft, skin-compatible means for efficient photovoltaic generation and high-capacity storage of electrical power using dual-junction, compound semiconductor solar cells and chip-scale, rechargeable lithium-ion batteries, respectively. Miniaturized components, deformable interconnects, optimized array layouts, and dual-composition elastomer substrates, superstrates, and encapsulation layers represent key features. Systematic studies of the materials and mechanics identify optimized designs, including unusual configurations that exploit a folded, multilayer construct to improve the functional density without adversely affecting the soft, stretchable characteristics. System-level examples exploit such technologies in fully wireless sensors for precision skin thermography, with capabilities in continuous data logging and local processing, validated through demonstrations on volunteer subjects in various realistic scenarios.</P>

습도 센서 부착형 고추 모종 이식기 개발

박예린 ( Yushin Ha ),이정화 ( Seungmin Woo ),김지은 ( Yerin Park ),김태원 ( Jeonghwa Lee ),우현지 ( Jieun Kim ),우승민 ( Taewon Kim ),하유신 ( Hyunji Woo ),( Seongmin Woo ),( Yushin Ha ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2

최근 농업 사회에서의 노동력 감소와 귀농·귀촌에 따른 청년 농부가 증가함에 따라 새로운 방식의 농업사회가 구성되고 있으며 이에 따라 정확한 계측 농업의 도입과 농업의 디지털화가 이루어지고 있다. 본 연구의 목적은 농촌 사회의 변화에 맞춰 편리함과 정확함을 목표로한 고추모종 이식기를 개발하는 것이다. 현재 농촌에서는 고추 정식 과정에서 물을 줄 때 눈대중으로 적당량의 수분을 공급해 주는 방식을 사용한다. 이런 방식은 농민의 경험에 의존한 방법이며 최적의 생산량을 도출해내기는 어렵기에 수분을 공급하는 적합한 습도 값을 조사해 이 습도 값만큼 물을 주도록 개발품을 설계하였다. 정식 시에 기존 토양의 물 주기 전의 습도 값을 측정하고 이에 따라 적합한 습도 값(85%)에 도달할 때까지 물을 공급하고 저절로 멈추도록 하는 장치의 개발이다. 또한 기존의 고추 정식 과정은 땅을 파고 모종을 심고 물을 주고 흙을 덮는 과정으로 이루어지는데 비닐 멀칭 구멍 뚫기, 모종심기, 필요한 수분 공급 등의 세분화된 과정들을 한 번에 수행함으로써 모종을 이식하는 과정을 하나의 기계로 한번의 공정을 통하여 수행할 수 있도록 설계하여 노동력과 경영비를 감소시키는데 그 목적이 있다. 이를 위해서는 토양 습도 측정을 위한 습도계, 수분 공급을 위한 워터 펌프, 습도 값을 읽고 워터 펌프로 내보낼 물의 양을 계산해 줄 아두이노를 사용하며,수분이 공급되는 분수호스를 적용하였다. 간편해진 모종 이식 방법으로 모종을 이식 할수 있기에 노인이 많은 농촌 사회에서 부족한 일손을 본 개발품을 통하여 일정부분 해소할수 있으며 불필요한 동작 및 위험요소가 사라짐에 따라 부상 위험을 감소시킬 것으로 기대되며 추후 개발품의 현장 실험을 통하여 능률을 분석하며, 수정 보완할 계획이다.

Dynamic responses of buried corrugated steel plates under blast loads

Woo Yeon Cho,Seungmin La,Oon Yeong Kim,Moon Kyum Kim 한국소음진동공학회 2003 한국소음진동공학회 국제학술대회논문집 Vol.2003 No.8