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- 저자 : 곽안나 (검색결과 7 건)
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납석으로 카올린을 대체한 도자기 소지의 뮬라이트 형성과 특성
곽안나,김근희,피재환,김종영,조우석,김경자,이종근,Kwak, An-Na,Kim, Geun-Hee,Pee, Jae-Hwan,Kim, Jong-Young,Cho, Woo-Seok,Kim, Kyeong-Ja,Lee, Jong-Keun 한국세라믹학회 2012 한국세라믹학회지 Vol.49 No.3
Mullite formation in a porcelain body was promoted extensively by replacing kaolinite with pyrophyllite. Effects of mullite formation and vitrification by substitution of kaolinite with pyrophyllite on the mechanical and thermal properties were investigated. Addition of 45-55% pyrophyllite (pyrophyllite (45-55%)-feldspar (30%)-Gairome clay (20%)) could vitrify the sintered samples (water absorption : 0.05%, bulk density : 2.66g/cc) and improve the flexural strength (122MPa) when fired at $1280^{\circ}C$. Mullite formation was found to be decreased with increasing content of pyrophyllite. On the contrary, beyond 50% of pyrophyllite quartz and cristobalite phases was found to be increased. Thermal expansion coefficient of the samples decreased with increase of mullite phase. In triaxial system of pyrophyllite-feldspar-clay, the mullite formation of the samples with 50% pyrophyllite reaches about 78.7% and thermal expansion coefficient was found to be $5.4{\times}10^{-6}/K$.
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토양 다중 이온 동시 분석을 위한 RGB 영상 취득 시스템 설계
이정규 ( Jungkyu Lee ),곽안나 ( Anna Kwak ),박지원 ( Jiwon Park ),이동훈 ( Donghoon Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
작물을 재배함에 있어 토양은 가장 기본적이며 절대적인 환경요소이다. 토양은 물리적으로 근권부의 생육환경을 제공해줌과 동시에 영양분을 축적하여 뿌리를 통해 흡수할 수 있도록 하는 저장소의 역할을 한다. 이에 토양 양분을 측정하기 위한 다양한 화학분석 연구가 진행되고 있다. 환경 및 양분의 모니터링 결과를 기반으로 작물의 생육정보 모니터링 결과 사이의 관계를 분석하는 과정에서 양분 측정은 화학분석을 통해 이루어진다. 하지만 스마트 농업에 적용하기 위한 모니터링 기술은 현장에서 적용하기에는 개선사항이 존재한다. 현장에서 신뢰성 있는 결과를 확보하기 위한 화학분석시스템은 비전문가가 사용하기 어렵거나 고가의 화학분석장비가 요구되는 등 쉽게 접근하기 어려운 단점이 있다. 이는 현장에서 신속, 정밀, 신뢰성이 확보된 화학분석시스템을 구축한다면 스마트농업의 in-put 데이터 확보에 효율적일 것으로 예측된다. 따라서 본 연구에서는 선택적 직접 화학분석에 기반하여 현장에서 빠르게 토양분석을 할 수 있는 다중 이온 분석 장치를 설계하였다. 상용화를 위해 저가의 이미지 센서를 기반으로 수집되는 영상의 신뢰성 확보가 요구된다. 시작기 제작 시 선정한 카메라(OV2640, OmniVision, US)의 해상도는 1600 × 1200, FOV 68°로 표준시약 분석 실험 결과 재현성을 확보하였다. 모델을 설계하기 위해 3D CAD 설계 소프트웨어(SolidWorks 2016, Dassault Systemes, France)를 사용하여 기존의 거치대와 용기의 분석키트 어레이를 동시에 분석이 가능하도록 재구성 하였다. 또한 필라멘트 소재를 변경하여 물리적으로 이중암막 형태가 가능하도록 설계를 하였다. 구조가 변경된 분석키트는 3D 프린터(M220P, Moment, Korea)를 사용하여 다중 분석키트를 삽입 할 수 있는 어레이 구조가 포함된 디바이스를 제작하였다. 토양 다중 이온 분석 장치 설계로 증가된 키트의 수량만큼 분석방법의 방법이 다양해질 것으로 예상된다. 동일 시료의 반복측정을 1회 측정으로 해결 가능하며, 복잡한 시료의 분석 또한 어레이 구조를 통해 분석실험의 복잡성을 개선해 줄 것으로 기대된다.
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표준시약 및 다량의 시료 동시 분석이 가능한 영상 취득 시스템 제작
이정규 ( Jungkyu Lee ),곽안나 ( Anna Kwak ),박지원 ( Jiwon Park ),이동훈 ( Donghoon Lee ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1
최근 인공지능 및 빅데이터 분석기술의 발달은 농업현장의 4차 산업화에 많은 영향을 미치고 있다. 하지만 토양, 비료 등 작물 생산에 필수적인 환경요인들의 데이터를 신속하게 분석하는 화학분석 장비의 접근성은 가격, 크기 등의 제약이 많은 것이 현실이다. 직접적인 화학분석법을 적용하는 분석 시스템의 개발은 분석결과의 신뢰성을 확보할 수 있고 측정하고자 하는 환경에서 식물체에 요구되는 주요 양분을 분석할 수 있다. 또한 작물 생육정보에 활용할 수 있는 Full Data Set의 축적이 가능함과 동시에 현장에서 양분 농도를 분석할 수 있어 전문기관을 통한 복잡한 절차를 생략하여 화학분석 시스템 활용의 진입장벽을 낮춰 스마트농업의 현장적용이 가능하다. 이에 이온 분석을 위한 RGB 영상 취득 시스템을 설계하였으나 기준 시료를 포함한 여러 종류의 분석시료를 동시에 측정하여 비교군을 통한 신뢰성 향상과 다수 샘플의 동시 측정을 통한 신속성 향상이 요구되었다. 따라서 본 연구에서는 표준 시약 및 다량의 샘플을 분석할 수 있는 동시 분석기를 설계하였다. 피펫 및 광원을 지지하는 홀더는 3D CAD 소프트웨어(Autodesk Inventor , 2023)를 사용하여 구조 설계를 진행하였으며 3D프린터(M220P, Moment, Korea)를 통해 분석시스템의 구조를 제작하였다. 6개의 홀더를 하우징에 배치하여 동시분석기를 설계하기 위해 기존 설계대비 홀더의 소형화를 진행하였다. 홀더의 높이는 유지하되 가로 규격을 20 mm로 설계하여 기존 분석키트 대비 7 mm 이상 홀더의 개당 넓이를 소형화하였다. 시스템 소형화를 위해 카메라(OV2640, OmniVision, US)의 렌즈를 광각으로 교체하여 FOV 160°를 확보하여 촬영거리를 50%이상 감소시켰다. 동시분석기를 구성하는 단일 홀더 사이즈의 소형화를 통해 기존 하우징 사이즈에 기준시료를 포함한 6개의 분석키트를 제작하였다. 홀더의 소형화는 한번 분석 작업과정에서 다수의 샘플이 가능할 뿐 아니라 카메라의 촬영거리 감소로 분석시스템의 전반적인 사이즈 감소가 가능하여 활용성이 개선되었다. 또한 홀더 배치 재설계를 통해 화각에 따른 촬영부의 각도를 동일하게 유지할 수 있어 획득한 영상의 채널 분리, 광원 부분의 정보 Cropping, RGB 채널 별 히스토그램 도출 등 영상처리 과정에서 신뢰성 있는 데이터의 확보가 가능할 것이다.
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과일의 표면 RGB 정보 분석을 통한 당도 상관성 분석
이정규 ( Jungkyu Lee ),곽안나 ( Anna Kwak ),유재수 ( Jaesoo Yoo ),이동훈 ( Donghoon Lee ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
과일의 당도는 과일의 가치를 결정하는데 큰 부분을 차지한다. 이에 따라 상품 가치를 높이기 위해 당도 선별은 필수적이다. 선별 시에는 과실 손상 여부 따라 비파괴 또는 파괴 당도 측정 방식을 사용한다. 파괴 당도 측정 방법의 경우 과실에 손상을 입히기 때문에 비파괴 당도 측정 방법의 기술 연구가 이루어지고 있다. 하지만 가격의 장벽 및 비파괴 당도 측정의 불확실한 정보 등과 같은 다양한 문제 해결이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 과일의 이미지 데이터를 기반으로 CNN 이미지 인식 및 분류 알고리즘을 이용하여 과일의 당도를 비파괴적으로 예측하는 시스템을 구현하고자 한다. 실험 과일로 딸기와 사과를 선정하였으나 계절 특성 상 사과만 진행하였으며 안정성보다 휴대성을 우선하여 고려하여 이미지 수집 장치는 스마트폰 카메라를 선정하였다. 이미지 수집, 처리과정에서 상대적으로 특징적인 색의 분포를 집중적으로 분석하기 때문에 촬영 배경과 조명은 실험실 내부의 고정된 공간에서 촬영하였다. 선행 연구 진행 중 사과의 당도 취득 과정에서 표면의 무늬 유무에 따른 당도의 차이를 확인하였으며, 사과의 색상 정보가 당도와 연관이 있다는 연구 결과를 바탕으로 표피 가시 정보와 파괴 당도 측정기를 이용하여 당도의 상관성을 분석 연구를 진행하였다. 이를 바탕으로 색상 정보인 RGB, HSV 값과 무늬를 포함한 사과의 표피 가시 정보를 추출하였다. 사과 영상 촬영 및 당도 측정 후, Matlab(2022b, MathWorks, US)의 Open CV를 이용하여 사과 영상에서 획득한 데이터들이 사과의 당도와 상관성이 있는지 분석한다. 최종적으로 당도 측정 결과와 영상분석 데이터의 정합 과정을 거쳐 회귀분석을 통해 표피 가시 정보와 당도의 상관관계를 분석할 예정이다. 본 연구를 통해 일반적인 비파괴 당도 측정기와 달리 근적외선을 이용하지 않고도 스마트폰 카메라를 이용하여 색상과 무늬만으로 과일의 당도를 측정하는 시스템의 구현을 목표로 한다. 스마트폰을 활용하여 과일의 당도 분석을 통해 농가와 소비자들에게 편리함을 제공할 수 있으며 환경제어를 통한 재배의 결과를 기반으로 작물 생육 모델링의 분석자료로 활용이 가능할 것이다.
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