스마트 디바이스를 활용한 노약자 근감소증 진단과 딥러닝 알고리즘

윤영욱,손정우 한국재난정보학회 2022 한국재난정보학회 논문집 Vol.18 No.3

연구목적: 본 논문에서는 스마트 디바이스의 높은 보급률을 활용하여 근감소증을 추정 및 예측하는 딥러닝 알고리즘을 제안과 연구를 수행한다. 연구방법: 딥러닝 학습을 위해 스마트 디바이스에 내장된 관성센서를 활용하여 실험을 데이터를 수집하였다. 데이터를 수집하는 테스트용 어플리케이션 구현하여 ‘정상’과 ‘비정상’걸음과 ‘달리기’, ‘낙상’, ‘스쿼트’ 자세의 5 가지 상태를 구분하여 데이터를 수집하였다. 연구결과: LSTM, CNN, RNN model 사용 시 예측 정확도를 분석했고 CNN-LSTM 융합형 모델을 활용하여 이진분류 정확도 99.87%, 다중 분류 92.30%의 정확도를 보였다. 결론: 근감소증이 있는 사람의 경우 걸음걸이의 이상이 생긴다는 점에 착안하여 스마트 디바이스를 활용한 연구를 진행하였다. 본 연구를 활용하여 근감소증으로 인해 생기는 재난안전을 강화 할 수 있을 것이다.

DFT 계산을 이용한 다이옥신 congener의 안정성 연구

윤영욱,손준익,강준구,김규연,권은혜,전태완,신선경 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2016 No.-

잔류성유기오염물질(Persistent organic pollutant)은 안정성이 높아 잘 분해되지 않으면서 동시에 강한 독성을 가진 물질이기 때문에 대부분의 국가에서 배출량을 규제하고 있다. 주로 POPs라고 일컫는 이 물질들 중에 다이옥신은 대표적인 비의도적 잔류성유기오염물질이며 그에 따라 많은 연구가 진행되어 왔다. 다이옥신은 PCDD(Polychlorinated dibenzo-p-dioxin), PCDF(Polychlorinated dibenzofuran)의 congener를 통상적으로 지칭하며 염소의 치환 위치와 수에 따라 총 75개의 PCDD, 135개의 PCDF가 존재한다. 그 중 독성을 가진 17개의 다이옥신 congener에 대한 안정성 연구를 순이론적 계산의 일종인 DFT(Density functional theory) 계산을 통해 수행하였다. DFT 계산은 Gaussian09W software를 통해 수행하였으며 B3LYP/cc-pvdz, B3LYP/6-311+G(d,p) level로 구조 최적화와 진동수를 계산을 하였다. 17개의 다이옥신 congener는 모두 평면 구조를 이루고 대칭성에 따라 각각 D_2h, C_2v, C_2h, C_s 의 point group으로 최적화 되었다. 계산 결과를 통해 얻은 열역학적 특성과 HOMO (Highest occupied molecular orbital)-LUMO(Lowest occupied molecular orbital)를 통해 다이옥신 congener의 생성엔탈피, 생성자유에너지, 엔트로피, 이온화포텐셜, 전자친화도 값을 도출하였고 안정성을 잔류성과 연관 지어 평가하였다. 본 계산 연구는 추후 다이옥신 배출 자료와 비교를 통해 congener 패턴을 예측하는 연구를 수행하는데 도움이 될 것이다.

도플러 레이더 기반 차량 운전자의 심박 및 호흡 신호 검출 기법 연구

윤영욱,이정표,김진명,김영억 한국재난정보학회 2020 한국재난정보학회 논문집 Vol.16 No.1

연구목적: 본 논문에서는 도플러 레이더를 활용하여 차량 운전자의 호흡과 심박을 추정하는 알고리즘 을 제안하고 실험을 통해 연구의 가능성을 확인한다. 연구방법: 본 논문에서는 검출 신호의 peak 주파수 값과 가중치를 활용하는 weighted peak detection 기법을 제안한다. 정지 상태와 주행 상태에서의 실험 을 통해 제안하는 두 알고리즘의 정확도를 분석한다. 연구결과: 제안하는 알고리즘을 통해 정지 상태에 서 측정된 호흡과 심박 검출 정확도는 각각 95%, 96% 이상의 결과를 보였다. 또한 실제 주행 실험에서 도 각 72%, 84% 이상의 정확도를 보여 주행 시의 활용 가능성을 확인하였다. 결론: 본 논문에서 제안하 는 생세 신호 검출 기법은 차량 운전자의 호흡이나 심장 이상을 자동으로 검출함으로 운전자 본인 및 대 형 교통사고를 예방하는 기술로 활용이 가능하다. Purpose: In this paper, we propose an algorithm for detecting respiratory rate and heart beat of a driver of car by exploiting Doppler radar, and verifying the feasibility of the study through experiments. Method: In this paper, we propose a weighted peak detection technique using peak frequency values. The tests are performed in stop-state and driving-state, and the experiment result is analyzed by two proposed algorithms. Result: The results showed more than 95% and 96% accuracy of respiratory and heart rate, respectively. It also showed more than 72% and 84% accuracy of those even for driving experiments. Conclusion: The proposed detection scheme for vital signs can be used for the safety of the driver as well as for prevention of a large size of car accidents.

문서 감정상 직액식펜 필획의 잉크 밀집도 및 너비 특성

윤영욱,최진우,최미정 한국과학수사학회 2023 과학수사학회지 Vol.17 No.1

The purpose of this study was to analyze the density and width of the stroke for a direct liquid pen where capillary action are applied and use it as data for identifying writing instruments in the field of FDE as non-destructive analysis. 50~150 g pen pressure was applied to a total of 21 direct liquid pens of 7 types (dip pen, fountain pen, brush pen, needle pen, plus pen, oil-based marker pen, water-based marker pen) to measure the ink deposit type of stroke density and value and stroke width. The deposit type of direct liquid pen can be classified into four types: 1) aggregation, 2) excessive leakage, 3) incomplete diffusion, and 4) full diffusion. The deposit value showed a difference according to the type, with 69.02~89.09% of aggregation, 91.91~93.74% of full diffusion, and 90.35~91.72% of incomplete diffusion, and the value tended to increase by pen pressure. The stroke width of the direct liquid pen was not proportional to the pen tip width, and showed differences in measured values according to the type of writing instrument, and the increase in stroke width by pen pressure showed a difference according to the elasticity of the pen tip. It was found that the elasticity of the writing instruments tip greatly affects the stroke width, as width of brush pens and sign pens with low elasticity of the nib was measured about 10 times higher than that of other direct liquid pens. therefore, It was more advantageous to identify writing instruments by non-destructive examination using stroke ink density and width characteristics, ① ink stroke density analysis, deposition type and number should be analyzed, and then ② ink stroke width measurement. 본 연구의 목적은 모세관현상이 직접적으로 작용되는 직액식펜을 대상으로 필획의 잉크 밀집도와너비를 분석하여 문서 감정 분야에서 비파괴적 분석법으로의 필기구 식별을 위한 자료로 활용하고자 하였다. 7종류(딥펜, 만년필, 붓펜, 니들펜, 플러스펜, 유성 사인펜, 수성 사인펜)의 직액식펜 총 21개를 대상으로 50~150 g 필압을 적용하여 밀집도의 침착 형태 및 수치와 필획 너비를 측정하였다. 직액식펜 필획의침착 형태는, 1) 응집, 2) 과다 누출, 3) 불완전 확산, 4) 완전 확산 4가지 유형으로 분류할 수 있었다. 침착 수치는 응집 69.02~89.09%, 완전 확산 91.91~93.74%, 및 불완전 확산 90.35~91.72%로 유형에 따른 수치 차이를 보였으며, 필압에 의해 수치가 증가하는 경향을 보였다. 직액식펜의 필획 너비는 펜촉 너비와비례하지 않고, 필기구의 종류에 따라 측정되는 수치에 차이를 보여 필압에 의한 필획 너비 증가는 펜촉의탄성력에 따른 차이를 보였다. 펜촉의 탄성력이 낮은 붓펜과 사인펜의 필획 너비는 다른 직액식펜 보다 약10배 이상 높게 측정되는 등, 펜촉의 탄성력이 필획 너비에 큰 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 문서감정 시 비피괴적인 방법으로의 필기구 식별 분석시에는, ① 잉크 밀집도 분석인 침착 형태와수치를 분석하고, 이후 ② 잉크 필획 너비 측정이 진행되어야 함을 알 수 있었다.

업계 단합으로 어려움 극복 기대

윤영욱,Yun, Yeong-Uk (사)한국포장협회 2006 包裝界 Vol.153 No.-

고형연료의 중금속 함량 분석 개선 연구

윤영욱,손지환,권영현,장미정,강준구,신선경,전태완 한국폐기물자원순환학회 2017 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2017 No.11

국내 폐기물 발생량은 급격한 산업화와 인구 증가 등의 요인으로 인해 꾸준히 증가하고 있으며 이에 따라 다양한 폐기물 처리방법이 수행되고 있다. 폐기물 처리방법 중 하나인 고형연료제품 제작은 폐기물 발생을 최소화할 수 있고 폐기물 중 가용 자원의 재활용을 극대화 할 수 있기 때문에 신재생에너지로 간주되고 있다. 고형연료는 고체폐기물 중 폐합성수지류, 폐지류, 폐목재류 등 가연성 물질을 선별하여 파쇄, 건조 등의 처리과정을 거쳐 연료화시킨 것을 통칭하며 소각시설이나 발전시설에서 연료로 사용되고 있다. 하지만 최근 미세먼지 문제가 심각해지면서 고형연료에 대한 부정적 인식이 늘고 있으며 이를 극복하기 위해서는 고형연료가 안전한 제품으로 인식될 수 있도록 다수의 품질기준 적합성 검사가 필요하다. 고형연료 품질기준 중 중금속 함량 분석은 이러한 인식 제고에 반드시 필요한 시험 항목이기 때문에 정확성이 확보되어야 하며 현재 고형연료 품질시험방법에 따른 중금속 분석방법은 전처리 과정에서 고형연료 시료가 완전히 분해되지 않는 문제점이 발견되었다. 본 연구에서는 기존 고형연료의 중금속 함량 분석 방법을 개선하기 위해 마이크로파 전처리 조건의 산 종류, 마이크로파 전력(W), 반응시간에 변화를 주어 이에 따른 17종의 중금속(As, Cd, Pd, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Li, Mg, Mn, Ni, Sb, Sr, Ti, V, Zn)함량 변화를 확인하였다. 대상 시료는 인증표준물질 ERM-EC680k를 사용하였고 마이크로파 전처리를 통해 제조된 액상시료는 유도결합플라즈마 분광분석기(ICP-OES)를 통해 분석하였다.

DFT 계산을 이용한 다이옥신 congener의 안정성 연구

윤영욱,손준익,강준구,김규연,권은혜,전태완,신선경 한국폐기물자원순환학회 2016 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2016 No.11

잔류성유기오염물질(Persistent organic pollutant)은 안정성이 높아 잘 분해되지 않으면서 동시에 강한 독성을 가진 물질이기 때문에 대부분의 국가에서 배출량을 규제하고 있다. 주로 POPs라고 일컫는 이 물질들 중에 다이옥신은 대표적인 비의도적 잔류성유기오염물질이며 그에 따라 많은 연구가 진행되어 왔다. 다이옥신은 PCDD(Polychlorinated dibenzo-p-dioxin), PCDF(Polychlorinated dibenzofuran)의 congener를 통상적으로 지칭하며 염소의 치환 위치와 수에 따라 총 75개의 PCDD, 135개의 PCDF가 존재한다. 그 중 독성을 가진 17개의 다이옥신 congener에 대한 안정성 연구를 순이론적 계산의 일종인 DFT(Density functional theory) 계산을 통해 수행하였다. DFT 계산은 Gaussian09W software를 통해 수행하였으며 B3LYP/cc-pvdz, B3LYP/6-311+G(d,p) level로 구조 최적화와 진동수를 계산을 하였다. 17개의 다이옥신 congener는 모두 평면 구조를 이루고 대칭성에 따라 각각 D2h, C2v, C2h, Cs 의 point group으로 최적화 되었다. 계산 결과를 통해 얻은 열역학적 특성과 HOMO (Highest occupied molecular orbital)-LUMO(Lowest occupied molecular orbital)를 통해 다이옥신 congener의 생성엔탈피, 생성자유에너지, 엔트로피, 이온화포텐셜, 전자친화도 값을 도출하였고 안정성을 잔류성과 연관 지어 평가하였다. 본 계산 연구는 추후 다이옥신 배출 자료와 비교를 통해 congener 패턴을 예측하는 연구를 수행하는데 도움이 될 것이다.

소형 소각시설의 다이옥신 배출량과 동질체 패턴

윤영욱,손준익,강준구,신선경,전태완 한국폐기물자원순환학회 2017 한국폐기물자원순환학회지 Vol.34 No.3

Among the unintentional persistent organic pollutants (UPOPs), polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans (PCDDs/PCDFs) were measured from a stack of 28 small-scale waste incinerators (SWIs) from 2013 to 2015. The emissions of PCDDs/PCDFs ranged from N.D. to 208.3 ng-TEQ/Sm3 with an average of 21.1 ng-TEQ/Sm3 based on the International Toxicity Equivalency Factor (I-TEF). The 28 stack gas samples were categorized into four types and evaluated by the score plot of principal component analysis (PCA). Furthermore, 17 PCDD/PCDF congeners were divided with the number of chlorine substitutions by a loading plot. The correlations between PCDDs and PCDFs were also estimated. The emissions of PCDDs/PCDFs from 19 SWIs were below the emission standards, while nine SWIs significantly exceeded them in this study.

스마트 디바이스를 활용한 지자기 패턴 기반 실내 위치 인식 기술 연구

윤영욱,이정표,김영억 한국재난정보학회 2019 한국재난정보학회 학술대회 Vol.2019 No.09

본 논문에서는 안드로이드 기반의 스마트 디바이스를 활용하여 같은 층 내의 지자기 특성이 존재할 수 있는 세 지점의 자기장 을 스마트 디바이스의 지자기 센서를 활용하여 수집하여 이를 활용한 실내 위치 인식 기술의 활용한다. 실험은 보통 사무 빌딩 에서 진행했다. 철문, 전력선 같은 자기장 특징이 존재 할 수 있는 세 곳을 선정하여 스마트 디바이스를 통해 이동하면서 패턴을 수집하였다. 자기장 데이터를 저장하기 스마트 디바이스의 어플리케이션을 개발하였다. 수집된 데이터를 데이터베이스 (database, DB)화 하였다. 특정 지점을 지날 때 DB의 데이터와 비교대조를 통해 위치를 판단한다. 80회 반복실험을 진행하고 실험을 통해 정확도를 분석하였다.

Spectroscopic Identification of Isomeric 2,3- and 2,6-Dimethylbenzyl Radicals in Corona Discharge

윤영욱,이상국 대한화학회 2013 Bulletin of the Korean Chemical Society Vol.34 No.3

We resolved the controversial assignments of the visible vibronic bands observed from corona discharge of 1,2,3-trimethylbenzene. The vibronic bands belonging to the jet-cooled 2,6-dimethylbenzyl radical were clearly identified from the spectrum observed from corona discharge of 2,6-dimethylbenzyl chloride. After subtracting the bands of the 2,6-isomer from the spectrum observed from corona discharge of 1,2,3- trimethylbenzene, the vibronic bands of the 2,3-isomer were also identified. By comparing data with the known vibrational data of 1,2,3-trimethylbenzene and the results of ab initio calculations, we determined the electronic energies of the D1 → D0 transitions and vibrational mode frequencies in the ground electronic states of the 2,3- and 2,6-dimethylbenzyl radicals.