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<인공지능 수학> 교과를 위한 새로운 수학적 역량 개념 제안: 디지털 역량을 중심으로
한서현 대한수학교육학회 2022 수학교육학연구 Vol.32 No.1
This study proposes a mathematical competence network for the subject “Artificial Intelligence Mathematics.” The proposed competence network is a new concept of competence as an organic and hierarchical aggregate of mathematical competencies. To define this, the research used systematic literature analysis and review as a main research method and reviewed the relationship and properties among the elements constituting mathematical competence. Next, the research reviewed the meaning of digital competence and specified digital competence as the goal competence to be developed with Artificial Intelligence Mathematics. Finally, the research explored the digital competence framework which was the core idea of the study. The mathematical competence network for Artificial Intelligence Mathematics was then created by making a mathematical competence network and structuring the six mathematical competencies of the 2015 amended curriculum around the network. The new framework is expected to serve as a key standard for implementing competence-based education for Artificial Intelligence Mathematics. 본 연구의 목적은 수학과 교육과정에서 추구해야 할 수학적 역량 중 하나로 <인공지능 수학> 교과를 위한 ‘수학적 역량 네트워크’를 제안하는 것이다. 수학적 역량 네트워크란 수학적 역량을 구성하는 요소들 간의 유기적·위계적 집합체로서의 새로운 역량 개념이다. 이를 정의하기 위해 체계적인 문헌 분석과 고찰을 주된 연구 방법으로 삼고, 먼저 수학적 역량을 구성하는 요소들 사이의 관계와 그 속성을 검토하였다. 다음으로 디지털 역량의 의미를 살펴보고 <인공지능 수학>을 통해 기르고자 하는 ‘목표’ 역량을 디지털 역량으로 설정하였다. 마지막으로 연구의 핵심 아이디어가 되는 디지털 역량 프레임워크에 대한 탐구를 통해 수학적 역량 네트워크 개념을 확립하고, 이를 기준으로 2015 개정 교육과정에서 제시된 여섯 가지 수학적 역량을 구조화함으로써 <인공지능 수학>을 위한 수학적 역량 네트워크를 완성하였다. 이는 현장에서 <인공지능 수학>에 대한 ‘역량 교육’을 실현하기 위한 구체적인 기준이 될 수 있다는 점에서 의미가 있을 것으로 기대된다.
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Modeling respiration rates of Ipomoea batatas (sweet potato) under hermetic storage system
한서현,장한동,이승주 한국식품과학회 2020 Food Science and Biotechnology Vol.29 No.2
The sweet potato respiration rate versus gas composition was mathematically modeled, as required to design an effective modified atmosphere packaging (MAP) system. Storage tests of sweet potato were conducted at 15–30 C. The O2 and CO2 concentrations were measured over time in a closed system. The respiration rate was estimated to be a derivative of the quadratic function of gas concentration over time and decreased with decreasing O2 and increasing CO2. The model of the uncompetitive inhibition enzyme reaction rate fitted well with the experimental results. The temperature dependency of the equation parameters (Vm, Km, and Ki) followed the Arrhenius relationships. The use of the proposed models to simulate the respiration rates as a function of temperature revealed less temperature dependence in low O2 and high CO2 concentrations. This gas composition, more desirable in practice, also agreed with the typical gas composition of MAP.
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지하안전정보체계 운영현황 분석을 통한 JIS의 개선방안 제안
한서현 ( Han Seo-hyun ),김홍균 ( Kim Hong-kyoon ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.1
지반침하 사고 예방을 위해 지하안전관리에 관한 특별법(이하 ‘지하안전법’)이 제정되어, 지하개발사업, 지하시설물 및 주변지반에 대한 안전점검 둥으로 안전관리를 수행하고 있으며, 지하안전관리에 관한 정책의 수립 · 평가 및 연구 · 조사 등에 지하안전정보가 활용될 수 있도록 지하안전정보체계(이하,JIS)를 구축 · 운영 중에 있다. JIS 운영 및 제도현황 분석하여, JIS 개선방안을 강구하고자 한다.
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다양한 산소 투과도를 가진 커버필름과 산소지시물질로 제작된 인쇄형 TTI
김도현,장한동,한서현,안명현,이승주,Kim, Do Hyeon,Jang, Han Dong,Han, Seo Hyeon,Ahn, Myung Hyun,Lee, Seung Ju 한국포장학회 2018 한국포장학회지 Vol.24 No.2
본 연구에서는 산소지시물질을 이용한 새로운 UV-activation 인쇄형 시간-온도 이력지시계(time temperature integrator; TTI)를 개발하였다. $TiO_2$와 glycerol이 UV activation을 위해서 첨가되었으며 glycerol의 경우 비가역적반응을 위해 첨가량을 23 mg으로 조절하였다. 또한 인쇄적성을 위해 zein 함량 0.8 g, 90% ethanol 함량 4.0 g으로 조절하였고 silk screen의 mesh는 250 mesh일 때 최적의 인쇄성상을 나타내었다. 서로 다른 커버필름(PE, PET, OPP, and LLDPE)을 이용하여 색변화속도와 온도의존성을 측정하였다. 각 필름의 $E_a$를 측정한 결과 OPP, PE, LLDPE의 경우 60.07-84.47 kJ/mol의 $E_a$를 나타내어 TTI로서의 적용가능성을 확인할 수 있었다. 반면 PET의 경우 $E_a$가 15.76 kJ/mol으로 적용성이 떨어지는 것으로 판단되었다. 또한 커버필름의 두께의 경우 $E_a$에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며 annealing한 필름은 고분자 구조의 변화로 인해 산소 투과도가 annealing하지 않은 동종의 필름보다 PET의 경우 29.8%, PVC의 경우 60.7% 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 새롭게 개발된 UV-activation 인쇄형 TTI는 다양한 커버필름을 통해 산소 투과도와 $E_a$를 조절할 수 있었고 annealing을 통하여 추가적으로 산소 투과도를 조절할 수 있어 다양한 유효기간을 갖는 식품에 광범위하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다. A printable time temperature integrator (TTI) consisting of oxygen indicator and cover films with various oxygen permeability was developed. The printing ink contained methylene blue (oxygen indicator) which changed in color during storage. $TiO_2$ and glycerol for UV-activation of TTI and zein and ethanol for printing performance were also contained in the printing ink. The cover film on the ink was employed to control the color change rate and temperature dependency (Arrhenius activation energy, $E_a$) by using the different films (PE, PET, OPP, and LLDPE). The film properties were varied by annealing. TTI was produced by silk screen printing. As a result, the color change rates were different for the cover films, being the highest in TTI with LLDPE, followed by OPP, PE, and PET. The rate decreased with increase in the cover film thickness. The $E_a$ was the highest in TTI with LLDPE, followed by OPP, PE, and PET. The $E_a$ did not change with the cover film thickness. The annealed PVC and PET film were lower in oxygen permeability than the unannealed ones, indicating the lower color change rate.
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천연 색소인 안토시아니딘 기반의 인쇄형 시간-온도이력 지시계 개발
장한동,양정화,김도현,안명현,한서현,이승주,Jang, Han Dong,Yang, Jung Hwa,Kim, Do Hyeon,Ahn, Myung Hyun,Han, Seo Hyeon,Lee, Seung Ju 한국포장학회 2018 한국포장학회지 Vol.24 No.2
인쇄형 TTI의 잉크로 천연물질인 안토시아닌의 적용 가능성을 확인하기 위해 실제 인쇄형 TTI를 제작하여 색 변화를 확인하였다. 안토시아닌은 반응속도가 느려 TTI에 적용이 어렵다. 이를 해결하기 위해 ${\beta}$-글루코시다아제를 이용하여 안토시아닌의 탈당화를 유도하여 보다 불안정한 안토시아니딘 잉크를 제작하였다. 그리고 인쇄형 TTI로 제작이 적합한지 확인하기 위해 인쇄적성을 확인하고 적용가능한 식품군을 탐색하였다. 실험결과, 인쇄적성의 경우, 틱소트로피의 히스테리시스 성질을 나타내어 인쇄적성이 적합한 것으로 확인되었다. 색 변화의 경우, 같은 온도와 pH 조건 하에서 안토시아닌 TTI의 색 변화 속도보다 안토시아니딘 TTI의 색 변화속도가 빠른 것을 확인할 수 있었다. 또한, 안토시아닌 인쇄형 TTI의 활성화 에너지는 65.21 kJ/mol, 안토시아니딘 인쇄형 TTI의 활성화 에너지는 86.92 kJ/mol로 확인되었다. 이는 ${\beta}$-글루코시다아제를 처리한 안토시아닌의 탈당화가 안토시아닌의 반응속도를 빠르게 할 뿐만 아니라, 활성화 에너지도 증가시킨 것으로 사료된다. TTI의 활성화 에너지와 식품의 활성화 에너지를 비교한 결과, 안토시아닌 TTI는 냉장 육제품에 한정적으로 적용 가능하였다. 반면에 안토시아니딘 TTI는 냉장 육제품과 냉장 어류에 적용 가능하였다. 하지만, 안토시아닌 TTI는 색 변화 종말점에 도달하는 시간이 길기 때문에 냉장 육제품에 적용이 어려울 것으로 사료된다. 반면 안토시아니딘 TTI의 경우, 색 변화 종말점에 도달하는 시간이 짧기 때문에 냉장 육제품과 냉장 어류에 적용이 가능할 것으로 사료된다. A novel printable time-temperature integrator (TTI) composed of a natural coloring matter, anthocyanidin, was developed. The anthocyanin was biochemically modified to change in color over week scale, compared to the original anthocyanin over month scale change. The anthocyanin extracted from strawberry was converted to its aglycone, anthocyanidin, by the treatment with ${\beta}-glucosidase$. The print paste was composed of the freeze-dried powder of anthocyanidin, pullulan, glycerol and distilled water, which was screen-printed. The TTI performance were examined in terms of kinetics and temperature dependency. The activation energy of anthocyanidin TTI was 86.92 kJ/mol. Compared with the activation energy of foods, the applicable food groups were found. Applicable food groups were chilled meat products and fish. The major benefits of the TTI were the printability to be practical in use and the eco-friendliness with the natural pigment.
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