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Cronobacter Species의 검출에 관한 연구동향: 총설
권희준,김명희,Kwon, Heejun,Kim, Myunghee 한국식품영양학회 2015 韓國食品營養學會誌 Vol.28 No.4
Cronobacter species (Cronobacter spp.), previously known as Enterobacter sakazakii, are gram negative food borne pathogenic bacteria. They pose a very high risk of infection to neonates and immuno-compromised individuals and can affect the human central nervous system. Consequently, survivors often suffer from severe neurological impairment including hydrocephalus, quadriplegia, and developmental delays. Cronobacter spp. were not only isolated from plant food and products such as cereals, fruits, vegetables, legume products, herbs, and spices but also from animal source foods such as milk, meat, fish, and products made from these foods. Therefore, rapid detection of Cronobacter spp. is essential for food safety. Many detection methods have been developed since the Cronobacter spp. were first reported. However, the development of more rapid, sensitive, and easy-to-use detection methods for the Cronobacter spp. is required. In this review, our aim was to study and compare the available detection methods for Cronobacter spp., including culture-based, molecular biology-based, and immunology-based methods. This study will contribute to the development of new and rapid detection method for Cronobacter spp. Cronobacter spp.는 Salmonella spp.와 함께 조제분유에서 발견되는 미생물 중 위험도가 가장 높은 category A에 속하는 균으로 알려져 있다. 1958년 영국에서 처음으로 유아의 뇌수 막염의 원인균으로 보고되었으며, 감염 후 신생아에게서 괴사성 장염, 패혈증 등을 일으켜 후유증으로 시력과 청력 상실 및 신경마비를 일으키기도 한다. 이러한 위험성 때문에 Cronobacter spp.의 신속 검출 및 진단은 식중독 예방에 있어서 중요하다. 따라서 2002년 미국 식품의약품안전국에서는 분유에서의 Cronobacter spp.를 EE broth, VRBG 배지를 이용해 균을 분리 하고, TSA 배지에 순수분리 후 노란색을 발하는 colony를 생화학적 실험을 통해 검출하는 방법을 제시했다. 또한, 우리나라 식품공전에서도 배지를 이용하여 Cronobacter spp.를 검출 하는 방법에 대해 등재하였다. 하지만 배지배양법을 기반으로 하는 Cronobacter spp.의 검출방법은 검출에 소요되는 시간과 노동력 등이 비효율적이라는 단점이 있다. 따라서 많은 시간이 소요되는 배지배양법을 보완하고자 PCR, real-time PCR 방법 및 최근에는 PCR기법과 ELISA, CE-LIF 등을 결합하여 검출하는 방법이 개발되어 Cronobacter spp.의 검출에 사용되기도 하였다. Cronobacter spp.의 검출에 사용되고 있는 분자생물학적 기반의 PCR 및 real-time PCR 기법은 민감도와 특이도가 좋으며, 배지배양법에 의한 검출방법에 비해 검출 시간을 획기적으로 줄일 수 있다는 장점이 있다. 하지만 까다로운 실험과정과 조작에 있어서 필요한 전문적인 기술이 필요함은 한계점으로 사료된다. 면역학적 방법에 의한 Cronobacter spp. 검출에 관한 연구를 통해, 분석에 소요되는 상당시간을 단축할 수 있었으며, 민감하고 특이적인 검출이 가능함을 보여주었다. 특히 일부 연구보고에서 면역학적 검출방법은 고가의 장비가 필요 없으며, 간단한 지침에 따라 모니터링 업무의 수행이 가능하다고 하였다. 면역학적 검출방법에는 ELISA 방법 외에도 immunomagnetic bead, liposome, immunochromatographic strip 등이 개발되고 있다. 우리나라 식품의약품안전처에서는 영 유아 대상 식품의 안전관리를 강화하고자 Cronobacter spp.에 대해서는 '불검출'로 기준을 설정 운영하고 있으며, 지속적으로 이에 관한 규정을 강화하고 있는 실정이다. 따라서, 식품산업체 및 식품 의 제조, 가공, 유통 현장에서 쉽게 모니터링이 가능하며, 신속, 민감하고 특이적인 검출방법의 개발은 지속되어야 한다.
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실시간 객체추적 알고리즘을 적용한 화재감시 시스템 개발에 관한 연구
권희준(Heejun Kwon),방현정(Hyun Jung Bang),정해영(Hai Young Jung) 한국화재소방학회 2022 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2022 No.추계
화재 발생시 화재를 알리는 화재감지기는 급격한 온도변화를 감지하여 경보가 울리는 시스템으로 일정 온도 이상이 되면 화재경보가 발생하게 된다. 화재는 초기 진압이 중요하며, 화재 골든 타임인 화재 발생 10분 이내 화재진압에 실패하면 화재가 급격히 확산되어 피해 면적이 급증하게 된다. 최근 건축 구조물 내에서 사용되는 스마트 화재 감지 CCTV는 화재와 연기를 인식하여 화재를 탐지하는 방식이 아닌 CCTV에 설치된 온도 감지 센서를 이용하여 주위 온도가 센서의 설정 온도보다 높은 경우에 화재로 판단하여 화재 신호를 알리는 방식이다. 이러한 방식은 CCTV의 실시간 동영상 촬영의 장점을 활용하여 화재를 감지하는 것이 아니고, 단순하게 온도 센서에 의해 화재를 감지하고 화재 현장에 대해서만 동영상을 송출한다. 본 연구에서는 실내용 스마트 화재감지 CCTV의 문제점을 개선하고자 불꽃, 연기, 사람 등의 객체들을 추적하고 인식할 수 있는 YOLO 기반의 알고리즘을 CCTV 등의 실시간 감시장비에 적용하였다. 딥러닝 알고리즘 중 하나인 CNN의 경우 Fast-RCNN이 0.5fps, Faster-RCNN이 7fps 수준인 것에 반해 일반적으로 YOLO 알고리즘은 다른 딥러닝 알고리즘들에 비해 FPS(Frame Per Second)가 높다고 알려져 있다. YOLO의 FPS는 45~155fps 수준이며, 높은 FPS는 초당 얼마나 많은 이미지를 인식하는지를 의미한다. 화재는 초기 발견이 중요한 만큼 FPS 역시 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 높은 수준의 FPS 객체추적 알고리즘인 YOLO 모델을 적용하여 CCTV등 영상을 이용한 실시간 화재감시 시스템에 관한 연구이다.
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다양한 재료에서 발생되는 연기 및 불꽃에 대한 YOLO 기반 객체 탐지 모델 성능 개선에 관한 연구
권희준 ( Heejun Kwon ),이보희 ( Bohee Lee ),정해영 ( Haiyoung Jung ) 한국전기전자재료학회 2024 전기전자재료학회논문지 Vol.37 No.3
This paper is an experimental study on the improvement of smoke and flame detection from different materials with YOLO. For the study, images of fires occurring in various materials were collected through an open dataset, and experiments were conducted by changing the main factors affecting the performance of the fire object detection model, such as the bounding box, polygon, and data augmentation of the collected image open dataset during data preprocessing. To evaluate the model performance, we calculated the values of precision, recall, F1Score, mAP, and FPS for each condition, and compared the performance of each model based on these values. We also analyzed the changes in model performance due to the data preprocessing method to derive the conditions that have the greatest impact on improving the performance of the fire object detection model. The experimental results showed that for the fire object detection model using the YOLOv5s6.0 model, data augmentation that can change the color of the flame, such as saturation, brightness, and exposure, is most effective in improving the performance of the fire object detection model. The real-time fire object detection model developed in this study can be applied to equipment such as existing CCTV, and it is believed that it can contribute to minimizing fire damage by enabling early detection of fires occurring in various materials.
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미세먼지 집진을 위한 정전분무 직접하전 방식의 효율 특성 연구
최수기(Sugi Choi),권희준(Heejun Kwon),이영재(Young Jae Lee),정해영(Haiyoung Jung) 한국화재소방학회 2022 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2022 No.춘계
분진은 가연성 고체의 미세한 물질이며, 크기가 미세한 입자 중에서도 100㎛ 이하의 고체 입자를 분체라 하고 그중에서도 직경 75㎛ 이하인 입자를 분진이라 한다. 이러한 분진은 화력발전소, 산업시설 등에서 자주 발생하며, 분진 폭발을 일으킬 수 있다. 한편, 대기 중의 미세먼지는 2.5㎛ 이하 입경의 초미세먼지(PM2.5), 10㎛ 이하 입경의 미세먼지(PM10) 등으로 분류되며 사람의 호흡기를 통해 기관지, 폐 등에 침투할 수 있다. 따라서 산업현장과 인간의 실생활에 많은 문제를 일으키는 미세먼지를 저감하기 위해 다양한 연구들이 진행되고 있다. 본 연구는 미세먼지 집진을 위한 정전분무 방식의 전기집진기에서 니들(Needle)에 직접 전압을 인가할 때 미세액적 발생 특성과 미세먼지 집진 효율에 관한 연구이다. 정전분무 미세먼지 집진기의 효율 최적화와 분무특성 분석을 위해 니들 직경, 분무액, 이격거리, 방전 전압, 유속 등에 대한 실험을 진행하였다. 실험을 위한 가시화 장치는 실린지 펌프(Syringe pump), 고전압 인가장치(DC power supply), 니들, 집진 전극 등으로 구성하였다. DLSR카메라(SONY A7c)를 통해 미세액적의 분무 현상을 촬영하였고 오실로스코프(Oscilloscope)를 통해 미세액적의 전류 특성을 분석하였다. 실험을 통해 미세액적의 표면장력, 액적의 분사율, 분무각 등은 미세액적의 발생 형태와 전류 크기에 영향을 주는 것을 확인할 수 있었고, 이러한 결과들을 통해 직접 하전 정전분무 방식 전기집진기의 효율 특성을 분석하였다. 향후 연구에서는 정전 분무 전기집진기에서 직접하전 방식과 간접하전 방식의 분무 특성에 관한 비교 연구를 진행하고자 한다. 이러한 정전분무 방식의 미세먼지 전기집진기의 효율 최적화를 통해 화력발전소, 산업시설, 실내 건축구조물 등에서 미세먼지가 일으키는 여러 가지 사회적인 문제를 해결하고자 한다.
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