도시재생에서의 주민역량강화 교육프로그램에 관한 연구 : 2015년도 제2기 청주시 도시재생대학 프로그램을 중심으로

김민혁 청주대학교 대학원 2016 국내석사

1980년대부터 이어진 우리나라의 신개발 위주의 도시정책으로 인하여 구도심의 노후화 및 도시기능 쇠퇴 등의 다양한 도시문제를 해결하기 위한 수단으로 도시재생이 주목받기 시작하였으며, 지방자치제도가 본격적으로 시작되면서 전국의 각 지방자치단체에서는 관련사업을 적극적으로 추진하고 있다. 또한 1990년대 중반 이후부터 정부에서 추진하고 있는 도시개발 사업은 기존 정부주도의 ‘하향식 개발’에서 지역주민 주도의 ‘상향식 개발’로 진행되고 있어 해당 지역주민의 사업의 이해도와 참여도가 사업의 성공여부를 결정짓는 요소라고 볼 수 있다. 이에 따라 전국의 각 지자체에서는 주민역량을 위한 다양한 형태의 주민교육 프로그램을 시행하고 있으나, 대부분의 프로그램이 단발성 강의 위주로 진행되고 있어 실질적인 교육효과 및 지역문제 해결 기능을 제대로 수행하지 못하고 있는 실정이다. 본 연구는 도시재생사업을 실기하기 전에 선행되는 주민교육 프로그램인 ‘도시재생대학’ 프로그램의 주요 현황 및 프로세스를 파악하고, 교육과정의 특징과 문제점을 도출한 후, 개선방안을 제시하여 바람직한 교육이 이루어질 수 있는 프로그램의 운영방안을 모색하는 데 그 목적이 있다. 이를 위하여 먼저 선행연구 및 문헌조사를 통하여 관련 이론과 정책을 분석하였으며, 다음으로 도시대학 운영 가이드라인과 실제로 운영된 도시재생대학 프로그램의 사례를 분석하여 분석의 틀을 설정하였다. 이후 본 연구의 주요 분석사례인 ‘2015년도 제2기 청주시 도시재생대학’을 분석의 틀을 적용하여 심층분석을 실시한 후, 주민참여형 도시재생사업에서의 주민역량강화 교육프로그램의 특징 및 개선방안을 제시하였다. 본 연구를 통하여 도출된 청주시 도시재생대학 프로그램의 주요 특징으로는 첫째, 주요 팀 구성 및 참여주민의 특성을 기반으로 한 다양한 맞춤형 교육기법을 적용하여 결과물을 도출하였고, 둘째, 지역자원을 최대한 활용하여 독특하고 개성있는 결과물을 제시하였으며, 셋째, 마을리더 양성의 기반을 마련했다는 점을 확인할 수 있었다. 또한 참여주체의 프로그램 참여 빈도에 따라 세분화·전문화된 체계적인 교육과정을 확립하고, 물리적 환경개선 분야에 치우친 결과물을 향후에는 비물리적 재생 분야로 확장하여 사업계획의 다양화를 유도할 필요가 있다는 점 등이 도시재생대학 프로그램의 개선사항으로 도출되었다. As a means to solve a variety of urban problems such as reduction of the old downtown of aging and urban functions by urban policy of Korea of ​​the new development center, which continued from the 1980s, urban renewal has begun to be noticed, local government system is authentic manner is initiated, each local governments across the country, has been actively promoting the business. In addition, since the mid-1990s, urban development project that has been promoting from the government, of the existing government-led "top-down development" in the local residents led has advanced to the "bottom-up development", in the area of ​​residents of business it is possible to understand the degree of participation and degree is seen as a factor in determining whether the success of the business. Thus, in each municipality of the country, but we have implemented various forms residents education program for the ability of residents, and most of the program is advanced to the center of the single lecture, substantial educational effect and regions It is the actual situation is that not running problem-solving function of correctly In this study, before carrying out the urban regeneration project, it is prior to that educational program of residents to understand the main conditions and processes of "urban renewal University" program, after deriving the characteristics and problems of curriculum, there is a purpose to seek the operational scheme of a program capable of performing the desired training by presenting the improvement proposal. For this reason, it is to analyze the first relevant theory and policy through previous research and literature survey, analyzing the case of the actual operating been urban regeneration university programs and guidelines of urban university management as follows, and setting a framework for analysis did. Later, residents competence strengthening of which is the main analysis case, "the second phase Cheongju playback University in fiscal 2015" in the present study after performing a detailed analysis by applying the framework of analysis, of community participation in urban regeneration project We presented the improvements and features of the education program. The main features of Cheongju urban renewal University program derived throughout the study, firstly, to the base key team configuration and characteristics of the participating resident, to derive the results by applying a variety of customized training approach, the second to, and take full advantage of local resources by presenting a unique outcome unique, third, it was possible to confirm that the prepared foundation village leader training. Also, establish a systematic curriculum that is subdivided, specializing in response to participation frequency to the Partner program, physical results are biased to the environmental improvement areas, non-physical play field of the future it extends to, and is derived as improvement of urban renewal University program such that it is necessary to induce a variety of business plans. The main control: urban regeneration, residents education program, urban regeneration University, capacity building of local residents, community participation.

정보 및 시장미시구조가 주가변동성에 미치는 영향에 관한 실증연구

김민혁 韓國外國語大學校 大學院 2001 국내석사

헬리콥터의 작동원리와 활용 : 아파치와 블랙호크 헬리콥터를 중심으로

김민혁 고려대학교 인문정보대학원 2010 국내석사

헬리콥터는 현시대 최고의 이동수단이다. 기차나, 자동차, 비행기와 달리 헬리콥터는 전․후․ 좌․우․위․아래로 움직일 수 있으며 공중에 정지해 있을 수도 있다. 이러한 헬리콥터의 특별한 능력은 비행원리를 통해 알아볼 수 있다. 헬리콥터는 메인로터에서 발생하는 양력을 통하여 공중에 뜰 수 있으며 테일로터를 이용하여 균형을 잡는다 이러한 메인로터와 테일로터를 조종할 수 있게 하는 것이 싸이클릭과 컬렉티브, 페달이며 조종사는 이를 조작하여 헬리콥터를 움직인다. 군용헬리콥터는 크게 공격헬리콥터와 기동헬리콥터로 분류되는데 그 대표적인 모델이 아파치 헬리콥터와 블랙호크 헬리콥터이다. 아파치 헬리콥터는 미국 보잉사에서 개발하여 세계 여러 나라의 군대에서 사용하고 있으며 그 능력 또한 가히 최고라 할 수 있다. 작동원리는 앞서 말한 것과 같으나 여기에 첨단 항법시스템과 무기체계가 더해져 지상의 적들에게 위협적인 존재가 되었다. 아파치의 헬파이어 미사일은 레이저 유도를 통하여 원거리에서 숨어있는 적을 정확하게 타격한다. 또한 각종 로켓과 30밀리 기관포는 적 전차의 장갑을 뚫을 수 있는 능력을 지녔다. 블랙호크 헬리콥터는 미국 시콜스키사에서 제작되어 아파치와 마찬가지로 전 세계적으로 널리 활용되고 있는 중형 기동헬리콥터이다. 이 헬리콥터는 각종 병력 및 물자 수송, 탐색 및 구조임무를 수행하면서 그 생존성과 기동성을 널리 인정받았다. 블랙호크 헬리콥터는 5톤이 넘는 화물이나 12명이상의 병력들을 차량으로 이동할 수 없는 곳으로 빠르게 수송할 수 있으며 두정의 7.62밀리 기관총을 탑재하여 자체 방호능력을 보유하였다. 블랙호크 헬리콥터는 향후 2025년까지 지속적으로 개량되어 미군의 군용헬리콥터로 임무수행 할 것이다.

TPU를 활용한 주조 방식 기반의 접착성 PDMS 제작 및 복합체 기반 유연 온도 센서 개발

김민혁 한양대학교 대학원 2025 국내석사

Portrait Retouching에 대한 硏究 : 解剖學과 明暗法을 應用한 形態矯正과 立體感 向上을 위한 前/後半 寫眞 Retouching 作業에 대한 硏究

김민혁 中央大學校 大學院 2003 국내석사

포트레이트가 완성되기 위해서는 크게 세가지 분야의 전문적 지식이 요구된다. 그 중에서 기본이 되는 것은 사진술이고, 그 다음은 이미지 수정을 위해 요구되는 인체에 대한 과학적 지식 즉 해부학이고, 최종적인 마감 기술로서 키아로스쿠로와 같은 회화적 테크닉이 요구된다. 이 연구는 사진학, 해부학, 미학 영역들에서 포트레이트라는 주제로 연결되어질 수 있는 고리에 해당하는 부위들을 살펴보고 있다. 처음에는 리터칭을 하는데 필요한 사진학적인 방법들에 대해서 차례로 알아보았으며, 그 가운데 컬러 네거티브 염료 수정의 주염료인 청색 염료의 제조 방법을 연구해 보았다. 네거티브에 기본적으로 도포되어 있는 오렌지 마스킹은 녹감유제층의 황색 커플러와 적감유제층의 적색 커플러, 그리고 청감유제층 밑에 존재하는 황색 필터층에 의해서 나타나는 마스킹으로서 이를 보정하면서 필름을 수정하기 위해서는 블루가 3, 사이안이 1인 청색 염료를 제작하여 사용하여야 함을 알 수 있었다. 또한 인간의 눈이 500?600nm의 광파장에 가장 강한 감도를 나타내는 현상을 파악하고 응용하여, 녹색 필터를 이용, 필름 상에서 정확한 농도를 조절하는 방법을 알 수 있었다. 이 원리는 바로 렘브란트의 빛에 대한 해석과 이를 응용한 원근법적인 원리에 연결이 되는데, 녹색을 이용하여 밝음을 나타내고, 마젠타를 이용하여 어둠을 묘사하여 명암효과와도 같은 맥락에 존재한다. 포트레이트를 완성한다는 것은 사람의 얼굴을 사진적으로 100% 재현한다는 것으로 완성되는 것이 아니다. 원본에 가장 충실한 재현을 바탕으로 최종적인 이미지에서는 선별적인 재현을 현실적으로 요구받는다. 물체의 외관을 완벽하게 재현한다는 것이 불가능하다는 것은 과학적 근거를 통해 역사적으로 이미 알려져 있다. 따라서 선별적 재현은 벗어날 수 없는 사진의 굴레이기도 하다. 포트레이트를 제작함에 있어 이 작용은 리터칭을 통해서 나타나게 된다. 리터칭이란 인간의 신체에 대한 정보를 수정하는 작업이라는 이유로 반드시 과학적인 근거를 바탕으로 해야 하는 의무가 따른다. 이것은 해부학을 의미하며, 해부학적 관점에서 보았을때 당위성을 가진 형태만이 자연스러움을 전달해주며, 재현의 관점에서도 완성도를 높이게 되는 것이다. 포트레이트 리터칭에서 해부학적 근거를 바탕으로 해야 함은 르네상스 시대 베살리우스의 파브리카를 통한 미술사적 대변화와 같은 맥락에서 존재한다고 볼 수 있다. 과거 인간의 육안에만 의존하여 그림을 그리던 회화와 달리 인간의 뼈와 근육에 대한 완벽한 구조 및 형태의 이해를 바탕으로 그림을 그리기 시작하면서 인체의 재현에 대한 과학적 완성도를 높일 수 있었던 것이다. 최근 디지털 미디어의 발달과 함께 얼굴 사진의 리터칭이 많이 이루어지고 있음을 볼 수 있는데, 아직까지 과거 해부학에 미개했던 회화의 맥락을 잇고 있는 우스꽝스러운 결과물들을 쉽게 접할 수 있는 것은 많은 미련이 남는 상황이다. 미켈란젤로, 다빈치 모두 과학적 회화에 한 획을 그은 작가들이지만, 그들에게서 미쳐 빠진 요소가 있었으니 그것은 바로 빛이다. 빛이란, 단순히 이미지에 등장하는 한 요소만이 아니라 이미지가 존재하는 하나의 원형이자 원리인 것이다. 이러한 원리를 파악한 네델란드 화가 렘브란트는 새로운 재현의 방안을 제시한다. 그를 통해 리터칭된 포트레이트에서 회화적 완성도를 높일 수 있는 최종 작업을 배울 수 있었다. 좀 더 심화되어 단순한 선형 원근을 넘어서 시각적 효과까지도 높여줄 수 있는 빛의 원리에 대한 탐구는 사진에도 그대로 적용할 수 있었다. 특히 포트레이트의 꽃으로 불릴 수 있는 눈 부분의 재현에 있어서 가장 핵심적인 기술을 찾을 수 있었다. 빛은 광원과 가깝고 입사각이 90도에 가까울수록 강한 대비와 풍부한 계조를 이루며 강렬한 형태재현을 하게 되는데 이러한 기본적인 원리를 이용하여 키아로스쿠로를 구현할 수 있었다. 이것은 사진에 생동감과 입체감을 동시에 살려주는 역할을 했으며, 인물의 이미지를 향상시키는 데 큰 역할을 하기도 했다. 이 연구는 포트레이트 상의 리터칭을 함에 있어 해부학을 통해 좀 더 과학적으로 대상을 다루며, 고차원의 회화적 테크닉을 이용하여 시각적 효과를 덧붙일 수 있는 대안을 제시하고자 한다.

선박 펌프젯 추진기의 비공동 소음해석 기법 및 소음저감 설계연구

김민혁 서울대학교 대학원 2025 국내박사

선박은 크게 상선과 함정으로 구분되며, 고속화와 대형화로 인하여 수중방사소음의 중요성이 강조되고 있다. 특히, 상선은 해양환경규제가 강화되면서 이를 만족시키기 위해서, 함정은 작전운용성능을 향상시키기 위해서 수중방사소음을 줄이기 위한 설계가 필수적이다. 선박에서 발생하는 소음은 기계류소음, 유체소음, 추진기 소음 등이 있지만, 추진기에서 발생하는 소음이 넓은 주파수 범위에서 크게 발생하기 때문에 이를 줄이기 위한 추진기 설계가 필요하다. 추진기에서 발생하는 소음은 크게 공동 소음과 비공동 소음으로 나뉜다. 추진기가 빠른 속도로 회전하면서 낮은 국부 저압 영역이 생길 때 공동이 발생하며, 비공동일 때보다 큰 소음이 발생한다. 하지만, 펌프젯 추진기는 감속덕트를 사용하여 로터의 회전영역에서 주변 압력을 높여줄 수 있고, 공동 발생을 억제 및 지연시킬 수 있다. 현재는 추진 효율과 에너지의 문제로 핵추진 잠수함과 어뢰에서 주로 쓰이고 있으며 상선에는 거의 적용된 바가 없지만, 향후 함정의 스텔스 기술의 발전과 상선 공동 소음에 대한 해양환경규제 강화 등으로 인하여 폭넓게 펌프젯 추진기가 사용될 것이 예상된다. 본 논문에서는 펌프젯 추진기의 공동 억제 및 지연 성능이 우수하기 때문에, 펌프젯 추진기의 비공동 소음에 대해 연구하였다. 먼저, 펌프젯 추진기의 구조적 특성을 반영하여 단일 추진기와는 다른 소음 해석기법을 개발하고, 비공동 날개주파수 소음과 난류광대역 소음을 분석하였다. 펌프젯 추진기 소음 해석기법은 덕트 내부의 경계조건에 따른 그린함수와 Lighthill의 음향상사법, 그리고 외부로의 자유방사 조건을 이용하였으며, 소음원별 해석을 위해서 주파수 영역에서 개발하였다. 비공동 소음원은 유동해석과 벽면변동압력 스펙트럼을 이용하여 날개주파수와 난류광대역 소음원을 도출하였다. 그리고, 펌프젯 추진기 덕트의 소음 차단과 스테이터의 유입류 정류 특성을 분석하여 비공동 소음을 저감시킬 수 있는 덕트와 스테이터의 설계기법을 개발하였다. Ships are classified into merchant vessels and naval vessels. With advancements in speed and size, the importance of underwater radiated noise has gained significant attention. For merchant vessels, stricter marine environmental regulations necessitate designs that reduce underwater radiated noise, while for naval vessels, reducing underwater radiated noise is essential for enhancing operational capability. The noise generated by ships can originate from machinery, fluid flow, or propulsion, but propulsion noise is particularly critical as it occurs across a wide frequency range. Thus, designing propulsors to minimize this noise is vital. Noise from propulsors is primarily categorized into cavitation noise and non-cavitation noise. Cavitation occurs when the rapid rotation of the propulsor creates low-pressure regions, producing significantly higher noise levels than under non-cavitating conditions. However, pump-jet propulsors can mitigate and delay cavitation by using deceleration ducts to increase the local pressure around the rotor’s operating region. Currently, pump-jet propulsors are mainly utilized in nuclear-powered submarines and torpedoes due to concerns about propulsion efficiency and energy consumption. They have not yet been widely adopted for merchant vessels. However, with the advancement of stealth technologies for naval vessels and the tightening of marine environmental regulations regarding cavitation noise in merchant vessels, pump-jet propulsors are expected to see broader adoption in the future. This study focuses on the non-cavitating noise of pump-jet propulsors, given their superior performance in suppressing and delaying cavitation. First, a noise analysis methodology tailored to the structural characteristics of pump-jet propulsors was developed, differing from the approach used for single propulsors. Non-cavitating blade frequency noise and turbulent broadband noise were analyzed. The pump-jet propulsor noise analysis utilized Green's function based on duct boundary conditions, Lighthill's acoustic analogy, and free radiation conditions for external noise propagation. The analysis was conducted in the frequency domain to separately evaluate noise sources. Non-cavitating noise sources were derived using flow analysis and wall pressure fluctuation spectra, identifying blade frequency and turbulent broadband noise. Additionally, the noise-blocking characteristics of the pump-jet duct and the inflow rectification effects of the stator were analyzed. Based on these analyses, duct and stator design methods were developed to reduce non-cavitating noise.

Co/Ce-coated Ni powder as a new candidate cathode material for Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC)

김민혁 고려대학교 대학원 2006 국내석사

용융탄산염 연료전지(MCFC)의 양극으로 사용되는 산화 니켈 (NIO)은 탄산염과 산소 분위기에서 높은 안정성과 전기 전도도 를 갖는다. 하지만 전해질에서 산화 니켈(NiO) 전극의 용해 및 재 석출은 용융탄산염 연료전지(MCFC)의 상용화를 이루기 위한 큰 문제점으로 제기되고 있다. 그 침전된 니켈은 양극으로부터 니켈의 침전을 더욱 더 촉진시켜 니켈 이온(Ni2+)들을 감소시키게 하는 결과를 낳는다. 본 연구에서는 용융탄산염 연료전지(MCFC) 양극의 안정성을 향상시키기 위해 대체 양극 물질을 제조하였다. 이 양극 물질은 니켈 분말의 표면에 코발트(Co)와 세륨(Ce)을 Pechini method를 이용하여 균일하게 코팅하였다. X선 회절 분석 법(X-ray diffraction)과 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscopy)을 이용하여 니켈 분말의 표면에 코발트(Co)와 세륨(Ce)이 균일하게 코팅된 것을 확인하였다. 제조한 이 분말은 테이프 캐스팅 방법에 의해서 코발트(Co)와 세륨(Ce)이 코팅된 니켈 Sheet을 얻었으며, 이 Sheet을 수소 분위기에서 각 온도 조건 (750, 850 그리고 950oC)들에서 열처리하여 양극을 제조하였다. 각 조건들에서 제조한 양극들의 다공성(Porosity)은 아르키메데스의 원리(Archimedes’ principle)를 통해서 용융탄산염 연료전지의 양극 물질로 사용하기에 적합한 다공성(Porosity)을 확인하였다. 대체 양극 물질로 제조한 코발트 (Co)와 세륨(Ce)이 코팅된 니켈 전극은 용융탄산염 연료전지의 작동 조건(650oC, CO2: O2 = 66.7: 33.3%)에서 기존의 물질인 니켈 전극보다 용융탄산염에서 80%이상의 낮은 용해도를 나타내었으며, 코발트(Co)만 코팅된 니켈 전극보다도 낮은 용해도를 나타내었다. 그리고 300시간 동안 단위 전지를 운전하는 동안, 상용화된 NiO와 Co-coated Ni 그리고 Co/Ce-coated Ni 전극의 CCV의 평균 전압은 각각 0.80V, 0.82V 그리고 0.85V을 나타내어 기존의 전극들에 비해 Co/Ce-coated Ni 전극의 CCV의 평균 전압이 더 우수한 것을 확인하였다. 결론적으로, 코발트 (Co)와 세륨(Ce)이 코팅 된 니켈 분말은 용융탄산염 연료전지의 대체 양극 물질로서 가능성을 확인하였다. Nickel oxide (NiO) is commonly used as the cathode for the molten carbonate fuel cell (MCFC) due to its high stability in carbonate melt and in oxygen atmosphere. Also it has high electrical conductivity for obtaining a high performance of MCFC. But the dissolution of nickel oxide cathode in the electrolyte is one of the major technical obstacles to the commercialization of molten carbonate fuel cell (MCFC). The precipitated nickel can act as a sink for nickel ions, which promotes the further dissolution of nickel from the cathode. In this paper, to improve the MCFC cathode stability, the alternative cathode material for MCFC was prepared, which was made of Co/Ce-coated on the surface of Ni powder using a polymeric precursor based on the Pechini method. X-Ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive X-ray analysis (EDX) were employed in characterization of the alternative cathode materials. The Co/Ce-coated Ni sheet was prepared by the tape-casting technique. The cathodes sintered under H2 atmosphere at different temperature (750, 850 and 950oC). The cathodes prepared by sintering at different temperatures evaluated porosity through Archimedes’ principle. The solubility of the Co/Ce-coated Ni cathode was about 80% lower compare to that of pure Ni cathode under CO2: O2 (66.7: 33.3%) atmosphere at 650oC. During 300h cells operation, the closed-circuit voltage (CCV) of unit cells using the NiO, the Co-coated Ni and the Co/Ce-coated Ni cathodes are 0.80V, 0.82V and 0.85V at a current density of the 150mA/cm2, respectively. Consequently, the Co/Ce-coated Ni powder could be confirmed as a new alternative cathode material for MCFC.

상용 스마트 기기를 활용한 표면 진동 기반 인에어 손 제스처 인식 연구

김민혁 중앙대학교 대학원 2025 국내석사

손 제스처는 인간의 자연스러운 의사소통 방식 중 하나로, 별도의 학습이 거의 필요하지 않고 언어와 문화를 초월하여 사용할 수 있는 보편성을 지니고 있다. 이러한 장점 덕분에 인에어 손 제스처 인식 기술은 스마트홈, 가상현실, 프레젠테이션 등 다양한 상황에서 사람과 컴퓨터 간의 상호작용을 직관적이고 자연스럽게 만들어준다. 그러나 기존 방식들은 컨트롤러, 특수 센서, 카메라 등에 의존하여 사용성, 범용성, 정확성 측면에서 한계를 드러내고 있다. 본 연구에서는 일상적으로 사용되는 테이블과 상용 스마트 기기의 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서를 활용하여 인에어 손 제스처를 인식하는 새로운 방식인 SURFING을 제안한다. SURFING은 테이블을 매개로 전달되는 진동 정보를 이용해 제스처를 인식하며, 적응형 임계값과 Idle 데이터를 활용한 노이즈 제거 기법, 시간 및 주파수 도메인에서 추출한 다양한 Feature를 이용한 분류 모델, 스마트워치 IMU 데이터를 활용한 양손 제스처 구분 기법 등을 적용하여 높은 Detection과 Classification 정확도를 달성한다. 15명의 사용자를 대상으로 한 평가 결과, 같은 환경에서 평균 94.7%의 분류 정확도를 기록하였으며, 다양한 테이블 환경에서도 최소한의 추가 학습만으로 평균 80% 이상의 인식 정확도를 유지하였다. 이는 상용 스마트 기기와 일상적인 테이블 환경에서 인에어 손 제스처를 정확하고 자연스럽게 인식할 수 있는 실용적이고 범용적인 솔루션으로서 SURFING의 가능성을 입증한다. Hand gestures are one of the most natural means of human communication, requiring minimal learning and offering universality that transcends language and culture. Leveraging these advantages, in-air hand gesture recognition technology enables intuitive and natural interaction between humans and computers in various scenarios, such as controlling smart home devices with simple hand movements, manipulating virtual objects in virtual reality, and seamlessly navigating slides during presentations. However, existing methods often rely on controllers, specialized sensors, or cameras, which limit usability, generalizability, and accuracy. This study proposes a novel in-air hand gesture recognition method, SURFING, which utilizes everyday tables and the IMU (Inertial Measurement Unit) sensors of commercial smart devices. SURFING recognizes gestures by leveraging vibration information transmitted through a table, applying techniques such as adaptive thresholds and Idle data-based noise removal, extracting diverse features from both time and frequency domains, and using smartwatch IMU data to distinguish between left and right hand gestures. These approaches achieve high detection and classification accuracy. Evaluations with 15 users demonstrated an average gesture classification accuracy of 94.7% under consistent conditions and above 80% accuracy in diverse table environments with minimal additional training. These results highlight SURFING’s potential as a practical and universal solution for accurate and natural in-air hand gesture recognition in everyday table-based environments using commercial smart devices.

상지 과제 결합 로봇보조보행 훈련이경직형 양하지마비아동의 근긴장도,균형과 상지기능에미치는 효과

김민혁 용인대학교 일반대학원 2022 국내박사

본 연구의 목적은 상지과제결합 로봇보조보행훈련이 경직형 양하지마비아동의 근긴장도, 균형과 상지기능에 미치는 영향을 알아보고자 실시하였다. 연구대상자는 서울특별시 마포구 N 병원에 내원하는 경직형 양하지마비 아동 100명 중 선정기준에 부합한 60명을 대상으로 연구군, 대조군 각각 30명씩 층화무작위배정으로 할당하였다. 연구군은 상지과제결합 로봇보조보행훈련을 시행하였으며, 대조군은 일반적인 로봇보조보행훈련을 시행하였다. 연구중재는 총 6주간 시행하였으며, 주 5회, 회당 30분 적용하였다. 효과분석을 위한 변수측정은 근긴장도, 균형과 상지기능으로 하였다. 근긴장도의 변화는 근강직지수검사(Modified Ashworth Scale, MAS) 및 근강성검사(Muscle Stiffness Test, MST)로 측정하였으며,균형 변화는 소아균형검사(Pediatric Balance Scale, PBS)를 사용하였다. 상지기능 변 화는 손운동능력검사인 박스앤블록검사(Box and Block Test, BBT)와 손기민성과 협응력을 평가하기 위해 젭슨테일러 손기능검사(Jebsen-Taylor Hand Function Test, JTHF)를 시행하여 효과를 알아보았다. 통계분석은 집단 내 비교를 위해 대응표본 卜검정을 실시하였고 집단 간 비교는 독립표본 卜검정을 사용하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같았다. 첫째,근긴장도 변화는 다음과 같았다. 집단 내 MAS 결과는 연구군에서 양쪽 위등세모근(/K.01), 양쪽 긴모 음근(/K.05), 양쪽 넙다리두갈래근(/X.05), 우세손 위팔두갈래근(/X.01), 우 세다리 안쪽장딴지근(/X.01) 및 비우세손 위팔두갈래근(/K.05), 비우세다 리 안쪽장딴지근(/K.05)이 유의하게 감소하였으나,대조군에서는 유의한 차이가 없었다. 집단 간 차이는 양쪽 위팔두갈래근(/?<.이),양쪽 안쪽장딴 지근(/K이),양쪽 긴모음근(/?<.05),양쪽 넙다리두갈래근(/穴.05),우세손 위 등세모근(/K.05) 및 비우세손 위등세모근(/K.01)에서 유의하게 감소 하였다. 집단 내 MST 결과는 연구군에서 양쪽 위등세모근(/K.01), 양쪽 위팔 두갈래근(/X.01), 양쪽 넙다리두갈래근(/,.이), 우세다리 안쪽장딴지근(/K.01), 우세다리 긴모음근(/K.05), 비우세다리 긴모음근(/K.01) 및 비우세다리 안 쪽장딴지근(/K.05)이 유의하게 감소하였으나,대조군에서는 유의한 차이가 없었다. 집단 간 차이는 양쪽 긴모음근(/K.05), 양쪽 넙다리두갈래근(/K.05), 양쪽 안쪽장딴지근(,.05),우세손 위등세모근(/乂.01),우세손 위팔두갈 래근(/K.01), 비우세손 위등세모근(/K.05) 및 비우세손 위팔두갈래근(/K.05) 에서 유의하게 감소하였다. 둘째,집단 내 PBS 결과는 연구군에서 의자로이동하기(/,.이),발모아서기 (/X.01), 한다리서기(/,.이),발판위 발교대놓기(/,.이),선자세에서팔뻗기 (/K.01), 앉은자세에서 일어 나기 (/K.05),선자세에서 앉기 (/K.05),잡지 않고서 기 (/K.05),발바닥지 지 앉은자세 (/K.05),눈감고서 기 (/K.05),발일자서 기 (/K.05), 제자리회전(/K.05), 뒤돌아보기 (/X.05) 및 물건집어올리기 (/K.05) 에서 유의하게 증가하였으며,대조군에서는 선자세에서앉기(/,.이),발모아서 기 (/K01), 앉은자세에서 일어나기(/K.05),잡지 않고서 기 (p<05),발바닥지 지 앉 은자세 (/X.05), 눈감고서기(/?<05),발일자서기(,.05) 및 한다리서기 (/K.05) 에서 유의하게 증가하였다. 집단 간 차이는 의자로이동하기(p<()l),제자 리 회전(/,.01),뒤 돌아보기 (p<01),물건집 어 올리 기 (p<01),발판위 발교 대놓기(p<05) 및 선자세에서팔뻗기(/K.05)에서 유의하게 증가하였다. 셋째,상지기능 변화는 다음과 같았다. 집단 내 BBT 결과는 연구군에서 우세손 검사(/K.05), 비우세손 검사 (/K.05)에서 유의하게 증가하였으나,대조군에서는 차이가 없었다. 집단 간 우세손(/K.05),비우세손(,.01)의 유의하게 감소하였다. 집단 내 JTHF 결과는 연구군에서 우세손 카드뒤집기 (/K.01),우세손 작은물건집기(/K01), 우세손 먹는흉내내기(/,.이),우세손 장기말쌓기(p<.01), 우세손 가벼 운물건옮기 기 (/K.05),우세손 무거 운물건옮기 기 (/K.05),비 우 세손 카드뒤집기(/K.05),비우세손 작은물건집기(/K.05),비우세손 먹는 흉내내기(/,.이),비우세손 장기말쌓기(,.01),비우세손 가벼운물건옮기 기(/K.01) 및 비우세손 무거운물건옮기기(p<05)에서 유의하게 감소하였 으나,대조군에서는 차이가 없었다. 집단 간 우세손 카드뒤집기(/K.01), 우세손 작은물건집 기 (/K.01), 우세 손 장기 말쌓기 (/K.01), 우세 손 먹 는 흉내 내 기 (/K.05), 우세손 가벼운물건옮기 기 (/K.05), 우세손 무거 운물건옮 기기 (/K.01), 비우세손 무거운물건옮기기 (p<01),비우세손 카드뒤집기(/K.05), 비우세손 작은물건집기(/K.05), 비우세손 먹는흉내내기(/KOI), 비우세손 장기말쌓기(/X.05) 및 비우세손 가벼운물건옮기기(/X.05)에서 유의 하게 감소하였다. 이상의 결과는 상지과제결 합 로봇보조보행훈련이 일반적인 로봇보조보 행훈련과 비교해서 근긴장도 조절, 균형능력 증가를 나타내며 손운동능 력,기민성 및 협응력 향상에 효과를 나타내었다. 따라서 상지과제결합 로봇보조보행훈련이 경직형 양하지마비아동의 근긴장도 조절, 균형 및 상 지기능 향상에 효과적인 중재방법이라는 것을 증명하였다.

행화인지 기반 2DVE 아바타 트레이싱의 학습 효과 : 대출상환방식 시각화의 사례

김민혁 연세대학교 대학원 2024 국내석사

본 연구에서는 낮은 평균임금/신용등급/금융 문해력으로 인해 타 연령대에 비해 불리한 조건으로 신용대출을 받는 한국 20대 인구의 금융 문해력 제고에 도움을 주고자 공공디자인에 해당하지만, 사용자를 오도할 수 있는 현 제1금융권의 가계대출 상품 설명서에 수록된 대출 상환방식 간 차이를 설명하는 그래프를 개선하고 그 효과를 측정하는 실험을 진행하였다. 온라인 설문조사로 진행된 실험은 국내 대학 재학/졸업 학력의 20대 남녀 280명을 대상으로 •대출 경험/관련 금융지식 측정하여 교육이 필요한 영역을 조사하고(연구 질문 1), •실제 대출을 받는 맥락에서 필요한 정보항목과 이를 보여주기 적합한 시각화 유형을 조사하고(연구 질문 4), •현 대출 상환방식 그래프의 디자인(대조조건)을 개선하되, (a) 정보량과 관련하여 정확성 측면에서개선된 상환방식별 원리금 비교(comparison by type, “방식별 그래프”) 그래프와 충분성이 개선된 월별 원리금 비교(comparison by month, “월별 그래프”) 그래프를 제작하고, (b) 이를 각각 Short 조건(방식별 그래프), Long 조건(방식별 그래프 + 월별 그래프)로 구분하였다. 이후 (c) 학습방식 측면에서 2DVE 플랫폼 ZEP 상에서 눈으로만 정보를 읽는 목독(reading)과 키보드 방향키로 아바타를 조작하여 이동거리/방향으로 원리금의 증감을 형태와 패턴으로 체감하는 트레이싱(tracing) 방식으로 구현하여, (d) 정보량(Short/Long)×학습방식(트레이싱/목독)을 조합한 실험조건 4종을 제작하였다. 이후 피험자들을 대조조건, 4종의 실험조건 중 1가지를 각각 학습한 후 이해도 문항과 설명력/흥미로움/몰입감 측면에서 선호도 문항에 답변하였다(연구 질문 2/3/5). 그 결과, 금융지식 수준 측정 객관식 9문항의 평균 정답률은 37.5%, 평균 득점은 3.38의 낮은 수준이며, 특히 신용대출 경험에 따른 지식수준 차이는 없었고(연구 질문 1), 현 그래프와 실험조건 4종—정보량(Short/Long)×학습방식(트레이싱/목독)—간 학습효과를 비교한 결과, 정보 정확성 개선에 따른 이해도 비교(연구 질문 2, H1)에서는 실험조건 4종 모두 대조조건(Con) 보다 유의하게 이해도가 제고되었고, 특히 정보량이 많은 Long 조건에서 이해도 제고 효과가 더 크게 나타났다. 학습방식 간 비교(연구 질문 3, H2)에서는 정보량이 Short인 조건(E1–E3) 간에서만 트레이싱(E1)의 득점이 목독(E3) 보다 유의하게 높아 트레이싱의 부분적 학습효과가 관찰되었다. 학습방식 간 선호도 비교(연구 질문 3, H3) 결과, Short 조건의 피험자들은 항목별로는 설명력/흥미로움 항목에서 트레이싱을, Long 그룹은 몰입감에서는 목독, 흥미로움에서는 트레이싱을 뚜렷이 선호하였으나, 3가지 선호도 항목의 조합별 분석 결과, Short 그룹에서는 TTT(모두 트레이싱 선호) 조합의 선호 비율이 유의하게 높았고 설명력–몰입감, 설명력–흥미로움 간의 상관관계가 관찰되어 학습방식으로서 트레이싱에 대한 뚜렷한 긍정 의견이 관찰되었으나, Long 그룹에서는 Short 그룹에 비해 유의한 차이로 다양한 조합이 관찰되었고, 항목 간 상관관계 또한 낮아서 트레이싱 학습방식에 대해 긍정–부정 의견이 혼재하였음을 알 수 있다. 시각화 유형(표/그래프)과 금액표기 유무의 선호도 조사(연구 질문 4, H4) 결과, 피험자들이 실제 대출맥락에서 가장 필요한 정보는 •상환방식 개념의 이해, •총이자액의 비교, •대출자의 월수입과 월별 상환금의 비교이며, 이 정보를 전달하기 적합한 시각화 유형으로는 모두 금액 정보가 표기되었으면서도 동시에 원리금의 증감의 직관적 비교가 가능한 그래프유형이 선호되었다. 끝으로, 2DVE 아바타 트레이싱의 매체적 특성(연구 질문 5)은 모양과 거리에 따른 체감, 시각적 기억력과 주의집중력 제고, 능동적 학습에서 비롯된 높은 몰입감이 긍정 요인으로, 아바타가 지정된 경로만 이동이 가능해 조작 난이도가 높은 복잡한 형태를 트레이싱할 때는 트레이싱 행위 자체의 인지부담이 높다는 특성, 또 이동속도를 조절하지 못하여 일정 수준 이상의 시간 소요가 불가피한 점이 부정적 요인으로 보고되었다. 본 연구는 선행연구와 달리 2DVE 플랫폼상에서 키보드 방향키로 조작하는 아바타 트레이싱의 학습 효과를 관찰하였고, 학습자료를 2가지 정보량(Short/Long)과 2가지 형태(방식별, 월별 그래프)로 제시하여 트레이싱 학습효과의 새로운 영향요인으로 관찰하였다는 점과 실험환경인 2DVE의 매체적 특성과 정보의 게시/학습 과정에서 기존 스크린 미디어과 비교하였을 때의 장단점에 대해 파악하였다는 점에 의의가 있지만, 2DVE 아바타 트레이싱의 효과가 2가지 그래프 형태의 정보량 조합으로만 실험되어 학습효과와 시각화 형태, 개념 난이도, 정보량 간의 관계를 체계적으로 관찰하지 못하였고, 선행연구에서 밝혀진 학습효과의 영향요인 중 하나인 학습자의 인지부담을 독립변수로 고려하지 못하였다는 점, 또 본 연구에서 관찰된 뷰 포트의 이동 등 트레이싱의 단점이 후속연구에서는 2DVE 환경이 기술적/매체적으로 개선되었으므로 더 이상 관찰되지 않을 것이라는 한계가 있다. 따라서 후속 연구에서는 2DVE 아바타 트레이싱의 학습효과에 정보 시각화의 형태, 정보의 양, 정보의 개념적 난이도를 보다 상세한 실험조건으로 하여 학습자의 내재적/외재적 인지부담의 변화를 관찰하는 추가 연구가 필요함을 제언하고, 또 2DVE 아바타 트레이싱 학습 콘텐츠를 기획하려면 학습자료의 시각적 디자인과 관련하여 •학습자료의 크기(scale), •트레이싱하는 형태의 구조적 특성을 반영한 경로 디자인, •주의분리 효과(split-attention effect)를 고려한 텍스트의 경로상 배치, •트레이싱 속도의 조절 및 건너뛰기 기능의 고려가 필요하다고 결론 내렸다. Koreans in their 20s often take out credit loans at unfavorable conditions compared to other age groups due to their low average wages/credit ratings/financial literacy. Aiming to improve their financial literacy, this study conducted an experiment by redesigning the current loan repayment schedule type graph (printed on the South Korean prime banking household loan brochure) which is supposed to enlighten the public but instead misleading readers, and by building a learning environment where the participants learn by avatar tracing on a 2-Dimensional Virtual Environment(2DVE) platform. The current loan repayment schedule type graph was redesigned (a) with improved accuracy(the Type graph) and improved information sufficiency(the Month graph); and (b) I created two graphs of different lengths, Short(the Type graph only) and Long(the Type graph and Month graph combined). These improved graphs were then (c) implemented on a 2DVE platform ZEP to allow participants for testing them in either by reading or by 2DVE avatar tracing where participants follow the graphs with arrow key-controlled avatars, so consequently (d) I created four experimental conditions combining 2 levels of information length(Short/Long) and another 2 levels of learning method(Tracing/Reading). An online survey to measure the effectiveness of the alternative graph design and learning-by-tracing was conducted with 280 participants in their 20s who are either graduated/enrolled in the university. The survey aimed •to investigate the participants’ loan experiences and the level of their loan-related financial literacy to identify areas of improvement(RQ 1), • to find out what information items they need in the context of choosing the loan repayment schedule type and which visualization type(graph or table) they prefer in presenting the items(RQ 4), •to compare the learning effectiveness and preference of the four alternative graphs(experimental conditions) in comparison to the current loan repayment schedule type graph(control condition). The participants all tried the control condition first then they were randomly assigned to one of the four experimental conditions; they responded to comprehension questions after each session, and reported their preferred learning method in regards to the understandability, immersiveness, and interestingness(RQ 2, 3 and 5). The results showed that the average correct response rate for the nine multiple-choice questions assessing financial literacy was 37.5%, with an average score of 3.38, indicating the participants’ low financial literacy; no significant difference was found between the experienced/inexperienced participants in taking loans(RQ 1). A comparison of the learning effects between the control condition and the four experimental conditions—information quantity(Short/Long) × learning method(Tracing/Reading)—showed that all four experimental conditions significantly improved the participants’ comprehension scores compared to the control condition(RQ 2, H1). Notably, the Long condition had a greater effect. A comparison of learning methods(RQ 3, H2) showed that only in the Short condition(E1–E3) did Tracing(E1) score significantly higher than Reading(E3), indicating a limited learning effect from Tracing. Additionally, a comparison of preferred learning methods(RQ 3, H3) revealed that in the Short condition, participants highly preferred Tracing for its understandability and interestingness, while in the Long condition, they highly preferred Reading for immersiveness and Tracing for interestingness. However, analyzing the combinations of the three preference items(understandability, immersiveness, and interestingness) showed that the frequency of TTT(all Tracing preferred) combination is significantly higher in the Short group while correlations between understandability–immersiveness, understandability–interestingness were observed, indicating a clear preference for Tracing as a learning method. In contrast, the Long group displayed a significantly more diverse combination of responses with weak correlations between the items, reflecting their mixed opinions on the Tracing learning method. The participants also preferred a labeled graph that can intuitively display the three most critical pieces of information in the context of choosing loan repayment schedule types: the differences between types, the total interest per type, and how the borrower's monthly income compares with his/her monthly repayments(RQ 4, H4). Finally, the media characteristics of 2DVE avatar tracing(RQ 5) were identified as follows. Its strengths include that it allows for physically perceiving shapes and distances, enhancing the reader’s visual attention, and deep engagement coming from proactive learning. Weaknesses, however, were reported: the cognitive load of tracing complex shapes due to the avatar's limited movement along predefined paths, and the inability to control movement speed, which inevitably required a significantly longer learning time. The study, however, has several limitations. The learning effects of 2DVE avatar tracing were only tested with four experimental conditions, preventing a systematic observation of the relationship between learning effects, visualization forms, conceptual difficulty, and information quantity. It also did not consider cognitive load, a known influencing factor on learning effects from previous research, as an independent variable. Furthermore, the observed disadvantages of tracing, such as viewport movement, may not be applicable in future as 2DVE environments rapidly undergo technological and media improvements. So the findings from this study suggest that, to develop an effective 2DVE avatar tracing based lesson, you need to know how the learner’s intrinsic and extrinsic cognitive loads change according to the structural characteristics of the shapes along with the conceptual difficulty of the information visualized in the shapes. Additionally, when planning 2DVE avatar tracing tracing based lessons, you should consider the following aspects of visual design: the scale of the visual materials, the path design reflecting the structural characteristics of the shapes being traced, the placement of text along the paths considering the split-attention effect, and the inclusion of features such as learner-controlled tracing speed and skippable tracing segments.