연령 및 성별을 고려한 운전자 상태 판단 알고리즘 개발 및 평가에 관한 연구

정현빈 국민대학교 2016 국내석사

교통사고의 높은 비율을 차지하는 원인 중 하나는 인간 오류이다. 안전한 운전에 필요한 주의의 문제는 운전자의 판단 실수, 정보 처리 지연 등으로 이어지고 교통사고가 발생할 가능성이 커진다. 이에 따라 다양한 연구기관과 상용자동차 업체에서는 운전자 상태 판단 시스템을 개발하고 있다. 하지만 운전자의 특성이 다양한 만큼 많은 요소를 고려해야 다양한 운전자의 특성에 맞는 정상적인 판단을 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 성별과 연령대의 운전자의 상태를 차량, 영상, 음성, 생체 정보를 사용하여 확률적인 기반으로 판단하는 것이 목표이다. 정량적 수치에 근거한 알고리즘 설계를 위해서 다양한 성별과 연령대를 갖는 운전자의 비정상상태에 따른 특성 정보를 획득하기 위해서 Human-in-the-loop 실험을 진행하였다. 실험을 통해서 획득된 정보는 알고리즘 구조를 정의하기 위한 운전자 상태에 따른 변수별 효용성 분석과 신호탐지이론을 적용한 베이지안 네트워크 내부의 우도확률 정의를 위해서 사용되었다. 이러한 방법으로 설계된 운전자 상태 판단 알고리즘은 실험 데이터를 통해서 성능이 검증되었다. 검증 결과, 본 논문에서 정의된 적합도 항목에서 적중률과 오경보율의 조건에서는 전체 상태 140개 중 109개를 만족하는 78%의 적합도를 가졌고 ROC 커브 면적의 조건에서는 전체 상태 140개 중 121개를 만족하는 86%의 적합도를 보였다. 또한, 알고리즘의 1행 당 평균 동작 시간은 0.00062472초를 보였다. One of the main reasons for traffic accidents is human error. Anything less than the level of attention necessary to drive safely can lead to mistakes in judgement and delayed information processing and therefore. increase the likelihood of an accident occurring. Accordingly, systems for monitoring a driver’s level of attention are being developed by many research institutes and automobile companies. However, it is necessary to consider all of the drivers’ characteristics in order to correctly judge his or her state at any particular instant. Therefore, the purpose of this study was to stochastically estimate the driver’s state based on data from the vehicle and the driver’s vision, voice, and physiological information while also considering age and gender. To quantitatively design an algorithm, “human-in-the-loop”experiments were conducted to obtain information corresponding to an abnormal state. The information thus obtained was used to define the probability of a Bayesian network structure. The developed estimation algorithm was assessed by comparing the results obtained with experimental data. The estimation algorithm was found to be suited to 109(78%) of 140 instances of correct detection and false alarms and 121(86%) of 140 instances of ROC curves. Also, the average computing time per line of the algorithm was 0.00062472 s.

유아의 사회적 기술이 유아의 또래놀이 상호작용에 미치는 영향

정현빈 덕성여자대학교 대학원 2010 국내석사

본 연구의 목적은 유아의 성별에 따른 유아의 사회적 기술과 또래놀이 상호작용의 차이와 유아의 사회적 기술이 또래놀이 상호작용에 미치는 영향을 살펴보는 것이다. 연구목적에 따른 구체적인 연구문제는 다음과 같다. 1. 유아의 성별에 따라 사회적 기술과 또래놀이 상호작용은 차이가 있는가? 1-1. 유아의 성별에 따라 사회적 기술(자기통제, 대인관계기술, 언어적인 주장, 외현적인 문제행동, 내재적인 문제행동)은 차이가 있는가? 1-2. 유아의 성별에 따라 또래놀이 상호작용(놀이상호작용, 놀이방해, 놀이단절)은 차이가 있는가? 2. 유아의 사회적 기술이 또래놀이 상호작용에 미치는 영향은 어떠한가? 2-1. 유아의 사회적 기술과 또래놀이 상호작용 간의 상관관계는 어떠한가? 2-2. 유아의 사회적 기술(자기통제, 대인관계기술, 언어적인 주장, 외현적인 문제행동, 내재적인 문제 행동)이 놀이상호작용에 미치는 영향은 어떠한가? 2-3. 유아의 사회적 기술(자기통제, 대인관계기술, 언어적인 주장, 외현적인 문제행동, 내재적인 문제 행동)이 놀이방해에 미치는 영향은 어떠한가? 2-4. 유아의 사회적 기술(자기통제, 대인관계기술, 언어적인 주장, 외현적인 문제행동, 내재적인 문제 행동)이 놀이단절에 미치는 영향은 어떠한가? 본 연구는 I광역시 소재의 공립유치원 4곳에 재원중인 만 5세 유아 82명을 연구대상으로 하였다. 연구도구는 Fantuzzo, Coolahan, Mendez, McDermott와 Sutton-Smith (1998)의 SSRS(Social Skills Rating System)와 Fantuzzo, Manz와 McDermott(1998)의 PIPPS(Penn Interactive Peer Play Scale)를 사용하였으며, 수집된 자료는 t-검증, Pearson의 적률상관분석, Stepwise 회귀분석으로 분석하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 유아의 사회적 기술은 유아의 성별에 따라 자기통제와 외형적인 문제행동에서 유의미한 차이를 보였고, 유아의 또래놀이 상호작용은 유아의 성별에 따라 놀이상호작용과 놀이방해에서 유의미한 차이를 보였다. 둘째, 유아의 사회적 기술과 또래놀이 상호작용 간에는 대체적으로 유의미한 상관관계가 있었고, 유아의 사회적 기술은 또래놀이 상호작용을 예측하는 중요한 요인임을 알 수 있었다. 즉, 대인관계기술, 자기통제, 언어적인 주장이 놀이상호작용 전체 변량의 71.2%를 설명하며 유의한 영향을 미치는 요인으로 예측되었고, 외현적인 문제행동과 자기통제가 놀이방해 전체 변량의 58.9%를 설명하며 유의한 영향을 미치는 요인으로 예측되었고, 내재적인 문제행동과 자기통제가 놀이단절 전체 변량의 46.4%를 설명하며 유의한 영향을 미치는 요인으로 예측되었다. 결론적으로, 본 연구는 유아기에 사회적 기술을 습득하는 것이 유아의 또래놀이 상호작용의 성공을 예측하는 것임을 입증한다. 따라서, 교사나 교육기관은 또래집단 적응에 있어서 거부되거나 고립되는 위험 가능성이 있는 유아들에게 더욱 관심을 가져야 할 것이다. The purpose of this study is to examine differences in children's social skill and peer play interaction by children's gender and effects of children's social skill on children's peer play interaction. The questions of this study are as fellows. First, is there any differences in children's social skill and peer play interaction by children's gender? Second, how does children's social skill affect on children's peer play interaction? The subjects of this study were 82 five-year-olds children in kindergartens in I city. The measurements were used the SSRS(Social Skills Rating System) of Fantuzzo, Coolahan, Mendez, McDermott and Sutton-Smith (1998) and the PIPPS(Penn Interactive Peer Play Scale) of Fantuzzo, Manz and McDermott(1998). The collected data were analyzed by t-test, Pearson product-moment correlation analysis and stepwise regression analysis. The results of this study were as fellows. First, children's social skill were significantly differences in self-control and externalizing problem behaviors by children's gender and children's peer play interaction were significantly differences in play interaction and play disruption by children's gender. Second, there were significantly correlated between children's social skill and peer play interaction. also children's social skill were important factors in predicting children's peer play interaction. That is, self-control, interpersonal skill and verbal assertion were predicted to factors to affect that explained 71.2% of a variate total play interaction, externalizing problem behaviors and self-control were predicted to factors to affect that explained 58.9% of a variate total play disruption and internalizing problem behaviors and self-control were predicted to factors to affect that explained 46.4% of a variate total play disconnection. Consequently, this study proves that it is to predict success of children‘s peer play interaction to acquire social skill in early childhood. Therefore, teacher or educational institution should have an interest to children who are with dangerous possibility is refused or isolated in peer group adaptations.

자동화 마켓 메이커에서 비용 효율적인 거래를 위한 다중 경로 라우팅 알고리즘

정현빈 서강대학교 대학원 2022 국내석사

With the rise of a decentralized finance market (so called, DeFi) using blockchain technology, users and capital liquidity of decentralized finance applications are increasing significantly. The Automated Market Maker (AMM) is a protocol that automatically calculates the asset price based on the liquidity of the decentralized trading platform, and is currently most commonly used in the decentralized exchanges (DEX), since it can proceed the transactions by utilizing the liquidity pool of the trading platform even if the buyers and sellers do not exist at the same time. However, Automated Market Maker have some disadvantages since the cost efficiency of each transaction using Automated Market Maker depends on the liquidity size of some liquidity pools used for the transaction, so the smaller the size of the liquidity pool and the larger the transaction size, the smaller the cost efficiency of the trade. To solve this problem, some platforms are adopting Transaction Path Routing Algorithm that bypasses transaction path to other liquidity pools that have relatively large size to improve cost efficiency, but this algorithm can be further improved because it uses only a single transaction path to proceed each transaction. In addition to just bypassing transaction path, in this paper we proposed a Multi-Path Routing Algorithm that uses multiple transaction paths simultaneously by distributing transaction size, and showed that the cost efficiency of transactions can be further improved in the Automated Market Maker-based trading environment. 블록체인 기술을 이용한 탈중앙화 금융 시장의 등장과 함께 분산 금융 어플리케이션의 사용자와 자본 유동성이 크게 증가하고 있다. 자동화 마켓 메이커는 탈중앙화 거래 플랫폼의 유동성을 바탕으로 자동으로 거래 단가를 계산하는 프로토콜로, 거래 플랫폼의 유동성 풀을 활용하여 구매자와 판매자가 동 시간대에 존재하지 않아도 거래의 성사를 가능하게 하여 현재 탈중앙화 거래 시장에서 가장 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 자동화 마켓 메이커는 거래의 비용 효율이 거래에 사용되는 특정 유동성 풀의 유동성 규모에 의존하여, 유동성 풀의 규모가 작고 거래의 규모가 클수록 거래의 비용 효율이 크게 감소한다는 단점이 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 상대적으로 유동성의 규모가 큰 유동성 풀로 거래 경로를 우회하여 비용 효율을 개선하는 거래 경로 라우팅 알고리즘이 채택되고 있지만, 단일 거래 경로만을 사용하기 때문에 여전히 개선의 여지가 존재한다. 본 논문에서는 거래 경로를 우회하는 것에 더하여 거래 규모를 분산하여 다수의 거래 경로를 동시에 탐색하는 다중 경로 라우팅 알고리즘을 제안하고, 해당 알고리즘을 사용하여 자동화 마켓 메이커 기반의 거래 환경에서 거래의 비용 효율을 더욱 개선할 수 있음을 보였다.

애기장대 TGS29에 의해 조절되는 브라시노스테로이드와 TGS29 스트레스 반응

정현빈 한양대학교 대학원 2025 국내석사

식물의 스테로이드 호르몬인 브라시노스테로이드(Brassinosteroid, BR)는 식물의 생장 및 발달을 조절하는 중요한 역할을 한다. BR 신호전달 과정의 억제성 조절자인 BIN2는 다양한 단백질과 상호작용하며 신호전달 및 발달 과정을 조절한다. 기존 연구에서 TurboID 기반의 BIN2 인터액톰 연구를 통해 BIN2와 상호작용 가능한 단백질들이 확인되었으며, 그중 기능이 밝혀지지 않은 RLCK V 계열 단백질인 TGS29가 포함되어 있음을 발견하였다. 그러나 이들의 실제 상호작용 여부는 구체적으로 확인되지 않았다. 본 연구에서는 BIN2와 TGS29의 상호작용 및 BR 신호전달과의 관계를 규명하고자 하였다. BiFC, CoIP를 통해 TGS29와 BIN2의 상호작용을 확인하였으며, kinase assay를 통해 TGS29가 BIN2에 의해 인산화 될 수 있음을 밝혔다. 또한 TGS29 과발현 시킨 돌연변이 식물을 제작하여 dwarfism의 표현형을 관찰했으며, 생체 내에서 BIN2 억제제인 bikinin에 대한 낮은 반응성을 확인했다. 이 때, bikinin 처리에 따라 TGS29 단백질의 축적이 발생하는 것을 관찰하였다. 나아가 RLCKs인 TGS29는 BIN2뿐 만 아니라, 세포막에 존재하는 BR 수용체인 BRI1과도 상호작용한다. kinase assay를 통해 TGS29가 BRI1에 의해 인산화 될 수 있으며, 인산화 자리를 규명하기 위해 LC-MS/MS를 통해 분석하였다. 그러나 이러한 상호작용이 가능함에도, bri1-301 돌연변이에 TGS29를 과발현 시켜도 여전히 dwarfism을 보이며 bikinin에 대한 낮은 반응성을 나타내는 것을 볼 수 있었다. 최종적으로 TGS29의 기능을 규명하기 위해, RNA-Seq 분석을 진행했고 그 결과로 TGS29가 과발현된 돌연변이 애기장대에서 BR 반응과 관련된 유전자 이외에 스트레스 조절 유전자가 크게 변화하는 양상을 보였다. TGS29는 에틸렌, 자스몬산 등 스트레스 반응 관련 유전자 발현을 크게 증가시키며, TGS29 과발현체에서 스트레스 반응에 의해 형성되는 안토시아닌 함량이 최대 12배 높아져 있음이 발견되었다. 이상의 결과를 종합하여, 본 연구는 RLCK V 그룹의 TGS29가 BIN2와 BRI1과의 상호작용을 통해 BR 신호전달과 스트레스 반응을 조절하는 새로운 매개체임을 제시한다.

산소 공공 제어를 통한 HfO2 기반 강유전체의 전기적 특성과 분극 스위칭 동역학

정현빈 세종대학교 대학원 2025 국내석사

최근 인공지능 및 빅데이터 기술의 급속한 발전에 따라, 기존 폰 노이만 방식의 순차적 연산 구조는 막대한 에너지 소모와 데이터 이동 병 목 현상으로 인해 새로운 컴퓨팅 패러다임으로의 전환이 요구되고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위한 대안으로, 인간 두뇌의 신경생물학적 구조와 기능을 하드웨어적으로 모방하는 뉴로모픽 컴퓨팅 시스템이 주목받고 있 다. 뉴로모픽 시스템의 핵심 소자인 시냅스 소자는 학습, 기억 및 적응 기 능을 전자적으로 구현하기 위해 아날로그 형태의 전도도 변조 및 비휘발성 특성을 동시에 요구한다. 특히, 강유전체 기반 멤리스터는 빠른 분극 반전 속도와 비휘발성 특성을 바탕으로 기존 저항변화 메모리(RRAM)에 비해 더 높은 스위칭 속 도와 에너지 효율을 보유하며, 부분적 분극 전환을 통한 연속적 시냅스 가 중치 조절이 가능하다는 점에서 매우 유망하다. 그러나 강유전체 박막 소 자에서의 불균일도와 산소 공공에 의한 전하 트랩 효과는 분극 스위칭의 안정성과 재현성을 저해하는 주요 요인으로 알려져 있다. 따라서, 계면 근 처의 산소 공공 농도 및 이동 거동을 정밀하게 제어하는 것은 소자의 전기 적 및 동적 신뢰성을 향상시키는 데 핵심적인 과제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, Hf₀.₅Zr₀.₅O₂ (HZO)/La₀.₇Sr₀.₃MnO₃(LSMO) 이종구조 박막을 펄스 레이저 증착법 (Pulsed Laser Deposition, PLD)을 이용하여 성장시키고, 증착 과정에서 산 소 분압(15, 50, 100 mTorr) 을 조절함으로써 LSMO 하부 전극 내 산소 공공 농도를 체계적으로 제어하였다. 증착 후 급속 열처리를 통해 결정성 을 확보하였으며, X선 회절 분석 결과 산소 분압이 낮을수록 LSMO의 격 자 상수가 확장되고 회절 피크가 저각으로 이동하는 현상을 확인하였다. 이는 산소 공공 증가에 따른 격자 팽창 효과로 해석되었다. 전기적 특성 평가를 위해 펄스 전압 기반의 PUND 측정을 수행하 였으며, 산소 공공이 풍부한 조건(15 mTorr)에서 더 점진적이고 대칭적인 분극 스위칭 특성이 관찰되었다. 스위칭 거동은 핵생성 제한 스위칭 (Nucleation-Limited Switching, NLS) 모델을 기반으로 분석하였으며, 산 소 공공 농도가 높을수록 활성화 장벽(Eα)이 낮아지고 불균일도(Γ)이 증가 함을 확인하였다. 이는 산소 공공이 전하 피닝 사이트로 작용하여 국소적 스위칭 영역의 다양성을 유발한 결과로 판단된다. 또한, 시냅스 동작 특성 평가를 위해 반복적인 쓰기/읽기 펄스를 인가하여 장기 강화(Long-Term Potentiation, LTP) 와 장기 약화 (Long-Term Depression, LTD) 거동을 구현하였다. 그 결과, 산소 공공이 풍부한 조건에서 선형성(linearity)이 개선되고, 주기 간 변동성 (cycle-to-cycle variation)이 0.51 % 이하로 감소함을 확인하였다. 특히, -1.0 V의 읽기 전압 조건에서 가장 큰 on/off 컨덕턴스 비율과 우수한 가 중치 업데이트 선형성이 나타났다. 마지막으로, 실험적으로 추출된 NLS 모델 파라미터를 이용하여 MNIST 필기체 숫자 데이터셋에 대한 인공 신경망 시뮬레이션을 수행한 결과, 산소 결핍 조건에서 약 95.6 %의 높은 패턴 인식 정확도를 달성하였 다. 이는 산소 공공 제어를 통한 계면 엔지니어링이 강유전체 시냅스 소자 의 학습 성능 향상에 직접적인 영향을 미침을 보여준다. 따라서 본 연구는 산소 공공 엔지니어링을 통한 HZO/LSMO 계면 제어가 강유전체 박막의 분극 스위칭 동역학 및 시냅스 거동에 미치는 영 향을 규명하였으며, 이를 기반으로 고신뢰성·고선형성 강유전체 시냅스 소 자 설계의 새로운 방향을 제시하였다. 본 결과는 향후 인공 신경망 하드웨 어 구현을 위한 강유전체 뉴로모픽 소자 연구에 중요한 기반 자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다. 주요어 : 강유전체, 산소 공공 제어, 핵생성 제한 스위칭 모델, 하프늄 지르코늄 산화물, 뉴로모픽 컴퓨팅

성과 욕망을 이용한 계급의 전복: 제프리 초서의 「상인 이야기」

정현빈 숙명여자대학교 대학원 2014 국내석사

제프리 초서(Geoffrey Chaucer)가 숨 쉬었던 14세기의 영국은 여러 가지 이념들이 변화하는 사회였다. 이 시기는 중세의 금욕적이며 신본주의적인 가치관에서 인본주의적인 르네상스로 넘어가는 시기였으며 봉건주의가 차츰 사라지면서 그 자리에 자본주의가 들어서기 시작하는 때이기도 했다. 또 이와 함께 기존 사회 계급에 유동성이 생겨나기 시작한다. 「상인 이야기」("The Merchant's Tale")는 초서의 가장 유명한 작품이자 미완성으로 남겨진 『캔터베리 이야기』(The Canterbury Tales) 안에 속해 있는 이야기로 표면적으로는 세 명의 등장인물의 삼각관계와 같은 간단한 구조를 띤다. 하지만 자세히 들여다보면 당시 중세 말 영국 사회의 남성과 여성, 사회적 이념과 구조의 변화, 또 각 계급들의 유동성 등의 문제점들을 내포하고 있다. 초서는 이들을 세속적이고 해학적인 장르인 파블리오의 서사구조를 빌려 노골적이고 대범한 묘사를 통해 나타내었다. 「상인 이야기」의 등장인물들은 각각의 욕망들을 이 장르의 특징이라고도 할 수 있는 그들의 성(性)적인 힘을 이용하여 분출한다. 그리고 작품 곳곳에 숨어 있는 당시 사회의 여러 이념들과 계층들은 그 힘들을 통해 그 위치가 전복된다. 따라서 본 논문에서는 작품을 바탕으로 당시 중세 말, 영국의 계층적 의미를 살피고, 파블리오라는 장르를 통해 초서가 느꼈던 사회 전복적인 요소들을 살펴보고자 한다. 그리고 궁극적으로 초서가 말하고자 했던 당시의 사회란 무엇이었는지를 고찰해 보고자 한다. The 14th century England, that Geoffrey Chaucer lived in, was a society that ideology rapidly changed. 14th century was the period where medieval society started to revolve into humanistic Renaissance period and also feudalistic system to fade out as the capitalistic system started to rise. Changes in ideological system brought mobility of class to existing society. "The Merchant's Tale" in The Canterbury tales, which is incomplete, is one of the well recognized literature that Chaucer left behind. Although there seems to be triangular relationship among three characters, the issues such as the society of male and female, changes in the social ideology and structure, and the mobility of individual class system are contained in "The Merchant's Tale". Chaucer depicted those issues explicitly through fabliaux's secular and humorous narrative structure. The characters in the tale uses their sexual power, that has the characteristics of this genre, to let out their desire. Existing ideology and class of the society become subverted through out the story. This thesis looks into the literature background of Chaucer. This includes the meaning within England's class system, and the socially subverted elements that Chaucer felt within the fabliaux's genre. Finally, concluding with the consideration of what Chaucer was trying to convey of the 14th century's society.

유치원 교사의 교수실제 자기평가도구 개발

정현빈 덕성여자대학교 대학원 2018 국내박사

본 연구의 목적은 교수기준에 기초한 유치원 교사의 교수실제 자기평가도구를 개발하는 것이다. 이를 위하여 문헌 고찰을 바탕으로 유치원 교사의 교수실제 자기평가도구의 구성요인과 문항을 개발하였고, 유치원 교사를 대상으로 타당화 연구를 실시하였다. 유치원 교사의 교수실제 자기평가도구의 구체적인 개발 과정과 타당화 연구 과정은 다음과 같다. 첫째, 국내외에서 개발된 교수기준 및 교수실제 평가도구에 관한 문헌 고찰을 통하여 연구도구의 구성요인과 문항을 추출하였다. 기초연구에서는 ‘InTASC 핵심교수기준’과 ‘한국교육과정평가원 수업 전문성 일반 기준’에 기초하여 4개 영역, 10개 기준, 43개 지표, 174개 문항을 추출하였다. 추출된 문항은 유아교육 전문가 12명에 의해 내용타당도 검증을 실시하여 4개 영역, 8개 기준, 35개 지표와 문항으로 재구성하였다. 둘째, 예비연구는 유치원 교사 267명을 표본으로 2015년 5월 11일부터 5월 22일까지 설문조사로 이루어졌다. 신뢰도 분석과 문항 분석을 실시한 결과, 최종적으로 4개 영역, 8개 기준, 31개 문항으로 구성된 ‘유치원 교사의 교수실제 자기평가도구’를 개발하였다. 셋째, 본연구는 유치원 교사의 교수실제 자기평가도구의 타당화를 위해 실시하였다. 타당화 연구는 유치원 교사 460명을 대상으로 1차 2015년 6월 22일부터 7월 10일까지, 2차 2016년 10월 24일부터 11월 11일까지 설문조사로 이루어졌다. 설문조사 결과를 활용하여 신뢰도 분석, 문항 분석, 확인적 요인분석, 공인타당도 분석, 집단 간 차이 분석을 실시한 결과는 다음과 같다. 문항 분석에서는 모든 문항의 평균(M) 범위가 2.71에서 3.38사이의 범위로 수용기준에 적절하였으며, 표준편차(SD)는 .614에서 .796사이로 극단적인 평균치나 표준편차는 보이지 않았다. 신뢰도 분석에서는 영역별 Cronbach ́s α 계수는 .854에서 .933 사이로 나타나고, 전체 Cronbach ́s α 계수는 .968로 나타나 모든 문항이 높은 신뢰도를 보였다. 확인적 요인분석에서는 영역과 문항과의 측정모형을 설정하고 모형의 이론적 관계분석을 통해 모형 적합도, 요인 부하량, 타당도를 확인하였다. 공인타당도 분석에서는 ‘유치원교원능력개발평가도구’와의 상관관계를 살펴보았다. 영역별 상관계수(r)는 .593에서 .765 사이로 나타나고, 전체 상관계수는 .733에서 .818로 나타나 모두 p<.01 수준에서 정적으로 유의미한 결과를 보였다. 이상의 연구를 통해 ‘유치원 교사의 교수실제 자기평가도구’는 유치원 교사가 유아를 교육하는 데 필요한 교수실제의 영역과 내용을 평가하기에 타당한 도구임을 확인하였다. 아울러, 본 도구가 유치원 교사가 자신의 교수실제를 주체적으로 평가하고, 자신의 교수 질을 체계적으로 관리하는 도구로 활용됨으로써 우리나라 유치원 교사의 교수실제 수준을 향상시킬 수 있는 의미 있는 자료가 되기를 바란다. The purpose of study is to develop the teaching practices self assessment scale for kindergarten teachers based on the teaching standard. The research questions are as follows: First, how is the teaching practices self assessment scale for kindergarten teachers structured? Second, how is the teaching practices self assessment scale for kindergarten teachers valid? For this study, structure factors of the teaching practices self assessment scale for kindergarten teachers were chosen, based on a literature review, and the questions involved were developed through an expert review and preliminary research. The details of development process of the teaching practices self assessment scale for kindergarten teachers and test results of their validity are summarized as follows: First, structure factors and questions were selected through a literature review about teaching standards and an evaluation tool developed at home and abroad. Based on the main ‘InTASC Core Teaching Standards’ and ‘KICE Instruction Professional General Standards’, a primary research tool consisting of 4 areas, 10 standards, 43 indicator, and 174 questions was made and their validity was examined by twelve child education professionals and restructured into 4 areas, 8 standards, and 35 indicator and questions. Second, preliminary research was conducted and for it 267 kindergarten teachers were surveyed from May 11th 2015 to May 22nd 2015. Analysis of reliability and questions was made and ultimately the teaching practices self assessment scale for kindergarten teachers consisting of 4 areas, 8 standards, and 31 questions was developed. Third, this study was done for validity of the teaching practices self assessment scale for kindergarten teachers. Propriety research was conducted through questionnaires for 460 kindergarten teachers from June 22th 2015 to July 10th 2015 (first session) and from October 24th 2016 to November 11th 2016 (second session). The results of reliability analysis, item analysis, confirmatory factor analysis, validity analysis, and difference analysis are as follows: In the item analysis, mean ranges from 2.71 to 3.38, which is adequate for the acceptable standard, and a standard deviation ranages from .614 to .796, which does not show extreme averages or deviations. In the reliability analysis, each Cronbach’s α coefficient is given between .854 and .933 and the whole Cronbach’s α coefficient comes to .968, showing high reliability in the all questions. In confirmatory factor analysis, field-factor measurement model was structured and a model fit, factor loadings, validity were checked. In official validity analysis, a correlation between this research and an ablity development evaluation tool for kindergarten teachers was examined. A correlation coefficient in each domain ranges from .593 to .765 and the whole correlation coefficient ranges from .733 to .818, accounting for positive meaningful results in the p<.01 level. This research verified that the teaching practices self assessment scale for kindergarten teachers is a valid tool in checking areas and contents of teaching practices necessary for educating children. This tool will be a meaningful material in enhancing teaching professionalism of kindergarten teachers when used as a systematic means to evaluate and manage their teaching practices.

Low-temperature superplasticity of Si-added Mn steels

정현빈 Graduate School, Yonsei University 2025 국내박사

초소성은 다결정 재료가 파단 전에 300% 이상의 높은 연신율을 나타내는 능력으로, 주로 결정립계 미끄러짐을 통해 발생한다. 초소성 재료는 뛰어난 연성을 가지고 있으므로, 용접이나 접합 없이 복잡한 형태의 기계 부품을 제작하는 데 매우 적합하다. 이러한 재료 중에서도 철계 초소성 재료는 간단한 공정으로 재료를 제작할 수 있으며, 가격이 저렴하다는 장점이 있다. 그러나, 현재까지 연구된 철계 초소성 재료들은 높은 변형 온도와 낮은 변형률 속도가 반드시 요구되므로 실제 공정에 적용하기에는 한계가 있었다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해, Si 을 첨가한 중망간 및 고망간 초소성강들을 새롭게 개발하였다. 먼저, Thermo-Calc 소프트웨어를 활용한 열역학 계산을 바탕으로, 새로운 Si 첨가 중망간강 (Fe-10.6Mn-3.5Si, wt%)을 설계하였다. 합금 원소로써 Si 을 선택한 이유는 특정 함량의 Si 을 첨가하였을 때 0.5Tm 이 크게 낮아지면서도, T50 이 급격하게 상승하지 않았기 때문이다. 이 강은 763 K 및 1 × 10-3 s-1 조건에서 303%의 초소성 연신율을 나타냈으며, 이는 기존에 보고된 철계 소재의 초소성 최저 온도보다 110 K 낮은 온도이다. 또한, 이 강은 초소성 성형 모사 후에도 1336 MPa 의 높은 상온 인장 강도를 나타냈다. 이 강의 우수한 저온 초소성은 재결정된 α 결정립과 동적으로 역변태된 γ 결정립 간의 상간 경계 미끄러짐에 기인한 것으로 분석되었다. 이후, 저온 초소성을 향상시키기 위해, 50% 및 80% 냉간 압연된 Fe-10Mn-(0.2, 2.4, 3.5, 5.5)Si (wt%) 시편을 활용하여 Si 함량과 냉간 변형이 저온 초소성 연신율에 미치는 영향을 체계적으로 조사하였다. 그 중 80% 냉간압연된 10Mn-3.5Si 시편은 763 K 및 1 × 10-4 s-1 조건에서 948%의 매우 높은 연신율을 나타냈다. 증가된 냉간 압연률과 Si 함량은 시료 내 저장 에너지를 증가시켜 α 상의 재결정 및 동적 α'-to-γ 역변태의 구동력을 높여 초소성 연신율을 향상시켰다. 또한, 3.5 wt%까지 첨가된 Si 은 α 와 γ 상 간의 경도 차이를 증가시켰고, 이는 상간 경계 미끄러짐을 촉진하는 요소로 작동하여, 결과적으로 초소성 연신율을 더욱 증가시켰다. 그러나, δ 페라이트-(Fe,Mn)3Si 금속간 화합물을 포함하는 50% 냉간 압연된 10Mn-5.5Si 시편은 약 100%의 연신율까지만 동적 α'-to-γ 역변태가 빠르게 진행되어, 추가적인 연신율 향상을 얻지 못했고, 결과적으로 50% 냉간 압연된 10Mn-3.5Si 시편과 유사한 연신율을 나타냈다. 저온 및 고속 변형에서 초소성을 얻기 위해서는 결정립계 미끄러짐의 활성화가 필수적이며, 이는 초미세립 구조에 의해 촉진될 수 있다. 또한, 이 초미세립 구조는 가열 및 고온 변형 중 미세 석출물이 결정립 성장을 억제함으로써 유지될 수 있다. 따라서 고온에서 석출물이 존재할 것으로 예상되는 새로운 Si 및 Ni 첨가 고망간 초소성강 (Fe-14.6Mn-5.5Si-5.3Ni, wt%)을 개발하였다. 이 강은 1 × 10-1 s-1 및 1023 K 조건에서 302%의 초소성 연신율을 나타냈으며, 이는 기존에 보고된 최저 온도보다 100 K 낮은 온도이다. 또한 이 강은 초소성 성형 모사 후 상온에서 높은 인장 강도(1295 MPa)와 연신율(38%)을 함께 나타냈다. 이 강의 저온 및 고속 초소성은 Fe5Ni3Si2 석출물과 δ-(Fe,Mn)3Si 입자가 γ 기지의 결정립 성장을 효과적으로 억제하였고, γ/γ 결정립계에서 미끄러짐이 활발히 발생했기 때문으로 분석되었다. 또한 고온 변형 중 γ 기지와 δ-(Fe,Mn)3Si 입자 사이에서 상간 경계 미끄러짐이 발생하여 초소성을 향상시키는 데 기여한 것으로 판단된다. Superplasticity is characterized by the ability of a polycrystalline material to show exceptionally high tensile elongation above 300% before fracturing, primarily achieved through grain boundary sliding. Due to the significant ductility of superplastic materials, they are well-suited for fabricating complex-shaped mechanical components without welding and joining. Among these materials, superplastic steels offer the advantage of low material and production costs. However, their practical application is challenging due to the requirement of both high deformation temperature and low strain rate. In order to resolve these limitations, superplastic Mn steels were newly developed. First, based on calculations using Thermo-Calc software, a new Si-added medium Mn steel (Fe-10.6Mn-3.5Si, wt%) was designed. Si was chosen because adding a certain amount significantly reduced a half of melting point (0.5Tm) without causing a dramatic increase in the temperature at which the volume fraction of α ferrite and γ austenite phases are equal. This steel exhibited superplastic elongation of 303% at the lowest deformation temperature (763 K with a strain rate of 1 × 10-3 s-1) and remarkable room-temperature tensile strength (1336 MPa). Low-temperature superplasticity was attributed to interphase boundary sliding occurring between recrystallized α grains and dynamically reverted γ grains. To enhance low-temperature superplasticity, the effects of Si content and cold deformation were systematically investigated using 50% and 80% cold-rolled Fe-10Mn-(0.2, 2.4, 3.5, and 5.5)Si (wt%) specimens. Among them, the 80% cold-rolled 10Mn-3.5Si specimen exhibited significant elongation of 948% at 763 K with a strain rate of 1 × 10-4 s-1. The increased cold reduction and Si content enhanced superplasticity by raising stored energy, a driving force of recrystallization of the α phase and dynamic α'-to-γ reverse transformation. The added Si enhanced interphase boundary sliding by increasing difference in hardness between α and γ phases. However, the 50% cold-rolled 10Mn-5.5Si specimen, containing δ ferrite-(Fe,Mn)3Si compound constituents, exhibited similar elongation to the 50% cold-rolled 10Mn-3.5Si specimen due to the dynamic α'-to-γ reverse transformation occurring rapidly only up to a tensile strain of ~100%. To achieve superplasticity at both low temperatures and high strain rates, active grain boundary sliding, which is enhanced by an ultrafine-grained microstructure (< 10 μm), becomes crucial. This ultrafine-grained microstructure can be obtained during heating and high-temperature deformation due to suppression of grain coarsening by fine precipitates. Therefore, a new superplastic high Mn steel (Fe-14.6Mn-5.5Si-5.3Ni, wt%), expected to have precipitates at high temperatures, was developed. When this steel was tensile-deformed with a relatively high strain rate of 1 × 10-1 s-1, superplastic elongation of 302% was obtained at 1023 K, which is lower by 100 K than the lowest temperature at the same strain rate. The steel also exhibited high room-temperature tensile strength (1295 MPa) and total elongation (38%) after a superplastic forming simulation. Low-temperature and high strain rate superplasticity was due to sliding occurring at the γ/γ grain boundaries, whose coarsening was suppressed by Fe5Ni3Si2 precipitates and δ-(Fe,Mn)3Si constituent particles. Interphase boundary sliding also occurred between the γ matrix and δ-(Fe,Mn)3Si constituents during high-temperature deformation, which contributed to enhancing superplasticity.

Device design for the long-term reliable intraocular artificial retina

정현빈 서울대학교 대학원 2023 국내박사

지난 10년간의 인공 망막 장치들의 실패를 거친 후, 시장에는 새로운 형태의 인공 망막이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 새로운 종류의 안구 삽입형 인공 망막의 개념을 제안하고 필요한 구성 요소들을 제작 및 검증합니다. 제안된 형태의 인공망 막에 적합한 전력 및 데이터 전송용 코일, 신경 자극기, 그리고 신경 전극의 제한 조건들을 설정하고, 설계의 첫 단계를 시작하였다. 제안된 인공 망막은 코일과 전극을 안구 내에 위치시켜 공막 손상을 최소화하고, 통신 및 자극 신호 생성용 신경 자극기만을 안구 외부에 위치시키는 것을 목표로 한다. 첫째로, 인공 망막 장치에서 부피가 가장 큰 코일을 안구 내로 삽입하기 위해, 접을 수 있는 코일 디자인과 적합한 수술 방법을 제안하였다. 삽입이 용이하도록 코일은 원형이 아닌 육각형 모양으로 제작되었다. 고주파 구조 시뮬레이터로 코일의 특성 매개변수를 시뮬레이션하였고, 자체 접착식 코일을 제작하였으며, 패키징 공정을 개발하였다. 가속화 시험과 구리 이온 용출 시험을 통해 장기간 신뢰성과 성능을 평가하였다. 마지막으로, ex-vivo 시험을 통해 제작된 코일이 의도한 대로 안구에 성공적으로 삽입될 수 있음을 입증하였다. 둘째로, 외부 장치의 부피를 최소화하기 위해 신경 자극기 설계의 전력 및 면적 효율성을 개선하기 위한 두가지 전략-고전압 공정과 액티브 방전 회로의 제거-를 제시하였다. 고전압 공정은 망막 조직의 높은 임피던스를 상쇄하기 위해 출력단의 작동 전압을 증가시키기 위해 사용된다 또한, 액티브 방전 회로는 전극을 통한 유해한 직류 전류 발생 가능성을 제거하기 위해 사용된다. 우리는 수학적으로 고전압 공정과 활성 방전 회로를 자극기에서 제거할 수 있음을 입증하였다. 또한, 우리는 tsmc 180 nm 공정을 사용하여 64채널 망막 자극기를 설계하였다. 이 자극기는 5 V 공급 전압과 ± 4 V 출력 컴플라이언스 전압을 가지며, 픽셀당 0.0425 mm2의 면적을 차지하여 동일한 기술을 사용하는 다른 망막 자극기보다 더 적은 면적을 사용한다. 또한, 벤치탑 실험을 통해 제안된 전략이 효과적으로 동작함을 검증하였다. 마지막으로, 패럴린-C 절연체를 사용하여 자극 전극의 장기간 신뢰성을 달성하기 위해 우리는 초박형 유리 기판과 패럴린-C/알루미나 이중층 절연층을 이용한 전극을 제작하였다. 다양한 이중층 절연체를 대상으로 한 신뢰성 실험을 통해 패럴린-C/알루미나 이중층 절연막이 평가된 물질 중 가장 뛰어난 성능을 가지고 있음을 입증하였다. 또한, 초박형 유리 기반 전극이 고투과성과 유연성을 갖추면서 층 간 이탈을 최소화한다는 것 역시 확인하였다. 제작된 전극은 금으로 제작된 일반적인 신경 전극과 유사한 전기적 특성을 가졌다. 본 연구는 새로운 형태의 인공 망막 개발에 기초를 제공하며, 인공 시각 장치와 관련된 다양한 분야의 진전에 기여할 수 있을 것으로 생각된다. Following the failure of existing artificial retina devices, there is a need for a new type of artificial retina in the market. In this paper, I propose a concept for a novel form of the intraocular artificial retina and fabricate and verify the necessary components. I have started the first step of component design, coil, stimulator, and electrode array. The proposed artificial retina aims to minimize damage to the ocular membrane by positioning the coil and electrodes within the eye while locating the communication and stimulation signal generation circuitry outside the eye. Firstly, to insert the coil, which occupies the largest volume in the artificial retina device, into the eye, I propose a hexagonal foldable coil design and a proper surgical method to fold the coil for intraocular insertion. For easy insertion, the coil has a hexagonal shape, not the circular one. I simulate the characteristic parameters of the coil with a high-frequency structure simulator, develop a self-bonding coil fabrication and packaging process, and evaluate its performance and long-term reliability with accelerated test and elution tests. In the final step, through the ex-vivo test, I have demonstrated that the fabricated coil can be successfully inserted into the eye as intended. Secondly, to minimize the volume of external devices, I present two strategies to improve the power and area efficiency of the neural stimulator design: the elimination of a high-voltage process and the reduction of the active discharge circuit. High voltage process is usually used to increase the output compliance voltage to offset the high impedance of retinal tissue. Also, an active discharge circuit is commonly used to remove the possibility of harmful direct current through the electrode. I mathematically justify the high voltage process and the active discharge circuit can be removed from the stimulator. Plus, I have designed a 64-channel retinal stimulator with tsmc 180 nm process. It has ± 4 V output compliance voltage with 5 V supply voltage and spend 0.0425 mm2 per pixel, which are superior to other retinal stimulator which used the same technology. Also, through benchtop tests, the effectiveness of the proposed strategies was validated. Lastly, in order to achieve long-term reliability of stimulation electrodes while using parylene-C insulation, I have fabricated electrodes using an ultra-thin glass substrate and parylene-C/Al2O3 bi-layer insulation. Through reliability tests with various bi-layer insulation layers, I demonstrate that the Al2O3 and parylene-C bi-layer insulation is the most effective among the tested materials. Also, I confirm that the ultra-thin glass-based electrodes exhibit high transparency and flexibility while minimizing layer delamination. Fabricated electrodes have electrical properties which were comparable to conventional gold electrodes. The research conducted in this paper serves as a foundation for the development of a new form of artificial retina and can contribute to advancements in various fields related to artificial vision devices.