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- 저자 : 정환조 ( Hwanjo Chung ) (검색결과 4 건)
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액상결정 가변필터 기반 초분광형광영상을 이용한 천일염 내 미세플라스틱 검출
정환조 ( Hwanjo Chung ),산토스로후미 ( Santosh Lohumi ),조병관 ( Byoung-kwan Cho ),이훈수 ( Hoonsoo Lee ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2
플라스틱이 개발된 이후 소비량은 꾸준히 증가하고 있으며 이는 해양환경 오염에도 많은 영향을 주고 있다. 해양에 들어온 플라스틱은 물리적, 화학적과정을 거쳐 크기5mm이하의 미세플라스틱을 생성한다. 이러한 미세플라스틱은 미생물에 의해 분해되지 않으며 해양생물에 의해 섭식당한 후 인간의 몸에서 장기손상, 영양감소, 폐기능저하, 염증반응, 생식 합병증 등의 악영향이 관찰되었다. 따라서 이 연구의 목적은LCTF를 적용한 초분광형광영상을 이용하여 천일염 내 존재하는 미세플라스틱을 검출하는 것이다. 시료는 총10가지 종류의 플라스틱 시료를6가지 크기로 제작하였다. 천일염과 미세플라스틱이 혼합된 시료는 정제수에 용해하여 여과시켰다. 여과지를 통해 걸러진 플라스틱 시료는 액상결정 가변필터 기반 초분광형광영상시스템을 이용하여 영상데이터를 획득하였다. 분산분석(Anova)법은 최적의 파장비를 획득하기 위해 사용하였다. 총10가지의 플라스틱 시료중에서7가지 종류의 플라스틱시료는 필터의 형광신호대비 강한 형광신호를 나타내어 단파장으로도 구분이 가능하였다. 하지만, PC와PP의 형광신호는 필터의 형광신호와 유사하여 단파장으로 구분이 어려워 분산분석을 이용하여 최적파장비를 획득하였다. PC와PP를 필터로부터 검출할 수 있는 최적파장비는 570/725nm, 545/710nm 파장으로 분석되었으며, 이 파장비 영상을 이용하여 단파장으로 확인하기 어려웠던 시료를 검출할 수 있었다. 따라서, 본 연구에서는LCFT 기반의 초분광형광영상은 필터위에 존재하는 미세플라스틱의 검출에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
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정환조 ( Hwanjo Chung ),류진환 ( Jinhwan Ryu ),위승환 ( Seunghwan W ),이훈수 ( Hoonsoo Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.1
마늘은 아스파라거스목 수선화과 부추아과 부추속에 속하는 식물로서 한파에 약하고 가뭄에도 취약하여 전 세계적으로 온대와 아열대 지역에서 재배한다. 지구온난화의 이상 기상으로 국내에서 재배되는 마늘의 건조스트레스 피해를 입을 것으로 예상된다. 농작물 품질 저하와 흉작으로 이어지는 건조 스트레스 피해를 진단하기 위해 비파괴적인 방법으로 환경 스트레스를 진단하는 기술이 필요하다. 따라서 본 연구의 목적은 다분광 형광 영상을 이용하여 마늘의 건조 스트레스를 분석하고자 한다. 실험에서 사용된 마늘 작물은 3단계의 토양 건조조건하에 재배되었고, 다분광 형광영상은 462nm에서 624nm의 파장영역에서 총 16개 파장영상으로 획득되었다. 각 건조조건별 마늘작물로부터 획득한 형광스펙트럼의 차이를 분석하기 위해 PLS-DA 분석방법을 사용하였다. PLS 모델 결과훈련 데이터의 판별 정확도는 88% 였으며. 테스트 데이터에서 80%의 정확도를 나타내어 형광 다분광영상을 이용한 마늘 작물의 건조 스트레스에 의한 조기진단의 가능성을 확인할 수 있었다.
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류진환 ( Jinhwan Ryu ),정환조 ( Hwanjo Chung ),위승한 ( Seunghwan W ),이훈수 ( Hoonsoo Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.1
마늘은 향신료 역할을 하는 채소로 2020년 기준 우리나라에서는 1인당 7.9kg의 마늘을 연간 소비하고 있다. 마늘은 9월에서 10월에 파종하고 5월에서 6월에 수확하며, 4~6월에 가뭄으로 수분이 부족하면 마늘구의 성장에 영향을 준다. 이번 연구에서는 스냅샷 다분광 영상장비를 사용해 마늘에 대한 건조 스트레스를 확인하는 모델을 개발하는 것이다. 실험에 사용된 마늘은 3단계의 토양 건조조건에서 재배되었다. 획득한 다분 광영상은 462nm에서 870nm까지의 파장 영역을 총 41장의 파장별 영상으로 저장하여 분석에 활용하였다. 서로 다른 건조조건에서 재배된 마늘로부터 획득한 스펙트럼 영상간의 차이를 확인하기 위해 부분최소자승법(PLS-DA)을 사용하여 건조스트레스 판정을 위한 모델을 개발하였다. 전체 데이터의 75%는 모델 개발에 사용하였고, 나머지 25%는 모델 성능평가에 활용하였다. 모델 개발에 사용한 데이터의 정확도는 94.6%, 모델 검증에 사용한 데이터의 정확도는 91.7%로 확인되었다. 본 연구의 결과는 마늘 작물의 건조스트레스에 의한 영향을 측정하는데 다분광영상이 적용 가능성을 확인할 수 있었다.
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근적외선 초분광 영상을 이용한 천일염 내 미세플라스틱 검출
이훈수 ( Hoonsoo Lee ),정환조 ( Hwanjo Chung ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.1
플라스틱은 해양오염의 높은 비중을 차지한다. 이들 중 일부는 여러 과정을 거쳐 크기 5mm이하로 잘게 변형되는데 이를 미세플라스틱이라 한다. 미세플라스틱은 미생물에 의해 분해되지 않으며 생식 합병증, 효소활동 중단, 해양생물 성장률 둔화 등 부작용을 일으킬 수 있다. 특히 바닷물을 통해 얻은 천일염에 함유된 미세플라스틱은 인간의 건강을 위협하고 있다. 따라서 이 연구의 목적은 근적외선 초분광 영상 시스템을 이용하여 천일염 내 존재하는 미세플라스틱의 정성 및 정량 검출 모델을 개발하는 것이다. 총 8가지 종류의 플라스틱 시료를 10가지 농도로 시료를 제작한 뒤 데이터를 획득했으며, 1mm 이하의 입자 크기를 실험에 사용되었다. 근적외선 초분광 영상은 1000nm~1800nm의 파장정보를 획득할 수 있는 분광기 및 영상센서를 이용하여 획득되었다. 정성 및 정량 최적 모델개발을 위해 Partial least square regression(PLSR) 및 lesat square support vector machine (LS-SVM)기법을 이용하였다. 8가지 종류의 플라스틱시료 중에서 테프론을 제외한 나머지 7가지 시료에 대한 근적외선 초분광영상은 천일염의 초분광영상과 구분이 가능하였다. 플라스틱별 최적모델은 PLSR 모델결과가 LS-SVM 모델보다 낮은 SEP 값을 나타내어 정량검출 최적모델로 선정되었으며, 정량검출 한계는 최소 1%로 확인되었다. 근적외선 초분광영상은 천일염 내 미세플라스틱의 검출 뿐만 아니라 농산물 및 식품 내 미세플라스틱의 정성 및 정량 검출에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
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