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박진령

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박진령

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박진령

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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최근 SNS를 통해 많은 사람들이 자신의 사진을 지브리풍으로 바꾸는 현상이 흥미롭게 느껴졌기 때문이다. 단순한 유행처럼 보이지만, 그 이면에는 AI가 창작자의 스타일을 모방하는 것이 과연 정당한가에 대한 저작권 논란과 이것을 예술이라고 할 수 있을까에 대한 질문이 숨어 있다고 생각하였다. 특히 이러한 기술이 발전하면서 창작과 모방, 표현과 침해의 경계가 점점 모호해지고 있다는 점에서 이 주제를 탐구하게 되었다.

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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생성형 AI와 지브리 스타일 이미지 열풍에 대해 탐구해보았다. 먼저, 생성형 AI란 텍스트, 이미지, 음성 등 다양한 데이터를 학습해 새로운 콘텐츠는 ‘창조‘해내는 AI 기술이다. 기존의 AI가 주어진 데이터를 분석하거나 분류하는 데 초점을 맞췄다면, 생성형 AI는 말 ’그대로 없는 것‘을 만들어내는 능력을 가진다는 점에서 다르다고 할 수 있다. 그중에서도 이미지 생성 AI는 기술 발전이 빠르게 이뤄지고 있는 분야다. 대표적인 예시로는 DALL·E 2 (OpenAI)(텍스트 설명을 바탕으로 현실감 있는 이미지 생성), Midjourney(감성적이고 예술적인 스타일로 이미지 생성), Stable Diffusion(오픈소스로 공개돼 커뮤니티 기반 확장 및 다양한 커스터마이징 가능)이 있다. 이러한 모델들은 사용자가 입력한 텍스트를 기반으로 마치 화가가 그린 것 같은 이미지를 출력해준다. 하지만 더 나아가 최근에는 기존 사진을 애니메이션 스타일로 ’변환‘하는 기술도 발전했다. 나의 셀카를 지브리 주인공으로 바꾸는 변환은 대형 모델 + 스타일 학습 + 변환 알고리즘의 조합 덕분에 가능해진 것이다. 이번 지브리 스타일 이미지 변환 열풍의 배경에는 Open AI가 2025년 3월 발표한 최신 모델 ChatGPT-4o 이미지 생성 기능이 있다. 기존 이미지 생성 AI가 요구했던 복잡한 입력 과정이나 긴 대기시간을 대폭 줄여 평균 20초 만에 사용자의 지시에 따라 고해상도 이미지를 생성할 수 있게 하였다. 이런 간단한 구조 덕분에 이미지 생성 AI에 대해 잘 모르는 사람도 손쉽게 체험할 수 있었고, 이는 곧바로 대중적 인기로 이어졌다.

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박진령

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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지브리 열풍에 잇따른 AI기술 저작권 침해 논란에 대한 입장을 살펴보았다. 지브리 팬들 사이에선 지브리에서 그린 것처럼 보이며 합법적인지에 대한 우려가 빠르게 퍼졌다. 미국 작가협회는 오픈AI를 상대로 집단소송을 진행 중이며, AI가 특정 작가나 스튜디오의 고유한 화풍을 무단으로 학습하고 이를 변형해 사용하는 것이 저작권 침해에 해당하는지 여부가 핵심 쟁점이 되고 있다. 오픈 AI는 이에 대해 개별 예술가의 고유한 스타일을 복제하는 것은 지양하지만, 스튜디오나 보다 넓은 스타일을 활용하는 것은 허용될 수 있다는 입장을 내비쳤다. 그러나, AI가 어떤 데이터를 학습했는지에 대해서는 여전히 명확히 밝히지 않고 있어 논란은 계속될 것으로 보인다. 한편 미야자키 하야오 감독은 이미 AI 작품에 대해 “생명 그 자체에 대한 모욕"이라며 강하게 비판한 바가 있다. 또한 지브리 관련 팬 커뮤니티는 공식적으로 해당 AI의 사용을 자제해달라는 입장을 내기도 하였다. 비록 지브리 스튜디오 본사는 아직 공식적인 법적 대응에 나서진 않았지만, 관련 커뮤니티와 창작들 사이에서는 창작권 침해, 지적 재산권 훼손이라는 비판이 점점 거세지고 있다. AI개발자 및 커뮤니티 입장은 지브리를 베꼈다고 단정할 수 없다는 입장을 표했다. “우리는 실제 지브리 이미지나 콘텐츠를 데이터로 사용한 적 없다. '지브리풍', '지브리스러운' 감성을 모티브로 학습한 모델일 뿐이다.”라는 입장을 밝혔다. 또한 일부 AI 옹호자들은 “지브리 스타일은 개인의 저작권으로 보호받기 어려운 ‘스타일’일 뿐”, “유저들이 비상업적 용도로 사용하는 한 표현의 자유로 볼 수 있다”고 반박하기도 한다. 이런 논쟁은 단순히 지브리 스타일 AI에만 해당되는 문제가 아니다. 최근 몇 년간 AI가 미술, 음악, 영상 등 다양한 창작 영역을 넘나들며 등장할 때마다 계속 반복되어온 ‘생성형 AI vs 원작 창작자’ 갈등의 최신 버전이라 할 수 있다.

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지브리 스타일 이미지 생성 서비스의 인기를 계리로 “AI가 만든 이미지는 예술인가?”라는 질문을 중심으로 AI와 예술의 관계에 대해 탐구했다. AI는 감정이나 창작 의도를 갖고있지 않지만 사람들이 지브리풍 AI 그림을 보며 감동을 느끼고 자신의 얼굴이 애니메이션 속 주인공이 된 듯한 감정적 만족을 표현하는 모습은 AI의 결과물이 사회적으로 ’예술처럼’ 소비되고 있음을 보여준다. 지브리풍 AI 그림은 감성적인 배경, 따뜻한 색감, 부드러운 선 등 인간적인 정서를 자극하는 요소를 담고 있다. 사용자는 자신의 얼굴이 ‘지브리 세계관 속 주인공‘이 되는 경험을 하며 감정적 만족을 느끼고 이를 적극적으로 공유한다 이는 AI가 창작가의 감정이나 의도 없이도 인간의 미적 감각과 취향을 자극할 수 있음을 보여주는 사례이다 하지만 AI는 스스로 창작의 의미를 이해하지 못하고 감정을 느끼지 않는다. 그럼에도 사람들이 AI가 만든 이미지를 감상하고 ’좋다‘, ‘감동적이다‘라고 평가한다는 점은 예술이 단지 창작자의 감정이 아니라 감상자의 해석에 의해서도 성립될 수 있음을 시사한다. 따라서 생성형 AI는 단순한 기술이 아니라 예술 표현의 도구로 기능할 수 있으며 향후 더 많은 예술적 실험과 협업이 가능할 것으로 보인다. 앞으로는 예술의 정의가 ’누가 만들었는가’보다는 ’무엇을 느끼게 하는가’로 바뀔 수 있으며 기술과 감성이 공존하는 시대가 열릴 가능성을 전망한다

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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지브리 스타일로 이미지를 변환해주는 AI 서비스 ‘Ghibli Diffusion’이 SNS에서 화제가 되면서, 해당 서비스가 실제 지브리 콘텐츠를 학습한 것이 아니냐는 의혹과 함께 저작권 침해 논란이 제기되었다 이를 계기로 생성형 AI가 어떤 데이터를 학습하며 그 학습데이터는 누구의 소유인지에 대한 문제를 탐구했다.

Ghibli Diffusion 개발자는 “지브리 원작 이미지를 학습에 사용하지 않았다”고 밝혔지만 지브리 특유의 색감과 선, 구도를 그대로 닮은 이미지를 생성하는 것으로 보아 팬아트, 2차 창작물, 비공식 이미지들이 간접적으로 학습되었을 가능성이 존재한다. 이처럼 생성형 AI가 학습에 사용한 이미지가 명확하게 밝혀지지 않더라도 기존 창작자의 스티일이나 시각 언어가 무단으로 차용되었을 수 있다 이는 개인 창작자의 고유한 창작물 또는 시각적 정체성이 AI에 의해 흡수되고 재조합되는 과정에서 발생하는 권리 침해 문제로 연결된다 특히 ‘스타일’이 저작권 보호 대상인지에 대한 여부가 논란이 되며 개별 작가들이 직접 창조해온 표현 방식이 AI 학습에 의해 모방되는 현실은 새로운 윤리적 문제를 제기한다

생성형 AI는 결과물만이 아니라 학습 과정에서도 창작자 권리를 침해할 수 있다는 점에서 학습 데이터 자체에 대한 사회적 논의와 기준 설정이 필요함을 깨달았다 AI가 단순히 인터넷에 존재하는 이미지를 자동으로 활용하는 것이 아니라 그 속에 담긴 창작자의 노력과 권리를 고려하지 않으면 기술의 발전이 오히려 창작 문화를 위협할 수 있음을 인식하게 되었다

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윤리 + 사회문화

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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K-팝과 웹툰 등 콘텐츠에 반복 등장하는 소비 이미지들이 성공이나 자아실현을 기호처럼 설계하며 대중들의 무의식적 욕망을 유발함을 느꼈다. 사회문화와 윤리 과목에서 배운 사회 비교 이론, 소비사회 개념을 실제 콘텐츠 분석에 적용하며 욕망의 메시지를 비판적으로 해석하고자 하였다. 사회 구조와 인간 심리를 연결하여 콘텐츠가 어떻게 정체성과 사회적 열망을 형성하는지를 탐구하고자 한다.

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8) 세특에 반영되었으면 하는 내용(500자 미만으로 작성)

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8) 세특에 반영되었으면 하는 내용(500자 미만으로 작성)

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자율적 교육과정 프로젝트에서 팀장을 맡아 참여하여 ‘지브리 스타일 이미지 생성 AI를 통해 본 생성형 AI의 저작권과 예술성에 대한 탐구’을 주제로 탐구함. ’지브리 스타일의 저작권은 누구의 것이며, 보호받을 수 있는가?’, ’AI가 학습한 데이터는 누구의 것인가?’, ’AI가 만든 이미지는 예술인가?’를 핵심 질문으로 설정하고, 팀원과 역할을 분담해 자료를 조사하고 사례를 분석함. 생성형 AI기술, 이미지 생성 원리, 저작권 논쟁, 표현의 자유 등의 핵심 키워드로 이슈를 다양한 관점에서 살펴봄. AI와 예술의 경계에 대해 고민함. 이를 통해 기술 발전이 창작 문화에 미치는 영향과 앞으로의 방향성에 대해 성찰함.

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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콘텐츠 선정 및 소비 기호 목록화
<NewJeans - ETA>를 감상하고, 아이폰, 슈퍼카, y2k 패션 등 콘텐츠 속 등장하는 소비재와 라이프 스타일 요소를 분석하여 소비재의 기의와 기표를 파악하였다. 제품과 유행코드를 강조하는 장면 연출과 소비재가 단순 소품이 아닌 인물의 정체성, 사회적 위치의 의미로 삽입되었다는 사실을 통해 연출 기호들이 단순한 배경 요소가 아닌 욕망을 시각화하는 상징적 장치로 기능하고 있음을 확인하였다. 소비가 곧 ‘자기 증명’이 되는 구조가 형성됨에 따라 소비자들의 감정과 열망을 자극하는 정형화된 욕망 코드로 작동함을 이해하였다.

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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생성형 AI와 지브리 스타일 이미지 열풍에 대해 탐구해보았다. 먼저, 생성형 AI란 텍스트, 이미지, 음성 등 다양한 데이터를 학습해 새로운 콘텐츠는 ‘창조‘해내는 AI 기술이다. 기존의 AI가 주어진 데이터를 분석하거나 분류하는 데 초점을 맞췄다면, 생성형 AI는 말 ’그대로 없는 것‘을 만들어내는 능력을 가진다는 점에서 다르다고 할 수 있다. 그중에서도 이미지 생성 AI는 기술 발전이 빠르게 이뤄지고 있는 분야다. 대표적인 예시로는 DALL·E 2 (OpenAI)(텍스트 설명을 바탕으로 현실감 있는 이미지 생성), Midjourney(감성적이고 예술적인 스타일로 이미지 생성), Stable Diffusion(오픈소스로 공개돼 커뮤니티 기반 확장 및 다양한 커스터마이징 가능)이 있다. 이러한 모델들은 사용자가 입력한 텍스트를 기반으로 마치 화가가 그린 것 같은 이미지를 출력해준다. 하지만 더 나아가 최근에는 기존 사진을 애니메이션 스타일로 ’변환‘하는 기술도 발전했다. 나의 셀카를 지브리 주인공으로 바꾸는 변환은 대형 모델 + 스타일 학습 + 변환 알고리즘의 조합 덕분에 가능해진 것이다. 이번 지브리 스타일 이미지 변환 열풍의 배경에는 Open AI가 2025년 3월 발표한 최신 모델 ChatGPT-4o 이미지 생성 기능이 있다. 기존 이미지 생성 AI가 요구했던 복잡한 입력 과정이나 긴 대기시간을 대폭 줄여 평균 20초 만에 사용자의 지시에 따라 고해상도 이미지를 생성할 수 있게 하였다. 이런 간단한 구조 덕분에 이미지 생성 AI에 대해 잘 모르는 사람도 손쉽게 체험할 수 있었고, 이는 곧바로 대중적 인기로 이어졌다.

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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지브리 스타일로 이미지를 변환해주는 AI 서비스 ‘Ghibli Diffusion’이 SNS에서 화제가 되면서, 해당 서비스가 실제 지브리 콘텐츠를 학습한 것이 아니냐는 의혹과 함께 저작권 침해 논란이 제기되었다 이를 계기로 생성형 AI가 어떤 데이터를 학습하며 그 학습데이터는 누구의 소유인지에 대한 문제를 탐구했다.

Ghibli Diffusion 개발자는 “지브리 원작 이미지를 학습에 사용하지 않았다”고 밝혔지만 지브리 특유의 색감과 선, 구도를 그대로 닮은 이미지를 생성하는 것으로 보아 팬아트, 2차 창작물, 비공식 이미지들이 간접적으로 학습되었을 가능성이 존재한다. 이처럼 생성형 AI가 학습에 사용한 이미지가 명확하게 밝혀지지 않더라도 기존 창작자의 스티일이나 시각 언어가 무단으로 차용되었을 수 있다 이는 개인 창작자의 고유한 창작물 또는 시각적 정체성이 AI에 의해 흡수되고 재조합되는 과정에서 발생하는 권리 침해 문제로 연결된다 특히 ‘스타일’이 저작권 보호 대상인지에 대한 여부가 논란이 되며 개별 작가들이 직접 창조해온 표현 방식이 AI 학습에 의해 모방되는 현실은 새로운 윤리적 문제를 제기한다

생성형 AI는 결과물만이 아니라 학습 과정에서도 창작자 권리를 침해할 수 있다는 점에서 학습 데이터 자체에 대한 사회적 논의와 기준 설정이 필요함을 깨달았다 AI가 단순히 인터넷에 존재하는 이미지를 자동으로 활용하는 것이 아니라 그 속에 담긴 창작자의 노력과 권리를 고려하지 않으면 기술의 발전이 오히려 창작 문화를 위협할 수 있음을 인식하게 되었다

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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지브리 열풍에 잇따른 AI기술 저작권 침해 논란에 대한 입장을 살펴보았다. 지브리 팬들 사이에선 지브리에서 그린 것처럼 보이며 합법적인지에 대한 우려가 빠르게 퍼졌다. 미국 작가협회는 오픈AI를 상대로 집단소송을 진행 중이며, AI가 특정 작가나 스튜디오의 고유한 화풍을 무단으로 학습하고 이를 변형해 사용하는 것이 저작권 침해에 해당하는지 여부가 핵심 쟁점이 되고 있다. 오픈 AI는 이에 대해 개별 예술가의 고유한 스타일을 복제하는 것은 지양하지만, 스튜디오나 보다 넓은 스타일을 활용하는 것은 허용될 수 있다는 입장을 내비쳤다. 그러나, AI가 어떤 데이터를 학습했는지에 대해서는 여전히 명확히 밝히지 않고 있어 논란은 계속될 것으로 보인다. 한편 미야자키 하야오 감독은 이미 AI 작품에 대해 “생명 그 자체에 대한 모욕"이라며 강하게 비판한 바가 있다. 또한 지브리 관련 팬 커뮤니티는 공식적으로 해당 AI의 사용을 자제해달라는 입장을 내기도 하였다. 비록 지브리 스튜디오 본사는 아직 공식적인 법적 대응에 나서진 않았지만, 관련 커뮤니티와 창작들 사이에서는 창작권 침해, 지적 재산권 훼손이라는 비판이 점점 거세지고 있다. AI개발자 및 커뮤니티 입장은 지브리를 베꼈다고 단정할 수 없다는 입장을 표했다. “우리는 실제 지브리 이미지나 콘텐츠를 데이터로 사용한 적 없다. '지브리풍', '지브리스러운' 감성을 모티브로 학습한 모델일 뿐이다.”라는 입장을 밝혔다. 또한 일부 AI 옹호자들은 “지브리 스타일은 개인의 저작권으로 보호받기 어려운 ‘스타일’일 뿐”, “유저들이 비상업적 용도로 사용하는 한 표현의 자유로 볼 수 있다”고 반박하기도 한다. 이런 논쟁은 단순히 지브리 스타일 AI에만 해당되는 문제가 아니다. 최근 몇 년간 AI가 미술, 음악, 영상 등 다양한 창작 영역을 넘나들며 등장할 때마다 계속 반복되어온 ‘생성형 AI vs 원작 창작자’ 갈등의 최신 버전이라 할 수 있다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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ETA mv에서 목록화한 소비재들을 바탕으로, 기호학 이론을 적용하여 각 기호의 구조와 의미를 분석하였다. 소쉬르의 기표-기의 개념을 활용하여 아이폰은 통신 도구라는 외연적 의미를 넘어 트렌드와 경제적 여유, 사회적 계급의 내포를 지니는 기호로 작동함을 파악하였다. 또한 개성으로 표현되는 Y2K 패션은 힙함과 트렌디함의 코드로 소비된다는 점에서 다름을 팔기 위한 획일화라는 역설을 도출하였다. 각 소비재들은 개별적 의미를 넘어 서로 결합되며 특정한 이상적 자아상과 라이프스타일을 제시하고 있었고, 이는 특정 소비 방식이 곧 성공과 정체성을 보장하는 듯한 문화 코드를 생성함을 확인하였다. 이러한 코드의 반복 노출이 수용자에게 이상화된 삶을 주입하며, 현실과 이상의 괴리를 통한 욕망을 자극하는 방식으로 작동함을 탐구하였다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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3일차에는 <NewJeans - ETA> 뮤직비디오를 통해 대중문화 콘텐츠 속 소비 기호들이 어떻게 결합되어 이상적 자아상과 사회적 신화를 형성하는지를 분석하였다. 아이폰, 슈퍼카, Y2K 패션, 고급 파티 장소 등은 개별적 의미를 넘어 유기적 결합체로 작동하며, 자유롭고 트렌디한 Z세대라는 이상적 자아상을 구성하고 있음을 파악할 수 있었다.  계열체 분석을 통해 아이폰이 선택된 이유를 단순 기능이 아닌 글로벌 감성, Z세대 상징이라는 의도적 코드로 해석함으로써 조합된 기호를 대중은 현실적이고 자연스러운 가치로 수용하게 되며, 이는 롤랑 바르트가 말한 신화화된 기호 체계와도 연결됨을 확인하였다.나아가 신화적 기호 체계를 넘어 뮤직비디오의 주요 서사에 주목한 결과, 친구의 연인을 고발하는 장면은 정의 실현처럼 보이지만, 실상은 SNS 감시 문화, 관계 내 불신 등 현대 사회의 심리를 반영하고 있음을 알게 되었다. 그러나 이러한 심층적 메시지 내포에도 불구하고, 수용자들은 시각적 화려함과 외형적 이미지에 더 주목하는 경향을 보였고, 이는 기표 중심의 소비문화와 이미지 우선의 수용 방식이 지배적임을 보여주는 사례로 해석할 수 있었다. 이 과정을 통해 콘텐츠가 단순한 오락을 넘어, 현대인의 정체성과 감정, 욕망을 설계하는 상징적 구조물이라는 점을 비판적으로 성찰할 수 있었다.

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4일차 탐구에서는 대중문화 콘텐츠 속 기호들이 수용자의 인식과 정체성 형성에 미치는 영향을 사회심리학 및 사회학 이론을 바탕으로 분석하였다. 이상적 자아상을 제시하는 기호 결합이 수용자의 욕망으로 내면화되는 과정을 통해 콘텐츠 수용을 단순 감상이 아닌 욕망의 내면화 구조로 이해할 수 있었다. 사회적 비교 이론을 적용한 분석에서는 수용자가 콘텐츠 속 인물과 자신을 비교하며 상대적 결핍감을 느끼고, 이를 해소하기 위해 동일한 소비 양식이나 라이프스타일을 지향하게 됨을 확인하였다. 이러한 욕망은 병리적 자기애와 연결되며 수용자는 외부 시선과 기호 기준에 따라 자신의 자아를 끊임없이 조정하게 되어 이는 자율적인 자아 형성이 아닌 기호에 의해 연출된 자아로 귀결됨을 알 수 있었다. 또한 상징적 상호작용론 관점에서 콘텐츠 속 브랜드, 감정 표현 방식 등은 사회적으로 의미 부여된 기호로 수용자는 모방을 통해 인정받는 자아를 구성함을 분석하였다. 이 모든 과정은 반복적인 노출을 통해 무의식적으로 내면화되며 점차 자아로 고착되기에 비판적인 인식이 필요하다. 콘텐츠에 끌리는 이유는 단순한 취향이 아닌 사회적으로 구성된 기호 질서와 욕망 구조 속에서 형성된 감정이며, 수용자는 콘텐츠가 설계한 자아상을 연기하고 내면화하는 존재임을 비판적으로 통찰하게 되었다.

5일차 활동에서는 지금까지 분석해 온 대중문화 콘텐츠 속 기호들이 어떻게 수용자의 욕망 구조를 설계하고, 그 결과 어떤 사회적·심리적 영향을 끼치는지를 종합적으로 정리하였다. 콘텐츠는 단순한 시청각 자극이 아니라, 이상적 자아상이라는 기호적 신화를 생산하고 유포함으로써 수용자의 감정과 자아 형성에 개입함을 확인하였다. 기호의 반복 노출과 사회적 비교를 통해 수용자는 점차 콘텐츠 속 기호를 내면화하고, 그에 맞는 자아를 연기하는 정체성의 소비자로 변질되고 이는 콘텐츠 소비가 사회적으로 구성된 욕망 구조의 일부라는 점에서 현대 소비문화가 윤리적 성찰을 필요로 함을 깨달았다. 콘텐츠의 이중적 기능은 수용자를 구조 안에서 무비판적으로 정체성을 구성하는 위험을 초래함으로 콘텐츠가 설계한 욕망과 기호를 비판적으로 해독하고, 주체적 자아를 성찰하는 능동적 수용자가 되어야함을 느꼈다.

<추가활동 > 나아가 심화 추가활동은 플렉스 문화 속 소비 기호들을 다각적으로 재해석하고, 그에 대립되는 비소비 기반 자아상을 창의적으로 상상하는 것을 목표로 하였다. 기호학과 사회심리학 이론을 바탕으로 플렉스 콘텐츠가 구성하는 이상적 자아상과 욕망의 구조를 분석하고 핵심 요소를 시각화한 카드뉴스를 제작하여 자아상의 욕망에 대한 비판적 질문을 유도하고자 하였다. 이후 뉴진스의 ETA 뮤직비디오에 이 문제의식을 적용해 소비 중심 서사를 걷어낸 장면을 재구성하고 대안적 자아상을 제시하는 스토리보드 제작으로 확장하였다. 콘텐츠에 담긴 기호와 서사를 비판적으로 해석함으로써 수용자가 자신의 욕망을 능동적으로 재설계하고, 콘텐츠 수용을 문화적 해독의 과정으로 전환하여 내면적 가치에 기반한 자아 형성 가능성을 탐색하고자 하였다.

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박진령

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박진령

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박진령

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최인화

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독서, 물리학1, 화학2

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생명과학2와 화법과 작문

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미적분+물리학

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윤리+일사

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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독서 지문을 읽어보다가 연료전지가 열기관보다 효율이 더 좋다고 하여 그 이유가 궁금하여 알아보고 싶었고 자동차에 쓰이는 연료전지가 기계공학 측면에서 중요한 역할을 할 것 같아서 더 탐구해보고 싶었다

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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생명과학2 시간에 빛의 파장에 따라 엽록소 별로 광합성이 활발하게 일어나는 정도가 다름을 배웠는데 파이토크롬에 관련된 지문을 읽고 파이토크롬의밝기를 조절하는 광가역적 성질을 알게되고 이런 원리들을 활용해 개화 조절을 하는 것에 대해 탐구해보고 싶다.

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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수학과 물리 지식을 바탕으로 현상을 해석하고 계산하는 능력이 나에게 중요할 것이라고 생각되어 이러한 주제를 선정함

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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시험 방식이 서술형 평가 중심으로 바뀌면서

객관식 문제만 잘 푸는 것으로는 부족해지고 있어요.

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미적분, 물1

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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복잡하지 않은 원리로 수학과 물리학을 융합하는 것이 가능하며 특히 이를 코딩으로 비교적 쉽게 구현이 가능하기 때문에 이러한 주제를 선정했다.

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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기본적으로 구현을 하기 위해 필요한 물리나 수학에 관한 수식 또는 법칙 등을 찾아볼 필요가 있음으로 조사를 진행하였다. 이를 통해 내 주제에 필요한 물리적 내용은 '후크 법칙'과 '조화 진동'에 관한 것을 알게 되었다. 때문에 이에 관하여 조사를 진행하였으며 그 결과 후크 법칙은 용수철의 늘어나고 줄어들 때의 복원력을 표현하기 위해 필요하며, 조화 진동은 이러한 물체의 진동 운동을 후크 법칙과 뉴턴 법칙을 결합하여 2차 미분방정식 형태로 표현하기 위해 필요함을 알게 되었다.

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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수능특강 독서 지문을 읽으면서 연료전지는 수소 등 연료의 화학에너지를 전기화학 반응으로 직접 전기 에너지로 변환하는 장치라는 것을 파악하고 이 연료전지에도 여러가지 종류가 있다는 것을 알게 되었다. 그중 대표적으로 수소 연료전지는 기본적으로 산화 극, 환원 극, 전해질, 전기 도선으로 구성되어 있다는 것도 알게 되었다. 이 독서 지문을 통하여 기계공학적 이점을 생각해 보았다.

높은 에너지 효율, 무공해·저소음 운전, 적은 진동으로 인한 기계 피로도 감소

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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파이토크롬은 식물이 빛의 질에 따라 생장 반응을 조절할 수 있도록 도와주는 광수용체다. 지문에서는 파이토크롬이 적색광과 근적외선에 따라 형태를 바꾸며 식물의 발아, 개화, 생장 방향 등 주요 생장 과정에 영향을 준다고 설명한다. 적색광을 흡수하면 파이토크롬은 Pr 형태에서 Pfr 형태로 전환되고, 이는 발아를 촉진하는 작용을 한다. 반대로 Pfr은 근적외선을 흡수하면 다시 Pr로 바뀌어 발아가 억제된다. 특히 햇빛은 두 파장 모두를 포함하고 있지만, 숲속처럼 근적외선 비율이 높은 환경에서는 Pr 형태가 많아져 식물 발아가 억제된다. 이는 식물이 빛의 세기뿐 아니라 파장의 구성도 감지하며 발아 여부를 결정한다는 것을 보여준다.

이 외에도 파이토크롬은 식물의 음지 회피 반응, 개화 시기 결정, 엽록소 형성 등 다양한 생리적 반응에 관여한다. Pfr 형태는 생리 반응을 유도하는 활성형으로, 세포 내 여러 신호전달 경로를 자극해 유전자 발현을 조절한다. 예를 들어, 긴 하루 조건에서 개화하는 식물은 밤 시간이 짧아 Pfr이 충분히 유지될 때 꽃을 피운다. 또한 파이토크롬은 다른 광수용체인 크립토크롬, 블루라이트 수용체와 함께 작용하여 식물의 광적응을 정밀하게 조절한다. 인공조명이나 조경 설계에서 적절한 빛 파장을 활용하면 파이토크롬을 자극하여 발아나 개화를 유도할 수 있다. 따라서 파이토크롬은 단순한 광수용체를 넘어서 식물 생장 환경을 감지하고 반응하는 정교한 생리 조절을 할수있다.

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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파동의 수학적 표현식을 정리하고, 이를 바탕으로 도함수를 계산하였다. 대표적인 파동 함수인 y(x, t) = Asin(kx - ωt)의 시간에 대한 도함수 ∂y/∂t와 가속도 ∂²y/∂t² 가 어떤 의미를 가지는지 수학적, 물리적으로 해석하였다. 또한 도함수가 파동의 운동을 설명하는 데 어떻게 활용되는지 교과서와 참고 자료를 바탕으로 정리하였다

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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디지털시대의 윤리적 문제점으로 대두되고 있는 것이 무엇인지 알기 위해 정보시간에 배운 다양한 인공지능 기술들을 다양하게 알아보고, 여기서 제기될 수 있는 문제점을 다룬 국어 지문을 활용하여 사고를 확장하고자 노력하였다. 나의 탐구의 방향이 어떻게 진행되는 것이 맞는지에 대해 조언을 줄 수 있는 "빅데이터", "디지털 기술의 길" 등등의 도서를 검색하였으며 이 중에서 "빅데이터"라는 도서를 학교 도서관에서 대출하여 정독하고 내용을 정리하는 중이다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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수능특강 지문을 통하여 수소 연료전지의 원리를 탐구해 보았다. 수소 연료 전지에서는 수소와 산소가 결합하여 물을 생성하는 화학 반응이 일어나고, 그 과정에서 장치의 외부로 연결된 도선을 통하여 전자가 산화 극에서 환원 극으로 이동하면서 전류가 얻어진다. 이는 전기를 써서 물을 전기 분해하는 것과 정반대의 반응이다. 자세히 설명해 보자면 산화 극에서는 수소기체가 들어와 산화 극을 구성하는 탄소 물질의 표면에 있는 촉매의 도움으로 수소 이온과 전자로 분해 된다. 수소 이온은 전해질을 통해 환원 극으로 이동하고 전자는 도선을 통해 환원 극으로 이동한다. 환원 극에는 공기 중의 산소 기체가 반응에 참여한다. 이때 환원 극에 산소 기체가 공급되지 않는다면 수소 기체가 전극에 흡착하여 원자 상태로 분리는 될 수 있지만 그 분리된 원자가 양이온과 전자로 분해되지는 않는다. 그리고 산소 기체는 도선을 통해 환원 극에 도달한 전자뿐만 아니라 전해질을 통과하여 온 수소 이온을 받아 물로 전환된다. 이 반응의 역반응인 물의 전기 분해는 외부에서 전기 에너지를 가해 반응이 일어나지만, 수소 연료 전지의 반응은 자발적 반응이며 모든 연료전지의 반응 또한 자발적이다. 어떤 반응이 자발적으로 일어나기 위해서는 반응이 일어난 후의 물질의 에너지가 반응 전 물질의 에너지보다 작아서 안정된 상태가 되어야 한다. 이러한 준거가 되는 값이 깁스 에너지 변화량(출입한 반응열-엔트로피 변화×온도)이다. 이때 수소 연료 전지에서 일어나는 전체 반응은 엔트로피가 감소하는 반응이며 발열 반응이므로 온도에 의해서 깁스 에너지 변화의 부호가 결정된다. 이 반응은 특정 온도 이하에서는 깁스 에너지 변화량이 음수가 되어 항상 자발적으로 일어나며 연료 전지의 작동 온도 범위는 이러한 특정 온도 이하에 있다. 이렇게 탐구한 내용을 화학2, 물리학1의 내용과 비교하여 더 심층적으로 탐구하면서 열기관보다 어떻게 더 좋은지, 기계공학적 가치가 얼마나 뛰어난지 더 알아볼 필요를 느꼈다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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개화조절 메커니즘 이해를 위한 이론 연구 조사

연구 배경

식물은 광주기, 즉 낮과 밤의 길이를 감지하여 꽃을 피울 시기를 조절한다. 이 과정에서 파이토크롬(특히 PhyB)과 크립토크롬(CRY)이라는 광수용체가 핵심적인 역할을 한다. 이러한 빛 수용체는 빛의 파장에 따라 활성화되며, 식물이 주변 환경의 계절 변화를 인식할 수 있게 돕는다.

핵심원리

낮 동안 식물은 적색광을 받아 파이토크롬의 비활성형인 Pr을 활성형인 Pfr로 전환시키고, 이 Pfr은 핵 안으로 들어가 개화 신호 전달을 시작한다. Pfr은 CONSTANS(CO) 단백질의 발현을 촉진하고 안정성을 높이는데, CO는 다시 FLOWERING LOCUS T(FT) 유전자의 발현을 유도하여 개화를 유도한다. 장일성 식물(예: 애기장대)은 낮이 길 때 CO가 충분히 활성화되어 FT가 발현되며 꽃이 피고, 단일성 식물(예: 국화)은 CO나 FT의 활성이 억제될 때 개화한다. 결국, 파이토크롬의 활성형(Pfr)이 얼마나 유지되느냐가 개화 여부를 결정짓는 중요한 요인이다.

참고)CONSTANS (CO)– ‘개화 유전자 스위치’를 켜는 단백질

FLOWERING LOCUS T (FT)– ‘진짜 개화 유전자’

시사점

이 원리를 이해하면 조경 설계나 스마트팜 환경에서 광 조건을 인위적으로 조절해 개화 시기를 조정할 수 있다. 특히 파이토크롬의 활성화 상태와 연관된 빛의 파장, Red:Far-red 비율, 광주기 등을 설계에 반영하면 계절에 관계없이 원하는 시기에 꽃을 피울 수 있는 환경을 만들 수 있다. 이는 조경 공간에서 계절감을 조절하거나, 작물 재배 시 수확 시기를 계획적으로 조절하는 데 유용하다.

예를 들어, 조경 공간에서 봄처럼 꽃이 피는 분위기를 연출하고 싶다면 장일 조건을 조성하고, 적색광 중심의 조명을 활용해 파이토크롬의 Pfr 형태를 충분히 유지시키면 된다. 또한 조명 파장을 달리하는 LED를 구역별로 설치해 ‘조기 개화 구역’과 ‘지연 개화 구역’을 따로 설정하면, 한 공간 안에서도 개화 시기가 다른 흥미로운 경관을 연출할 수 있다. 이런 방식은 테마 정원, 식물 전시, 실내 조경, 계절 연출용 식물 배치 등 다양한 조경 설계에 응용 가능하다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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이제 이러한 물리적 법칙을 토대로 코딩을 할때 정확성을 높이고 앞에 제시한 물리학 정보들은 기본적으로 미분방정식의 형태를 기초로 두고 있기 때문에 알고리즘의 근거를 잡기 위해 수학적 개념은 필수적이다. 때문에 조사를 진행하였고 이번에는 '오일러 방법'과 '롱게-쿠타 4차법'이 필요하다. 오일러 방법은 기본적으로 구현이 간단하고 수치해석에 탁월한 성능을 보임으로 사용하게 되었고 조화 진동 방정식을 분해해서 매초 위치와 속도를 업데이트하는 역할은 한다. 롱게-쿠타 4차법은 오일러 보다는 오차가 적어서 테스트 신뢰성을 확보하기 위해 채용되었고 원리는 오일러를 4번 돌리는 것과 비슷하다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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1일차에 정리한 파동 함수와 그 도함수를 바탕으로, Python을 이용하여 파동의 위치, 속도, 가속도를 수치적으로 계산하였다. numpy와 같은 수치 계산 라이브러리를 활용해 시간과 위치에 따른 파동 함수 값을 계산하고, np.gradient 함수를 통해 도함수를 근사적으로 구하였다. 이후 진폭, 파수, 각진동수 등의 파동 파라미터를 다양하게 설정하여 시간과 위치 변화에 따른 값의 차이를 비교할 수 있는 기반을 마련하였다. 이를 통해 이론적 계산과 수치적 구현이 어떻게 연결되는지를 확인하였다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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디지털 시대의 윤리를 바르게 정리하고자 시도하는 나의 탐구활동의 근거를 마련하기 위해 쳇GPT뿐만 아니라 현재 통용되고 있는 다양한 어플이나 프로그램들을 활용하고, 여러가지 도구들의 장단점과 윤리적인 문제를 파악하기 위해 노력하였다. 이에 관련 학술자료에 접근하여 현시대적인 문제점들을 인식하게 되었으며 이에 대해 다른 사람들은 어떻게 생각하는지 알아볼 필요성을 실감하여 설문문항을 제작하여 그 링크를 공유하고 결과를 도출하는 작업을 진행하였다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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화학2의 내용을 정리하자면 전기 에너지를 얻기 위해서 여러 단계를 거쳐야 하는 발전 방식과는 달리 수소 연료 전지는 수소의 산화 환원 반응으로 생기는 에너지를 직접 전기 에너지로 변환하는데, 환경 오염을 일으키지 않으며 소음이 없고 에너지 효율도 40% ~ 60%로 매우 높다. 이때 에너지 효율이 열기관과 비교하여 더 높은 이유를 탐구해 보았다.

1. 열기관의 기본 한계

내연기관은 연료를 태워서 나온 열로 피스톤이나 터빈을 돌려 일을 얻는다. 이 과정은 ‘고온의 열’과 ‘저온의 열’ 사이에서만 에너지를 얻을 수 있기 때문에 이상적인 기계여도 일정 수준 이상의 효율을 낼 수 없다. 실제 엔진에서는 열 유실, 마찰, 불완전 연소 같은 추가 손실이 더해져서 효율이 더욱 떨어진다.

2. 연료전지의 직접 전기 변환, 비가역 손실의 최소화

연료전지는 화학 반응 에너지를 바로 전기로 바꾸는데, 물이 만들어지는 화학 반응 전체에서 얻을 수 있는 에너지 중 상당 부분을 직접 전기 형태로 추출할 수 있기 때문에 열기관처럼 열→기계적 동력→전기를 거치는 복잡한 단계를 거치지 않는다. 열기관은 고온·고압 가스의 흐름, 피스톤 마찰, 배기가스 팽창 등의 과정에서 불가피하게 에너지 손실이 발생한다. 연료전지는 반응물이 이온·전자 형태로 전극 사이를 이동하면서 직접 전기 흐름을 만들고, 기계적 운동(피스톤·터빈) 과정을 거치지 않기에 에너지 손실이 훨씬 적다.

결과적으로 전체 과정 중 에너지가 산만해지는 정도(엔트로피 생성)가 훨씬 적은 것이다.

결론

내연기관 등 열기관은 ‘화학 에너지→열에너지→기계적 동력→전기’라는 여러 단계를 거치면서 큰 손실이 발생한다. 수소 연료전지는 ‘화학 에너지→전기’로 바로 전환되기 때문에 같은 양의 연료로 더 많은 전기를 얻을 수 있다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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Viola cornuta ‘Penny Red Wing’의 파장별 반응 분석

(2023, 한국환경조경학회지) -논문 요약 정리

연구 목적

이 연구는 팬지(학명: Viola cornuta ‘Penny Red Wing’)가 서로 다른 파장의 인공광에 노출될 때 생장과 개화, 광합성 활성이 어떻게 달라지는지를 분석하고자 하였다. 특히 식물 조경 공간이나 실내 원예 환경에서 조명의 파장 조절을 통해 개화 시기를 조절할 수 있는 가능성을 탐색하는 것이 주요 목적이다.

실험 조건

실험에서는 4종류의 광원을 사용하였다. 첫 번째는 보라색 LED로, 자외선(UV), 청색광, 적색광, 그리고 Far-red(근적외선)까지 다양한 파장을 포함한 광원이다. 나머지 세 가지는 색온도가 다른 백색 LED로, 각각 3000K, 4100K, 6500K의 파장을 갖는다. 실험은 동일한 온도, 습도, 광주기(일장) 조건에서 진행되었으며, 조명의 파장 차이에 따른 생리 반응만을 비교할 수 있도록 설계되었다.

측정 항목

식물의 생장과 개화 정도를 판단하기 위해 여러 지표가 측정되었다. 생장 지표로는 엽면적, 줄기 길이, 건물 중량 등이 포함되었고, 개화 지표로는 꽃 수, 꽃 직경 등이 측정되었다. 또한 광합성 활력을 평가하기 위해 엽록소 형광 지수인 Fv/Fm(광합성 효율)과 PI ABS(광합성 활력 지수)도 분석되었다.

실험 결과

보라색 LED를 처리한 조건에서 팬지는 꽃 수와 꽃 직경이 가장 크고 많았으며, 엽면적과 줄기 신장, 건물 중량 등 생장 지표도 전반적으로 우수했다. 광합성 관련 지표인 Fv/Fm 및 PI ABS 수치도 가장 높아, 보라색 LED 환경이 광합성과 생장 모두에 긍정적인 영향을 미쳤음을 보여주었다. 반면, 6500K 백색 LED에서는 줄기 길이는 길게 자랐지만 꽃 수는 적고 광합성 활력도 낮게 나타났다.

해석 및 시사점

이 실험 결과는 Far-red 파장을 포함한 보라색 LED가 파이토크롬 활성형(Pfr)을 충분히 유지시켜 CO와 FT 유전자 경로를 자극하여 개화를 촉진했을 가능성을 보여준다. 즉, 단순히 광량이 많은 백색광보다 특정 파장이 포함된 빛이 식물 생리 반응에 더 결정적인 영향을 준다는 것이다. 이 결과는 조경 설계나 실내 원예 환경에서 LED의 파장을 선택적으로 조절함으로써 개화 시기와 꽃 품질을 제어할 수 있는 실용적 가능성을 제시한다. 특히 조명 설계를 통해 개화 시기를 조절할 수 있다면, 계절감 연출, 실내 전시 식물 관리, 스마트 조경 설계 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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이제 필요한 핵심 물리학 혹은 수학적인 내용은 다 확보했으므로 무엇으로 코딩해서 실행한게 그나마 가장 괜찮아 보일까에 대해 찾아봐야한다. 이와 같은 행위를 하는 이유는 알고리즘을 사용해서 구현을 해놔도 지금 정하는 라이브러리나 언어를 무엇으로 정하냐에 따라 코딩해둔게 학습을 못하고 맛이 가버릴 수 있고 아니면 내가 코딩하기에는 너무 어렵거나 못하는 언어가 있기 때문이다. 이러한 이유로 고른 것은 '바닐라 지바스크립트'이다. 바닐라 자바스크립트는 외부 라이브러리를 사용하지 않고 웹만으로 작성할 수 있는 순수(바닐라) 자바스크립트이다. 이러한 자바스크립트는 호환성이 좋고 꽤나 최적화가 잘 되어있기 때문에 구현할때 편하다. 또한 자바스크립트라는 언어 자체가 그렇게 어렵지도 않기 때문에 채용할 가치는 충분하다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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2일차에 계산한 파동의 위치, 속도, 가속도 값을 matplotlib을 이용해 시각화하였다. 시간에 따른 위치 변화, 속도 변화, 가속도 변화를 각각 그래프로 표현하고, 동일한 위치에서의 시간 변화도 함께 관찰하였다. 이를 통해 속도와 가속도가 위치 함수의 도함수라는 사실을 실제 그래프를 통해 확인할 수 있었다. 또한 위치-속도, 속도-가속도 간의 위상 차이도 시각적으로 분석하였다. 이 결과를 바탕으로 도함수가 파동의 특성을 구체적으로 어떻게 설명하는지에 대해 해석하였다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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어제 도출된 설문의 결과와 다양한 학술 자료를 종합하여 탐구활동을 종합해보는 시간을 가졌다. 디지털기술에서 소외되고 있는 인간의 정체성 문제에 관심을 가지고 이를 정보+국어과목에서 배운 내용들을 확장하여 나의 생각을 정리하는 PPT자료를 제작하고 있는 중이다. 현재 발표자료의 목차와 대략적인 근거가 되는 내용을 조직하였으며 내일 나의 주장을 명확히 할 수 있는 자료를 보완하여 융합적인 사고를 돕는 발표자료를 제작하려 한다.

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연료 전지의 효율성을 높일 방법은 없을지 생각해 보다가 연료 전지의 크기를 줄여 효율성을 높이는 방법을 떠올렸다. 따라서 아래에서는 MEMS를 기반으로 한 소형 연료전지를 구현한 대표 논문 두 편을 중심으로 연료 전지의 효율성 증진에 대해 설명하고자 한다.

우선 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 기반 소형 연료 전지에 대해 설명하자면 이것은 반도체 제조 공정(포토리소그래피, 에칭, 박막 증착 등)을 이용해 연료전지의 핵심 구조를 마이크로 스케일로 집적한 전력원이다. 초소형화하여 휴대에 용이하게 만들 수 있으며 작은 부피로 인해 열·질량 전달이 빠르다는 장점이 있다.
두편의 논문을 이용하여 내용을 정리 해 보았다.

1. Shinji Motokawa 외, “MEMS-based design and fabrication of a new concept micro direct methanol fuel cell (μ-DMFC)” (Electrochemistry Communications, 2004)

연료 전지의 구조 및 제조: 실리콘 웨이퍼 위에 포토리소그래피, DRIE(Deep Reactive Ion Etching), 전자빔 증착(e-beam deposition) 기법을 차례로 적용해 애노드·카소드 미세 채널을 평면(planar)상에 배치한 새로운 구조를 제안했다. 채널 활성 면적은 0.018 cm²로 매우 작지만, MEMS 공정을 통해 높은 정밀도로 제작할 수 있음을 보여주었다.

성능: 예비 실험에서 메탄올 연료를 주입했을 때 μ-DMFC가 자체 전력을 생성함을 확인했으며, 출력 전력 밀도(power density)는 수백 μW cm⁻² 수준으로 보고되었다.
특히, 평면형 채널 구조 덕분에 연료 및 산화제의 흐름 제어가 용이해 소형화된 시스템에서도 균일한 반응 환경을 유지할 수 있었다.

의의 및 한계: MEMS 공정을 활용해 연료전지의 핵심 구성 요소(전극, 채널, 배선)를 일체형으로 집적할 수 있음을 최초로 입증했다는 점에서 의의가 있다.
그러나 초소형화에 따른 연료·산화제 공급과 발열 문제 해결, 그리고 내구성 향상을 위한 추가 연구가 필요하다는 한계점이 발생했다.

2. Muhammad Tanveer·Kwang-Yong Kim, “Flow Configurations of Membraneless Microfluidic Fuel Cells: A Review” (Energies, 2021)

막 없는(membraneless) MMFC(막 없는 미세유체공학 연료 전지) 설계: 멤브레인(얇은 막) 대신 두 유체의 공도(co-laminar) 흐름이 ‘가상 막’ 역할을 하도록 하여 전지 두께를 줄이고, 제작 공정을 단순화했다. PMMA·PDMS 기반 마이크로 채널 제작 기법이 주로 활용된다.

성능 최적화 전략

1. 유동 방식(flow configuration)

flow-over vs. flow-through: flow-through 구조가 반응물 공급과 전극 접촉을 개선해 최대 1200 mW cm⁻² 출력(연료 활용률 100%)을 달성한 사례가 있다.
dual-pass·radial-flow 등: 대류 흐름을 최소화해 반응물 확산층을 얇게 유지, 전류 밀도를 높이는 설계가 제안되었다.

2. 전극·채널 구조

3D 다공성 전극, 공기 호흡형(air-breathing) 카소드 등 다양한 전극 배열로 산소 전달 효율을 극대화하여 출력과 내구성을 동시에 개선하고자 했다.

정리하면, MEMS 기반 초소형 연료전지는

1. 정밀 제작(포토리소·DRIE·e-beam)로 소형 채널과 전극 집적을 가능케 하고

2. 막 제거 또는 얇은 막 설계로 체적 대비 높은 출력 밀도를 추구하며

3. 유동·전극 구조 최적화를 통해 연료 활용률과 전력 효율을 동시에 끌어올리는 전략을 적용한다.

이 연구들은 휴대형 전자기기, 웨어러블 센서, 소형 로봇 등의 전력원으로서 연료전지의 활용 가능성을 크게 확장시켰으나, 여전히 내구성·스태킹·열관리 등의 추가 연구가 필요한 상태이다.

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1,2,3일차에서 탐구한 내용을 바탕으로 개화를 조절하는 조경 설계 전략을 짜볼것이다.

개화 시기를 설계하는 계절형 조경 디자인

식물은 계절의 흐름을 빛으로 감지한다. 특히 낮과 밤의 길이, 즉 광주기에 반응하여 꽃을 피우는 시점을 스스로 결정하는 능력을 지닌다. 장일성 식물은 낮이 길어질수록 개화를 유도하고, 단일성 식물은 오히려 밤이 길어질 때 꽃을 피운다. 중성 식물은 광주기의 영향이 적지만, 일정한 환경 조건에서 안정적으로 개화한다. 이러한 식물의 생리적 특성을 이해하고 조경 설계에 반영한다면, 계절의 변화에 따라 꽃이 자연스럽게 피고 지는 정원을 만들 수 있다. 인공조명 없이도, 자연광만으로 조절되는 계절 릴레이형 정원이다.

이러한 정원은 단순히 사계절에 각각 다른 꽃이 피는 것을 넘어, 시간의 흐름을 시각적으로 연출하는 공간이 될 수 있다. 봄이 오면 목련이나 개나리처럼 개화 속도가 빠르지만 짧게 피는 꽃이 봄의 시작을 알린다. 이후에는 수국이나 장미처럼 개화 기간이 길고 유지력이 좋은 식물이 중심이 되어 계절감을 지속시킨다. 가을이 되면 국화나 코스모스 같은 꽃이 한순간에 화려하게 피어나고, 겨울에는 복수초나 수선화 같은 추위 반응성 식물이 마지막으로 장식된다.

결국, 이러한 조경 설계는 ‘어떤 꽃을 어디에 심을 것인가’의 단순한 선택이 아니라 ‘어떻게 피어나게 할 것인가’를 함께 고려하는 정교한 자연 설계다. 사람들은 그 안을 걸으며 꽃을 통해 계절을 느끼고, 시간의 흐름을 경험한다. 인공의 개입은 최소화하면서도, 자연의 질서와 아름다움을 공간에 녹여내는 방식으로 개화 시기를 설계하는 계절형 조경 디자인을 해보고 싶다.

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앞선 시각화 결과를 바탕으로 파동의 움직임에서 특정 조건을 찾는 알고리즘적 접근을 시도하였다. 예를 들어 가속도가 일정 임계값 이상이 되는 시점을 계산하거나, 속도의 최대값이 되는 시점과 위치를 찾는 간단한 탐색 알고리즘을 구현하였다. 이를 통해 도함수를 단순 계산으로 활용하는 것에서 나아가, 알고리즘적 문제 해결의 도구로 확장할 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 전체 탐구 과정을 정리하고, 수학적 해석, 수치적 구현, 알고리즘 응용이 하나의 흐름으로 연결되었음을 보고서에 정리하였다.

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어제 도출된 설문의 결과와 다양한 학술 자료를 종합하여 탐구활동을 종합해보는 시간을 가졌다. 디지털기술에서 소외되고 있는 인간의 정체성 문제에 관심을 가지고 이를 정보+국어과목에서 배운 내용들을 확장하여 나의 생각을 정리하는 PPT자료를 제작하고 있는 중이다. 현재 발표자료의 목차와 대략적인 근거가 되는 내용을 조직하였으며 내일 나의 주장을 명확히 할 수 있는 자료를 보완하여 융합적인 사고를 돕는 발표자료를 제작하려 한다.

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8) 과세특에 반영되었으면 하는 내용(1500바이트 미만으로 작성하기)

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8) 과세특에 반영되었으면 하는 내용(1500바이트 미만으로 작성하기)

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평소 기계공학에 관심이 있고 작년 자율적과정 탐구에서 자동차의 엔진의 효율적 이용에 관하여 조사한 것에서 영감을 얻어 열기관보다 효율이 높은 연료 전지에 대하여 탐구하게 됨. 연료 전지가 효율이 높은 이유를 열기관은 작동 과정에서 에너지 손실이 발생하는 것에 비해 연료전지는 반응물이 이온·전자 형태로 전극 사이를 이동하면서 직접 전기 흐름을 만들고 기계적 운동과정을 거치지 않기에 에너지 손실이 훨씬 적다는 연료전지의 직접 전기 변환과 비가역 손실의 최소화를 예를 들어 나타냄. 실리콘 웨이퍼 위에 포토리소그래피, DRIE, 전자빔 증착기법을 차례로 적용해 미세 채널을 평면상에 배치한 새로운 구조와 멤브레인 대신 두 유체의 공도흐름이 가상 막 역할을 하도록 하여 전지 두께를 줄이고 마이크로 채널 제작 기법을 주로 활용하는 MMFC 설계를 MEMS를 기반으로 한 소형 연료전지를 구현한 두 편의 논문을 중심으로 연료 전지의 효율성 증진과 엮어 설명함.

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K-콘텐츠에 반복 등장하는 소비재가 수용자의 욕망을 조직하는 기호로 작동한다는 문제의식에서 탐구를 출발함. 뉴진스의 「ETA」 MV를 중심으로 기호학의 기표/기의 관계와 바르트의 신화개념을 적용하여 콘텐츠 이면의 사회문화적 의미를 통찰함. 『현대의 신화』를 읽고 신화적 기호가 자연스러움으로 위장해 이데올로기를 은폐한다는 관점을 비판적으로 검토함. 콘텐츠 속 기호 결합이 제시하는 이상적 자아상이 수용자의 욕망으로 내면화되는 구조를 사회심리학의 사회적 비교 이론과 병리적 자기애 개념으로 분석하고, 상징적 상호작용론 관점에서 수용자의 정체성 형성과 감정 구조를 통합적으로 해석함. 콘텐츠 수용을 문화적 해독 행위로 전환하는 분석 틀을 마련하고, 플렉스 문화를 비판적으로 바라보며 비소비적 자아상 상상을 통해 창의적 스토리보드를 설계함. 문화소비의 윤리적 함의를 분석적 거리감 속에서 성찰하고 익숙한 대상을 낯설게 바라보는 이질적 사유를 기반으로 문제의식을 스스로 발굴하고 사고 주도성을 발휘함.

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(예시) 자율적 교육과정 프로젝트에 참여하여 '❶’ 주제를 선정하고 스스로 ❹핵심 질문(~, ~, ~)을 만들어 답을 찾는 탐구활동을 수행함. 이를 위해 ❻~,~,~,~, 등의 핵심 키워드로 자료를 조사함. ❼참고도서(~, ~, ~) 책을 읽고, ❽독서활동을 통해~, ❾조사 및 사례 분석~ 등을 학습함. ❿나만의 특색 활동/ 해결 방안으로 ~를 제안함.

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스피링 상수, 질량, 시간 등 필요한 파라미터들을 입력할 수 있는 입력칸과 시작, 초기화 저튼을 만들어 자유롭게 실험을 진행할 수 있도록 환경을 구축했다. 그리고 시작을 누를때 마다 호출하여 시뮬레이션 상태를 초기화 할 수 있도록 파라미터 초기화 함수를 작성하였고 Solver 모듈로 오일러 방법을 구현하여 진자 운동 방정식의 형태를 잡고 매 스탭마다 위치와 속도를 업데이트하게 하였다. 그리고 Canvas api를 이용하여 시각적으로 연구결과가 보이도록 제작하였다. 이렇게 제작된 수치해석학을 시각화한 결과물을 테스트하여 수치해석학으로 계산한 결과와 일치함을 확인하였고 추가로 기본에 수정하기 불편한 스크롤 형태에서 직접값을 입력이 가능한 형태로 바꿔보라는 피드백을 받아 수정하였다.

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해당 탐구를 진행하면서 물리학적 개념을 탐구하고 수학적 개념으로 구체화 및 코딩으로 구현함. 후크 법칙과 뉴턴 법칙을 조합한 조화 진동 방정식을 구체적으로 모델링한 후에 오일러와 rk4 기법으로 각각 단계적으로 비교 분석하여서 수치해석의 원리를 이해함. 이렇게 구체화된 내용들을 토대로 탐구 주제와 시험 기간 등을 고려하여 순수 자바스크립트를 사용하고 거기에 캔버스 API를 사용하여 의존성을 최소화하고 직관적인 시험 환경을 구현하였음. 여러 값을 조정하여 구현이 적절하게 되었는지를 검증 및 오류 수정을 진행하였으며 피드백을 수용하여 보다 객관적으로 사용하기 편하도록 수정하였음. 최종적으로 수치해석을 잘 시각화하여 시각적으로 확인이 가능한 형태로 구현하였으며 이를 통해 물리와 수학적 개념과 이론적인 내용을 프로그래밍 능력으로 구현하여 유기적으로 결합하여 실험 및 검증을 체계적으로 진행하였다는 점이 돋보임.

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자율적 교육과정에 참가하여 파이토크롬에 대해 조사하고 이를 바탕으로 식물이 단순히 광량이 아닌 빛의 질에 따라 민감하게 반응한다는 사실을 이해하였으며, 특히 적색광과 근적외선의 비율이 식물의 생장에 중요한 영향을 미친다는 점을 탐구하였음. 이후 파이토크롬과 크립토크롬이 광주기를 인식하여 개화 유전자의 발현을 조절함으로써 개화를 유도하는 분자 생리적 경로를 조사하였으며,환경 조건에 따라 꽃이 피는 시기가 달라지는 원리를 분석하였음. 더 나아가 연구사례등을 찾아보며 특정 파장이 포함된 인공광이 광합성과 개화에 긍정적 영향을 준다는 점을 확인하고,이에 반해 인공조명이 아닌 자연광 조건만으로도 계절에 따라 식물이 순차적으로 피어나는 조경 설계 아이디어를 도출하였으며, 광주기 반응 특성을 반영한 식물 배치를 통해 계절의 흐름을 공간 안에 구현하고자 하였음.식물 별 개화 속도와 지속 기간의 차이를 활용하여 시간의 흐름이 담긴 정원을 설계하는 방식으로 조경의 생태적 가치와 감성적 연출 가능성을 함께 탐색하였음.이를 통해 과학적 탐구를 조경 설계에 창의적으로 접목시키며,새로운 방향을 제시하고자 하였음.

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자율적 교육과정 프로젝트에 참여하여 ‘도함수를 활용한 파동 분석과 알고리즘적 문제 해결’ 주제를 선정하고, 스스로 수학적 도함수가 실제 계산에 어떻게 활용되며 이를 기반으로 어떤 문제 해결이 가능한가 등의 핵심 질문을 설정하여 탐구활동을 수행함. 이를 위해 파동 함수, 도함수, 위상 차이, 알고리즘 구현 등의 핵심 키워드를 중심으로 자료를 조사함. 참고도서는『세상에서 가장 재미있는 물리 이야기』를 읽고, 독서활동을 통해 물리 개념과 수학적 원리가 어떻게 실생활 및 자연현상과 연결되는지를 이해하며 융합적 사고를 확장함. 조사와 시각화 사례 분석을 통해 파동의 위치·속도·가속도를 시계열 그래프로 비교하고, 수학적으로 유도한 도함수 결과와 수치 계산 결과의 유사성을 확인함. 나만의 특색 활동으로, 수치적으로 계산된 가속도와 속도 값을 바탕으로 속도의 최대 시점, 가속도가 임계값을 초과하는 시간대를 탐색하는 알고리즘을 직접 구현하고, 수학적 개념을 활용한 문제 해결 방식으로 확장함.

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지브리 스타일 이미지 생성 서비스의 인기를 계기로 “AI가 만든 이미지는 예술인가?”라는 질문을 중심으로 AI와 예술의 관계에 대해 탐구했다. AI는 감정이나 창작 의도를 갖고있지 않지만 사람들이 지브리풍 AI 그림을 보며 감동을 느끼고 자신의 얼굴이 애니메이션 속 주인공이 된 듯한 감정적 만족을 표현하는 모습은 AI의 결과물이 사회적으로 ’예술처럼’ 소비되고 있음을 보여준다. 지브리풍 AI 그림은 감성적인 배경, 따뜻한 색감, 부드러운 선 등 인간적인 정서를 자극하는 요소를 담고 있다. 사용자는 자신의 얼굴이 ‘지브리 세계관 속 주인공‘이 되는 경험을 하며 감정적 만족을 느끼고 이를 적극적으로 공유한다 이는 AI가 창작가의 감정이나 의도 없이도 인간의 미적 감각과 취향을 자극할 수 있음을 보여주는 사례이다 하지만 AI는 스스로 창작의 의미를 이해하지 못하고 감정을 느끼지 않는다. 그럼에도 사람들이 AI가 만든 이미지를 감상하고 ’좋다‘, ‘감동적이다‘라고 평가한다는 점은 예술이 단지 창작자의 감정이 아니라 감상자의 해석에 의해서도 성립될 수 있음을 시사한다. 따라서 생성형 AI는 단순한 기술이 아니라 예술 표현의 도구로 기능할 수 있으며 향후 더 많은 예술적 실험과 협업이 가능할 것으로 보인다. 앞으로는 예술의 정의가 ’누가 만들었는가’보다는 ’무엇을 느끼게 하는가’로 바뀔 수 있으며 기술과 감성이 공존하는 시대가 열릴 가능성을 전망한다

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30709 박예진 자율적 교육과정 

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교과융합프로젝트 30721 조민우

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주제 중심 교과 융합 프로젝트 보고서

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자율적 교육과정에 참가하여 생성형 AI 기술의 작동 원리와 활용 사례를 탐구하였으며 기존 AI가 데이터를 분석하거나 분류하는 데 그쳤던 것과 달리 생성형 AI는 주어진 데이터를 바탕으로 새로운 이미지나 텍스트를 창조해낸다는 점에서 차별성이 있음을 이해하였음. 특히 DALL·E 2, Midjourney, Stable Diffusion 등의 이미지 생성 AI 사례를 조사하며 사용자가 입력한 텍스트를 기반으로 예술적이고 감성적인 결과물을 만들어내는 기술의 발전 속도를 확인함. 이후 SNS에서 화제인 ‘Ghibli Diffusion’ 서비스의 사례를 통해 생성형 AI가 학습한 이미지 데이터의 출처와 그로 인한 저작권 침해 논란을 분석하였음. Ghibli Diffusion 개발자가 지브리 원작 이미지를 학습하지 않았다고 밝혔음에도 생성된 이미지가 지브리 특유의 색감과 선, 구도를 유사하게 재현하는 점을 바탕으로 팬아트나 2차 창작물이 간접적으로 학습되었을 가능성을 추론하였고 AI가 학습 과정에서 개인 창작자의 고유한 시각 언어나 스타일을 흡수하는 행위가 창작권 침해로 이어질 수 있음을 탐색하였음. 이어서 스타일이 저작권 보호 대상이 될 수 있는지 여부, 비상업적 사용과 표현의 자유 사이의 경계, AI 학습 과정의 투명성 문제 등 복합적인 윤리,법적 쟁점을 다각도로 분석하며 논의를 확장함. 이와 같은 탐구를 통해 AI의 기술이 창작자의 권리 보호와 균형 있게 공존해야 한다는 인식을 형성하였으며 단순히 결과물의 저작권 여부를 넘어서 학습 데이터 자체의 출처, 구성 방식, 윤리적 기준 등에 대한 사회적 논의와 제도적 정비의 필요성을 인식함. 창작자의 독창성과 창조적 시도가 기술에 의해 무단으로 활용되지 않도록 하는 방향의 AI 활용 기준 정립이 필요하다는 결론을 도출하였음.

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융합 단원

융합한 과목단원
1. 사회문화사회: 계층과 문화 소비, 상징적 상호작용론
2. 생활과 윤리: 정보사회와 윤리, 윤리적 소비
3. 화법과 작문: 비평과 매체 특성 개념

1. 주제 선정의 이유
K-팝, 웹툰, 뮤직비디오 등 대중문화 콘텐츠에 반복 등장하는 소비재들이 단순한 배경 요소가 아니라, 수용자의 욕망을 조직하고 자아 형성에 작용하는 기호로 기능한다는 점에 주목하였다. 특히 NewJeans의 「ETA」 뮤직비디오 분석을 통해, 일상적 소비재가 어떻게 이상적 자아상을 설계하고 수용자에게 내면화되는지 탐구하고자 하였다. 이 과정은 소비 기호가 감정, 정체성, 사회적 열망에 미치는 영향을 분석하고 문화 해독자로서의 수용자 관점을 성찰하는 계기가 될 수 있다고 생각했다.

2. 동기 및 사전 활동 (교과 관련 지식 심화 탐색 및 정리)
사회문화 수업에서 배운 소비사회 이론, 사회적 비교 이론, 상징적 상호작용론을 통해 인간의 욕망이 사회적으로 구성된다는 사실에 흥미를 느꼈다. 생활과 윤리에서는 정보사회의 소비 윤리, 행위의 책임성에 대해 고민하며, 내가 소비하는 콘텐츠가 나의 자아 형성에 어떤 영향을 주는지를 고민하게 되었다. 이를 바탕으로 기호학 이론(기표/기의, 신화)과 사회심리학 개념을 대중문화 콘텐츠에 적용해 실제 사례를 분석하고자 하였다.

3. 탐구 과정 및 주제 융합 과정
• 1일차: 《ETA》(NewJeans) 뮤직비디오에서 반복 등장하는 소비재 목록화 (아이폰, 슈퍼카, Y2K패션 등)
• 2일차: 소쉬르의 기표-기의, 바르트의 신화 개념 적용해 소비재가 지닌 외연·내포 의미 분석
• 3일차: 기호의 조합이 이상적 자아상을 구성하는 문화 코드로 작동함을 코드/계열체 분석 통해 확인
• 4일차: 사회비교 이론과 병리적 자기애 개념, 상징적 상호작용론을 통해 수용자의 욕망과 정체성 형성과정 해석
• 5일차: 분석 종합 및 결론 도출. 기호가 반복 노출될 때 수용자의 자아에 어떻게 침투하는지를 비판적으로 성찰함
• 또한 플렉스 콘텐츠에 담긴 소비 중심 자아상을 걷어내고, 비소비 기반 자아상을 상상하는 창의적 스토리보드 제작 활동으로 심화 탐구를 수행하였다.

4. 탐구 결과 및 배우고 느낀 점
콘텐츠는 단순한 오락이 아니라 욕망을 기획하고 유통하는 기호적 구조물이라는 점을 체감하였다. 반복 노출되는 소비 기호들이 수용자의 감정과 정체성을 어떻게 설계하는지를 분석하며, 나의 무의식적 수용 태도를 비판적으로 되돌아보게 되었다. 익숙한 대상을 낯설게 바라보는 이질적 사유를 통해 콘텐츠를 해독하고, 스스로의 욕망 구조를 설계할 수 있는 자율적이고 비판적인 수용자가 되어야 한다는 인식을 갖게 되었다.

5. 추후 활동
기호학/사회심리학을 응용한 카드뉴스, 영상 콘텐츠 기획하였다. 윤리적 콘텐츠 소비 가이드라인 제작하는 등 향후 미디어 리터러시, 콘텐츠 창작, 시각디자인 등 진로 탐색에 본 탐구를 연결하여 심화할 예정이다.