성지고등학교 2학년 3반 28번 성명:주선아

탐구 주제: 맞춤형 헬스케어 시스템에 이용 가능한 피부 산도(pH), 염도 탐구

탐구 기간: 2025년 5월 26일 ~ 6월 9일

탐구 장소: 교내 실험실

탐구 준비물; 피부 측정용 pH 시험지, 전기 전도도 측정기, 데이터 시각화 도구 등

융합 탐구 활동 계획

-탐구 주제 선정 동기

현대 사회에서 개인 맞춤형 건강 관리의 중요성이 점점 커지고 있다. 피부는 건강 상태를 반영하는 중요한 지표이며, 특히 피부의 산도와 염도는 외부 환경이나 스트레스, 영양 상태 등에 영향을 받는다. 이에 따라 피부의 pH 및 염도를 측정하고 이를 통해 개인 건강을 모니터링하는 기술에 대해 탐구하고자 한다.

-탐구 활동 계획 (내용 및 방법)

1. 피부 pH의 개념, 정상 범위, 피부 건강과의 관련성에 대해 조사한다.

2. 피부 염도의 정의, 측정 방법, 건강과의 상관관계를 문헌을 통해 분석한다.

3. pH 시험지, 전기 전도도 측정기를 이용하여 다양한 환경 또는 건강 상태에서의 피부 pH 및 염도 데이터를 실험법을 통해 수집한다.

4. 수집한 데이터를 정리하고 시각화하여 경향을 분석한다.

5. 최신 웨어러블 센서 및 IoT 기술이 피부 데이터를 어떻게 활용하는지에 대한 사례를 조사한다.

6. 이를 바탕으로 맞춤형 헬스케어 시스템에서의 활용 가능성을 탐색한다.

-탐구 과정

-1차시: 선행연구 조사 및 탐구 주제 개념 정리

-2차시: 피부 pH 측정 실험 및 데이터 수집

-3차시: 피부 염도 측정 실험 및 데이터 수집

-4차시: 데이터 분석 및 시각화

-5차시: 관련 헬스케어 기술(웨어러블, IoT 등) 조사

-6차시: 보고서 작성

-7차시:분석 내용 정리 및 발표 자료 준비

-예상되는 결과

건강한 피부와 비교하여 아토피나 스트레스, 수면 부족, 면역력 저하 등 건강에 이상이 있을 때 피부의 산도는 알칼리화된다.

건강한 피부와 비교하여 탈수, 건조, 스트레스, 피로 등 건강에 이상이 있을 때 피부의 염도는 증가한다.

탐구 주제: 당뇨병 환자의 생체 데이터 분석을 하여 혈당 변화를 예측해보자

탐구 준비물:컴퓨터

탐구 주제 선정 동기:

생명과학 I 시간에 대사성 질환에 관하여 학습하며, 당뇨병이 단순히 혈당이 높아지는 문제가 아니라 포도당 대사의 이상으로 인해 전신에 걸쳐 다양한 문제를 일으키는 질환이라는 사실을 배웠다. 특히 인슐린이 부족하거나 제 기능을 하지 못하면 세포가 포도당을 흡수하지 못해 혈당이 과도하게 상승하며, 이 상태가 지속되면 신장 질환, 망막 손상, 신경계 손상, 심혈관계 질환 등 심각한 합병증으로 이어질 수 있다는 점에서 당뇨병의 위험성을 실감하게 되었다. 많은 당뇨병 환자들이 혈당 조절 실패로 인해 실명하거나 투석 치료를 받는 사례가 있다는 것을 접하며, 이 질환이 단순한 생활습관병을 넘어 개인의 삶의 질을 위협하는 중대한 질환임을 깨달았다. 따라서 나는 당뇨병 환자의 생체 데이터를 분석하여 시간에 따른 혈당의 변화를 수학적으로 예측해 보고자 한다.

탐구활동 계획:

1차시-> 당뇨가 일어나는 원인 탐구,혈당 변화에 영향을 주는 주요 생리적 요소 파악

2차시->탐구에 사용할 당뇨병 환자 생체 데이터 확보(통계청 이용)

3차시->시각화를 통해 혈당 변화 패턴을 관찰, 변수 간 관계를 분석하고 해석

4차시->간단한 수학 모델을 통해 혈당 예측 수행

각 전자기기의 대기전력 조사와 대기전력을 감소시킬 수 있는 방법 탐구

탐구 준비물

전력 측정기, 스마트 플러그, 다양한 전자기기

탐구 주제 선정 동기

다큐멘터리와 전기안전 봉사활동을 통해 대기전력에 대해서 알게 되었고 대기 전력이 감소될 때 일어나는 장점에 대해서도 깨닫게 되었다 그래서 어떻게 하면 대기전력을 줄일 수 있는지를 탐구하게 되었다

탐구 활동 계획(내용 및 방법)

1. 대기 전력 측정기를 준비하여 각 전자기기의 소비전력과 대기전력 측정

2. 자료를 참고하여 다양한 가설을 세운 후 어떻게 하면 대기전력을 감소시킬 수 있는지에 대한 실험 진행

3. 실험 결과 분석 및 결론 도출

탐구 과정

1차시 : 대기전력에 대한 자료 수집

2차기 : 전자기기의 대기전력 측정과 다양한 변인을 통제하여 대기전력을 줄이는 방법 탐구

예상되는 결과

-전자기기 중 TV, 충전기 등은 대기전력이 높을 것이다

-전원이 완전히 차단되면 대기전력이 줄어들 것이다

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스마트플러그

23,630원 (배송비포함)

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탐구 기간:

탐구 준비물:종아빨대 코팅o,코팅x, 라이터, 집게, 내열접시, 미세먼지 측정기(간이형), 마스크, 장갑, 소화기

탐구 주제 선정 동기:환경 오염을 해결하기 위해 나온 종이빨대가 처리하는 과정에서 환경에 유해한 물질이 나온 다는 기사를 보아서

탐구 활동 계획:종이빨대의 재료검색

종이빨대가 환경에 유해한지 검색

실험

종이빨대를 보완

탐구 과정:1.인터넷에서 종이빨대를 폐기하는 과정에서 환경에 안좋은 물질이 나오는지 찾아본다.

종이빨대는 폐기하면 나오는 물질을 분석

예상되는 결과:종이빨대를 태우면 환경에 유해한 물질이 나올것 같다

탐구주제: 대화형 AI 원리와 미칠영향 Ex) chat gpt 등

탐구기간 5월21일~6월 16일

탐구장소: 미정(집,도서관)

탐구 준비물: 컴퓨터

탐구 주제 선정 동기: 지금까진 구글의 시대였다면 앞으로는 AI의 시대가 아닐까 싶습니다. 우리가 구글에서 직접 찾지 않아도 AI들에게 물어보면 정확한 정보를 대부분은 받을 수 있습니다. AI를 더 자세히 알고 대비하고 싶습니다.

탐구 활동 계획:

1차: AI기술의 단계별 차이점 조사

2차: 대화형 AI의 특징과 원리

3차: 미칠 영향

3차

탐구주제: 어떠한 방식으로 G-포스는 파일럿의 신체와 평형감각에 영향을 미칠까?

탐구기간: 2025년 5월 26일 ~ 6월 9일

탐구 장소: 집

탐구 준비물: 모형 제작 재료(모터, 회전판, 지지대 등), 스마트폰(가속도 측정 앱), 인형 또는 작은 물체, 실험 기록지

탐구 주제 선정 동기: 공군 조종사는 비행 중 급가속, 급선회 등의 상황에서 강한 G-포스를 받게 되며, 이로 인해 시야가 좁아지거나 평형감각에 혼란을 겪기도 한다. 나는 공군 조종사를 꿈꾸고 있기 때문에 이러한 G-포스가 신체에 어떤 영향을 주는지 궁금하게 되었다. 특히 왜 G-포스는 평형감각을 흔드는지, 왜 몸이 무거워지는 것 같은 느낌이 드는지에 대해 직접 실험을 통해 알아보고 싶었다. 이 주제는 물리, 생물, 공학이 융합된 흥미로운 영역이라 탐구 주제로 선정하게 되었다.

탐구 활동 계획 (내용 및 방법)

1.물리 요소: 관성력과 원심력 개념을 이해하고, 회전 운동과 G-포스의 관계를 정리한다.(개념정리)

2.생물 요소: 귀의 전정기관(반고리관과 전정기관)이 평형감각을 어떻게 조절하는지 조사한다.

3.공학 요소: G-포스를 발생시킬 수 있는 간단한 회전체 실험 기구를 설계하고 제작한다.

4.실험 장치에 스마트폰을 탑재해 회전 중 가해지는 G-포스를 측정하고, 회전 속도에 따른 물체의 반응을 관찰한다.

5.짧은 시간 동안 직접 회전 체험을 해보고(안전하게), 균형감각 및 시각 반응을 관찰하고 기록한다.

탐구 과정
1차시: 탐구 주제 선정 및 관련 이론 조사 (물리, 생물, 공학 융합)
2차시: 회전체 실험 기구 설계 및 준비물 조사
3차시: 회전체 실험 기구 제작
4차시: 회전 실험 실시(G-포스 측정, 감각 변화 관찰)
5차시: 실험 결과 정리 및 분석
6차시: G-포스 영향에 대한 과학적 원인 설명 정리
7차시: 탐구 내용 발표 자료 작성 및 발표

예상되는 결과: 내꿈인 공군과 관련시켜서 회전체 실험을 통해 G-포스가 커질수록 물체가 바깥으로 밀려나며, 인체의 평형감각 기관이 혼란을 느낄 수 있다는 사실을 체험적으로 이해할 수 있다. 또한, 실제 조종사가 비행 중 겪는 감각 혼란과 신체적 부담의 원인을 과학적으로 설명할 수 있게 되고, 이를 줄이기 위한 훈련이나 기계적 보완이 왜 필요한지도 생각해볼 수 있을 것이다.

탐구 주제 선정 동기

현재 환경에 대한 오염도가 날이 갈수록 심각해지고 있다.사람들이 이에 대해 경각심을 가질 수 있도록 환경오염에 대해 분석하고 미래의 환경오염 문제에 어떻게 대비 할 수 있을까에 대해 탐구하게 되었다.

탐구 활동 계획:1.AI를 활용한 환경오염의 패턴 분석과 예측 모델링을 조사한다. 환경오염을 일으키는 것에는 어떤것이 있는지 조사한다. 환경오염을 일으키는 것을 어떻게 해결 할 수 있을지 방안을 찾는다.

과정

1:AI를 통한 환경오염 모델링과 예측 분석 자료 탐구

2:환경오염을 일으키는 주된 원인들 탐구하기

3.화학적/물리적 같은 방법으로 환경오염 문제를 해결할 방안 탐구하기