20903 공채훈

20927 정진서

20931 최종후

탐구 주제: Ai 기반 우주 궤도 정밀 파악 시스템

탐구 동기: 미래 자원 문제나 혹은 원거리 통신 기술 발전을 위해서는 항공우주 기술의 발전이 중요한데, ai기술을 활용하여 항공우주 기술 문제점 개선점을 찾아내기 위해 우주 궤도 파악 기술에 대해 수학적 모델링 과정을 통해 파악함.

탐구내용:

정밀 궤도 시스템이란 우주선의 현재 위치와 미래 궤도를 아주 미세한 오차까지 줄여서 정확하게 계산하고 예측하는 기술이다. 이 기술은 우주선 연료를 줄이고 우주 쓰레기등의 충돌물과 충돌을 피하기 위해 필수적이다. 이 기술은 뉴턴의 물리법칙을 기반으로 우주선에 가해지는 힘을 파악하고 그에 따른 위치 변화를 계산한다. 그리고 가해진 힘을 통해 위치 변화, 속도를 파악하기 위해서는 미적분을 사용한다.

위와 같은 과정을 위해서는 확률과 통계를 통해 오차값을 최소로 줄이는 과정 또한 필수적이다. 결과적으로 이 모든 과정을 거친 데이터는 벡터의 형태로 저장되어 정보를 처리하기 용이하게 한다.

하지만 위치나 중력 사물 파악이나 비행기체 온도등의 여러 데이터를 처리해야하기 때문에 기존의 수학 모델만으론 실시간으로 계산하고 궤도를 수정하는데 한계가 있다. Ai를 통해 이를 효율적이고 더

정확하게 처리 가능하다. 또한 기존의 수학적 모델만으로는 처리하기 힘든 궤도 섭동 효과나 불확실성까지 ai가 학습하여 예측 정확도를 높일 수 있다.

하지만 충분한 학습이 기반이 되지 않는다면 제대로된 정보처리가 이루어지지 않을수도 있다. 실제로 항공우주 분야에서 ai기술은 전체의 대체제 보다는 기술의 정확도나 효율 향상을 위한 보조 기술로 사용되고 있는 것을 알 수 있다.

탐구 후기는 개별로 올리겠습니다.

20903 공채훈

20927 정진서

20931 최종후

탐구 주제: AI 기반 우주 궤도 정밀 파악 시스템

탐구 동기: 항공 우주 산업에서 AI기술이 사용되는 사례를 찾고, 이를 수학적 모델링을 통하여 분석하여 AI기술이 어떤 부분에서 산업 발전에 영향을 미치고, 항공 우주 산업 기술에서 보완해야할 점, 보완되는 점에 대해 탐구하기 위해 해당 주제를 선정하였습니다.

탐구내용:

개념-정밀 궤도 시스템이란 우주선의 현재 위치와 미래 궤도를 아주 미세한 오차까지 줄여서 정확하게 계산하고 예측하는 기술이다.

수학적 모델링 과정- 이 기술은 뉴턴의 물리법칙을 기반으로 우주선에 가해지는 힘을 파악하고 그에 따른 위치 변화를 계산한다.

그리고 가해진 힘을 통해 위치 변화, 속도를 파악하기 위해서 미적분을 사용한다.

위와 같은 과정을 위해서는 확률과 통계를 통해 오차값을 최소로 줄이는 과정 또한 필수적이다. 결과적으로 이 모든 과정을 거친 데이터는 벡터의 형태로 저장되어 정보를 처리하기 용이하게 한다.

기술의 문제점- 위치나 중력 사물 파악이나 비행기체 온도등의 여러 데이터를 처리해야하기 때문에 기존의 수학 모델만으론 실시간으로 계산하고 궤도를 수정하는데 한계가 있다.

AI를 통한 개선점 - AI를 통해 이를 효율적이고 더 정확하게 처리 가능하다.

또한 기존의 수학적 모델만으로는 처리하기 힘든 궤도 섭동 효과나 불확실성까지 AI가 학습하여 예측 정확도를 높일 수 있다.

AI기술 사용의 한계점 -위 방식은 충분한 학습이 기반이 되지 않는다면 제대로된 정보처리가 이루어지지 않을수도 있다. 실제로 항공우주 분야에서 AI기술은 전체의 대체제 보다는 기술의 정확도나 효율 향상을 위한 보조 기술로 사용되고 있는 것을 알 수 있다.

탐구 후기:

20901 강경훈 - 이번 탐구 활동 동안 산업기술을 수학적 모델링 해보면서 수학적인 분석이 기술 이해에 도움이 된다는것을 느낄 수 있었다. 이전에는 단순히 물리나 알고리즘 등에 수학 개념이 사용된다는것을 알게 되는 것을 넘어서 이번 활동에서는 구체적으로 수학적 수식이 어떤 데이터를 처리하는데 사용되는지 알 수 있었고, 각 수식간의 연결성을 이해할 수 있었다. 또한 AI기술이 다양한 방면에서 사용될 수 있지만, 그 분야의 다른 기술들을 모두 대체하여 사용되는것이 아닌 융합, 혹은 보조의 방식으로 사용된다는것을 알게 되었다. 이번 활동을 토대로 그동안 내가 탐구했던 기술들을 다시 한번 찾아보고 수학적 모델링을 해보면서 수학적 사고방식을 키워야겠다는 생각을 했다.

20903 공채훈 - 이번 탐구를 통해 느낀점은 정밀 궤도 시스템과 활용되는 수학 공식에 대해 자세하게 알게 되었고 궤도 정밀 시스템은 인공위성이나 각종 우주계획에 있어서 필연적인 것을 깨달았다.이번 탐구 주제처럼 AI와 정밀 궤도 시스템을 융합한다면 아주 작은 오차도 AI의 연산을 통해 예측 정확도를 거의 90%이상으로 높일 수 있을지 기대가 된다.

20927 정진서 - 이번 탐구를 통해 수학이 실제 기술, 특히 항공우주와 인공지능 분야에서 어떻게 활용되는지 알 수 있어 매우 흥미로웠다. 이차함수, 처럼 학교에서 배우는 개념들이 실제 궤도 예측에 쓰인다는 점이 인상 깊었고, 직접 데이터를 분석해보며 수학의 실용성을 체감할 수 있었다. 단순한 계산을 넘어서 문제를 예측하고 개선하는 사고 과정이 중요하다는 걸 배웠고, 앞으로도 수학을 다양한 분야와 연결해 보고 싶다는 생각이 들었다.

20931 최종후 - 이번 탐구를 통해 수학적 개념을 통한 사고방식이 중요함을 느끼게 되었습니다.

일상생활이나 산업분야에서 수학적 모델링등을 통한 문제 분석, 기술 이해 능력이 도움이 됨을 느꼈기 때문입니다. 또한 그런 수학적 사고와 수식을 통해 우주선에 가해진 힘이나 방향등을 파악하는 것과 같이 인간의 이성을 통한 자연 현상의 이해가 우리 삶을 더 편리하게 해준다는 점에 이성적인 사고 자체가 매우 중요하다는 것을 이해했습니다. 이번 활동 이후 AI 기술이 발전함에도 인간이 개입해야한다는것 또한 알게 되었습니다.

20903 공채훈

20927 정진서

20931 최종후

20903 공채훈

20927 정진서

20931 최종후

-자신의 진로나 관심 분야와 관련된 탐구

-주제 찾기 어렵다면 첨부파일(교과서 주제) 활용하여 탐구 가능

-수행평가 도서 활용 가능

-개인 혹은 조별(최대 4명) 활동 가능

-분량 : 한글 파일 A4 2쪽 이상 (발표할 학생은 추가로 pdf 파일 제출)

-구성 : 주제 선정 이유, 활동 내용, 소감(느낀점이나 보완점)

-개인 혹은 조별(최대 4명) 활동 가능

-분량 : 한글 파일 A4 2쪽 이상 (발표할 학

생은 추가로 pdf 파일 제출)

-구성 : 주제 선정 이유, 활동 내용, 소감(느

낀점이나 보완점);

1. 공공데이터 포털

   공공데이터포털

   
   

2. 네이버 데이터랩

네이버 데이터랩

3. 국가통계포털

KOSIS 국가통계포털

4. 국가데이터처

   국가데이터처

5. 참고 데이터 링크

1) 대검찰청_소년범죄자 교육정도

데이터 상세 | 공공데이터포털

2) 한국언론진흥재단_10대 청소년 미디어 이용 조사

한국언론진흥재단_10대 청소년 미디어 이용 조사_20191231 | 공공데이터포털

3) 경찰청_범죄 발생 시간대 및 요일

데이터 상세 | 공공데이터포털

6. 지오지브라 히스토그램, 산점도

[Geogebra] 히스토그램, 산점도 : 네이버 블로그

7. Geogebra 아무렇게나 다항함수 그리기

2.한국전력거래소 제주지역 태양광 풍력 시간대별 발전량

3.본 주제를 선택한 이유는 태양광과 풍력 발전량이 시간대에 따라 어떻게 달라지는지 실제 데이터를 통해 확인하고 싶었기 때문이다. 제주지역은 신재생에너지 비중이 높은 지역이며, 한국전력거래소의 시간대별 발전량 자료는 신뢰도가 높아 현실적인 분석이 가능하다. 이를 통해 신재생에너지의 특성과 전력 수급의 특징을 이해하고자 이 주제를 선택하였다.

4.https://www.data.go.kr/data/15127502/fileData.do#tab-layer-file

주제 선정 이유 : 시간별 전국 전력 수요량 변화는 산업 활동을 객관적인 통계로 분석할 수 있어 에너지 효율과 지속 가능한 사회를 이해하기에 적합한 주제라고 생각하여 선택함.

https://www.data.go.kr/data/15065266/fileData.do

주제 선정 이유: 다양한 진로를 가진 친구들이 모여서 탐구할 수 있는 주제를 찾다가 모두에게 친숙한 기후에 대해 탐구해보기로 하였고 강수량, 기온은 이미 그래프 분석 자료가 풍부해 태풍 발생 수를 탐구 주제로 선정 하였습니다.

https://data.kma.go.kr/data/typhoonData/typTable.do?pgmNo=703

https://www.data.go.kr/data/15043567/fileData.do#

2.주제:한국문화예술교육진흥원 비회원 시간별 입장수

3.이유:예술분야는 기간을 많이타기 때문에(휴일,크리스마스,할로윈 등 특정 이벤트)이를 분석하면 사람들이 많이 몰리는 기간을 알고 사업에 적용할 수 있기 때문에

4.2025 11/10~11/28 bank

주제 선정 이유:최근에 눈이 내려서 미끄러웠기 때문에 이와 관련해서 제설제의 사용량을 분석해 눈이 얼마나 많이 내렸는지 확인하고자 했습니다.

데이터 파일 링크:https://www.data.go.kr/data/15033768/fileData.do

모둠원:20909김서진, 20926정수호, 20917백선재, 20933홍경표

선정이유:2020~2024년 한국 GDP 통계는 코로나19로 인한 경기 위축과 이후 회복 과정을 연속적으로 분석할 수 있는 자료이기 때문에 선정하였다. GDP는 국가 경제 규모를 종합적으로 나타내는 핵심 지표로, 연도별 변화를 통해 한국 경제의 구조적 특징을 파악할 수 있다. 특히 국제기구의 웹 기반 공식 통계를 활용하여 자료의 신뢰성과 객관성을 확보하였다. 이를 통해 최근 한국 경제의 흐름과 대외 환경 변화가 경제에 미친 영향을 이해하고자 하였다.

https://countrycassette.com/south-korea-live/?utm_source=chatgpt.com

3.년도별로 수질오염 사고가 증가하는지,감소하는지 알아보기 위해서

https://www.data.go.kr/data/15067508/fileData.do

주제선정이유: 우리나라에서 일어나는 범죄에 대해 우리도 그렇고 사람들도 위험을 잘 못 느끼고 있는것같아 이주제를 선정했다

활동내용:범죄 발생 시간대별 요일에 대한 정보를 찾아서 언제 순찰을 해야 효율적이고 , 그리고 언제가 가장 안전한 시간대 및 요일인지 알면 사람들의 안전에 큰 도움이 될것이기에 범죄 발생 시간대별 요일 을 조사했다

느낀점:

최종후:어떤 범죄가 낮에 많이 일어나는지, 밤에 많이 일어나는지만 대충 알고 있었지만 이번 활동 을 통해 이와 관련해 더 구체적으로 알 수 있어 좋았고 특히 보이스 피싱 같은 범죄가 2-3시 쯤에 많이 일어난다는 사실을 알고 그시간대에 그런 사기 전화가 온다면 조사했던 경험이 생각나서 더 조심할 수 있을것 같다

이승원:범죄가 많이 일어나는 시간대인 새벽 시간대에 조심해야겠다고 생각했고특히, 토요일이 범죄 발생이 가장 많아토요일 새벽에 범죄를 당하지 않기 위해 집에 일찍 들어가야겠다고 생각했다.

이유민:새벽 3시에서 6시, 9시~11시 사이에 성범죄가 많이 일어난다는것을 알게되었고, 인적이 드문 시간에는 벆에 돌아다니지 않아야겠다는 경각심을 갖게 되었다. 또한 집중 범죄발생 시간에는 경비와 순찰을 늘려야한다고 생각하는 계기가 되었다.​

김동현:범죄가 특정 시간대와 주말에 집중된다는 사실을 알게 되면서, 평소 위험을 너무 안일하게 느끼고 있었다는 반성을 하게 되었다. 이 조사를 통해 범죄는 영화에서 꾸미는 이야기보다 더 끔직하고 그런일이 생각보다 더많은 범죄가 일어나고 있음을 깨달았고, 앞으로 주변에도 이 정보를 공유하며 더 조심하려 한다.

2.제주국제공항 시간대별 사용 전력량

3.우리나라의 대표적인 관광지의 공항이기에 그와 관련된 전력사용량을 데이터화한 것은 시간대에 따른 유동인구를 파악할 수 있고 또한 데이터가 변수 따른 오차가 적고 파악하기 쉽기때문에 선택하게되었다.

음주운전이 어느 시간대에서 증가하고 감소하며 어느시간에서 최대,최솟값을 가지는지 알고싶기에 선택했습니다.

2. 데이터를 선택한 이유

3. 정리한 데이터를 표로 작성

4. 지오지브라 산점도 이미지 캡쳐본

5. 다항함수 f(x) 식 작성

6. 도함수 f'(x) 개념을 바탕으로

증가/ 감소 구간, 극값, 변화율 등 해석

★데이터의 주제를 고려하여 해석★

7. (희망자만) 적분값을 구해 일정 구간의 누적량, 평균값을 해석

8. 이번 탐구를 통해 발견한 점/새롭게 알게 된 점/예측 가능한 점 등 자유롭게 소감문 개별로 작성

#데이터를 선택한 이유: 우리나라에서 일어나는 범죄에 대해 우리도 그렇고 사람들도 위험을 잘 못 느끼고 있는것같아 이 주제를 선정했다

#활동내용:범죄 발생 시간대별 요일에 대한 정보를 찾아서 언제 순찰을 해야 효율적이고 , 그리고 언제가 가장 안전한 시간대 및 요일인지 알면 사람들의 안전에 큰 도움이 될것이기에 범죄 발생 시간대별 요일 을 조사했다.

#느낀점

이승원: 시간대별 최댓값이 가장 큰 1~2시 사이를 조심해야겠다고 생각했고, 주로 새벽시간대에 그래프가 가파라지므로, 새벽전에 귀가하는것의 중요성을 느꼈다.

김동현: 범죄 발생률이 예상했던것처럼 밤과 새벽에 높다는 것을 알게 되었고, 그래프를 통해 통해 이 내용을 더 잘 알게되었고, 이를 통해 새벽전에 귀가해야겠다고 느꼈다.

최종후: 이 활동을 하면서 우리가 그래프를 배우고 그리는 연습을 하는 이유가 수많은 정보를 그래프를 통해 보기 쉽고 간단하게 남에게 전달 하기 위함이라는것을 다시한번 느끼게되었고 수학에서 대수문제를 풀때 그래프의 목적에 맞게 그래프를 그려가며 풀어가야 겠다고 생각했다

이유민: 시간별 강력범죄를 조사하고, 그 값을 그래프로 표기하면서, 눈에 띄는 극댓값이 두 구

간 있다는 것을 알게되었다. 따라서 가장 위험한 시간인 새벽2시와 오후 9시에는 외출시 주의해야겠다고 생각되었다. 또한 지오지브라에 직접 그래프를 찍어보는 활동을 하면서, 다음에 비슷한 활동을 할 때는 더 다양한 값을 넣어서 보다 정확한 그래프를 그려보고 싶다고 느꼈다.