수학 세특 예시, 미적분 활용 법의학적 분석 - 혈액 샘플의 구분

수학 세특 예시 안내 포스팅입니다. 수학 과목 중 미적분 과목을 활용하여 법의학적 분석이 가능하다는 내용의 주제를 안내드립니다. 미적분 활용 중 푸리에 변환을 이용하여 동물과 인간의 혈액 샘플을 구분할 수 있다는 것이 주된 내용의 핵심이며, 미적분과 법의학, 미적분과 화학, 미적분과 신소재 등 다양한 푸리에 변환 활용을 적용할 수 있습니다.

 

수학 세특 예시, 미적분 활용 법의학적 분석 - 혈액 샘플의 구분

 

 

수학 세특 예시 안내 포스팅입니다. 수학 과목은 일반적으로 실생활 활용을 시작으로 주변에서 활용되는 수학의 활용에 대해 생기부 기록을 시도하는 경우가 가장 일반적입니다. 실생활에서 활용되는 사례이기는 하지만 일반적으로 접근하기는 어려운 주제라 할 수 있는 혈액 분석 기술에 대한 푸리에 변환을 주제로 미적분 활용 법의학적 분석방법에 대해 안내드립니다. 

 

 

 

수학 세특 예시, 미적분 활용 법의학적 분석 - 혈액 샘플의 구분

 

수학 과목의 세특 주제 예시 안내를 위한 포스팅이며, 수학 과목 중 미적분에서 활용하기에 용이합니다. 주제는 단순 혈흔 분석 과정을 통해 이 혈흔의 주인공이 인간인지 동물인지를 구분해내는 방법으로 법의학적 활용이 가장 일반적인 활용 방법이라 할 수 있습니다. 

 

원리는 미적분 과목의 푸리에 치환, 푸리에 변환을 활용한 것으로 특정 파장의 빛을 혈흔에 비출 때 이들의 전반사와 흡수 정도를 분석하여 패턴을 미리 확인해둠으로서 추후 이것이 인간의 혈흔 패턴인지 아닌지를 구분하여 동물과 인간의 혈흔을 분석할 수 있게 하는 데 초점을 맞춘 분석 방법입니다. 

 

 

참고자료 : https://www.nature.com/articles/s42004-020-00424-8

 

인간과 동물의 혈액을 구분하는 화학적 법의학적 방법은 현재에도 존재하지만 이는 실험실 내에서만 수행될 수 있는 방법이며, 실험 과정의 특징으로 인해 혈액 샘플이 파괴되는 결과를 초래합니다. 하지만 감쇠 전반사 푸리에 변환 적외선 ( ATR FT-IR  )분광법을 활용하면 그 자리에서 인간 혈흔 여부를 확인할 수 있어 혈액 샘플의 파괴 없이 짧은 시간 내 결과를 얻게 해주는 방법입니다. 

 

참고자료에서는 몇몇 동물과 인간의 혈액 샘플을 분석하여 100% 정확도를 가진 인간 혈액 샘플 구분 결과를 제시하였습니다. 물론 이 과정에는 인간 혈흔 샘플의 감쇠 전반사 푸리에 변환 적외선 분광법 결과 특징을 인지할 수 있도록 머신 러닝 과정이 진행된 AI의 도움이 필요하였습니다. 

 

 

감쇠 전반사 푸리에 변환 적외선 ( ATR FT-IR  )분광법

 

푸리에 변환 적외선 분광법의 기본 원리는 기존에 사용되던 라만 분광법과도 연관지어 생각해볼 수 있습니다. 레이저를 샘플에 비추어 독특한 방식의 산란 패턴을 분석하는 데에 초점을 맞추었던 라만 분광법과 달리 푸리에 변환 적외선 분광법은 샘플에 빛을 비추어 샘플을 구성하는 분자가 빛을 흡수하는 패턴을 분석하는 결과를 분석하여 적용됩니다. 

 

 

참고자료 : https://www.jksee.or.kr/m/journal/view.php?number=4047

:: Journal of Korean Society of Environmental Engineers

 

이상은 수학 세특 예시 안내 포스팅으로 미적분 과목의 교과 세특에서 시작하여 혈액 샘플을 구분할 수 있는 법의학적 도구로 푸리에 변환을 이용하는 방법에 대해 안내드렸습니다. 생기부 세특 주제 안내 포스팅은 과목별, 주제별, 전공별로 계속해서 업데이트 되는 시리즈 포스팅입니다. 

 

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