대청호를 누비는 수질 탐사 로봇 : AI 기반 자율주행 수상 로봇을 활용한 대청호 수질 모니터링 및 녹조 대응 시스템 설계
- 자료 유형
- 실제 탐구보고서
- 합격 정보
- 중앙대 전자전기공학부
- 활동 유형
- 자율활동
- 교과 과목
- 지구과학Ⅰ, 프로그래밍, 화학Ⅰ
- 탐구 키워드
- 환경 오염 해결 방안, 자율주행, 인공지능 (머신러닝, NLP 등)
2026-05-21
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내용 요약
대청호가 충청권 핵심 수원임에도 불구하고 기후변화, 비점오염, 집중호우로 인한 질소·조류 문제를 기존 고정식·간헐식 수질 모니터링으로는 실시간·공간적으로 대응하기 어렵다는 한계를 인식함.
아두이노 기반 자율주행 수상 로봇에 pH, DO, 탁도, NH₄?, NO₃?, Chl-a 센서를 탑재해 수질 데이터를 실시간 수집하고, AI 예측 모델로 오염 고위험 구간을 식별한 뒤 제올라이트 흡착 모듈을 활용해 현장에서 질소를 저감하는 시스템을 설계·구현함.
수질 데이터를 시공간적으로 고해상도 분석할 수 있었으며, 질소 농도가 높은 구간을 우선적으로 탐지해 제올라이트 흡착을 적용함으로써 조류 발생 이전 단계에서 질소 부하를 선제적으로 줄일 수 있음을 확인함.
이동형 수질 관측 장치로 수집한 시계열 수질 데이터를 ANN으로 학습해 녹조 발생 확률을 예측하고, 이를 가우시안 프로세스 회귀분석과 SLAM 기반 위치 추정을 결합해 GPS 음영 지역에서도 호수 전체의 녹조 위험도를 공간적으로 추정하는 알고리즘을 설계함.
탐구 보고서 전문
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