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양호 채
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1 Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 18, No. 4 pp , ISSN / eissn 방탄헬멧기술분야키워드에대한네트워크분석 강진우 *, 박재우, 김지훈국방기술품질원 A Network Analysis of Ballistic Helmet Technology Keyword Jinwoo Kang *, Jaewoo Park, Jihoon Kim Defense Agency for Technology and Quality 요약네트워크분석방법론은특정학술분야에대한인용, 공저, 키워드등과같은다양한지식관계를네트워크로표현하고분석할수있기때문에다양한분야의학술영역에서새로운연구방법론으로주목받고있다. 방탄기술은소재역학, 구조역학및탄도학등다양한학문들이융합된종합기술분야로서, 각분야사이의최신연구및기술동향을파악하는것이필수적이다. 따라서본논문에서는키워드기반의네트워크분석기법을방탄기술에접목하여최신연구동향을파악하고자하였다. 먼저학술검색엔진인 google scholar 를이용하여주요핵심키워드인 Composite, Model, Head 를추출하였고, 추출된핵심키워드의중심성분석을통해서방탄기술의핵심이되는소재분야 (Composite, Material, Fiber 등 ) 와피탄충격을최소화할수있는구조분야 (Model, Design, Simulation) 그리고피탄후사용자가받는충격영향에대한연구 (Head, Brain, Injury) 등의 3가지영역에서관련연구가활발히진행중인것을파악할수있었다. 본논문에서시행한방탄분야에대한키워드네트워크분석은기존에보고되지않은방식이며, 차후방탄기술과관련한국방기술기획및연구개발의방향성을제시하기위한기반자료로서활용가능할것으로판단된다. Abstract The network analysis method has emerged as a new methodology for various disciplines, due to its ability to provide a representative knowledge network of references, co-authors and keywords. Bulletproof technology is an interdisciplinary field involving various disciplines, such as material mechanics, structural mechanics, and ballistics, so it is essential to keep up with the recent trends in technological research. In this research, the recent R&D trends in the field of bulletproof materials were analyzed using keyword based network analysis. From the results, the core keywords were identified as 'Composite', 'Model' and 'Head' using the scholar search engine, google scholar. The centrality analysis for the core keywords showed that bulletproof technology has developed in 3 different areas, viz. material, structure and effects. To the best of our knowledge, this is the first application of (network analysis?) to bulletproof technology. Moreover, we are also convinced that the results of this study will be useful for defense technology planning and determining the direction of R&D in the field of bulletproof technology. Keywords : Ballistics Helmet, Bulletproof,, Keyword, Network Analysis 1. 서론 을극복하기위해헬멧의형상과소재에대한연구가진행되었으며, 특히 1차세계대전이후병기의급속한발고대의최초헬멧은가죽소재인것을사용하였으나, 달로전투시총탄에대한개인방호를위한헬멧이개발금속문명이발달함에따라금속을소재로한헬멧이등되었다. 국내의경우현대적방탄헬멧 (Ballistic Helmet) 장하게되었다. 하지만금속은무거운중량과제한된활은 1941년미군의 M1형철모를한국형으로개발한것동성으로인해많은불편함을안고있었다. 이러한단점이다. * Corresponding Author : Jinwoo Kang(Defense Agency for Technology and Quality) Tel: jwkang0119@dtaq.re.kr Received January 19, 2017 Revised (1st February 17, 2017, 2nd February 27, 2017) Accepted April 7, 2017 Published April 30,

2 한국산학기술학회논문지제 18 권제 4 호, 2017 금속소재가갖는한계를극복하고자지속적으로방탄재료에대한연구를거듭하여현재까지개발된복합재료는유리섬유, 나일론섬유, 케블라섬유등이사용되고있다. 이중대표적인섬유로는아라미드섬유계열의 Dupont사의 Kevlar, Teijin사의 Twaron, 고밀도폴리에틸렌계섬유인 DSM사의 Dyneema, Honeywell사의 Spectra, 그리고 PBO(Polybenzoxazole) 섬유인 Dupont사의 Zylon 등이있다. 이러한섬유강화복합재료를사용한방탄원리는탄자의운동에너지가서로치밀하게짜여진섬유조직체에충돌하면서인장및압축등의일종의운동에너지로변환되어흡수됨으로써이루어진다고알려져있다. 또한단순섬유적층재료의낮은경도를극복하기위하여혼성구조의섬유강화복합재료가개발되었고, 현재에는탄소섬유및액체방탄재를이용한방탄기술이개발되고있다 [1]. Table 1은현재방탄소재로사용되는섬유강화복합재료의종류와각각의물리적성질을나타낸것이다. 방법론을도입하고자하였다. 연구방식은방탄기술과연관된논문인용정보를이용한동시인용분석을수행하였으며, 주요키워드를추출하고네트워크분석으로관계성의정량적인분석을통해방탄헬멧연구분야의최신동향을분석하는데주안점을두었다. 2. 본론 2.1 논문검색및키워드추출본연구에서는학술분야검색엔진가운데가장방대한양의정보검색이가능한구글학술검색 (google scholar, 을이용하여방탄헬멧분야의학술자료검색을수행하였다. 최신연구동향을확인하기위해기간은 2011년부터 2015년까지의 5년으로지정하였고, 사용된검색어는방탄헬멧을뜻하는 Ballistic Helmet 으로한정하였다. Table 1. Physical Properties of Ballistic Fiber[2] Fiber Material Density (g/cm 3 ) Tensile Strength (GPa) E-Glass Glass Kevlar 49 Aramid Kevlar 149 Aramid Spectra 1000 PE Dupont E-130 Carbon Toray M60J Carbon 하지만최근의방탄기술은이러한소재기술뿐만아니라구조역학, 탄도학등의다양한분야의요소기술들을복합적으로융합하여개발되고있는추세이기때문에, 특정요소기술만을가지고개발하기에는한계점이있다. 따라서이러한다학제간기술인방탄분야에대한연구동향파악및방향성설정을위해서효과적인연구방법론이필요하다. 네트워크분석방법론은계량정보학영역에서인용네트워크, 공저네크워크, 지식지도등과같은네트워크를정보화하여해당분야에대한최신동향등을분석하기위한새로운연구방법론으로주목받고있으며, 과학기술분야에서는녹색기술분야 [3], 사회과학분야에서는관광분야 [4] 및기술마케팅분야 [5] 에서시행된사례가있다. 따라서본연구에서는방탄기술분야의기술동향과최신연구추세를파악하기위한방법으로네트워크분석 2.2 키워드분석방법 키워드분석을위하여박한우외 (2004) 가제시한 Krkwic 분석툴을이용하였다. 해당분석툴의주요특성은문장에서자주사용하는단어를핵심어로정의하여특정메시지의핵심어를파악하는것이 Krkwic 분석의주요내용이다 [6]. Table 2는논문검색결과나타는주요키워드에대하여언급된빈도수를기준으로내림차순으로정리한것이다. Table 2. The Frequency of Words Appearance Number Keyword 106 Helmet 105 Ballistic 95 Impact 76 Composite 46 Head 41 Blast 38 Material 36 Brain 36 Protection 34 Design 33 Analysis 33 Performance 30 Injury 30 System 28 Model 27 Armor 25 Human 23 Body 312

3 방탄헬멧기술분야키워드에대한네트워크분석 23 Simulation 22 Fiber 21 Effect 21 Polyurea 20 Modeling 20 Shock 18 Element 15 Behavior 15 Computational 14 Structure 13 Traumatic 12 Dynamic 12 Molecular 11 Application 11 Hybrid 11 Kevlar 위의결과를기초자료로하여방탄헬멧기술분야의키워드에대한네크워크분석을통해가장자주사용되는특정핵심어를파악하였다. 2.3 네트워크분석방법 네트워크분석은분석대상에대한정보및관계를네트워크로형성하여, 정보를노드 (node) 와링크 (link) 로표현하여연관구조를파악할수있는방법이다. 네트워크분석방법으로는네트워크결속분석, 하위네트워크분석, 구조적등위성분석, 중심성분석등이있다 [7]. 그중에서중심성분석은노드의상대적중요성을나타내는척도로사용될수있기때문에최신의연구동향을파악하고자할때는중심성분석을이용한키워드네트워크분석이적합하다. 분석결과는 Ucinet 분석툴을이용하여중심성분석방법으로네트워크분석을수행하였다. 대표적인중심성분석으로연결중심성 (Degree ), 매개중심성 (Betweenness ), 근접중심성 (Closeness ) 등이있다. 각각의중심성의산출방식은다음과같다. 연결정도연결중심성 네트워크내전체노드의수 연결중심성은네트워크전체노드수에대하여특정노드의연결정도를수치화한것이다. 즉, 특정노드를중심으로주변의노드가얼마나연결되어있는가를나타내는지표다. 이는연결중심성이높을수록정보의교류 가많다는것을말한다. 그러므로최신의연구동향을파악하고일반적으로연구의주제를선정하기위하여사용한다. 그리고네트워크내의영향력을살펴볼수있는개념이며, 통상가장많이사용되는중심성분석기법이라고볼수있다. 두노드사이에경유하는노드의횟수매개중심성 최대가능한매개중심성의횟수 매개중심성은특정노드가네트워크내에서다른두노드사이에서경유되는정도를측정한것이다. 즉, 특정노드가다른노드와관계를형성할때매개체역할을하는정도를말하며, 매개중심성이높을수록정보교류에대한통제력이높다고볼수있다. 이를통해매개중심성분석결과를해석하여다른주제와의연결성및융합성을확인할수있는것이다. 노드수 근접중심성 두노드간거리의합 그리고근접중심성은특정노드가네트워크전체를기준으로중심에위치하는정도를수치화한것이다. 근접중심성이높을수록네트워크중심에위치하여다른노드와의거리가가깝기때문에정보교류에유리하다. 즉, 근접중심성은연구주제의전체적인흐름을파악하는데유용한수치자료로이용되며조사하고자하는대상의전체맥락을파악하는데매우편리한편이다 [8]. 2.4 네트워크분석결과 방탄헬멧기술분야의키워드에대하여네트워크분석결과를중심성분석을통해계량적으로나타낼수있었다. Fig. 1은주요키워드간의연결중심성을그림으로표현한것이다. 최신의연구동향을파악하는데유용한연결중심성을분석한결과가장연결중심성이높은키워드는 Composite, Model, Head 로나타났다. 연결중심성을통해확인해보았을때, 최근연구동향은헬멧소재의재료분야, 헬멧의구조모델링이필요한구조분야그리고충격에대한사용자의영향을연구하는분야로확인되었다. 연결중심성은특정노드를중심으로주변의노드가얼마나연결되어있는가를나타내는지표로서, 연결중 313

4 한국산학기술학회논문지제 18 권제 4 호, 2017 심성이높을수록정보의교류가많다는것을말하므로네트워크분석을통해최신의연구동향을파악하는데유용하다. Table 3은방탄헬멧기술분야의주요키워드중에서연결중심성수치가높은순으로정리한것이다. 매개중심성은특정노드가경유되는정도를측정한것으로, 매개중심성이높을수록정보교류에대한통제력이높다. 그러므로매개중심성을통해각각의연구주제간의연결정도를알아보면서연구주제간융합성을확인할수있다. Table 4는방탄헬멧기술분야의주요키워드중에서매개중심성수치가높은순으로정리한것이다. Fig. 1. Total Network Analysis Result Table 3. Degree Analysis Degree n-degree (normalized) Composite Model Head Brain Human Injury System Element Design Response Material Modeling Simulation Body Shock Polyurea Computational Numerical Fiber Assessment Table 4. Betweenness Analysis Betweenness n-betweenness (normalized) Composite Model Head Brain Human Injury System Element Design Response Material Modeling Simulation Body Shock Polyurea Computational Numerical Fiber Assessment 근접중심성은특정노드가네트워크전체를기준으로중심에위치하는정도를수치화한것으로, 근접중심성이높을수록네트워크중심에위치하여다른노드와의거리가가깝기때문에정보교류에유리하다. 즉, 근접중심성수치를이용하여전체네트워크에서가장중심에있는키워드를찾아조사하고자하는대상의전체맥락을파악할수있다. Table 5는방탄헬멧기술분야의주요키워드중에서근접중심성수치가높은순으로정리한것이다. Table 6은연결중심성을기준으로상위주요 20개키워드와각키워드에대한연결중심성, 매개중심성및근접중심성분석결과를나타낸것이다. 314

5 방탄헬멧기술분야키워드에대한네트워크분석 Table 5. Closeness Analysis Closeness V/F-Closeness (Valente-Forman) Composite Model Head Brain Human Injury System Element Design Response Material Modeling Simulation Body Shock Polyurea Computational Numerical Fiber Assessment 였다. Fig. 2는연결중심성을기준으로상위 20개주요키워드에대한분석결과를재구성하여나타낸것이다. Table 6에서보는바와같이연결중심성수치가 200이넘으며, Fig. 2에서보는바와같이다른키워드와의연결정도가가장많은핵심키워드 3가지는 Composite, Model, Head 라고파악된다. 따라서방탄헬멧기술분야의최신연구동향에대한주요핵심키워드가 Composite, Model, Head 라는것이더욱명확해진다. Table 6. Analysis Results(Main Keywords) Degree Betweenness Closeness Composite Model Head Brain Human Injury System Element Design Response Material Modeling Simulation Body Shock Polyurea Computational Numerical Fiber Assessment 본연구에서는방탄헬멧기술분야의최신동향을분석하고자하였다. 매개중심성은연구주제와다른주제와의융합성을확인하는경우에사용되며, 근접중심성은연구주제의전반적인흐름을알아보는경우에주로사용된다. 그러므로연구주제의최신동향을분석하기위해서특정노드를중심으로주변의노드가얼마나연결되어있는가를나타내는지표인연결중심성을사용하 Fig. 2. Main Keywords Network Analysis Result 3. 결론방탄헬멧기술분야에대한최신기술동향에대하여네트워크분석을실시한결과핵심키워드는 Composite, Model, Head 인것으로파악되었다. 중심성분석결과, 방탄기술의핵심이되는소재분야 (Composite, Material, Fiber 등 ) 와피탄충격을최소화할수있는구조분야 (Model, Design, Simulation) 그리고피탄후사용자가받는충격영향에대한연구 (Head, 315

한국산학기술학회논문지제 18 권제 4 호, 2017 Brain, Injury) 등의 3가지분야의연구가핵심적으로활발히진행중인것으로파악되었다.

강진우 (Jinwoo Kang) [ 정회원 ] 2011 년 2 월 : 한국과학기술원산업및시스템공학과 ( 학사 ) 2013 년 2 월 : 한국과학기술원산업및시스템공학과 ( 석사 ) 2012 년 12 월 ~ 현재 : 국방기술품질원연구원 References [1] S. Sohn, S.

Hong, Technology and Status of Composites Applications, Journal of Mechanical Science and Technology, vol. 34, no. 5, pp. 334-341, 1994. [3] D. Jeong, O. Kwon, Y.

6 한국산학기술학회논문지제 18 권제 4 호, 2017 Brain, Injury) 등의 3가지분야의연구가핵심적으로활발히진행중인것으로파악되었다. 본연구내용은저자들이아는한키워드네트워크분석을방탄기술분야에적용한최초의사례라고판단되며, 추후키워드분석결과를기반으로인용및공저네트워크분석을병행한다면, 방탄기술과관련한국방기술기획및연구개발의방향성을제시하기위한기반자료로서활용가능할것으로판단된다. 강진우 (Jinwoo Kang) [ 정회원 ] 2011 년 2 월 : 한국과학기술원산업및시스템공학과 ( 학사 ) 2013 년 2 월 : 한국과학기술원산업및시스템공학과 ( 석사 ) 2012 년 12 월 ~ 현재 : 국방기술품질원연구원 References [1] S. Sohn, S. Hong, Research Trends on the Ballistic Protection Materials and development of Bullet-proof Helmet, Journal of the Korean Society of Precision Engineering, vol. 19, no. 7, pp. 7-19, [2] C. Hong, Technology and Status of Composites Applications, Journal of Mechanical Science and Technology, vol. 34, no. 5, pp , [3] D. Jeong, O. Kwon, Y. Kwon, Network Analysis of Green Technology using Keyword of Green Field, Journal of the Korea Contents Association, vol. 12, no. 11, pp , DOI: [4] M. Kim, H. Um, The Study on Recent Research Tren in Korean Tourism Using Keyword Network Analysis, Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, vol. 17, no. 9, pp , DOI: [5] M. Seok, B. Jo, I. Ji, An Application of Patent Citation Network Analysis for Technology Marketing: A Case of a Public Research Institute, Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, vol. 16, no. 5, pp , DOI: [6] H. W. Park, Loet Leydesdorff, Understanding the KrKwic: A computer program for the analysis of Korean text, Journal of the Korean Data Analysis Society, vol. 6, no. 5, pp , [7] B. Kim, M. Jung, S. Jeon, D. Shin, Global Research Trends on Geospatial Information by Keyword Network Analysis, Journal of Korea Spatial Information Society, vol. 23, no. 1, pp , DOI: [8] J. Kho, K. Cho, Y. Cho, A Study on Recent Research Trend in Management of Technology Using Keywords Network Analysis, Journal of Intelligent Information System, vol. 19, no. 2, pp , DOI: < 관심분야 > 국방경영, 데이터분석, 네트워크분석 박재우 (Jaewoo Park) [ 정회원 ] 2005 년 2 월 : 아주대학교생명분자공학부 ( 공학사 ) 2009 년 8 월 : 서울대학교화학생물공학부 ( 공학석사 ) 2015 년 2 월 : 서울대학교기계항공공학부 ( 공학박사 ) 2015 년 3 월 ~ 2015 년 8 월 : 정밀기계설계연구소박사후연구원 2015 년 9 월 ~ 현재 : 국방기술품질원선임연구원 < 관심분야 > 국방품질경영 김지훈 (Jihoon Kim) [ 정회원 ] < 관심분야 > 국방품질경영, 재료공학, 신소재공학 2013 년 2 월 : 숭실대학교유기신소재 파이버공학과 ( 학사 ) 2015 년 2 월 : 숭실대학교유기신소재 파이버공학과 ( 석사 ) 2014 년 12 월 ~ 현재 : 국방기술품질원연구원 316

THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE. vol. 29, no. 10, Oct ,,. 0.5 %.., cm mm FR4 (ε r =4.4)

THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE. 2018 Oct.; 29(10), 799 804. http://dx.doi.org/10.5515/kjkiees.2018.29.10.799 ISSN 1226-3133 (Print) ISSN 2288-226X (Online) Method