파이썬을 이용한 푸리에 변환 실험 질문
안녕하세요. 고등학교 3학년 학생입니다. 생기부 활동을 기획중에 있습니다.
제가 하고 싶은 활동은 다음과 같습니다. 하지만 몇 시간 동안의 검색에도 불구하고 자료가 잘 나오지 않고 실험이 성공할 수 있을지에 대한 의문이 듭니다.
1. 모기 소리 녹음(여름에)
2. 파이썬으로 푸리에 변환을 통해 모기 소리 분리
3. 모기가 많이 나타나는 지역 찾기
https://elifesciences.org/articles/27854#fig1
^위의 논문에서 영감을 얻었습니다.
이 활동이 고등학생이 하기에 어려운지 아니면 아예 실현 불가능한지
어떤 점을 개선하면 좋을지 전문가의 의견을 여쭙고 싶습니다. 제발 도와주세요!
안녕하세요. 김민규 전문가입니다.
얘기한 실험은 충분히 고등학생도 가능한 수준으로 보입니다. 다만 조건을 조금 더 완화하여 탐사 지역보다는 동일 탐사 지역 내 시간 대 라든지 조정하여 해보는 것도 좋을 것 같습니다.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
안녕하세요 생기부 활동을 기획하고 계신다니 멋진 일입니다. 모기 소리 녹음과 분석은 매우 흥미롭고 유용한 프로젝트가 될 수있습니다.
모기 소리 녹음 : 여름에 모기의 날갯짓 소리를 녹음합니다.
파이썬을 이용한 분석 : 녹음된 소리를 푸리에 변환을 통해 모기의 날갯짓 소리를 분리합니다.
모기가 나타나는 지역 찾기 : 이를 통해 모기가 많이 출몰하는 지역을 파악합니다.
이러한 활동은 야외에서 수행하는 실험적 접근이므로 몇가지 도전 과제가 있을수있습니다. 하지만 해당 논문을 참고한다면 충분히 실현 가능한 프로젝트입니다.
[첫번째 정보 섹션 : 모기 소리 녹음]
방법 : 모바일폰의 마이크로폰을 사용하여 모기 소리를 녹음합니다. 이때 소리 인식 앱을 통해 쉽게 녹음할수있습니다. 위의 논문에 따르면 모바일폰의 마이크는 모기의 날갯짓 소리를 정확하게 캡처할수있습니다.
기타 고려사항 :
1) 녹음할 위치를 정할때, 모기가 많이 보이는 장소를 선택하세요
2) 주변 소음을 최소화하여 더 정확한 데이터를 얻는 것이 중요합니다.
[두번째 정보 섹션 : 소리 분석]
파이썬 활용 : 녹음된 소리를 분석하기 위해 푸리에 변환을 사용할수있습니다. 파이썬에서는 numpy와 scipy 라이브러리를 활용하여 쉽게 구현할수있습니다.
신호 노이즈 제거 : 신호에서 백그라운드 노이즈를 제거하기 위한 스펙트럼 제거 알고리즘을 적용할수있습니다. 이는 신호 품질을 높여줄것입니다.
[세번째 정보 섹션 : 모기가 많은 지역 확인]
데이터 활용 : 모바일폰과 함께 수집한 메타데이터(위치,시간 등)를 이용하여 모기 분포를 시각화할수있습니다. 여러 사용자의 녹음을 비교 분석하면 보다 정밀한 결과를 얻을수있습니다.
시스템 구축 : 나중에 모기의 출현 정보를 데이터베이스화하여 지속적으로 업데이트할수있는시스템을 만드는것이좋습니다.
[제안사항]
협업 : 다른 친구들과 팀을 이루어 작업을 나누면 더 효율적입니다. 파이썬 코드와 데이터 분석을 잘아는 친구가 있다면 그와 협력하는것도 좋습니다.
실험 계획 : 실험을 진행하기 전에 충분한 계획과 실험 방법론을 세우는것이 중요합니다. 어떤 장비를 사용할지, 어떻게 데이터를 수집할지를 명확히 하세요
[결론]
이 프로젝트는 실행가능하며, 적절한 계획과 준비가 있다면 충분히 성과를 거둘수있습니다. 합리적이고 체계적으로 접근하면 반드시 좋은 결과를 얻을 수있을것입니다.
안녕하세요. 조일현 전문가입니다.
모기 소리는 여름에는 가능하며 파이썬 푸리에 변환은 기본적인 푸리에 변환 코드는
어렵지 않지만 실제 모기 소리에 주파수 성분은 거르기엔 다소 어려울 순 있습니다.
이를 통해 모기 출몰 지역을 찾기에는 단순히 소리 만으로는 한계가 있어 보이며
여러 지역 데이터를 수집해야 할 것같습니다.