• 제목/요약/키워드: 개체모형

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쌀바구미 개체군(딱정벌레목: 바구미과)의 행렬모형의 일반화와 그의 적용 가능성 (A Generalization of the Matrix Model of Rice Weevil Population (Coeloptera: Curculionidae) and its Applicability)

  • 윤태중;류문일;조혜원
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.215-223
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    • 1997
  • 온일도(Degree day)를 시간단위로한 쌀바구미의 행렬모형을 작성하였다. 기본행렬모형에서 측정된 계차증가율은 2.155/100DD였으며, 성충밀도는 지수함수적으로 증가하였다. 종내경쟁을 도입한 행렬모형에서 성충밀도는 수렴진동의 형태를 보였으며 69.300일도경에서 530으로 안정되었다. 주어진 실험조건에서 실험개체군의 밀도변동 모형에서 예측되는 것과 유사하였다. 그러나 초기최고밀도와 밀도변동추이에서 양자간에 차이를 보였다. 이는 주로 실험 개체군의 경우 자원의 일정성이 유지되지 않았던 데에서 유기된 결과로 생각된다.

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모형 그물에 대한 어군행동의 수직 모델링에 관한 연구 - 모형 그물이 없는 수조에서의 무지개송어의 유영특성 - (A Study on the Numerical Modeling of the Fish Behavior to the Model Net - Swimming Characteristics of Rainbow Trout, Salmo Gairdnerii in the Water Tank Without Model Net -)

  • 이병기
    • 수산해양기술연구
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    • 제31권1호
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    • pp.74-83
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    • 1995
  • 모형 그물에 대한 어군행동의 수치모델링에 관한 연구의 일환으로서 어군행동의 모델링을 위하여 어군행동을 나타내는 운동방정식을 구성하는 각종 힘들의 parameter를 추정하기 위한 기초자료를 제공하고자, 모형 그물을 설치하지 않은 상태에서의 유속 변화에 따른 무지개송어의 유영행동을 화성처리하여 각 개체 위치좌표로부터 계산된 유영속도, 유영깊이, 수조의 변과 개체 사이의 거리, 개체상호간의 최근접거리, 어구의 3차원적 구조 등의 유역특성을 조사 분석한 결과는 다음과 같다. 유영궤적으로부터 무지개송어의 유영행동을 살펴보면, 정수상태에서는 수종 중앙부에서 유영하는 빈도가 높았으며, 수조 벽면으로부터 상당히 떨어져서 유회운동을 하는 것으로 나타났다. 정수상태에서의 평균 유영속도는 21.6~23.6cm/sec(2.5~2.9BL cm/sec)로서 개체수가 많을수록 체장당 유영속도가 빠른 것으로 나타났으며, 유속의 변화에 따른 어군의 평균유영속도는 유속이 증가할수록 유영속도도 증가하여 유속이 25cm/sec인 경우에는 유영속도가 30.6 cm/secd(3.8BLcm/sec)에 달하였다. 어군의 평균 유영깊이는 17~38cm로서 주로 중층의 깊이에서 유영하였으며, 유속이 빨라질수록 유영 깊이가 깊어지고 유영 깊이의 변화가 적어졌다. 수조의 벽과 개체 사이의 평균 거리는 17.6~21.4cm였으며, 유속이 빨라질수록 수조의 벽과 개체사이의 거리가 다소 멀어지는 경향을 나타내었다. 개체상호간의 최근거리는 개체수가 많을수록 가까워지며, 유속의 변화에 따른 개체상호간의 최근접거리 평균치는 3.0~5.9cm(0.4~0.7BL cm)로 나타났다. 어군의 3차원적 구조는 군을 형성하는 개체수가 증가함에 따라 군의 형상이 길이, 폭 및 깊이의 모든 방향으로 넓어지며, 유속이 빨라질수록 길이방향과 폭 방향의 크기가 깊이 방향에 비해 상대적으로 커져 각 방향의 평균 상태비는 2.8 : 2.7 : 1이었다.

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재배단계 농산물의 안전성 모의실험을 위한 개체기반 프로그램 개발 (New Tool to Simulate Microbial Contamination of on-Farm Produce: Agent-Based Modeling and Simulation)

  • 한상현;이기훈;양성규;김황용;김현주;류재기
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.8-13
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    • 2017
  • 본 연구는 식중독 세균 등 유해미생물에 의한 농산물 오염을 예측하여 대응방안을 마련할 수 있도록 하는데 필요한 모의실험 computing platform을 개발하고자 수행되었다. 농산물 오염은 그 빈도가 매우 낮고, 발생패턴도 극히 불규칙하여 계량적 요소가 많지 않기 때문에 기존의 광범위하게 활용되는 수리모형(Mathematical Modeling)이나 확률통계모형(Probability Statistical Modeling)을 기반으로 한 예측모형은 개발이 어렵다. 이와는 달리 개체기반모형(Agent-based Model)은 목적지향적인 각 개체들이 내재된 특성에 따라 변화하는 환경에서 상황 의존적 또는 자율적 행동을 하였을 때 나타나는 결과를 바탕으로 앞으로의 변화를 예측하는 모형으로 각 개체들에 대한 간단한 행동규칙과 몇 개의 변수를 활용하여 직관적 분석 가능하기 때문에 농산물의 안전성에 영향을 미치는 여러 개체 (농작물, 오염원, 오염매개자)가 상호작용하는 메커니즘을 모의실험하는 경우에 유용하다. 본 연구에서는 Scala와 Java 프로그래밍 언어에 기반을 둔 개체기반모형 개발환경을 지원하는 전용 소프트웨어인 NetLogo를 이용하여 프로그램을 제작하였다. 개발된 모형은 가상의 엽채류 재배지역을 대상으로 가축 또는 야생동물이 출입할 수 있도록 하였고, 이들 동물이 배설하는 분변에 있는 장관유래 식중독 세균에 의해 토양 오염 또는 농작물 오염이 발생될 수 있도록 하였다. 이 오염은 시간이 지남에 따라 점차 소멸되지만 건전한 동물이 오염된 농작물을 섭취하는 경우 다시 동물의 장내로 들어가게 되어 보균 동물이 될 수 있도록 하였고, 역시 이 보균 동물이 배설하는 분변에 식중독 세균이 있도록 설정하였다. 가상 엽채류 재배환경에서 생존하는 식중독 세균은 파리와 같은 위생해충에 의해 다른 곳의 토양이나 농작물에 옮겨질 수 있게 하였다. 작물체는 60일 동안 생장하고, 동물은 개체군의 밀도 증감이 없으며, 파리는 시간이 지남에 따라 개체군 밀도가 변동될 수 있도록 하였다. 동물 개체수, 파리 개체수, 그리고 초기 오염 작물 개체수를 달리하면서 작물체의 미생물 오염을 시뮬레이션한 결과, 다른 요인들 보다는 동물 개체수가 작물체 오염에 가장 큰 영향을 주는 것으로 판단되었다.

성장곡선을 이용한 퍼지군집분석 기법의 연구 (A Study of the Fuzzy Clustering Algorithm using a Growth Curve Model)

  • 김응환;이석훈
    • 응용통계연구
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    • 제14권2호
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    • pp.439-448
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    • 2001
  • 본 연구는 시간자료(Longitudinal data)의 분석을 위하여 Fuzzy k-means 군집분석 방법을 확장한 알고리즘을 제안한다. 이 논문에서 제안하는 군집분석방법은 각각의 개체에 대응하는 성장곡선에 Fuzzy k-means 군집분석의 알고리즘을 결합하는 것을 핵심아이디어로한다. 분석결과는 생성된 군집을 성장곡선모형으로 표현할 수 있고 또한 추정된 모형의 식을 활용하여 새로운 개체를 분류도 할수 있음을 보인다. 그리고 이 군집분석방법은 아직 자라지 않은 나이 어린 개체가 미래에 어느 군집에 속할 것인가 하는 분류와 함께 이 개체의 향후 성장상태를 예측을 하는 데에도 적용이 가능하다. 제안된 알고리즘을 원숭이(macaque)의 상악동(maxillary sinus)의 자료에 적용한 실례로 보인다.

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복잡적응시스템(complex adaptive system)을 위한 개체지향 시뮬레이션 기법의 검토: Cellular Automata를 이용한 3개채의 Lotka-Voltera 모델링을 중심으로 (Agent-based simulation technique for complex adaptive system-Using Cellular Automata simulation for 3 agent Lotka-Voltera modeling)

  • 고길곤
    • 한국시스템다이내믹스학회:학술대회논문집
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    • 한국시스템다이내믹스학회 1999년도 창립학술대회발표논문집
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    • pp.133-157
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    • 1999
  • 시스템 다이나믹스는 전통적인 단선론적 인과론을 극복하고 시스템의 동태적 특성을 파악하는데 상당한 공헌을 하였다. 그러나 이러한 시스템의 특성을 방정식에 의존하는 시뮬레이션 기법(Equation-Based Simulation:EBS)을 이용하여 분석하는 경우 방정식으로 묘사하기 어려운 복잡적응시스템(Complex Adaptive System)에서는 한계를 갖고 있다. 따라서 시스템의 동태적 특성을 좀더 정확히 파악을 하기 위해서는 시스템을 구성하는 개체(agent)들의 행동이 시스템 전체에 미치는 영향들을 모형화 함으로써 파악하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 본 연구는 이러한 개체지향 시뮬레이션(Agent-eased Simulation: ABS)의 기법을 복잡성과학의 패러다임을 소개함으로써 그 중요성을 설명하고자 한다. 특히 카오스 이론으로부터 복잡성과학으로의 발전 과정을 개념을 중심으로 논의함으로서 복잡적응시스템의 이해를 돕고자 한다. 또한 ABS가 실제로 전통적인 EBS가 묘사하는 생태계 시스템의 변화를 잘 묘사할 수 있다는 사실을 보여주기 위하여 3개체가 있는 Lotka-Voltera 모형을 Cellular Automata 라는 ABS에 기반 한 시뮬레이션 기법을 활용하여 그 사용가능성을 제시하고자 한다.

Calibration 모형을 이용한 판별분석 (Discriminant analysis based on a calibration model)

  • 이석훈;박래현;복혜영
    • 응용통계연구
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    • 제10권2호
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    • pp.261-274
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    • 1997
  • 기존에 제안되어온 판별분석 기법이 대상으로 하는 대부분의 자료는 각 개체가 어느 한 특정한 집단에 전적으로 소속되어 있는 것으로 국한되어 왔다. 그러나 오늘날 (0-1)의 이치논리가 퍼지(Fuzzy) 개념과 다치논리로 확장되는 현상은 어느 한 개체를 꼭 한개의 집단에만 국한시키는 관점 역시 변화를 요구하고 있다고 본다. 이에 본 논문에서는 한 개체가 어떤 소속확률을 갖고 여러개의 집단에 소속되어 있는 상황을 고려하여 이러한 개체들로 구성된 학습표본으로부터 판별분석 규칙을 개발하는 것을 목표로 하였다. 방법론으로는 개체들의 특성벡터와 소속상태의 관계를 역추정(calibration) 모형으로 표현하고 판별대상개체의 특성벡터가 주어졌을 때 소속상태를 추정하도록 하며 이때 추정은 베이지안 방법, Metropolis 알고리즘 등을 사용하였다. 또한 제안된 판별규칙의 평가를 위한 기준을 제안하고 두개의 자료를 기존의 다른 규칙들과 함께 분석하여 결과를 비교하였다.

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FRAD 개념 모형 기반의 학술논문 전거데이터 구조에 관한 연구 (A Study on the based on FRAD Conceptual Model based Authority Data Scheme for Academic Papers)

  • 이석형;곽승진
    • 한국문헌정보학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.235-257
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    • 2011
  • 본 연구의 목적은 국내 학술논문에 나타나는 저자명, 단체명, 학술지명 전거데이터 구조를 FRAD 개념 모형을 적용하여 설계하는데 있다. 학술정보에는 정보의 접근점이 되는 저자, 소속기관, 발행기관, 학술지 및 회의명과 같은 개체를 포함하고 있을 뿐만 아니라 이들 개체들간 여러 관계들이 존재하고 있다. FRAD 개념 모형에 따른 학술정보 전거데이터의 표현을 통해 학술정보의 체계적인 관리 및 정확한 정보 검색, 그리고 다양한 형태의 지식 표현이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서 설계된 개체-관계형 학술정보 전거데이터는 학술문서와 연계되며, 개체 식별을 위한 여러 속성 정보 및 관계 정보를 포함한다.

임의회귀 검정일 모형을 이용한 홀스타인 젖소의 1산차 산유형질 및 체세포지수에 대한 유전모수 (Genetic Parameters for Milk Production and Somatic Cell Score of First Lactation in Holstein Cattle with Random Regression Test-Day Models)

  • 이득환;조주현;한광진
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제45권5호
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    • pp.739-748
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    • 2003
  • 우리나라 젖소 종모우의 국가단위 종축평가방법의 일환으로 이용되고 있는 산유형질 및 체세포지수의 305일 보정에 의한 유전평가 방법론에 대한 대안을 제시하기 위한 사전 연구의 일환으로써 검정일 기록을 이용하여 공변량 함수를 활용한 검정일 임의회귀모형에 대한 효율성을 검정하고 각 산유형질에 대한 비유일수별 유전적 변이를 추정하여 제시하고자 본 연구를 수행하였다. 본 연구에 이용된 자료는 농협중앙회에서 수행하고 있는 젖소 산유능력 검정사업에서 조사된 산유능력 검정기록과 한국종축개량협회에서 조사된 개체별 혈통자료를 이용하여 분석을 실시하였다. 분석에 이용된 자료는 혈통이 알려진 1산차 개체로써 검정일별 축군당 3기록 이상을 갖고 부모가 모두 알려진 개체만을 이용하였으며 한 유기동안에 개체별 7회 이상의 기록을 갖는 개체만을 선별하였다. 또한 자료분석의 효율성을 기하기 위하여 측정자료의 이상치는 제외하였으며 축군들간의 혈연적으로 연결되지 않은 축군 자료는 제외하였다. 분석모형은 단형질 개체모형으로써 검정년도-월-연령의 효과를 고정효과 공변량모형으로 적합시켰고 개체별 상가적 유전효과 및 영구환경효과를 개체내 검정일에 대한 임의 공변량 효과로 적합하여 모형을 설정, 유전분석을 실시하였다. 여기서 사용된 공변량은 검정일에 대하여 1차항 및 2차항을 포함하는 다항 공변량 함수를 활용하였다. 분석결과 유량에 대한 검정일별 유전력은 0.13~0.29으로 추정되었으며 검정일별 변이가 큰 것으로 추정되었다. 반면에 유지방율에 대한 유전력은 0.09~0.11으로 비교적 낮게 추정되었으며 유단백율에 대한 유전력은 0.12~0.19으로 추정되었다. 무지고형분율에 대한 유전력은 0.17~0.23으로 추정되었으며 체세포지수에 대한 유전력은 0.02~0.04으로 아주 낮게 추정되었다. 유량에 대한 유전적 변이가 비유일별로 다소 크게 추정되어 비유일에 따른 잔차 변이의 이질성(Heterogeneosity)이 클 것으로 사료되었으며 이러한 효과를 고려한 모형개발에 대한 연구가 필요할 것으로 사료되었으며 또한 다산차 기록을 활용한 분석 등에 대한 연구가 필요할 것으로 사료되었다. 국가단위 종축평가에 적합하기 위한 모형제시를 위해서는 본 분석에서 활용한 모형을 확장하여 분석된 종모우별 유전능력과 305d 사전 보정에 의한 평가에서의 순위와의 비교 연구가 선행되어야 할 것으로 사료되었다.

다변량 Bernoulli 모형을 이용한 녹조 발생 예측 모형 개발 (Development of an algal bloom prediction model using multivariate Bernoulli model)

  • 정민규;김진영;조혜미;권현한
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.83-83
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    • 2021
  • 수리구조물로 인한 유황변화와 함께 기후변화로 기인하는 강우변동성 및 온도 증가는 수생태 전반에 악영향을 미치는 주요 인자로 작용하고 있다. 특히, 최근 가뭄으로 인한 유황감소 및 폭염 등으로 여름철 녹조의 발생 빈도 및 강도 증가가 지속적으로 증가하고 있다. 본 연구에서는 하천에서 계측되고 있는 Cyanobacteria 개체수를 기반으로 녹조발생 여부를 전망할 수 있는 모형을 개발하고자 한다. Cyanobacteria 개체수를 기준으로 녹조발생 여부를 판단할 수 있도록 기준값(threshold)을 설정하고 binary 형태로 시계열을 구성하였다. 이를 Bernoulli 모형에 적합하여 녹조 발생 여부를 판단할 수 있도록 모형을 개발하였다. 하천을 따라 나타나는 녹조는 시공간적으로 유사한 특성을 가지며, 이러한 점을 고려하여 여러 관측지점을 동시에 모델링하는 것이 모형의 효율성과 예측성 측면에서 유리하다. 본 연구에서는 낙동강을 따라 여러 녹조관측지점을 대상으로 동시에 모델링이 가능하도록 다변량 Bernoulli 모형 기반의 녹조 예측 모형을 제시하고 과거 자료를 대상으로 모형의 적합성을 평가하였다. 다양한 지표를 기준으로 교차검증을 수행하였으며, 기존 물리적 모델에 비해 모형의 예측성능 및 효율성 측면에서 우수성을 확인할 수 있었다.

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한우 암소의 개체별 성장곡선 모수 추정 (Estimation of Parameters for Individual Growth Curves of Cows in Bostaurus Coreanae)

  • 이창우;최재관;전기준;나기준;이채영;황정미;김병완;김종복
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제45권5호
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    • pp.689-694
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    • 2003
  • 출산기술연구소 대관령지소에서 출생한 한우 암소로부터 시간적인 간격을 두고 조사된 체중측정 기록에 대해 비선형의 성장곡선 모형을 적용하여 한우 암소의 개체별 성장곡선 모수를 추정하고 개체별로 추정된 모수를 이용하여 한우 암소의 정확한 성장형태를 추정하기 위해 실시하였다. Gompertz 모형으로 추정한 개체별 성장 곡선 모수 A, b 및 k의 평균치는 각각 383.42${\pm}$97.29kg, 2.374${\pm}$0.340 및 0.0037${\pm}$0.0012였으며, 개체별 변곡점의 평균은 255.63${\pm}$109.09일, 변곡점에서 체중의 평균은 141.05${\pm}$35.79kg, 변곡점에서의 일당증체량의 평균은 0.500${\pm}$0.123 kg이었고, 성장곡선 모수 A, b 및 k의 변이계수는 각각 25.3, 14.3 및 32.4%이었다. von Bertalanffy 모형으로 추정한 개체별 성장곡선 모수 A, b 및 k의 평균치는 각각 410.47${\pm}$117.98kg, 0.575${\pm}$0.057 및 0.003${\pm}$0.001이었고, 개체별 변곡점의 평균은 211.02${\pm}$105.53일, 변곡점에서 체중의 평균은 121.62${\pm}$34.94kg, 최대 증체율의 평균은 0.504${\pm}$0.124kg이었으며, 성장곡선 모수 A, b 및 k의 변이계수는 각각 28.7, 9.9 및 33.3%로 추정되었다. Logistic 모형으로 추정한 개체별 성장곡선 모수 A, b 및 k의 평균치는 각각 347.64${\pm}$97.29kg, 6.73${\pm}$0.34 및 0.006${\pm}$0.0018이었고, 개체별 변곡점의 평균은 324.47${\pm}$3.87일, 변곡점에서 체중의 평균은 173.82${\pm}$1.13kg, 최대 증체율의 평균은 0.508${\pm}$0.003kg이었으며, 성장곡선 모수 A, b 및 k의 변이계수는 각각 27.9, 5.0 및 30.0%이었다. Gompertz 모형, von Bertalanffy 모형 및 Logistic 모형에 의해 추정된 생시체중의 평균치들은 각각 36.40${\pm}$0.33, 31.59${\pm}$0.34 및 49.09${\pm}$0.88kg으로 추정되어 실제체중 23.73${\pm}$0.10kg 보다 컸으며 36개월 체중의 경우 세 모형이 각각 349.73${\pm}$2.01, 356.41${\pm}$2.07 및 336.18${\pm}$1.91kg으로 실제체중 363.67${\pm}$2.08kg보다 작았다. 그러나 세 모형으로 추정된 변곡점이 한우 암소의 실질적인 변곡점인지에 대해서는 좀더 검토가 필요한 부분인데, 최(2001)는 한우 암소의 경우 3개월령에서 4개월령 사이의 일당증체량이 0.590으로서 이 시기에 최대의 성장이 이루어지며 3개월령 체중과 4개월령 체중은 각각 79.31 및 98.91kg이라고 보고하고 있으며, 본 연구에서 Table 4에 제시된 결과를 봐도 3개월령과 6개월령 사이 90일 동안에 50.89kg의 증체가 이루어져 일당증체량으로 환산하면 약 0.56kg이 되어 다른 어느 시기보다도 가장 증체속도가 빠른 시기인 것으로 나타났다. 변곡점이 일당증체량이 최대인 시점으로 해석한다면 각 모형에서 고정되어 있는 변곡점의 위치들인 성숙체중의 38.6%(Gompertz 모형), 29.6% (von Bertalanffy 모형) 및 50%(Logistic 모형)는 한우 암소의 실질적인 변곡점보다 늦는 것으로 판단할 수 있는데, 실제로 세 모형 중 변곡점의 위치가 제일 빠른 von Bertalanffy 모형의 적합도가 제일 좋은 것도 이러한 이유 때문일 수 있다. 따라서 한우 암소의 정확한 성장특성을 파악하기 위해서는 변곡점의 위치가 고정되어 있지 않은 기존의 모형들을 이용하는 방안과 아울러 본 연구에 이용된 모형들을 변형시켜 활용하는 방안에 대한 연구가 필요한 것으로 판단된다.