기상 예보자료는 발생 가능한 재난의 예방 및 대비 차원에서 매우 중요한 자료로 활용되고 있다. 우리나라 기상청에서는 동네예보를 통해 5km 공간해상도의 1시간 간격 초단기예보와, 6시간 간격 정량강우예보(Quantitative Precipitation Forecast, QPF)의 단기예보 정보를 제공하고 있다. 그러나 이와 같은 예보자료는 강우량의 시·공간변화가 큰 집중호우와 같은 기상자료를 활용한 수문학적인 해석에는 한계가 있다. 예보자료를 수문학에 활용하기 위한 시·공간적 해상도 개선뿐만 아니라 방대한 기상 및 기후 자료의 예측성능을 개선하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 기상청이 제공하는 지역 앙상블 예측 시스템(Local ENsemble prediction System, LENS)와 종관기상관측시스템(ASOS) 및 방재기상관측시스템(AWS) 관측 데이터 및 동네예보에 기계학습 방법을 적용하여 수문학적 정량적 강수량 예측(Hydrological Quantitative Precipitation Forecast, HQPF) 정보를 생산하였다. 전처리 과정을 통해 모든 데이터의 시간해상도와 공간해상도를 동일한 해상도로 변환하였으며, 예측 변수의 인자 분석을 통해 기계학습의 예측 변수를 도출하였다. 기계학습 방법으로는 처리속도와 확장성을 고려하여 XGBoost(eXtreme Gradient Boosting) 방식을 적용하였으며, 집중호우에서의 예측정확도를 높이기 위해 확률매칭(PM) 방식을 적용하였다. 생산된 HQPF의 성능을 평가하기 위해 2020년에 발생한 14건의 호우 사상을 대상으로 태풍형과 비태풍형으로 구분하여 검증을 수행하였다.
최근 기계학습의 발달로 인공지능을 구현하는 머신러닝과 딥러닝 같은 기술이 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 딥러닝 기반의 R-CNN을 이용한 바이너리 악성코드를 이미지화 하고 이미지에서 특징을 추출해 패밀리를 분류한다. 본 논문에서는 딥러닝에서 두 단계를 이용해 악성코드를 CNN을 이용해 이미지화하고, 악성코드의 패밀리가 갖는 특징을 R-CNN을 이용해 분류함으로 악성코드를 이미지화하여 특징을 분류하고 패밀리를 분류한 후 악성코드의 진화를 자동 분류한다. 제안 기법은 검출율이 93.4%로 우수한 탐지 성능을 보였고 정확도는 98.6%로 매우 높은 성능을 보였다. 또한 악성코드를 이미지화 하는 CNN 처리속도가 23.3ms, 하나의 샘플을 분류하기 위해서 R-CNN처리 속도는 4ms로 비교적 빠르게 악성코드를 판별하고 분류가 가능함을 실험을 통해 증명하였다.
의료영상은 환자의 질병을 진단하고 치료방침을 결정하는데 중요한 도구로 자리매김하고 있다. 최근 의료영상을 인공지능 연구가 국내외에서 활발하게 진행되고 있다. 특히 대규모의 의료영상들을 학습시켜 질병과 상태를 정밀 진단할 뿐만 아니라 예측하는 소프트웨어를 개발 하는 상황이다. 그러나 의료영상은 DICOM 표준에 따르고 있지만 태그정보의 사용은 의료기기와 의료기관마다 상이하다. 따라서 의료영상에 대한 메타 데이터의 표준화에 어려움이 있다. 본 논문은 이러한 의료영상 데이터를 표준화 할 수 있는 방법을 제안한다. 그리고 제안한 표준화 데이터로 변환할 수 있는 ETL 소프트웨어의 수행결과를 보이고, 조건에 따라 머신러닝 학습 데이터셋을 생성하는 결과를 제공한다. 향후 제안한 의료영상 표준화와 ETL 소프트웨어는 다양한 수요자 중심의 표준화된 데이터셋을 제공할 수 있는 플랫폼의 주요기능으로 활용 될 것으로 기대한다.
산업 전 분야에 4차 산업혁명의 신기술인 IoT(Internet of Things), AI(Artificial Intelligence), Bigdata 등이 융합되어 새로운 가치를 창출하는 초연결 지능정보사회가 도래되고 있다. 모든 것이 네트워크에 연결되어 데이터가 폭발적으로 증가하고, 인공지능이 스스로 학습하여 지적 판단 기능까지도 가능하다. 특히 사물인터넷은 언제 어디서나 어느 것과도 연결될 수 있는 새로운 통신환경을 제공함에 따라 모든 것들이 연결되는 초 연결을 가능케 하고 있다. 인공지능 기술은 인간이 가진 지각, 학습, 추론, 자연어처리 등의 능력을 컴퓨터가 실행할 수 있도록 구현되고 있다. 인공지능은 기계학습, 딥러닝(Deep leearning), 자연어처리, 음성인식, 시각인식 등 첨단기술을 개발하는 방향으로 발전되고 있으며, 안전, 의료, 국방, 금융, 복지 등의 다양한 응용 분야에 특화된 소프트웨어와 머신러닝(Machine learning), 클라우드(Cloud) 기술을 포함하고 있다. 이를 통해 인간의 편의와 새로운 가치를 제공하기 위해 산업 전반의 다양한 분야에 활용된다. 하지만, 이와는 반대로 지능적이고 정교해진 사이버 위협들이 증가하고 신기술의 기술적 안전성 확보와 같은 잠재적 역기능들을 동반함에 따라 이에 대한 대응이 필요한 시점이다. 본 논문에서는 이러한 역기능을 해결하기 위한 하나의 방안으로 인공지능기술을 활용하여 IoT 통합보안관제 가능하도록 새로운 데이터모델링(Data modelling) 방안을 제안하였다.
단층은 근원암에서 형성된 석유 가스 등의 탄화수소가 이동하는 통로이자 탄화수소를 가두는 덮개암의 역할을 할 수 있는 지질구조로, 탄화수소가 축적된 저류층을 찾기 위한 탄성파 탐사의 주요 대상 중 하나이다. 하지만 기존의 유사성, 응집성, 분산, 기울기, 단층가능성 등 탄성파 자료의 측면 방향 불연속성을 활용하는 단층 감지 방법들은 전문지식을 갖춘 해석자가 많은 계산 비용과 시간을 투자해야 한다는 문제가 있다. 따라서 많은 연구자들이 단층 해석에 필요한 계산 비용과 시간을 절약하기 위한 다양한 연구를 진행하고 있고, 최근에는 머신러닝 기술을 활용한 연구들이 활발히 수행되고 있다. 단층 해석에는 다양한 머신러닝 기술들 중 서포트백터머신, 다층퍼셉트론, 심층 신경망, 합성곱 신경망 등의 알고리즘이 사용되고 있다. 특히 합성곱 신경망을 활용한 연구는 독자적인 구조의 모델을 사용한 연구뿐만 아니라, 이미지 처리 분야에서 성능이 검증된 모델을 활용한 연구 및 단층의 위치와 주향, 경사 등의 정보를 함께 해석하는 연구도 활발히 진행되고 있다. 이 논문에서는 이러한 연구들을 조사하고 분석하여, 현재까지 단층 위치 및 단층 정보 해석에 가장 효과적인 기술은 영상 처리 분야에서 검증된 U-Net 구조를 바탕으로 한 합성곱 신경망인 것을 확인했다. 이러한 합성곱 신경망에 전이학습 및 데이터 증식 기법을 접목하면 앞으로 더욱 효과적인 단층 감지 및 정보 해석이 가능할 것으로 기대된다.
최근 딥러닝 기법이 다양한 종류의 패턴 인식에 있어서 우수한 성능을 보이고 있다. 하지만 소규모의 훈련데이터를 이용한 분류 실험에 있어서 전통적으로 사용되던 머신러닝 기법에 비해서 DNN의 성능이 우수한지에 대해서는 다소 간의 논란이 있어 왔다. 본 연구에서는 오디오 검출에 있어서 전통적으로 사용되어 왔던 GMM, SVM의 성능과 DNN의 성능을 비교하였다. 동일한 데이터에 대해서 인식실험을 수행한 결과, 전반적인 성능은 DNN이 우수하였으나 세그먼트 기반의 F-score에서 SVM이 DNN에 비해 우수한 성능을 보임을 알 수 있었다.
The use of machine learning technologies such as deep and reinforcement learning has proliferated in various domains with the advancement of deep neural network studies. To make the learning successful, both big data acquisition and fast processing are required. However, for some physical world applications such as autonomous drone flight, it is difficult to achieve efficient learning because learning with a premature A.I. is dangerous, cost-ineffective, and time-consuming. To solve these problems, simulation-based approaches can be considered. In this study, we analyze recent trends in drone simulation technologies and compare their features. Subsequently, we introduce Octopus, which is a highly precise and scalable drone simulator being developed by ETRI.
Cities have complex system composed diverse activities. The activities in cities have complex relationship that creates diverse urban phenomena. Big Data is emerging technology in order to understand such complex network. This research aims to understand such relations by analysing the diverse city indexes. 28 indexes were collected in 25 of districts in Seoul city and analysed to find a weighted correlation. By defining the correlation values of certain years, it tries to predict the missed index values, "happiness" of each districts in other years. The result presents that the overall prediction accuracy 70.25%. However, for further discussion, the result is considered that this methods may not enough to use in practice, since the data has inconstant accuracy by different learning years.
수출의존도가 높은 한국은 코로나19 팬데믹, 우크라이나-러시아 전쟁 등 대외환경의 변화에 따른 수출 여건에 민감할 수 밖에 없는 환경이다. 이에 발 빠르게 대응하기 위해 정확한 수출증감률 예측이 필요하며 이를 가장 잘 수행할 수 있는 예측모델을 찾고자 한다. 수출에 영향을 끼치는 주요변수 선정 후, min-max 정규화를 시행하고 변수간 상관계수와 다중공선성 확인을 통해 변수를 축소했다. 그리고 머신러닝 예측모델로 많이 사용되는 Linear Regression, Decision Tree, Gradient Boost Regressor, Random Forest 4가지 모델에 대입하여 수출 증감률 예측 정확도를 비교했다. 그 결과, Linear Regression의 MSE가 0.087로 가장 낮아 제일 우수한 모델이라는 결론에 도달했다.
컴퓨팅 시스템들은 사이버공격에 대한 다양한 취약점을 가지고 있다. 특히 정보화 사회에서 지능화된 다양한 사이버공격은 사회적으로 심각한 문제와 경제적 손실을 초래한다. 전통적인 침입탐지시스템은 오용침입탐지(misuse)기반의 기술로 사이버공격을 정확하게 탐지하기 위해서는 지속적인 새로운 공격 패턴 갱신과 수많은 보안 장비에서 생성되는 방대한 양의 데이터에 대한 실시간 분석을 해야만 한다. 하지만 전통적인 보안시스템은 실시간으로 탐지 및 분석을 통한 대응을 할 수 없기 때문에 침해 사고의 인지시점이 지체되어 많은 피해를 야기할 수도 있다. 따라서 머신 러닝과 빅데이터 분석 모델 기반으로 끊임없이 증가하는 사이버 보안 위협을 신속하게 탐지, 분석을 통한 대응과 예측할 수 있는 새로운 보안 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 머신 러닝과 빅데이터 기술을 활용한 IDS 구축 방안을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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