• 제목/요약/키워드: 디자인 기반 학습

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Self-Attention 기반의 변분 오토인코더를 활용한 신약 디자인 (De Novo Drug Design Using Self-Attention Based Variational Autoencoder)

  • ;최종환;서상민;김경훈;박상현
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제11권1호
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    • pp.11-18
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    • 2022
  • 신약 디자인은 단백질 수용체와 같은 생물학적 표적과 상호작용할 수 있는 약물 후보물질을 식별하는 과정이다. 전통적인 신약 디자인 연구는 약물 후보 물질 탐색과 약물 개발 단계로 구성되어 있으나, 하나의 신약을 개발하기 위해서는 10년 이상의 장시간이 요구된다. 이러한 기간을 단축하고 효율적으로 신약 후보 물질을 발굴하기 위하여 심층 학습 기반의 방법들이 연구되고 있다. 많은 심층학습 기반의 모델들은 SMILES 문자열로 표현된 화합물을 재귀신경망을 통해 학습 및 생성하고 있으나, 재귀신경망은 훈련시간이 길고 복잡한 분자식의 규칙을 학습시키기 어려운 단점이 있어서 개선의 여지가 남아있다. 본 연구에서는 self-attention과 variational autoencoder를 활용하여 SMILES 문자열을 생성하는 딥러닝 모델을 제안한다. 제안된 모델은 최신 신약 디자인 모델 대비 훈련 시간을 1/26로 단축하는 것뿐만 아니라 유효한 SMILES를 더 많이 생성하는 것을 확인하였다.

진화하는 그래프 구조 학습을 위한 부스티드 DNA 컴퓨팅 (Boosted DNA Computing for Evolutionary Graphical Structure Learning)

  • 석호식;장병탁
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (B)
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    • pp.265-267
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    • 2005
  • DNA 컴퓨팅은 분자 수준(molecular level)에서 연산을 수행한다. 따라서 일반적인 실리콘 기반의 컴퓨터에서와는 달리, 순차적인 연산 제어를 보장하기 어렵다는 특징이 있다. 그러나 DNA 컴퓨팅은 화학반응에 기초한 연산이기 때문에, 실험자가 의도한 연산을 많은 수의 분자에 동시에 적용할 수 있으므로 실리콘 기반의 컴퓨터와는 비교할 수 없는 병렬 연산을 구현할 수 있다. 병렬 연산을 구현하고자 할 때, 일반적으로 연산에 사용하는 모든 DNA 분자들을 대상으로 연산을 구현할 수도 있다. 그러나 전체가 아닌 일부의 분자들을 상대로 연산을 수행하는 것 역시 가능하며 이 때 자연스러운 방법으로 사용할 수 있는 방법이 배깅(Bagging)이나 부스팅(Boosting)과 같은 앙상블(ensemble) 계열의 학습 방법이다. 일반적인 부스팅과 달리 가중치를 부여하는 것이 아니라 특정 학습자(learner)를 나타내는 분자들을 증폭한다면 가중치를 분자의 양으로 표현하는 것이 가능하므로 분자 수준에서 앙상블 계열의 학습을 구현하는 것이 가능하다. 본 논문에서는 앙상블 계열의 학습 방법 중 특히 부스팅의 효과를 DNA 컴퓨팅에 응용하고자 할 때, 어떤 방법이 가능하며, 표현 과정에서 고려해야 할 사항은 어떠한 것들이 있는지 고려하고자 한다. 본 논문에서는 규모를 사전에 한정할 수 없는 진화 가능한 그래프 구조(evolutionary graph structure)를 학습할 수 있는 방법을 찾아보고자 한다. 진화 가능한 그래프 구조는 기존의 DNA 컴퓨팅 방법으로는 학습할 수 없는 문제이다. 그러나 조합 가능한 수를 사전에 정의할 수 없기 때문에 분자의 수에 상관없이 동일한 연산 시간에 문제를 해결할 수 있는 DNA 컴퓨팅의 장정을 가장 잘 발휘할 수 있는 문제이기도 하다.개별 태스크의 특성에 따른 성능 조절과 태스크의 변화에 따른 빠른 반응을 자랑으로 한다. 본 논문에선 TIB 알고리즘을 리눅스 커널에 구현하여 성능을 평가하였고 그 결과 리눅스에서 사용되는 기존 인터벌 기반의 알고리즘들에 비해 좋은 전력 절감 효과를 얻을 수 있었다.과는 한식 외식업체들이 고객들의 재구매 의도를 높이기 위해서는 한식 외식업체의 서비스요인, 식음료요인, 이벤트 요인 등을 강화함으로써 전반적인 종사원 서비스 품질과 식음료품질을 높이는 전략을 취해야 한다는 것을 시사해주고 있다. 본 연구는 대구 경북소재 한식 외식업체만을 대상으로 하여 연구를 실시하여 연구의 일반화와 한식 외식업체를 이용하는 이용 고객들이 한식 외식업체를 재방문하는 재구매 의도가 발생하는데 있어 발생하는 과정을 설명하는 종단적 연구를 실시하지 못한 한계점을 가지고 있다.아직 산업 디자인이 품질경쟁력에 크게 영향을 미치는 성숙단계에 이르지 못하였음을 의미한다. (2) 제품 디자인에게 영향을 끼치는 유의적인 변수는 연구개발력, 연구개발투자 수준, 혁신활동 수준(5S, TPM, 6Sigma 운동, QC 등)이며, 제품 디자인은 우선 품질경쟁력을 높여 간접적으로 고객만족과 고객 충성을 유발하는 것으로 추정되었다. 상기의 분석결과로부터, 본 연구는 다음과 같은 정책적 함의를 도출하였다. 첫째, 신상품 개발과 혁신을 위한 포괄적인 연구개발 프로젝트를 품질 경쟁력의 주요 결정요인(제품의 기본성능, 신뢰성, 수명(내구성) 및 제품 디자인)과 연계하여 추진해야 할 것이다. 둘째, 기업은 디자인 경영 마인드 제고와 디자인 전문인력 양성을, 대학은 디자인 현장 업무를 통하여 창의력 증진과 기획 및 마케팅 능력 교육을, 정부는 디자인 기술개발 및 디자인 교육지원의 강화를 통하여 각각 디자인 경쟁력$\righta

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초등학생의 소프트웨어교육을 위한 디자인사고 기반 메이커교육 프로그램 적용 (Application of design thinking-based maker education program for elementary school students' software education)

  • 이샛별;이승철;김태영
    • 한국컴퓨터교육학회 학술대회
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    • 한국컴퓨터교육학회 2018년도 하계학술대회
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    • pp.129-132
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    • 2018
  • 미래사회가 요구하는 창의융합형 인재 육성을 위한 기초소양 함양을 위해 소프트웨어 교육이 의무화되는 등 컴퓨팅 사고력과 지능정보사회에 필요한 핵심역량인 협력적 문제해결력의 향상을 위한 소프트웨어 교육에서의 교수 학습 방법이 강조되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 감성적 사고와 창의적 사고력의 균형을 추구하는 디자인 사고와 실생활 맥락적 문제를 해결하는 메이커 활동을 결합한 디자인 사고 기반 메이커교육을 소프트웨어 교육에 적용하여 초등학생의 협력적 문제해결력에 미치는 영향을 검증하고자 한다. 이를 통하여 디자인 사고기반 메이커 교육의 학습효과를 밝히고, 초등학교 수업에서 다른 교과목과 융합한 소프트웨어 교육의 적용방법에 대한 시사점을 제공하고자 한다.

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미술·디자인계열 전공 실습교육을 위한 증강현실기반 이러닝(AREL: AR based e-Learning) 프레임워크 디자인 (AREL(AR based E-Learning) for PBE(Practice-Based Education) Framework Design in the Field of Art and Design Major)

  • 이기호
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권43호
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    • pp.363-386
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    • 2016
  • 본 연구는 대학의 미술 디자인계열 전공 실습 교과목의 실습수업을 위한 이러닝 교수학습법을 개발하기 위해 기본 틀이 될 프레임워크를 디자인하는 연구이다. 특히 일방향적인 이러닝 교육방식에서 탈피하여 증강현실(AR)의 콘텐츠 재현 과정을 학습방법으로 적용함으로써 가상적 상황을 현실상황에 증강시켜 학습자로 하여금 학습환경에 대한 현실감을 높이는 데에 초점을 두고 있다. 본 프레임워크 구축 과정 및 교수학습법 개발은 이전에 발표된 "증강현실을 이용한 대학 e-Learing 실습교육"의 학습효과 실험연구를 위한 증강현실 기반의 실습교육 교수학습법 개발 과정에 관한 논문으로써 시기적으로는 이전 논문의 선행연구임을 밝히며, 기 발표 논문과 본 논문을 기반으로 본격적인 학습효과 실험에 들어가기 위한 교과과정 개발에 목적을 둔다. 학습방식에 따른 구분은 기본 학습유형에 따라 대면학습(FFL), 블랜디드학습(BL), 완전이러닝(EL), 그리고 증강현실 기반 이러닝(AREL) 4개 교수 학습방법으로 구분한다. 본 연구를 위해 FFL, BL, EL의 각 교수학습 프레임을 비교 분석하고 AREL의 교수학습유형과 비교분석 및 종합적 결합을 통해 효과적인 증강현실 기반의 교수학습 프레임워크 구축하였다. 또한 향후 학습효과 실험을 위한 AREL 실습교과목 교수학습 과정 설계 틀을 제시함으로써 연구를 마친다.

G러닝기반 교육 콘텐츠 개발 사례 (The Development Case of G-Learning Based Education Contents)

  • 은광하;유석호
    • 디지털융복합연구
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    • 제11권4호
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    • pp.397-402
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    • 2013
  • 제시되는 개발 사례는 창의성 개발을 위한 스마트 교육 콘텐츠 개발내용으로서 학습자의 성향에 맞는 상호작용이 가능한 G-러닝 기반 교육교재 소프트웨어의 디자인 접근 및 개발내용을 제시하였다. 무엇보다도 게임의 특성인 상호작용을 극대화 할 수 있도록 디자인 접근방식에 초점을 두어 학습자의 성향에 따른 교육 수준 레벨별 몰입이 가능한 교육 콘텐츠를 개발한 것으로서 레벨 디자인 설계에 따른 난이도 기반 콘텐츠 구성이 가능한 콘텐츠이다. 또한, 시각적 측면에서 출현하는 오브젝트 및 캐릭터의 비주얼 커스터마이징(Customizing) 기능을 구현하여 학습자의 성향에 따라서 몰입할 수 있는 비주얼 환경을 설정하여 효과적인 교육이 가능하도록 구현한 사례이다.

간호학 임상실습에서 디자인씽킹 기반 팀 프로젝트 학습 설계 및 적용효과 (A Design and Effect of Design Thinking-Based Team Project Learning in Nursing Clinical Practice)

  • 강명주;정경희;조정아
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.336-348
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    • 2019
  • 본 연구는 디자인씽킹 기반 팀 프로젝트 학습이 간호대학생의 공감력 및 문제해결의 적극성에 미치는 효과를 검증하고 팀 프로젝트 학습 참여경험을 분석하였다. 연구설계는 단일집단 전후설계에 의한 원시실험연구로 대상자는 N대학교 간호학과 4학년 간호관리학실습 교과목 수강자 64명이었다. 디자인씽킹 기반의 팀 프로젝트 학습은 2주간의 임상실습 중 매주 5일, 1일 1시간 30분, 총 10회기를 실시하였다. 수집된 자료는 SPSS/WIN 22.0을 사용하여 paired t-test, Pearson's correlation coefficients로 분석하였으며, 팀 프로젝트 학습 참여경험은 내용분석을 하였다. 연구결과 디자인씽킹 기반 팀 프로젝트 학습 전과 후 대상자의 공감력(t=-2.94, p=.005)과 문제해결의 적극성(t=-6.23, p<.001)은 통계적으로 유의한 차이가 있었으며, 공감력과 문제해결의 적극성 간에는 유의한 양의 상관관계(r=.634, p<.001)가 있었다. 팀 학습 참여경험은 디자인씽킹, 공감, 문제해결능력, 비판적사고의 4개 주제로 범주화 되었다. 연구결과 디자인씽킹 기반 팀 프로젝트 학습은 고객의 욕구를 찾고, 정의하고, 문제의 해결안을 창출하는 과정에서 다양한 이해관계자 간 협업을 통해 문제에 대한 몰입도를 높이고 공감력을 발휘하는데 효과적인 교수학습 방법임을 알 수 있었다.

뉴미디어 시대 전문대학 디자인 교육 전략과 문제점 연구 - 커뮤니케이션 툴 학습기능을 중심으로 -

  • 명광주
    • 디자인학연구
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    • 제12권3호
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    • pp.55-71
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    • 1999
  • 본 연구는 전문대학 디자인 교육의 문제를 점검하고, 전문대학만의 차별화 된 디자인 교육을 위한 전략과 방향을 정보화에 기반한 커뮤니케이션 툴 학습기능을 중심으로 찾아보는 것이 목적이다. 연구 방법은 주로 문헌 조사 방법을 사용 했다. 전문대학 디자인 관련 현황과 문제점을 분석하고, 새로운 학습체제의 대안을 제시 했다. 연구에서 도출한 결론은 첫째, 전문대학 디자인 교과과정은 중견 직업인 양성 목적 보다는 4년제 교과과정의 모방이며 둘째, 학과목의 연계성 부족과 과도한 학과목으로 전문성 양성과 거리가 있고 셋째, 정보화와 멀티미디어화 등에 대한 대응력에서 취약하며 넷째, 학교 시설과 교수 인력에 한계가 있다. 이에 인터넷등 네트워크 미디어를 통해 가상학교를 구축, 상호 시너지를 확보하는 전략 전개의 필요성을 제시했다. 결론적으로 본 연구 논문은 전문대학의 현실적 디자인 교육 진단을 근거로, 국가적인 교육 정보화 정책과 세계적인 사이버 교육의 트렌드를 접합하여 현실적인 대안을 제시했다.

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인지 심리적 모형을 기반으로 한 초등 수학 교육용 기능성게임 디자인 설계전략 (Design Framework for Math Educational Serious game Based on Cognitive Psychology)

  • 최은영
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권45호
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    • pp.299-320
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    • 2016
  • 교육 패러다임의 변화에 따라 기능성게임을 이용한 교육방법에 대한 관심이 증가하고 있다. 하지만 교육용 기능성게임의 학습효과에 중점을 둔 결과 지향적 게임 디자인 설계는 게임의 재미적인 요소와 몰입감을 간과한 경우가 많으며, 지속적 학습참여와 같은 내재적 요인들을 반영하지 못했다. 교육용 기능성게임의 지속적인 사용 및 확장과 학습 효과를 높여주기 위하여 학습자의 학습 성향 및 인지확장에 대한 변화를 반영한 게임디자인 설계가 필요하다. 본 연구에서는 인지심리학 모형을 바탕으로 한 게임디자인 설계전략을 문헌 리뷰를 통하여 분석 및 제시하고자 한다. 이는 학습자 및 학습효과에 질적 양적측면에서 긍정적 영향을 미칠 것으로 판단된다.

양방향 웹기반 의상디자인 교육시스템의 설계 및 구축 (Design and Construction of Interactive Web-based Instruction System for Fashion Design)

  • 김이영;박민여
    • 컴퓨터교육학회논문지
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    • 제7권5호
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    • pp.33-43
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    • 2004
  • 원격교육에서는 교수(敎授, teaching)와 학습(學習, learning)이 컴퓨터와 인터넷을 통해서 이루어지기 때문에 교수자(敎授者)와 학습자(學習者)가 만족할 수 있는 교수-학습방법이 제공되어야 한다. 그러나 기존의 WBI 시스템은 저비용으로 개발이 용이한 텍스트위주의 원격교육용 교재 개발에 치중하고 있다. 의상디자인 교과는 이론교육 뿐만 아니라 직접 실습해보며 익히는 실기교육이 필수적으로 요구된다. 이러한 실기교육을 위해서는 일반적인 텍스트 위주의 교수-학습이론이나 방법은 물론 디자인 전 과정에서 교수자와의 상호작용을 통한 피드백이 이루어지는 교수-학습 방법이 필요하다. 본 연구는 실기교과의 교수-학습방법이 효과적으로 내재된 웹기반 의상디자인 원격 교육시스템을 설계, 제안하고, 패션일러스트레이션 교과목을 중심으로 구현된 사례 시스템을 제시하였다. 또한 선별된 실험집단의 평가를 통하여 학습 효과를 규명하고 의상디자인 교육의 원격교육 가능성과 유용성을 확인하였다.

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