• 제목/요약/키워드: 방법론 평가

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고급과학기술인력의 국가간 유출입 결정요인에 관한 연구: 미국과 한국의 사례를 중심으로 (Brain Drain and International Mobility of High-Skilled Scientists)

  • 한웅용;정원일;전용일
    • 국제지역연구
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    • 제15권1호
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    • pp.267-288
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    • 2011
  • 세계화가 진전되면서 인적자본이동이 용이해지고, 고급기술인력들이 국제적으로 거주지를 결정함에 있어 국가 차원에서 조성된 경제환경이 상대적으로 중요하게 되었다. 이러한 우수두뇌의 유출과 유입을 통하여 한 국가의 기술경쟁력에 차이가 발생하며 이에 따라 경제의 발전정도가 결정된다는 현실을 고려하여, 대표적인 두뇌유입국인 미국에서 이공계박사학위자들의 진로를 통해 두뇌유출에 대한 일반화를 시도하고, 한국정부주도로 이루어진 국제연구인력교류사업의 설문조사를 통하여 고급두뇌의 구체적인 유치방법론을 제시하였다. 두뇌유출국의 결정요인 파악을 위하여, 미국에서 박사학위를 받은 후 체류를 원하는 국가를 구분하여 유입국 및 유출국을 설정하였다. 두뇌유출국은 주로 1인당GDP, GDP증가율, 인구증가율 등이 낮은, 경제적으로 정적인 국가인 것으로 나타났다. 또한, 과학 연구인력의 유출과 유입이라는 측면에서 우리나라에서 진행하였던 국제연구인력교류사업의 연구책임자를 대상으로 한 설문조사를 이용하여, 해외 인력을 효율적으로 이용하기 위한 조건 및 만족도 결정요인을 살펴보았다. 해외과학자 초빙의 주요동기는 연구인력 보충, 국제네트워크구축, 지식기술의 교류로 나타났고, 해외과학자 초빙을 위하여 해외과학자의 주거문제 해결이 시급한 것으로 나타났다.

한국가정과교육학회지의 "인간발달.가족" 분야에 대한 20년 연구 동향분석; 성과와 과제 (Research Trends on Human Development and Family Studies in Journal of Korean Home Economic Education; A Review and Prospect of Research during the past 20 years)

  • 조병은;이종희;이현정;주현정
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.143-161
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    • 2009
  • 본 연구는 지난 20년 동안에 한국가정과교육학회지에 실린 인간발달과 가족분야에 관한 논문을 교과교육학(가정과교육철학과 교사의 전문성, 가정과교육과정, 가정과교수 학습자료 개발 및 활용)과 교과내용학(인간발달, 가족학)으로 나누어 연구주제, 연구방법 측면에서 분석하여 연구동향과 성과를 파악하고, 향후 연구의 방향을 제시하고자 하였다. 총 93편의 논문을 5영역에서 분석한 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 가정과교육철학과 교사의 전문성 연구는 다른 주제의 연구에 비해 연구가 매우 부족하였으며, 주로 가정과 교육의 본질에 대한 연구가 이루어졌고 가정교과의 당위성을 나타내었다. 둘째, 가정과 교육과정의 이해 연구는 최근 들어 연구가 크게 증가하고 있으며, 가정과 교육과정의 체계, 가정과 교육과정과 수업과의 관계, 가정과 교육과정의 개발에 대한 연구가 이루어졌으나, 주된 연구는 가정교과 교과서 내용 분석에 관한 연구였다. 이론을 적용하여 교과서를 분석한 연구는 매우 적었고, 주로 출판사별로 비교하거나 외형적인 분석을 하고 교과내용의 구성을 연구한 경우가 많았다. 셋째, 가정과 교수 학습 및 평가에 관한 연구는 가정과 교수 학습자료 개발 및 활용과 교수 학습방법과 실제에 관한 연구가 다수를 차지하고 있었다. 그러나 상대적으로 가정과 평가방법과 실제에 관한 연구는 매우 부족한 실정이었다. 따라서 앞으로의 가정과 교과교육학의 발전을 위해 가정과 평가에 대한 연구가 더욱 이루어져야 할 것으로 본다. 넷째, 인간발달과정에서 청소년기를 중심으로 발달 특성과 문제를 다루고, 부모됨과 부모역할에서 청소년기 자녀를 둔 부모역할을 주로 다루어 대부분의 연구가 청소년의 긍정적 발달을 위한 가정과 교육의 기초 자료를 제시하고자 하였다. 다섯째, 가족관계와 가족문제가 가장 많이 연구되었고 가족환경 특히, 부모와의 의사소통이 청소년의 학교적응과 심리적 적응에 긍정적인 관계를 보였다. 전체적으로, 교과교육과 관련된 연구가 교과내용에 관한 연구보다 적어 가정과 교육의 현장적용에 대한 연구가 앞으로 연구되어져야 한다. 또한 편의표집으로 설문지를 통한 한사람의 응답으로만 수행된 조사연구가 많아 다양한 연구방법, 현장적용연구의 확대 등의 문제는 향후연구가 극복해야 할 과제로 나타났다.

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조기유방암 환자에서 방사선 모의치료 방법의 차이에 따른 심근관류결손의 비교 평가 (Evaluation and Comparison of Myocardial Perfusion Defects in Patients with Early Breast Cancer Subjected to Different Radiation Simulation Techniques)

  • 남지호;기용간;김동원;김원택
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제25권1호
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    • pp.26-33
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    • 2007
  • 목 적: 좌측 조기유방암으로 보존수술 후 2차원 또는 3차원 모의치료를 통해 방사선치료를 받은 환자들에서 SPECT (single photon emitted computerized tomography) 영상을 이용하여 심근관류결손의 부위와 빈도를 비교 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 2002년 1월부터 2003년 8월까지 AJCC 병기 T1-T2N0M0인 좌측 조기유방암으로 진단되어 외과에서 보존수술 및 화학요법 후 방사선치료를 시행하였던 32명의 환자들을 대상으로 하였다. X선 투시기를 이용한 2차원 모의치료를 통해 방사선치료를 받은 환자들과 컴퓨터단층촬영 기반의 3차원 모의치료 방법을 이용했던 환자들을 구분하여 연구를 진행하였다. 이들을 대상으로 최소 3년 이상의 추적관찰 기간 후에 technetium-99m-sestamibi gated perfusion SPECT를 시행하여 각 군에서의 심근관류결손의 부위와 빈도를 비교 평가하였고, 각 환자들에서의 심벽의 운동상태와 좌심실의 박출량을 측정하여 분석하였다. 또한 모의치료 과정에서 방사선에 피폭되는 심장영역을 각 군에서 측정하여 심근관류결손과의 상관관계를 알아보았다. 결 과: SPECT 영상 결과, 심근관류결손이 확인된 경우는 전체 32명의 환자 중 11명(34.4%)이었다. 2차원 모의치료를 받은 15명의 환자 중 7명(46.7%)에서, 3차원 모의치료를 받은 17명의 환자 중 4명(23.5%)에서 관류결손이 발견되었는데, 3차원 모의치료를 이용한 환자들에서 심근관류결손의 빈도가 통계적으로 유의하게 낮았다(p=0.0312). 심근관류결손이 확인된 11명 중, 심첨부 결손을 보인 경우가 10명으로 대부분을 차지했다. 심벽의 운동상태와 심실박출량은 모두 정상이었으며, 방사선 조사야에 포함된 심장영역은 3차원 모의치료 군에서 보다 작았으나 양군에서의 심근관류결손과의 통계적 유의성은 확인할 수 없었다. 결 론: 저자들은 이번 연구를 통해 좌측 조기유방암 환자에서 보존수술 후 방사선치료 시 전산화단층촬영 모의치료기를 이용한 3차원 모의치료 방법을 이용하면 심근에 대한 조사용적을 줄일 수 있어 심근관류결손의 빈도를 낮출 수 있음을 확인하였다. 그러나 심근관류스캔상의 결손과 향후 임상적인 허혈성 심장질환으로의 발전 또는 이로 인한 사망률의 증가와의 연관성은 장기간의 추적관찰과 전향적 임상연구를 통해 확인할 필요가 있겠다.

배 재배지 단위의 탄소 배출량 및 흡수량 평가 연구 (Study on Evaluation of Carbon Emission and Sequestration in Pear Orchard)

  • 서상욱;최은정;정현철;이종식;김건엽;소규호;이재석
    • 환경생물
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    • 제34권4호
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    • pp.257-263
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    • 2016
  • 본 연구는 영년생 작물 중 배 재배지의 탄소수지 평가를 위하여 전남 나주 욱곡리 배 재배지에서 토양호흡, 초본류의 생태계순생산량 그리고 배 과수의 바이오매스와 배 재배지에서의 생태계순교환량을 측정하였다. 2015년 배 재배지의 연간 토양호흡량은 약 $25.6ton\;CO_2\;ha^{-1}$이었다. 바이오매스 측정을 통해 측정된 배나무 수체에 저장된 $CO_2$ 양은 $(-)27.9ton\;CO_2\;ha^{-1}$이었으며, 전정된 가지에 저장된 $CO_2$ 양은 약 $(-)12.6ton\;CO_2\;ha^{-1}\;yr^{-1}$이었다. 배 재배지 임상 하부에 자생하는 초본류 광합성에 의해 흡수된 $CO_2$ 양은 $(-)5.2ton\;CO_2\;ha^{-1}\;yr^{-1}$이었다. 이를 배 재배지 단위에서의 $CO_2$ 배출량과 흡수량으로 구분하여 보면, 연간 1 ha당 약 25.6 ton이 대기 중으로 배출되었으며 대기로부터 흡수된 $CO_2$는 약 (-)45.7 ton이었다. 이를 합산하면 연간 약 (-)20.1 ton의 $CO_2$가 대기 중으로부터 배 재배지로 흡수되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 미기상학적인 방법을 이용하여 측정한 배 재배지 대기와 작물 및 토양권 간의 연간 $CO_2$ 교환량 $(-)17.8ton\;ha^{-1}$와 큰 차이를 보이지 않았다. 이러한 다양한 접근 방법을 이용한 연구는 배 재배지뿐만 아니라 영년생 작물 재배지 단위에서 농업생태계 구성요소들 간의 $CO_2$ 흐름을 파악하여 보다 효율적인 탄소수지 평가 연구를 위한 방법론을 제시하고 향후 농업생태계가 탄소 흡수원으로서 인정받기 위한 후속 연구의 기초 데이터로 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

퇴적물 이동경로 식별을 위한 입도경향 분석법의 가능성과 한계 (Grain-Size Trend Analysis for Identifying Net Sediment Transport Pathways: Potentials and Limitations)

  • 김성환;류호상;유근배
    • 대한지리학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.469-487
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    • 2007
  • 입도경향 분석법은 파이척도로 표현된 평균입도, 분급, 왜도 등 퇴적물 입도조직변수가 퇴적물의 이동경로를 따라 특정한 경향을 보이는 성질을 이용한 퇴적물 이동경로 식별 방법론이다. 적용이 간편하고 저렴하여 지형학 연구에 널리 응용될 수 있는 가능성을 지니고 있으나 방법론상의 한계도 몇 가지 측면에서 지적되고 있어 주의가 필요하다. 이 연구는 McLaren과 Bowles의 1차원 경로분석법, Gao와 Collins, Le Roux의 2차원 이동벡터법 등 현재까지 정립된 입도경향 분석의 대표적인 세 가지 기법을 비교 평가하여 적절한 활용법을 도출하고, 입도경향 분석의 추후 연구과제를 제안한 것이다. McLaren-Bowles의 1차원 경로분석법은 연구자의 현장경험을 분석에 효과적으로 결합시킬 수 있고 X-분포를 통해 퇴적환경에 대한 해석을 제공해주며 장기적인 퇴적물 순이동 패턴을 파악하는데 효과적이나 연구자의 주관적 해석에 의존해야 한다는 점, 식별할 수 있는 시간 해상도가 낮다는 점등이 단점이다. Gao-Collins의 2차원 이동벡터법은 명확한 절차, 2차원적인 시각화, 세밀한 시간 해상도 등이 장점이지만, 임계거리 선정, 잡벡터 제거과정 등이 문제를 유발할 수 있으므로 분석 시 주의를 요한다. 셋째, Le Roux의 2차원 이동벡터법은 확장된 경험규칙과 조직변수 간의 구배를 고려하고 시간해상도도 세밀하지만, 분석개념이 모호하고 복잡하다. 입도경향 분석은 현장에 대한 연구자의 이해도, 조사하고자 하는 퇴적물 순이동 패턴의 시간적 스케일, 초점을 맞추고자 하는 정보 등에 따라 적절한 기법을 선택하고, 거기에 부합되는 시료채취방안을 기획하는 것이 중요하다. 또한 입도경향 분석이 지형학 연구에 기여하기 위해서는 시료채취 깊이, 교란층의 두께 등 시료채취 과정의 요소들과 퇴적물 순이동 패턴이 지시하는 시간스케일 간의 관계가 체계적으로 규명되어야 한다고 판단된다.

Noncondensable gas's influence in waster vapor absorption accompanying interfacial disturbance into aqueous solution of LiBr

  • Dong-Ho RIE;Keun-Oh Lee
    • 한국안전학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.63-70
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    • 1992
  • 흡수식 열펌프에서 폭 넓게 사용되고 있는 대표적인 냉매/흡수용액은 $H_2O$ / LiBr 계이다 그러나, LiBr 수용액의 점성계수는 LiBr의 농도가 커짐에 따라 증가하기 때문에, LiBr수용액의 농용액 영역에서 물질확산계수가 감소한다. 이 결점을 보완하기 위해 흡수용액에 계면활성제를 첨가시키므로서 흡수를 촉진시키는 방식을 이용하고 있다. 계면활성제의 첨가에 의한 흡수용액의 열 및 물질이동 촉진에 관한 연구는 계면활성제 첨가농도에 의해 흡수용액의 표면상에서 게면활성제가 액적으로 존재하는 계면활성제 포화용해도 이상의 조건에서 발생하는 마랑고니대류가 효과적이다. 이 흡수촉진효과는 냉매증기의 흡수시 흡수용액표면상의 분포한 계면활성제와 흡수용액사이의 표면장력차에 기인하는 계면교한 현상에 기인한다. 그러나, 이흡수촉지효과는 냉매증기의 흡수가 일어나는 흡수기 내부의 不안정상태, 즉, 불응축성가스(공기)가 존재하지 않는 조건하에서 이루어지며, 불응축성가스가 흡수촉진저하(열 및 물질이동의 저하)에 기인하는 연구는 보고된 바 없다. 이러한 불응축성가스가 흡수기 내부에 존재할 때 계면교한의 거동 및 열 및 물질이동저하현상을 파악하기 위하여 계면활성제 농도변화(포화용해도 이상 및 이하의 두 조건)에 따른 증기흡수 실험 및 계면교한가시화 실험을 행하였다. 결과적으로 본실험을 통하여 불응축성가스가 수증기흡수에 끼치는 영향을 파악(계면교란의 악화) 첨가시의 흡수량과 不安定상태(불응축성가스가 존재시)의 증기흡수량의 비교에 의해 급격한 증기흡수저하가 不安定상태하에서 발생함으로서 불응축성가스가 흡수촉진효과(계면교한현상)을 저해시키는 결론을 얻었다.es and facts obtained by the expenence in this area, respectively. Both depth-first search and backward chaining schemes are used in reasoning process. This expert system is written in an artificial intelligence language "PROLOG", and its availability is demonstrated through the case study.e함량은 감소되었으며 sulfhydryl기가 증가됨에 따라서 disulfide groups은 감소되는 경향을 보였고 ascorbic acid는 열처리 온도뿐만 아니라 시간과도 관련이 있음을 알 수 있었다. 저온 살균유와 초고온 살균유 사이에서는 지표물질들의 함량이 다소 차이가 있음을 볼 수 있었다.담시간이 구체적으로 기술되지 않았으며, 고유한 언어를 통역하는 과정에서 의미론적 문제에 대한 고려가 부족하였다. 면접과 기록과정에서 보면 자료의 기록과정과 분류 및 분석과정이 명시되어 있지 않았다. 참여관찰과 면접방법을 사용시 이에 대한 자세한 기술이 되어 있지 않았다. 5. 연구결과의 적용 및 이에 대한 논의는 상당히 제한되어 있었는데, 수편의 연구만이 방법론 문제점과 앞으로의 연구분야에 대한 전망을 제시하였으며, 특이한 것은 어 떤 연구자도 이른 개발을 위한 적용 및 임상실무적 차원에서 간호에 대한 제언을 하지 않았다.유모델변수들은 유입-유출 자료들로부터 평가할 수 있으며, 이를 위해서 본 논문에서는 Gauss-Newton 방법을 이용한 Bard

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인터넷 검색기록 분석을 통한 쇼핑의도 포함 키워드 자동 추출 기법 (A Methodology for Extracting Shopping-Related Keywords by Analyzing Internet Navigation Patterns)

  • 김민규;김남규;정인환
    • 지능정보연구
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    • 제20권2호
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    • pp.123-136
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    • 2014
  • 최근 온라인 및 다양한 스마트 기기의 사용이 확산됨에 따라 온라인을 통한 쇼핑구매가 더욱 활성화 되었다. 때문에 인터넷 쇼핑몰들은 쇼핑에 관심이 있는 잠재 고객들에게 한 번이라도 더 자사의 링크를 노출시키기 위해 키워드에 비용을 지불할 용의가 있으며, 이러한 추세는 검색 광고 시장의 광고비를 증가시키는 원인을 제공하였다. 이 때 키워드의 가치는 대체로 검색어의 빈도수에 기반을 두어 산정된다. 하지만 포털 사이트에서 검색어로 자주 입력되는 모든 단어가 쇼핑과 관련이 있는 것은 아니며, 이들 키워드 중에는 빈도수는 높지만 쇼핑몰 관점에서는 별로 수익과 관련이 없는 키워드도 다수 존재한다. 그렇기 때문에 특정 키워드가 사용자들에게 많이 노출된다고 해서, 이를 통해 구매가 이루어질 것을 기대하여 해당 키워드에 많은 광고비를 지급하는 것은 매우 비효율적인 방식이다. 따라서 포털 사이트의 빈발 검색어 중 쇼핑몰 관점에서 중요한 키워드를 추출하는 작업이 별도로 요구되며, 이 과정을 빠르고 효과적으로 수행하기 위한 자동화 방법론에 대한 수요가 증가하고 있다. 본 연구에서는 이러한 수요에 부응하기 위해 포털 사이트에 입력된 키워드 중 쇼핑의도를 포함하고 있을 가능성이 높을 것으로 추정되는 키워드만을 자동으로 추출하는 방안을 제시하고, 구체적으로는 전체 검색어 중 검색결과 페이지에서 쇼핑과 관련 된 페이지로 이동한 검색어만을 추출하여 순위를 집계하고, 이 순위를 전체 검색 키워드의 순위와 비교하였다. 국내 최대의 검색 포털인 'N'사에서 이루어진 검색 약 390만 건에 대한 실험결과, 제안 방법론에 의해 추천된 쇼핑의도 포함 키워드가 단순 빈도수 기반의 키워드에 비해 정확도, 재현율, F-Score의 모든 측면에서 상대적으로 우수한 성능을 보이는 것으로 나타남을 확인할 수 있었다.

교통류 모형을 이용한 도로 점용공사 구간의 지체비용 산정방안 (A Study on the Estimation Measure of Delay Cost on Work Zone Using the Traffic Flow Model)

  • 김윤식;이민재
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제17권5호
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    • pp.120-129
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    • 2016
  • 이용자 비용은 SOC 시설물의 효율적 자산관리를 위한 LCCA에서 시설물의 생애주기, 관리자 비용 그리고 할인율과 함께 반드시 고려되어야 하는 주요한 분석 항목이다. 특히, 도로분야에서는 청소 및 유지보수 등의 공사구간(Work zone)으로 인해 이용자들에게 막대한 지체비용이 발생되는 경우가 많으며, 이와 같은 경우 관리자는 보다 합리적인 의사결정을 위해 관리자비용 뿐만아니라 이용자비용까지도 고려해야만 한다. 그러나 최근까지도 대부분의 의사결정 단계에서 이용자 비용은 고려되지 않고 있으며, 이에 관한 연구들도 활발하지 못한 실정이다. 본 연구에서는 교통류 모형과 교통시설 투자 평가 지침의 직접편익 산정 모델을 이용하여 의사결정 단계에서 필요한 이용자 비용 및 지체비용을 산정 하는 방법론을 제안한다. 그리고 2014년 실제 유지보수가 시행되었던 국도 4개구간에 대해 VISSIM을 이용하여 교통류 모형을 추정하고 제안된 방법론을 토대로 이용자 비용 및 지체비용을 산정하였다. 분석결과, AADT 약 3만대의 A구간은 공사구간 발생 전 평균 17,569천원/$km{\times}day$의 이용자 비용이 발생하는 것으로 분석되었으며, 유지보수로 인해 1차로를 차단 할 경우 추가적으로 평균 10,193천원/$km{\times}day$(158%)의 지체비용이 발생하는 것으로 분석 되었다. AADT 약 2만대의 B구간과 D구간에서는 각각 1,507천원/$km{\times}day$(115%), 1,985천원/$km{\times}day$(119%)의 지체비용이 발생되는 것으로 분석되었으며, AADT 약 1만대의 C구간에서는 262천원/$km{\times}day$(105%)의 지체 비용이 발생하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 교통류 모형을 시뮬레이션 기반으로 추정함으로서 실제 적용에는 한계가 있다. 향후 실제 관측 자료를 이용한 적정성 높은 모형의 개발과 시뮬레이션 검증을 통해 적용 가능성을 높이는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

벤처기업정밀실태조사와 한국기업혁신조사 데이터를 활용한 통계적 매칭의 타당성 검증 (The Validity Test of Statistical Matching Simulation Using the Data of Korea Venture Firms and Korea Innovation Survey)

  • 안경민;이영찬
    • 지식경영연구
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    • 제24권1호
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    • pp.245-271
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    • 2023
  • 최근 데이터 경제가 가속화되면서 경영학 분야에서는 데이터 매칭이라는 새로운 기법이 주목받고 있다. 데이터 매칭은 모집단이 같지만 서로 다른 표본에서 수집된 데이터셋을 합치는 기법 또는 처리 과정을 의미한다. 그중에서 통계적 매칭은 서로 다른 데이터를 결합하는데 있어서 사업자 번호와 같이 기준이 되는 변수가 없는 경우 통계적 함수를 활용하여 데이터를 매칭하는 방법이다. 선행연구 검토결과 경제학, 교육학, 보건, 의료 등 다양한 분야에서 통계적 매칭이 많이 사용되고 있는데 반해 경영학 분야는 제한적임을 확인할 수 있었다. 본 연구는 기존 경영학 분야에서 충분히 연구되지 않았던 통계적 매칭의 유용성을 검증하고 활용도를 높이는 방안을 연구하고자 한다. 연구목적을 달성하기 위해 본 연구에서는 2020 벤처기업정밀실태조사와 2020 한국기업혁신조사 자료를 활용하여 통계적 매칭 시뮬레이션을 수행하였다. 먼저, 선행연구를 바탕으로 통계적 매칭에 사용되는 변수를 선정하였다. 공통변수는 업종, 종업원수, 지역, 업력, 상장시장, 매출로 설정하였고, 검증을 위한 고유변수와 제공변수는 중소기업 혁신에서 가장 중요한 연구인력 비율과 R&D 비용으로 각각 설정하였다. 사전 검증을 위해 2020 벤처기업정밀실태조사 자료를 수여자 데이터 30%와 기여자 데이터 70%로 분할하였다. 통계적 매칭에는 마할라노비스 거리와 랜덤 핫덱을 결합한 방식을 사용하였고, 성능평가는 수여자 데이터와 원시 데이터의 평균값 비교와 커널 밀도 함수(Kernel Density Estimation)를 통해 데이터 분포를 비교하였다. 검증결과, 수여자 데이터 30%와 기여자 데이터 70%에서 추출된 매칭 데이터의 평균값이 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타나 유사한 데이터가 매칭된다는 것을 확인하였다. 또한, 두 데이터의 커널 밀도 함수로 도출한 데이터 분포 역시 유사한 형태가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 사후 검증에는 2020 벤처기업정밀실태조사에서 임의로 30%를 수여자 데이터로 추출하고 2020 한국기업혁신조사 자료를 기여자 데이터로 설정하여 통계적 매칭을 수행하고 검증하였다. 사전 검증과 마찬가지로 공통변수는 업종, 종업원수, 지역, 업력, 상장시장, 매출로 설정하였고, 검증을 위한 고유변수는 연구 인력 비율과 R&D 비용으로 정의하였다. 분석 결과, 수여자 데이터의 연구인력 비율의 평균과 기여자 데이터의 평균은 예상과 다르게 통계적으로 차이가 있는 것으로 나타났다. 하지만 커널 밀도 함수에 따른 두 데이터의 분포는 유사한 형태를 보이는 것으로 조사되어 통계적 매칭의 적절성을 확인할 수 있었다. R&D 비용은 통계적 매칭 수행 결과, 수여자 데이터의 R&D 비용 평균과 기여자 데이터의 평균이 통계적으로 차이가 없었고, 커널 밀도 함수도 유사한 분포를 보이는 것으로 조사되었다. 이러한 결과는 모집단은 동일하지만 서로 다른 표본에서 수집된 자료를 통계적으로 결합하여 신뢰할 수 있는 새로운 데이터를 확보할 수 있다는 측면에서 큰 의의가 있다. 또한, 경영학 분야에서 많이 사용되지 않았던 데이터 매칭 방법론을 모의실험을 통해 타당성을 검증함으로써 연구용 데이터 확보와 연구방법론의 확장에 기여했다는 점에서 시사점을 가진다.

3D 프린팅 소재 화학물질의 독성 예측을 위한 Data-centric XAI 기반 분자 구조 Data Imputation과 QSAR 모델 개발 (Data-centric XAI-driven Data Imputation of Molecular Structure and QSAR Model for Toxicity Prediction of 3D Printing Chemicals)

  • 정찬혁;김상윤;허성구;;신민혁;유창규
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제61권4호
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    • pp.523-541
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    • 2023
  • 3D 프린터의 활용이 높아짐에 따라 발생하는 화학물질에 대한 노출 빈도가 증가하고 있다. 그러나 3D 프린팅 발생 화학물질의 독성 및 유해성에 대한 연구는 미비하며, 분자 구조 데이터의 결측치로 인해 in silico 기법을 사용한 독성예측 연구는 저조한 실정이다. 본 연구에서는 화학물질의 분자구조 정보를 나타내는 주요 분자표현자의 결측치를 보간하여 3D 프린팅의 독성 및 유해성을 예측한 Data-centric QSAR 모델을 개발하였다. 먼저 MissForest 알고리즘을 사용해 3D 프린팅으로 발생되는 유해물질의 분자표현자 결측치를 보완하였으며, 서로 다른 4가지 기계학습 모델(결정트리, 랜덤포레스트, XGBoost, SVM)을 기반으로 Data-centric QSAR 모델을 개발하여 생물 농축 계수(Log BCF)와 옥탄올-공기분배계수(Log Koa), 분배계수(Log P)를 예측하였다. 또한, 설명 가능한 인공지능(XAI) 방법론 중 TreeSHAP (SHapley Additive exPlanations) 기법을 활용하여 Data-centric QSAR 모델의 신뢰성을 입증하였다. MissForest 알고리즘 기반 결측지 보간 기법은, 기존 분자구조 데이터에 비하여 약 2.5배 많은 분자구조 데이터를 확보할 수 있었다. 이를 바탕으로 개발된 Data-centric QSAR 모델의 성능은 Log BCF, Log Koa와 Log P를 각각 73%, 76%, 92% 의 예측 성능으로 예측할 수 있었다. 마지막으로 Tree-SHAP 분석결과 개발된 Data-centric QSAR 모델은 각 독성치와 물리적으로 상관성이 높은 분자표현자를 통하여 선택함을 설명할 수 있었고 독성 정보에 대한 높은 예측 성능을 확보할 수 있었다. 본 연구에서 개발한 방법론은 다른 프린팅 소재나 화학공정, 그리고 반도체/디스플레이 공정에서 발생 가능한 오염물질의 독성 및 인체 위해성 평가에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.