• 제목/요약/키워드: 복잡적응계

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신경회로의 로보트 및 자동화 응용

  • 오세영
    • 전자공학회지
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    • 제18권10호
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    • pp.29-38
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    • 1991
  • 제6세대 컴퓨터로 불리는 신경컴퓨터는 학습과 병렬처리에 의해 인간의 두뇌 기능을 모방한다. 인간의 두뇌는 시각 인식, 음성인식, 촉각 감지등 패턴 인식뿐 아니라 인간의 복잡한 신체구조를 시각, 촉각 같은 감각기관의 도움을 얻어 움직이는 중요한 역할도 한다. 바로 이 모터제어(motor control)역시 신경회로가 담당하기 때문에 이를 기계적 신체에 해당하는 로봇 또는 광범위하게 기계, 비행기, 산업공정에 응용하는 것은 매우 자연스럽게 보인다. 이처럼 신경회로가 제어에 응용되는 것을 신경제어(neurocontrol)라 하고 이를 이용한 기계를 지능기계(intelligent machinery)라 한다. 지능기계는 기본적으로 인간처럼 경험축적, 학습, 불확실한 환경에서의 적응, 자기진단 등의 장점을 가지고 있다. 신경회로의 지극히 광범위한 응용분야중 신경제어는 가장 먼저 실현될 가능성이 높다. 실제로 로봇나 공정제어(process control)처럼 복잡한 비선형 시스템의 제어는 다량의 센서 정보에 기초한 실시한 제어를 필수로 하며 이는 신경회로를 사용함으로써 가장 효율적, 경제적으로 구현할 수 있다. 실제로 신경제어는 전세계적으로 이미 시스템 제어에 응용되어 좋은 결과를 내고 있다. 신경회로의 로봇나 자동화 응용은 학술적인 측면에서는 복잡한 비선형 시스템의 지능제어(intelligent control)문제에 대한 신선한 해결책을 마련해줄 뿐 아니라 산업자동화라는 막대한 시장을 뒤로 하고 있어 이론에서 실제에 걸쳐 가장 광범위한 파급효과를 가지는 최첨단 기술로 보여진다. 고부가가치 상품을 통한 국제경쟁력 제고의 차원에서도 정부, 기업 등의 과감한 연구 개발투자가 선행되어야 한다. 특히 이 분야의 연구는 선진국도 최근에 시작한 점으로 보아 정부, 기업이 이에 대한 연구개발 투자를 현명하게 할 경우에 세계적 기술 경쟁력도 확보할 수 있을 것이다. 본 해설에서는 로봇 및 시스템 제어에 관한 기초 이론과 신경회로 적용기술을 소개하고 기존방법과 비교했을 때의 우월성, 전세계적인 응용연구, 국내외 연구개발 현황, 상업화 가능성, 산업계 응용례, 기술상의 문제점, 향후 전망 등을 다루기로 한다.

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신경컴퓨터(Neural Network)을 이용한 로보트 제어

  • 오세영
    • 정보와 통신
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    • 제9권11호
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    • pp.70-79
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    • 1992
  • 제6세대 컴퓨터로 불리는 신경컴퓨터는 학습과 병렬처리에 의해 인간의 두뇌 기능을 모방한다. 인간의 두뇌는 시각인식, 음성인식, 촉각감지 등 패턴인식뿐 아니라 인간의 복잡한 신체구조를 시각, 촉각 같은 감각기관의 도움을 얻어 움직이는 중요한 역할도 한다. 바로 이 모터제어(motor control) 역시 신경회로가 담당하기 때문에 이를 기계적 신체에 해당하는 로보트 또는 광범위하게 기계, 비행기, 산업공정에 응용하는 것은 매우 자연스럽게 보인다. 이처럼 신경회로가 제어에 응용되는 것을 신경제어 (neurocontrol)라 하고 이를 이용한 기계를 지능기계(intelligent machinery)라 한다. 지능기계는 기본적으로 인간처럼 경험축적 학습 불확실한 환경에서의 적응 자기진단 등의 장점을 가지고 있다. 신경회로의 지극히 광범위한 응용분야중 신경제어는 가장 먼저 실현될 가능성이 높다. 실제로 로보트나 공정제어(process control)처럼 복잡한 비선형 시스템의 제어는 다량의 센서 정보에 기초한 실시간 제어를 필수로 하며 이는 신경회로를 사용함으로써 가장 효율적, 경제적으로 구현할 수 있다. 실제로 신경제어는 전세계적으로 이미 시스템 제어에 응용되어 좋은 결과를 내고 있다. 신경회로의 로보트나 자동화 응용은 학술적인 측면에서는 복잡한 비선형 시스템의 지능제어 (intelligent control)문제에 대한 신선한 해결책을 마련해줄 뿐 아니라 산업자동화라는 막대한 시장을 뒤로 하고 있어 이론에서 실제에 걸쳐 가장 광범위한 파급효과를 가지는 최첨단 기술로 보여진다. 고부가가치 상품을 통한 국제 경쟁력 제고의 차원에서도 정부, 기업 등의 과감한 연구 개발투자가 선행되어야 한다. 특히 이 분야의 연구는 선진국도 최근에 시작한 점으로 보아 정부, 기업이 이에 대한 연구 개발투자를 현명하게 할 경우에 세계적 기술 경쟁력도 확보할 수 있을 것이다. 본 해설에서는 로보트 및 시스템 제어에 관한 기초 이론을 설명하고 신경회로 적용기술을 소개하고 기존 방법과 비교 했을 때의 우월성, 전세계적인 응용연구, 국내외 연구개발 현황, 상업화 가능성, 산업계 응용례, 기술상의 문제점, 향후 전망 등을 다루기로 한다.

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신경회로(Neural Network)의 로보틱스 및 산업 자동화 응용

  • 오세영
    • 전자공학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.28-36
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    • 1990
  • 제6세대 컴퓨터로 불리는 신경컴퓨터는 학습과 병렬처리에 의해 인간의 지능을 모방한다. 따라서 지능과 빠른 계산을 요하는 여러 분야에 응용되고 있으며 실제 로봇의 제어나 sensor에 의거한 제어에 응용하여 좋은 결과를 내고 있다. 신경회로의 로봇나 공정제어(process control)응용은 학술적인 측면에서는 복잡한 비선형 시스템의 지능제어(intelligent control)연구이며 산업적 측면에서 보면 산업 자동화라는 막대한 시장을 뒤로 하고 있어 우리나라도 활발한 연구를 절실히 필요로 하고 있다. 본 해설에서는 신경회로를 간단히 소개한 후 로봇 제어 응용을 다루기로 한다. 신경회로의 응용분야중 보고된 결과가 비교적 적은 제어분야를 소개함으로써 독자들에게 연구 자료들을 제공하고 또한 흩어져 있는 신경회로의 제어응용 논문들을 분류 통일함으로써 이 분야를 조감할 수 있게 한다. 또한 로봇을 하나의 복잡하고 비선형적 plant로 보았을 때 로봇의 신경제어는 곧 산업공정의 신경제어에도 그대로 응용되리라 믿는다. 신경제어는 plant의 모델없이도 학습에 의하여 고속 정확한 제어가 가능하고 또 plant 특성변화에 잘 적응하며 병렬성으로 인하여 실시간 제어도 가능하다는 점에서 무한한 잠재력이 있으나 전세계적인 연구는 아직도 크게 미흡한 편이다. 더욱 많은 연구가 절실히 필요하다고 본다.

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상태 유도 조합을 이용한 규칙 기반의 적응형 서비스 프레임워크 (A Rule-based Adaptive Service Framework with State-driven Composition)

  • 정우성;유찬우;박동훈;이병정;김희천;우치수
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (C)
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    • pp.371-376
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    • 2006
  • 적응형 소프트웨어는 유비쿼터스 컴퓨팅의 핵심 분야로 홈 네트워크, 지능 로봇 등 다양한 분야에 응용이 가능하다. 하지만, 대부분의 연구가 적응형 소프트웨어의 요구사항이나 시나리오의 구체화를 위한 비전을 제시하거나, 응용 구현의 사례를 보임으로써 실현 가능성을 확인하는데 초점을 맞추고 있다. 본 연구에서는 동적인 재구성이 가능한 규칙 기반으로 동작할 수 있기 때문에 진화가 가능하며, 상태에 기반하여 행위를 판단하는 RASC 프레임워크를 제안한다. 기존 서비스 조합의 개념을 실현하기 위해 중개자를 이용하였으며, 변이와 교차와 같은 유전 알고리즘 연산을 쉽게 적용할 수 있도록 RASC 도메인을 정의하였다. RASC 프레임워크는 블랙보드 아키텍처를 기반으로 규칙을 공유하며, 서비스와 서비스 조합체 모두 자극-반응 모델을 따르고 자기유사성을 가지는 일종의 복잡계를 구성한다.

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UML-RT모델의 시나리오 기반 다중 쓰레딩의 실험적 평가를 위한 PBX 시스템 사례 연구 (A Case Study of PBX Systems for Experimental Assessment of Scenario-Based Multithreading of UML-RT Models)

  • 김세화;;홍성수;박선희
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2004년도 봄 학술발표논문집 Vol.31 No.1 (B)
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    • pp.391-393
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    • 2004
  • 본 논문에서는 실시간 객체 지향 모델의 시나리오 기반 다중 쓰레딩에 대한 실험적 평가를 위해 PBX (Private Branch eXchange, 사설 교환기) 시스템에 대한 사례 연구 결과를 제시한다. 사용된 PBX 시스템은 재구성 가능한 동적 구조와 전형적인 계층 구조와 같은 실세계의 응용들에서 발견되는 많은 특징을 보인다 이 실험적 연구는 (1) 설계자의 사용 편리성과 (2) 결과적인 실행 바이너리의 성능이 얼마나 향상되는지를 평가하는 것을 목적으로 한다. 본 논문에서는 우리의 도구를 통해 시나리오 기반 다중 쓰레딩 실행 바이너리를 생성하는 것과 함께 시나리오를 모델링하기 위해 이를 어떻게 적응하는지를 보인다 이 사례 연구는 우리의 방법이 규모의 복잡한 모델을 다룰 수 있으며 시나리오 기반 다중 쓰레딩이 실세계 모델에 대하여 성능 향상을 가져오는 것을 명백하게 보여준다.

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지구온난화로 인한 한반도 삼림의 영향 평가 (Impact Assessment on the Forest Systems of the Korean Peninsula due to the Global Warming)

  • 정휘철;전성우;이동근
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제5권5호
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    • pp.1-10
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    • 2002
  • 우리나라의 기후변화연구에서 삼림생태계의 영향과 적응은 가장 중요한 관심사중 하나이다. 지리적 위치와 통일문제 등을 고려할 때, 한반도는 역동적인 개발이 이루어질 지역이며 인구와 경제적 상황의 변화로 삼림 생태계에 급격한 변화가 예상된다. 기후변화의 영향은 이러한 상황을 더욱 복잡하게 만들게 될 것이다. 본 연구에서는 이런 영향을 평가하기 위해, IS92a 시나리오의 GCMs(General Circulation Models)결과들을 이용하여 가능한 기온 증가 범위내에서 삼림생태계의 변화를 예측하였다. 변화를 추정하기 위해 AIM/Impact[Korea](the Asian-Pacific Integrated Model) 모형을 이용하여 시기별 Holdridge 생물기후대를 예측하고 목본식물의 이동속도를 고려한 지역삼림의 영향 및 적응 패턴을 분석하여 생태계 변화로 인한 경제적 가치 손실액을 추정하였다. 분석 결과는 다음과 같이 요약된다. 1) 목본식물의 추정 평균이동속도 0.25km/년의 경우, 한반도에서 삼림소실지역은 발생하지 않는 것으로 예측되었다. 그러나 인위적 개입이 없는 경우 고사의 위험이 높은 지역은 남한의 경우 남한 총면적의 14%를 차지하였고, 북한은 18%정도의 면적이 고사 위험이 있는 것으로 나타났다. 남한 고사위험지역의 80%는 난온대림 지역으로 주로 남해일원과 전라도 서해안에서 발생하며, 북한은 고사위험지역의 대부분이 냉온대림지역으로 주로 평안도 내륙지역과 중국 접경지경, 함경남도의 영흥만 북부에서 나타났다. 2) 목본식물의 이동속도 변화에 따라 남한은 매년 0~976백만불, 북한은 0~2,492백만불 범위의 경제적 가치손실이 발생하는 것으로 예측되었다. 또한 목본식물의 추정 평균이동속도가 0.25km/년일 경우, 한반도 전체의 가치손실액은 매년 3,471백만불에 달했으며, 남한의 경우 목본식물의 이동속도가 0.5km/년 이상인 경우 삼림의 경제적 가치 손실은 발생하지 않았다.

기후변화에 따른 산림생태계 영향: 우리나라 연구현황과 과제 (Climate Change Impacts on Forest Ecosystems: Research Status and Challenges in Korea)

  • 임종환;신준환;이돈구;서승진
    • 한국농림기상학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.199-207
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    • 2006
  • 최근의 지구온난화현상은 급진전하고 있으며 산림생태계에도 많은 영향을 미쳐 온 것으로 보인다. 지난 세기에 지구온난화와 함께 생물들의 생물계절, 종 분포범위 이동 및 급작스런 기상재해 등에 있어 분명한 변화가 있었다. 우리나라 산림은 주로 온대림지역에 위치하고 있으면서 잎과 꽃의 시기의 변화, 자연재해 및 산림생산성의 변화 등을 포함하여 기후변화의 영향을 받아왔다. 그러나 우리나라에서는 기후변화의 영향을 가늠하고 적응전략 수립에 필수적이라 할 수 있는 산림생태계의 영향에 관한 연구가 매우 미흡하였다. 아울러 산림생태계 프로세스에 대한 기초적이고 장기적인 자료도 부족하다. 우리나라 산림생태계 연구에 있어 하나의 장애물로 작용하였던 복잡한 지형조건을 가진 산림생태적 특성을 고려하여 주의 깊게 자료를 수집하고 생태계프로세스 모델을 개발하여야 할 것이다. 우리나라에서 산림생태계에 대하여 산림동태, 물과 탄소의 순환 및 플럭스 그리고 시공간적 동태모델링 등에 대한 통합적 연구를 소개하고 우리나라에서의 지구온난화에 따른 산림생태계의 영향에 대한 연구현황을 고찰하였다. 역동적으로 변화하는 탄소저장고로서의 산림생태계의 중요성과 임업활동에 대하여 논의하고 우리나라에서의 향후 연구방향과 영향평가 및 적응조치 수립을 위한 산림관리 옵션과 과제를 제시하였다.

복잡한 의사결정과 협상 환경을 위한 에이전트 기반 시스템: 가상생산 응용 (Agent-based System for Complex Decision Making and Negotiation: Application to Virtual Manufacturing)

  • 이경전;장용식;최형림;김현수;박영재;박병주
    • 경영정보학연구
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    • 제4권2호
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    • pp.223-236
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    • 2002
  • 복잡한 의사결정과 협상 환경을 위한 에이전트 기반 시스템은 환경에 대한 감지 및 반응이라는 간단한 작동방식을 가지는 다중 에이전트 시스템과는 다르게 접근되어야 한다. 본 논문에서는 가상 생산 환경을 응용 분야로 하여 복잡한 의사결정과 협상 환경을 위한 다중에이전트 시스템을 구현하는 과정에서 발생하는 연구이슈를 정리하고, 이들을 해결하는 하나의 사례를 제시한다. 가상 생산 환경은 다수 조직치 존재, 자원제약의 문제, 시간이 제한된 상황에서의 일정 계획 문제 등 복잡한 의사결정과 협상 환경의 전형적인 요소를 가지고 있다. 이 문제를 해결하기 위해서, 본 연구는 시간제약하에서의 외부협상 및 내부협력을 위한 프로토콜을 개발하고, 실세계의 시간제약을 만족하는 범위에서 최적화모형과 휴리 스틱모형을 상황적으로 적응하는 체계를 제시하며, 에이전트간의 소통 메시지를 이들 의사결정모형으로 모형화하는 과정을 예시한다.

이상치 검증을 이용한 한반도 연안생태계의 배경 농도 및 관리 항목 도출에 대한 예비 연구 (A Preliminary Study on the Establishment of Background Levels and Management Targets in the Coastal Ecosystem of Korean Peninsula Using Outlier Test)

  • 진병선;황인서;김영남;고병설;유정규;정회인;여정원;우승;박경수
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제24권1호
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    • pp.170-186
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    • 2019
  • 해양생태계조사는 많은 항목을 다양한 장소로부터 다양한 시기에 조사/분석한다. 따라서 다항목의 복잡한 생태 자료를 효과적으로 분석하기는 매우 어려우며, 또한 자료 분석을 통하여 생태계의 현황을 파악하고, 문제점을 진단하기는 더욱 어렵다. 따라서 본 논문은 생태 조사 자료의 분포 특성과 이상치 분석을 통하여 복잡한 생태 자료의 합리적 해석에 대한 예시를 제시하고자한다. 주요 연구 내용은 각 생태 자료의 분포 특성을 고려한 한반도 연안의 생태 요소별 배경 농도 도출과 생태계 모니터링 지시자 도출 및 적응적 관리 체제 구축이다. 본 논문에 이용된 자료는 해양수산부와 해양환경공단이 주관하는 국가해양생태계종합조사의 연안생태조사 자료를 이용하였으며, 주요인용 시기는 2015~2017년 자료이다. 본 논문은 상기 과정을 정립하는 예비 연구이며, 국가해양생태계종합조사 중 연안생태조사가 한반도 전 연안에서 총 3회가 완료되는 시점인 2020년 이후에 연안생태계의 생태 요소별 배경 농도 및 관리 방안에 대한 최종 결과가 도출될 예정이다.

복잡계의 세포자동화법을 이용한 뼈의 적응적 재구축에 관한 연구 (A Study of Adaptive Bone Remodeling by Cellular Automata Method)

  • 문병영;박정홍;손권
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권7호
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    • pp.1103-1109
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    • 2003
  • An adaptive bone remodeling is simulated by using the cellular automata (CA) method. It is assumed that bone tissue consist of bone marrow, osteoclast, osteoblast cell or osteoprogenitor cell. Two types of local rule are adopted; those are the metabolism rule and adaptive bone formation rule. The metabolism rule is based on the interactions of cells and the bone formation rule is based on the adaptation against the mechanical stimulus. The history of load and memory of mechanical stimulus are also considered in the local rules. As a result, the pattern of distribution of the bone tissue is dynamically adequate and it is similar to intact cancellous bone.