• The Journal of Korean Association of Computer Education
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• v.9 no.4
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• pp.63-74
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• 2006

A molecular docking is thc process of reducing an unmanageable number of compounds to a limited number of compounds for the target of interest by means of computational simulation. And it is one of a large scale scientific application that requires large computing power and data storage capability. Previous applications or software for molecular docking were developed to be run on a supercomputer, a workstation, or a cluster computer. However the virtual screening using a supercomputer has a problem that a supercomputer is very expensive and the virtual screening using a workstation or a cluster-computer requires a long execution time. Thus we propose Grid service based molecular docking application. We designed a resource broker and a data broker for supporting efficient molecular docking service and developed various services for molecular docking.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.12 no.2
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• pp.19-25
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• 2006

정보생물학 분야에 있어서 분자 구조를 3차원으로 렌더링하여 보여주는 것은 매우 중요한 작업이다. 특히 분자의 표면 렌더링은 분자의 3차원 구조 분석 등에 중요하게 사용된다. 그러나 분자 표면 렌더링을 수행하기 위해서는 많은 양의 폴리곤이 필요하게 된다. 대장균 바이러스와 같은 분자량이 많은 거대 분자를 자연스럽게 렌더링 하기 위해서는 고성능이며 고가의 그래픽 전용 워크스테이션을 사용해야 한다. 본 논문에서는 PC급 시스템에서도 거대 분자를 무리 없이 렌더링 할 수 있는 효율적인 알고리즘을 제안 하였다. 제안하는 알고리즘은 사용자의 시점에서 최적의 성능 및 시각적인 기여를 할 수 있는 적응형 상세 단계 렌더링을 수행한다. 제안된 알고리즘을 사용하여 거대 분자 모델의 렌더링시 대화식 프레임 수준이상의 성능향상을 보이며, 또한 시각적으로도 분자 모델이 가진 중요한 기하학적인 특성을 유지 할 수 있다.

• Defense and Technology
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• no.5 s.291
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• pp.30-41
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• 2003

최근 컴퓨터기술의 발전과 더불어 등장한 컴퓨터모델링기법을 이용하여 현재는 존재하지 않으나 합성에 의해 만들어낼수 있는 새로운 분자들을 예측할 수 있게되었다. 이러한 기술을 에너지물질의 설계에 적용하려는 시도가 1890년대부터 시작되어, 새로운 고밀도 고에너지물질 분자들이 이론적으로 존재 가능하다는 연구결과가 속속 보고되고 있다. 에너지물질 분자들의 주요 구성원소는 C, H, N, O 등인데, 이들 원자들로부터 에너지효율을 극대화하기 위하여 선진국을 위시한 세계 여러 나라의 이론화학자들이 양자역학 이론에 바탕을 둔 ab initio 계산이 주가 되는 분자모델링 기법을 이용하여 새로운 분자들의 존재가능성을 예측하려는 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 새로운 고에너지 물질을 찾으려는 노력의 일환으로 순수한 질소 원자들로만 이루어진 분자들, 일명 질소클러스터(Nitrogen Clusters)에 대한 연구가 진행되고 있는데, N4에서 N60까지 다양한 개수의 질소원자로 이루어진 질소크러스터의 존재가능성이 이론적으로 확인되고 있고, $N5^+$가 최근 합성되는 등 이들 새로운 초 고에너지의 분자들의 출현이 기대된다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.11 no.3
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• pp.19-22
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• 2005

정보생물학 분야에 있어서 분자 구조를 3차원으로 렌더링하여 보여주는 것은 매우 중요한 작업이다. 특히 분자의 표면 렌더링은 분자의 3차원 구조 분석 등에 중요하게 사용된다. 그러나 분자 표면 렌더링을 수행하기 위해서는 많은 양의 폴리곤이 필요하게 된다. 특히 대장균 바이러스와 같은 분자량이 많은 거대 분자를 자연스럽게 렌더링 하기 위해서는 고가의 그래픽 전용 워크스테이션을 사용해야 한다. 본 논문에서는 저렴한 일반 PC 급 시스템에서도 거대 분자를 무리 없이 렌더링 할 수 있는 효율적인 알고리즘을 제안하였다. 제안하는 알고리즘은 높은 속도와 좋은 화질을 유지할 수 있는 Hybrid Point & Polygon 렌더링 기법이다. 이 알고리즘은 계층적인 자료구조인 옥트리(Octree)를 사용하였으며 최적의 성능을 내기 위하여 GPU가 작업을 처리한다. 제안된 알고리즘의 성능 평가는 일반 PC급에서 수행되었으며 특히 그래픽 카드 2개를 병렬로 연결하여 높은 성능을 낼 수 있는 SLI(Scalable Link Interface) 환경에서 평가를 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2022.07a
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• pp.63-66
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• 2022

본 논문에서는 분자의 특성을 정확하게 예측하기 위해 효과적인 사전학습(pretraining) 전략과 트랜스포머(Transformer) 모델을 활용한 방법을 제시한다. 딥러닝을 활용한 분자의 성능을 예측하는 연구는 그동안 레이블이 부족한 분자데이터의 특성에 의해 학습 때 사용된 데이터이외의 분자데이터에 대해 일반화 능력이 떨어지는 어려움을 겪었다. 이 논문에서 제시한 모델은 사전학습(pretraining)을 수행할 때 자기지도학습(self-supervised training)을 사용하여 부족한 레이블에 의한 문제점을 피할 수 있다. 대규모 분자 데이터셋으로부터 학습된 이 모델은 4가지 다운스트림 데이터셋에 대해 모두 우수한 성능을 보여주어 일반화 성능이 뛰어나며 효과적인 분자표현을 얻을 수 있음을 보인다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.10 no.2
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• pp.1-9
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• 2004

본 논문에서는 바이러스와 같은 생화학 물질의 분자구조를 3 차원 모델로 시각화하여 관찰하고, 그 분자모델을 직관적인 방법으로 조작하기 위한 가상 현실 분자 모델링 시스템을 제안한다. 이 시스템을 사용하면, 입체영상 디스플레이 장치와 데이터 글러브 및 동작 추적 장치를 사용하여 3 차원 분자 모델을 실감나게 조작할 수 있어서 효율적으로 분자들을 관찰하고 결합, 분리하는 등의 분자 모델링 작업이 가능하다. 사용자들은 마우스나 키보드 등의 장비 대신에 자연스러운 몸 동작이나 손 동작을 이용하여 분자 모델링 작업을 위한 동작을 하게 된다. 분자들의 결합을 화학적으로 정확하게, 그리고 실시간으로 시뮬레이션 하기 위해서 에너지 계산 알고리즘을 구현하였으며 이러한 작업이 가능하도록 분자 구조를 표현하는 새로운 자료구조를 제안하였다. 본 연구에서 제안하는 동작 기반의 VR 분자 모델링 시스템의 타당성을 검증하기 위하여 HIV 바이러스 분자를 가지고 분자 모델링 작업을 수행하였고, 사용자 테스트를 실시하여 기존의 방식과 작업 성능 및 사용자 만족도를 비교하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Bioinformatics Conference
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• 2002.06a
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• pp.64-88
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• 2002

생물체의 유전자 서열들간의 유사성을 서로 비교해보는 일은(sequence alignment)는 분자생물학 연구에서 아주 기본적인 작업에 속한다. 이 작업은 컴퓨터 과학적 입장에서 살퍼보면 일종의 스트링 분석작업인데, 그 과정에는 매우 복잡한 생물학적인 가정이 내포되어 있다. 본 발표의 목적은 크게 두가지인데 하나는 컴퓨터과학 연구자들에게 서열정렬(sequence alignment)이 가지는 분자생물학적 의미에 대하여 개략적인 이해를 돕도록 하는 것이며, 다른 한편으로 분자생물학자들에게는 스트링처리방법을 이용한 서열정렬 문제에서 어떤 기술적인 한계가 있으며 그 한계를 극복하기 위한 새로운 방법론에 대하여 소개하여 컴퓨터과학적 이해의 폭을 넓히는 것이다. 그리고 생물체의 서열정보의 정렬과 매우 유사한 개념으로 각종 선형구조체(linear object)를 추상화 할 수 있른데, 그들간의 유사성도 같은 분자생물학적 방법론을 차용하여 분석할 수 있음을 보인다. 동시에 이것을 이용하여 각종 인터넷 문서나 프로그램, 등의 표절과 무단도용 등을 추적할 수 있는 방법론을 기존의 genomic sequence alignment tool을 차용해서 매우 효율적으로 할 수 있음을 보인다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.8 no.1
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• pp.42-46
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• 1997

In order to acquire the fluorescence burst signals emitted from single dye molecules that pass through a detection space defined by a confocal microscope, a computer-interfaced photon counter has been fabricated. The maximum count rate is about 80 MHz, which is limited by the counter devices used. Using both the operating computer program written by BASIC and the 486 PC computer, the minimum bin-width of 25 $mutextrm{s}$ has been achieved. The characteristics of fluorescence burst signals emitted from JA22 molecules at about 1$\times$$10^{-11}$m mol/L in ethylene glycol are discussed briefly.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.18 no.3
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• pp.1-7
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• 2012

In this paper, we propose a method to compute the interface between protein molecules. When a molecules is represented as a set of spheres with van der Waals radii, the distance from a spatial point p to the molecule corresponds to the distance from p to the closet sphere. The molecular interface is composed of equi-distant points from two molecules. Our algorithm decomposes the space into a set of voxels, and then constructs a voxel map by storing the information of spheres intersecting each voxel. By using the voxel map, we compute the distance between a point and the molecule. We also use GPU for the parallel processing, and efficiently approximate the interface of a pair of molecules.

• Proceedings of the Korean Society of Applied Pharmacology
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• 1994.11a
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• pp.105-110
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• 1994

분자 모델링은 Molecular Mechanics 라는 empirical force field를 사용하여 여러 가지 분자들의 3차원적 구조를 구하고, 이로부터 이 분자들의 물리적, 화학적 성질들을 계산하고, Computer Graphics를 사용하여 형상화하는 전반적인 연구활동을 의미한다. 이러한 연구활동의 출발점은 실제의 분자와 가장 가까운 3차원적 분자구조를 얻는 것이다. 여러 가지 가능한 방법을 통하여(양자역학적 계산 혹은 X-ray Database 검색등) 최적의 구조를 얻은 후, 이 구조를 사용하여 관심 있는 여러가지 물리적, 화학적 성질들을 계산할 때, 비로소 실험결과를 설명할 수 있게 되고, 이를 토대로 하여 새로운 분자의 Design 이 가능할 수 있을 것이다.