• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3873-3879
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• 2010

서비스 로봇은 사람이 생활하는 환경에서 동작한다. 이런 환경에서는 일반적인 휠베이스 모빌러티(Mobility) 방식의 이동로봇은 동적인 장애물과 정적인 장애물에 둘러싸여 있으므로 로봇의 움직임에 있어 자유로운 주행에 제약을 받게 된다. 이것은 소위 비홀로노믹(Non-Holonomic) 시스템 특성으로 주행 중인 이동로봇은 장애물을 만나면 별도의 조향장치를 사용하거나 차동 휠 구조 로봇의 회전 과정을 수행한 후 이동하고자 하는 방향으로 진행할 수 있다. 이런 장애물을 신속하게 회피하려면 홀로노믹(Holonomic) 시스템 특성이 필요하다. 홀로노믹 시스템은 별다른 회전과정 없이 단순히 좌우로 이동만 하면 된다. 이러한 특성으로 민첩하게 주행할 수 있고 좁은 공간에서 비홀로노믹 로봇보다 효율적이고 자유로운 주행이 가능하다. 그러므로 본 논문에서는 세 개의 옴니휠(Omni-wheels)을 사용한 홀로노믹 이동로봇 시스템을 개발한다. 세 개의 옴니휠을 사용한 이동로봇의 동역학과 모터 비선형 운동방정식을 고려한 정밀한 비선형 동역학 모델을 유도하여 제시한다. 유도된 식을 통해 각각의 모터 속도를 계산하고. 기본 속도제어기로는 PID방식을 사용한다. 그런데, 옴니휠을 이용한 홀로노믹 이동로봇의 추적제어는 정확한 방위각 센싱 데이터와 기준값(Reference Value)을 필요로 한다. 방위각 센싱은 부정확성과 불확실성(Uncertainty)을 갖는다. 부정확성은 센서 시스템의 노이즈와 얼라이어싱(Aliasing)으로 인하여 발생하고, 불확실성은 모바일 로봇의 왜란(Disturbance)과 미끄러짐(Slip)으로 발생한다. 본 논문에서는 퍼지 논리 추론에 의한 퍼지 방위각 추정기(Estimator)를 개발하여 방위각 제어의 새로운 개념을 제시한다. 끝으로, 퍼지 방위각 추정을 이용한 세 개의 전 방향 바퀴 구조의 이동로봇이 실시간으로 제어되는 실험을 통하여 이동로봇 시스템의 성능을 분석한다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제5권4호
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• pp.406-413
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• 1993

수심적분의 2차원 연안수동역학 모형중 시간진행의 방법과 조화해석 방법에 의하여 전개한 유한요소모형을 비교검토하여 각 모형의 특성을 파악하고 오차를 해석하기 위하여 본 연구를 수행 하였는데 이에 이용된 모형은 ADCIRC, STEPM, FUNDY 그리고 TEA이다. 비교방법으로 해석적 해를 구할 수 있는 4분환원의 형상에서 영역내 특정점에 대한 수치해의 변화추이와 전영역에 관하여 해석해와의 정규오차의 비교를 통해 각 특성을 살펴보았다. 그 결과 전반적으로 조화모형이 시간진행모형에 비하여 매우 우수하고 거의 해석적 해와 일치되는 결과를 보이는 반면, 시간진행모형인 STEPM은 조화모형에 비하여 약 7배, ADCIRC는 STEPM에 비하여 5배 가량 정도가 떨어지는 것으로 나타났다. 이렇게 오차에 지대한 영향을 미치는 것은 초기조건으로 설정한 cold start의 영향 때문에 발생되는 phase lag와 비선형항의 영향인 것으로 추론되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1460-1464
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• 2006

강수량의 특성 및 계절적인 양상은 지협적인 원인이기 보다는 해수면 온도(sea surface temperature)와 같은 기상 현상에 주로 영향을 받는다. 이러한 관점에서 강수량과 같은 수문변량의 장기적인 거동을 기상인자로부터 유추하고자 하는 연구는 무엇보다 중요하며 이러한 추론을 바탕으로 강수량의 장기예측 및 모의를 위한 기본적인 도구로 활용을 가능케 한다. 따라서 본 연구의 주요 목적은 해수면 온도를 기본으로 강수량과 기온의 변동성 및 상관성을 분석하고자 하며, 무엇보다 한반도 근해의 해수면 온도와의 직 간접적인 개연성을 살펴봄으로서 보다 효과적인 강수량 예측을 위한 하나의 변수로서의 가능성을 평가하고자 한다. 이를 위해 다양한 분석 방법 즉, 연주기를 제거하지 않은 자료의 선형적인 지체 상관 분석, 연주기를 제거하기 위해 표준화 된 자료의 지체 상관 분석 및 비모수적 상관분석을 수행하였다. 연주기를 제거하지 않은 자료의 경우 매우 강한 상관관계를 나타내었지만 이는 주로 계절 특성으로 인한 것으로 사료된다. 그러나 연주기를 제거한 Anomaly는 상대적으로 매우 작은 상관성을 보이고 있으나 유의성 검토를 통해 통계적으로 유의한 관계가 존재함을 확인 할 수 있었다. 따라서 강수량의 예측을 하나의 변수로서 이용이 가능할 것으로 사료되나 근해뿐만 아니라 한반도 기상의 연관성을 갖는 타 지역기상인자와의 보다 통합적인 검토가 필요하다 하겠다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.121-132
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• 1987

우리나라 서남해안(西南海岸)에 공통적(共通的)인 감조하천체계(感潮河川體系)에서 하구조석(河口潮汐)은 상류부(上流部)로 파급(波及)됨에 따라 크게 변형(變形)된다. 이 변형양상(變形樣相)은 하상마찰(河床摩擦), 비선형이류효과(非線型移流效果), 수로(水路)의 기하학적형태(幾何學的形態)와의 상호작용(相互作用) 및 하천유량(河川流量)에 의해 좌우(左右)된다. 본고(本稿)에서는 금강감조구간(錦江感潮區間)에서의 하천유량(河川流量)의 증가(增加)에 따라 전파(傳播)되는 조석(潮汐)에의 영향(影響)을 1차원(次元) 동수역학(動水力學)모형에 의해 정량적(定量的)으로 평가(評價)하였다. 모형에 의해 산정(算定)된 유량(流量)의 증가(增加)에 따라 감조하천상류부(感潮河川上流部)의 조석(潮汐)의 진폭(振幅) 및 도달시각(到達時刻)과의 관계는 Godin(1985)에 의한 이론적(理論的)인 추론(推論)과도 잘 일치(一致)하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.83-90
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• 1989

본(本) 연구는 유역(流域)의 지형거동(地形擧的) 인자(因子)인 수로강(水路綱)크기 (Stream Magnitude)를 기초로 하여 하도저유(河道貯留)만을 고려한 저유상수(貯留常數)를 결정(決定)하여, 각(各) 소유역출구(小流域出口)에서의 유출(流出)을 예측(豫測)하기 위한 방법 (유출모형(流出模型))을 연구한 것으로서, 하도매개변수(河道媒介變數)의 규칙적(規則的)인 변화성(變化性)을 추론(推論)하기 위하여 Shreve의 수로망(水路網)크기 결정법(決定法)을 적용(適用)하였다. 이를 위하여 흐름 단면적(斷面積)과 출구(出口)로부터 하도(河道)를 따른 거리와의 관계(關係)를 비선형식(非線型式)으로 나타냄으로서 선형식(線型式)에 의한 결과와 비교(比較)하였다. 본(本) 연구에서 확립(確立)한 방법을 금강수계내(錦江水系內) 지류(支流)인 보청천유역(報靑川流域)에 적용(適用)하므로서 실측치(實測値)와의 비교(比較) 검토(檢討)를 통하여 미계측유역(未計測流域) 대한 적용성(適用性)을 입증(立證)하였으며, 특히 하천경사(河川傾斜)가 급(急)한 상류유역(上流流域)에서는 1차식(次式), 그리고 하천경사(河川傾斜)가 완만한 하류유역(下流流域)에서는 3차식(次式)이 보다 더 실측치(實測値)에 근사(近似)함을 알 수 있었다.

• 응용통계연구
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• 제21권6호
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• pp.923-932
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• 2008

우리는 자명하지 않은 상관 구조를 갖는 복잡한 다변량 자료에 직면하는 경우가 있다. 예를 들어 군집 구조 자료의 경우 생략된 변수들이 한 개 이상의 관측값에 동시적으로 영향을 줄 수 있기 때문에 결과들 간에 상관 구조를 모형화하는 것은 추정량의 효율성과 정확한 표준오차의 계산 등의 타당한 추론을 위해서 중요하다 관측값들 간에 종속성을 두는 표준 방법으로는 관측 값들이 관찰되지 않은 어떤 변수를 공유한다고 가정하는 것인데, 이러한 가정에 대해 본 연구에서는 다수준 모형을 고려한 상관된 임의효과 모형을 적합시켰다. 추정은 준모수적 접근방법으로 임의계수 분포에 대한 모수적 가정 없이 유한혼합 EM-알고리즘을 통하여 수행되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권4B호
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• pp.243-251
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• 2012

국립해양조사원의 해운대 부이로 부터 관측된 자료와 CCTV 영상자료를 분석하고 수치실험을 수행하여 해운대 해변에서 발생하는 이안류의 특성을 연구하였다. CCTV 영상자료를 분석한 결과로 부터 이안류가 발생할 때 규칙파에 가깝고 진행방향이 약간 다른 파랑이 중첩되어 입사되고 있는 것을 관찰할 수 있었으며, 부이 관측자료의 웨이브릿 분석으로부터 한 주기에 파랑에너지가 집중된 협대역 스펙트럼을 확인할 수 있었다. 이로부터 이미 알려진 이안류 발생 메커니즘가운데 하나인 벌집구조의 절점선 영역을 통한 이안류의 발생이 해운대 이안류의 주요한 발생 메커니즘임을 추론할 수 있었다. 이러한 이안류 발생 메커니즘은 다음과 같이 설명할 수 있다. 진행방향이 약간 다른 규칙파가 해안으로 전파될 때 서로 중첩되어 비선형 상호작용으로 파봉선이 벌집구조 형상으로 변형된다. 여기서, 파고가 영(zero)인 절점선이 해안선에서 외해방향으로 발달하게 된다. 파고가 상대적으로 작은 이 절점선 영역을 향하여 연안류의 질량수송이 집중되며 일시에 외해로 이안류를 발생시키게 된다. 벌집구조 파봉형상 입사파에 의한 이안류 발생을 재현하기 위해 완전 비선형 Boussinesq 방정식 모형을 이용해 수치모의를 수행하였다. 이 수치모의로부터 진행방향이 서로 다르므로, 그리고 일방향 파랑이 수중천퇴에 의하여 변형되므로 발생된 벌집구조 현상에 의하여 이안류가 잘 발생함을 확인하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.343-350
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• 2000

본 논문에서는, 최적 시스템을 위해서 FNN과 PNN에 기반을 둔 Multi-FPNN(다중 퍼지 다항식 뉴럴네트워크) 모델을 제안한다. 여기서 FNN 구조는 각각의 분리된 입력변수에 의해 분할된 퍼지 입력공간을 사용해서 설게되고, 간략 퍼지추론 방법과 오류 역전파 알고리즘을 이용한다. FNN은 더 좋은 출력성능을 얻기 위해 PNN과 결합한다. GMDH 방법에 기초한 PNN 구조의 각 노드는 1차 및 2차 고계 다항식의 두 형태를 사용하고, 그 노드의 입력의 입력은 2, 3, 4의 세 종류의 다변수 입력을 사용한다. 그리고 다중 FPNN 모델의 구조와 파라미터를 동정하기 위햐 HCM 크러스터링방법과 유전자 알고리즘을 사용한다. 여기서, 시스템을 위해 데이터 전처리 기능을 수행하는 HCM 클러스터링 방법은 입출력 공간분할에 의해 다중 FPNN 구조를 결정하기 위해 사용된다. 모델의 근사화와 일반화 능력 사이에 충분한 군형을 ？기 위해 하중계수를 가진 합성 성능지수(목적함수)를 사용한다. 데이터 개수, 비선형의 정도(입.출력 데이터 분포)에 위존하는 이 합성 목적함수의 하중계수의 선택 및 조절을 통하여 최적의 다중 FPNN모델을 설계하는 것이 유용하고 효과적임을 보인다. 본 연구는 두 개의 대표적 수치예의 도움으로 설명되고, 그 모델의 근사화 및 일만화 능력에 관련된 합성 성능 지수가 평가되고, 도한 토의된다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.52-64
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• 1995

로보트 매니퓰레이터는 고도의 비선형 시변 시스템으로써 정밀한 제어가 매우 어려운 제어 대상으로 인식되어 왔으며 따라서 수많은 제어이론의 적용대상이 되어왔다. 로보트 매니퓰레이터의 제어에는 두가지 형태가 있는데 한가지는 궤적계획이고, 또한가지는 궤적 추종이다. 본 논문에서는 궤적 추종을 목적으로 하고, 이를 위해 퍼지논리와 신경회로망을 결합한 지능형 제어를 제안한다. 제안된 제어시스템은 사고 및 추론과 같은 인간의 인식처리에 해당하는 불확실한 것들의 구체화를 가능케하는 퍼지논리와 학습 및 병렬처리능력이 있는 신경회로망을 융합하여 구성된 퍼지-신경망 제어시스템이다. 그러나 이러한 장점을 갖는 퍼지-신경망 제어기도 정확한 제어 규칙의 발생은 어려은데 이는 신경회로망의 지역적 최소치에 빠지는 특성에 기인한다고 볼 수 있다. 그리고 일반적으로 시스템의 비선형 정도는 탐색에 의해서만 알수 있는 성질의 것이므로 본 논문에서는 최적의 탐색알고리듬으로 널리 인정되고 있는 유전알고리듬을 사용하여 전역적이 규칙공간을 탐색한 후 이를 바탕으로 퍼지-신경망 제어기를 완성한다. 제안된 제어시스템의 효율성은 2자유도의 로보트 매니퓰레이터를 사용하여 컴퓨터의 모의실험을 통해 입증된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.417-428
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• 2004

보존 논리는 조작적 사고를 가능케 하는 도구적 역할로서 과학, 수학, 물리학 등의 분야뿐만 아니라 일상 생활의 모든 측면에서 필수적인 개념이다. 보존 논리의 형성 여하에 따라 수리문제의 해결 능력과 과학적 유추 능력, 추상적 사고능력이 결정되며, 인지 발달 단계를 확인할 수 있는 개념이기도 하다. 따라서 이 연구에서는 보존 논리 형성과 전두엽연합령 기능과의 상관관계를 살펴봄으로써 아동의 사고력 향상과 과학개념 시기를 앞당기는 시사점을 마련하고자 하였다. 이 연구의 결과 초등학교 1, 2, 3학년 학생의 보존 논리의 형성 정도는 약 50% 정도였으며, 수 보존 논리의 형성 정도가 가장 높았고, 부피 보존 논리의 형성 정도가 가장 낮았다. 보존 논리의 형성은 비선형적으로 일어났으며, 보존 논리의 형성 정도에 따라서, 추론 능력과 설계능력, 보속적 오류에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 보존 논리와 전두엽연합령 기능과는 유의미한 상관관계를 보였다. 초등학교 저학년 학생들의 보존 논리 형성에 대한 예측 변인으로는 추론 능력과 설계 능력이였으며, 이들 변인이 보존 논리에 대한 설명력은 약 20% 정도이다. 이 연구의 결과, 초등학교 저학년에서 보존 논리가 미형성 단계에 해당하는 학생들이 많이 있지만, 이들 학생들의 보존 논리 형성을 위한 구체적인 노력이 부족한 실정이다. 또한, 보존 논리 형성에 전두엽연합령이 깊은 관계가 있어 전두엽연합령의 기능을 향상시키기 위한 구체적인 연구가 이루어지길 기대한다.