• Information and Communications Magazine
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• v.29 no.4
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• pp.62-71
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• 2012

수십 억년 동안 진화를 거듭해온 지구상의 생명체들은 외부의 제어 없이 독자적으로 단순한 행동 규칙에 따라 기능을 수행하여 주어진 목적의 최적해를 달성한다. 이러한 다양한 생명체의 행동 원리를 모델링하여 만든 알고리즘을 생체모방 알고리즘(Bio-Inspired Algorithm)이라 한다. 생체모방 알고리즘은 다수의 개체가 존재하며, 주변 환경이 동적으로 변하고, 가용 자원의 제약이 주어지며, 이질적인 특성을 갖는 개체들이 분잔 및 자율적으로 움직이는 환경에서 안정성, 확장성, 적응성과 같은 특징을 보여주는데, 이는 통신 네트워크 환경 및 서비스 요구사항과 유사성을 갖는다. 본 논문에서는 대표적인 생체모방 알고리즘으로 통신 및 네트워킹 기술로 사용되는 Ant Colony 알고리즘, Bee 알고리즘, Firefly 알고리즘, Flocking 알고리즘에 대해 살펴보고, 관련 프로젝트 및 연구 동향을 정리한다. 이를 통해 현재의 생체모방 알고리즘의 한계를 극복하고 미래 통신 및 네트워킹 기술이 나아갈 방향을 제시한다.

• Information and Communications Magazine
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• v.33 no.5
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• pp.3-11
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• 2016

자연계에서 존재하는 다양한 생명체는 자신들의 생존과 종의 번성을 위해 효율적인 행동 규칙을 만들어 진화해 왔다. 이러한 생명체의 다양한 생존원리로부터 착안을 하여 자연계가 아닌 다른 환경에서 적용이 가능하도록 알고리즘을 만들어 적용시키는 것을 생체모방 알고리즘이라 한다. 자연계의 환경자체가 불확실한 변화가 다양하게 포함되고 있으며, 제한된 자원 환경을 어떻게 효율적으로 활용하는가의 문제가 걸려 있음으로 인하여 이러한 생체모방 알고리즘은 적용환경의 변환에 빠른 적응력을 제공할 수 있고, 자원 제약형 환경에서 안정적으로 확장성과 적응성을 제공할 수 있어서 상호 운용성 측면에서 많은 이득을 줄 수 있다. 이와 같은 생체모방 알고리즘을 네트워크의 관점에서 적용시켜 보면, 전자의 경우에는 자율적인 네트워크 구성을 용이하게 제공할 수 있음을 나타내고, 후자의 경우에는 IoT 환경과 같은 자원 제약형 환경에서의 상호 운용성을 제공할 수 있다. 이렇듯이 생체모방 알고리즘을 네트워크에 접목시켜 연구하는 것은 최근의 네트워크 분야의 연구 이슈와 상호 보완적으로 작용하여 시너지 효과를 제공할 수 있다. 자연계의 군집 현상 및 동기화 현상을 네트워크 환경에서 적용하여 사용할 수 있는 생체모방 알고리즘 기술은 다양하게 존재하고 있으며 이를 활용하는 연구를 통해 SDN(Software Defined Networking)에서의 자율제어 네트워크 구성에 접목하거나 IoT 환경과 같은 자원 제약형 환경에서의 보다 효율적인 상호 연결성을 제공하는 방향으로 발전할 수 있다. 이러한 생체모방 자율제어 네트워크 환경 구현을 위해 기존의 OpenFlow 환경과 새로이 부각되는 P4: Programming Protocol-Independent Packet Processors 기술에 대해서 정리하여 향후 생체모방 자율제어 네트워크 구현 방안을 제시하고자 한다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.41 no.2
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• pp.227-234
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• 2022

Covert Underwater Communication (CUC) signals should not be detected by other unintended users. Similar to the method used in Radio Frequency (RF), covert communication technique sending information underwater is designed in consideration of the characteristics of Low Probability of Detection (LPD) and Low Probability of Intercept (LPI). These conventional methods, however, are difficult to be used in the underwater communications because of the narrow frequency bandwidth. Unlike the conventional methods of reducing transmission power or increasing the modulation bandwidth, a method of mimicking the acoustic signal of an underwater mammal is being studied. The biomimetic underwater acoustic communication mainly mimics the click or whistle sound produced by dolphin or whale. This paper investigates biomimetic communication method and introduces research trends to understand the potential for the development of such biomimetic covert underwater acoustic communication and future research areas.

• Information and Communications Magazine
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• v.31 no.1
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• pp.53-62
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• 2013

생태계를 구성하고 있는 각 생물체들은 외부에서의 제어 개체 없이 독자적이면서 매우 단순하고 적은 수의 행동 규칙의 준수를 통하여 해당 생태계의 유지, 관리 및 동기화 등의 기능을 수행하고 있음을 관찰 할 수 있다. 이처럼 지구상의 다양한 생물체의 행동 원리를 관찰하고 이를 기반으로 모델링한 알고리듬을 생체모방 알고리듬 (biologically inspired or bio-inspired algorithm)이라 한다. 생체모방 알고리즘은 동종 혹은 이종의 다수의 개체가 존재하고, 주변 환경이 동적으로 변하며, 사용가능한 자원의 제약이 정해져 있을 때, 각 개체들이 분산 및 자율적으로 움직이는 환경에서 안정성, 확장성, 적응성과 같은 특징을 보여주는데, 이는 통신 네트워크 환경 및 서비스 요구사항과 유사성을 갖는다. 본 논문에서는 최근에 발표된 생체모방 알고리즘으로 통신 및 네트워킹 기술로 적용 가능한 Huddling Penguins 알고리즘, Krill Herd알고리즘, Cuckoo 알고리즘에 대해 살펴보고, 관련 프로젝트 및 연구 동향을 정리한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2012.06a
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• pp.274-275
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• 2012

생체모방로봇은 인간을 비롯하여 새, 곤충, 물고기 등 동물들의 기본구조, 행동원리 및 메커니즘을 모방한 로봇이다. 정찰, 수색, 테러진압 등 군사작전에서부터 인명구조까지 생체모방로봇은 인간의 눈과 발을 대신하여 인간이 접근할 수 없는 오염 지역을 면밀히 탐지하는 데에도 유용하리라 예상된다. 이와 같은 생체모방로봇이나 MAV 등을 실시간으로 원격에서 모니터링하고 제어할 수 있는 DAQ 시스템의 중요성이 커지고 있다. 본 논문에서는 생체모방로봇인 가오리를 원격 관제 센터에서 RF무선통신을 이용하여 안정적인 제어 및 모니터링이 가능한 DAQ(Data AcQuisition) 시스템을 제안한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2012.11a
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• pp.15-16
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• 2012

본 논문에서는 우선순위 기반의 RTS/CTS 통신 기법을 적용하여 생체모방형 ROV 를 제어하기 위한 수중 MAC 프로토콜을 제안하였다. MANET 기반의 하천 수질 환경 감시 시스템이 효율적으로 운용되기 위한 수중 MAC 프로토콜이 지원됨으로써 이동성이 강조되는 생체모방형 ROV 제어를 위한 실시간성을 보장할 수 있다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.38 no.5
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• pp.580-586
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• 2019

In this paper, we propose a biomimetic communication method using a dolphin whistle to covertly transmit the communication signal. A conventional CSS (Chirp Spread Spectrum) modulation technique divides dolphin whistle into several slots and modulates with up and down chirp signals. That causes the time-frequency characteristic difference between the original dolphin whistle and the camouflage performance is degraded. In this paper, we propose a delay based modulation scheme to eliminate distortions. The simulation results show that the bit error rate of the proposed method is better performance than that of the conventional CSS modulation method by about 3.5 dB to 8 dB. And the camouflage performance that evaluated through the cross correlation in the time-frequency domain is also better than that of the CSS modulation method.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.40 no.11
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• pp.2205-2217
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• 2015

Bio-inspired routing protocol uses a principle of swarm intelligence, which finds the optimal path to the destination in a distributed and autonomous way in dynamic environments, so that it can maximize routing performances, reduce control overhead, and recover a path failure quickly according to the change of network topology. In this paper, we propose a bio-inspired routing protocol for mobile ad hoc networks. The proposed scheme uses a function of overhearing via wireless media in order to obtain the routing information without additional overhead. Through overhearing, the pheromone is diffused around the shortest path between the source and destination. Based on this diffused pheromone, a probabilistic path exploration is executed and the useful alternative routes between the source and destination are collected. Therefore, the proposed routing protocol can ensure the up-to-date routing information while reducing the control overhead. The simulation results show that the proposed scheme outperforms the typical AODV and AntHocNet protocols in terms of routing performances and significantly decreases the routing overhead against the AntHocNet.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.38A no.12
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• pp.1069-1078
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• 2013

In this paper, we propose a distributed time synchronization technique for OFDMA- based wireless mesh communication systems. The proposed technique employs the bio-inspired algorithm for self-time synchronization in the physical layer. To achieve the network synchronicity, the proposed technique updates the transmission time and the FFT window using the TDoA information of received signals from the neighbor nodes. The proposed technique can achieve fast self-synchronization among nodes with a simple algorithm, without the need of a centralized controller. The performance of the proposed time synchronization technique is evaluated by simulation in terms of convergence speed and convergence probability.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.40 no.3
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• pp.219-227
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• 2021

This paper proposed an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) based biomimetic communication method using a dolphin whistle which covertly transmits communication signals to allies. The proposed method divides the dolphin whistle into several time slots corresponding to a number of OFDM symbols, and modulates the communication signal by mapping differential phase shift keying (DPSK) symbols into subcarriers that have the frequency bands of the dolphin whistle in each slot. The advantages of the proposed method are as follows: In the conventional Chirp Spread Spectrum (CSS) and Frequency Shift Keying (FSK) based biomimetic communication methods, the discontinuity of the frequency contour is large, but the proposed method can reduce the discontinuity. Even if the modulation order is increased, the degradation of the mimicking performance is small. The computer simulations demonstrate that the Bit Error Rate (BER) and mimicking performance of the proposed method are better performance than those of the conventional CSS and FSK.