• 제목/요약/키워드: 수학적 디자인

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퍼지 디터미니스틱 관계 (Fuzzy Deterministic Relations)

  • 성열욱;이현규;양은목
    • 디지털융복합연구
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    • 제19권10호
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    • pp.377-382
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    • 2021
  • X와 Y사이의 퍼지 관계를 곱집합 X × Y의 퍼지 부분집합으로 Zadeh에 의해 처음으로 소개된 이후 퍼지집합에 대한 개념은 자연과학 및 컴퓨터과학에서 많은 연구성과가 이루어져 왔다. 그 결과 Muralli와 Nemitz는 동치관계 및 함수와 관련하여 퍼지관계를 연구하였고, Ounalli와 Jaoua는 중요한 수학적 도구로서 퍼지 다이펑션날 관계를 정의하여 소프트디자인과 데이터베이스 이론에서 중요한 역할을 하는 것으로 증명되었으며, 또한 프로그램 표식과 프로그램 정확도를 정의하는데 유용한 것으로 밝혀졌다. 본 논문에서는 한 집합 위에 퍼지 디터미니스틱 관계를 정의하여 퍼지 디터미니스틱 관계를 레벨 부분집합으로 특성화 하였고, 퍼지 디터미니스틱 관계와 관련하여 일부 성질을 증명하였다. 특히, 퍼지 디터미니스틱 관계와 퍼지 함수가 동치임을, 퍼지 함수가 퍼지 다이펑션날 관계가 동치임을 증명하였다.

청소년 대상 파이썬(Python) 활용 교육의 효과에 대한 메타분석 (The Meta-Analysis on Effects of Python Education for Adolescents)

  • 장봉석;윤소희
    • 실천공학교육논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.363-369
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    • 2020
  • 이 연구는 청소년 대상 파이썬 활용 교육의 효과를 메타분석을 통해 정리하는 것을 목적으로 한다. 자료 분석을 위해 파이썬 활용 교육의 효과를 보고한 선행연구 6편을 선정하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 파이썬 활용 교육의 전체 효과크기는 0.684로 나타났다. 둘째, 교육 효과를 종속변수 유형에 따라 비교 분석한 결과, 학업성취도 0.871, 인지적 영역 0.625, 정의적 영역 0.428로 나타났다. 셋째, 인지적 영역의 경우, 자기효능감 0.833, 문제해결능력 0.283, 컴퓨팅사고력 0.276, 코딩 역량 0.251의 순서로 나타났다. 넷째, 정의적 영역의 경우, 학습 흥미 0.56, 프로그래밍 흥미 0.417의 순서로 나타났다. 다섯째, 학교 급의 경우, 중학교 0.851, 고등학교 0.585, 대학교 0.435의 순서로 나타났다. 여섯째, 교과 영역의 경우, 수학 1.057, 디자인 0.595, 정보 0.585, 소프트웨어 0.28의 순서로 나타났다.

초고층 철근콘크리트 기둥의 전산최적설계 프로세스 (Computational Optimization for RC Columns in Tall Buildings)

  • 이윤재;김치경;최현철
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.401-409
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    • 2014
  • 이 연구는 초고층 건물의 철근콘크리트 기둥 단면을 최적화하기 위한 알고리즘을 개발하고 이를 실제 프로젝트에 적용하는 과정에서 검증, 보완한 실용화 연구이다. 최적설계변수는 콘크리트 강도와 단면형상으로 구조엔지니어에 의해 수행된 1차적인 구조설계 결과를 바탕으로 상기 설계변수들을 순수하게 수치적 관점에서 전산최적화한 실례를 소개, 제시하는 것이 이 논문의 목적이다. 이를 위해 외부의 해석 솔버로부터 원 해석모델에서 산출한 부재 응력을 받아오고 이를 기준으로 최소 비용을 만족하는 단면형상을 찾는 전산최적설계 컴포넌트를 새롭게 개발하였다. 이를 활용하여 콘크리트 강도를 사전 가정하고 각 강도별로 1차 최적 단면형상을 산출한 다음 그 결과들을 비교 검토해 서로 다른 두 강도에 대한 단면형상이 최대한 유사한 지점에서 콘크리트 강도를 변경하는 최적설계 시나리오를 제안하였다. 이상의 프로세스는 현업 프로젝트를 수행하는 과정에서 특정 부재의 최적설계만을 위해 집중적으로 개발된 것이므로 구조적 관점에서 미시적이고 수학적 관점에 치중하였다는 한계를 가진다. 그러나 현업에의 적용을 위해 실용적 관점에서 알고리즘 및 프로세스를 강도 높게 검증, 보완한 결과물이므로 차후 발전적 적용 및 개발이 가능할 것으로 판단된다.

Game Balancing에서 Fuzzy를 이용한 캐릭터 액션 선택 (Fuzzy Based Selection Technique for Character Action in Came Balancing)

  • 현혜정;김태식
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.81-88
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    • 2008
  • 게임 밸런싱에서 캐릭터가 가지고 있는 다양한 액션 중 어떤 것을 선택해야하며 또 얼마만큼 조절해 해 주어야 하는지 정확하게 계산하는 것은 매우 어려운 일이다. 퍼지 기법은 수학적으로 정확하게 처리할 수 없는 특수한 환경이나 혹은 정확한 수치 처리에 따라 발생될 수 있는 시간적인 소모 문제를 완화할 때 매우 적절하게 이용될 수 있다. 게임에서 캐릭터가 가지는 수많은 액션과 상대방과의 연관관계, 이전까지의 대전 경험 등을 현재 상황에서 최적의 액션을 선택하기 위해서 일일이 반영하기가 쉽지 않기 때문에 이러한 경우 퍼지를 이용할 수 있을 것이다. 밸런싱이 필요한 시점이 되면 그때까지의 플레이한 자료가 퍼지함수로 처리되어 어떤 액션에 얼마만큼 조절을 해 줘야 하는지 계산되어져 캐릭터의 능력을 조절하도록 한다. 이 방법의 효율성을 검증하기 위해 액션 전체에 일정하게 능력을 조절한 경우, 랜덤하게 하나의 액션만 선택하여 조절한 경우, 가장 강력한 파워를 가진 액션을 선택한 경우, 가장 약한 액션을 선택한 경우 그리고 퍼지개념을 적용한 경우 등 5가지 경우를 실험을 통해 밝혀 퍼지를 이용한 방법기 우수성을 밝히고자 한다.

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Jacket 행렬의 성질과 특성 (Properties and Characteristics of Jacket Matrices)

  • 양재승;박주용;이문호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.25-33
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    • 2015
  • 양면을 뒤집어 입을 수 있는 Jacket처럼, 내부 및 외부 양 쪽 모두 호환이 가능한 행렬을 Jacket 행렬이라 한다. element-wise inverse와 block-wise inverse 과정을 통해 Jacket 행렬은 안 쪽 요소와 바깥쪽 요소 모두를 가진다. 이 개념은 1989년에 저자 중 한 명인 이문호 교수에 의해 이루어진 것으로서, 2000년에는 최종적으로 Jacket 행렬이라 부르게 되었다. 이것은 잘 알려진 Hadamard 행렬의 가장 일반적인 확장으로서, 직교와 비직교 행렬에 대한 성질을 포함하고 있다. Jacket 행렬은 정보 및 통신 분야 이론의 많은 문제들을 해석하는데 이용된다. 본 논문에서는 Jacket 행렬의 성질과 특성, 예를 들어 determinants와 eigenvalues, Kronecker product에 대해서 다룬다. 이 연산들은 신호 처리와 직교 코드 디자인에 매우 유용하다. 또한, 본 논문은 복잡성이 낮은 매우 간단한 수학적 모델을 통해 이들의 유용성을 계산한 결과를 제시한다.

데이터 마이닝 전략을 사용하여 원자력 시스템의 동적 보안을 위한 사물 인터넷 (IoT) 기반 모델링 (Internet of Things (IoT) Based Modeling for Dynamic Security in Nuclear Systems with Data Mining Strategy)

  • 장경배;백창현;김종민;백형호;우태호
    • 사물인터넷융복합논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.9-19
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    • 2021
  • 원자력 테러 예방을 위해 기존의 물리 보호 시스템(PPS)를 수정한 빅데이터 기반의 클라우드 컴퓨팅 시스템과 통합된 데이터 마이닝 디자인이 조사됩니다. 원자력 범죄사건에 대해 시뮬레이션 연구에 의해 테러 관련 기관의 네트워킹이 모델링됩니다. 불법 도청 없이 무고한 사람들을 공격하려는 시도와 테러리즘을 정부가 탐지할 필요가 있습니다. 이 연구의 수학적 알고리즘은 테러 사건의 정확한 결과를 제공할 수 없지만, 시뮬레이션을 통해 잠재적 가능성을 얻을 수 있습니다. 본 결과는 시간에 따른 모양 진동을 보여줍니다. 또한 각 값의 빈도를 통합하면 결과의 전환 정도를 알 수 있습니다. 값은 63.125 시간에 -2.61741로 증가합니다. 따라서 테러 가능성은 나중에 가장 높습니다.

해양단원 개념도 활용 수업이 과학성취도 및 태도에 미치는 효과 (The Effect of the Use of Concept Mapping on Science Achievement and the Scientific Attitude in Ocean Units of Earth Science)

  • 한정화;김광휘;박수경
    • 한국지구과학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.461-473
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    • 2002
  • 본 연구는 지구과학 ‘해양’ 단원에서 제시된 5가지 주제에 대하여 개념도를 작성한 후 이를 중학교 과학 수업에 적용하여 그 효과를 분석하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서 작성된 개념도를 활용한 수업을 실험집단인 고등학교 2학년 2개 학급을 대상으로 운영하고 전통적인 수업을 실시한 비교집단과 비교한 결과는 다음과 같다. 첫째, 개념도활용 수업과 전통적인 수업이 과학성취도에 미치는 효과를 검증한 결과, 개념도 활용 수업이 전통적인 과학수업에 비해 학생들의 과학성취도에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 나타났다. 또한 학습능력 수준에 따라 두 가지 수업의 효과를 비교한 결과, 학습능력이 높은 학습자보다 학습능력이 중 ${\cdot}$ 하위 수준의 학생들에게 더 효과적인 것으로 밝혀졌으며 개념도에서 위계가 분명한 학습내용일수록 개념도 활용 수업이 더 효과적이었다. 둘째, 개념도 활용 수업과 전통적인 수업이 과학에 대한 태도에 미치는 효과를 검증한 결과, ‘과학적 탐구에 대한 태도’ 범주와 ‘과학적 태도의 적용’ 범주에서는 개념도 활용 수업이 전통적인 수업보다 더 효과적이었다. 반면에 ‘과학수업의 즐거움’ 범주에서는 개념도 활용 수업과 전통적 수업의 효과에 차이가 나타나지 않아 개념도 작성에 대한 학습자들의 심리적인 부담을 반영해주었다. 셋째, 개념도 활용 수업 집단에 대한 설문 조사 결과 개념도 수업에 대한 학습자들의 인식은 전체적으로 긍정적인 것으로 나타났다. 하위 영역 별로 살펴보면 개념도 활용 수업이 학습내용의 이해 증진면에서 유리한 것으로 평가하였으며 학생이 작성한 개념도를 통해 수업 내용에 대한 확인이 용이하기 때문 평가도구로 활용가치가 높은 것으로 인식하였다. 파지력면에서 개념도는 배운 내용을 확인하고, 기억하는데 유용한 것으로 인식하였으나 활동성면과 흥미면에서는 다른 영역점수 보다 낮게 나타났다.가 1.2 mM, 1.8 mM인 경우 배양 14일에 염기성 인산분해효소의 활성도가 유의하게 증가하였으나, 2.5 mM인 경우 활성도가 감소하였다. 4. II-1 ${\beta}$의 활성도는 카페인을 단독 처리한 경우 0.2 mM, 1.0 mM에서, 칼슘 단독 처리시에는 1.8 mM에서, 혼합 처리시 0.1 mM 카페인과 1.8 mM 칼슘 혼합 처리한 경우 높게 나타났고, 고농도의 카페인, 칼슘 혼합 처리 시에는 낮게 나타났다 이러한 실험 결과를 통하여 칼슘이 1.2 mM, 1.8 mM 농도로 존재하는 경우 카페인에 의한 골모세포의 염기성 인산분해효소 활성과 IL-1 ${\beta}$의 활성 억제 효과가 어느 정도 회복되나, 2.5 mM 고농도의 칼슘은 억제된 활성을 회복시키지 못함을 확인하였다.지 않고 다양한 분야 즉 디자인, 생활 속에서의 벽지문양과 포장지, 예술작품 등에 활용되고 있음을 체험함으로써 수학이 실생활에 광범위하게 활용되고 있음을 알게 하였다. 역으로 생활 속에서의 테셀레이션을 통해 수학적 개념을 찾는 과정을 통해 수학이 아름다우면서도 실용적이라는 생각을 심어줄 수 있었다. 셋째, 테셀매니아, GSP, 캐브리, 거북기하 등 평소 수업에서는 활용도가 적은 컴퓨터 소프트웨어를 활용함으로써 컴퓨터 소프트웨어 자체에서 오는 호기심뿐만이 아니라 직접 조작하여 테셀레이션 작품과 개념을 익히고 새로운 작품과 학습을 해 내는 과정을 통해 자신감과 성취감 등에 있어 큰 변화가 있음을 발견할 수 있었다. 컴퓨터 기능이 미숙한 학생의 경우 처음에는 당황해 하고 어려워하는 부분도 있었으나 조작할 시간적 여유를 주고 교사와 우수한 학생들이 도우미로서 역할을 잘해내어 나중에는 큰 어려움 없이 마칠 수 있었다. 테셀레이션이라는 용어가 아직은 생소한 현장에서 교수 학습 자료가 부족하고 그에 따른 이해도 부족한

반응표면분석을 이용한 바이오가스 고질화공정을 통한 바이오메탄 (Optimization of biomethane production by biogas upgrading process using response surface mothodolgy)

  • 박성범;성현제;심동민;김낙주
    • 에너지공학
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    • 제23권2호
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    • pp.62-73
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    • 2014
  • 본 연구는 혐기성소화조에서 발생된 바이오가스로부터 바이오메탄을 생산하기 위한 고질화 공정의 운전조건을 최적화하기 위하여 반응표면 분석모델을 적용하였다. 반응표면 분석법의 하나인 Box-Behnken 설계법을 이용하였으며 바이오가스 고질화 공정의 메탄농도와 메탄회수율을 극대화하기 위한 수학적인 최적운전조건을 도출하였다. 도출된 반응표면모델의 적합성을 검증한 결과 각 모델의 p Value가 0.05 이하로서 유의성이 매우 높게 나타났으며, 결정계수($R^2$)는 각각 0.9788, 0.9710 이었다. 그리고 이산화탄소/메탄분리공정에서 메탄농도에 대해 운전압력이 가장 크게 영향을 미치고 다음으로 바이오메탄 생산량, PSA 회전밸브 속도의 순이다. 메탄회수율에 대해서는 PSA 회전밸브 속도가 가장 크게 영향을 미치고 있으며, 바이오메탄 생산량, 운전압력의 순으로 나타났다. 액체바이오 메탄 생산량이 $100Nm^3/hr$일 때의 최적 운전조건을 도출한 결과, 운전압력이 8.0bar 그리고 PSA 회전 밸브 속도가 31.55RPM일 때 바이오메탄의 메탄농도와 메탄회수율을 최대화할 수 있었고, 이때의 바이오메탄의 메탄농도는 97.13%이고, 메탄회수율은 75.89%이었다.

Two-Pupil 광학 헤테로다인 스캐닝 시스템 기반의 힐버트 변환을 활용한 2-D 인코히어런트 이미징 구현 (Implementation of 2-D Incoherent Imaging using Hilbert Transform based on Two-Pupil Optical Heterodyne Scanning System)

  • 경민구;도규봉
    • 한국항행학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.240-246
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    • 2012
  • 지금까지의 힐버트 변환은 대부분 코히어런트 이미징에서만 활용되어 왔을 뿐 인코히어런트 이미징에 대해서는 그 적용이 미비했다. 본래의 광원 영역에서는 인코히어런트 물체의 힐버트 변환이 일정하게 중첩되는 문제가 발생하기 때문이다. 본 논문에서는 음이 아닌 강도(intensity) 분포 함수의 합성을 수행함으로써 인코히러언트 이미징의 문제점을 보완한 two-pupil 시스템을 적극 활용하여 코히어런트 이미징 대비 낮은 노이즈 특성, 물체의 위상 변화에 대한 강건함, 유연한 필터의 설계 등의 장점을 극대화한다. 제안하는 이미징 방식은 공간영역에서 광학 전달 함수를 분할하여 필터링한 후 인코히어런트 물체의 힐버트 변환을 수행한다. 이를 바탕으로 광학 시스템에서의 두 pupil을 수학적으로 분석하고 디자인하여 two-pupil 광학 헤테로다인 스캐닝 시스템을 구현할 수 있다. 모의실험을 통해 제안하는 시스템을 바탕으로 2-D 홀로그램을 도출함으로써 인코히어런트 이미징에서도 힐버트 변환의 적용이 유효함을 확인할 수 있다. 또한 복소홀로그램의 복원을 통해 힐버트 변환만을 이용한 홀로그램에 비해 공간 영역에서 선명도가 개선된 홀로그램 영상도 획득할 수 있다.

이탈리아 르네상스 빌라 란테의 정원건축적 특성 (A Study on the Characteristics of Garden Architecture in Italian Renaissance Villa Lante)

  • 최종희
    • 한국전통조경학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.90-98
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    • 2011
  • 본 연구는 이탈리아 르네상스 정원의 조영배경, 입지 및 공간구성특성 구명에 있어 주요한 역할을 점유하고 있는 빌라 란테의 정원건축적 특성을 구명하는데 목적을 두고 수행되었다. 연구를 위한 조사는 문헌조사와 현지조사로 구분하여 이루어졌으며, 자세한 내용은 다음과 같다. 첫째, 조영의 경우 16세기 초 비테르보(Viterbo)의 교구장인 라파엘레 리아레오(Raffaele Reareo), 옥타비아노 비스콘티(Ottaviano Visconti)에 의해 빌라 조영이 시작되었으며, 이후 추기경 니콜로 리돌피(Niccolo Ridolfi)에 의해 수로가 건설되고, 1574년 추기경 감바라(Gambara), 몬탈토(Montalto)에게 소유권을 넘겨진 이후 카지노 등 주요 정원요소들이 완성되었다. 이후 란테 가문에 의해 교황청과의 임대, 소유권 인정 이전 등에 과정을 거친 후 현재에 이르고 있다. 둘째, 입지의 경우 도심에 위치하는 우르바나 성격을 가지며, 지형조건과 주변 경관과의 관계에서는 도심의 중앙광장과 강한 시선 축을 형성하며, 주변 자연환경을 빌라 및 정원의 통합적 시계 내에 포함시켜 건물과 수림대, 동적인 수공간 요소와의 연계성을 형성하고 있다. 셋째, 공간구성의 경우 고대 신화의 상징적 이미지와 피에트로 데 크레센지(Pietro de Crescenzi)의 데 루러리움 코모도런 리브리(Liber ruralium commodorum libri), 수학적 이론에 근거한 신 플라톤의 비례법칙 등을 기반으로 카지노를 중양축의 양쪽으로 분리해서 위치하게 하고, 축을 공간구성의 중심으로 삼아 정원을 빌라의 부속이 아닌 독립된 하나의 요소로 다루고 있으며, 노단을 이용한 카지노와 정원, 수림대, 주변 경관의 통합적 시계구조를 구현하였다. 넷째, 구성요소 중 식생의 경우 상층식재로는 플라타너스, 소나무, 감탕나무 등이, 하층식재로는 서양호랑 가시나무, 회양목, 장미 등이 비중이 높게 나타나고 있음을 파악할 수 있었으며, 건조물의 경우 주거기능의 카지노, 노단, 로지아 등이, 수경관으로는 분수, 캐스케이드, 벽천, 샘 등이, 점경물로는 해시계, 의자, 전망대 등이 나타나고 있었다.