• 제목/요약/키워드: 시각적 구조

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창덕궁 부용정과 주합루 권역의 복원정비를 위한 원형 경관 고찰 (A Study on the Original Landscape for the Restoration and Maintenance of Buyongjeong and Juhamnu Areas in Changdeokgung Palace)

  • 오준영;양기철
    • 한국전통조경학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.24-37
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    • 2021
  • 본 연구는 대한제국과 그 전후의 시기를 중심으로 창덕궁 부용정과 주합루 권역의 원형 경관을 새롭게 조명하고, 향후 복원정비에 유용한 연구성과를 도출하기 위해 수행되었다. 연구 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째, 부용지 인공섬의 석축은 본래 정연하게 가공된 석재를 활용해 바른층쌓기로 조성되어 있었다. 하지만 1960~1970년대의 정비공사 과정에서 부용지 인공섬은 자연석과 가공석이 혼합된 형태로 변형되었다. 부용지 인공섬의 상부에 설치된 난간은 유사사례를 찾아보기 어려운 독특한 시설로 대한제국기에도 실존했지만, 일제강점기에 완전히 멸실되었다. 둘째, 오늘날 어수문 좌우에 남아 있는 취병은 2008년 조릿대를 기반으로 재현된 결과물이다. 어수문 취병의 식물 소재를 주목으로 보는 시각도 존재하지만, 구체적인 수종은 여전히 밝혀지지 않은 상태이다. 관련 자료와 정황을 다각적으로 고려하면 적어도 근대기의 어수문 취병은 동관왕묘와 경복궁 건청궁처럼 '향나무'로 제작되어 있었을 가능성이 높다. 셋째, 주합루 후원은 석계 형태의 구조물 위에 수목이 밀생하지 않은 공간이었다. 주합루 후원의 석계는 비교적 개방된 형태로 관리되면서 주변 건축물을 왕래할 수 있는 공간으로도 기능하였다. 하지만 1980년대 후반에 대규모 식재공사가 이루어지면서 주합루 후원은 화계와 같은 형태로 정비되었고, 다수의 화관목이 식재되어 폐쇄적인 공간으로 변모하였다. 넷째, 규장각과 개유와처럼 서고(書庫) 기능을 가졌던 영화당 남행각은 1900년대 후반 무렵에 멸실되어 본래 모습을 파악하기 어려운 건축물이었다. 본 연구에서는 근대기 사진과 스케치 자료를 토대로 영화당 남행각의 배치축을 확증하고, 형태와 의장적 특징을 확인하였다. 또한 기초자료 구축 차원에서 「동궐도」와 「동궐도형」을 참고한 추정복원도를 제시하였다.

E-Prime에 기반한 손가락 촉각 자극기의 개발 (Development of a Finger Tactile Stimulator Based on E-Prime Software)

  • 김형식;민윤기;김보성;민병찬;양재웅;이수정;최미현;이정한;탁계래;이봉수;전재훈;정순철
    • 감성과학
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    • 제13권4호
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    • pp.703-710
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    • 2010
  • 본 연구에서는 선행 연구에서 개발된 촉각 자극 시스템의 시스템적인 문제, 자극 제어에 관한 문제, 기타 부가적인 문제들을 보완할 수 있는 촉각 자극기를 개발하였다. 개발된 장치는 제어부(control unit), 구동부(drive unit), 진동부(vibrator)의 세부분으로 구성된다. 제어부는 E-Prime 소프트웨어로부터 명령을 전송받고 진동 자극 신호를 발생한다. 구동부는 촉각 자극기가 효과적으로 진동 자극을 발생할 수 있도록 충분한 전류를 공급한다. 진동부는 작은 동전(coin) 형 진동기(vibrator)와 벨크로(velcro)로 구성되며 피험자의 손에 쉽게 고정 할 수 있도록 제작하였다. 개발된 장치는 소형, 경량, 저전력 구동, 간단한 구조, 최대 35개의 자극 채널, 시각 및 청각과의 다양한 자극 조합을 지연시간 없이 제시할 수 있도록 설계 되어 시스템적인 문제들을 보완하였다. 자극의 크기와 시간을 10단계로 조절할 수 있도록 하고, 넓은 동작주파수 범위를 확보하여 자극 제어에 관한 문제들을 보완하였다. 저전압 구동으로 인체에 대한 안정성을 확보하고, 손가락 이외에 신체의 어느 부분이든 자극 제시가 가능하도록 제작하였다. 특히 본 시스템은 인지과학 연구에서 범용으로 사용되는 소프트웨어인 E-Prime을 기반으로 개발되었기 때문에 활용성이 매우 높을 것으로 판단된다.

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알츠하이머형 치매 및 경도인지장애 환자에서 인지기능 및 행동심리증상과 내측두엽 위축의 연관성 (Association between Cognitive function, Behavioral and Psychological Symptoms of Dementia and Temporal Lobe Atrophy in Patients with Alzheimer's Disease and Mild Cognitive Impairment)

  • 정재윤;이강준;김현
    • 정신신체의학
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    • 제27권2호
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    • pp.155-163
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    • 2019
  • 연구목적 본 연구의 목적은 알츠하이머형 치매 및 경도인지장애 환자에서 내측두엽 위축 정도의 차이에 따른 중증도, 신경인지기능 및 행동심리증상을 비교하는 것이다. 방 법 본 연구는 단면 연구로서, 알츠하이머형 치매 및 경도인지장애로 진단받은 114명을 대상으로 하였다. 내측두엽 위축은 표준화된 시각 기반 척도(Scheltens scales)에 의해 평가되었으며, 대상군은 두 그룹으로 분류되었다. 중증도는 임상치매평가척도(Clinical dementia rating, CDR)와 전반적 퇴화 척도(Global deterioration scale, GDS)로 평가되었으며 신경인지기능은 한국어판 간이 블레스드 검사(The Korean version of the short blessed test, SBT-K), 한국형 CERAD (The Korean version of the consortium to establish a registry for Alzheimer's disease, CERAD-K), 행동심리증상은 한국형 신경정신행동검사(The Korean version of the Neuropsychiatric Inventory, K-NPI)로 평가되었다. 내측두엽 위축의 정도에 따른 중증도와 신경인지기능 및 행동심리증상의 차이를 분석하기 위해 독립표본 t-test를 시행하였다. 결 과 내측두엽 위축의 중증도가 높은 군은 낮은 군에 비하여 CDR, SBT-K, 그리고 CERAD-K의 하부항목 중 네가지 항목에서 유의하게 낮은 점수를 보였다(p<0.05). 결 론 내측두엽 위축과 중증도 및 신경인지기능 사이에는 유의한 양의 상관관계가 나타났으나 행동심리증상과는 유의한 상관관계가 나타나지 않았다. 내측두엽 위축의 평가는 인지장애의 진단과 치료에 잠재적 이점을 제공할 것으로 생각된다. 행동심리증상과 뇌구조의 연관성에 대해서는 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.

피부 마찰 소음 측정을 통한 피부 상태 연구 (A Study on Skin Status with Acoustic Measurements of Skin Friction Noise)

  • 장윤희;서대훈;고아름;김선영;임준만;한종섭;이상화;박선규;김양한
    • 대한화장품학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.103-109
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    • 2016
  • 화장품 사용 전후의 피부 상태는 주로 시각과 촉각 및 피부 구조에 기초한 정성적, 정량적 방법에 의해 평가되어 왔다. 본 연구에서는 화장품을 피부에 도포할 때 문지름으로 인한 마찰 소음이 발생한다는 사실을 기반으로, 피부 문지름에서 발생하는 소리를 측정하여 청각을 기반으로 하는 새로운 피부 상태 평가법을 개발하고자 하였다. 우선 무향 조건에서 고감도의 계측용 마이크로폰을 사용하여 피부를 문질렀을 때 발생하는 소리를 계측하였으며, 주파수 영역(1/3 옥타브 스펙트럼) 해석법을 이용하여 세정 전, 세정 후, 화장품 도포 후의 세 가지 피부 조건에 따른 소리의 스펙트럼 변화를 분석하였다. 그 결과, 세정 전보다 세정 후에 피부 문지름에서 발생하는 소리의 세기가 증가하는 경향을 보였으며, 화장품 도포 후에는 문지름 소음의 총 세기가 가장 작음을 확인하였다. 또한, 화장품 도포 후는 도포 전과 비교해볼 때, 2 kHz 미만의 저주파 대역의 에너지는 증가하며 반대로 2 kHz 이상의 고주파 영역의 에너지는 상대적으로 감소하는 변곡점이 발생하였다. 화장품 도포 후에 변곡점 근처에서 에너지 차이가 반전되는 이러한 현상은 피부의 물리적 모델인 풍선으로 해석되며, 저주파 영역에서의 소리 세기의 증가를 설명하기 위해 "유연함 지표"를 도입하고, 고주파 영역에서의 소리 세기의 감소를 설명하기 위해서는 "부드러움 지표"를 도입하였다. 그리고, 이러한 소리 측정을 통한 유연함 증가와 부드러움 증가는 각각 cutometer와 primos을 사용한 피부 유연함 측정과 피부 거칠기 측정 결과와 유사함을 확인하였다. 이상의 연구 결과를 통해 유연함과 부드러움 지표를 사용하는 청각에 기초한 평가 방법은 새로운 피부 상태 평가법으로 활용 가능할 것으로 판단된다.

알츠하이머병 및 경도인지장애 환자에서 내측두엽 위축, 대뇌백질병변, 신경인지기능과 일상생활 수행능력과의 연관성 (Association between Medial Temporal Atrophy, White Matter Hyperintensities, Neurocognitive Functions and Activities of Daily Living in Patients with Alzheimer's Disease and Mild Cognitive Impairment)

  • 안민혁;김현;이강준
    • 정신신체의학
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    • 제29권1호
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    • pp.67-76
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    • 2021
  • 연구목적 본 연구는 알츠하이머병 및 경도인지장애 환자에서 뇌의 퇴행성 변화 (내측두엽 위축, 대뇌백질병변) 및 신경인지기능과 일상생활 수행능력과의 연관성을 살펴보고자 하였다. 방 법 본 연구는 단면 연구로서, 알츠하이머병 및 경도인지장애로 진단받은 111명을 대상으로 하였다. 내측두엽 위축은 표준화된 시각 기반 척도(Scheltens scale)에 의해 평가하였으며, 대상군을 두 그룹으로 분류하였다. 일상생활 수행능력은 한국어판 블레스트 치매 척도-일상생활 수행능력(Korean version of Blessed Dementia Scale-Activity of daily living, BDS-ADL)으로 평가하였으며 신경인지기능은 The Korean version of the consortium to establish a registry for Alzheimer's disease (CERAD-K)로 평가하였다. 내측두엽 위축의 정도에 따른 일상생활 수행능력의 차이를 보기 위해 독립표본 t-test를 시행하였으며, 일상생활 수행능력과 신경인지기능과의 상관관계를 분석하기 위해 피어슨 상관분석 및 계층적 다중회귀분석을 시행하였다. 결 과 내측두엽 위축이 심할수록, 그리고 단어목록재인 검사 점수가 낮을수록 BDS-ADL 점수가 높았다(p<0.05). 계층적 다중회귀분석 결과 MMSE-K, 단어목록 재인검사 점수가 BDS-ADL의 유의한 예측인자로 나타났다(Adjusted R2=0.442, F=44.611, p<0.001). 결 론 알츠하이머병과 경도인지장애 환자에서 일상생활 수행능력은 내측두엽 위축 및 단어목록재인 검사 점수와 유의한 상관관계를 보였다. 일상생활 수행능력과 관련된 인자를 분석한 본 연구는 임상 실제에서 유용한 정보를 제공할 것으로 생각된다. 일상생활 수행능력과 뇌의 구조 및 기능과의 연관성에 대해서 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.

미술관 이미지저작권 아카이브 모델 연구 (A Study on Image Copyright Archive Model for Museums)

  • 남현우;정성인
    • 한국과학예술포럼
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    • 제23권
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    • pp.111-122
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    • 2016
  • 본 연구의 배경 및 목적은 다음과 같다. 미술관에서 생성되는 미술 콘텐츠 생명주기 전반에 걸친 저작권 서비스 연구개발의 필요성과 창조산업에서 이미지저작권 콘텐츠 유통시장 활성화와 저작권 서비스 관리체계 수립의 필요성에 의해, 이미지저작권 보호 및 이용 활성화를 위한 미술관 이미지저작권 아카이브 모델을 설정하기 위해 다학제적으로 진행된 융복합 연구이다. 본 연구의 연구방법 및 내용, 결과는 다음과 같다. 국내 1,000여개의 뮤지엄(박물관, 미술관, 전시관 등)의 저작권료에 대한 산정, 분배, 정산, 모니터링에 대한 기준체계를 제안하여 이미지 저작물의 이용 활성화 및 재활용을 통한 미술콘텐츠 생태계 투명화 및 효율성 향상화를 위해서 다양한 제안이 이루어졌다. 우선, 이미지저작권 아카이브 모델의 내용설계 및 구조설계를 제안하였으며, 프로토타입 시뮬레이션, 실현 시뮬레이션, 모델 가동 시뮬레이션을 위하여, 미술관 미술콘텐츠 유통 서비스 플랫폼을 제안하여, 미술 콘텐츠 저작권료 프로세스 모델을 설정하였다. 미술관 소장품 및 미술작품 유통 과금 기술 개발과 저작권 자동분배 및 정산 엔진 개발은 이미지 콘텐츠에 대한 과금 체계 및 기술 개발이 미약하기 때문에 기본 프레임워크는 기존 콘텐츠 과금 프레임워크를 모델로 사용하였다. 궁극적으로는 미술작가, 미술관 학예사, 유통업체 등이 사용가능한 이미지저작권 아카이브 모델을 제안하였다. 사업화 전략에서는 미술관 이미지저작권 아카이브 모델의 틈새시장 침투전략(Niche penetration strategy)을 제안하였다. 판매확대 전략에서는 미술관 아카이브 시스템의 유동적 연결을 통하여, B2B, B2G, B2C, C2B 형태의 이미지 거래를 효율적으로 진행되게 하며, 이미지 저작물의 관리가 통제 가능한 비즈니스 모델이 수립되었다. 향후 혹은 앞으로의 과제는 미술관에서 소장하고 있는 소장품 및 신규 창작 작품의 미술 콘텐츠 분쟁 예방 및 유통 및 활용에 대한 정보 제공을 통해, 미술작품에 대한 이미지저작권자와 소유자간의 분쟁 등을 최소화하고, 미술품 저작물의 관리성이 향상될 것으로 기대된다. 또한 미술관의 소장품 및 신규작품에 대한 아카이브에 대한 가이드라인이 제공되어, 이미지저작권 등록 증대가 예상되며, 이미지저작권 유통 서비스에 대한 저작권료, 과금, 분배, 정산 등 다양한 융합적 비즈니스 활용이 가능해 질 것이다.

모티브(Motive) 단위 분석 관점으로 바라본 정순철 동요의 선율 전개기법 (Soon Chul Jung's Melody Development Technique from the Viewpoint of Motive Unit Analysis)

  • 손미진;정재윤
    • 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.35-46
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    • 2021
  • 본 연구는 윤극영, 홍난파, 박태준과 더불어 우리나라 동요 4대 작곡가로 활동하였던 정순철의 동요 분석 연구이다. 정순철은 어린이가 독립된 인격체로 존중받지 못했던 일제강점기 시대에 창작 동요를 통하여 어린이 운동에 적극 참여한 인물이다. 동요는 어린이를 대상으로 만든 음악으로써 음감이 형성되지 않은 연령대 아이들이 쉽게 따라 부를 수 있는 선율 작법을 필요로 한다. 이처럼 쉽게 따라 부를 수 있는 선율을 만들 때, 모티브(Motive)를 활용한 전개 기법을 사용할 수 있다. 모티브를 사용한 전개 기법이란 멜로디를 형성하는 최소 단위인 모티브를 변형과 반복을 통하여 노래를 구조화하는 기법으로, 모티브 전개 기법이 적극적으로 활용된 경우 노래 멜로디를 보다 쉽게 따라 부를 수 있다는 장점이 있다. 이에 본 연구자는 도종환의 『정순철 평전』을 통하여 확인된 정순철의 동요 사십 곡 중 연구에 부합하는 38곡을 선정하여 미국의 버클리 음악 대학(Berklee College of Music)의 작곡 수업 교재 『Melody in Songwriting』의 열일곱 가지 전개 기법들을 참고하여 분석 연구하였고 정순철을 제외한 4대 작곡가들의 대표곡들과 비교 분석해 봄으로써 정순철이 거의 동일한 리듬 패턴 안에서 단순화, 연장 기법 등과 결합한 음정 변형을 다수 사용하였으며 동요에서 흔히 볼 수 있는 선율 구조인 모티브 반복 기법과 두 마디 이상의 선율 중복 사용을 즐겨 하지 않았다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 발견은 정순철의 특징적 선율 작곡법으로 볼 수 있다. 본 연구자는 정순철 동요를 중심으로 우리나라의 초기 창작 동요의 이해와 모티브 선율 전개 기법이라는 관점을 통해 초기 창작 동요 연구의 또 다른 시각화를 제시 하고자 하였다.

사고가 시각을 바꾼다: 조절 초점에 따른 소비자 감성 기반 웹 스타일 평가 모형 및 추천 알고리즘 개발 (Individual Thinking Style leads its Emotional Perception: Development of Web-style Design Evaluation Model and Recommendation Algorithm Depending on Consumer Regulatory Focus)

  • 김건우;박도형
    • 지능정보연구
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    • 제24권4호
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    • pp.171-196
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    • 2018
  • 본 연구는 디자인 영역 중 웹 스타일에 대해서 소비자 감성과 만족과의 관계를 연구했다. 기존 웹 스타일 연구들은 웹의 레이아웃과 구조도 등과 색상 등이 감성에 미치는 영향에서 연구했다. 본 연구는 기존 연구들과 차별되게 웹의 구성 요소를 배제하고 소비자의 감성 지표만을 갖고 소비자 만족과의 관계를 분석했다. 분석을 위해 검증을 위해 소비자 204명을 대상으로 40개 웹 스타일 테마를 선정, 각 소비자에게 4개씩 평가하도록 하였다. 소비자에게 평가하도록 한 감성 형용사는 18개의 대비되는 쌍을 갖는 감성 형용사로 구성하였고, 요인 분석을 통해 상위 감성 지표를 추출했다. 각 감성 지표들은 '부드러움', '모던함', '명확함', '꽉 참' 이었으며, 감성지표들이 소비자 만족에 미치는 영향이 다를 것으로 판단하여 가설을 수립했다. 분석 결과에 따라 가설 1과 2, 3은 채택되었으며, 가설 4의 경우는 기각되었다. 가설 4의 경우 기각되었지만 정의 방향이 아닌 부의 방향으로 유의한 것으로 나타났다. 이때, 조절 초점 성향이 감성이라는 정보처리 과정에서 소비자 만족에 미치는 영향이 다를 것으로 판단했다. 조절 초점 성향은 조직 행동 및 의사결정에 영향을 주기도 하며, 정치, 문화, 윤리적 판단 및 행동은 물론 광범위적 심리적 문제와 사고 프로세스, 감정적 반응에도 영향을 미친다. 때문에 각 감성 지표에 대한 조절 초점 간 차이를 확인할 필요성이 있고, 각 감성 지표에 대한 세부 가설을 수립했다. 세부 가설을 검증하기 위해 조절 회귀 분석을 수행했다. 분석 결과 가설 5는 부분적으로 지지됐고, 가설 5.3만 지지되었고, 5.4의 경우 기각되었지만 가설과의 반대 방향으로 지지되었다. '명확함'의 경우 향상 초점이 소비자 만족에 더 큰 영향을 보였고, 예방 초점일수록 '꽉 참'을 더 선호한 것으로 나타났다. 분석 결과를 바탕으로 조절 초점 성향을 향상, 예방, 중간 성향으로 3집단으로 구분, 소비자 감성 기반으로 웹 스타일에 대한 추천을 할 수 있는 알고리즘을 개발했다.

일제강점기의 신라고분조사연구에 대한 검토 (An Study on Cognition and Investigation of Silla Tumuli in the Japanese Imperialistic Rule)

  • 차순철
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제39권
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    • pp.95-130
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    • 2006
  • 근대 초부터 일제강점기까지 세키노 타다시(關野貞)를 비롯한 일본인 관학파 연구자들은 신라고분을 비롯한 한국의 문화유적 전반에 대한 조사연구와 자료수집활동을 했다. 이들은 초기에는 메이지정부의 지원을 받았고 한국이 식민지화된 이후에는 조선총독부와 유관기관으로부터 재정 지원을 받으면서 고고, 미술, 건축, 인류학, 민속학 등 전 분야에 걸친 조사를 하였다. 이들이 신라고분을 비롯한 한국의 문화유산을 조사한 목적은 한국에 대한 일본의 식민지배를 정당화하기 위한 이론적 근거와 필요한 자료를 찾기 위한 것이었으므로, 지역적으로 편중되고 왜곡된 시각이 나타나기도 한다. 1886년부터 한국의 고분과 출토유물에 대한 관심을 가진 일본인 연구자들에 의한 방한 조사가 계속 끊임없이 이루어졌다. 1904년 세키노가 한국에서 조사한 건축조사 보고서인 "한국건축조사보고(韓國建築調査報告)"에는 오릉을 비롯한 여러 고분에 대한 내용이 간단하게 소개되었고, 1906년에는 이마니시 류(今西龍)가 최초로 소금강산에 위치한 '북산고분(北山古墳)'과 황남동 남총(南塚)에 대한 발굴조시를 한 후, 적석목곽분(積石木樹墳)과 횡혈식석실분(橫穴式石室墳)의 구조에 대한 초보적인 인식이 이루어졌다. 1909년 건축학을 전공한 야츠이 세이이치(谷井第一)는 서악동 석침총(石枕塚) 발굴조사에서 작성한 석실의 평면도와 단면도는 한국에서 이루어진 발굴조사에서 최초로 제작된 유구실측도면으로 수치가 표현된 점에서 이전의 스케치된 그림과는 뚜렷하게 구분된다. 또한 이후 발굴조사에서는 이러한 유구 실측도면의 작성은 계속 이어진다. 이마니시와 야쯔이는 신라고분의 입지적 특징, 분구의 형태와 규모, 출토유물 등에 대한 조사 결과에 근거하여 적석목곽분과 횡혈식석실분은 서로 연대적으로 차이가 있음을 밝혔다. 조선총독부는 1916년에 "고적 및 유물보존규칙"과 "고적조사위원회규정"을 시행하고 고적조사위원회와 박물관협의회를 설치했다. 박물관이 활동하게 되면서 고분에서 출토된 유물들을 전시하고 유적을 조사하는 사업들은 모두 조선총독부의 허가를 얻어야 됐다. 1921년에는 금관총(金冠塚)이, 1927년에는 서봉총(瑞鳳塚)이 각각 발굴조사되면서 경주의 대형 적석목곽분은 화려한 출토유물로 주목을 받게 되지만, 전국 각지에 대한 조사가 이루어지면서 여러 고분들에 대한 보고서 발간은 이루어지지 못했다. 최근 몇몇 연구자들의 노력에 의해서 미발간 보고서가 간행되었지만, 서봉총과 같이 중요한 고분들에 대한 보고서가 아직 출판되지 못한 점은 당시의 한계로 볼 수 있다. 1920년대 후반에는 노모리 켄(野守健)이 지적도를 기초로 제작한 경주고분 분포도는 현재 통용되고 있는 155기의 고분의 규모와 위치를 명기한 자료로 시내에 소재한 여러 고분의 전체 모습을 확인시켜준 점에서 그 의미가 크다. 1930년대부터 아리미츠 쿄이찌(有光敎一)와 사이토 타다시(齋藤忠)는 다수의 적석목곽분과 횡혈식석실분에 대한 발굴조사를 통해서 한 묘제에 여러 가지 형식의 분묘가 존재하고 있음을 확인하였고, 특히 복잡하게 중복된 모습으로 노출된 적석목곽분에 대한 발굴조사경험은 이전에 이루어진 발굴조사와 보고서간행 등에 있어서 발전된 모습을 보여준다. 이번에 지난 근대~일제강점기에 발굴조사된 신라고분에 대한 발굴조사 내용을 살펴본 결과, 이때 조사된 여러 유적들에 대한 조사내용을 재검증하는 작업이 필요하며 이는 한국고고학사를 정리하는데 있어서 중요한 사실임을 재확인할 수 있다.

Hierarchical Attention Network를 이용한 복합 장애 발생 예측 시스템 개발 (Development of a complex failure prediction system using Hierarchical Attention Network)

  • 박영찬;안상준;김민태;김우주
    • 지능정보연구
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    • 제26권4호
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    • pp.127-148
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    • 2020
  • 데이터 센터는 컴퓨터 시스템과 관련 구성요소를 수용하기 위한 물리적 환경시설로, 빅데이터, 인공지능 스마트 공장, 웨어러블, 스마트 홈 등 차세대 핵심 산업의 필수 기반기술이다. 특히, 클라우드 컴퓨팅의 성장으로 데이터 센터 인프라의 비례적 확장은 불가피하다. 이러한 데이터 센터 설비의 상태를 모니터링하는 것은 시스템을 유지, 관리하고 장애를 예방하기 위한 방법이다. 설비를 구성하는 일부 요소에 장애가 발생하는 경우 해당 장비뿐 아니라 연결된 다른 장비에도 영향을 미칠 수 있으며, 막대한 손해를 초래할 수 있다. 특히, IT 시설은 상호의존성에 의해 불규칙하고 원인을 알기 어렵다. 데이터 센터 내 장애를 예측하는 선행연구에서는, 장치들이 혼재된 상황임을 가정하지 않고 단일 서버를 단일 상태로 보고 장애를 예측했다. 이에 본 연구에서는, 서버 내부에서 발생하는 장애(Outage A)와 서버 외부에서 발생하는 장애(Outage B)로 데이터 센터 장애를 구분하고, 서버 내에서 발생하는 복합적인 장애 분석에 중점을 두었다. 서버 외부 장애는 전력, 냉각, 사용자 실수 등인데, 이와 같은 장애는 데이터 센터 설비 구축 초기 단계에서 예방이 가능했기 때문에 다양한 솔루션이 개발되고 있는 상황이다. 반면 서버 내 발생하는 장애는 원인 규명이 어려워 아직까지 적절한 예방이 이뤄지지 못하고 있다. 특히 서버 장애가 단일적으로 발생하지 않고, 다른 서버 장애의 원인이 되기도 하고, 다른 서버부터 장애의 원인이 되는 무언가를 받기도 하는 이유다. 즉, 기존 연구들은 서버들 간 영향을 주지 않는 단일 서버인 상태로 가정하고 장애를 분석했다면, 본 연구에서는 서버들 간 영향을 준다고 가정하고 장애 발생 상태를 분석했다. 데이터 센터 내 복합 장애 상황을 정의하기 위해, 데이터 센터 내 존재하는 각 장비별로 장애가 발생한 장애 이력 데이터를 활용했다. 본 연구에서 고려되는 장애는 Network Node Down, Server Down, Windows Activation Services Down, Database Management System Service Down으로 크게 4가지이다. 각 장비별로 발생되는 장애들을 시간 순으로 정렬하고, 특정 장비에서 장애가 발생하였을 때, 발생 시점으로부터 5분 내 특정 장비에서 장애가 발생하였다면 이를 동시에 장애가 발생하였다고 정의하였다. 이렇게 동시에 장애가 발생한 장비들에 대해서 Sequence를 구성한 후, 구성한 Sequence 내에서 동시에 자주 발생하는 장비 5개를 선정하였고, 선정된 장비들이 동시에 장애가 발생된 경우를 시각화를 통해 확인하였다. 장애 분석을 위해 수집된 서버 리소스 정보는 시계열 단위이며 흐름성을 가진다는 점에서 이전 상태를 통해 다음 상태를 예측할 수 있는 딥러닝 알고리즘인 LSTM(Long Short-term Memory)을 사용했다. 또한 단일 서버와 달리 복합장애는 서버별로 장애 발생에 끼치는 수준이 다르다는 점을 감안하여 Hierarchical Attention Network 딥러닝 모델 구조를 활용했다. 본 알고리즘은 장애에 끼치는 영향이 클 수록 해당 서버에 가중치를 주어 예측 정확도를 높이는 방법이다. 연구는 장애유형을 정의하고 분석 대상을 선정하는 것으로 시작하여, 첫 번째 실험에서는 동일한 수집 데이터에 대해 단일 서버 상태와 복합 서버 상태로 가정하고 비교분석하였다. 두 번째 실험은 서버의 임계치를 각각 최적화 하여 복합 서버 상태일 때의 예측 정확도를 향상시켰다. 단일 서버와 다중 서버로 각각 가정한 첫 번째 실험에서 단일 서버로 가정한 경우 실제 장애가 발생했음에도 불구하고 5개 서버 중 3개의 서버에서는 장애가 발생하지 않은것으로 예측했다. 그러나 다중 서버로 가정했을때에는 5개 서버 모두 장애가 발생한 것으로 예측했다. 실험 결과 서버 간 영향이 있을 것이라고 추측한 가설이 입증된 것이다. 연구결과 단일 서버로 가정했을 때 보다 다중 서버로 가정했을 때 예측 성능이 우수함을 확인했다. 특히 서버별 영향이 다를것으로 가정하고 Hierarchical Attention Network 알고리즘을 적용한 것이 분석 효과를 향상시키는 역할을 했다. 또한 각 서버마다 다른 임계치를 적용함으로써 예측 정확도를 향상시킬 수 있었다. 본 연구는 원인 규명이 어려운 장애를 과거 데이터를 통해 예측 가능하게 함을 보였고, 데이터 센터의 서버 내에서 발생하는 장애를 예측할 수 있는 모델을 제시했다. 본 연구결과를 활용하여 장애 발생을 사전에 방지할 수 있을 것으로 기대된다.