• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.113-120
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• 2024

개체군 희소 지표는 인공 신경망을 구성하고 있는 내부 레이어의 동작을 뉴런의 관점에서 관찰할 수 있기 때문에 블랙박스로 불리는 인공 신경망 내부의 동작을 설명하기 위하여 활용될 수 있다. 최근의 연구에서는 개체군 희소 지표를 두 종류의 컨벌루션 신경망 모델 분석에 적용하여, 레이어의 층이 깊어질수록 지표 값이 비례하여 증가하는 것이 관찰되었음을 보고하였다. 또한, 영상 분류를 위한 컨벌루션 신경망 모델에서 개체군 희소성 지표와 성능이 양의 상관성을 보인다는 연구도 있다. 본 연구에서는 적대적 예제가 컨벌루션 신경망에 적용되었을 때 신경망 내부에서 어떠한 동작이 수행되는지에 대하여 관찰하였다. 이를 위하여 적대적 예제를 입력으로 하는 컨벌루션 신경망의 개체군 희소 지표를 구한 다음, 컨벌루션 신경망의 성능과의 상관성을 비교하였다. 실험의 결과로부터 사전에 5%의 정확도를 갖도록 변형된 적대적 예제들에 대하여 온건한 데이터를 적용한 경우와 유사한 패턴의 양의 상관성을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 이 실험결과는 적대적 예제와 온건한 데이터에 대한 각각의 개체군 희소성 지표 값들이 거시적인 관점에서 차이가 없다는 것을 의미하며 적대적 예제가 뉴런의 활성화 측면에서부터 적대적으로 동작한다는 것을 의미한다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제18권8호
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• pp.1627-1633
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• 2017

인체의 댄스 학습은 실제로 수업을 참여하지 않고는 복잡하고 연속적인 신체 움직임으로 이루어진 전문가의 동작을 효과적으로 따라 하기는 어렵다. 본 논문에서는 인체 깊이 정보를 이용한 댄스 학습 시스템을 제안하고 있다. 제안한 시스템에서는 마커 프리 동작 갭쳐를 활용하여 댄스 전문가들로부터 다양한 예제 동작들을 갭쳐하고, 온라인 댄스 레슨에 사용하기 위해 동작 데이터베이스에 저장한다. 학생은 타블렛이나 키오스크 PC와 같은 사용자 단말기를 통해 데이터베이스에서 원하는 동작을 선택하고, 학습한 후 자신의 동작을 온라인 피드백을 받기 위해 강사에게 전송할 수 있다. 이 학습 과정에서 본 시스템은 네트워크 환경에서 학생과 강사가 효율적으로 동작 데이터를 교환하기 위해 빠르게 동작을 검색할 수 있는 방법과 다중 모드 화면을 제공한다. 실험 결과에 따르면 본 시스템은 학생들의 댄스 스킬을 주어진 시간 안에 향상시킬 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.9-17
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• 2021

본 논문에서는 확률적 모델예측제어(model predictive control) 기법을 이용하여 예제 동작 데이터가 주어지면 물리 기반 시뮬레이션 환경에서 그 동작을 모방할 수 있는 캐릭터 동작 제어기를 빠르게 학습할 수 있는 간편한 지도 학습(supervised learning) 프레임워크를 제안한다. 제안된 프레임워크는 크게 학습 데이터 생성과 오프라인 학습의 두 컴포넌트로 구성된다. 첫번째 컴포넌트는 예제 동작 데이터가 주어지면 확률적 모델예측제어를 통해 그 동작 데이터를 추적하기 위한 최적 제어기를 캐릭터의 현재 상태로부터 시작하여 가까운 미래 상태까지의 시간 윈도우에 대해 주기적으로 업데이트하면서 그 최적 제어기를 통해 캐릭터의 동작을 확률적으로 제어한다. 이러한 주기적인 최적 제어기의 업데이트와 확률적 제어는 주어진 예제 동작 데이터를 모방하는 동안 캐릭터가 가질 수 있는 다양한 상태들을 효과적으로 탐색하게 하여 지도 학습에 유용한 학습 데이터를 수집할 수 있게 해준다. 이렇게 학습 데이터가 수집되면, 오프라인 학습 컴포넌트에서는 그 수집된 데이터를 정규화 시켜서 데이터에 내제된 크기와 단위의 차이를 조정하고 지도 학습을 통해 제어기를 위한 간단한 구조의 인공 신경망을 학습시킨다. 걷기 동작과 달리기 동작에 대한 실험은 본 논문에서 제안한 학습 프레임워크가 물리 기반 캐릭터 동작 제어기를 빠르고 효과적으로 생성할 수 있음을 보여준다.

• 실천공학교육논문지
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• 제8권2호
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• pp.95-101
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• 2016

본 논문에서는 디지털 논리회로의 동작 원리에 대한 이해를 돕기 위해, 스위치 기반 LED (Light Emitting Diode) Art 논리 회로 구현 방법을 소개한다. 브레드 보드를 이용한 디지털 논리회로 실습은 국내 교육과정의 고등학교 및 대학교 수준의 해당 학과에서 필수 교육과정으로 지정하고 있다. 하지만 실제 실습에는 기초적인 구현 예제가 부족하고, 이에 따른 결과로 복잡한 디지털 논리회로 예제를 통한 학습으로 디지털 논리회로의 기초 동작 원리에 대한 이해를 방해하는 문제점을 갖고 있다. 따라서, 스위치를 이용한 기초적인 실습예제이며, 다수의 출력 장치 신호들을 동시에 제어하는 논리회로의 필요성을 이해할 수 있는 LED Art 회로 구현 방법을 제안하고 시험하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.1-7
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• 2023

시각 피질로부터 영감을 심층 신경망의 일종인 컨벌루션 신경망은 영상 관련 분야에서 이미 인간의 시각처리 능력을 넘어서 다양한 분야에 응용되고 있지만 적대적 공격의 출현으로 모델의 성능이 저하되는 심각한 위험에 노출되어 있다. 또한 적대적 공격에 대응하기 위한 방어 기술은 해당 공격에 효과를 보이지만 다른 종류의 공격에는 취약하다. 적대적 공격에 대응하기 위해서는 적대적 공격이 컨벌루션 신경망 내부에서 어떤 과정을 통하여 성능이 저하되는 지에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 신경생리학 분야에서 뉴런의 활동을 측정하기 위한 척도인 개체군 희소성 인덱스를 이용하여 AlexNet과 VGG11 모델의 적대적 공격에 대한 분석을 수행하였다. 수행된 연구를 통하여 적대적 예제에 대한 개체군 희소성 인덱스가 AlexNet에서는 전 연결 층에서 개체군 희소성이 증가하는 현상을 발견할 수 있었으며 이와 같은 동작은 일반적인 신경망의 동작에 반하는 결과로서 적대적 예제가 신경망의 동작에 영향을 미치고 있다는 강력한 증거이며 또한 동일한 실험을 실시한 VGG11에서는 전체 레이어에서 개체군 희소성 인덱스가 전반적으로 감소하여 개체 인식의 성능이 감소되는 활동을 관찰 할 수 있었다. 이와 같은 결과는 신경생리학적 관점에서 뉴런의 활동을 관찰하는 방식을 인공지능 분야에서도 활용하고 분석할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.29-41
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• 2022

본 논문에서는 대표적인 보급형 장비인 키넥트를 활용하여 실시간으로 사용자 캐릭터의 자세를 제어하고, 상대 캐릭터와 함께 자연스러운 상호작용 동작을 수행하는 실시간 상호작용 애니메이션 시스템을 소개한다. 해당 상호작용 애니메이션 시스템은 실시간으로 두 캐릭터의 상호작용 동작을 연출하는 시스템으로, 사용자는 키넥트를 이용한 자세 입력을 통해 사용자 캐릭터의 동작을 제어하고 상대 캐릭터는 사용자 캐릭터의 동작에 따라 반응하는데 이 반응 동작은 시스템에 의해 자동으로 결정된다. 전처리 과정은 예제 동작 데이터 정보를 사전에 관측 및 분석하여 맵핑 모델을 생성하고, 실시간 처리 과정에서는 사용자의 실시간 입력에 맞는 두 캐릭터의 자세(동작)을 실시간으로 생성 및 보정 후 최종 결과 애니메이션을 화면에 출력한다. 실험 결과를 통해 해당 시스템은 사용자의 입력 동작에 맞추어 상대 캐릭터는 적절한 대응 동작을 수행하고, 화면상의 두 캐릭터가 서로 상호작용 동작을 연출하는 것을 확인할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 기술 및 아이디어는 응용하여 실제 사용자 상호작용 소프트웨어 개발에 적용할 수 있고, 이를 통해 사용자에게 더 나은 몰입감을 제공할 수 있을 것이다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.9-15
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• 2005

가상환경에서의 실시간 캐릭터 애니메이션은 컴퓨터 게임 및 가상현실 분야에서 중요한 문제이다. 최근에는 캐릭터 애니메이션의 사실성을 높이기 위해 대규모 동작 캡쳐 데이터를 활용하고 있다. 그러나 거대하고 복잡한 가상환경을 만들기 위해서는 현실 환경에서 동작을 캡쳐하고 이를 넓은 가상환경에 적용해야하는 어려움이 따른다. 본 논문에서는 애니메이션 캐릭터가 몇 가지 빌딩 블록(building block)들로 건설된 넓은 가상공간에서 자유롭게 활동하게 하는 새로운 방법을 제안한다. 빌딩 블록들은 반복적인 형태로 배열되어 더 큰 환경을 생성할 수 있다. 우리는 이러한 각각의 블록들을 모션 패치(motion patch)라고 부른다. 모션 패치는 해당블록 내부에서 캐릭터가 수행할 수 있는 동작들에 대한 정보를 가지고 있다. 우리는 다수의 캐릭터가 방대하고 복잡한 가상환경 속에서 실시간으로 애니메이션되고 제어되는 예제들을 통해 이 논문에서 제시하는 방법이 다양한 목적에 유용하게 사용될 수 있음을 보인다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.79-83
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• 2002

High Level Architecture (HLA)는 이기종 시뮬레이터 간의 연동을 위한 미들웨어이다. 본 논문에서는 Discrete Event System Specification (DEVS) 형식론을 바탕으로 한 DEVS 모델의 시뮬레이션을 HLA 기반에서 수행하는 방법에 대하여 제시한다. DEVS 시뮬레이션 메시지를 HLA의 서비스를 사용하여 변환하여 기존의 시뮬레이션 알고리즘을 그대로 사용하여 분산 시뮬레이션 할 수 있는 방식에 대하여 기술한다. 또한 모델 사이의 연결 정보를 HLA 환경에서 이용하는 방식에 대하여 기술한다. 제안된 방식을 구현한 DEVSimHLA 시뮬레이션 환경의 구조 및 동작 방식에 대하여 알아보고 이를 이용한 간단한 예제를 보인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2008년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.35 No.1 (B)
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• pp.494-499
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• 2008

임베디드 시스템이 주목받으면서 개발상의 편의를 위해 시스템 시뮬레이터가 다양한 용도로 사용되고 있다. 시스템이 복잡해지고 소프트웨어의 규모가 커지면서 이러한 시스템 시뮬레이터들에 있어 그 성능은 매우 중요한 이슈가 되고 있는데, 본 논문에서는 공유 메모리를 사용하여 통신하는 다중 프로세서 시스템에서 동기화 횟수를 줄이는 방법을 제안하고 이를 기반으로 한 다중 프로세서 시스템 시뮬레이터를 개발하였다. 이 시뮬레이터는 프로세서 시뮬레이터의 내부를 크게 고치지 않고 공유 메모리 접근만을 가로채 동작이 가능하므로 쉽게 다양한 종류의 프로세서를 연결할 수 있는 확장성 역시 가지고 있다. 제안하는 동기화 기법과 개발된 시뮬레이터는 7개의 프로세서를 사용하여 동작하는 JPEG 인코더 예제의 구동을 통해 테스트되었으며, 이를 통해 인과율을 깨뜨리지 않고도 빠른 시뮬레이션이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제45권4호
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• pp.1-10
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• 2008

본 논문에서는 비동기 순차 머신의 교정 제어 문제를 다룬다. 교정 제어는 머신의 동작을 주어진 모델의 동작과 일치시키도록 하는 모델 매칭을 실현하는 제어를 말한다. 본 논문의 주요 목적은 비동기 순차 머신이 추종해야 하는 모델의 형태가 비결정적일 때, 즉 여러 개의 결정적 모델의 합으로 주어질 때 교정 제어기를 설계하는 일이다. 본 논문에서는 먼저 비동기 순차 머신을 위한 교정 제어 시스템의 형태와 동작 원리를 설명하고 비결정 모델의 표현 방법을 제안한다 또한 교정 제어기 존재 조건을 표현하기 위해서 비동기 순차 머신과 비결정적 모델에 대한 도달가능성을 분석하고 예제를 통해서 분석 방법을 검증한다.