• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.320-330
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• 2020

화재는 높은 비정형성으로 인해 딥러닝 모델을 이용한 영상인식 분야에서도 좋은 성능을 내기가 어려운 대상 중 하나이다. 특히 지하공동구 내 화재는 딥러닝 모델의 학습을 위한 화재 데이터 확보가 어렵고 열약한 영상 조건 및 화재로 오인할 수 있는 객체가 많아 화재 검출이 어렵고 성능이 낮다. 이러한 이유로 본 연구는 딥러닝 기반의 지하공동구 내 화재 탐지 모델을 제안하고, 제안된 모델의 성능을 평가하였다. 기존 합성곱 인공신경망에 GoogleNet의 Inception block과 ResNet의 skip connection을 조합하여 어두운 환경에서 발생되는 화재 탐지를 위한 모델 구조를 제안하였으며, 제안된 모델을 효과적으로 학습시키기 위한 방법도 함께 제시하였다. 제안된 방법의 효과를 평가하기 위해 학습 후 모델을 지하공동구 및 유사환경 조건의 화재 문제와 화재로 오인할 수 있는 객체를 포함한 이미지에 적용해 결과를 분석하였다. 또한 기존 딥러닝 기반 화재 탐지 모델의 정밀도, 검출률 지표와 비교함으로써 모델의 화재 탐지 성능을 정량적으로 평가하였다. 제안된 모델의 결과는 어두운 환경에서 발생되는 화재 문제에 대해 높은 정밀도와 검출률을 나타내었으며, 유사 화재 객체에 대해 낮은 오탐 및 미탐 성능을 가지고 있음을 보여주었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권7호
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• pp.545-556
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• 2022

수공구조물 설계 및 수자원 계획에서는 목표연도 이상의 수문기상자료를 활용하는 것이 추천된다. 강우 자료의 확장을 위해 추계학적 강수 모의 모형을 활용하는데, Bartlett-Lewis Rectangular Pulse Modified Model (BLRPM)과 Neyman-Scott Rectangular Pulse Model(NSRPM)이 대표적이다. 이 모형들은 확률분포의 매개변수 조합을 통해 추정되는 통계적 모멘트와 관측값의 통계적 모멘트를 반복 비교하여 최적 매개변수를 추정한다. 그러나 상대적으로 적은 관측값을 이용하여 매개변수를 추정하는 것은 부적절하게 정의된 문제(ill-posed problem)에 해당하며, 최적화 과정에서 매개변수 추정이 어려울 뿐만 아니라, 매개변수의 변동성도 매우 크다. 또한, 일부 연구에서 드러나듯이, 모형 매개변수 추정과정에서 다양한 목적함수를 활용해도 2차 모멘트에 국한되어 있어, 극치 강수량 재현에는 한계가 있다. 따라서 본 연구는 3차 모멘트를 포함한 목적함수를 활용하여 NSRPM 매개변수를 추정하고, 기존 2차 모멘트를 이용한 매개변수 접근방법과 극치강수량 재현 측면에서 비교를 수행하였다. 그 결과, 목적함수의 왜곡도 포함 여부에 따라 1, 2차 모멘트는 큰 차이를 나타내지 않았지만, 극치강우 재현 측면에서는 왜곡도를 포함한 경우가 포함하지 않은 경우보다 개선된 결과를 나타냈다.

• 한국버섯학회지
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• 제20권3호
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• pp.178-182
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• 2022

버섯의 오랜 역사에도 불구하고 버섯의 유전적 기능과 분자유전학을 응용한 신품종 개발에 대한 연구는 크게 부족한 상황이다. 그러나 최근 유전자 가위인 CRISPR/Cas를 이용한 새로운 유전자 교정 기술이 개발됨에 따라 버섯 연구에서 이 기술을 이용한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 특히 선택의 용이성을 위해 외래 유전자 삽입 없이도 고효율로 유전자 편집이 가능한 RNPs를 활용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 RNPs는 원형질체의 세포막을 통과하기에 Cas9이 너무 거대하고 guide RNA가 쉽게 파괴된다는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 세포막 통과에 용이한 미네랄 성분인 CaP와 PAA를 조합하여 Nanoparticle을 형성함으로써 극복하고자 했다. 표고버섯 단핵 균주인 산조705-13을 이용하여 원형질체 분리에 적합한 Osmotic buffer를 찾기 위하여 0.6M과 1.2M의 Sucrose, Sorbitol, Mannitol, KCl을 처리하였고 그 결과 0.6M Sucrose가 가장 적합한 osmotic buffer임을 확인하였다. 또한 CaP으로 RNPs와 Nanoparticle 복합체를 형성하고 이 복합체가 RNase A로부터 RNPs의 기능을 온전히 보호하는 것을 확인할 수 있었다.

• 경제분석
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• 제27권4호
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• pp.1-42
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• 2021

우리나라 소비자물가상승률에 대한 예측은 한국은행의 물가안정목표제 운용, 채권시장 참가자의 만기 포트폴리오 최적화, 부동산 시장 및 민간의 소비와 투자 등 경제 전반에 지대한 영향을 미친다. 본 연구는 향후 3년간 우리나라 소비자물가상승률 예측결과를 제시한다. 이를 위해 우선 자기회귀시차(Autoregressive Distributed Lag, ADL) 모형, AR 모형, 소규모 벡터자기회귀(VAR) 모형, 대규모 VAR 모형의 표본외 예측력을 기준으로 모형선택을 실시한다. 물가상승률에는 다수의 잠재적인 예측변수가 존재하기 때문에 12개의 거시변수를 대상으로 ADL 모형에 베이지안 변수선택기법을 도입하고, 예측력 향상을 위한 정밀한 튜닝과정을 고안하고 적용하였다. VAR 모형에는 미네소타 사전분포를 설정하여 차원의 저주 문제를 극복하고자 하였다. 최근 5년을 대상으로 한 장단기 표본외 예측결과, ADL 모형이 점예측과 분포예측 모두에서 여타 경쟁모형에 비해 전반적으로 우월하였다. 예측조합을 통한 예측결과, 우리나라 소비자물가상승률이 2022년 하반기까지는 현재 비슷한 2% 내외의 수준을 유지할 것으로 보이며, 2023년 상반기부터는 1% 내외로 하락할 것으로 전망된다. 80% 신용구간은 예측치의 대략 ±1%p이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권1호
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• pp.123-141
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• 2023

인공신경망을 이용한 모델 개발에서 데이터의 품질은 모델 성능에 큰 영향을 주고, 양질의 충분한 데이터가 인공신경망 훈련을 위해 필요하다. 하지만, 공학 분야에서는 적은 양의 데이터로 모델을 개발해야 하는 경우가 자주 발생한다. 본 논문은 토양에 살포된 축산 분뇨로부터 암모니아 방출량에 대한 적은 수의 데이터(83 개)를 사용하여 인공신경망 모델의 예측 성능을 향상할 수 있는 방안을 제시하였다. Michaelis-Menten 식으로 표현되는 암모니아 방출량 문제는 11개 입력변수에 대하여 2개 출력변수로 구성되었다. 출력변수는 최대 질소 발생량(N_max, kg/ha)과 N_max의 절반에 도달하는 시간(K_m, h) 이다. 범주형 입력변수에 대해 다차원 등간격 기법인 one-hot encoding 을 이용하여 데이터 전처리를 수행하였고, 훈련데이터 66개에 대하여 generative adversarial network (GAN)을 이용하여 13개 데이터를 추가로 보강하였다. 또한, 인공신경망의 초매개변수인 은닉층 수, 각 은닉층 내 뉴런 수, 활성화 함수의 최적 조합을 찾기 위하여 Gaussian process (GP)를 사용하였다. 기존의 인공신경망 구조(Lim et al., 2007) 는 17개 평가데이터에 대하여 mean absolute error (MAE)는 K_m에서 0.0668, N_max에서 0.1860이었다. 본 연구에서 제시된 인공신경망 모델은 K_m에서 0.0414, N_max에서 0.0818로 MAE 가 기존 모델 대비 각각 38%, 56% 감소하였다. 본 연구에서 제시된 방법은 적은 양의 데이터를 갖는 문제에서 인공신경망 성능을 향상하기 위하여 활용할 수 있을 것이다.

• 미생물학회지
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• 제40권2호
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• pp.147-153
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• 2004

단백질의 serine이나 threonine의 수산기에 N-acetyl-${\beta}$-D-glucosamine (O-GlcNAc)으로 변형되는 당쇄는 대부분의 진핵세포에서 광범위하게 일어나는 번역 후 수식의 일종으로 여러 세포 내 현상에 관여하고 있다. O-GlcNAc의 변형정도는 O-GlcNAc transfearse (OGT)와 O-linked N-acetyl-${\beta}$-D-glucosaminidase (O-GlcNAcase)에 의해 조절된다. O-GlcNAcase의 효소활성 조절물질을 탐색하기 위한 시험관 내 검정계를 확립하기 위해 재조합 O-GlcNAcase의 생산을 시도하였다. O-GlcNAcase 발현을 최적화하기 위한 배양조건을 검토한 결과 유도 배양온도 $30^{\circ}C$, 유도제인 L-arabinose 0.02%, 유도 배양시간 5시간 등으로 나타났다. 위의 조건에서 대장균 형질전환체를 배양하면서 한 시간 간격으로 배양액을 채취하여 세포를 파괴하고 얻은 효소용액의 활성은 배양 후 3시간에서 5시간까지는 급격히 증가하였으나 그 이후는 거의 증가하지 않았다. Western blot으로 발현된 단백질 양을 조사한 결과는 활성 그래프와 비슷한 양상을 보였다. 이렇게 생산한 O-GlcNAcase의 최적 반응조건은 pH 6.5, 반응온도 $45^{\circ}C$, 기질의 농도 2 mM, pH 6.5로 나타났다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.127-133
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• 2024

팔꿉관절은 3개의 뼈대가 조합하여 관절을 이루고 있으며 신체적 활동 및 외력에 의한 이상 시 X-선 등, 방사선 검사로 영상진단을 한다. 팔꿉 관절 선행연구에 의하면 전완부(forearm)의 Z축 거상에 의한 기울기 자세에서 영상평가 기준에 부합하는 새로운 검사법이 발표되어 이에 최적화된 기구를 설계하고 다른 상지 검사에서도 활용 가능한 보조기구를 개발하고자 하였다. 2D 도면 및 3D 모델링 설계로 디자인 후 4부분의 파트로 구분 된 디자인을 ABS 소재의 3D 프린팅 방법으로 출력 후 조립 단계를 거쳐 제품을 완성하였다. 개발된 보조기구는 Z축 거상 기울기 4단계 각도(0, 5, 10, 15도) 기능과 1도 단위로 360도 회전되어 고정하는 기능으로 구성하였다. 개발된 보조기구는 사용 빈도의 누적 및 신체적 활용에 의한 하중 문제에 대해 구조해석을 통하여 최대 등가응력(equivalent stress) 56.107 Pa, 변위(displacement) 1.6548e-5 mm 의 안전한 물성치 범위로 개발되었다. 또한 개발된 보조기구는 팔꿉관절의 X-선 검사뿐만 아니라 위팔뼈 회전에 의한 어깨 기능검사에서도 활용할 수 있으며 비금속 소재로 MRI, CT 검사에서도 적용이 가능하도록 개발되었다. 개발된 보조기구는 향후 다양한 장치 및 의료영상 검사의 임상 적용을 통하여 검사의 정확성 및 효율화에 기여하리라 판단한다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권3호
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• pp.199-207
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• 2024

오늘날 AI 이미지 생성 기술은 산업 전반으로 확대되어 활용되고 있다. 이에 따라 패션 산업 분야에 최적화된 다양한 AI 이미지 생성 프로그램들이 개발되어 상용화되고 있다. 본 연구에서는 플레이그라운드, 미드저니, 더뉴블랙 등의 AI 이미지 생성 프로그램에서 생성한 패션 이미지의 시각적 특징을 비교 분석하여 각 프로그램의 특징을 파악하고 각 프로그램이 활용될 수 있는 분야와 문제점을 짚어보았다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 플레이그라운드와 미드저니는 명령어의 내용을 직관적으로 적용하여 실제 패션 트랜드와는 다른 이미지를 생성하는 반면 뎌뉴블랙은 패션 트랜드와 비교적 유사한 이미지를 생성하였다. 둘째, 플레이그라운드는 명령어 내용에 해당하는 이미지를 분리 또는 조합하는 반면 미드저니는 다양한 디테일을 추가하여 융합함으로써 새로운 이미지를 생성하는 경향이 있다. 셋째, 플레이그라운드에서는 명령어에 제시되지 않은 색상이 배색되어 나타나는 무작위성이 있으며 더뉴브랙에서는 명령어에 포함되지 않은 색상이 코디네이션되어 나타나고 미드저니는 명령어에 지시한 색상을 비교적 정확히 생성한다. 결론적으로 미드저니는 독특하고 창의적인 패션디자인 개발을 위한 영감을 얻고자 할 때 활용할 수 있으며 더 뉴 블랙은 패션 트랜드를 참고하거나 패션 스타일링에 도움이 될 수 있겠다. 반면 플레이그라운드는 색상 생성에 있어 다소 혼돈이 있을 수 있으니 주의할 부분이라고 할 수 있다. 본 연구를 통하여 패션디자인 개발에 있어 AI 이미지 생성 도구가 더욱 효율적으로 활용될 수 있기를 기대한다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제41권5호
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• pp.550-562
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• 2008

배경: 조직공학분야에서 이종조직의 세포성분에 대한 면역반응을 없애기 위한 기본적인 과정으로 조직의 탈세포화에 대한 연구가 있어왔다. 본 연구는 기존에 탈세포화에 효과적이었다고 보고되었던 방법들을 변형 혹은 재현해 보고, 이를 통해 치적의 탈세포화를 얻을 수 있는 조건을 찾고자 하였다. 대상 및 방법: 돼지의 대동맥 및 폐동맥판막, 대동맥 및 폐동맥벽, 심낭을 탈세포화 세정제(detergents)에 대한 농도 및 배양시간, 온도조건, 용질에 대한 삼투압 등을 달리하고, 여러 탈세포화용액 및 그 조합을 통해 단일단계 및 여러 단계의 방법으로 배양하여 탈세포화를 시행하였다. 이렇게 탈세포화 실험을 마친 조직은 hematoxylin-eosin (H&E) 염색을 통해 탈세포화의 정도와 세포 외 기질의 보존 정도를 평가하였고, 일부탈세포화된 조직에서는 이종항원면역제거 정도를 파악하는 alpha-Gal 염색과 DAPI 염색을 동시 시행하여 관찰하였다. 결과: Polyethylene glycol이나 peracetic acid를 이용한 방법에서는 탈세포화가 되지 않았다. 단일단계방법으로는 sodium deoxycholate (DOA), sodium dodesyl sulfate (SDS), Triton X-100, SDS와 Triton X-100을 섞은 용액에서, 다단계방법으로는 저장성 완충용액 ${\rightarrow}$ X-100 ${\rightarrow}$ SDS, DOA ${\rightarrow}$ 저장성 완충용액 ${\rightarrow}$ SDS, 저장성 완충용액 ${\rightarrow}$ SDS에서 탈세포화가 이루어 졌다. DOA는 다른 탈세포화 방법에 비해 세포 외 기질의 파괴가 심하였고, 특히 실험온도가 높아질 수록 세포 외 기질의 파괴가 더욱 현저함을 알 수 있었다. 사용되는 화학물질의 종류, 양, 처리시간 및 세포 외 기질의 파괴 정도를 고려하여 지속적으로 재현 가능한 탈세포화에 비교적 적합한 조합 및 조건은 단일단계방법으로 $4^{\circ}C$에서 SDS와 Triton X-100를 섞은 저장성용액에서 24시간 배양하는 방법과, 다단계방법으로 저장성 완충용액과 SDS를 연속적으로 사용하는 방법으로, $4^{\circ}C$에서 $6{\sim}8$시간 이상 저장성 완충용액에 처리한 후, 0.25% SDS가 섞인 저장성 완충용액에 16시간 배양 후 등장성 완충용액에 처리하는 방법이었다. 결론: $4^{\circ}C$에서 SDS 과 Triton X-100을 섞은 저장성 완충용액에서 24시간 배양하는 단일단계방법이나, 저장성완충용과 SDS를 연속적으로 사용하는 다단계 방법을 통해 세포 외 조직을 비교적 잘 보존하면서 적은 수의 탈세포화 용액을 사용하여 효과적인 탈세포화를 얻을 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권4호
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• pp.225-231
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• 2016

본 연구에서는 유리온실 경영비 절감을 위한 고효율 난방기술을 개발하기 위하여 지하수열원 히트펌프, 알루미늄 다겹보온커튼, 근권부 국소난방장치를 조합한 난방 패키지 모델을 구성하고 파프리카 재배 벤로형 유리온실에 적용 시험을 수행하였다. 적용효과 분석을 위하여 관행 경유온수보일러와 일반 보온커튼을 설치한 대조구 온실과 비교시험을 통해 온실환경, 난방비용, 작물생육 등을 검토하였다. 알루미늄 다겹보온커튼과 일반 부직포 보온커튼을 설치한 온실에 대한 무가온 조건에서의 야간온도 비교시험에서 알루미늄 다겹보온커튼 설치 온실의 온도가 일반 부직포 보온커튼 설치 온실에 비해 평균 $2.2^{\circ}C$ 더 높게 유지됨을 확인하였다. 또한 근권부 국소 난방장치를 설치한 온실에서 미설치 온실에 비해 야간 난방 중의 베드내부 근권온도가 $4.7^{\circ}C$ 더 높게 유지됨을 확인하였다. 난방패키지를 구성하는 지하수열원 히트펌프의 난방성능을 분석한 결과 지하수를 직접 열원으로 이용하는 시스템 특성상 난방성능계수는 평균 3.7로 비교적 높게 나타났다. 난방패키지를 적용한 처리구 온실과 관행 난방의 대조구 온실에 대하여 연료소비량을 계측한 결과 10a($1,000m^2$)당 대조구 온실은 경유 14,071L, 전력 364kWh를 소비하였고, 처리구는 전력 35,082kWh를 소비하여 난방비용 기준으로 대조구 온실의 비용 절감율은 87%로 나타났다. 처리구 및 대조구 온실의 작물생육을 비교한 결과 초장과 엽록소 함량에서 차이가 발생하였으나 두 온실의 난방온도가 거의 동일하므로 전체적인 생육은 큰 차이가 없는 것으로 분석되었다. 원예시설의 난방에너지 절감효과를 극대화하기 위해서는 본 연구의 난방패키지를 구성하는 개별 기술뿐 아니라 이미 개발된 고효율 공조기 이용기술, 보온성 향상기술, 온도관리 기술 등을 지역, 시설, 작목, 작형 등에 최적화하여 조합할 수 있는 추가적 패키지 모델의 개발 연구가 필요한 것으로 판단되었다.