• Title/Summary/Keyword: 진화연산

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Design of state machine using Evolvable Hardware and Genetic Algorithm Processor (GAP와 진화 하드웨어를 이용한 State Machine설계)

  • 김태훈;선흥규;박창현;이동욱;심귀보
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2002.05a
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    • pp.179-182
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    • 2002
  • GA(Genetic Algorithm)는 자연계 진화를 모방한 계산 알고리즘으로서 단순하고 응용이 쉽기 때문에 여러 분야에 전역적 최적해 탐색에 많이 사용되고 있다. 최근에는 하드웨어를 구성하는 방법의 하나로서 사용되어 진화하드웨어라는 분야를 탄생시켰다. 이와 함께 GA의 연산자체를 하드웨어로 구현하는 GA processor(GAP)의 필요성도 증가하고 있다. 특히 진화하드웨어를 소프트웨어상에서 진화 시키는 것이 아닌 GAP에 의해 진화 시키는 것은 독립된 구조의 진정한 EHW 설계에 필수적이 될 것이다. 본 논문에서는 GAP 설계 방법을 제안하고 이를 이용하여 진화하드웨어로 State machine을 구현하고자 한다. State machine의 경우 구조상 피드백이 필요하기 때문에 가산기나 멀티플렉서보다는 훨씬 복잡하고 설계가 까다로운 구조이다. 제안된 방법을 통하여 명시적 설계가 어려운 하드웨어 설계에 GAP를 이용한 하드웨어의 진화에 적용함으로써 그 유용성을 보인다.

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Exploring Cancer-Specific microRNA-mRNA Interactions by Evolutionary Layered Hypernetwork Models (진화연산 기반 계층적 하이퍼네트워크 모델에 의한 암 특이적 microRNA-mRNA 상호작용 탐색)

  • Kim, Soo-Jin;Ha, Jung-Woo;Zhang, Byoung-Tak
    • Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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    • v.16 no.10
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    • pp.980-984
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    • 2010
  • Exploring microRNA (miRNA) and mRNA regulatory interactions may give new insights into diverse biological phenomena. Recently, miRNAs have been discovered as important regulators that play a major role in various cellular processes. Therefore, it is essential to identify functional interactions between miRNAs and mRNAs for understanding the context- dependent activities of miRNAs in complex biological systems. While elucidating complex miRNA-mRNA interactions has been studied with experimental and computational approaches, it is still difficult to infer miRNA-mRNA regulatory modules. Here we present a novel method, termed layered hypernetworks (LHNs), for identifying functional miRNA-mRNA interactions from heterogeneous expression data. In experiments, we apply the LHN model to miRNA and mRNA expression profiles on multiple cancers. The proposed method identifies cancer-specific miRNA-mRNA interactions. We show the biological significance of the discovered miRNA- mRNA interactions.

An Evolutionary Algorithm to the Threshold Detection Method for the M-ary Holographic Data Storage (M-ary 홀로그래픽 저장 장치의 적응적 문턱값 검출을 위한 진화 연산 기법)

  • Kim, Sunho;Lee, Jieun;Im, Sungbin
    • Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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    • v.51 no.5
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    • pp.51-57
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    • 2014
  • In this paper, we introduce the adaptive threshold detection scheme based on an evolutionary arithmetic algorithm for the M-ary holographic data storage(HDS) system. The genetic algorithm is a particular class of evolutionary arithmetic based on the process of biological evolution, which is a very promising technique for optimization problem and estimation applications. In this study, to improve the detection performance that is degraded by the HDS channel environment and the pixel misalignment, the threshold value was assumed to be a population set of the evolutionary algorithm. The proposed method can find an appropriate population set of bit threshold, which minimizes bit error rate(BER) as increased generation. For performance evaluation, we consider severe misalignment effect in the 4-ary holographic data storage system. Furthermore, we measure the BER performance and compare the proposed methods with the conventional threshold detection scheme, which verifies the superiority of the proposed scheme.

Automated Control Gain Determination Using PSO/SQP Algorithm (PSO/SQP를 이용한 제어기 이득 자동 추출)

  • Lee, Jang-Ho;Ryu, Hyeok;Min, Byoung-Moom
    • Aerospace Engineering and Technology
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    • v.7 no.1
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    • pp.61-67
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    • 2008
  • To design flight control law of an unmanned aerial vehicle, automated control gain determination program was developed. The procedure for determination of control gain was formulated as the control gains were designed from the optimal solutions of the optimization problem. PSO algorithm, which is one of the evolutionary computation method, and SQP algorithm, which is one of the nonlinear programming method, are used as optimization problem solver. Thru this technique, computation time required for finding the optimal solution is decreased to 1/5 of that of PSO algorithm and more accurate optimal solution is obtained.

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Transparent Schema Evolution using Object-Oriented View Technology (객체지향 뷰 기술을 이용한 투명한 스키마 진화)

  • Na, Yeong-Guk
    • Journal of KIISE:Databases
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    • v.28 no.1
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    • pp.1-14
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    • 2001
  • 중대한 산업용 소프트웨어가 동작하는 공유된 객체지향 데이터베이스를 안전하게 변경하기 위해서는, 그 공유 데이터베이스를 변경할 동안 데이터베이스 위에서 작동하는 기존의 응용 프로그램이 지속적으로 작동되어야 한다. 데이터베이스 변경을 필요로 하는 새로운 요구사항은 새 응용 프로그램의 추가, 기존 응용 프로그램의 기능 확장, 초기 디자인 에러 수정 등으로 인하여 발생할 수 있다. 우리는 한 사람의 사용자가 다른 사용자에게 악영향을 주지 않고 데이터베이스 스키마를 변경할 수 있게 하여 이 문제를 해결하는 투명한 스키마 진화(TSE: Transparent Schema Evolution) 방법론을 소개한다. 이 방법론은 기존의 스키마를 직접 변경하는 대신 스키마 변경 연산의 의미를 반영하는 데이터베이스 큐를 공유 객체지향 데이터베이스 상에 생성하여 투명한 진화를 달성한다. 데이터베이스의 용량을 증가시키지 못하는 뷰 메카니즘의 한계를 극복하기 위하여 이 방법론은 데이터베이스 용량 증가 연산에 대하여 다음의 새 단계로 정렬된다. (1) 기저의 베이스 스키마는 데이터베이스 용량 증가를 위해 물리적으로 변호한다. (2) 데이터베이스 변경의 의미를 달성하는 목표 뷰가 위의 변화된 베이스 스키마로부터 생성된다. (3) 변화 이전의 베이스 스키마는 데이터베이스 뷰로서 재 구축된다. 이로써 기존의 다른 사용자가 정의한 데이터 인터페이스가 보존된다. 우리는 객체-지향 뷰 기술을 이용하여 스키마 변화 연산을 구현함으로써 TSE 방법론의 구현가능성(feasibility)을 확인하였다. 표준적인 객체-지향 뷰 모델이 정의되고 상용 객체-지향 데이터베이스인 잼스톤(Gemstone) 위에 구현되었다. 그 뷰 모델은 갱신 의미(semantic) 정의를 그 뷰가 베이스 스키마의 갱신 의미를 보존하도록 정의하였다. 그러한 뷰는 사용자가 그들이 실제로는 베이스 스키마가 아니라 뷰에서 작업하고 있다는 사실을 모르게 하기 위하여 TSE에서 필요하다.

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An IGA Interface based on NK-landscape for Direct Manipulation (직접조작을 위한 NK-landscape기반 IGA 인터페이스)

  • 민현정;조성배
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2004.04b
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    • pp.484-486
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    • 2004
  • 본 논문에서는 직접조작 방법을 이용하여 대화형 유전자 알고리즘(IGA)의 진화성능을 향상시키고 세대를 반복하면서 다양한 해를 얻을 수 있음을 NK-Landscape를 이용해 분석한다. 또한 NK모델을 이용하여 직접조작의 진화과정을 분석하기 위한 IGA 인터페이스를 생성한다. IGA를 이용한 진화는 특성상 적온 수의 개체와 세대수로 제한되기 때문에 지역해에 빠질 수 있는 문제점이 있다. 이러한 IGA 의 제약사창을 극복하는 방법으로 직접조작을 이용할 수 있으며 이 방법은 사용자가 원하는 개체를 생성할 수 있도록 진화과정에서 유전자를 직접 변경한다. IGA 에서 진화성능의 향상과 다양한 해외 생성을 분석하기 위하여 진화연산자인 교차, 돌연변이와 직접조작 방법의 성능을 비교 분석한다. Kauffman이 제안한 NK-Landscape로 진화과정에서 해공간이 얼마나 "ruggedness" 한지와 다양한 진화연산자에서 어떤 성능을 갖는지 분석할 수 있다 실험을 통해 3D 꽃 디자인 문제에서 NK-landscape기반 IGA인터페이스를 이용하여 IGA 해공간을 분석하고 교차, 돌연변이와 직접조작 방법의 성능을 비교함으로써 직접조작 방법으로 더 빠른 시간에 다양한 최적해를 찾을 수 있음을 알 수 있었다.

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The Optimum Design of Truss Dome Structures by Evolution Strategy (진화전략을 이용한 트러스 돔 구조물의 최적설계)

  • Han, Sang-Eul;Kim, Man-Jung;Lee, Jae-Young;Ryu, Ji-Su
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.396-399
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    • 2009
  • 본 논문의 연구 목적은 생물의 진화 현상을 모방한 진화전략 알고리즘을 이용하여 돔형 트러스 구조물을 최적화 설계하는 것이다. 최적화 방법으로 부재 단면적의 최적화 값을 찾음으로써 최적 목적값 또는 최소 구조물 중량을 산출하는데 목적이 있다. 진화전략 알고리즘은 1960년대 중반, 실수기반 매개변수의 최적화로부터 소개되어 1970년대 많은 발전을 하였다. 진화전략은 컴퓨터 시스템 최적화 알고리즘 연구분야에서 많이 활용되며, 더불어 사용되는 유전자 알고리즘과는 다른 몇 개의 연산자를 가지고 있다. 본 논문에서는 진화전략에서 사용되는 연산자를 소개하고 연산자간의 논리 흐름과 수치예제로써 최적설계의 적합성을 확인해볼 수 있다.

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Evolution Engine for Virtual Environment Generation based on Artificial Life (가상환경 생성을 위한 인공생명 기반 진화엔진)

  • 홍진혁;조성배
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2003.09b
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    • pp.35-38
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    • 2003
  • 최근 컴퓨터 게임의 확산과 함께 보다 나은 가상환경 생성을 위한 기술에 대한 필요성이 증가하고 있다 다양한 환경에서 지능적으로 행동하는 인공 캐릭터의 설계를 위해 다양한 인공지능 기술이 적용되고 있다. 하지만 게임의 캐릭터 설계에 적용된 휴리스틱이나 규칙기반 시스템 등의 기존 인공지능 기술은 게임 개발자에 의존적이기 때문에 플레이어가 쉽게 캐릭터의 행동패턴을 파악하여 게임의 흥미를 저하시키는 단점이 있다 따라서 진화연산이나 신경망 등의 학습기반 인공지능 기술의 게임에의 적용이 모색되고 있다 특히 진화를 이용한 지능기술은 자연계의 복잡성과 의외성을 모방하여 최적화된 지능보다는 속임수/의외성 등의 창의적인 지능행동의 생성을 가능하게 하며 새로운 게임전략의 생성, 게임 캐릭터의 성격형성 및 다양한 행동 생성 등에 매우 유용하다. 본 논문에서는 진화기술의 게임에의 효과적인 적용을 위해 진화엔진을 설계 및 제작하고 인공지능 시뮬레이터에 적용하여 그 유용성을 확인하였다.

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Increasing Diversity of Evolvable Hardware with Speciation Technique (종분화 기법을 이용한 진화 하드웨어의 다양성 향상)

  • Hwang Keum-Sung;Cho Sung-Bae
    • Journal of KIISE:Software and Applications
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    • v.32 no.1
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    • pp.62-73
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    • 2005
  • Evolvable Hardware is the technique that obtains target function by adapting reconfigurable digital' devices to environment in real time using evolutionary computation. It opens the possibility of automatic design of hardware circuits but still has the limitation to produce complex circuits. In this paper, we have analyzed the fitness landscape of evolvable hardware and proposed a speciation technique of evolving diverse individuals simultaneously, proving the efficiency empirically. Also, we show that useful extra functions can be obtained by analyzing diverse circuits from the speciation technique.