• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.88-88
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• 2021

최근 수자원과 수질관리 분야에 자료기반 머신러닝 모델과 딥러닝 모델의 활용이 급증하고 있다. 그러나 딥러닝 모델은 Blackbox 모델의 특성상 고전적인 질량, 운동량, 에너지 보존법칙을 고려하지 않고, 데이터에 내재된 패턴과 관계를 해석하기 때문에 물리적 법칙을 만족하지 않는 예측결과를 가져올 수 있다. 또한, 딥러닝 모델의 예측 성능은 학습데이터의 양과 변수 선정에 크게 영향을 받는 모델이기 때문에 양질의 데이터가 제공되지 않으면 모델의 bias와 variation이 클 수 있으며 정확도 높은 예측이 어렵다. 최근 이러한 자료기반 모델링 방법의 단점을 보완하기 위해 프로세스 기반 수치모델과 딥러닝 모델을 결합하여 두 모델링 방법의 장점을 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다(Read et al., 2019). Process-Guided Deep Learning (PGDL) 방법은 물리적 법칙을 반영하여 딥러닝 모델을 훈련시킴으로써 순수한 딥러닝 모델의 물리적 법칙 결여성 문제를 해결할 수 있는 대안으로 활용되고 있다. PGDL 모델은 딥러닝 모델에 물리적인 법칙을 해석할 수 있는 추가변수를 도입하며, 딥러닝 모델의 매개변수 최적화 과정에서 Cost 함수에 물리적 법칙을 위반하는 경우 Penalty를 추가하는 알고리즘을 도입하여 물리적 보존법칙을 만족하도록 모델을 훈련시킨다. 본 연구의 목적은 대청호의 수심별 수온을 예측하기 위해 역학적 모델과 딥러닝 모델을 융합한 PGDL 모델을 개발하고 적용성을 평가하는데 있다. 역학적 모델은 2차원 횡방향 평균 수리·수질 모델인 CE-QUAL-W2을 사용하였으며, 대청호를 대상으로 2017년부터 2018년까지 총 2년간 수온과 에너지 수지를 모의하였다. 기상(기온, 이슬점온도, 풍향, 풍속, 운량), 수문(저수위, 유입·유출 유량), 수온자료를 수집하여 CE-QUAL-W2 모델을 구축하고 보정하였으며, 모델은 저수위 변화, 수온의 수심별 시계열 변동 특성을 적절하게 재현하였다. 또한, 동일기간 대청호 수심별 수온 예측을 위한 순환 신경망 모델인 LSTM(Long Short-Term Memory)을 개발하였으며, 종속변수는 수온계 체인을 통해 수집한 수심별 고빈도 수온 자료를 사용하고 독립 변수는 기온, 풍속, 상대습도, 강수량, 단파복사에너지, 장파복사에너지를 사용하였다. LSTM 모델의 매개변수 최적화는 지도학습을 통해 예측값과 실측값의 RMSE가 최소화 되로록 훈련하였다. PGDL 모델은 동일 기간 LSTM 모델과 동일 입력 자료를 사용하여 구축하였으며, 역학적 모델에서 얻은 에너지 수지를 만족하지 않는 경우 Cost Function에 Penalty를 추가하여 물리적 보존법칙을 만족하도록 훈련하고 수심별 수온 예측결과를 비교·분석하였다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• autumn
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• pp.53-56
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• 2000

무제한 어휘 음성합성 시스템의 문-음성 합성기는 합성음의 자연감을 높이기 위해 여러 가지 방법을 사용하게되는데 그중 하나가 자연음에 내재하는 운을 법칙을 정확히 구현하는 것이다. 합성에 필요한 운율법칙은 언어학적 정보를 이용해 구현하거나, 자연음을 분석해 구한 운을 정보로부터 운율 법칙을 추출하여 합성에 이용하고 있다. 이와 같이 구한 운을 법칙이 자연음에 존재하는 운율 법칙을 전부 반영하지 못했거나, 잘못 구현되는 경우에는 합성음의 자연성이 떨어지게 된다. 이런 점을 고려하여 우리는 자연음의 운율 정보를 이용해 인공 신경망을 훈련시켜, 문장단위 운율을 발생시킬 수 있는 방식을 제안하였다. 운율의 세 가지 요소는 피치, 지속시간, 크기 변화가 있는데, 인공 신경망은 문장이 입력되면, 각 해당 음소의 지속시간에 따른 피치 변화와 크기 변화를 학습할 수 있도록 설계하였다. 신경망을 훈련시키기 위해 고립 단어 군과 음소균형 문장 군을 화자로 하여금 발성하게 하여, 녹음하고, 분석하여 구한 운을 정보를 데이터베이스로 구축하였다. 문장 내의 각 음소에 대해 지속시간과 피치 변화 그리고 크기 변화를 구하고, 곡선적응 방법을 이용하여 각 변화 곡선에 대한 다항식 계수와 초기치를 구해 운을 데이터베이스를 구축한다. 이 운을 데이터베이스의 일부를 인공 신경망을 훈련시키는데 이용하고, 나머지를 이용해 인공 신경망의 성능을 평가한 결과 운을 데이터베이스를 계속 확장하면 좀더 자연스러운 운율을 발생시킬 수 있음을 관찰하였다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.49 no.4
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• pp.407-416
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• 2005

• 한국IT서비스학회:학술대회논문집
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• 2008.11a
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• pp.383-386
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• 2008

본 논문에서는 성공적인 롱테일을 위한 가설을 생성하고 시사점을 제시하고자 한다. 이를 위해서 롱테일 9가지 법칙을 중심으로 성공과 실패 사례들을 분석하여 롱테일의 성공에 영향을 미치는 변수를 도출하고 이를 귀납 학습을 통해 가설을 생성한 후에 그 의미를 해석하여 롱테일 전략을 구사하고자 하는 기업과 실무 담당자 및 관련분야의 연구자에게 시사점을 주고자 한다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• autumn
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• pp.135-138
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• 2004

음성처리기술은 정보화 시대를 위한 주요 기술의 하나이다. 이 중에서도 음성합성의 연구는 디지털 신호처리 기술과 컴퓨터의 발달로 활발히 진행되고 있다. 그러나 음성 합성기에 의해 발생된 합성음의 음질은 이해도 면에서는 상당한 진전이 있었지만, 자연감 면에서는 만족한 수준에 도달할 수 없었는데, 이러한 합성시스템의 문제점을 해결하는 방법은 다양하게 적용되는 언어정보와 합성음의 자연감을 결정하는 정확한 운율정보가 필요하다. 그러나 구한 운율 정보가 자연음에 존재하는 모든 운율 법칙을 포함할 수 없고, 또한 추출한 운율 법칙이 틀린 것이면 자연감이나 이해도가 떨어지는 합성음이 만들어지고 이것은 음성 합성 시스템의 실용화에 장애로 작용할 것이다. 본 논문은 한국어 음성 합성 시 문제가 되는 자연감을 높이기 위한 한 방법으로 자연음에 내재하는 운율 변화를 효율적으로 학습할 수 있는 인공 신경망을 제안하였다.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.33 no.2
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• pp.170-182
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• 2012

The purpose of this study was to develop learning materials based on the Kepler's abductive reasoning and to identify high school students' rule-inferring strategies on the law of planetary motion. The learning materials including the concepts of solar magnetic field, conservation of figure skater's angular momentum and Kepler's polyhedral theory were developed and the questions about Kepler's 2nd and 3rd law of planetary motion were also created. The participants were 79science high school students and 83general high school students. The patterns and properties of their abductive inference were analyzed. The findings revealed that the students showed 'incomplete analogy abduction', 'analogy abduction' and 'reconstruction' to generate the hypotheses concerning the Mars' motion related to the solar magnetic field. There were more general high school students who showed the incomplete analogy abduction than science high school students. On the other hand, there were more science high school students who showed the analogy abduction and reconstruction strategy than general high school students. Also, they showed 'incomplete analogy abduction', 'analogy abduction' and 'model construction and manipulation' to generate the hypotheses concerning Kepler's second law. A number of general high school students showed the incomplete analogy. It is suggested that because the analogy of figure skater cause the students' alternative framework to use, more detailed demonstration is necessary in class. In addition, students combined Kepler's polyhedral theory with their prior knowledge to infer Kepler's third law.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2011.05a
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• pp.429-431
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• 2011

공학의 기본 원리 학습을 위해서는 원리 그림이나 도표와 같은 콘텐츠의 사용이 필요하다. 하지만 시간과 공간의 제약으로 학습이 불충분하고, 편리성과 멀티미디어 콘텐츠를 갖추지 못하면 학습의 효과도 떨어지는 문제점이 있다. 최근 Smart Phone 사용자가 증가하고, Smart Phone을 이용한 교육프로그램을 제공하여 이동 중에도 공학의 기본 원리와 같은 학습이 필요한 시점이다. 본 논문에서는 열역학의 법칙 등 열역학에 관한 학습 콘텐츠를 Smart Phone에서 구현하고자 한다. 실제 Web 서버를 통하여 무선 인터넷 통신망에서 제공되는 열역학의 교육 공학적 도표, 애니메이션, 그림, 등을 Smart Phone에서의 설계하고 구현한다. 본 연구는 교육공학과 학습 프로그램 제공을 통해 모바일 원격교육 발전에 기여할 것이다.

• Communications of Mathematical Education
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• v.8
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• pp.179-188
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• 1999

필자들은 제37회 교육자료전시회(1997)와 제38회 교육자료전시회(1998)에 작품을 출품하였다. 이들 교육자료전시회에 참가하게 된 동기는 다음과 같다. 입문기 아동의 수학교육은 학습내용에 대한 흥미를 가지도록 해야 하며 구체적인 조작활동을 통하여 수량에 대한 기초적인 개념과 원리, 그리고 법칙을 바르게 이해시켜 논리적 사고력을 기르도록 해야 한다. 그러나 대부분의 아동들을 목표수준에서 보면 만족스럽지 못하고, 시간이 지날수록 학습결손아가 늘고 있는 현실이다. 특히 오름길 학습지를 해결할 때는 우수한 아동에게도 조작활동을 시켜보면 뜻밖에 조작 활동을 제대로 못하고 당황하는 경우를 흔히 볼 수 있다. 이것은 개념 형성과 개인간의 차에 관심을 둔 지도가 이루어지지 않은 상태에서, 자기능력과 수준에 맞는 학습을 하지 못하고 다음 단계로 넘어가기 때문이라 판단하였다. 이에 필자들은 교과서에 예시한 활동이나 그림 자료들을 실제로 관찰하고 조작해 볼 수 있도록 구체적인 자료로 대체하여, 수학에서 요구하는 학습지도 원리에 적합하도록 하였다. 또 교실 수업에서 야기되는 개인차에 대한 학습지도상의 문제점을 해결하는 한편, 급우간 인간관계에 바탕을 둔 소그룹 협동 학습을 위한 자료로 수와 가감산의 원리를 쉽게 체득 시킬 수 있도록 하였다.

• Communications of Mathematical Education
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• v.13 no.1
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• pp.317-335
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• 2002

수학학습은 교과 수업시간을 통해서 뿐만 아니라, 자연과 문화 속에 내재된 수학적 원리와 법칙은 관찰이나 탐구를 통하여 습득하거나, 일상생활의 활동과 놀이를 통하여 수학적 개념 및 결과와 관련된 심상이 형성될 수도 있다. 따라서, 계획적으로 잘 구성된 놀이활동을 통하여 수학에 대한 흥미와 호기심을 유발하고, 사고의 유연성과 직관력을 경험하게 함으로써 교육현장에서 교사와 학습자간에 원활한 의사소통이 가능한 학습효과를 기대할 수 있다. 이와 관련하여 본 연구에서는 놀이 활동을 통하여 수학적 경험을 가능하게 하는 활동유형을 탐색하고, 수학의 본질이 잘 고려된 특기 ${\cdot}$ 적성교육 교수-학습 자료 개발 및 이를 활용한 교수-학습 모형을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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• 2023.11a
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• pp.263-264
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• 2023

본 논문은 백열전구를 이용하여 단락보호 전원공급 장치를 개발하고, 이를 학습 교구로 활용하는 연구에 관한 것이다. 전기안전과 에너지 절약을 동시에 고려한 이 연구는 교육과 산업 분야에서 중요한 응용 가능성을 가지고 있다. 백열전구를 활용한 단락보호 전원공급 장치는 기존의 전원공급 장치와 비교하여 안전성과 효율성을 향상시키는데 도움이 되며, 학습 교구로 학습자들에게 전기 안전 교육을 제공함으로써 실생활에서의 전기 안전 지식을 습득하는데 기여한다. 백열전구를 사용하여 단락보호 전원공급 장치를 개발하고 개발된 장치의 성능 평가 및 안전성 확인을 통해 학습 교구로 활용할 수 있는 새로운 전원공급장치를 제작 한다. 백열전구를 활용한 단락보호 전원공급 장치의 개발과 학습 교구로의 응용 가능성을 탐구한 연구이다.