• 제목/요약/키워드: 한국 수학

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도립진자 시스템을 위한 진화형 신경회로망 제어기의 실현 (Implementation of Evolving Neural Network Controller for Inverted Pendulum System)

  • 심영진;김태우;최우진;이준탁
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.68-76
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    • 2000
  • 로켓이나 2족 보행 로봇(Biped Robots)의 자세 제어에 응용되는 도립진자 시스템(Inverted Penduhum System)은 대표적 비선행 시스템으로 수학적 모델링이 대단히 어려우며, 모델링올 하였다 하더라도 복잡한 구조가 된다. 이의 해결을 위한 고전적인 제어 기법으로 1970년대 이후부터는, 신경회로망과 퍼지, 카오스, 유전 알고리증을 이용한 제어 기법들이 도립진자의 안정화 제어에 적용되어져고 있으며, 최근 신경회로망의 자동설계 기법들과 유전 또는 전화 알고리즘올 이용한 신경회로망의 구축 기법인 종래의 진화형 선정회로 제어기(ENNC : Evohing Neural Network Controller)가 시도되어지고 있다. 그러나 종래의 ENNC의 전화방식은 노드(뉴런)단위로 교배하며, 특히, 활성화 함수를 지닌 은닉층의 뉴런이 입력층의 뉴런으로 대체되는 경우, 입력층 뉴런과 출력층 뉴런 사이의 결합 가중치가 삭제되지 않는 등의 문제점이 지적될 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 도립진자 시스템의 안정화 제어를 위하여 선택, 교배, 돌연변이의 진화 연산자에 의해 일시에 최적의 구조와 결합가중치로 진화시켜 가능 새로운 형태의 ENNC를 제안하고자 한디. 또한, 다양한 초기치에 적응된 최적 구조와 결합가중치를 갖는 새로운 형태의 ENNC를 시뮬레이션율 통하여 얻고, 이를 ADA-2310보드 및 80586 마이크로 프로세서로 실현하여, 도립진자 시스템의 안정화 제어에 적용함으로써 본 논운에서 제안한 ENNC의 우수성과 강인성을 입증하고자 한다.

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디지털 사진 이미지의 존재론에 관한 연구 -들뢰즈와 보드리야르의 시뮬라크르 개념을 중심으로 (A Study on Ontology of Digital Photo Image Focused on a Simulacre Concept of Deleuze & Baudrillard)

  • 권오상
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권51호
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    • pp.391-411
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    • 2018
  • 본 논문은 질 들뢰즈와 장 보드리야르의 시뮬라크르 개념을 바탕으로 디지털 사진 이미지의 존재론에 관해 살펴보고자 하는 데 그 목적이 있다. 전통적으로 아날로그 사진 이미지는 원본 대상과의 유사성으로 재현의 논리를 따른다. 따라서 아날로그 사진 이미지의 시각적 현실은 주관적 시각에서 조명되고 해석되며 묘사될 수 있지만 해석된 그 현실을 벗어나지는 못한다. 그러나 디지털 사진 이미지는 물질적으로는 존재하지 않고 디지털 알고리즘인 수학적 데이터로 구성된 정보로 존재하게 된다. 이러한 디지털 사진 이미지는 모든 재현에 나타나는 현재성인, 즉 '한때 거기 존재했었음'이라는 피사체의 본질이 이제는 존재하지 않는 것으로 외부의 대상을 지시하거나 재현하지 않는다. 따라서 디지털 이미지는 유사성이 존재하지 않고 더 이상 지표적 지시 능력을 지니지 않는다. 이러한 디지털 사진 이미지는 가상의 영역으로 전환되었다는 것을 의미하는데, 이는 이미 존재하는 것의 재현이 아닌, 아직 존재하지 않는 것의 현시라 할 수 있다. 이러한 디지털 사진 이미지의 비실재성은 현실과 실재 그리고 가상에 대한 이해를 변화시킨다. 이제는 무엇이 실재이고 가상인지 구분하는 것 자체가 무의미하게 되고, 이는 기술의 발달로 디지털 이미지가 발생한 것이 아닌, 기존의 이미지와는 근본적으로 완전히 다른 새로운 이미지라는 것이다. 결국, 오늘날의 디지털 이미지는 존재했으니 대상을 가시화하는 단계를 넘어, 이제는 존재하지 않았던 것들이 가시화되고 있으며, 현실도 가상으로 작동한다는 것이다. 이는 디지털 이미지가 우리 현실을 재현한 것이 아니라 다른 현실을 사실적으로 재현한 것이라 할 수 있다. 즉 대상과 아무런 관련이 없는 이미지 생성을 하는 가상적 재현, 즉 시뮬라크르라 할 수 있다. 가상으로서의 시뮬레이션 된 세계에서 현실은 무한한 가능성을 가질 수 있고 그것은 과거나 현재의 모습이 아닌 고정되지 않고 무한히 변화할 수 있는 아직 현실화되지 않은 무한한 잠재태로서의 가능성을 가진다.

도심에서 방사능분산장치의 폭발로 인한 피폭선량 예측결과의 상호비교 (An Intercomparison of Model Predictions for an Urban Contamination Resulting from the Explosion of a Radiological Dispersal Device)

  • 황원태;정효준;김은한;한문희
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.39-47
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    • 2009
  • 국제원자력기구 (IAEA)가 주관하는 EMRAS (${\mathbf{\underline{E}}}nvironmental$ ${\mathbf{\underline{M}}}odeling$ for ${\mathbf{\underline{RA}}}diation$ ${\mathbf{\underline{S}}}afety$) 프로그램의 도시오염 평가분과에서 설계한 가상의 도심에서 방사능 분산장치의 폭발로 인한 피폭선량 결과비교에 국내모델 METRO-K의 계산결과가 참여하였다. 본 논문에서는 동 분과에서 수행된 수많은 계산결과 중에서 극히 일부분만을 집중적으로 논의하였다. 참가모델 (METRO-K, RESRAD-RDD, CPHR)이 수행한 예측결과의 차이는 다른 수학적 접근방식, 적용값, 평가자의 이해 등에 기인하였다. 비록 최종결과 (예로 영향을 주는 모든 오염표면으로부터 받게 되는 피폭선량률)는 유사할지 모르지만 오염표면 기여에 대한 이해등에 있어서는 큰 차이를 나타냈다. 이는 평가자가 경험한 사회적, 문화적 차이 뿐 아니라 방사능테러에 대한 정보와 이해 부족으로 판단된다. 따라서 이러한 정보가 부족한 상황에서는 평가자의 경험과 주관적 판단이 무엇보다 중요하다는 사실을 알 수 있었다. 방사능테러에 대한 약간의 추가적 정보를 획득할 수 있다면 METRO-K는 기존 모델을 확장하여 만일의 경우 도심에서 발생할 수 있을지 모르는 방사능테러에 따른 대응행위 결정지원에 충분히 활용할 수 있음을 EMRAS 프로그램을 통해 확인할 수 있었다.

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사골농축액 시료 중에 함유된 아미노산 정량분석에 대한 오차 요인 및 측정불확도 추정 (Error factors and uncertainty measurement for determinations of amino acid in beef bone extract)

  • 김영준;김지영;정민유;신영재
    • 분석과학
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    • 제26권2호
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    • pp.125-134
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    • 2013
  • 본 연구는 액체크로마토그래피를 이용하여 사골농축액 시료 중에 23종의 아미노산 정량분석 시 발생할 수 있는 측정불확도를 평가하였다. 아미노산 분석에 관여하는 측정불확도 인자로 시료량, 최종 무게, 표준품 무게, 표준품 순도, 검정곡선, 회수율 및 재현성 등을 확인하였다. GUM(Guide to the expression of uncertainty in measurement)과 EURACHEM에 근거하여 측정불확도에 대한 수학적 계산 및 통계분석을 수행하였다. 사골농축액 시료 중 총 아미노산 함량은 36.18 g/100 g이었으며, 95% 신뢰수준(k, 2.05~2.36)에서 확장불확도는 3.81 g/100 g이었다. 측정불확도의 주요 요인은 분석시의 회수율과 반복성(25.2%) > 시료전처리(24.5%) > 검정곡선(24.0%) 순으로 나타났다. 따라서 아미노산 분석 시 불확도를 줄이기 위해서는 실험자들의 주의와 개인적인 숙력도의 향상이 요구된다.

실물옵션 기반 기술가치 평가모델 정교화와 변동성 유효구간에 관한 연구 (The Study on the Elaboration of Technology Valuation Model and the Adequacy of Volatility based on Real Options)

  • 성태응;이종택;김병훈;전승표;박현우
    • 기술혁신학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.732-753
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    • 2017
  • 최근 들어 바이오 제약 의료 분야의 기술가치평가를 수행할 때 미래에 투입될 사업화 소요기간 및 비용을 고려하여 기술가치를 산정하는 경우가 증가하고 있다. 기존의 현금흐름할인법(DCF법)은 연속된 투자에 대한 고려를 못하거나 기술적용 제품의 상용화 투입비용에 대한 확률적인 속성을 반영하지 못하는 등 한계점을 지니고 있다. 그러나 기술과 투자의 가치는 기회가치로 보고 자원배분을 위한 의사결정 정보를 감안해야 하므로, 실물옵션의 개념을 적용하는 것이 바람직하다고 여겨지며, 흔히 기업가치평가 수행시 적용하는 주가의 변동성(volatility) 개념을 대상기술에 대한 비즈니스 모델 특성이 반영되도록 하기 위해 '주가의 연속성(상대적 미세한 변화)' 및 '양(+)의 조건'을 고려해야 한다. 따라서 많은 문헌에서 연구된 바와 같이, 실물옵션 기반의 기술가치 산정을 위한 블랙-숄즈 모형에서 변동성과 기초자산가치, 그리고 사업화비용 간의 관계를 살펴볼 필요가 있다. 본 연구는 옵션가격결정모형(Option Pricing Model)에서 불확실성을 반영한 기초자산의 현재가치와 사업화비용의 현재가치 비율이 특정 임계조건 하에서 '옵션행사 포기(NAT; no action taken)' 영역으로 구분되는 지를 수학적으로 도출하고 관찰변수(입력값)에 따른 옵션가치 산출로직을 제시함으로써 정교화된 실물옵션 모형을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

디지털 교육매체의 기초 컨셉디자인 동향 파악을 위한 선진국 사례 분석 - 영국과 스웨덴의 사용자 니즈를 중심으로 - (Case Study Analysis of Digital Education Design to Basic Concept Design Trend by Target of Education Needs in UK and Sweden)

  • 김정희
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권34호
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    • pp.345-366
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    • 2014
  • 2007년 수학 교과서의 공교육 최초 디지털 교과서 적용을 시작으로 영어, 과학 등 다양한 분야에 디지털 교과서를 활용한 교육이 실시되고 있다. 초반에 아날로그 형식의 종이 교과서를 그대로 스캔하여서 사용했던 수준을 넘어 이제는 디지털 교과서만을 위한 전문화된 디자인 및 콘텐츠가 기획 단계부터 실시되어 적용되고 있으며 국립 교과서 및 검정 교과서에서도 엄체 경쟁을 통해서 보다 수준 높은 디자인 및 콘텐츠를 엄선하고 있다. 그러나 이는 디지털 교과서 하나의 매체에 국한된 것이며 국외 교육 선진국의 다양한 디지털 교육매체의 활용에는 뒤쳐져 있는 게 현실이다. 이에 본 연구는 LG 전자 유럽 디자인센터를 기점으로 영국 및 스웨덴의 선진 교육을 통해 디지털 교육매체를 수년간 접하여 이에 따른 사용자 경험과 니즈가 쌓인 사용자들을 타겟으로 휴리스틱 분석, 설문 등의 사용자 조사를 실시한다. 이에 교육 주체의 디지털 교과서 디자인의 니즈를 대입하여 세분화한 후 이를 현재 영국 및 스웨덴 선진국에서 사용하고 있는 디지털 교육매체 디자인에 간단하게 접목시켜본다. 디지털 교과서만을 접한 국내 사용자의 니즈와 사용자 경험에 비교한 결과 설문타겟 사용자들은 상당히 수준 높고 현실적이며 교육의 개별화에 치중하는 사용자 니즈(customer needs) 즉 사용자들이 원하는 것을 보여주고 있었으며 이는 디지털 매체가 적응해 나가는 초기 적용단계의 요구사항에서는 볼 수 없던 것이다. 본 논문의 결과는 선진국의 설문 조사를 통한 사용자들의 요구 즉 니즈를 파악하고 이를 적용한 디자인 교육매체의 동향을 파악하는데 기초 자료로 활용하고자 한다. 단순히 예쁘고 화려하며 디지털화 하는데서 만족하는 게 아니라 디지털 교육매체 디자인의 사용자 요구의 방향성을 미리 파악하고 이를 기획 단계부터 적용하여 교육 선진국과의 사용자 편의성의 차이를 줄이는데 도움이 되고자 한다.

Unified Process의 분석 클래스에 대한 복잡도 척도 (Complexity Metrics for Analysis Classes in the Unified Software Development Process)

  • 김유경;박재년
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제8D권1호
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    • pp.71-80
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    • 2001
  • 구조적 개발 방법론에 적용하도록 만들어진 복잡도 척도들은 클래스, 상속성, 메시지 전달 그리고 캡슐롸와 같은 객체지향의 개념에 직접적으로 적용할 수 없다. 또한, 기존이 객체지향 소프트웨어에 대한 척도의 연구는 프로그램의 복잡도나, 설계 단계의 척도가 대부분이었다. 실제로 분석 단계 클래스의 복잡도를 낮춤으로써, 시스템의 개발 노력이나 비용 및 유지보수 단계에서의 노력이 크게 줄어들게 되므로, 분석 클래스에 대한 복잡도를 측량하기 위한 척도가 필요하다. 본 논문에서는 객체지향 개발방법론인 Unified Process의 분석 단계에서 추출되는 분석 클래스에 대하여 복잡도를 측정할 수 있는 새로운 척도를 제안한다. 협력의 복잡도 CC(Collaboration Complexity)는 가능한 협력의 최대 수로서 클래스가 잠재적으로 얼마나 복잡할 수 있는지를 측정하기 위한 척도이며, 각 협력자들의 인터페이스를 이해하는 것과 관련된 총체적 어려움을 측정하는 인터페이스 복잡도 IC(Interface Complexity)를 정의하였다. 제안된 척도는 클래스의 크기 및 상속성에 대하여 수학적인 증명을 하였으며, Weyuker의 9가지 공리적 성질에 대하여 이론적인 검증을 하였다. 또한, 텍스트 마이닝 기법을 사용하여 사용자의 질문에 자동으로 응답하는 시스템의 분석 클래스에 대하여 제안된 척도를 사용하여 복잡도를 측정하였고 기존의 복잡도 척도인 CBO와 WMC의 값을 계산하여 비교하였다. CC와 CBO, IC와 WMC의 값을 비교해 본 결과 제안된 복잡도 척도의 계산 결과 제안된 복잡도 척도의 계산 결과 값이 그 값들보다 좀 더 복잡도를 잘 표현하고 있었다. 이로써 소프트웨어 개발 주기의 초기에 클래스에 대한 복잡도를 평가해 보고, 나머지 단계에 필요한 시간과 노력을 예측함으로써 보다 비용-효과적인 객체지향 소프트웨어를 개발할 수 있는 가능성이 높아진다.

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PSO 최적화 기법을 이용한 다층 구조의 플랜트 배치에 관한 연구 (Study of Multi Floor Plant Layout Optimization Based on Particle Swarm Optimization)

  • 박평재;이창준
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권4호
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    • pp.475-480
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    • 2014
  • 플랜트 배치 최적화 문제의 목적은 장치를 연결하는 파이프의 길이를 최소화 하는데 있다. 하지만, 기존 연구들은 대체적으로 단일 층의 배치 문제를 다루고 있으며, 또한 장치 간 유지 보수에 필요한 최소 공간 확보, 사고 예방을 위한 장치 간 이격 거리등 안전 요소를 간과해 왔다. 본 연구에서는 장치 간 유지 보수에 필요한 최소 거리 확보 및 안전 이격 거리를 고려하여 플랜트 배치 문제를 MILP(Mixed Integer Linear Programming) 형태의 문제로 정의하였다. 본 문제의 목적함수는 장치 간 연결하는 파이프 비용이며 제약조건은 안전을 위한 장치 간 최소 이격 거리, 유지 보수에 필요한 공간으로 설정하였다. 하지만, 공정 특성에 따라 필요한 공간 및 작업자의 통행 등 다양한 제약조건을 수반하게 된다. 이에 따라 플랜트 배치 문제를 일반적인 수학식으로 표현하는 데 많은 제약이 있으며, 따라서 함수의 미분식을 이용하는 기존 최적화 방법론을 이용하여 문제를 해결하는 데 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 함수의 미분식을 적용하지 않고 이용이 가능한 경험적 최적화 기법 중 하나인 PSO(Particle Swarm Optimization)를 이용하여 최적화를 수행하였다. 본 연구에서 개발한 모델의 검증을 위해 Ethylene Oxide 공정을 2층으로 배치하는 최적화를 수행하였다.

분산 전개법에 의한 주파수-시간 영역 변환 (Frequency-to-time Transformation by a Diffusion Expansion Method)

  • 조인기;김래영;고광범;유영준
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제17권3호
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    • pp.129-136
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    • 2014
  • 전자 탐사는 신호원의 파형에 따라 주파수 영역과 시간 영역법으로 나누어진다. 주파수 영역과 시간 영역은 수학적으로 Fourier 변환 관계에 있으므로, 주파수 영역 자료를 Fourier 변환하여 시간 영역 자료를 얻어낼 수 있다. 즉, 시간 영역 전자 탐사의 모델링 자료는 주파수 영역에서 수행한 모델링 자료의 적절한 변환을 통해 얻어질 수 있다. 따라서 주파수-시간 영역 변환은 전자 탐사에서 매우 중요한 부분이다. 분산 전개법(DEM)은 신속하고 효과적인 주파수-시간 영역 변환 기법 중의 하나이다. 분산 전개법에서는 전자기장은 분산 함수와 분산 시간의 급수로 전개하며, 분산 시간은 주어진 주파수 자료에 의해 결정된다. 특히 적정 분산 시간의 설정은 분산 전개법의 정확성을 결정하는 주요 요소이다. 이 연구에서는 급수 전개에 의해 얻어진 주파수 영역 자료의 오차를 최소화하는 방법을 사용하여 적정 분산 시간의 설정 방법을 개발하였다. 반무한 공간 및 2층 구조 모델에 대하여 이 방법을 적용한 결과, 분산 전개법은 상당히 넓은 시간 대역에서 정확한 결과를 나타냄을 확인하였다.

근적외선 분광분석법을 이용한 낙엽송 목분의 함수율 예측 모델 개발 (Development of Moisture Content Prediction Model for Larix kaempferi Sawdust Using Near Infrared Spectroscopy)

  • 장윤성;양상윤;정현우;강규영;최준원;최인규;여환명
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제43권3호
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    • pp.304-310
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    • 2015
  • 저장 또는 운송단계에서 목분에 포함된 수분의 부적절한 조절은 생물학적 열화로 인한 품질하락 및 손실을 야기할 수 있기 때문에 목분의 함수율은 정확하게 측정되어야 하고 적절하게 조절되어야 한다. 본 연구에서는 근적외선(파장 대역: 1000-2400 nm) 분광분석법을 적용하여 낙엽송(Larix kaempferi) 목분의 함수율을 측정하고자 하였다. 각 상대습도($25^{\circ}C$, RH 30~99%) 단계별로 조습된 목분의 근적외선 반사스펙트럼을 측정하고, 적정 수학적 전처리(smoothing, standard normal variate)와 부분최소자승법을 적용하여 예측모델을 개발하였다. 도출된 함수율 예측모델은 높은 신뢰도를 보였다($R^2$ = 0.94, RMSEP = 1.544). 본 연구에서 개발된 근적외선 분광분석법을 통하여 비파괴적이면서 정확하고 신속한 목분 함수율의 측정과 효율적인 목재이용을 견인할 수 있으리라 기대된다.