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뇌전도 기반 마우스 제어를 위한 동작 상상 뇌 신호 분석 (Motor Imagery Brain Signal Analysis for EEG-based Mouse Control)

  • 이경연;이태훈;이상윤
    • 인지과학
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    • 제21권2호
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    • pp.309-338
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    • 2010
  • 본 논문에서는 사지가 마비되어 신체를 움직이지 못하지만 뇌의 기능은 살아있는 장애인들을 위하여, 생각만으로 외부의 장치를 제어할 수 있도록 하는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI: Brain-Computer Interface) 기술을 연구하였다. 신경생리학 분야에서의 연구 결과에 의하면, 신체를 움직이는 상상을 할 경우, 뇌의 운동/감각 피질 영역에서는 $\beta$파(14-26 Hz)와 $\mu$파(8-12 Hz)가 억제/증가되는 ERD/ERS(Event-Related Desynchronization / Synchronization) 현상이 발생한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 이를 기반으로 혀, 발, 왼손, 오른손의 동작 상상을 자극으로 이용하여 변화하는 뇌 신호 패턴을 실시간으로 분석하여 피험자의 생각을 읽을 수 있도록 하였으며, 상 하 좌 우의 네 방향으로 이동할 수 있도록 하는 마우스 제어 인터페이스를 구현하였다. 동작 상상 시 발생하는 뇌 신경 활동의 변화를 관측하기 위해서 뇌에 손상을 주지 않으면서도 높은 시간 해상도로 측정이 가능한 비침습적 뇌전도(EEG: ElectroEncephaloGraphy)를 이용하였다. 그러나 뇌전도 신호는 특성상 신호의 크기가 미약하고, 잡음의 영향을 많아 분석이 어렵다. 따라서 이를 극복하기 위해 통계적 방법을 기반으로 한 기계학습 기법인 CSP(Common Spatial Pattern)와 선형판별 분석(Linear Discriminant Analysis)을 이용하여 서로 다른 동작 상상에 의해 발생하는 뇌 신호들 간의 분산이 최대가 되도록 신호를 변환하여 인식 성능을 높일 수 있었다. 또한 분석된 뇌 신호의 시각화를 통해, 기존에 알려진 뇌의 해부학적, 신경생리학적 지식과 일치하는 ERD/ERS 현상이 발생하는 것을 확인할 수 있었다.

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국제 유가와 벌크선 4대 해운 시장의 상관관계 분석에 관한 연구 (A Study on the Correlation Analysis between International Oil Prices and the 4 Major Shipping Markets of Bulk Carrier)

  • 류원형;남형식
    • 한국항만경제학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.43-65
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    • 2023
  • 최근, 환경문제에 대한 국제적인 관심이 증대되면서 선박 연료에 의한 온실가스 배출을 감소시키려는 노력이 이루어지고 있지만, 석유 연료에 대한 의존은 한동안 지속될 것으로 보인다. 선박의 총 운항 비용 중 연료비가 높은 비중을 차지하고 있으므로 해운 시장에 대한 유가의 영향력을 분석하는 것이 필요하다. 본 연구의 목적은 국제 유가 변동이 벌크선 4대 해운 시장인 운송 시장, 용선 시장, 신조선 시장, 중고선 시장의 상관관계와 영향력을 검증하는 것이다. 유가 변수는 WTI를 사용하였고, 4대 해운 시장은 운임, 용선료, 신조선가, 중고선가를 케이프사이즈, 파나막스, 수프라막스, 핸디사이즈로 구분하여 2017년 5월부터 2020년 12월까지 월별 데이터를 사용하였다. 첫째, VAR 모형을 이용한 상관관계 분석 결과, 국제 유가의 변화가 BCIS에 미치는 효과는 시차 2기에서만, BSIS의 경우 모든 시차에서, BHIS의 경우 시차 1기에서만 통계적으로 정(+)의 유의적인 효과를 갖는 것으로 나타났다. 둘째, VECM 모형을 이용한 상관관계 분석 결과, BPIC, BHIC, BCIN, BHIR의 경우 국제 유가와의 공적분 관계에서 공적분 계수값이 5% 유의수준에서 부(-)의 유의적인 효과를 갖는 것으로 나타났다. 또한, 동태적 상관관계의 경우 시차 1기의 유가 가격 상승은 금기의 BCIN 신조선가 하락으로, 시차 1기와 2기의 유가 가격 상승은 금기의 BHIR 중고선가 하락으로 이어지는 것으로 나타났다.