• 제목/요약/키워드: Combinatorial

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Investigating the Morphology and Kinetics of Three-Dimensional Neuronal Networks on Electro-Spun Microstructured Scaffolds

  • Kim, Dongyoon;Kim, Seong-Min;Kang, Donghee;Baek, Goeun;Yoon, Myung-Han
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.277.2-277.2
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    • 2013
  • Petri dishes and glass slides have been widely used as general substrates for in vitro mammalian cell cultures due to their culture viability, optical transparency, experimental convenience, and relatively low cost. Despite the aforementioned benefit, however, the flat two-dimensional substrates exhibit limited capability in terms of realistically mimicking cellular polarization, intercellular interaction, and differentiation in the non-physiological culture environment. Here, we report a protocol of culturing embryonic rat hippocampal neurons on the electro-spun polymeric network and the results from examination of neuronal cell behavior and network formation on this culture platform. A combinatorial method of laser-scanning confocal fluorescence microscopy and live-cell imaging technique was employed to track axonal outgrowth and synaptic connectivity of the neuronal cells deposited on this model culture environment. The present microfiber-based scaffold supports the prolonged viability of three-dimensionally-formed neuronal networks and their microscopic geometric parameters (i.e., microfiber diameter) strongly influence the axonal outgrowth and synaptic connection pattern. These results implies that electro-spun fiber scaffolds with fine control over surface chemistry and nano/microscopic geometry may be used as an economic and general platform for three-dimensional mammalian culture systems, particularly, neuronal lineage and other network forming cell lines.

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순회 외판원 문제에서 최악 경로를 고려한 개미 알고리즘 (The Ant Algorithm Considering the Worst Path in Traveling Salesman problems)

  • 이승관;이대호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권12호
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    • pp.2343-2348
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    • 2008
  • 개미 알고리즘은 조합 최적화 문제를 해결하기 위한 메타 휴리스틱 탐색 방법으로, 그리디 탐색뿐만 아니라 긍정적 피드백을 사용한 모집단에 근거한 접근법으로 순회 판매원 문제를 풀기 위해 처음으로 제안되었다. 본 논문은 개선된 $AS_{rank}$ 알고리즘을 제안한다. 기존 $AS_{rank}$ 알고리즘은 최적 경로로 구성될 가능성이 높은 경로에 대해서만 페로몬 갱신을 수행하고 최적 경로를 구성할 가능성이 낮은 경로에 대해서는 전혀 고려하지 않는다. 이것을 고려해 본 논문에서는 최적 경로로 구성될 가능성이 낮은 경로(에이전트들이 구성한 경로 중 최악 경로)에 대해 페로몬을 증발시켜 다음 탐색 과정에서 해당 경로 탐색을 줄이고자 하였다. 이를 통해 다음 사이클에서 에이전트들이 해당 간선의 선택 확률을 줄여줌으로써 기존 ACS 알고리즘에 비해 평균 탐색 시간과 평균 반복 횟수를 줄일 수 있음을 보여준다.

개선된 클로버 알고리즘를 이용한 컨테이너 작업 스케쥴링에 관한 연구 (A Study for the Container Job-scheduleing using Advanced Clover Algorithm)

  • 권장우;홍준의
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.1999-2007
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    • 2007
  • 본 논문은 야드에서 스태커의 위치 정보를 이용한 효율적인 선적 하역 작업을 수행하기 위한 개선된 클로버 알고리즘에 대하여 기술하고 있다. 작업 스케쥴링은 반드시 스태커의 작업 할당과 스태커의 위치정보를 능동적으로 처리하기 위한 위치 데이터 처리에 중점을 두어야 하며 작업요구에 따른 복수의 스태커들의 작업 할당관리를 수행할 수 있어야 한다. GPS와 GIS를 이용한 스태커의 위치 추적은 야드 관리에 필수 요소이며 선적 하역 작업의 개선에도 필요한 요소 기술이다. 본 논문에서 제안하는 개선된 클로버 알고리즘은 야드 내에서의 스태커들의 위치를 추정하고 각 컨테이너들의 선적하역 작업을 모니터링하는 기법과 스태커의 작업량을 추정함으로써 다수의 스태커들의 작업 균형을 이루기 위한 기법을 소개하고 있다. 시뮬레이션 결과와 실험 결과로부터 제안한 알고리즘이 효율적임을 나타내고 있다.

선형 제약 만족 최적화 문제를 위한 정수계획법 기반 지역 탐색 기법 (Integer Programming-based Local Search Technique for Linear Constraint Satisfaction Optimization Problem)

  • 황준하;김성영
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.47-55
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    • 2010
  • 선형 제약 만족 최적화 문제는 선형식으로 표현 가능한 목적함수 및 복잡한 제약조건을 포함하는 조합 최적화 문제를 의미한다. 정수계획법은 이와 같은 문제를 해결하는 데 매우 효과적인 기법으로 알려져 있지만 문제의 규모가 커질 경우 준최적해를 도출하기까지 매우 많은 시간과 메모리를 요구한다. 본 논문에서는 지역 탐색과 정수계획법을 결합하여 탐색 성능을 향상할 수 있는 방안을 제시한다. 기본적으로 대상 문제의 해결을 위해 지역 탐색의 가장 단순한 형태인 단순 언덕오르기 탐색을 사용하되 이웃해 생성 시 정수계획법을 적용한다. 또한 부가적으로 초기해 생성을 위해 제약 프로그래밍을 활용한다. N-Queens 최대화 문제를 대상으로 한 실험 결과, 본 논문에서 제시한 기법을 통해 다른 탐색 기법들보다 훨씬 더 좋은 해를 도출할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Adaptive Learning Path Recommendation based on Graph Theory and an Improved Immune Algorithm

  • BIAN, Cun-Ling;WANG, De-Liang;LIU, Shi-Yu;LU, Wei-Gang;DONG, Jun-Yu
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제13권5호
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    • pp.2277-2298
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    • 2019
  • Adaptive learning in e-learning has garnered researchers' interest. In it, learning resources could be recommended automatically to achieve a personalized learning experience. There are various ways to realize it. One of the realistic ways is adaptive learning path recommendation, in which learning resources are provided according to learners' requirements. This paper summarizes existing works and proposes an innovative approach. Firstly, a learner-centred concept map is created using graph theory based on the features of the learners and concepts. Then, the approach generates a linear concept sequence from the concept map using the proposed traversal algorithm. Finally, Learning Objects (LOs), which are the smallest concrete units that make up a learning path, are organized based on the concept sequences. In order to realize this step, we model it as a multi-objective combinatorial optimization problem, and an improved immune algorithm (IIA) is proposed to solve it. In the experimental stage, a series of simulated experiments are conducted on nine datasets with different levels of complexity. The results show that the proposed algorithm increases the computational efficiency and effectiveness. Moreover, an empirical study is carried out to validate the proposed approach from a pedagogical view. Compared with a self-selection based approach and the other evolutionary algorithm based approaches, the proposed approach produces better outcomes in terms of learners' homework, final exam grades and satisfaction.

Enhanced 2,5-Furandicarboxylic Acid (FDCA) Production in Raoultella ornithinolytica BF60 by Manipulation of the Key Genes in FDCA Biosynthesis Pathway

  • Yuan, Haibo;Liu, Yanfeng;Lv, Xueqin;Li, Jianghua;Du, Guocheng;Shi, Zhongping;Liu, Long
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제28권12호
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    • pp.1999-2008
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    • 2018
  • The compound 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA), an important bio-based monomer for the production of various polymers, can be obtained from 5-hydroxymethylfurfural (HMF). However, efficient production of FDCA from HMF via biocatalysis has not been well studied. In this study, we report the identification of key genes that are involved in FDCA synthesis and then the engineering of Raoultella ornithinolytica BF60 for biocatalytic oxidation of HMF to FDCA using its resting cells. Specifically, previously unknown candidate genes, adhP3 and alkR, which were responsible for the reduction of HMF to the undesired product 2,5-bis(hydroxymethyl)furan (HMF alcohol), were identified by transcriptomic analysis. Combinatorial deletion of these two genes resulted in 85.7% reduction in HMF alcohol formation and 23.7% improvement in FDCA production (242.0 mM). Subsequently, an aldehyde dehydrogenase, AldH, which was responsible for the oxidation of the intermediate 5-formyl-2-furoic acid (FFA) to FDCA, was identified and characterized. Finally, FDCA production was further improved by overexpressing AldH, resulting in a 96.2% yield of 264.7 mM FDCA. Importantly, the identification of these key genes not only contributes to our understanding of the FDCA synthesis pathway in R. ornithinolytica BF60 but also allows for improved FDCA production efficiency. Moreover, this work is likely to provide a valuable reference for producing other furanic chemicals.

종양 이질성을 검정을 위한 통계적 방법론 연구 (Statistical methods for testing tumor heterogeneity)

  • 이동녘;임창원
    • 응용통계연구
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    • 제32권3호
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    • pp.331-348
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    • 2019
  • 전이성 종양의 성장패턴 차이와 변화율에 따른 종양 이질성(tumor heterogeneity)을 파악하는 것은 종양세포의 약물에 대한 민감성을 파악하고 적절한 치료법을 찾아내기 위해 중요하다. 일반적으로 N개의 표본의 집단이 구분된다면 t-test 혹은 ANOVA 분석을 통해 집단별 평균의 차이에 대한 검정이 가능하다. 그러나 본 논문에서 다루는 데이터와 같이 집단이 구분되지 않는 경우 이러한 방법들은 사용될 수 없다. 표본들 사이의 이질성을 검정하기 위한 통계적 방법들이 연구되어 왔다. 최소 조합 t-검정 방법은 그 중 하나이다. 본 논문에서는 상이한 비율로 데이터를 양분하는 조합도 고려하는 최대 조합 t-검정 방법을 제안한다. 한편, 표본의 이질성을 검정하는 것이 군집분석에서 최적의 군집의 개수가 2개 이상인지를 검정하는 것과 같음에 착안하여 새로운 방법을 제안한다. 최대 조합 t-검정과 gap통계량을 이용하면 이전에 제안된 방법보다 개선된 제1종의 오류를 범할 확률과 검정력을 갖는다는 것을 모의실험을 통해 확인하였고 실제 자료 분석을 통해 결과를 도출하였다.

Carthami Semen Pharmacopuncture Combined with Electroacupuncture on Carpal Tunnel Syndrome: A Retrospective Case Series Study

  • Kim, Pyung-Wha;Choe, Seon;Han, Kyungsun;Yang, Changsop;Lee, Jinbok;Kim, Sungha;Shin, Minseop
    • 대한약침학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.76-83
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    • 2021
  • While carpal tunnel syndrome (CTS) is the most common entrapment neuropathy affecting the wrist, resulting in substantial physical, psychological, and economic effects, there is no gold standard therapy for CTS. In this case series study, we aimed to report CTS patients treated with Carthami Semen Pharmacopuncture (CSP) and electroacupuncture (EA) showing improvements in their symptoms, and the combinatorial effects of CSP and EA. We collected medical records of CTS outpatients who received CSP and EA at Chuku Acupuncture & Moxibustion Korean Medicine Clinic from August 2017 to September 2018. The outcome measures were the visual analog scale (VAS) for pain, paresthesia, the Korean version of the Boston carpal tunnel questionnaire (K-BCTQ) score, and changes in nocturnal pain, Tinel sign, and Phalen's test. We included patient satisfaction at the completion of all treatments. 17 patients were included for this case series study. After treatment, VAS for pain decreased significantly from 50.41 ± 16.19 to 9.59 ± 9.46, VAS for paresthesia also decreased significantly from 63.50 ± 11.49 to 14.75 ± 12.97, and K-BCTQ symptom severity scale decreased from 2.48 ± 0.68 to 1.89 ± 0.70 (all p < 0.001). Nocturnal pain, Tinel signs, and Phalen's test showed improvements after all the treatments. All the patients reported favorable overall satisfaction with the treatments, and 69.23% wanted future pharmacopuncture treatments if CTS recurred. No complications were detected. The combination of CSP and EA could be an effective and safe option in treating CTS.

재생에너지 기반 청정 수소 운송 에너지 시스템 모사 연구 (A Simulation Study of Renewable Power based Green Hydrogen Mobility Energy Supply Chain Systems)

  • 이준헌;류준형
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제60권1호
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    • pp.34-50
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    • 2022
  • 파리 기후 협약 이후 온실 가스 감축은 전세계적으로 가장 중요한 문제이다. 특히 상당한 온실 가스를 배출하는 교통 운송 부문의 화석 연료 감축이 시급하다. 본 논문에서는 이에 대한 대안으로 재생에너지원에서 생산된 전기 에너지로 수소를 생산하여 수소 자동차에 연료로 공급하는 그린 모빌리티 에너지 시스템의 경제성을 검토하였다. 시스템 설계에 필요한 재생에너지 발전, 수전해 통한 수소 생산, 수소 저장과 충전소 등 여러가지 결정사항들에 대해 9 가지 시나리오를 구성하여 그에 대한 최적 설계 및 운영 비용을 분석하였다. 본 연구에서 얻어진 경험은 현실적 수소 에너지 시스템을 구축하는데 활용될 수 있을 것이다.

Greedy-based Neighbor Generation Methods of Local Search for the Traveling Salesman Problem

  • Hwang, Junha;Kim, Yongho
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제27권9호
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    • pp.69-76
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    • 2022
  • 순회 외판원 문제는 가장 유명한 조합 최적화 문제 중 하나이다. 지금까지 이 문제를 해결하기 위해 많은 메타휴리스틱 탐색 알고리즘들이 제안되어 왔으며, 그중의 하나가 지역 탐색이다. 지역 탐색에 있어서 매우 중요한 요소 중 하나가 이웃해 생성 방법으로 주로 역전(inversion)과 같은 무작위 기반 이웃해 생성 방법들이 사용되어 왔다. 본 논문에서는 4가지의 새로운 그리디 기반 이웃해 생성 방법들을 제안한다. 3가지 방법은 그리디 삽입 휴리스틱을 기반으로 하는데, 선택된 도시들을 하나씩 차례로 현재 가장 좋은 위치로 삽입한다. 나머지 하나는 그리디 회전을 기반으로 한다. 제안된 방법들은 대표적인 지역 탐색 알고리즘인 first-choice 언덕 오르기 탐색과 시뮬레이티드 어닐링에 적용된다. 실험을 통해 제안된 그리디 기반 방법들이 기존의 무작위 기반 방법들보다 성능이 우수함을 확인하였다. 또한 일부 그리디 기반 방법들은 기존의 지역 탐색 기법들보다 더 우수함을 확인하였다.