• 대한수학회지
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• 제61권3호
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• pp.565-602
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• 2024

We study the collective behaviors of two second-order nonlinear consensus models with a bonding force, namely the Kuramoto model and the Cucker-Smale model with inter-particle bonding force. The proposed models contain feedback control terms which induce collision avoidance and emergent consensus dynamics in a suitable framework. Through the cooperative interplays between feedback controls, initial state configuration tends to an ordered configuration asymptotically under suitable frameworks which are formulated in terms of system parameters and initial configurations. For a two-particle system on the real line, we show that the relative state tends to the preassigned value asymptotically, and we also provide several numerical examples to analyze the possible nonlinear dynamics of the proposed models, and compare them with analytical results.

• 한국CDE학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.306-313
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• 2010

In this paper, an acceleration based passenger evacuation simulation is performed. In order to describe a passenger‘s behavior in an evacuation situation, a passenger is modeled as a rigid body which translates in the horizontal plane and rotates along the vertical axis. The position and rotation angle of a passenger are calculated by solving the dynamic equations of motions at each time step. The destination force, the contact force, and the group force are considered as external forces and the moments due to each force are also considered. With the passenger model proposed in this paper, the test problems in International Maritime Organization, Maritime Safety Committee/Circulation 1238(IMO MSC/Circ.1238) are implemented and the effects of passenger rotation on the evacuation time are confirmed.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권8호
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• pp.573-580
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• 2020

다중개체를 제어하기 위해서 해결해야 되는 문제들 중 하나는 위치제어다. 위치와 속도를 제어하기 위한 모델로 augmented Cucker-Smale 모델이 존재했다. 하지만 기존 모델은 모든 개체에 동일한 시스템을 적용함에 따라서 개별개체의 특성을 살리지 못했다는 특징이 있다. 본 논문에서는 그 점을 보안하고 적절한 형태로 변형하기 위해서 초기 위치와 분포를 이용한 마할라노비스 거리를 계수와 통계학적 자유도를 적용해서, 모델의 수렴시간과 소모에너지를 동시에 줄이고자 한다. 모델의 성능 검증을 위해서 몬테카를로 시뮬레이션을 통해서 전체적인 경향성을 판단했고, 추가적으로 개별 개체의 움직임을 분석하여서 마할라노비스 거리 계수가 적절한 역할을 수행하고 있는지 확인했다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.328-338
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• 2006

A new evolutionary computation technique, called particle swarm optimization(PSO), has been proposed and introduced recently. PSO has been inspired by the social behavior of flocking organisms, such as swarms of birds and fish schools and PSO is an algorithm that follows a collaborative population-based search model. Each particle of swarm flies around in a multidimensional search space looking for the optimal solution. Then, Particles adjust their position according to their own and their neighboring-particles experience. In this paper, characteristics of PSO such as mentioned are reviewed and compared with GA which is based on the evolutionary mechanism in natural selection. Also dimensionalities of PSO and GA are compared throughout numeric experimental studies. The comparative studies demonstrate that PSO is characterized as simple in concept, easy to implement, and computationally efficient and can generate a high-quality solution and stable convergence characteristic than GA.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.180-188
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• 1999

The objective of this paper is, based upon the principles of artificial life, to induce emergent behaviors of multiple autonomous mobile robots which complex global intelligence form from simple local interactions. Here, we propose an architecture of neural network learning with reinforcement signals which perceives the neighborhood information and decides the direction and the velocity of movement as mobile robots navigate in a group. As the results of the simulations, the optimum weight is obtained in real time, which not only prevent the collisions between agents and obstacles in the dynamic environment, but also have the mobile robots move and keep in various patterns.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권4A호
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• pp.259-270
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• 2005

본 논문에서는 비대칭적이고 불균질적인 트래픽이 혼재하는 멀티미디어 서비스 환경에서 시분할 듀플렉싱을 사용하는 시분할-코드분할 다중 접속(TD-CDMA) 시스템의 직교 코드와 시간의 2차원적인 자원을 효율적으로 운용하는 방법을 수학적 모델링을 통해서 알아본다. 호-계층에서는 상/하향 트래픽 부하를 2차원 벡터로 나타내어 대기 이론을 기반으로 하여 호손율을 구하며, 최소의 호손율을 보이는 최적의 스윗칭-포인트를 찾는다. 패킷-계층에서는 서킷호와 패킷호로 구분하여 대기 중인 패킷과 서비스 중인 서킷호를 2차원의 상태로 나타내어 패킷 손실율을 구한다. 또한 일정 수준 이상의 서비스 품질을 위해 요구되는 버퍼 크기를 알아본다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권12호
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• pp.981-988
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• 2021

본 논문에서는 다수 고정익 소형무인기 군집비행을 위한 분산형 유도 알고리듬 설계를 다룬다. 군집비행을 통한 임무 수행을 위해서 각 무인기들은 집결, 선회, 경로점, 개별 비행 등의 기동이 필요하다. 이를 위해서는 경로 추종, 떼비행, 충돌 회피가 요구된다. 본 논문에서는 상기 기동들을 수행하기 위해 벡터필드(경로 추종), 증강 쿠커-스메일 모델(떼비행), 포텐셜 필드(충돌 회피) 기법들을 활용한 통합 유도 알고리듬을 제안한다. 통합 유도 명령 생성을 위해 각 기법에서 생성된 유도 명령을 가중치에 따라 혼합할 수 있게 설계하며, 19대의 소형 고정익 무인기를 이용한 비행시험을 통해 제안한 군집 유도 알고리듬의 성능을 확인하였다.

• 로봇학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.117-129
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• 2024

This paper introduces collective navigation through a narrow gap using a curriculum-based deep reinforcement learning algorithm for a swarm of unmanned aerial vehicles (UAVs). Collective navigation in complex environments is essential for various applications such as search and rescue, environment monitoring and military tasks operations. Conventional methods, which are easily interpretable from an engineering perspective, divide the navigation tasks into mapping, planning, and control; however, they struggle with increased latency and unmodeled environmental factors. Recently, learning-based methods have addressed these problems by employing the end-to-end framework with neural networks. Nonetheless, most existing learning-based approaches face challenges in complex scenarios particularly for navigating through a narrow gap or when a leader or informed UAV is unavailable. Our approach uses the information of a certain number of nearest neighboring UAVs and incorporates a task-specific curriculum to reduce learning time and train a robust model. The effectiveness of the proposed algorithm is verified through an ablation study and quantitative metrics. Simulation results demonstrate that our approach outperforms existing methods.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권10호
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• pp.1435-1440
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• 2021

저금리 시대의 도래로 인해 많은 투자자들이 주식 시장으로 몰리고 있다. 과거의 주식 시장은 사람들이 기업 분석 및 각자의 투자기법을 통해 노동 집약적으로 주식 투자가 이루어졌다면 최근 들어 인공지능 및 데이터를 활용하여 주식 투자가 널리 이용되고 있는 실정이다. 인공지능을 통해 주식 예측의 성공률은 현재 높지 않아 다양한 인공지능 모델을 통해 주식 예측률을 높이는 시도를 하고 있다. 본 연구에서는 다양한 인공지능 모델에 대해 살펴보고 각 모델들간의 장단점 및 예측률을 파악하고자 한다. 이를 위해, 본 연구에서는 주식예측 인공지능 프로그램으로 인공신경망(ANN), 심층 학습 또는 딥 러닝(DNN), k-최근접 이웃 알고리즘(k-NN), 합성곱 신경망(CNN), 순환 신경망(RNN), LSTM에 대해 살펴보고자 한다.

• 한국농림기상학회지
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• 제12권2호
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• pp.122-131
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• 2010

본 논문은 가상 생태계의 개념과 가상생태계를 구현하는데 중요하게 사용되어 질 수 있는 세 가지 수학적-물리학적 접근법을 응용 예와 함께 소개 하였다. 가상생태계란 개체기반 모델로써 인공생명체들이 가상 환경하에서 스스로 행동하면서 살아가는 것을 모사하는 컴퓨터 내에 구현된 생태계를 의미한다. 생물의 무리행동을 전산 모사하는 분자동역학모사 접근법과, 흰개미 영토를 전산 모사하는 확률적 격자모델 접근법, 그리고 생물막 성장을 전산 모사하는 규칙기반-세포자동자모델 접근법을 소개하였다. 실 생태계와의 유사성을 높이기 위해 가상생태계 모델은 많은 변수들을 사용하여야 하지만, 기술적인 측면에서 이러한 변수들을 모두 결정하기는 어렵다. 그러나 현재의 눈부신 컴퓨터 성능향상에 힘입어 많은 부분이 극복 되어 지고 있다. 특히, 가상생태계는 기후변화와 같은 환경재앙을 포함하여 많은 복잡한 생태학적 현상을 개체수준의 낮은 계층에서부터 생물집단 또는 외부 환경수준과 같은 높은 계층까지를 통합적으로 이해하는데 큰 도움을 줄수 있을 것이다. 마지막으로 논문에서는 높은 수준의 계층인 기후변화가 낮은 수준의 계층인 개체기반의 흰개미 생태계에 미치는 복잡한 문제를 어떻게 다룰 수 있는지에 대한 예를 들고 간략하게 논의하였다.