• 제목/요약/키워드: Fuzzy Self-Learning

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A Bio-inspired Hybrid Cross-Layer Routing Protocol for Energy Preservation in WSN-Assisted IoT

  • Tandon, Aditya;Kumar, Pramod;Rishiwal, Vinay;Yadav, Mano;Yadav, Preeti
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제15권4호
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    • pp.1317-1341
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    • 2021
  • Nowadays, the Internet of Things (IoT) is adopted to enable effective and smooth communication among different networks. In some specific application, the Wireless Sensor Networks (WSN) are used in IoT to gather peculiar data without the interaction of human. The WSNs are self-organizing in nature, so it mostly prefer multi-hop data forwarding. Thus to achieve better communication, a cross-layer routing strategy is preferred. In the cross-layer routing strategy, the routing processed through three layers such as transport, data link, and physical layer. Even though effective communication achieved via a cross-layer routing strategy, energy is another constraint in WSN assisted IoT. Cluster-based communication is one of the most used strategies for effectively preserving energy in WSN routing. This paper proposes a Bio-inspired cross-layer routing (BiHCLR) protocol to achieve effective and energy preserving routing in WSN assisted IoT. Initially, the deployed sensor nodes are arranged in the form of a grid as per the grid-based routing strategy. Then to enable energy preservation in BiHCLR, the fuzzy logic approach is executed to select the Cluster Head (CH) for every cell of the grid. Then a hybrid bio-inspired algorithm is used to select the routing path. The hybrid algorithm combines moth search and Salp Swarm optimization techniques. The performance of the proposed BiHCLR is evaluated based on the Quality of Service (QoS) analysis in terms of Packet loss, error bit rate, transmission delay, lifetime of network, buffer occupancy and throughput. Then these performances are validated based on comparison with conventional routing strategies like Fuzzy-rule-based Energy Efficient Clustering and Immune-Inspired Routing (FEEC-IIR), Neuro-Fuzzy- Emperor Penguin Optimization (NF-EPO), Fuzzy Reinforcement Learning-based Data Gathering (FRLDG) and Hierarchical Energy Efficient Data gathering (HEED). Ultimately the performance of the proposed BiHCLR outperforms all other conventional techniques.

다 입력 퍼지 변수를 위한 자기 학습 퍼지 알고리즘 (A Self Learning Fuzzy Algorithm for Multi-Input Fuzzy Variables)

  • 김광용;윤호섭;소정;민병우
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 1998년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.90-93
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    • 1998
  • 입?출력 데이터 쌍만을 이용하여 규칙 및 소속 함수를 자동적으로 결정하는 자기 학습 퍼지 알고리즘 중에서, 가장 이해하기 용이하고 퍼지 규칙 및 소속 함수 생성이 빠른 방법으로 기울기 강하를 이용한 방법들이 있다. 기울기 강하를 이용한 방법중에서 가장 대표적인 Araki가 제안한 방법은 퍼지 조건부가 퍼지 집합 형태이고 결론부는 단일값으로 구성된 알고리즘으로써 입력 퍼지 공간을 세분화하면서 시스템을 규명해나가는 간단하면서도 효율적인 알고리즘이다. 그러나 이 방법은 퍼지 입력 변수가 증가하면 퍼지 공간이 세분화 되면서 소속 함수 및 규칙 생성 개수가 급격히 제곱배로 증가하는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 퍼지 입력 변수가 증가함에 따라 급격히 퍼지 규칙 및 소속 함수의 수가 증가하는 Araki 알고리즘의 문제점을 분석하여 소속 함수 및 규칙 수의 급격한 증가를 억제하고 Araki 방법에 비해 학습속도가 현저히 향상된 새로운 방안을 제안한다. 연구 결과, Arki 방법이 입력 변수의 개수가 증가 할수록 규칙 수가 기하 급수적으로 많이 필요하였던 것에 비해 제안한 방법은 훨씬 적은 규칙 수로 우수한 성능을 얻을 \ulcorner 있었다.

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Intrusion Detection System Modeling Based on Learning from Network Traffic Data

  • Midzic, Admir;Avdagic, Zikrija;Omanovic, Samir
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권11호
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    • pp.5568-5587
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    • 2018
  • This research uses artificial intelligence methods for computer network intrusion detection system modeling. Primary classification is done using self-organized maps (SOM) in two levels, while the secondary classification of ambiguous data is done using Sugeno type Fuzzy Inference System (FIS). FIS is created by using Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS). The main challenge for this system was to successfully detect attacks that are either unknown or that are represented by very small percentage of samples in training dataset. Improved algorithm for SOMs in second layer and for the FIS creation is developed for this purpose. Number of clusters in the second SOM layer is optimized by using our improved algorithm to minimize amount of ambiguous data forwarded to FIS. FIS is created using ANFIS that was built on ambiguous training dataset clustered by another SOM (which size is determined dynamically). Proposed hybrid model is created and tested using NSL KDD dataset. For our research, NSL KDD is especially interesting in terms of class distribution (overlapping). Objectives of this research were: to successfully detect intrusions represented in data with small percentage of the total traffic during early detection stages, to successfully deal with overlapping data (separate ambiguous data), to maximize detection rate (DR) and minimize false alarm rate (FAR). Proposed hybrid model with test data achieved acceptable DR value 0.8883 and FAR value 0.2415. The objectives were successfully achieved as it is presented (compared with the similar researches on NSL KDD dataset). Proposed model can be used not only in further research related to this domain, but also in other research areas.

숫자의 형태 이해와 분할된 FSOM을 이용한 필기 숫자 인식에 관한 연구 (A Study On Handwritten Numeral Recognition Using Numeral Shape Grasp and Divided FSOM)

  • 서석배;김대진;강대성
    • 한국통신학회논문지
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    • 제24권8B호
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    • pp.1490-1499
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    • 1999
  • 본 논문에서는 필기숫자의 형태와 FSOM을 이용한 새로운 필기숫자 인식 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 비슷한 형태를 가지는 숫자는 같은 그룹으로 분류된다는 사실에 기초한 알고리즘으로, 필기숫자의 외접선에 의한 형태결정과 템플레이트 매칭을 이용하여 필기숫자 데이터를 여러 개의 그룹으로 분할하고 분할된 각 그룹별로 인식 알고리즘을 적용한다. 본 실험에서는 필기숫자의 데이터를 16개의 그룹으로 분류하였으며, 분류된 그룹별로 각각의 특징추출과 SOM의 단점을 보완한 FSOM을 적용하였다. 분할된 16개의 FSOM은 각 그룹별로 독립적인 학습이 가능한 특징뿐만 아니라 한 그룹씩 단계적으로 학습을 할 수 있는 장점이 있다. 제안한 알고리즘의 성능을 입증하기 위해서 Concordia 대학의 필기 숫자 데이터를 사용하여 실험하였다.

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감정을 고려한 행동선택 모델 (The Model of Motion Selection Considered with Emotion)

  • 김병관;김성주;서재용;조현찬;전홍태
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 Ⅲ
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    • pp.1287-1290
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    • 2003
  • Generally, it is known that human beings have both emotion and rationality. Especially, emotion is so subjective that human beings might act in different way for the same environment according to their own emotion. Emotion also plays very important role in communication with someone else For an agent, even though it is designed to act delicately, when it is designed without internal emotion, it can not interact dynamically just like human beings. In this paper, we suggest an agent which action is effected by not only rationality but also emotion to make it interact with human beings dynamically. It is composed of supervised learning, SOM (Self-Organizing Map) and fuzzy decision.

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The Model with the Changing Internal Emotion

  • Ha, Sang-Hyoung;Kim, Seong-Hyun;Kim, Byeong-Kwoan;Kim, Seong-Joo;Jeon, Hong-Tae
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2003년도 ISIS 2003
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    • pp.276-279
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    • 2003
  • Generally, it is known that human beings have both emotion and rationality. Especially, emotion is so subjective that human beings might act in different way for the same environment according to their own emotion. Emotion also plays very important role in communication with someone else. For an agent, even though it is designed to act delicately, when it is designed without internal emotion, it can not interact dynamically just like human beings. In this paper, we suggest an agent which action is effected by not only rationality but also emotion to make it interact with human beings dynamically. It is composed of supervised learning, SOM (Self-Organizing Map) and fuzzy decision.

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Human Posture Recognition: Methodology and Implementation

  • Htike, Kyaw Kyaw;Khalifa, Othman O.
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제10권4호
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    • pp.1910-1914
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    • 2015
  • Human posture recognition is an attractive and challenging topic in computer vision due to its promising applications in the areas of personal health care, environmental awareness, human-computer-interaction and surveillance systems. Human posture recognition in video sequences consists of two stages: the first stage is training and evaluation and the second is deployment. In the first stage, the system is trained and evaluated using datasets of human postures to ‘teach’ the system to classify human postures for any future inputs. When the training and evaluation process is deemed satisfactory as measured by recognition rates, the trained system is then deployed to recognize human postures in any input video sequence. Different classifiers were used in the training such as Multilayer Perceptron Feedforward Neural networks, Self-Organizing Maps, Fuzzy C Means and K Means. Results show that supervised learning classifiers tend to perform better than unsupervised classifiers for the case of human posture recognition.

소속 함수와 퍼지 논리를 이용한 자기 주도적 학습 내용과 시험 평가 방법에 관한 연구 (A Study on Self-Directed Learning Contents and Examinations Assessment Methods by Using Membership Function and Fuzzy Logic)

  • 정회인;강인주;노영욱;김광백
    • 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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    • 한국멀티미디어학회 2002년도 춘계학술발표논문집(하)
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    • pp.741-746
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    • 2002
  • 본 논문에서는 학습자 스스로가 학습 능력을 조절하고 학습 내용과 시험 평가를 객관적으로 판단할 있는 자기 주도적 학습 내용 및 시험 평가 방법을 제안하였다. 제안된 자기 주도적 학습 내용 및 시험평가 방법은 삼각형 타입의 소속 함수와 퍼지 논리를 이용하여 학습 능력과 시험 능력의 소속도를 계산하고 각각에 대해 퍼지 등급도를 부여하였다. 학습 능력의 소속도와 시험 능력의 소속도에 대해서 퍼지 관계의 연산 및 합성에 의해 최종 소속도를 계산하고 퍼지 등급도를 결정하여 학습자가 학습 능력의 소속도와 시험 능력의 소속도 및 최종 퍼지 등급도를 분석하여 스스로 학습을 조정할 수 있도록 하였다. 그리고 제안된 연구 내용을 정보 검색사 필기 과목에 적용하여 구현하였다.

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퍼지 이론을 이용한 자기 주도적 학습 평가에 관한 연구 (A Study on Evaluation Method of Self-Directed Learning by Using Fuzzy Theory)

  • 김태경;백인호;김광백
    • 한국지능정보시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국지능정보시스템학회 2002년도 추계정기학술대회
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    • pp.523-528
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    • 2002
  • 기존의 자기 주도적 학습 평가들은 대부분의 선다형 또는 단답형 문항에 대해서 학습평가가 시험 점수로 제공되고, 학습 평가의 정도를 객관적으로 평가 할 수 얼어 학습의 효율성에 대해서 부정적인 시각도 있다. 본 논문에서는 학습자 스스로가 학습 능력 평가를 객관적으로 평가하기 위해 퍼지 이론의 삼각형 타입 소속 함수를 이용한 자기 주도적 학습 평가 방법을 제안한다. 제안된 자기 주도적 학습 평가 방법은 학습에 대해 시험 결과를 세 개의 퍼지 등급으로 분류하여 소속도를 계산하고 퍼지 등급표를 적용하여 최종 퍼지 등급도에 따라 시험 결과를 평가하는 방법을 제시한다.

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인공신경망을 이용한 정면밀링에서 이상진단에 관한 연구 (A Study on Fault Diagnosis in Face-Milling using Artificial Neural Network)

  • 김원일;이윤경;왕덕현;강재관;김병창;이관철;정인룡
    • 한국기계가공학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.57-62
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    • 2005
  • Neural networks, which have learning and self-organizing abilities, can be advantageously used in the pattern recognition. Neural network techniques have been widely used in monitoring and diagnosis, and compare favourable with traditional statistical pattern recognition algorithms, heuristic rule-based approaches, and fuzzy logic approaches. In this study the fault diagnosis of the face-milling using the artificial neural network was investigated. After training, the sample which measure load current was monitored by constant output results.

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