• Title/Summary/Keyword: Gene Algorithm

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Application and Comparison of Genetic Algorithm and Harmony Search Algorithm for Optimal Cost Design of Water Distribution System (상수도 관망 최적설계에 대한 유전 알고리즘과 하모니써치 알고리즘의 적용 및 비교)

  • Hong, Ari;Lee, Ho Min;Choi, Young Hwan;Choi, Ji Ho;Kim, Joong Hoon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.521-521
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    • 2016
  • 상수도 관망은 수원에서 수요절점까지 물을 안정적으로 공급하는 것을 목표로 한다. 상수도 관망의 최적설계는 수리학적 제한조건 (절점의 수압, 관로의 유속)을 만족하는 범위에서 비용을 최소화하는 설계안을 얻는 것으로 Savic and Walters (1997)는 유전 알고리즘 (Genetic Algorithms, Holland 1975)을 적용한 상수도 관망 설계 프로그램인 GANET를 제안하였고, Maier et al. (1996)은 개미군집알고리즘 (Ant Colony Optimization Algorithm, Dorigo et al. 1996)을 상수도 관망 최적설계에 적용한 후 그 결과가 유전 알고리즘에 비해 우수함을 증명하는 등 상수도 관망 최적설계에 관한 연구가 활발히 진행되어 오고 있다. 유전알고리즘은 선택, 교차, 돌연변이의 반복계산 과정을 통하여 최적해를 찾는 최적화 기법이다. 이 과정에서 결정변수는 유전자 (Gene)의 집합으로 표현되며, 염색체 (Chromosome) 내에서 근접한 유전 인자들은 일종의 Building Block을 형성하게 된다. Building Block은 좋은 해를 갖는 유전 인자를 높은 확률로 보관하여 지역해에 빠질 가능성을 줄이는 반면, 유전형 (Genotype)이 표현형 (Phenotype)을 충분히 모방하여 표현하지 못한 경우 오히려 최적해의 탐색을 방해할 수 있다는 한계점을 갖는다. 유전 알고리즘을 상수도 관망 최적설계에 적용하였을 때에도 이 한계점은 여실히 드러난다. 관로의 관경을 결정변수로 설정한 후 유전형으로 표현하였을 때, 관망도 상에서 근접하지 않은 두 관로가 염색체 내에서 연속으로 나열된다면 두 관로 간의 연관성이 실제보다 크게 고려되기 때문이다. 한편, 하모니써치 (Harmony Search, Geem et al. 2001) 알고리즘은 즉흥 연주 (Improvisation)를 통해 최상의 화음을 만들어내는 현상으로부터 착안하여 만들어진 최적화기법으로 연산 기법은 무작위선택, 기억회상, 피치조정 등으로 구성되어 있으며, 결정변수에 해당하는 연주자가 독립적으로 행동하며 해를 탐색한다는 점에서 유전알고리즘과 큰 차이를 갖는다. 본 연구에서는 유전알고리즘의 Building Block에 의해 발생하는 오류를 개선하고자, 상수도 관망 최적설계 연구에 많이 사용되는 Hanoi 관망 (Fujiwara and Khang 1990) 관로의 정렬 순서를 여러 가지 기준으로 설정하여 관망데이터를 구축한 후 하모니써치와 유전 알고리즘을 적용하여 최적화를 수행하였고 그 결과를 비교하였다. 그 결과 유전 알고리즘과 달리 하모니써치 알고리즘의 경우, 관로의 나열 순서와 상관없이 우수한 최적해 탐색 결과를 보이는 것을 확인할 수 있었다.

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Face detection using haar-like feature and Tracking with Lucas-Kanade feature tracker (Haar-like feature를 이용한 얼굴 검출과 추적을 위한 Lucas-Kanade특징 추적)

  • Kim, Ki-Sang;Kim, Se-Hoon;Park, Gene-Yong;Choi, Hyung-Il
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 2008.02a
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    • pp.835-838
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    • 2008
  • In this paper, we present automatic face detection and tracking which is robustness in rotation and translation. Detecting a face image, we used Haar-like feature, which is fast detect facial image. Also tracking, we applied Lucas-Kanade feature tracker and KLT algorithm, which has robustness for rotated facial image. In experiment result, we confirmed that face detection and tracking which is robustness in rotation and translation.

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Modeling Large S-System using Clustering and Genetic Algorithm

  • Jung, Sung-Won;Lee, Kwang-H.;Lee, Co-Heon
    • Proceedings of the Korean Society for Bioinformatics Conference
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    • 2005.09a
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    • pp.197-201
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    • 2005
  • When we want to find out the regulatory relationships between genes from gene expression data, dimensionality is one of the big problem. In general, the size of search space in modeling the regulatory relationships grows in O(n$^2$) while the number of genes is increasing. However, hopefully it can be reduced to O(kn) with selected k by applying divide and conquer heuristics which depend on some assumptions about genetic network. In this paper, we approach the modeling problem in divide-and-conquer manner. We applied clustering to make the problem into small sub-problems, then hierarchical model process is applied to those small sub-problems.

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A Genome-Specific PCR Primer Design Program for Open Reading Frames

  • Keong, Kwoh-Chee;Lim, Kok-Wui
    • Proceedings of the Korean Society for Bioinformatics Conference
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    • 2005.09a
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    • pp.147-150
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    • 2005
  • Proper PCR primer design determines the success or failure of Polymerase Chain Reaction (PCR) reactions. In this project, we develop GENE-PRIMER, a genomes specific PCR primer design program that is amenable to a genome-wide scale. To achieve this, we incorporated various parameters with biological significance into our program, namely, primer length, melting temperature of primers Tm, guanine/cytosine (GC) content of primer, homopolymeric runs in primer and self-hybridization tendency of primer. In addition, BLAST algorithm is utilized for the purpose of primer specificity check. In summary, selected primers adhered to both physico-chemical criteria and also display specificity to intended binding site in the genome.

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Development of Robot System for Colony Picking (I) - Image processing algorithm for detecting position of colony (콜로니 픽킹 로봇 시스템의 개발 (I) - 콜로니 위치확인 영상처리 알고리즘 -)

  • 이현동;김기대;김찬수;나건영;임용표
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2003.02a
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    • pp.215-220
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    • 2003
  • 인간 게놈 프로젝트가 지속적으로 진행됨에 따라 계속적으로 대량의 유전체 정보가 밝혀지고 있으며, 이미 밝혀진 유전체의 염기서열을 바탕으로 다양한 생물의 전체 유전자의 기능을 효율적으로 해석하는 기술의 개발이 요구되고 있다. 식물 게놈 프로젝트 또한 식량확보라는 단순하면서도 전략적인 차원에서 가장 절실히 요구되는 기본 과학기술 연구분야이다. 게놈(genome)은 유전자(gene)와 염색체(chromosome)의 합성어로 한 생물체가 지닌 모든 유전 정보의 집합체이고, 동종의 재결합 DNA 분자를 포함하는 동일 세포의 개체를 클론(clone)이라 하며, 클론의 집합체를 콜로니(Colony)라 한다 생물체의 모든 유전정보를 가진 게놈은 핵산(nucleotide acid)이라 불리는 염기로 이루어져 있으며, 이들은 서로 상보적인 쌍을 이루어 두 가닥으로 형성되어 있다. 이를 한 쌍의 base pair라 한다. (중략)

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The implementation of efficient pattern classification system using the gene algorithm (유전자 알고리즘을 이용한 효율적인 패턴 분류 시스템 구현)

  • 이호현;최용호;서원택;조범준
    • Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
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    • 2002.11b
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    • pp.792-795
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    • 2002
  • 현재 많은 관심의 대상이 되고 있는 데이터 마이닝은 대용량의 데이터베이스로부터 일정한 패턴을 분류하여 지식의 형태로 추출하는 작업이다. 데이터 마이닝의 대표적인 기법인 군집화는 군집내의 유사성을 최대화하고 군집들간의 유사성을 최소화 시키도록 데이터 집합을 분할하는 것이다. 데이터 마이닝에서 군집화는 대용량 데이터를 다루기 때문에 원시 데이터에 대한 접근 횟수를 줄이고 알고리즘이 다루어야 할 데이터 구조의 크기를 줄이는 군집화 기법이 활발하게 사용된다. 그런데 기존의 군집화 알고리즘은 잡음에 매우 민감하고, local minima에 반응한다. 또한 사전에 군집의 개수를 미리 결정해야 하고, initialization 값에 따라 군집의 성능이 좌우되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 자동으로 군집의 개수를 결정하는 LONGEPRO 알고리즘을 제안하고, 여기서 제시하는 적합도 함수의 최적화된 군집을 찾아내여 조금더 효율적인 알고리즘을 만들어 대용량 데이터를 다루는 데이터 마이닝에 적용해 보려 한다.

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Development of Cluster Tool Dispatching Algorithm for Next Generation Wafer Production System (차세대 웨이퍼 생산시스템을 위한 클러스터 툴 디스패칭 알고리즘 개발)

  • Hur, Sun;Lee, Hyun;Park, Eu-Gene
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2010.11b
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    • pp.792-796
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    • 2010
  • 차세대 반도체 공정인 450mm 웨이퍼 생산 환경의 가장 큰 특징은 반도체 생산의 전 공정에 대한 완전 자동화이다. 이러한 완전 자동화는 작업자의 공정개입을 불가능하게 하고 개별 웨이퍼의 중요도를 크게 증가시키며 전체 반도체 생산 공정에 대한 견고한 디스패칭 시스템을 필요로 한다. 또한, 차세대 반도체 공정의 디스패칭 시스템은 개별 웨이퍼에 대한 실시간 모니터링과 데이터 수집이 가능해야 하며, 수집된 반도체 공정의 정보를 반영한 실시간 디스패칭이 가능해야 한다. 본 연구에서는 차세대 반도체 환경인 450mm 웨이퍼 생산 환경에서 중요한 역할을 하는 클러스터 툴에 대해 분석하고 클러스터 툴에서 웨이퍼의 작업순서를 결정할 수 있는 디스패칭 알고리즘을 제안한다.

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Gene Expression Analysis by Co-evolutionary Biclustering (유전자 발현 분석을 위한 공진화적 바이클러스터링 기법)

  • Joung Je-Gun;Kim Soo-Jin;Zhang Byoung-Tak
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2006.06a
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    • pp.22-24
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    • 2006
  • 마이크로어레이는 전체 유전체 수준의 mRNA 발현 여부에 대한 측정이 가능하다는 점에서 분자생물학의 실험 도구로서 가장 강력한 도구 중에 하나로 부각되어 있다. 현재까지 마이크로어래이의 결과로부터 유사한 발현 패턴을 찾기 위한 여러 가지 바이클러스터링 알고리즘들이 개발되어 왔다. 하지만 대다수의 알고리즘들이 최적의 바이클러스터들을 찾기보다는 일정 수준의 가능한 바이클러스터의 결과만을 제시하고 있다. 본 논문에서는 다른 개체집단들과 상호 진화하는 공진화적 학습에 의한 진화연산 기법을 통하여 유전자-조건의 매트릭스로부터 열과 행을 동시에 클러스터링하는 공진화적 바이클러스터링 알고리즘(co-evolutionary biclustering algorithm: CBA)을 제안하고자 한다. CBA는 유전자발현 데이터에서 유전자-조건의 상호의존적인 부성분들로 구성된 최적화 문제에 적합한 계산방식이라고 할 수 있다. 인간 유전자 발현 데이터에 대한 실험 결과. 제시한 알고리즘은 이전의 알고리즘에 비해 발견한 바이클러스터의 패턴 유사도에 있어서 우수한 성능을 보이고 있다.

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Design of Sophisticated Self-Tuning Fuzzy Logic Controllers Using Genetic Algorithms (유전알고리즘을 이용한 정교한 자기동조 퍼지 제어기의 설계)

  • Hwang, Yon-Won;Kim, Lark-Kyo;Nam, Moon-Hyon
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1998.07b
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    • pp.509-511
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    • 1998
  • Design of fuzzy logic controllers encounters difficulties in the selection of optimized membership function and fuzzy rule base, which is traditionally achieved by tedious trial-and-error process. In this paper We proposed a new method to generate fuzzy logic controllers throught genetic algorithm(GA). The controller design space is coded in base-7 strings chromosomes, where each bit gene matches the 7 discrete fuzzy value. The developed approach is subsequently applied to the design of proportional plus integral type fuzzy controller for a do-servo motor control system. It was presented in discrete fuzzy linguistic value, and used a membership function with Gaussian curve. The performance of this control system is demonstrated higher than that of a conventional PID controller and fuzzy logic controller(FLC).

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Dynamic Clonal Selection Algorithm with Gene Library Evolution using a Hypermutation (초돌연변이(Hypermutation)를 이용한 유전자 라이브러리 진화와 동적 선택 알고리즘)

  • 김정원;최종욱;김상진
    • Proceedings of the Korea Inteligent Information System Society Conference
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    • 2002.05a
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    • pp.417-422
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    • 2002
  • 인공면역시스템을 이용한 침입탐지시스템 개발을 위해 적용한 동적 클론 선택(Dynamic Clonal Selection) 알고리즘과 그의 문제점을 소개하고 보다 개선된 동적 클론 선택 알고리즘을 제안한다. 이전 연구에서 침입탐지시스템이 흔히 접하게 되는 상황, 즉 과거 안정적으로 관찰되었던 정상행위가 합법적인 요인들로 인하여 갑작스러운 변화를 보일 경우 과거 생성되었던 기억탐지자가 정상행위를 비정상행위로 오류 판단하는 것을 막기 위하여 인간면역시스템의 체세포 돌연변이 (somatic hypermutation)를 이용하여 유전자 라이브러리를 진화시키는 방법을 첨가한 동적 클론 선택 알고리즘을 소개한다.

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