• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제28권2호
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• pp.55-65
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• 2024

In vertebrates, Fgf signaling is essential for the development of pharyngeal pouches, which controls facial skeletal development. Genetically, fgf3 and fgf8 are required for pouch formation in mice and zebrafish. However, loss-of-function phenotypes of fgf3 and fgf8 are milder than expected in mice and zebrafish, which suggests that an additional fgf gene(s) would be involved in pouch formation. Here, we analyzed the expression, regulation, and function of three fgfs, fgf4, fgf24, and fgf17, during pouch development in zebrafish. We find that they are expressed in the distinct regions of pharyngeal endoderm in pouch formation, with fgf4 and fgf17 also being expressed in the adjacent mesoderm, in addition to previously reported endodermal fgf3 and mesodermal fgf8 expression. The endodermal expression of fgf4, fgf24, and fgf17 and the mesodermal expression of fgf4 and fgf17 are positively regulated by Tbx1 but not by Fgf3, in pouch formation. Fgf8 is required to express the endodermal expression of fgf4 and fgf24. Interestingly, however, single mutant, all double mutant combinations, and triple mutant for fgf4, fgf24, and fgf17 do not show any defects in pouches and facial skeletons. Considering a high degree of genetic redundancy in the Fgf signaling components in craniofacial development in zebrafish, our result suggests that fgf4, fgf24, and fgf17 have a potential role for pouch formation, with a redundancy with other fgf gene(s).

• 한국경영과학회:학술대회논문집
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• 대한산업공학회/한국경영과학회 2006년도 춘계공동학술대회 논문집
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• pp.110-116
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• 2006

지금까지 대부분의 리던던시 할당문제(RAP: redundancy allocation problems) 관련 연구들에서는 최상위 수준에서의 시스템 리던던시보다는 최하위 수준인 부품의 리던던시를 고려하였다. 이는 최하위 수준에서의 리던던시가 최상위 수준의 리던던시보다 효과적이라고 알려진 일반적 원리 때문이었다. 최근 한 연구에서는 동일하지 않은 예비부품을 사용하여 리던던시를 실시하는 경우 직렬구조의 시스템에서도 일반적 원리와 다른 결과가 나타날 수 있음을 보이고, 시스템을 구성하는 모든 수준에서 리던던시가 가능한 다수준 리던던시 할당문제(MRAP: multi-level RAP)를 제시하였다. 그러나 MRAP는 모든 수준에서의 리던던시를 고려하지만 단지 한 수준을 선택하여 리던던시를 할 수 있다는 가정사항을 포함하고 있다. 본 연구에서는 MRAP의 이러한 가정사항을 완화하여 시스템을 구성하는 모든 수준에서 리던던시를 위한 수준을 복수로 선택 가능한 혼합 다수준 리던던시 할당문제(MMRAP: multiple MRAP)를 제시하고 모형화하며, 문제의 해법을 위한 유전자 알고리듬(GA: genetic algorithm)을 제시한다. 제시한 GA를 활용한 몇 가지 수치실험을 통해 모형이 기존의 RAP 경우보다 효과적임을 입증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.334-340
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• 2017

신뢰도는 열차, 비행기, 여객선과 같이 시스템에 한번 고장이 발생한 경우 치명적인 결과로 이어져 시스템에서 중요한 설계 요인으로 고려되어진다. 상당히 높은 신뢰도를 요구하는 시스템에서 시스템의 신뢰도를 향상시키는 방법에는 다양하게 있지만, 부품의 중복은 시스템 신뢰도를 향상시키기 위한 효율적인 방법으로 알려져 있다. 신뢰도를 높이기 위해 부품을 중복하는 경우에는 어떤 부품을 몇 개를 중복해야 하는지를 시스템 신뢰도 측면과 비용, 기타 설계자원 측면에서 고려하여야 한다. 본 연구에서는 직렬 구조를 가지는 다계층 시스템에 대한 중복할당의 방법을 다룬다. 다계층시스템에 대한 정의를 설명하고, 제약된 설계비용에서 시스템 신뢰도를 최대화하기 위한 중복 부품의 선정과 중복수량을 최적화하는 방법을 다룬다. 특히, 다계층 시스템에서 경로집합 중에 단 하나의 품목만 중복이 가능한 경우에 대해서 다루며, 유효한 해를 찾기 위한 방법을 제시한다. 최적화를 위해 뻐꾸기 탐색 알고리즘을 적용한다. 뻐꾸기 탐색 알고리즘에서는 다계층시스템의 중복할당 최적화를 위한 탐색절차, 이웃해의 탐색 방법, 해의 표현 등을 제시한다. 수치예제를 통해 기존에 유전알고리즘과 뻐꾸기 탐색 알고리즘의 성능을 비교한다.

• Biomaterials and Biomechanics in Bioengineering
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• 제2권4호
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• pp.207-223
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• 2015

In this paper a method for simultaneous swift non-linear analysis and optimal design/posture of mechanical/biomechanical systems is presented. The method is developed to get advantages of iterations in non-linear analysis and/or generations in genetic algorithm (GA) for the purpose of efficient analysis within the optimal design/posture. The method is applicable for both size and geometry optimizations wherein material and geometry non-linearity are present. In addition to established mechanical systems, the method can solve biomechanical models of human musculoskeletal system. Optimization-based procedures are popular methods for resolving the redundancy at joints wherein the number of unknown muscle forces is far more than the number of equilibrium equations. These procedures involve optimization of a cost function(s) which is assumed to be consistent with the central nervous system's strategy when activating muscles to assure equilibrium. However, because of the complexity of biomechanical problems (i.e., due to non-linear biomaterial, large deformation, redundancy of the problem and so on) efficient analysis are required within optimization procedures as suggested in this paper.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.787-796
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• 2008

매니퓰레이터와 환경과의 충돌 시 충격량을 줄이기 위해서는 유효질량이 최소화되는 자세가 요구되므로 자체운동(self motion)을 통하여 이러한 자세를 유지해야 한다. 이때 여유자유도를 분해하기 위하여 관절 토크 국소 최소화 알고리즘을 이용할 수 있다. 본 논문에서는 매니퓰레이터와 환경과의 충돌 시 충격 및 손상을 줄이기 위해 기구학적인 여자유도를 이용하여 관절토크를 최소화시킴과 동시에 충돌을 최소화시키는 새로운 제어 알고리즘을 제안한다 이 알고리즘은 기존의 국소 토크 최소화 알고리즘과 국소 충돌 최소화 알고리즘에 퍼지 로직과 유전자 알고리즘을 적용시킨 것이다. 제안된 알고리즘은 3자유도 평면 여자유도 매니퓰레이터에 적용하였으며, 시뮬레이션 결과를 통하여 제안된 알고리즘의 타당성을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제6권1호
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• pp.23-33
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• 2000

This paper is concerned with finding the global optimal solutions for the redundancy optimization problems in series-parallel systems related with system safety. This study transforms the difficult problem, which is classified as a nonlinear integer problem, into a 0/1 IP(Integer Programming) by using binary integer variables. And the global optimal solution to this problem can be easily obtained by applying GAMS (General Algebraic Modeling System) to the transformed 0/1 IP. From computational results, we notice that GA(Genetic Algorithm) to this problem, which is, to our knowledge, known as a best algorithm, is poor in many cases.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 1999년도 가을 학술발표논문집 Vol.26 No.2 (2)
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• pp.9-11
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• 1999

조합 최적화 문제인 Traveling Salesman problems(TSP)을 Genetic Algorithm(GA)과 Local Search Heuristic인 Lin-Kernighan(LK) Heuristic[2]을 이용하여 접근하는 것은 최적해를 구하기 위해 널리 알려진 방법이다. 이 논문에서는 LK를 이용하여 주어진 TSP 문제에서 Local Optima를 찾고, GA를 이용하여 Local Optimal를 바탕으로 Global Optima를 찾는데 이용하게 된다. 여기서 이런 GA와 LK를 이용하여 TSP 문제를 풀 경우 해가 점점 수렴해가면서 중복된 유전자가 많이 생성된다. 이런 중복된 유전자를 제거함으로써 탐색의 범위를 보다 넓고 다양하게 검색하고, 더욱 효율적으로 최적화를 찾아내는 방법에 대해서 논하겠다. 이런 방법을 이용하여 rat195, gil262, lin318의 TSP문제에서 효율적으로 수행된다.

• 산업공학
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• 제21권3호
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• pp.254-261
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• 2008

Connected-(r,s)-out of-(m,n) : F system is an important topic in redundancy design of the complex system reliability and it's maintenance policy. Previous studies applied Monte Carlo simulation and genetic, simulated annealing algorithms to tackle the difficulty of maintenance policy problem. These algorithms suggested most suitable maintenance cycle to optimize maintenance pattern of connected-(r,s)-out of-(m,n) : F system. However, genetic algorithm is required long execution time relatively and simulated annealing has improved computational time but rather poor solutions. In this paper, we propose the ant colony optimization approach for connected-(r,s)-out of-(m,n) : F system that determines maintenance cycle and minimum unit cost. Computational results prove that ant colony optimization algorithm is superior to genetic algorithm, simulated annealing and tabu search in both execution time and quality of solution.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권3호
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• pp.341-347
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• 2011

The redundancy allocation problem (RAP) is a famous NP.complete problem that has beenstudied in the system reliability area of ships and airplanes. Recently meta-heuristic techniques have been applied in this topic, for example, genetic algorithms, simulated annealing and tabu search. In particular, tabu search (TS) has emerged as an efficient algorithmic approach for the series-parallel RAP. However, the quality of solutions found by TS depends on the initial solution. As a robust and efficient methodology for the series-parallel RAP, the hybrid metaheuristic (TSA) that is a interactive procedure between the TS and SA (simulated annealing) is developed in this paper. In the proposed algorithm, SA is used to find the diversified promising solutions so that TS can re-intensify search for the solutions obtained by the SA. We test the proposed TSA by the existing problems and compare it with the SA and TS algorithm. Computational results show that the TSA algorithm finds the global optimal solutions for all cases and outperforms the existing TS and SA in cases of 42 and 56 subsystems.

• Molecules and Cells
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• 제39권9호
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• pp.705-713
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• 2016

The efficiency of Agrobacterium-mediated transformation in plants depends on the virulence of Agrobacterium strains, the plant tissue culture conditions, and the susceptibility of host plants. Understanding the molecular interactions between Agrobacterium and host plant cells is crucial when manipulating the susceptibility of recalcitrant crop plants and protecting orchard trees from crown gall disease. It was discovered that Arabidopsis voltage-dependent anion channel 1 (atvdac1) mutant has drastic effects on Agrobacterium-mediated tumorigenesis and growth developmental phenotypes, and that these effects are dependent on a Ws-0 genetic background. Genetic complementation of Arabidopsis vdac1 mutants and yeast porin1-deficient strain with members of the AtVDAC gene family revealed that AtVDAC1 is required for Agrobacterium-mediated transformation, and there is weak functional redundancy between AtVDAC1 and AtVDAC3, which is independent of porin activity. Furthermore, atvdac1 mutants were deficient in transient and stable transformation by Agrobacterium, suggesting that AtVDAC1 is involved in the early stages of Agrobacterium infection prior to transferred-DNA (T-DNA) integration. Transgenic plants overexpressing AtVDAC1 not only complemented the phenotypes of the atvdac1 mutant, but also showed high efficiency of transient T-DNA gene expression; however, the efficiency of stable transformation was not affected. Moreover, the effect of phytohormone treatment on competence to Agrobacterium was compromised in atvdac1 mutants. These data indicate that AtVDAC1 regulates the competence of Arabidopsis to Agrobacterium infection.