• 제목/요약/키워드: Learning Evaluation Model

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A hybrid algorithm for the synthesis of computer-generated holograms

  • Nguyen The Anh;An Jun Won;Choe Jae Gwang;Kim Nam
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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    • pp.60-61
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    • 2003
  • A new approach to reduce the computation time of genetic algorithm (GA) for making binary phase holograms is described. Synthesized holograms having diffraction efficiency of 75.8% and uniformity of 5.8% are proven in computer simulation and experimentally demonstrated. Recently, computer-generated holograms (CGHs) having high diffraction efficiency and flexibility of design have been widely developed in many applications such as optical information processing, optical computing, optical interconnection, etc. Among proposed optimization methods, GA has become popular due to its capability of reaching nearly global. However, there exits a drawback to consider when we use the genetic algorithm. It is the large amount of computation time to construct desired holograms. One of the major reasons that the GA' s operation may be time intensive results from the expense of computing the cost function that must Fourier transform the parameters encoded on the hologram into the fitness value. In trying to remedy this drawback, Artificial Neural Network (ANN) has been put forward, allowing CGHs to be created easily and quickly (1), but the quality of reconstructed images is not high enough to use in applications of high preciseness. For that, we are in attempt to find a new approach of combiningthe good properties and performance of both the GA and ANN to make CGHs of high diffraction efficiency in a short time. The optimization of CGH using the genetic algorithm is merely a process of iteration, including selection, crossover, and mutation operators [2]. It is worth noting that the evaluation of the cost function with the aim of selecting better holograms plays an important role in the implementation of the GA. However, this evaluation process wastes much time for Fourier transforming the encoded parameters on the hologram into the value to be solved. Depending on the speed of computer, this process can even last up to ten minutes. It will be more effective if instead of merely generating random holograms in the initial process, a set of approximately desired holograms is employed. By doing so, the initial population will contain less trial holograms equivalent to the reduction of the computation time of GA's. Accordingly, a hybrid algorithm that utilizes a trained neural network to initiate the GA's procedure is proposed. Consequently, the initial population contains less random holograms and is compensated by approximately desired holograms. Figure 1 is the flowchart of the hybrid algorithm in comparison with the classical GA. The procedure of synthesizing a hologram on computer is divided into two steps. First the simulation of holograms based on ANN method [1] to acquire approximately desired holograms is carried. With a teaching data set of 9 characters obtained from the classical GA, the number of layer is 3, the number of hidden node is 100, learning rate is 0.3, and momentum is 0.5, the artificial neural network trained enables us to attain the approximately desired holograms, which are fairly good agreement with what we suggested in the theory. The second step, effect of several parameters on the operation of the hybrid algorithm is investigated. In principle, the operation of the hybrid algorithm and GA are the same except the modification of the initial step. Hence, the verified results in Ref [2] of the parameters such as the probability of crossover and mutation, the tournament size, and the crossover block size are remained unchanged, beside of the reduced population size. The reconstructed image of 76.4% diffraction efficiency and 5.4% uniformity is achieved when the population size is 30, the iteration number is 2000, the probability of crossover is 0.75, and the probability of mutation is 0.001. A comparison between the hybrid algorithm and GA in term of diffraction efficiency and computation time is also evaluated as shown in Fig. 2. With a 66.7% reduction in computation time and a 2% increase in diffraction efficiency compared to the GA method, the hybrid algorithm demonstrates its efficient performance. In the optical experiment, the phase holograms were displayed on a programmable phase modulator (model XGA). Figures 3 are pictures of diffracted patterns of the letter "0" from the holograms generated using the hybrid algorithm. Diffraction efficiency of 75.8% and uniformity of 5.8% are measured. We see that the simulation and experiment results are fairly good agreement with each other. In this paper, Genetic Algorithm and Neural Network have been successfully combined in designing CGHs. This method gives a significant reduction in computation time compared to the GA method while still allowing holograms of high diffraction efficiency and uniformity to be achieved. This work was supported by No.mOl-2001-000-00324-0 (2002)) from the Korea Science & Engineering Foundation.

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제7차 과학 교육과정에 대한 지구과학 교사들의 관심도와 활용도 분석 (An Analysis of Teachers' Level of Usage and Concern Over the 7th Science Curriculum)

  • 이용섭;안현희;김상달;김종희
    • 한국지구과학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.378-392
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    • 2003
  • 본 연구는 제7차 과학 교육과정에 대한 지구과학 교사들의 관심도와 활용도에 대한 조사연구로서 과학교육과정에 대한 관심도에 대한 고등학교 지구과학 교사들은 단계 0의 지각적 관심이 상대적 강도 98%로 가장 높은 정점을 이루고 있어 대부분의 선행연구의 결과와 같이 교사들이 교육과정에 대해 무관심한 것으로 나타났다. 과학교육과정에 대한 활용도에 대한 고등학교 지구과학 교사들의 과학 교육과정에 대한 영역별 활용도를 분석한 결과는 교사들이 교육과정을 거의 활용하지 않는 수준(I수준)이 1.69%, 지구과학 교육과정에 대한 정보를 갖고 활용하려는 준비가 되어 있는 수준(II수준)이 17.80%, 지구과학 교육과정을 반성적 사고없이 교사중심적으로 활용하는 수준(III수준)이 43.97%이었으며, 교육과정을 완전히 이해하고 수용하여 안정적으로 활용하는 교사수준(IV수준)이 31.86%, 장기적 결과를 생각하며 동료들과 협력하여 더 나은 방안을 탐색하는 수준(V수준)이 4.69%로 나타났다. 전체적인 활용수준은 기계적 활용수준(3단계)으로 나타났고 수업목표 영역(평균 3.28)과 내용 영역(평균 3.28)의 활용도가 비교적 높게 나타났으며, 성격 및 이념 영역(평균 3.24), 수업자료 영역(3.18), 평가 영역(3.18), 수업방법 영역(평균 3.12)의 순으로 나타났다. 경력에 따른 지구과학 교사들의 과학 교육과정에 대한 관심도는 0${\sim}$4년, 15${\sim}$19년, 20년 이상, 5${\sim}$9년 경력의 교사 집단 순이며 10${\sim}$14년 경력의 교사 집단이 교육과정에 대한 관심도가 가장 낮은 것으로 나타났다.

게이트 심근 SPECT 분석 소프트웨어의 개발과 좌심실 수축 기능 평가 (Development of Gated Myocardial SPECT Analysis Software and Evaluation of Left Ventricular Contraction Function)

  • 이병일;이동수;이재성;정준기;이명철;최흥국
    • 대한핵의학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.73-82
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    • 2003
  • 목적: 게이트 심근 SPECT 영상 데이터에서 좌심실을 분할하고 단위영상 각각의 심실부피를 계산하는 소프트웨어를 개발하였다. 개발한 소프트웨어에서 얻은 구혈률을 상용 소프트웨어QGS (Quantitative Gated SPECT)에서 산출한 값과 비교하여 검증하였다. 대상 및 방법: 게이트 심근 SPECT를 시행하여 구혈률 15%-80%, 확장기말 부피는 49 mL-293 mL, 수축기말 부피는 8 mL-250 mL인 40명의 영상데이터를 사용하여 이 연구에서 개발한 CSA (Cardiac SPECT Analyzer)로 구혈률과 부피를 산출하여 QGS로 얻은 결과와 비교하였다. 같은 영상을 CSA로 두 번 분석하여 구혈률과 부피가 같은 값이 나오는지 보고, 26명의 환자에서 같은 자리에서 두 번 이어서 얻은 게이트 SPECT 영상을 CSA로 분석하여 편차를 조사하였다. 결과: CSA측정과 QGS 측정의 상관성은 상관계수가 구혈률, 확장기말 부피, 수축기말 부피 각각 0.97, 0.92, 0.96이었고 Bland Altman 도표에 치우침 없이 2표준편차가 구혈률의 경우 10.1%이었다. 같은 영상에 대한 CSA 2회 측정 결과의 상관은 0.96, 0.99, 0.99 이었고 구혈률의 2표준편차는 3.4%이었다. 두 번 연속 촬영한 영상으로 CSA 분석한 결과 상관계수는 0.89, 0.97, 0.98, 이었고 변이계수는 8.2%, 5.4mL, 8.5mL, Bland Altman 도표 2표준편차는 구혈률의 경우 10.6%이었다. 결론: 게이트 심근 SPECT에서 얻은 영상으로 구혈률을 측정할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 이 소프트웨어로 얻은 구혈률, 화장기말 부피, 수축기말 부피는 정확하며 정밀하였다. 구혈률의 2표준편차는 10.6%이었다.

흡연자에서 관상동맥 내피세포 의존성 심근 혈류 예비능: $H_2^{15}O\;PET$ 찬물자극 검사에 의한 평가 (Evaluation of Endothelium-dependent Myocardial Perfusion Reserve in Healthy Smokers; Cold Pressor Test using $H_2^{15}O\;PET$)

  • 황경훈;이동수;이병일;이재성;이호영;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.21-29
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    • 2004
  • 목적: 젊은 흡연자 및 비흡연자에서 찬물자극 후 심근혈류 예비능을 $H_2^{15}O\;PET$을 이용하여 측정한 후 비교함으로써 흡연에 의한 관상동맥 내피세포의 기능저하를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 젊은 흡연자 9명($23.8{\pm}1.1$세; $6.6{\pm}2.5$ pack-years) 및 비흡연자 9명($23.8{\pm}2.9$세)에 대하여 안정상태 및 찬물자극 후, 그리고 아데노신 주입 중에 $H_2^{15}O$를 순간주사하고 동적 PET영상을 획득한 뒤, NMF 방법으로 입력 방사능곡선 및 조직 방사능곡선을 처리하여 심근혈류량을 산출하였다. 결과: 흡연자군 및 비흡연자군 사이에 심박수혈압곱 및 안정시 혈류량에는 유의한 차이가 없었다. 그러나, 찬물자극 자극 후에는 심근혈류가 흡연자군에서 비흡연자군에 비하여 유의하게 낮았으며(흡연자군 심근혈류 : $1.25{\pm}0.34$ ml/g/min, 비흡연자군 심근혈류=$1.59{\pm}0.29$ ml/g/min ; p=0.019), 특히 안정시 심근혈류에 대한 찬물자극 후의 심근혈류의 비(내피세포 기능에 의한 심근혈류의 예비능)도 흡연자에서 유의하게 낮았다(흡연자군=$90{\pm}24%$, 비흡연자군=$122{\pm}28%$ ; p=0.024). 한편, 아데노신 주입시의 심근혈류는 두군 간에 유의한 차이가 관찰되지 않았다(흡연자군 심근혈류=$5.81{\pm}1.99$ ml/g/min, 비흡연자군 심근혈류=$5.11{\pm}1.31$ ml/g/min ; p=NS). 결론: 젊은 흡연자에서 찬물자극 후에 $H_2^{15}O\;PET$을 이용하여 측정하여 산출한 심근혈류의 예비능이 젊은 비흡연자에 비하여 감소되어 있어서 흡연에 의한 관상동맥 내피세포의 기능장애를 확인할 수 있었다.

현대 경영자로서의 본질과 성향 연구 (A Study on the Essence and Tendency of Modern Manager)

  • 염배훈;김현수
    • 서비스연구
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    • 제10권3호
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    • pp.23-42
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    • 2020
  • 본 연구는 서비스경제시대에 현대경영자가 갖추어야 할 본질 및 성향을 철학을 바탕으로 개념화한 후, 개념화된 내용을 평가 할 수 있는 항목들을 개발하였다. 새로운 경영학 프레임워크에 의해 경영철학과 경영자론 연구를 심화시키는 새로운 연구로서 수행하였다. 현대경영자의 철학적 기반을 구축하기 위하여 동서양 근본사상을 바탕으로 현대경영자의 본질을 개념화한 후, 분석적 실증적 방법을 통하여 현대경영자의 본질 및 성향을 실용화할 수 있는 평가 항목을 개발하였다. 인류의 대표 사상들을 분석한 후, 현대경영자의 본질을 도출할 수 있는 철학적 모델로 주역(周易)이 그 자격을 가짐을 도출하였다. 주역은 태극이나 음양 등 두 대립자의 구조로 세상의 이치를 설명하고 있고 각 대립자 내부의 모순을 인정하고 변화를 통해 모순을 극복하는 과정이 중심이 되는 사상이므로, 서비스의 본질 및 운용 구조와 부합한다고 볼 수 있기 때문이다. 개념적 연구를 수행한 후에, 실증연구를 통해, 현대경영자가 갖추어야 할 본질 및 성향을 개념화 하였다. 주역(周易)을 활용한 현대경영자의 본질 개념화와 실증 연구를 두 단계로 진행하였다. 먼저 현대경영자가 갖추어야 할 본질 및 성향 개념화 항목을 도출하기 위해 반복적비교분석법(CCM)과 초점집단인터뷰(FGI) 그리고 텍스트마이닝을 사용한 질적 연구를 수행하였다. 그리고 문헌고찰과 FGI를 통한 표본항목개발, 측정항목 개발을 위한 요인분석을 사용한 양적연구를 진행하여 현대경영자의 본질 개념을 도출하였다. 최종적으로 배움, 준비, 도전, 포용, 신뢰, 도덕, 희생이라는 현대경영자의 본질을 도출하였다. 향후 글로벌 및 한국 대표기업들을 대상으로 현대경영자 본질의 효과성에 대한 실증 연구 등을 수행할 필요가 있다.

디자인씽킹을 활용한 가정교과 협력적 소비 교육 프로그램의 개발 및 적용 효과: 중학생의 협력적 문제해결 역량 향상을 중심으로 (Development and Effect of Cooperative Consumption Education Program Using Design Thinking in Home Economics Education: Focusing on the Improvement of Cooperative Problem Solving Competency of Middle School Students)

  • 김선하;박미정
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.85-105
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    • 2021
  • 이 연구의 목적은 중학교 가정 교과 수업에서 디자인씽킹을 활용한 협력적 소비 교육 프로그램을 개발하고 실행하여 학생들의 협력적 문제해결역량에 미치는 영향을 알아보는데 있다. 이에 ADDIE 모형에 따라 디자인씽킹에 기반 한 협력적 소비 교육 프로그램을 개발하고, 총 25명의 학생을 대상으로 실행한 후 평가를 실시하였으며, 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 선행연구를 바탕으로 협력적 소비의 실천을 위한 '공유학교 만들기'를 주제로 D. school의 디자인씽킹 프로세스에 기반한 소비교육 프로그램을 개발하였다. 8차시의 교수·학습 과정안과 워크북을 전문가 타당도 검증한 결과, 문항 평균 4.72(5점 만점), CVI 평균 0.93으로 내용 타당도와 현장 적합성이 우수하다고 검증받았다. 둘째, 협력적 소비 교육 프로그램을 실행하고, 수정·보완된 협력적 문제해결역량 도구를 활용한 사전-사후검사와 개방형 설문조사를 실시한 결과를 종합해볼 때, 학생들이 협력적 소비에 대한 지식과 필요성을 인식하여 실천의식이 향상됨과 함께 개발한 프로그램이 협력적 문제해결역량을 향상시키는 데 유의미한 효과가 있음을 확인하였다. 후속연구로 연구 대상의 확대, 디자인씽킹을 적용한 가정 교과 프로그램 및 소비자 역량 강화를 위한 프로그램 연구, 개발을 제언하였다. 이 연구는 디자인씽킹을 활용한 협력적 소비 교육 프로그램이 청소년의 협력적 문제해결역량 향상에 효과가 있음을 확인하였으며, 가정교과에서 변화하는 소비환경에 따른 소비자 교육 변화 요구에 부응하여 '협력적 소비'를 주제로 소비 교육 프로그램을 개발했다는 점에서 의의가 있다.

시각장애인을 위한 길 안내용 스마트 지팡이 콘셉트 개발 (Development of a smart cane concept for guiding the visually impaired - focused on design thinking learning practices for students -)

  • 박해림;이민선;양호정
    • 서비스연구
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    • 제13권1호
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    • pp.186-200
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    • 2023
  • 본 연구는 국내 시각장애인 대부분이 외출 시 사용 및 휴대하는 보행 용구인 흰 지팡이를 중심으로 사용성을 개선하고, 도출된 문제점에 대해서는 개선 및 해결 방안을 마련함으로써 시각장애인의 보행권 및 안전사고 예방에 기여하고자 하였다. 또한, 본 연구는 시각장애인을 대상으로 한 연구로, 우리나라 국민 중 약 25만 명에 달하는 전맹과 저시력자 중에서도 보행 용구인 흰 지팡이 없이 혼자 외출하지 못하는 20%에 해당하는 1~2급 시각장애인을 주 타깃으로 하였다. 연구하는 과정에서 디자인씽킹의 더블 다이아몬드 모델(공감하기→문제 정의하기→아이디어 내기→프로토타입 만들기→테스트(검증하기)를 통해 시각장애인이 보행 용구로 주로 사용하는 흰 지팡이의 문제점을 도출하여 사용성을 개선하고 흰 지팡이가 시각장애인이 보행하는 과정에서 실질적인 도움이 될 수 있도록 사용자 입장에서 콘셉트를 개발하였다. 공감하기를 과정에서 조사한 결과 시각장애인의 비율 증가, 모든 시각장애인을 도와줄 인력이 턱없이 부족한 상황, 시각장애인이 필수적으로 사용하는 보조 장치의 개선과 고도화, 점자블록 훼손, 불법점거, 철거, 유지 보수에 대한 문제, 시각장애인을 위한, 모두를 위한 점자블록 패러다임 제시 등 총 다섯 가지의 문제점으로 종합하였다. 아이디어 찾기와 프로토타입 만들기에서 브레인스토밍을 통해 도출된 상황들을 KJ법을 통해 그룹핑하고 관계를 설정하고 콘셉트의 방향성을 수립하기 위해 특정 상황과 주요 원인을 정리하였다. 도출된 솔루션과 주요 기능을 네 가지로 정의하고 솔루션과 주요 기능이 필요한 대표적인 상황을 두 개의 사용자 시나리오로 정리하였다. 가상의 페르소나(Persona)와 사용자 여정 맵(Customer Journey Map)을 상황에 맞춰 정리하고 3D 모델링을 통해 프로토타입을 제작하여 아이디어를 시각화하였다. 마지막으로 평가하기에서 시각장애인을 위한 길 안내용 스마트 지팡이를 ① 휴대성을 강조한 스마트 지팡이 + ② 다른 전자기기들과 호환성 + ③ 안전성과 편의성을 갖춘 제품으로 최종 콘셉트를 도출하였다.