• 제목/요약/키워드: Neural activities

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Bioimage Analyses Using Artificial Intelligence and Future Ecological Research and Education Prospects: A Case Study of the Cichlid Fishes from Lake Malawi Using Deep Learning

  • Joo, Deokjin;You, Jungmin;Won, Yong-Jin
    • Proceedings of the National Institute of Ecology of the Republic of Korea
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    • 제3권2호
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    • pp.67-72
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    • 2022
  • Ecological research relies on the interpretation of large amounts of visual data obtained from extensive wildlife surveys, but such large-scale image interpretation is costly and time-consuming. Using an artificial intelligence (AI) machine learning model, especially convolution neural networks (CNN), it is possible to streamline these manual tasks on image information and to protect wildlife and record and predict behavior. Ecological research using deep-learning-based object recognition technology includes various research purposes such as identifying, detecting, and identifying species of wild animals, and identification of the location of poachers in real-time. These advances in the application of AI technology can enable efficient management of endangered wildlife, animal detection in various environments, and real-time analysis of image information collected by unmanned aerial vehicles. Furthermore, the need for school education and social use on biodiversity and environmental issues using AI is raised. School education and citizen science related to ecological activities using AI technology can enhance environmental awareness, and strengthen more knowledge and problem-solving skills in science and research processes. Under these prospects, in this paper, we compare the results of our early 2013 study, which automatically identified African cichlid fish species using photographic data of them, with the results of reanalysis by CNN deep learning method. By using PyTorch and PyTorch Lightning frameworks, we achieve an accuracy of 82.54% and an F1-score of 0.77 with minimal programming and data preprocessing effort. This is a significant improvement over the previous our machine learning methods, which required heavy feature engineering costs and had 78% accuracy.

Enhancement of Processing Capabilities of Hippocampus Lobe: A P300 Based Event Related Potential Study

  • Benet, Neelesh;Krishna, Rajalakshmi;Kumar, Vijay
    • Journal of Audiology & Otology
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    • 제25권3호
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    • pp.119-123
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    • 2021
  • Background and Objectives: The influence of music training on different areas of the brain has been extensively researched, but the underlying neurobehavioral mechanisms remain unknown. In the present study, the effects of training for more than three years in Carnatic music (an Indian form of music) on the discrimination ability of different areas of the brain were tested using P300 analysis at three electrode placement sites. Subjects and Methods: A total of 27 individuals, including 13 singers aged 16-30 years (mean±standard deviation, 23±3.2 years) and 14 non-singers aged 16-30 years (mean age, 24±2.9 years), participated in this study. The singers had 3-5 years of formal training experience in Carnatic music. Cortical activities in areas corresponding to attention, discrimination, and memory were tested using P300 analysis, and the tests were performed using the Intelligent Hearing System. Results: The mean P300 amplitude of the singers at the Fz electrode placement site (5.64±1.81) was significantly higher than that of the non-singers (3.85±1.60; t(25)=3.3, p<0.05). The amplitude at the Cz electrode placement site in singers (5.90±2.18) was significantly higher than that in non-singers (3.46±1.40; t(25)=3.3, p<0.05). The amplitude at the Pz electrode placement site in singers (4.94±1.89) was significantly higher than that in non-singers (3.57±1.50; t(25)=3.3, p<0.05). Among singers, the mean P300 amplitude was significantly higher in the Cz site than the other placement sites, and among non-singers, the mean P300 amplitude was significantly higher in the Fz site than the other placement sites, i.e., music training facilitated enhancement of the P300 amplitude at the Cz site. Conclusions: The findings of this study suggest that more than three years of training in Carnatic singing can enhance neural coding to discriminate subtle differences, leading to enhanced discrimination abilities of the brain, mainly in the generation site corresponding to Cz electrode placement.

Spatio-temporal potential future drought prediction using machine learning for time series data forecast in Abomey-calavi (South of Benin)

  • Agossou, Amos;Kim, Do Yeon;Yang, Jeong-Seok
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.268-268
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    • 2021
  • Groundwater resource is mostly used in Abomey-calavi (southern region of Benin) as main source of water for domestic, industrial, and agricultural activities. Groundwater intake across the region is not perfectly controlled by a network due to the presence of many private boreholes and traditional wells used by the population. After some decades, this important resource is becoming more and more vulnerable and needs more attention. For a better groundwater management in the region of Abomey-calavi, the present study attempts to predict a future probable groundwater drought using Recurrent Neural Network (RNN) for future groundwater level prediction. The RNN model was created in python using jupyter library. Six years monthly groundwater level data was used for the model calibration, two years data for the model test and the model was finaly used to predict two years future groundwater level (years 2020 and 2021). GRI was calculated for 9 wells across the area from 2012 to 2021. The GRI value in dry season (by the end of March) showed groundwater drought for the first time during the study period in 2014 as severe and moderate; from 2015 to 2021 it shows only moderate drought. The rainy season in years 2020 and 2021 is relatively wet and near normal. GRI showed no drought in rainy season during the study period but an important diminution of groundwater level between 2012 and 2021. The Pearson's correlation coefficient calculated between GRI and rainfall from 2005 to 2020 (using only three wells with times series long period data) proved that the groundwater drought mostly observed in dry season is not mainly caused by rainfall scarcity (correlation values between -0.113 and -0.083), but this could be the consequence of an overexploitation of the resource which caused the important spatial and temporal diminution observed from 2012 to 2021.

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비정형 금융 데이터에 관한 인공지능 CNN 활용 빅데이터 연구 (Big Data using Artificial Intelligence CNN on Unstructured Financial Data)

  • 고영봉;박대우
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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    • pp.232-234
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    • 2022
  • 빅데이터는 고객 관계 관리, 관계 마케팅, 금융 업무 개선, 신용정보 및 위험 관리 분야에서 크게 활용되고 있다. 더욱이 최근에 COVID-19 바이러스로 인하여 비대면 금융거래가 보다 활발해지면서 고객과의 관계 측면에서 금융 빅데이터의 활용이 더 요구되고 있다. 고객 관계 측면에서 금융 빅데이터는 기술적인 접근보다 감성적적인 접근이 필요한 시기가 도래하였다. 관계 마케팅 측면에서도 인지적, 이성적, 합리적인 면보다는 감성적인 면을 중요시 할 필요성이 대두되었다. 하지만, 기존의 금융 데이터는 텍스트 형태의 고객 거래 데이터, 기업재무정보, 설문지등을 통하여 수집되고 활용되었다. 본 연구는 SNS를 통하여 고객의 문화 활동, 여가 활동 기반의 고객의 감성적인 이미지 데이터 즉, 비정형 데이터를 획득하여 고객의 활동 이미지를 인공지능 CNN 알고리즘으로 분석한다. 활동 분석은 다시 주석을 달은 인공지능에 적용하고, 주석에 나타난 행동 모델을 분석하는 인공지능 빅데이터 모델을 설계한다.

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마인드 퐁 제어를 위한 사물인터넷을 이용하는 뇌-기계 인터페이스 개발 (Development of Brain-machine Interface for MindPong using Internet of Things)

  • 김훈희
    • 사물인터넷융복합논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.17-22
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    • 2023
  • 뇌-기계 인터페이스(BMI)는 신경활동을 통해 발생하는 전기 신호인 뇌파를 해석하여 기계를 제어하는 인터페이스이다. BMI는 다양한 분야에 적용될 수 있으나 뇌파 측정 및 해석을 위한 하드웨어의 휴대성이 낮아 대중적으로 사용되기에 어렵다는 단점이 있다. 이런 문제점을 해결하기 위해 이전 연구에서는 클라우드 컴퓨팅을 이용한 사물인터넷 기반 뇌-기계 인터페이스 시스템을 제안하였다. 본 연구에서는 위 시스템의 실시간 사용성을 증명하기 위하여 뇌파로 퐁(Pong) 게임을 조종하는 애플리케이션을 개발하여 테스트하였다. 그 결과 제안된 BMI 사용자가 최적 제어 인공지능과의 실시간 퐁 게임 대결에서 대등한 스코어를 보였다. 따라서 본 연구 결과는 사물인터넷 기반 뇌-기계 인터페이스가 일상생활 속 다양항 실시간 애플리케이션으로 활용될 수 있음을 시사한다.

Cyber Threat Intelligence Traffic Through Black Widow Optimisation by Applying RNN-BiLSTM Recognition Model

  • Kanti Singh Sangher;Archana Singh;Hari Mohan Pandey
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제23권11호
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    • pp.99-109
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    • 2023
  • The darknet is frequently referred to as the hub of illicit online activity. In order to keep track of real-time applications and activities taking place on Darknet, traffic on that network must be analysed. It is without a doubt important to recognise network traffic tied to an unused Internet address in order to spot and investigate malicious online activity. Any observed network traffic is the result of mis-configuration from faked source addresses and another methods that monitor the unused space address because there are no genuine devices or hosts in an unused address block. Digital systems can now detect and identify darknet activity on their own thanks to recent advances in artificial intelligence. In this paper, offer a generalised method for deep learning-based detection and classification of darknet traffic. Furthermore, analyse a cutting-edge complicated dataset that contains a lot of information about darknet traffic. Next, examine various feature selection strategies to choose a best attribute for detecting and classifying darknet traffic. For the purpose of identifying threats using network properties acquired from darknet traffic, devised a hybrid deep learning (DL) approach that combines Recurrent Neural Network (RNN) and Bidirectional LSTM (BiLSTM). This probing technique can tell malicious traffic from legitimate traffic. The results show that the suggested strategy works better than the existing ways by producing the highest level of accuracy for categorising darknet traffic using the Black widow optimization algorithm as a feature selection approach and RNN-BiLSTM as a recognition model.

단백질 기능 예측 모델의 주요 딥러닝 모델 비교 실험 (Comparison of Deep Learning Models Using Protein Sequence Data)

  • 이정민;이현
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제11권6호
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    • pp.245-254
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    • 2022
  • 단백질은 모든 생명 활동의 기본 단위이며, 이를 이해하는 것은 생명 현상을 연구하는 데 필수적이다. 인공신경망을 이용한 기계학습 방법론이 대두된 이후로 많은 연구자들이 단백질 서열만을 사용하여 단백질의 기능을 예측하고자 하였다. 많은 조합의 딥러닝 모델이 학계에 보고되었으나 그 방법은 제각각이며 정형화된 방법론이 없고, 각기 다른 데이터에 맞춰져있어 어떤 알고리즘이 더 단백질 데이터를 다루는 데 적합한지 직접 비교분석 된 적이 없다. 본 논문에서는 단백질의 기능을 예측하는 융합 분야에서 가장 많이 사용되는 대표 알고리즘인 CNN, LSTM, GRU 모델과 이를 이용한 두가지 결합 모델에 동일 데이터를 적용하여 각 알고리즘의 단일 모델 성능과 결합 모델의 성능을 정확도와 속도를 기준으로 비교 평가하였으며 최종 평가 척도를 마이크로 정밀도, 재현율, F1 점수로 나타내었다. 본 연구를 통해 단순 분류 문제에서 단일 모델로 LSTM의 성능이 준수하고, 복잡한 분류 문제에서는 단일 모델로 중첩 CNN이 더 적합하며, 결합 모델로 CNN-LSTM의 연계 모델이 상대적으로 더 우수함을 확인하였다.

Classifying Social Media Users' Stance: Exploring Diverse Feature Sets Using Machine Learning Algorithms

  • Kashif Ayyub;Muhammad Wasif Nisar;Ehsan Ullah Munir;Muhammad Ramzan
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제24권2호
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    • pp.79-88
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    • 2024
  • The use of the social media has become part of our daily life activities. The social web channels provide the content generation facility to its users who can share their views, opinions and experiences towards certain topics. The researchers are using the social media content for various research areas. Sentiment analysis, one of the most active research areas in last decade, is the process to extract reviews, opinions and sentiments of people. Sentiment analysis is applied in diverse sub-areas such as subjectivity analysis, polarity detection, and emotion detection. Stance classification has emerged as a new and interesting research area as it aims to determine whether the content writer is in favor, against or neutral towards the target topic or issue. Stance classification is significant as it has many research applications like rumor stance classifications, stance classification towards public forums, claim stance classification, neural attention stance classification, online debate stance classification, dialogic properties stance classification etc. This research study explores different feature sets such as lexical, sentiment-specific, dialog-based which have been extracted using the standard datasets in the relevant area. Supervised learning approaches of generative algorithms such as Naïve Bayes and discriminative machine learning algorithms such as Support Vector Machine, Naïve Bayes, Decision Tree and k-Nearest Neighbor have been applied and then ensemble-based algorithms like Random Forest and AdaBoost have been applied. The empirical based results have been evaluated using the standard performance measures of Accuracy, Precision, Recall, and F-measures.

비즈니스 문제 해결 창의성에 미치는 감정의 영향에 관한 EEG 기반 탐색연구 (EEG-Based Explorative Study of the Role of Emotions on Business Problem-solving Creativity)

  • ;이건창
    • 경영정보학연구
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    • 제22권3호
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    • pp.1-14
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    • 2020
  • 본 연구는 신경생리학적 분석의 관점에서 창의성의 기존 문헌에 공헌하는 것을 목표로 한다. 특히 감정이 비즈니스 문제 해결 창의성(BPSC: Business Problem-Solving Creativity)에 어느 정도의 영향을 미치는지를 뇌파(EEG) 분석을 통하여 살펴보았다. 본 연구에서 적용한 실험에서는 실험참가자로 하여금 경영정보분야에서 널리 사용되는 인지지도(cognitive map)에 기반한 비즈니스 문제를 해결하도록 하고 그 결과를 평가함으로써 비즈니스 문제해결 창의성을 측정하였다. 총 34명의 참가자를 대상으로 하였고 EEG 분석을 통해 실험자료를 분석한 결과 긍정적인 감정에서보다 부정적인 감정하에서 비즈니스 문제해결 창의성이 통계적으로 유의미하게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구는 경영정보분야 의사결정기법을 적용한 BPSC를 뇌파분석을 통하여 실증적으로 분석할 수 있음을 보여주었다는 면에서 기존연구에 기여한다.

인구통계특성 기반 디지털 마케팅을 위한 클릭스트림 빅데이터 마이닝 (Clickstream Big Data Mining for Demographics based Digital Marketing)

  • 박지애;조윤호
    • 지능정보연구
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    • 제22권3호
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    • pp.143-163
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    • 2016
  • 인구통계학적 정보는 디지털 마케팅의 핵심이라 할 수 있는 인터넷 사용자에 대한 타겟 마케팅 및 개인화된 광고를 위해 고려되는 가장 기초적이고 중요한 정보이다. 하지만 인터넷 사용자의 온라인 활동은 익명으로 행해지는 경우가 많기 때문에 인구통계특성 정보를 수집하는 것은 쉬운 일이 아니다. 정기적인 설문 조사를 통해 사용자들의 인구통계특성 정보를 수집할 수도 있지만 많은 비용이 들며 허위 기재 등과 같은 위험성이 존재한다. 특히, 모바일 환경에서는 대부분의 사용자들이 익명으로 활동하기 때문에 인구통계특성 정보를 수집하는 것은 더욱 더 어려워지고 있다. 반면, 인터넷 사용자의 온라인 활동을 기록한 클릭스트림 데이터는 해당 사용자의 인구통계학적 정보에 활용될 수 있다. 특히, 인터넷 사용자의 온라인 행위 특성 중 하나인 페이지뷰는 인구통계학적 정보 예측에 있어서 중요한 요인이 된다. 본 연구에서는 기존 선행 연구를 토대로 클릭스트림 데이터 분석을 통해 인터넷 사용자의 온라인 행위 특성을 추출하고 이를 해당 사용자의 인구통계학적 정보 예측에 사용한다. 또한, 1)의사결정나무를 이용한 변수 축소, 2)주성분분석을 활용한 차원축소, 3)군집분석을 활용한 변수축소의 방법을 제안하고 실험에 적용함으로써 많은 설명변수를 이용하여 예측 모델 생성 시 발생하는 차원의 저주와 과적합 문제를 해결하고 예측 모델의 정확도를 높이고자 하였다. 실험 결과, 범주의 수가 많은 다분형 종속변수에 대한 예측 모델은 모든 설명변수를 사용하여 예측 모델을 생성했을 때보다 본 연구에서 제안한 방법론들을 적용했을 때 예측 모델에 대한 정확도가 향상됨을 알 수 있었다. 본 연구는 클릭스트림 분석을 통해 추출된 인터넷 사용자의 온라인 행위는 해당 사용자의 인구통계학적 정보 예측에 활용 가능하며, 예측된 익명의 인터넷 사용자들에 대한 인구통계학적 정보를 디지털 마케팅에 활용 할 수 있다는데 의의가 있다. 또한, 제안 방법론들을 통해 어느 종속변수에 대해 어떤 방법론들이 예측 모델의 정확도를 개선하는지 확인하였다. 이는 추후 클릭스트림 분석을 활용하여 인구통계학적 정보를 예측할 때, 본 연구에서 제안한 방법론을 사용하여 보다 높은 정확도를 가지는 예측 모델을 생성 할 수 있다는데 의의가 있다.