대안 모델링에 대한 관심이 커진 이후 데이터 기반의 기계학습을 이용하여 비선형 화학 공정을 모사하고자 하는 연구가 지속되고 있다. 그러나 기계 학습 모델의 black box 성질로 인하여 모델의 해석 가능성에 한계는 산업 적용에 걸림돌이 되고 있다. 따라서, 모델의 정확도가 보장된 상태에서 해석력을 부여하는 개념인 설명 가능한 인공지능(explainable artificial intelligence, XAI)을 이용하여 화학 공정 분석을 시도하고자 한다. 기존의 화학 공정 민감도 분석이 변수의 민감도 지수를 계산하고 순위를 매기는 데에 그쳤다면, XAI를 이용하여 전역적, 국소적 민감도 분석뿐만 아니라 변수들 간의 상호작용에 대하여 분석하여 데이터로부터 물리적 통찰을 얻어내는 방법론을 제안한다. 사례 연구의 대상공정인 암모니아 합성 공정에 대하여 첫번째 반응기로 향하는 흐름에 대한 예열기(preheater)의 온도, 세 반응기로 향하는 cold-shot의 분배 비율을 공정 변수로 설정하였다. Matlab과 Aspen plus를 연동하여 공정 변수를 바꿔가면서 암모니아의 생산량과 세 반응기의 최고 온도에 대한 데이터를 얻었으며, tree 기반의 모델들을 훈련시켰다. 그리고 성능이 좋은 모델에 대하여 XAI 기법 중 하나인 SHAP 기법을 이용하여 민감도 분석을 수행하였다. 전역적 민감도 분석 결과, 예열기의 온도가 가장 큰 영향을 미쳤으며 국소적 민감도 분석 결과에서 생산성 향상 및 과열 방지를 위한 공정 변수들의 범위를 규정할 수 있었다. 이처럼 화학 공정의 대안 모델을 구축하고 설명 가능한 인공지능을 이용해 민감도 분석을 진행하는 방법론을 통해 공정 최적화에 대한 정량적, 정성적 피드백을 제안하는 데 도움을 줄 것이다.
Forensic engineering is the application of engineering principles covering the investigation of constructed facilities and systems that fail to perform as intended, causing personal injury or damage to property, environmental, economy etc. In the year 2012, two collapsed accidents of the large scaffolding system in national thermal power station occurred one after another, causing many casualties. In this study, we had performed to investigate the collapsed accident of scaffolding system occurred in the a thermal power station of two accidents. First, the investigation about the collapsed accidents site had performed to understand collapsed state and structures of the scaffolding system. Second, reviewing the materials concerning about the applied weight on the scaffolding system had performed. The applied weight is sum of the weights of the 15 workers, additional materials for coating work and dispersed and loaded shot ball on the foothold etc. the applied weight that calculated exceed more three times than the safe working load. Third, we had confirmed the install state of the materials of the scaffolding system by reviewing the quantity of the materials on the manual and the real system. Last, structural analysis had performed to evaluate structural integrity of the scaffolding system using Ansys. Through a series of this processes, the definite accidents causes of the collapsed scaffolding system revealed. Through these studies, the collapse accident that may occur in the scaffolding system in thermal power station can be minimized by performing specialized and systematic investigation on the accidents in terms of Forensic engineering.
최근 문화재청에서 시행하는 문화재 활용사업은 예산편성이나 사업에 참여하는 이해관계자들의 적정대가기준을 지급할 수 있는 기준체계가 마련되지 못한 채로 운영되고 있다. 이로 인하여 사업을 주관하는 문화재청과 수행하는 지자체 또는 민간단체 간의 예산편성 집행 정산 과정에 마찰이 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 특히, 사업의 기획부터 종료까지 예산편성 항목이나 세부기준 등이 불명확하여 사업을 안정적으로 운영하기 어려운 상황이며, 결과적으로는 사업이 지속적으로 발전하지 못하고 단순히 일회성에 그치는 경우로 이어지고 있다. 이에 본 연구는 문화재 활용사업의 발전 및 안정적인 운영을 위해서 현재 문화재 활용사업의 전반적인 운영현황 및 체계와 문제점을 파악하고, 타 분야 또는 유사분야에서 활용하고 있는 예산편성 항목 및 세부기준을 벤치마킹, 그리고 실제 수행한 사례를 분석 종합하여 합리적인 수준의 예산편성 기준체계를 제안하였다.
인터넷 비즈니스나 전자상거래와 연관되어 고객관계관리(Customer Relationship management :CRM)에 대한 관심이 널리 확산됨으로 해서 군집분석에 대한 관심이 한층 높아졌고, 다양한 군집분석 프로그램이 시장에 소개되어 지고 있다. 그런, 군집분석 프로그램들은 다른 데이터 분석 기법과는 달리 그들의 성능을 측정하기가 매우 힘들다. 본 논문에서는 이미 알려져 있는 군집구조를 지닌 인위적 데이터를 사용하여 다양한 군집분석 프로그램을 평가할 수 있는 하나의 방법론을 제시하고, 그 방법론의 유용성을 보여 주기 위해 현재 많이 사용하고 있는 네 가지의 군집분석 프로그램을 본 논문에서 제시한 방법론을 사용하여 평가하는데 그 주요 목적을 두고 있다. 본 연구에서 두 가지의 반복적 군집분석 프로그램(Convergent Cluster Analysis:CCA, SPSS의 Clementine), 전통적인 단순군집 프로그램(One-Shot Clustering Program: Howard-Harris 프로그램), 그리고 IBM의 데이터 마이닝 기법 중 하나인 데모그래픽 군집분석 프로그램의 성능을 비교한 결과, 군집분석을 위하여 다른 군집분석 방법 보다 좀 더 지능적으로 초기치를 생성한 CCA방법이 가장 우월한 성능을 보여 주었다.
목적: To evaluate the feasibility of the event-related functional MR study using power grip studying the hand motor system 대상 및 방법: Event-related functional MRI was performed on a 1.5T MR unit in seven norm volunteers (man=7, right-handedness=2, left-handedness=5, mean age: 25 years). A single-shot GRE-EPI sequence (TR/TE/flip angle: 1000ms/40ms/90, FOV = 240 mm matrix= 64$\times$64, slice thickness/gap = 5mm/0mm, 7 true axial slices) was used for functiona MR images. A flow-sensitive conventional gradient echo sequence (TR/TE/flip angl 50ms/4ms/60) was used for high-resolution anatomical images. To minimize the gross hea motion, neck-holders (MJ-200, USA) were used. A series of MR images were obtained in axial planes covering motor areas. To exclude motion-corrupted images, all MR images wer surveyed in a movie procedure and evaluated using the estimation of center of mass of ima signal intensities. Power grip task consisted of the powerful grip of all right fingers and hand movement ta used very fast right finger tapping at a speed of 3 per 1 second. All tasks were visual-guid by LCD projector (SHARP, Japan). Two tasks consisted of 134 phases including 7 activatio and 8 rest periods. Active stimulations were performed during 2 seconds and rest period were 15 seconds and total scan time per one task was 2 min 14 sec. Statistical maps we obtained using cross-correlation method. Reference vector was time-shifted by 4 seconds an Gaussian convolution with a FWHM of 4 seconds was applied to it. The threshold in p val for the activation sites was set to be 0.001. All mapping procedures were peformed usin homemade program an IDL (Research Systems Inc., USA) platform. We evaluated the activation patterns of the motor system of power grip compared to hand movement in t event-related functional MRI.
Objective: The aim of this study is to investigate users' intuitive stereotypes on non-touch gestures and establish the gesture dictionary that can be applied to gesture-based interaction designs. Background: Recently, the interaction based on non-touch gestures is emerging as an alternative for natural interactions between human and systems. However, in order for non-touch gestures to become a universe interaction method, the studies on what kinds of gestures are intuitive and effective should be prerequisite. Method: In this study, as applicable domains of non-touch gestures, four devices(i.e. TV, Audio, Computer, Car Navigation) and sixteen basic operations(i.e. power on/off, previous/next page, volume up/down, list up/down, zoom in/out, play, cancel, delete, search, mute, save) were drawn from both focus group interview and survey. Then, a user participatory design was performed. The participants were requested to design three gestures suitable to each operation in the devices, and they evaluated intuitiveness, memorability, convenience, and satisfaction of their derived gestures. Through the participatory design, agreement scores, frequencies and planning times of each distinguished gesture were measured. Results: The derived gestures were not different in terms of four devices. However, diverse but common gestures were derived in terms of kinds of operations. In special, manipulative gestures were suitable for all kinds of operations. On the contrary, semantic or descriptive gestures were proper to one-shot operations like power on/off, play, cancel or search. Conclusion: The touchless gesture dictionary was established by mapping intuitive and valuable gestures onto each operation. Application: The dictionary can be applied to interaction designs based on non-touch gestures. Moreover, it will be used as a basic reference for standardizing non-touch gestures.
One of the future weapon systems is the individual smart weapon which has a structure mounted on the forearm of soldiers. The structure may cause injuries or affect the accuracy of fire due to its impact on joints when shooting. This paper proposes human-impact interaction modeling and a verification methodology in order to estimate the impact of fire applied to the forearm. For this purpose, a human musculoskeletal model was constructed and the joints' behavior in various shooting positions was simulated. In order to verify the simulation results, an impact testing device substituting the smart weapon was made and the experiment was performed on a real human body. This paper compares the simulation results performed under various impact conditions and the experimental values in terms of accuracy and introduces methods to complement them. The results of the study are expected to be a basis for a reliable human-impact interaction modeling, and smart individual weapon development.
This case study investigates fashion brands that have entered the pet fashion market. A total of 25 cases were identified and analyzed from three perspectives: 1) product types, size systems, prices, 2) design aspects, fabrics, patterns, styles, and 3) marketing strategies. The study results are as follows. First, the product types of pet fashion are not diverse, and only the sizes of small dogs can be found. However, there is a significant price difference between brands. Second, knitted fabrics with good elasticity are mainly used for pet fashion products, and patterns incorporating their brands are extremely common. The style is casual and sporty. Third, marketing strategies should include a new line within a brand or launch a single specialized brand as a one-shot test for consumer reaction. Additionally, it has been expanded and presented as a family look to meet the needs of the petfam. Further, existing fashion brands and retail-based brands select diverse small-scale dog fashion product brands and expand their operation as a dog lifestyle total selectional shop. Therefore, brands entering the future should consider strategies such as size segmentation, product diversification, and premium price of high-quality materials that help market products such as the expansion or promotion of existing brands.
목적: 뇌종양에서 자기공명 뇌혈류량지도(MR cerebral blood volume map)의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 15예의 두개강내 종괴(다형성 교모세포종 2예, 저등급 교종 3예, 뇌농양 2예, 뇌수막종 3예, 신경세포종 1예, 배아종 1예, 방사선괴사 1예, 전이암 1예) 에서 관류 MR영상을 수술전에 시행하였다. 환자의 평균연령은 42세였고(22-68), 남자 10명, 여자 5명이었다. MR영상기기는 1.5T unit(Signa, GE Medical Systems, Milwaukee, Wisconsin)를 사용하였다. 조영제 주입후 조영제의 일차 통과시 나타나는 자화율을 얻었다. (조영제는 최오의 MR 촬영시작후 10초부터 시작하여, 총량 15cc 의 Gadopentate dimeglumine(Magnevist)를 약 2ml/sec의 속도로 손으로 주입하였다). 각 환자마다 160초 동안 6 slice에서 slice당 80 image씩 총 480 image를 얻었으며 interleaved single shot gradient EPI기법을 사용하였다. 영상변수는 TR 2000ms, TE 50ms, FOV $240{\times}240mm,{\;}matrix{\;}size{\;}128{\times}128$, slice thickness/gap 5/ 2.5mm, flip angle $90^{\circ}$로 하였다. 얻은 영상데이터는 GE workstation으로 전송한 후, 자체적으로 개발한 software에 의해 각 kvoxel마다 시간경과에 따른 신호크기의 로그변화곡선(${\Delta}R2^{*}=-In(S/S_0$)의 적분값을 구하여 국소뇌혈류량(rCBV)영상을 구성하였다. 이의 시각적 해석을 용이하게 하기 위해 정상 뇌백질의 관류정도를 기준으로 하여 상대적인 RGB 색수치로 변환하여, color rCBV map을 얻었다. 관류의 정도와 조영증강정도를 중심으로 관류 MR 영상소견과 조직학적 소견을 관련지어 분석하였다. 결과: 조영증강 T1강조MR영상에서 환상조영증강을 보이는 다형성 교보세포종 2예에서는 변연부 외륜이 고관류를, 중심부의 괴사부위는 저관류로 나타났다. 저등급 교종은 경계가 불분명한 저관류부위로 보였다. 뇌농양 2예는 변연부 외륜이 경도의 고관류를, 중심부는 저관류로 나타났다. 뇌수막종은 미만성의 균일한 중등도 혹은 고도의 고관류로 보였으며, 임파종과 배아종은 경계가 명확한 저관류부위로 나타났다. 신경세포종은 종괴\ulcorner 일부에 중등도 혹은 고도의 고관류부위가 관찰되었고, 전이암은 다수병변중 일부에서 중등도의 고관류를 보였다. 방사선괴사는 저관류부위내에 국소적 고관류부위를 보였다. 결론: 관류 MR영상은 뇌종양의 관류상태를 비교적 잘 반영하며, 조직학적 특성을 예측하는데에 도움을 주 수 있을 것으로 기대된다. 뇌종야에서의 관류MR영상의 분명한 역할을 규명하기 위해서는 앞으로 더 많은 임상적 연구가 필요할 것으로 생각된다.
광섬유 센서는 구조 건전성 감시 분야에 적용되는 유망한 센서 시스템이다. 특히 광섬유 브래그 격자(FBG) 센서는 본 분야에 있어 가장 각광받는 센서들 중에 하나이다. 이러한 FBG 센서는 브래그 파장의 이 동량을 알아내는 방법에 따라 다양한 시스템 구성이 가능하다. 또한 센서 시스템의 동특성은 이러한 시스템에 의해 결정된다. 본 논문에서는 FBG 센서의 브래그 파장 스팩트럼 최대 경사부에 단일 파장 레이저의 중심 파장을 맞춰 놓을 경우, 센서의 경사도가 센서 감도로 작용할 수 있다는 측정 원리를 이용하였다. 이러한 원리는 전체 측정 범위의 한계는 있지만 높은 민감도를 보장한다. 본 측정 원리의 적용 예로서, FBG 센서를 삽입한 복합재 평판을 오토클래이브를 이용해 제작하고 앞서 설명한 측정 원리를 적용하였다. 첫째로 삽입된 FBG 센서를 이용해 충격 망치로 가격된 복합재 평판의 고유 진동수를 성공적으로 측정하였다. 둘째로 고출력 스피커를 이용해 앞서 측정된 고유진동수 중 하나의 특정 주파수로 복합재 평판을 강제 가진 시켰다. 이때 발생하는 구조 진동을 FBG 센서로 측정하였고 동시에 ESPI 측정 시스템을 이용해 진동 모드 형상 역시 성공적으로 측정하여 복합재 구조물의 동특성을 파악하였다. 따라서, 이러한 두 실험을 통해 FBG 센서 시스템과 ESPI 측정 시스템이 복합재 구조물의 동특성 측정에 매우 유용한 기술임을 증명하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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