본 연구에서 개발된 의료용 침대는 N개의 건반으로 이루어져 각각이 엑츄에이터에 의해 수직으로 구동된다. 각 건반에는 M개의 센서가 실장되어 체압을 측정하므로 체압지도의 해상도는 MN에 의해 결정된다. 각 건반에는 센서 제어기가 실장되어 M개의 센서로부터 측정한 체압값을 CAN(Car Area Network)와 같은 직렬 통신 네트워크를 통해 메인제어기로 전달한다. 각 건반에는 모터를 구동하는 서보 드라이버가 하나씩 장착되며 메인 제어기와 CAN으로 연결되어 메인 제어기에서 지시된 변위값대로 건반의 높낮이를 제어하며 향후 개발될 인공지능 제어 알고리즘을 위해 신체 각부의 편안도를 조사하여 건반의 높낮이를 맞추었다. 또한, 건반 각부에 걸리는 최대 체압값과 체압비를 계산하여 인공지능에 의한 침대 편안도 제어를 위해 기초 데이터로 활용한다. 결과적으로 제시된 시스템은 향후 개발될 인공지능에 의한 신체의 안락함과 욕창 방지 제어를 위해 활용될 수 있는 토대가 될 수 있다.
야생에서 Cordyceps militaris를 채집하여 실험실에서 균을 분리하였으며, 형태적, 배양적 특징 및 인공자실체 형성조건에 관하며 몇 가지 실험을 하였다. 인공자실체에 형성된 C. militaris의 자좌는 곤봉형 또는 막대 형태로 야생에서와 같이 오랜지색을 띄었다. 자좌에 형성된 자낭각은 달걀모양으로 반나생 하며, 크기는 $30{\sim}90{\times}90{\sim}130\;{\mu}m$로 원주상의 자낭과 장방추형의 자낭포자를 가지고 있었다. C. militaris의 불완전 세대는 구형이나 땅콩모양의 분생포자를 형성하며, PDA 배지에서 양모상으로 중앙 융기한다. 인공자실체 형성조건에 관하며 배양용기로는 생육일수가 빠르고, 발이율과 수량이 높은 PP 배양병이 적당하였으며, 조명도는 1,000 lx에서 자실체 생육이 우수한 결과를 얻었다. 자실체 행성에 적합한 염가의 배지는 누에 번데기 보다 쌀보리, 밀과 현미 등의 곡물배지이며, 자실체 형성을 위해 종균제조에 사용되는 균주는 3회 이상 계대배양 할 경우 급격한 수량 감소의 요인으로 작용하였다.
본 연구는 기계에 의한 안무가 시작된 오늘날 인공지능이 무용예술에 가져올 변화를 예측하고 문제를 제기하며 인간예술가로서 우리가 할 수 있는 질문을 찾는 시론적 성격을 지닌다. 연구는 기계창작예술 시대에서 무용이 처할 수 있는 위기 중 하나로 인공지능이 인간 안무가의 도구에 머무는 것이 아니라 안무의 주체가 됨으로써 인간 무용수를 조종하고 제한하는 힘을 갖게 되는 것임을 안무의 정치 담론을 토대로 제시한다. 이는 인공지능이 안무의 영역을 장악하고, 인간 안무가는 무능한 관조자에 머물게 됨으로써 결과적으로 무용수의 춤추는 몸은 인공지능에 의해 통제되고 조종되는 기계적인 몸으로 전락하게 될 수 있다는 위기의식에서 비롯한다. 이러한 우려가 현실이 되지 않기 위해서, 본 연구는 세 가지의 방안을 제안한다. 첫째, 안무가 및 무용수는 인공지능 예술 시대를 살아가기 위한 디지털 리터러시 역량을 키워야하며 둘째, 안무가는 창작 작업에 있어 인간 안무가와 무용수, 그리고 인공지능의 역할을 정확히 구분하는 능력을 획득해야 하고 셋째, 무용과 기술의 상호매체적 연구가 활발하게 수행됨으로써 인공지능 무용에 관한 다양한 층위의 담론이 형성되어야 한다. 이러한 노력들을 통해 인간 무용가는 인공지능 기술의 혁신이 불러올 새로운 무용 생태계에서 수동적인 관조자가 아닌 예술의 주체로 존재하며 인공지능과 창의적이고 생산적으로 공존하는 시대를 맞이할 수 있을 것이다.
In this paper Author introduce a new field named Artificial Life and its main directions of research. That is the research of evolutionary robot and artificial brain. Then author explored the advanced scientific thought hidden in them. Furthermore, the author tries intuitively to show a new type of control that is heuristically raised from artificial life research. It could be named as evolutionary control. This type of control is more like human body´s structure, and it is self-organized.
Although several artificial disc designs have been developed for the treatment of discogenic low back pain, biomechanical change with its implantation was rarely studied. To evaluate the effect of artificial disc implantation on the biomechanics of functional spinal unit, nonlinear three-dimensional finite element model of L4-L5 was developed with 1-mm CT scan data. Two models implanted with artificial discs, SB $Charit\acute{e}$ or Prodisc, via anterior approach were also developed. The implanted model predictions were compared with that of intact model. Angular motion of vertebral body, force on spinal ligaments and facet joint, and the stress distribution of vertebral endplate for flexion-extension, lateral bending, and axial rotation with a compressive preload of 400 N were compared. The implanted model showed increased flexion-extension range of motion and increased force in the vertically oriented ligaments, such as ligamentum flavum, supraspinous ligament and interspinous ligament. The increase of facet contact force on extension were greater in implanted models. The incresed stress distribution on vertebral endplate for implanted cases indicated that additinal bone growth around vertebral body and this is matched well with clinical observation. With axial rotation moment, relatively less axial rotation were observed in SB $Charit\acute{e}$ model than in ProDisc model.
Although several artificial disc designs have been developed for the treatment of discogenic low back pain and used clinically, biomechanical change with its implantation seldom studied. To evaluate the effect of artificial disc implantation on the biomechanics of lumbar spinal unit, nonlinear three-dimensional finite element model of L1-L5, S1 was developed and strain and stress of vertebral body and surrounding spinal ligaments were predicted. Intact osteoligamentous L1-L5, S1 model was created with 1-mm CT scan of a volunteer and known material property of each element were applied. This model also includes the effect of local muscles which was modeled with pre-strained spring elements. The intact model was validated with reported biomechanical data. Two models implanted with artificial discs, SB Charite or Prodisc, at L4/5 via anterior approach were also developed. The implanted model predictions were compared with that of intact model. Angular motion of vertebral body, force on spinal ligaments, facet joint contact force with $2\sim12$ Nm flexion-extension moment.
This study is to show the qualitative analytic methods of facial asymmetry with three-dimensional morphometry and find out asymmetry change resulted from enlarging three local regions. Steel balls (1.2mm in diameter) were attached in twenty seven landmarks of a symmetrical artificial human skull. This artificial human skull was used as experimental materials. Twelve different asymmetrical artificial human skulls were formed by gradually enlarging the mandibular body length, gonial angle, and ramus height of the left hemiface. From the three-dimensional morphometry of each skull type, nine local area measurements and three total sum area measurements(representing the mandibular area, maxillary area, and lower facial area) were acquired and made into the surface area asymmetry degree. Menton deviation itself was used as the surface area asymmetry degree while right-left percentages were used in the other measurements. These surface area asymmetry degrees were compared with each other to find out asymmetry change according to the degree of actual facial asymmetry. Through the statistical analysis, following results were obtained. The results were as follows: 1. Left maxillary area of artificial human skull was 7.13$\pm$0.26% larger while mandibular area was 4.14$\pm$0.12% smaller than each those of right hemiface. After all, left lower facial area was 1.44$\pm$0.07% larger than those of right hemiface.(n=7). 2. Among the reduce rates of surface area asymmetry degree resulted from enlarging three local regions, ramus height was similar to mandibular body length while it was bigger than those of gonial angle. 3. Among the increase rates of menton deviation resulted from enlarging the local regions, ramus height was the biggest, mandibular body length was the second and gonial angle was the smallest. These results suggest that three-dimensional morphometry can be used to qualitatively analyse facial asymmetry and the asymmetry degree is more influenced by enlarging the ramus height, mandibular body length than those of gonial angle.
3차원 영상을 활용한 체형 측정 방식은 최근 3차원 측정 카메라와 알고리즘의 발전으로 인하여 보편적으로 활용되고 있다. 기존의 3차원 영상 장비들은 고가의 장비들로 보편화에 한계가 있었다. 최근 저렴한 3D 카메라와의 보급과 다양한 측정 방식의 발달로 인하여 여러 가능성을 보이고 있다. 이는 정확한 데이터 수집을 필요로 하는 의료기기 시장에 많은 영향을 미칠 수 있을 것으로 보인다. 인공지능을 활용한 다양한 의료기기 제품들이 등장하고 있는데 정확한 인공지능 알고리즘을 개발하기 위해서는 정확한 데이터 수집이 가장 중요하다. 3차원 영상을 활용한 인공지능 알고리즘 개발에 3D 카메라를 활용한 수집 장비들은 주요한 요소로 작용할 것으로 보여진다.
Whole body bone scan is the most frequently performed nuclear medicine imaging to evaluate bone metastasis in cancer patients. We evaluated the performance of a VGG16-based transfer learning classifier for bone scan images in which metastatic bone lesion was present. A total of 1,000 bone scans in 1,000 cancer patients (500 patients with bone metastasis, 500 patients without bone metastasis) were evaluated. Bone scans were labeled with abnormal/normal for bone metastasis using medical reports and image review. Subsequently, gradient-weighted class activation maps (Grad-CAMs) were generated for explainable AI. The proposed model showed AUROC 0.96 and F1-Score 0.90, indicating that it outperforms to VGG16, ResNet50, Xception, DenseNet121 and InceptionV3. Grad-CAM visualized that the proposed model focuses on hot uptakes, which are indicating active bone lesions, for classification of whole body bone scan images with bone metastases.
Paecilomyces japonica의 형태적 특정과 인공자실체 형성방법에 관하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 형태적 특징으로 포자크기는 $5.0{\sim}7.9{\times}1.5{\sim}2.4{\mu}m$이며, 모양은 ellipsoidal, obovoid를 나타냈고, 인공자실체는 황색, 크기는 $50.6{\sim}104.5mm$이었다. 균사생육은 pH7, $25^{\circ}C$ 조건의 PDA배양이 가장 양호하였다. 배양병 종류에 따른 P. japonica의 배양 및 생육일수는 유리배양병이 50일이 소요되었으나, PP배양병은 30일이었으며, 자실체 생육은 PP배양병에서 자실체 길이가 길어지고, 발이 개수도 많아 1.2g/병 증수효과가 있었다. 조명도에 따른 결과로는 $100{\sim}400\;lx$에서 자실체 생육이 우수하였으며, 특히 100 lx에서 전체수량 대비 자실체 수량이 가장 높은 32.87%로 0.1x에 비해 18.9% 높았다. 또한 빛의 강도가 높을수록 자실체의 분화율이 높았으며, 2500 lx에서는 60.5%의 자실체 분화율을 나타냈다. 광종류에 따른 자실체 생육은 적색등>형광등>백열등>청색 등순이었으며, 자실체 생육을 위한 적정 배지로는 누에 번데기와 곡물배지를 비교한 바 곡물배지 중 우수하였다. $CO_2$ 농도가 자실체 생육에 미치는 영향은 배양병마개를 닫고 생육하였을 때, 자실체 수량이 5.1g/병이 증수되었으며, 전체수량 대비 자실체 수량도 5.8% 증가되었다.Paecilomyces japonica의 형태적 특정과 인공자실체 형성방법에 관하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 형태적 특징으로 포자크기는 $5.0{\sim}7.9{\times}1.5{\sim}2.4\;{\mu}m$이며, 모양은 ellipsoidal, obovoid를 나타냈고, 인공자실체는 황색, 크기는 $50.6{\sim}104.5\;mm$이었다. 균사생육은 pH7, $25^{\circ}C$ 조건의 PDA배양이 가장 양호하였다. 배양병 종류에 따른 P. japonica의 배양 및 생육일수는 유리배양병이 50일이 소요되었으나, PP배양병은 30일이었으며, 자실체 생육은 PP배양병에서 자실체 길이가 길어지고, 발이 개수도 많아 1.2g/병 증수효과가 있었다. 조명도에 따른 결과로는 $100{\sim}400\;lx$에서 자실체 생육이 우수하였으며, 특히 100 lx에서 전체수량 대비 자실체 수량이 가장 높은 32.87%로 0 1x에 비해 18.9% 높았다. 또한 빛의 강도가 높을수록 자실체의 분화율이 높았으며, 2500 lx에서는 60.5%의 자실체 분화율을 나타냈다. 광종류에 따른 자실체 생육은 적색등>형광등>백열등>청색 등순이었으며, 자실체 생육을 위한 적정 배지로는 누에 번데기와 곡물배지를 비교한 바 곡물배지 중 우수하였다. $CO_2$ 농도가 자실체 생육에 미치는 영향은 배양병마개를 닫고 생육하였을 때, 자실체 수량이 5.1g/병이 증수되었으며, 전체수량 대비 자실체 수량도 5.8% 증가되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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