다층신경회로망의 학습방법인 오류역전도 알고리즘은 연관기억장치, 음성인식, 패턴인식, 로보틱스등과 같은 다양한 응용분야에 널리 사용되고 있다. 그럼에도 불구하고 계속 많은 논문들이 역전도 알고리즘에 대해 발표되고 있는 실정이다. 이러한 연구 동향의 주된 이유는, 뉴런 갯수와 학습 패턴의 갯수가 큰 경우에 역전도 알고리즘의 학습속도가 상당히 느리다는 사실때문이다. 본 연구에서는 가변학습율, 가변모멘텀율, 그리고 시그모이드 함수의 가변기울기를 이용한 새로운 학습속도 가속기법을 개발하였다. 학습이 수행되는 도중에, 이러한 파라메터들은 전체 오류의 변화량에 따라 연속적으로 조정되며, 제안된 기법은 기존의 역전도 알고리즘에 비해 획기적으로 학습시간을 단축시키는 결과를 보였다. 제안된 기법의 효율성을 입증하기 위하여, 처음에는 난수발생기로 생성한 이진 데이터를 이용하여 에포크(epoch) 횟수를 비교할 때 훌륭한 속도 향상을 보였으며, 또한, 기계학습(machine learning)의 벤치마크 학습자료로 많이 사용되는 이진 Monk's data, 4, 5, 6, 7비트 패리티 검사 문제와 실수 Iris data에도 적용하였다.
본 논문의 목적은 교과기반 학습성취평가 시스템 구현을 위한 교과 데이터 모델 및 학습 성취도 산출 알고리즘 개발이다. 현재 대학 교육의 방향인 역량기반 교육을 위해서는 교과기반 학습성취 평가가 필수적이지만 기존 연구들은 교육학적 관점으로서 컴퓨터 시스템 관점의 해결책이 매우 부족하다. 본 논문에서는 코스맵 데이터 구조 분석을 통해 계층 구조의 학습성과 모델, 학습모듈 및 학습활동 모델, 학습성과와 학습활동 연계 매트릭스 모델 및 자동화된 성취도 산출 및 성취수준 평가를 위한 성취도 계산 알고리즘을 제안한다. 이를 통해 교과기반 학습성취 평가 시스템을 개발할 수 있으며 시스템 활용을 통해 학습자의 역량 성취를 효과적으로 평가할 수 있다. 제안된 모델과 알고리즘의 평가를 위해 실제 운영중인 자바프로그래밍 교과목에 적용하였으며 이를 통해 교과기반 학습성과 성취평가 시스템 구현의 핵심요소로 활용할 수 있음을 확인하였다. 향후 연구는 학습성과 성취도 산출을 기반으로 적응형 학습 피드백과 개인화된 학습 추천 알고리즘 개발 및 시스템 구현이다.
본 연구에서 대상으로 하고 있는 LG정유 광양항 제품부두는 7선석(Berth)에 재화중량(DWT) 300톤에서 48000톤의 선박까지 다양한 선박이 이용하고 있으며, 해상의 기상상태에 따른 선박 입출항 통제 지침 설정이 어렵고, 현재 사용하고 있는 지침의 근거가 명확하지 않아 현재의 부두 운영이 비효율적이거나 안정성이 결여되어 있다고 할 수 있다. 따라서 이를 개선하기 위한 합리적인 부두운영 제한조건 개발이 절실히 요구되었다. 본 논문에서는 대상 부두의 특성, 대상 선박의 특성, 하중상태, 선박 운항자의 특성 등을 고려하여 해상/기상 상황(바람, 조류 및 파랑)에 따른 부두 입출항 가능 여부를 정량적으로 판단하고, 안전성 향상 방안을 제시할 수 있는 의사결정 시스템을 개발하고 5번, 7번 선석을 대상으로 이를 검증하였다. 여기서는 입출항 여부를 정량적으로 판단하여 결과를 제시하기 위해서 유전적 프로그램이(Genetic Programming)을 이용한 기계학습 방법을 이용하였으며, GP의 방대한 계산량을 줄이기 위한 가중 선형 연상 기억(Weighted Linear Associative Memory:WLAM) 방법의 도입 및 전역 최적점을 쉽게 찾기 위한 Group of Additive Genetic Programming Trees(GAGPT)를 도입함으로써 학습 성능을 개선하였다.
역전도 알고리즘은 연관 기억장치, 음성 인식, 패턴인식, 로보틱스등 여러 응용 분야에 다양하게 사용되고 있다. 그러나 새로운 학습 패턴을 추가적으로 학습시키려면 이전에학습했던 모든 패턴과 추가되는 패턴을 갖고 처음부터 새로운 학습을 수행하여야 한다. 이는 패턴의 개수가 점차 늘어날수록 학습에 소요되는 시간이 기하 급수적으로 길어지는 결과를 초래하게 된다. 따라서 주기적으로 다량의 데이터를 추가로 학습을 할 경우에 이러한 점진적 학습은 반드시 해결해야 할 문제점으로 간주된다. 본 논문에서는 기존의 신경망 구조는 그대로 유지하면서 대표 패턴을 추출해 추가 학습을 수행하는 방법을 제안하고 제안된 기법의 효율성을 위해 기계 학습 분야의 벤치마크로 많이 사용되는 Monk's data와 Iris data에 적용해 보았다.
다양한 기계 학습 이론을 총체적으로 구현할 수 있는 포괄적 체제로서의 신경망은 현재 활용되는 기능보다 더 큰 잠재력을 지니고 있다. 신경망의 여러 가지 특성 가운데, 연상 기억 능력을 자연적으로 활용 할 수 있는 신경망 내 시냅스 고유의 구조적 속성이 신경망의 가장 중요한 특성이다. 그러나 이론적 장점에도 불구하고, 네크워크의 복잡성에 기인한 다양한 형태의 피할 수 없는 난제들로 신경망의 실제적 구현 및 유지의 어려움이 잘 알려져있다. 본 논문에서는 인공 신경망의 시냅스 가중치 관리를 효과적으로 관리 할 수 있는 도구를 설계 및 구현 하였다. 개발된 소프트웨어는 다양한 형태의 신경망들의 훈련 단계에서 신경망 내 시냅스의 가중치 변화를 표시해 주는 기능을 갖추고 있다.
학교 교육과정의 초기 단계에서부터 대수를 가르쳐야 한다는 주장이 국제적인 공감을 얻으면서, 초등학교에서 적절한 대수 지도 방안을 찾는데 관심이 높아지고 있다. 그러나 초등학교에서 대수적 추론 능력을 향상시키기 위해 수학 수업이 어떻게 이루어져야 하는가에 관한 실제적인 연구는 여전히 부족한 상황이다. 본 연구는 초등학교에서의 효과적인 대수 교수-학습에 대한 구체적이고 실질적인 정보를 얻기 위해, 곱셈의 결합법칙 탐구를 강조한 4학년 수업 사례를 중심으로 탐구적 질적 사례 연구를 실시하였다. 체계적인 수업 분석을 통해 본 연구는, 구체적인 상황에서 수와 연산의 성질에 초점 맞추기, 충분한 사례 탐구를 통해 수와 연산의 성질 발견하기, 임의의 수 상황에서 연산의 성질 일반화하기의 세 단계에 따라 교사가 어떤 활동들을 구성할 수 있으며 학생들은 어느 정도의 대수적 추론을 발현할 수 있는지를 구체적인 사례를 통해 밝히고자 하였다.
For the purpose of building the more efficient knowledge learning system, it is very important to make a good structure of the knowledge system first of all. The well designed knowledge system can make the stored knowledge to be easily accessed for knowledge acquisition and extraction. Expert knowledge can also play a good role for controlling. Accordingly, in this paper we propose the Hierarchical modular system with expert knowledge gating mechanism. This system consists of the mechanisms for knowledge acquisition, constructing the associative memory, knowledge inference and extraction according to the expert knowledge gating mechanism. We applied this system to the medical diagnostic area for classifying Virus(coxackie virus, echovirus, cold), Rhinitis(Nonallergic, allergic) and tested with symptom data
Rule minimization technique adapted from rough set theory was applied to remove redundant knowledge which is not necessary to make a knowledge base. New algorithm to diagnose fault using Improved Fuzzy Cognitive Maps(I-FCMs), and Fuzzy Associative Memory(FAM) is proposed. I-FCM[22] is superior to gathering knowledge from many experts and descries dynamic behaviors of systems very well. I-FCM is not only a knowledge base, but also a inference engine. FAM has learning capability like neural network[12]. Rule minimization and composition of I-FCM and FAM make it possible to construct compact knowledge base and breaks the border between inference engine and knowledge base.
The purpose of this research was to examine the concurrent validity of the Nalongyee children's achievement motivation test by studying its relationship to a children's school readiness test. The subjects were 335 preschool children (171 urban and 164 rural) selected from 8 public and 7 private kindergartens located in two metropolitan areas (Seoul and Pusan) and 5 rural counties in Kyungsang Nam Do. Instruments included the Nalongyee Children's Achievement Motivation Test by the author and the School Readiness "Lest by Unhai Rhee. Data were analyzed by Pearson r and Z-test. Readiness was positively related to the total score and sub-areas of achievement motivation (.10-.43). Sub-areas of the achievement motivation test were related to each of the 4 factors of the readiness test. The correlations ranged from .00-.35 with the personal-social response factor, .00-.26 with the associative vocabulary factor, .05-.31 with the number concept factor, and .03-.37 with the perception factor. Significant differences in correlations were found between urban and rural areas for self-confidence, interest in learning, interest in kindergarten and physical competence.
본 논문에서는 영어를 외국어로써 학습하는 한국인 학습자를 대상으로 한 새로운 영어 단어 학습 기법을 소개하고, 그 효용을 검증한다. 외국어 학습자에게는 외국어 단어를 외우는 절차가 중요한 이슈이기 때문에 영어단어 암기 효율을 높이기 위한 방법이 다수 제시되어 왔는데, 본 실험에서는 기존에 효과를 검증받은 방식과의 성능비교를 통한 검증을 시도한다. 실험 결과로부터 학습자가 새로 암기한 단어에 대하여 시간 지연에 따른 망각 정도가 기존 방식에서 제시하는 방법을 따랐을 때보다 적음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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