• 제목/요약/키워드: automatic differentiation method

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Automatic $St{\ddot{o}}ckigt$ Sizing Test Using Hue Value Variation of a Droplet

  • Kim, Jae-Ok;Kim, Chul-Hwan;Lee, Young-Min;Kim, Gyeong-Yun;Shin, Tae-Gi;Park, Chong-Yawl
    • 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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    • 한국펄프종이공학회 2006년도 PAN PACIFIC CONFERENCE vol.2
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    • pp.227-230
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    • 2006
  • The $St{\ddot{o}}ckigt$ sizing test of the most-commonly used sizing tests is easily influenced by the individual testers' bias in recognizing red coloration. Therefore the test had to be modified to improve its reliability and reproducibility by automated recognition of a coloration procedure during testing. In order to achieve this, all measured variables occurring during the $St{\ddot{o}}ckigt$ test was first be analyzed and then reflected in the new automatic system. Secondly, the most important principle applied was to transform the RGB values of the droplet image to hue (H), saturation (S) and value (V) respectively. This is because RGB cannot be used as a color standard, owing to RGB's peculiarity of being seriously affected by the observer's point of view. Therefore, the droplet color had to be separated into three distinct factors, namely the HSV values, in order to allow linear analysis of the droplet color. When the average values of the vectors calculated during color variation from yellow to brown were plotted against time, it was possible to determine the vector value of hue, the most sensitive factor among HSV, at the specific time by differentiation of a function when it exceeds the critical point. Then, the specific time consumed up to the critical point was regarded as the $St{\ddot{o}}ckigt$ sizing degree. The conventional method took more time to recognize an ending point of coloration than the automatic method, and in addition the error ranges of the conventional sizing degrees on the specific addition points of AKD were wider than those of the automatic method.

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설계민감도 해석에서 역전파 방법을 사용한 응력제한조건 위상최적설계 (Stress Constraint Topology Optimization using Backpropagation Method in Design Sensitivity Analysis)

  • 김민근;김석찬;김재승;이재경;이근호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제35권6호
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    • pp.367-374
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    • 2022
  • 본 논문에서는 역전파 방법 기반 자동미분법을 이용하여 설계민감도를 구하고 이를 응력제한조건을 고려한 위상최적설계에 적용하였다. 응력제한조건이 있는 위상최적화문제는 특이점(singularity)과 응력의 국부성(local nature of stress constraint)문제, 그리고 설계 변수에 대한 비선형성의 문제를 포함하고 최적해를 얻기가 매우 힘들다. 특이점 문제를 해결하기 위해서 응력 완화(stress relaxation) 기법을 사용하였고, 응력의 국부성을 해결하기 위해 p-norm을 이용한 전역 응력치를 제한조건에 사용하였다. 설계 변수에 대한 비선 형성을 극복하기 위해 해석적인 방법으로 정확한 설계민감도를 구하는 것이 중요하다. 위상최적설계에서 기존에는 보조변수방법 (adjoint variable method)을 사용하여 빠르고 정확한 설계민감도를 구했지만, 설계민감도를 해석적으로 구해야 하고, 보조평형방정식을 추가로 풀어야 하는 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서 인공신경망에서 최적 가중치(weights)와 편차(biases)를 구할 때 쓰이는 역전파 기법을 이용하여 설계민감도를 구하고 이를 응력제한조건을 고려한 위상최적설계에 적용하였다. 역전파 기법은 자동미분에 쓰이는 기법으로 목적함수나 제한조건에 대한 설계민감도를 별도의 수식유도 없이 간단하게 구할 수 있는 장점이 있다. 또한, 미분값을 구하는 역전파의 과정이 보조평형방정식을 푸는 것보다 계산시간이 빠르고 해석적 방법으로 구한 설계민감도와 같은 정확도를 보여준다.

지진하중을 받는 다층 뼈대구조물의 다목적 최적설계 (Multi-Objective Optimization of Multistory Shear Building Under Seismic Loads)

  • 조효남;민대홍;정봉교
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.255-262
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    • 2002
  • In this paper, an improved multi-objective optimmum design method is proposed. And it is applied to steel frames under seismic loads. The multi-objective optimization problem is formulated with three optimality criteria, namely, minimum structural weight and maximum strain energy and stability. The Pareto curve can be obtained by performing the multi-objective optimization for multistory shear buildings. In order to efficiently solve the multi-objective optimization problem the decomposition method that separates both system-level and element-level is used. In addition, various techniques such as effective reanalysis technique with respect to intermediate variables and sensitivity analysis using an automatic differentiation (AD) we incorporated. Moreover, the relationship function among section properties induced from the profile is used in order to link system-level and element level. From the results of numerical investigation, it may be stated that the proposed method will lead to the more rational design compared with the conventional one.

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온도와 일장의 자동조절에 의한 딸기의 화아분화와 생육특성 (Flower Bud Differentiation and Growth Characteristics of Strawberry through Automatic Control of Temperature and Day Length)

  • 김운섭;김태일;최재현;서관석;원승호;윤화모
    • 원예과학기술지
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    • 제17권3호
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    • pp.325-328
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    • 1999
  • 본 실험은 딸기의 촉성재배에서 일반적으로 사용되고 있는 수동식 야냉육묘시설의 온도와 일장조절이 어려운 단점을 보완하고자 온도와 일장이 자동조절 되는 자동화 시설 내에서 육묘하였을 때 화아분화의 진행정도와 묘소질의 변화, 정식후 수량에 미치는 영향을 구명하고자 수행하였다. 자동화 야냉처리는 수동식처리와 마찬가지로 20일간의 처리에 의해 화아분화 유기가 가능하였다. 처리 14일째에는 화아분화 초기단계로 진행되었으며 20일째에는 분화기까지 진행되었다. 자동화 야냉처리 동안 묘소질은 수동식 육묘장보다 중, 하단에서는 약간 도장하여 관부가 가늘어지는 경향을 보였으며 엽록소 함량의 증가와 증산량의 감소가 있었다. 그러나 화아분화 처리된 묘의 정식후 생육은 처리간에 큰 차이가 없었다. 조기수량이나 품질면에서도 수동식 야냉육묘 방법과 차이가 없어 온도와 일장의 자동조절 자동화 시설내에서 촉성재배 딸기육묘가 가능하였다.

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이산형 변수를 이용한 뼈대구조물의 다단계 최적설계 (Multi-Level Optimization for Steel Frames using Discrete Variables)

  • 조효남;민대용;박준용
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2000년도 가을 학술발표회논문집
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    • pp.115-124
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    • 2000
  • An efficient multi-level (EML) optimization algorithm using discrete variables of framed structures is proposed in this paper. For the efficiency of the proposed algorithm multi-level optimization techniques using a decomposition method that separates both system-level and element-level are incorporated in the algorithm In the system-level, to save the numerical efforts an efficient reanalysis technique through approximated structural responses such as moments and frequencies with respect to intermediate variables is proposed in the paper. Sensitivity analysis of dynamic structural response is executed by automatic differentiation (AD) that is a powerful technique for computing complex or implicit derivatives accurately and efficiently with minimal human effort. In the element-level, to use AISC W-sections a section search algorithm is introduced. The efficiency and robustness of the EML algorithm, compared with a conventional multi-level (CML) algorithm and single-level genetic algorithm is successfully demonstrated in the numerical examples.

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Forest Fire Damage Assessment Using UAV Images: A Case Study on Goseong-Sokcho Forest Fire in 2019

  • Yeom, Junho;Han, Youkyung;Kim, Taeheon;Kim, Yongmin
    • 한국측량학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.351-357
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    • 2019
  • UAV (Unmanned Aerial Vehicle) images can be exploited for rapid forest fire damage assessment by virtue of UAV systems' advantages. In 2019, catastrophic forest fire occurred in Goseong and Sokcho, Korea and burned 1,757 hectares of forests. We visited the town in Goseong where suffered the most severe damage and conducted UAV flights for forest fire damage assessment. In this study, economic and rapid damage assessment method for forest fire has been proposed using UAV systems equipped with only a RGB sensor. First, forest masking was performed using automatic elevation thresholding to extract forest area. Then ExG (Excess Green) vegetation index which can be calculated without near-infrared band was adopted to extract damaged forests. In addition, entropy filtering was applied to ExG for better differentiation between damaged and non-damaged forest. We could confirm that the proposed forest masking can screen out non-forest land covers such as bare soil, agriculture lands, and artificial objects. In addition, entropy filtering enhanced the ExG homogeneity difference between damaged and non-damaged forests. The automatically detected damaged forests of the proposed method showed high accuracy of 87%.

폐 FRP선박의 재활용공정에서 용이한 면포추출공정을 위한 화학적 처리 방법에 관한 연구 (A Study For The Simple Method In Dividing The Layers of Fiber-reinforced Plastic)

  • 이승희;김용섭;윤구영
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.43-46
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    • 2010
  • 중소형 폐 선박으로부터 배출되는 FRP를 재활용하기 위한 방법으로 층상으로 배열된 로빙층과 매트층을 분리하는 것은 에너지 면에서나 환경적인 면에서 많은 장점을 가지고 있다. 비록 로빙층과 매트층은 모두 유리섬유로 이루어져있으나 수지함유량의 차이와 유리섬유의 조직형태의 차이로 인하여 재활용 용도는 매우 달라지고 있다. 그러나 로빙층은 매트층에 비해 얇은 두께로 존재한다는 이유로 인해 로빙층을 FRP에서 분리할 때 기계가 자동적으로 층간의 차이를 인식하기는 매우 어렵다. 따라서 이 추출과정에서 많은 로빙층의 손실과 공정의 난이도에 의한 처리시간 지연 등의 문제가 발생한다. 본 연구에서는 유리의 구성비가 다른 두 층의 화학적 성질의 차를 이용하여 광학적으로 층간 인식이 가능한 방법을 모색하였다. FRP에 대해 유리의 $SiO_2$와 반응하는 플루오르산(HF) 용액으로 처리한 후 수용성 염료를 도포한 경우 두 층간의 차별화가 확연하게 일어났다. 본 연구는 이 결과를 이용하여 폐 FRP의 면포분리 공정의 효율성을 극대화 할 수 있는 시스템을 개발 하였다.

Differentiation of Aphasic Patients from the Normal Control Via a Computational Analysis of Korean Utterances

  • Kim, HyangHee;Choi, Ji-Myoung;Kim, Hansaem;Baek, Ginju;Kim, Bo Seon;Seo, Sang Kyu
    • International Journal of Contents
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    • 제15권1호
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    • pp.39-51
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    • 2019
  • Spontaneous speech provides rich information defining the linguistic characteristics of individuals. As such, computational analysis of speech would enhance the efficiency involved in evaluating patients' speech. This study aims to provide a method to differentiate the persons with and without aphasia based on language usage. Ten aphasic patients and their counterpart normal controls participated, and they were all tasked to describe a set of given words. Their utterances were linguistically processed and compared to each other. Computational analyses from PCA (Principle Component Analysis) to machine learning were conducted to select the relevant linguistic features, and consequently to classify the two groups based on the features selected. It was found that functional words, not content words, were the main differentiator of the two groups. The most viable discriminators were demonstratives, function words, sentence final endings, and postpositions. The machine learning classification model was found to be quite accurate (90%), and to impressively be stable. This study is noteworthy as it is the first attempt that uses computational analysis to characterize the word usage patterns in Korean aphasic patients, thereby discriminating from the normal group.

지진하중을 받는 강뼈대구조물의 표준단면에 대한 다목적 최적설계 (Multi-Objective Optimization of Steel Frames For Standardized Steel Profiles Under Seismic Loads)

  • 조효남;민대홍;정봉교
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.783-791
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    • 2002
  • 본 논문에서는 지진하중을 받는 강뼈대구조물의 표준단면에 대한 다목적 최적설계 정식화 방법을 제안하였다. 다목적 최적화 문제는 강재중량, 변형에너지, 안전성을 목적함수로 구성하였다. 표준단면제원을 이용한 다목적 최적설계 문제를 효율적으로 해결하기 위하여 전역기준법(Global Criterion Method)을 이용하였다. 실제적인 대형구조물의 다목적 최적설계 문제를 효율적으로 해결하기 위해 전체 구조계와 구조 요소계로 나누는 다단계 알고리즘을 적용하였고 자동미분을 이용하여 매개변수에 대한 민감도해석을 이용한 근사재해석 기법을 사용하였다. 또한 전체 구조계와 구조 요소계의 연결을 위해 표준단면을 이용하여 단면 2차 모멘트와 단면적, 단면상수와의 관계를 희귀분석 하였다. 수치해석 결과 안정성을 고려한 강 뼈대 구조물의 최적설계 방법은 기존의 방법보다 합리적인 설계를 유도할 것으로 기대된다.

Synthetic Maternal Stress Hormone Can Modulate the Expression of Hox Genes

  • ;;;;김명희
    • 대한의생명과학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.249-255
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    • 2009
  • All living things have been developed efficient strategies to cope with external and internal environmental changes via a process termed 'homeostasis'. However, chronic prenatal maternal stress may significantly contributes to pregnancy complications by disturbing hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis and the automatic nervous system (ANS), and results in unfavorable development of the fetus. Dysregulation of these two major stress response systems lead to the increased secretion of the glucocorticoids (GCs) which are known to be essential for normal development and the maturation of the central nervous system. As Hox genes are master key regulators of the embryonic morphogenesis and cell differentiation, we aimed to determine the effects of dexamethasone, a potent synthetic glucocorticoid, on gene expression in mesenchymal stem cell C3H10T1/2. Analysis of 39 Hox genes based on reverse transcription PCR (RT-PCR) method revealed that the expression patterns of Hox genes were overall upregulated by long dexametasone treatment. These results indicate that maternal stress may have a deleterious effect on early developing embryo through the stress hormone, glucocorticoid.

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