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Small CNN-RNN Engraft Model Study for Sequence Pattern Extraction in Protein Function Prediction Problems

  • Lee, Jeung Min;Lee, Hyun
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제27권8호
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    • pp.49-59
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    • 2022
  • 본 논문에서는 2020년 기준 단백질 서열을 이용한 기능과 구조 예측 분야에서 가장 많이 사용되고 있는 딥러닝 모델인 CNN과 LSTM/GRU 모델을 동일한 조건 하에 비교 평가한 연구를 토대로 새로운 효소 기능 예측 모델인 PSCREM을 설계하였다. CNN 합성곱 시 누락되는 세부 패턴을 보존하기 위하여 서열 진화정보를 이용하였으며 중첩 RNN을 통해 기능적으로 중요한 의미를 가지는 아미노산 간의 관계 정보를 추출하고 특징 맵 제작에 참조하였다. 사용된 RNN 계열의 알고리즘은 LSTM과 GRU로 보통 stacked RNN 기법으로 100 units 이상 2~3회 쌓는 것이 일반적이나 본 논문에서는 10, 20 unit으로 구성한 뒤 중첩시켜서 특징 맵 제작에 사용하였다. 모델에 들어가는 데이터는 단백질 서열 데이터로 PSSM profile로 가공한 뒤 사용되었다. 실험 결과 효소 번호 첫 번째 자리를 예측하는 문제에 대해 86.4%의 정확도를 나타냄을 입증하였고, 효소 번호 3번째 자리까지 예측 정확도 84.4%의 성능을 내는 것을 확인하였다. PSCREM은 Overlapped RNN을 통해 단백질 기능에 관련된 고유 패턴을 더 잘 파악하며 Overlapped RNN은 단백질 기능 및 구조 예측 추출 분야에 새로운 방법론으로서 제안된다.

원주시 성황림(城隍林) 식생분포 현황 및 24년간(1986~2010년) 변화분석 (Vegetation Distribution Status and Change for Twenty Four Years(1986~2010) of Seunghwanglim(Forest), Wonju)

  • 한봉호;최진우;노태환;김지석
    • 한국환경생태학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.741-757
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    • 2012
  • 본 연구는 원주시 성황림을 대상으로 식생분포 현황을 규명하고 24년간의 변화를 비교분석하여 성황림의 보전 및 관리의 기초자료 제공을 목적으로 하였다. 현존식생 조사 결과 전체 면적 $56,231m^2$ 중 졸참나무림(7.02%), 복자기림(5.71%) 등의 낙엽활엽수림과 소나무림(6.4%)이 다양하게 분포하였다. 평지림의 수종 현황은 교목 34종, 아교목 65종, 관목 70종으로 전체 88종이 분포하였으며, 교목 500개체, 아교목 1,102개체가 생육하고 있었다. 주요 수종의 평균상대 우점치는 느릅나무(15.6%), 복자기(15.2%), 소나무(11.1%), 졸참나무(9.8%)이었고, 복자기와 느릅나무가 비교적 다양한 직경급으로 생육하고 있었다. 24년간 변화분석 결과 성황림은 과거 졸참나무-복자기군집에서 느릅나무-복자기군집으로 변화하였으며, 흉고직경 30cm 이상 대경목은 총 18종 166주로 조사되어 과거보다 63주가 증가하였다. 과거 무분별한 이용으로 훼손되었던 성황림은 1990년 이후 경계부에 펜스 설치 등 인간의 출입통제 조치를 한 후 아교목층 및 관목층의 발달과 교목층의 대경목이 증가하는 추세를 보임에 따라 훼손된 생태계가 차츰 복원되고 있다고 판단된다. 성황림의 보전과 보호에 있어서 성황림 고유의 생태계를 교란할 가능성과 자생식물의 생육에 영향을 미칠 수 있는 아까시나무, 은사시나무, 밤나무, 칡 등 외래식물과 덩굴식물의 관리가 필요하고 변화 상태를 모니터링 해야 할 것이다.

난방 온실의 지중열 교환 특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Characteristics of Ground Heat Exchange in Heating Greenhouses)

  • 신현호;남상운
    • 생물환경조절학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.218-223
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    • 2016
  • 온실의 난방부하 중 지중전열부하는 산정방법이나 적용여부가 제각각이고, 온실의 규모에 따라 각각의 방법에는 큰 차이가 있으므로 보다 정확히 국내에 적용할 수 있는 방법을 정립할 필요가 있다. 본 연구에서는 원예시설의 난방부하 산정방법 정립에 필요한 기초자료를 제공하기 위하여 위치와 규모가 다른 3개의 연동 플라스틱 온실에서 난방기간 동안 지온분포와 토양열류를 실측하였으며, 온실의 지중전열부하 산정방법을 검토하고 난방설계에 필요한 기준자료를 도출하였다. 난방중인 온실의 지온분포를 실측하여 실내기온과 비교한 결과 온실의 중앙 부분에서는 지온이 실내기온 보다 높고, 온실의 끝부분과 모서리 부분에서는 지온이 실내기온 보다 낮은 것으로 나타났다. 그러므로 온실의 중앙 부분에서는 지중열이 공급되고, 온실의 측면 부분에서는 외주부를 통해서 열손실이 발생하며, 온실의 규모에 따라 차이가 있는 것으로 판단된다. 건물의 외주부를 통한 열손실 개념을 도입하고, 온실의 규모를 반영하여 수정한 온실의 지중전열부하 산정방법은 타당성이 있는 것으로 평가된다. 토양열류센서를 이용하여 실측한 지중전열량은 실내외 기온차에 비례하여 직선적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 지중전열량 분석 결과로부터 지중전열의 방향이 바뀌는 기준온도차를 도출하였으며, 국내 온실의 난방설계에서 대규모 온실은 $10^{\circ}C$ 내외, 소규모 온실은 $12.5{\sim}15^{\circ}C$를 적용할 것을 제안하였다. 또한 지중열류 실측 결과로부터 온실의 외주부 단위길이당 열손실계수를 도출하였으며, 대규모 온실은 $7.5{\sim}10W{\cdot}m^{-1}{\cdot}K^{-1}$, 소규모 온실은 $2.5{\sim}5.0W{\cdot}m^{-1}{\cdot}K^{-1}$를 설계기준 자료로 제안하였다.

A Study on the Improvement Scheme of University's Software Education

  • Lee, Won Joo
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제25권3호
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    • pp.243-250
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    • 2020
  • 본 논문에서는 대학의 효과적인 SW교육 방법을 제안한다. 해외 Top 10 대학과 SW중심대학, 거점 국립대학의 SW교육과정을 비교 분석하고, 그 결과를 기반으로 대학의 효과적인 SW교육 방법을 위해 5가지 개선할 점을 제안한다. 첫째는 교육과정 개발과정에서 SW 개발자의 직무 분석을 기반으로 교과목을 개발함으로써 산업체 현장 적응력을 높이는 것이다. 둘째는 4차 산업혁명 핵심기술(클라우드컴퓨팅, 빅데이터, 가상/증강현실, 사물인터넷 등)의 교과목을 강화하여 의료, 바이오, 센서, 인간, 인지과학 등의 다양한 분야와 융합하는 것이 필요하다. 셋째는 프로그래밍 언어 교육은 기본적인 문법 교육 후, SW융합 교과목에 포함하여 다양한 분야의 프로젝트를 구현해 보도록 해야 한다. 또한, 응용프로그램 개발자보다는 시스템프로그래밍 개발자, Back-End(서버단) 개발자 양성을 위한 교과목을 강화해야 한다. 넷째는 Product 기반의 자기 주도적 학습이 가능한 캡스톤디자인, 종합설계 등의 교과목을 강화하여 산업체 프로젝트에 참여할 기회를 제공한다. 다섯째는 지역 기반의 산업체 현장에서 기술을 습득할 수 있는 인턴십 또는 산학연계 프로그램을 강화함으로써 각 지역산업 기반의 대학 특성화 교육과정 개발이 필요하다.

사물인터넷 기반 활동량측정기의 고객사용특성 및 욕구에 대한 종단연구 (A Longitudinal Study on Customers' Usable Features and Needs of Activity Trackers as IoT based Devices)

  • 홍석기;윤상철
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.17-24
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    • 2019
  • 2016년 세계경제포럼(WEF)에서 4차산업혁명이 소개된 이래 사물인터넷, 인공지능, 빅데이터, 5G, 클라우드 컴퓨팅, 3D/4D 프린팅, 로보틱스, 나노기술, 바이오 공학 등 다양한 분야에서 이런 기술을 활용한 제품과 비즈니스가 빠르게 확대되어 왔다. 사물인터넷 중에서는 웨어러블 디바이스가 최종고객을 대상으로 활용되는 선도적 적용분야로 인식되고 있다. 본 연구의주요 목적은 활동량 측정기에 대해서 고객의 욕구를 파악하고, 이를 마케팅 믹스와 연계시킨 제1차 연구에 기반하여 제2차 연구를 수행하고 이 결과를 제1차 연구결과와 비교하는 종단연구이다. 더불어서 미래 활동령 측정기 개발을 위한 잠재욕구를 파악하는 것이다. 이를 위해서 2018년 5월 대학생들을 대상으로 서베이가 수행되었으며 이용특성에 관한 주요변수에 대해서 ANOVA 등 실증연구가 이루어졌다. 또한 제1차 연구와는 달리 잠재욕구에 대한 분석결과를 단어구름기법을 사용하여 시각화하였다. 제품 가격 유통 촉진 등의 마케팅 믹스에 기반을 둔 종단연구결과에 따르면 현재 활동량 측정기는 도입기에서 성장기로 이전하고 있으며, 마케팅 믹스 각각에 대한 변화를 발견할 수 있었다. 연구결과는 학계뿐 아니라 사물인터넷 기반의 디바이스를 개발하려는 개발자에게 고객의 욕구에 기반 개발과 관련하여 시사점을 제공한다.

보온커튼을 설치한 플라스틱 온실의 틈새환기전열량 실측조사 (Experimental Study on the Infiltration Loss in Plastic Greenhouses Equipped with Thermal Curtains)

  • 남상운;신현호
    • 생물환경조절학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.100-105
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    • 2015
  • 온실의 난방부하 중 틈새환기전열부하 산정방법은 설계 기준마다 제각각이고, 온실의 규모에 따라 각각의 방법에는 큰 차이가 있으므로 보다 정확히 국내에 적용할 수 있는 방법을 정립할 필요가 있다. 본 연구에서는 원예시설의 환경설계 중 난방부하 산정방법 정립에 필요한 기초자료를 제공할 목적으로 다양한 종류의 보온커튼을 설치한 단동 및 연동 플라스틱 온실에서 추적가스법을 이용하여 틈새환기율을 실측하였으며, 온실의 틈새환기 전열부하 산정방법을 검토하였다. 연동온실의 틈새환기율은 $0.042{\sim}0.245h^{-1}$의 범위로 측정되었으며 단동온실의 틈새환기율은 $0.056{\sim}0.336h^{-1}$의 범위로 측정되어 단동온실이 약간 큰 것으로 나타났다. 온실의 틈새환기율은 단동, 연동 구분없이 보온커튼의 층수에 따라 크게 감소하는 것으로 나타났다. 또한 틈새환기율은 온실의 실내외 기온차가 커질수록 증가하는 경향을 보였으나, 실험기간 동안의 낮은 풍속 범위에서 외부 풍속에 따른 틈새환기율의 변화는 일정한 경향을 찾을 수 없었다. 온실의 난방설계를 위한 틈새환기율은 적정 실내외 기온차에서의 값을 제시할 필요가 있고, 최대난방부하 산정의 기준이 되는 낮은 풍속 범위에서 풍속에 따른 틈새환기율의 변화는 고려하지 않아도 되는 것으로 고찰되었다. 다만 강풍지역에서는 열관류율을 포함하여 최대난방부하를 약간 증가시키는 보정계수의 적용이 필요할 것으로 판단되었다. 온실의 틈새환기전열부하 산정방법을 검토한 결과 틈새환기전열계수와 온실의 피복면적을 이용하는 방법은 문제가 있는 것으로 나타났으며, 틈새환기율과 온실의 체적을 이용하는 방법이 합리적인 것으로 판단되었다.

강제 흡출식 복사선 차폐장치가 온실의 기온측정에 미치는 영향 (Effects of an Aspirated Radiation Shield on Temperature Measurement in a Greenhouse)

  • 정영균;이종구;윤성욱;김현태;안은기;서재석;윤용철
    • 생물환경조절학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.78-85
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    • 2019
  • 본 연구에서는 본 연구실에서 자체적으로 제작한 비교적 제작이 간편하고 비용이 저렴한 강제 흡출식 복사선차폐장치(Aspirated Radiation Shield; ARS)로 측정한 실측 데이터를 바탕으로 장치의 성능과 온도 및 상대습도의 측정오차에 대하여 보고하고자 연구를 수행하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. ARS장치와 진주기상대에서 측정한 최대, 평균 및 최저온도의 범위는 각각 $2.0{\sim}34.1^{\circ}C$$0.4{\sim}31.5^{\circ}C$, $-6.1{\sim}22.2^{\circ}C$$-5.8{\sim}22.0^{\circ}C$, $-14.1{\sim}16.3^{\circ}C$$-14.0{\sim}15.1^{\circ}C$범위로 나타났다. 최대기온의 최저 및 최고온도에서 각각 $1.6^{\circ}C$$2.6^{\circ}C$정도 교내에서 측정한 값이 약간 높게 나타난 것을 제외하면, 두 기관에서 측정한 온도에 큰 차이가 없는 것을 알 수 있었다. 표준온도계의 측정값과 검증한 결과, ARS장치로 측정한 온도가 표준온도계에 비해 $-2.0^{\circ}C$정도 낮거나 $1.8^{\circ}C$보다 높게 나타나났다. 표준온도계와 상관분석 한 결과, 결정계수는 0.99정도였다. 팬의 유무에 따른 온도의 경우, 전체적으로 팬이 없는 경우가 최고, 평균 및 최저온도가 각각 $0.5{\sim}7.6^{\circ}C$, $0.3{\sim}4.6^{\circ}C$$0.5{\sim}3.9^{\circ}C$정도 높게 나타났다. 그리고 ARS장치와 진주기상대에서 측정한 일평균 상대습도는 전체적으로 ARS장치로 측정한 값이 약간 높은 경향이 있고, 특히 상대적으로 6월 27일, 7월 26일, 29일, 8월 20일에 측정한 값이 각각 5.7%, 5.2%, 9.1% 및 5.8%정도로 다소 높게 나타났지만, 두 기관의 월별 평균치는 2.0~3.0%정도로 미미한 수준이었다. 또한 ARS장치와 아스만 통풍습도계로 측정한 상대습도는 전체적으로 -3.98~+7.78%정도의 범위 내에 있는 것으로 나타났다. 진주기상대와 아스만 통풍습도계로 측정한 상대습도를 상관분석 결과, 결정계수가 각각 0.94 및 0.97정도로써 높은 상관관계를 보였다.

자갈 하중주에서 식생의 공간 분포 및 동태: 방태천의 사례 (Spatial Distribution and Dynamics of Vegetation on a Gravel Bar: Case Study in the Bangtae Stream)

  • 피정훈;김혜수;김경순;오우석;구본열;이창석
    • 생태와환경
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    • 제46권2호
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    • pp.215-224
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    • 2013
  • 강원도 인제군에 위치한 방태천의 하중주에 성립된 식생과 하상물질을 지도화한 후 양자를 비교하여 식생의 성립 배경을 밝혔다. 전체적인 식피율은 하중주의 내부에서 높고 가장자리에서 낮은 경향이었다. 선단부(상류 방향)와 후미(하류 방향)를 비교하면, 전자보다 후자에서 식피율이 높은 경향이었다. 교목은 유수에 의한 교란의 영향이 적은 하중주의 후미에 제한적으로 분포하였고, 아교목 역시 교란의 영향이 적은 하중주의 중앙 이하에 분포하였다. 관목은 하중주의 종단면에 따른 차이는 적었지만 횡단상으로는 차이를 보여 부수로가 흐르는 하중주의 우측(좌안)보다 주수로가 흐르는 좌측(우안)에 주로 분포하였다. 초본류의 경우는 하중주의 위치에 따른 차이 없이 전체적으로 고르게 분포하였다. 수고분포는 하류부근에서 높이가 높고 상류로 갈수록 낮아지는 경향이었다. 이러한 식생과 하상물질의 분포로 보아 하중주는 상류방향으로 새로 형성되는 것으로 평가되었다. 하중주에서 수집된 식생자료에 기초하여 식분을 서열화한 결과, 식분의 배열은 I축 상의 오른쪽에서 왼쪽으로 이동함에 따라 1년생 초본식생, 다년생초본, 관목 그리고 교목의 순서로 나타나 식생의 발달단계에 따라 분포하는 경향이었다. 식물군락 별 종 순위-우점도 곡선에서 종 풍부도는 소나무 군락, 달뿌리풀군락, 갯버들군락, 물푸레나무군락, 1년생 식물 우점군락 및 귀룽나무군락 순으로 높게 나타났다. 이상의 결과에서 보여지듯이 방태천은 하천의 상류에 해당하여 저질의 입자가 컸다. 따라서 그들은 굴러서 이동하므로 하중주는 주로 상류 방향으로 새로 형성되었다. 하중주의 후미에서 선단부를 향해 교목림지, 관목림지 및 초지의 순서로 배열된 식생의 공간배열이 하중주의 형성과정을 반영하였다. 그러나 하중주는 역동적인 공간으로서 유수에 의한 교란은 물론 부유사에 의한 교란도 빈번하게 받고 있다. 그러한 교란이 서식처 다양성을 이끌어내고, 궁극적으로 높은 생물다양성을 가져왔다.

IT교육 서비스품질이 교육만족도, 현업적용의도 및 추천의도에 미치는 영향에 관한 연구: 학습자 직위 및 참여동기의 조절효과를 중심으로 (A Study on the Influence of IT Education Service Quality on Educational Satisfaction, Work Application Intention, and Recommendation Intention: Focusing on the Moderating Effects of Learner Position and Participation Motivation)

  • 강려은;양성병
    • 지능정보연구
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    • 제23권4호
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    • pp.169-196
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    • 2017
  • 제4차 산업혁명의 도래로 IT(information technology)를 활용한 다양한 융합기술에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이에 따른 고품질의 IT관련 교육서비스 제공의 필요성 및 중요성 또한 점차 증대되고 있다. 한편, 일반적인 교육서비스 품질 및 만족도에 관한 연구는 그 동안 다양한 맥락에서 활발히 진행된 바 있으나, IT교육 참가자를 대상으로 한 IT교육 서비스품질의 역할을 살펴본 연구는 상대적으로 부족한 것으로 파악된다. 이에 본 연구에서는 SERVPERF 모형 및 관련 선행연구를 바탕으로 IT교육 맥락에서 IT교육 서비스품질의 다섯 가지 차원(유형성, 신뢰성, 반응성, 확신성 및 공감성)을 도출하고, 이러한 세부 IT교육 서비스품질 요인이 학습자의 교육만족도, 나아가 현업적용의도 및 추천의도에 미치는 영향을 검증하였다. 또한, 이러한 영향이 학습자 직위(실무자 집단/관리자 집단) 및 참여동기(자발적 참여집단/비자발적 참여집단)에 따라 어떻게 달라지는지에 대한 추가분석도 실시하였다. 서울 소재 'M'교육기관 203명의 IT교육 참가자 대상 설문을 활용한 구조방정식모형 분석 결과, IT교육 서비스품질의 다섯 가지 차원 가운데 유형성, 신뢰성 및 확신성이 교육만족도에 유의한 영향을 주는 것으로 나타났으며, 이러한 교육만족도는 현업적용의도와 추천의도에도 유의한 영향을 주는 것으로 조사되었다. 또한, IT교육 서비스품질이 교육만족도에 미치는 영향 관계에서 학습자 직위 및 참여동기가 유의한 조절효과를 가진다는 사실을 확인하였다. 본 연구는 SERVPERF 모형을 활용하여 IT교육 맥락에서 IT교육 서비스품질의 영향력을 실증한 최초의 연구라는 점에서 학술적 의의가 있다. 본 연구결과가 IT교육 서비스 제공기관의 교육만족도 제고 및 효율적인 서비스 운영을 위한 실질적인 지침을 제공해 줄 수 있을 것으로 기대한다.