• 제목/요약/키워드: digital mathematical model

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개별 맞춤형 학습을 위한 인공지능(AI) 기반 수학 디지털교과서의 학습자 데이터 구축 모델 (A Model for Constructing Learner Data in AI-based Mathematical Digital Textbooks for Individual Customized Learning)

  • 이화영
    • 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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    • 제26권4호
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    • pp.333-348
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    • 2023
  • 인공지능 기반의 수학 디지털교과서의 가장 핵심적인 기능으로 여겨지는 개별 맞춤형 교수·학습이 실현되기 위해서는 개별 학생의 여러 가지 특성 요인에 대한 명확한 분석과 진단이 가장 관건이다. 본 연구에서는 수학 AI 디지털교과서에서 개별 맞춤형 학습 진단을 위한 분석 요인과 도구, 데이터 수집·분석을 위한 구축 모델을 도출하였다. 이를 위하여 최근 교육부의 AI 디지털교과서 적용 계획에 따른 수학 AI 디지털교과서에 대한 요구, 개별화 맞춤형 학습과 이를 위한 데이터에 대한 선행 연구, 수학 디지털플랫폼에서 학습자 분석에 대한 요인 등이 검토되었다. 연구 결과, 연구자는 학생 개인별로 수집해야 할 데이터로 학습 분석을 위한 요인으로 학습 준비도, 과정 및 수행도, 성취도, 취약점, 성향 분석을 위한 요인으로 학습 지속 시간, 문제해결에 걸린 시간, 집중도, 수학학습 습관, 정서 분석을 위한 요인으로 자신감, 흥미, 불안, 학습의욕, 가치 인식, 태도 분석을 위한 요인으로 자기 관리, 학습 전략으로 정리하였다. 또한, 이러한 요인에 대한 데이터 수집 도구로, 문제에 대한 정오 데이터, 학습 진도율, 학생 활동에 대한 화면 녹화 자료, 이벤트 데이터, 시선 추적 장치, 자기 응답 설문 등을 제안하였다. 최종적으로 이러한 요인들을 학습 전, 중, 후로 시계열화한 데이터 수집 모델이 제안되었다.

MGIS 및 유전자 알고리즘을 활용한 정보자산 최적배치에 관한 연구 (A Study on the Optimal Allocation for Intelligence Assets Using MGIS and Genetic Algorithm)

  • 김영화;김수환
    • 대한산업공학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.396-407
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    • 2015
  • The literature about intelligence assets allocation focused on mainly single or partial assets such as TOD and GSR. Thus, it is limited in application to the actual environment of operating various assets. In addition, field units have generally vulnerabilities because of depending on qualitative analysis. Therefore, we need a methodology to ensure the validity and reliability of intelligence asset allocation. In this study, detection probability was generated using digital geospatial data in MGIS (Military Geographic Information System) and simulation logic of BCTP (Battle Commander Training Programs) in the R.O.K army. Then, the optimal allocation mathematical model applied concept of simultaneous integrated management, which was developed based on the partial set covering model. Also, the proposed GA (Genetic Algorithm) provided superior results compared to the mathematical model. Consequently, this study will support effectively decision making by the commander by offering the best alternatives for optimal allocation within a reasonable time.

전문대학생의 NCS기초능력군과 진로준비행동과의 관계에 관한 연구 : 의사소통능력과 수리능력을 중심으로 (A Study on the Relationships between College Students' NCS Basic Capability Group and Career Preparation Behavior : Focused on Communication Capability and Mathematical Capability)

  • 성행남;조동환
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.71-85
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    • 2019
  • The importance of the NCS(National Competitiveness Standards) is growing as the job market shrinks and more institutions require hiring based on NCS. Of the ten domains of NCS', the most relevant one with the performance of all tasks is basic capability group. The purpose of this study is to investigate the effect of college students' basic capability group(communication capability, mathematical capability) on their career preparation behavior. In this study, we set up a process model to comprehend the effect of college students' basic capability group on career preparation behavior based on social cognitive career theory. For research model testing, 561 questionnaires were used for empirical analysis through structural equations modeling. Empirical analysis showed that communication capability positively influenced college students' career preparation behaviors for employment. But, mathematical capability don't influenced college students' career preparation behaviors for employment. Next, career self-efficacy and career outcome expectation each positively influenced college students' career preparation behaviors for employment. Also, interest in the major positively influenced college students' career preparation behaviors for employment. The academic implications are as follows: Career self-efficacy and interest in the major were important factors in the communication capability. The process of communication capability affecting career preparation behavior and interest in the major was explained through social cognitive career theory and self-efficacy. The practical implications are as follows: Administrative assistance should be provided to improve the career self-efficacy of college students.

비선형 하중제어 모델의 예측기 설계 및 알고리즘 구현을 위한 수치연산 오차 분석과 평가 (Realization and Design of Predictor Algorithm and Evaluation of Numerical Method on Nonlinear Load Control Model)

  • 왕현민;우광준
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제46권6호
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    • pp.73-79
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    • 2009
  • 운동하는 물체를 제어하기 위한 제어이론은 디지털 컴퓨터(임베디드시스템)를 이용하여 복잡한 신경망 이론, 인공지능 이론, 비선형 모델 예측 제어 이론등이 제어기 설계 단계에서 구현되고 있다. 비행제어 시스템의 비선형 모델 예측 제어 예측기는 구현하는 컴퓨터의 성능과 각종 모듈의 응용프로그램을 하드실시간(Hard Real-Time)으로 처리할 수 있도록 응답 시간을 충족 하여야 한다. 이와 동시에 제어 시스템에의 성능을 충분히 발휘할 수 있는 정확성도 고려하여야 한다. 수학적 영역에서의 오류는 전체 알고리즘 구현에 영향을 준다. 그러나 이러한 수학적 오류 발생 요인은 예측기에서 생성되는 파라미터에서 최종 정확도 계산에 가끔 고려하지 않는다. 본 논문에서는 비행체 제어를 위한 디지털 제어 시스템에서 하드실시간 하중제어 모델 예측기를 구현하고, 알고리즘의 응답시간을 살펴본다. 또한 이에 따른 정밀도를 보장하는 고효율 예측기를 구현하는 알고리즘을 살펴본다. 예측기는 하중 제어 모델에서 오일러 방법, Heun 방법, Runge-kutta 방법, 테일러 방법의 수치적분 알고리즘을 사용하여 구현된다.

Optimum Weight in Spline for Surface Model

  • 손호웅;오석훈;김영경
    • 지구물리
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    • 제8권1호
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    • pp.23-33
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    • 2005
  • The digital surface model (DSM) is used for several purposes in photogrammetry, remote sensing and laser scanned data such as orthoimage production, contours erivation, extraction of height information. Creation of a surface model from point-clouds (3-D sparse points) that can be derived from stereo imagery and range data (e.g. laser scanned data) can be done with several mathematical interpolation models. In this paper, thin-plate-spline (TPS) is used for digital surface modeling. Determination of suitable weight is an important problem in thin-plate function for a surface. The Voronoi algorithm has been proposed as a method for determination of the weight in thin-plate-spline. In this paper, methods has been tested for different surfaces. The results show that thin-plate-spline can be independent of weight.

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Hierarchical fault propagation of command and control system

  • Zhang, Tingyu;Huang, Hong-Zhong;Li, Yifan;Huang, Sizhe;Li, Yahua
    • Smart Structures and Systems
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    • 제29권6호
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    • pp.791-797
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    • 2022
  • A complex system is comprised of numerous entities containing physical components, devices and hardware, events or phenomena, and subsystems, there are intricate interactions among these entities. To reasonably identify the critical fault propagation paths, a system fault propagation model is essential based on the system failure mechanism and failure data. To establish an appropriate mathematical model for the complex system, these entities and their complicated relations must be represented objectively and reasonably based on the structure. Taking a command and control system as an example, this paper proposes a hierarchical fault propagation analysis method, analyzes and determines the edge betweenness ranking model and the importance degree of each sub-system.

미래 수학 교실 기준과 수업 모형의 개발 (Development of Standards and Instructional Model of Future Mathematics Classroom)

  • 김부미;이종희
    • 한국학교수학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.673-698
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    • 2012
  • 본 연구는 미래 수학 교실의 기준을 환경, 교사, 학생의 측면에서 총 20개로 제시하였다. 환경기준은 미래 수학 교실이 갖추어야 할 물적 자원이 수행해야 하는 역할과 기능의 측면을 중심으로 3개로 제시하였다. 교사 기준은 수업 전문성의 영역 4개, 학습자의 능력 신장 영역 4개로 제시하고. 학생 기준은 수학적 탐구와 문제 해결, 협력과 의사소통, 공학적 도구나 지원 시스템의 활용 및 조작, 윤리 의식과 디지털 시민 의식의 4개 영역에서 총 9 개로 제시하였다. 또한 미래 수학 수업 모형으로 융합 중심 수업 모형을 개발하고, 첨단 환경과 공학적 도구가 갖추어진 미래 수학교실에서의 수학 수업 구현 모습을 시나리오로 제시하였다. 그런 다음, 현재 수학교과와 타교과 간의 융합 중심 교육과정 개발이 강조되고 있는 현실을 고려하여 현재의 수업에 융합 중심 수업 모형을 적용하였을 때의 한계점을 분석하고 미래 수학 교실을 위한 발전 방향에 대한 시사점을 얻고자 하였다.

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수학교과에서 자동문항생성 기반의 디지털 평가 활용 방안: CAFA 시스템을 중심으로 (The utility of digital evaluation based on automatic item generation in mathematics: Focusing on the CAFA system)

  • 김성연
    • 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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    • 제61권4호
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    • pp.581-595
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    • 2022
  • 본 연구의 목적은 수학 교과에서 자동문항생성을 활용하여 지식의 핵심 구조인 온톨로지모형 기반의 문항모형을 CAFA 시스템을 통해 제작하는 절차를 명세하고, 생성된 문항 사례들을 탐색하는 데 있다. 이를 위한 사례로 수학 3의 대푯값과 산포도 단원의 평가준거 성취기준을 바탕으로 개념과 계산을 포함한 내용적 특성과 적용을 포함한 과정적 특성을 바탕으로 형성평가에 적합한 문항모형을 제작하였다. 하나의 문항모형에서 생성된 문항 유형은 최선답형, 정답형, 합답형, 미완성문장형, 부정형, 진위형, 배합형 등이었으며, 매체로는 Google Chart, HTML, TTS, 그림, 비디오 등을 활용할 수 있는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 자동문항생성 기반의 디지털 평가 활용방안에 대한 시사점을 학생, 예비교사, 일반교사 그리고 특수교육 측면에서 논의하고, 본 연구의 한계점과 향후 연구방향을 제시하였다.

부산광역시 도시철도 혼잡도 완화를 위한 디지털 트윈 시뮬레이션 모델 개발 (A Digital Twin Simulation Model for Reducing Congestion of Urban Railways in Busan)

  • 최선한;최필주;장원두;이지환
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제23권10호
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    • pp.1270-1285
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    • 2020
  • As a representative concept of the fourth industrial revolution era where everything is digitized, digital twin means analyzing and optimizing a complex system using a simulation model synchronized with the system. In this paper, we propose a digital twin simulation model for the efficient operation of urban railways in Busan. Due to the geopolitical nature of Busan, where there are many mountains and narrow roads, the railways are more useful than other public transportation. However, this inversely results in a high level of congestion, which is an inconvenience to citizens and may be fatal to the spread of the virus, such as COVID19. Considering these characteristics, the proposed model analyzes the congestion level of the railways in Busan. The model is developed based on a mathematical formalism called discrete-event system specification and deduces the congestion level and the average waiting time of passengers depending on the train schedule. In addition, a new schedule to reduce the congestion level is derived through particle swarm optimization, which helps the efficient operation of the railways. Although the model is developed for the railways in Busan, it can also be used for railways in other cities where a high level of congestion is a problem.

Review on Digital Image Watermarking Based on Singular Value Decomposition

  • Wang, Chengyou;Zhang, Yunpeng;Zhou, Xiao
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제13권6호
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    • pp.1585-1601
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    • 2017
  • With the rapid development of computer technologies, a number of image modification methods have emerged, which have great impacts on the security of image information. Therefore, it is necessary to protect the integrity and authenticity of digital images, and digital watermarking technique consequently becomes a research hotspot. An effort is made to survey and analyze advancements of image watermarking algorithms based on singular value decomposition (SVD) in recent years. In the first part, an overview of watermarking techniques is presented and then mathematical theory of SVD is given. Besides, SVD watermarking model, features, and evaluation indexes are demonstrated. Various SVD-based watermarking algorithms, as well as hybrid watermarking algorithms based on SVD and other transforms for copyright protection, tamper detection, location, and recovery are reviewed in the last part.