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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.

조현병 환자군과 일반 인구군간 출생일간(出生日干)의 음양오행적 특성 비교: 통섭(統攝)적 측면에서의 접근 (Yin-Yang and Five-Element Characteristics of Day Master on Four Time Pillars of Birth in Korean Population with Schizophrenia: A Consilience-Based Holistic Approach)

  • 황태영;이지은;이금단;유영수
    • 동의신경정신과학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.71-82
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    • 2023
  • Objectives: The existing reductionist approach has not reached complete understanding of the cause of schizophrenia. The objective of this study was to investigate yin-yang and five-element characteristics reflected on four time pillars of birth of patients with schizophrenia through comparison with the general population in the perspective of consilience-based holistic approach. Methods: This study was conducted using a random sequential recruitment method for the general population and individuals with schizophrenia aged 18 to 64 based on the exact date and time of birth using structured questionnaires. Relative positional relations of yin-yang and five-element with day master were primarily examined. In addition, the strength of day master with a score range of 0~100 points was assessed through operational score allocation. Results: Of 591 participants, 576 (346: general population, 230: individuals with schizophrenia) were analyzed. Between-group analyses showed no significant difference in the distribution of types of day master (χ2=10.41, df=9, p=0.318). However, significant between-group differences were shown in the distribution of the strength of day master (t=2.14, p=0.032) and frequency of restraining month branch (χ2=5.23, df=1, p=0.022). In logistic regression analysis, 10-point increase on the strength of day master decreased the probability of onset of schizophrenia over the age of 30 by 29.6% (p=0.002; 95% confidence interval, 0.566~0.876). Conclusions: Findings in this study suggest that four time pillars of birth might be associated with schizophrenia through yin-yang and five-element theory and synchronicity principle, implicating the plausibility of consilience-based holistic approach in the determination of risk factors or cause of schizophrenia.

Hsp90에 의한 NF-κB의 활성화를 촉진하는 IKKγ의 역할 (IKKγ Facilitates the Activation of NF-κB by Hsp90)

  • 이정아;김동완
    • 생명과학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.241-248
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    • 2022
  • NF-κB는 염증과 선천성 면역에 중요한 전사인자이며 anti-apoptotic gene을 유도하여 세포의 생존과 발암에도 깊이 연관되어 있으며 많은 신호전달분자 및 신호전달회로와 연결되어있다. 한편, Hsp90는 NF-κB의 활성을 조절한다는 보고가 이루어졌으나 그 구체적인 기전은 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 IKK compelx를 구성하는 인자들의 발현 plasmid를 이용하여 NF-κB의 활성조절에서 Hsp90와 IKKγ의 연관성 및 역할을 연구하였다. 그 결과 Hsp90는 IκBα의 인산화와 분해를 촉진하여 NF-κB를 활성화시켰고, NIK과 LPS에 의한 NF-κB의 활성화는 Hsp90에 의해 더욱 활성이 증가하였다. IKKγ는 Hsp90에 의해 증가된 IκBα의 인산화와 분해를 더욱 촉진함으로써 Hsp90의 NF-κB 활성화 작용을 상승시켰다. 이러한 Hsp90와 IKKγ에 의한 NF-κB의 활성화 현상은 항상 활성화 된 상태를 유지하는 IKKβ-EE mutant를 이용한 검토에서도 입증되었다. 또한 IKKγ의 deletion mutant를 이용한 검토에서 IKKγ의 N-말단에 위치하는 IKKβ 결합부위와 C-말단에 위치하는 leucine zipper 및 zinc finger 부위는 IKKγ와 Hsp90의 NF-κB에 대한 상호협력적 촉진작용에 필요하지 않았다. 또한 Hsp90에 의해 촉진된 세포내 pro-inflammatory cytokine들의 발현은 IKKγ에 의해 더욱 상승하였다. 이러한 결과로부터 Hsp90와 IKKγ의 상호작용을 차단한다면 NF-κB의 과다활성으로 인한 질병의 예방과 치료에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

급성기 허혈성 뇌경색 환자들의 변증 분형과 위험 요인들간의 관련성 연구 (The Relationship between Pattern Identification and Stroke Risk Factors of Acute Ischemic stroke Patients)

  • 이지현;두경희;여서원;심소라;박주영;조승연;정우상;문상관;박정미;고창남;조기호;김영석;배형섭;박성욱
    • 대한중풍순환신경학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.43-51
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    • 2012
  • Object : The purpose of this study was to evaluate the relationship between pattern identification (PI) and stroke risk factors, such as hypertension, diabetes mellitus, dyslipidemia, stroke history, obesity, abdominal obesity and metabolic syndrome. Methods : 46 patients with acute ischemic stroke were recruited from May 2012 to November, 2012. We analyzed the data of 32 patients, and pattern identification was identified by resident and specialist of Korean medicine. We analized patient's PI and risk factor by Fisher's exact test. Results : We found that Dampness-phlegm group was more related with patient's metabolic syndrome than non Dampness-Phlegm group. And Yin deficiency group had less relationship with patient's metabolic syndrome, obesity, abdominal obesity and dyslipidemia than non Yin deficiency group. Conclusions : According to the analysis, these results provide evidence for relationship between the Dampness-phlegm group, Yin deficiency and metabolic syndrome.

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석출물 형상의 디지털 이미지 분석에 의한 가스터빈 핵심부품의 새로운 수명평가기술 개발 (Development of a new lifetime prediction method for gas turbine core parts by digital image analysis of precipitates morphology)

  • 장문수;안성욱
    • 분석과학
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    • 제21권2호
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    • pp.148-157
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    • 2008
  • $1,000^{\circ}C$ 이상의 고온에서 수천~수만 rpm으로 작동하는 가스터빈 부품의 수명을 예측하기 위하여 크립파단 실험으로 얻어진 Larson-Miller 크립곡선을 활용하고 있다. 이 방법은 고온에서 시편에 하중을 주어 파단수명을 구하여 크립 파단수명을 온도와 하중의 함수로 나타낸 실험결과 곡선이다. 파손적 실험으로서 오차가 수십배를 상회하여 수명예측이 정확하지 않다. 반면에 본 연구에서는 비 파손적일 뿐 아니라 더 정확한 수명예측이 가능한 방법을 소개하고자 한다. 즉, $1,280^{\circ}C$에서 22,000시간(6,000 기동) 사용되어 폐기된 보령 가스터빈 제1단 단결정 블레이드(버켓)에 국부적으로 polishing한 후, 부식시킨 다음 replica를 떤다. 이 replica에 붙은 석출물들은 TEM과 SEM 사진으로 구하여 디지털 이미지하여 크기가 측정된다. 블레이드가 사용 전에 $0.45{\mu}m$ 크기에서 사용 후, $0.6{\mu}m$로 성장하였으나, 추가적으로 약 만여 시간 더 사용할 수 있으며 열처리를 추가하면 이만여 시간 더 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

지체와 사고를 고려한 평면교차로 적용기준에 관한 연구 (A Study on Application Standard of At-grade Intersection Considering Both Delay and Accident)

  • 박제진;정형모;하태준
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권3D호
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    • pp.295-306
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    • 2008
  • 교차로란 2개 이상의 도로가 교차 접속되는 공간 및 그 내부의 교통시설물을 말하는 것으로 교차로의 기하구조 운영방법 등에 따라 운전자가 경로를 선정하는 의사결정 지점이다. 운전자에게 의사결정을 요구하는 것은 그들에게 부담을 주어 사고 발생확률을 높인다는 것을 의미한다. 따라서 운전자에게 의사결정 부담을 경감시켜주고 상충수를 현저하게 줄여주는 교차로의 형태로 회전형교차로(Roundabout)가 유럽 등에서는 성공적으로 많은 지점에서 시행되고 있다. 우리나라의 경우는 도입기에 있으며 도입에 많은 어려움이 있는 실정이다. 그리고 Roundabout을 적용하는데 있어 정량적인 기준이 없이 무차별적으로 도입되고 있다. 따라서 본 연구는 일반 평면교차로 유형적용의 우선순위를 위해 교통소통(지체)과 교통안전(사고)을 동시에 고려하여 교차로의 유형을 평가 결정하는 과정을 제시하였다. 첫째, 교통사고는 기존의 신호교차로, 비신호교차로, Roundabout의 사고예측모형을 고찰하고 이를 토대로 회전교통량에 따라 사고건수를 예측하여 각 교차로별로 그 건수를 제시하였다. 둘째, 지체는 TSIS-NETSIM 프로그램을 이용하여 각 교차로별, 회전교통량별로 구분하여 이를 계산 분석하였다. 셋째, 앞서 예측된 교통사고와 지체도를 통해서 얻어진 결과를 바탕으로 사고비용, 지체비용을 산정하고 이를 바탕으로 신호교차로, 비신호교차로, Roundabout의 회전교통량별로 우선순위를 선정하고 가장 적정한 교차로 유형을 결정하였다.

Sentinel-1 SAR 영상을 활용한 국내 내륙 수체 학습 데이터셋 구축 및 알고리즘 적용 연구 (A Study of Development and Application of an Inland Water Body Training Dataset Using Sentinel-1 SAR Images in Korea)

  • 이어루;정형섭
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권6_1호
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    • pp.1371-1388
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    • 2023
  • 지구온난화로 인해 촉발된 기후변화가 홍수와 같은 수재해의 빈도와 규모를 증가시키며 국내 또한 장마와 집중호우로 인한 수재해가 증가하는 추세를 보인다. 이에 광범위한 수재해에 대해 효과적인 대응 및 기후 변화에 따른 선제적 대처가 필수적이며 이는 위성레이더 영상을 통해 가능하다. 본 연구에서는 Sentinel-1 위성 레이더 영상으로부터 국내 수체의 특성을 반영하기 위해 한강권역과 낙동강 권역의 일부 수체 영역에 대해 수체 학습 데이터셋 1,423장을 구축하였다. 정밀한 데이터 어노테이션(Annotation)을 위해 다양한 상황에 따른 구축 기준 문서를 작성한 뒤 진행하였다. 구축이 완료된 데이터셋을 딥러닝 모델 중 U-Net에 적용하여 수체 탐지 결과를 분석하였다. 최종적으로 학습된 모델을 학습과에 활용되지 않은 수체 영역에 적용하여 결과를 분석함으로써 전 국토 수체 모니터링의 가능성을 확인하였다. 분석 결과 구축된 수체 영역의 대해서는 F1-Score 0.987, Intersection over Union (IoU) 0.955의 높은 정확도로 수체를 탐지할 수 있었으며, 학습 및 평가에 활용되지 않은 다른 국내 수체 영역에 대해서도 동일하게 F1-Score 0.941, IoU 0.89의 높은 수체 탐지 결과를 나타냈다. 두 결과 모두 전반적으로 일부 그림자 영역과 폭이 좁은 하천에서 오류가 관찰되었으나, 그 외에는 정밀하게 수체를 탐지하였다. 이러한 연구 결과는 수재해 피해 규모 및 수자원 변화 모니터링에 중요한 기여를 할 것으로 기대된다. 추후 연구에서는 보다 다양한 수체 특성을 가진 데이터셋을 추가 구축한다면 오분류한 영역을 개선할 수 있을 것으로 기대되며, 전 국토의 수체를 효율적으로 관리 및 모니터링하는데 활용될 것으로 사료된다.

유방암 환자의 MRI에서 발견된 병변의 악성 예측을 위한 점수체계: 진단적 능력과 이차 초음파 결정에 미치는 영향 (Scoring System to Predict Malignancy for MRI-Detected Lesions in Breast Cancer Patients: Diagnostic Performance and Effect on Second-Look Ultrasonography)

  • 권영걸;박아영
    • 대한영상의학회지
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    • 제81권2호
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    • pp.379-394
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    • 2020
  • 목적 유방암 환자의 MRI에서 발견된 추가적 병변의 악성 예측을 위한 점수체계를 설계하고자 하였다. 대상과 방법 68명 유방암 환자의 86개 MRI 발견 병변(64 양성, 22 악성)이 후향적으로 연구되었다. 스튜던트 t 검정, Fisher 정확검정, 로짓 회귀분석을 이용해 영상적 소견과 조직학적 결과의 상관관계를 분석했다. 의미 있는 악성 시사 소견을 기반으로 한 점수체계를 설계하고 그 것의 진단적 능력을 Breast Imaging-Reporting and Data System (이하 BI-RADS) category와 비교하였다. 결과 병변 크기 ≥ 8 mm (p < 0.001), 주 병소와 동일한 사분면에 위치(p = 0.005), 지연기의 고원형 조영 증강(p = 0.010), T2 등신호(p = 0.034) 혹은 저신호 강도(p = 0.024), 불규칙한 종괴 모양(p = 0.028)이 악성과 관련 있었다. 이 소견들과 의심스러운 비종괴 내부 조영 양상을 바탕으로 한 점수체계는 BI-RADS의 진단적 능력을 향상시켰고(area under the curve, 0.918 vs. 0.727), 3개의 위음성 케이스를 방지할 수 있었다. 또한, 22개의 불필요한 2차 초음파 검사(22/66, 33.3%)를 줄일 수 있었다. 결론 병변 크기, 주 병소와의 상대적 위치, 지연기의 조영 증강 양상, T2 신호강도, 종괴의 모양 및 비종괴 내부 조영 양상을 기반으로 한 점수체계는 유방암 환자의 MRI 발견 병소를 평가하는데 있어 정확도를 높여 줄 수 있다.

Validation of CT-Based Risk Stratification System for Lymph Node Metastasis in Patients With Thyroid Cancer

  • Yun Hwa Roh;Sae Rom Chung;Jung Hwan Baek;Young Jun Choi;Tae-Yon Sung;Dong Eun Song;Tae Yong Kim;Jeong Hyun Lee
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제24권10호
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    • pp.1028-1037
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    • 2023
  • Objective: To evaluate the computed tomography (CT) features for diagnosing metastatic cervical lymph nodes (LNs) in patients with differentiated thyroid cancer (DTC) and validate the CT-based risk stratification system suggested by the Korean Thyroid Imaging Reporting and Data System (K-TIRADS) guidelines. Materials and Methods: A total of 463 LNs from 399 patients with DTC who underwent preoperative CT staging and ultrasound-guided fine-needle aspiration were included. The following CT features for each LN were evaluated: absence of hilum, cystic changes, calcification, strong enhancement, and heterogeneous enhancement. Multivariable logistic regression analysis was performed to identify independent CT features associated with metastatic LNs, and their diagnostic performances were evaluated. LNs were classified into probably benign, indeterminate, and suspicious categories according to the K-TIRADS and the modified LN classification proposed in our study. The diagnostic performance of both classification systems was compared using the exact McNemar and Kosinski tests. Results: The absence of hilum (odds ratio [OR], 4.859; 95% confidence interval [CI], 1.593-14.823; P = 0.005), strong enhancement (OR, 28.755; 95% CI, 12.719-65.007; P < 0.001), and cystic changes (OR, 46.157; 95% CI, 5.07-420.234; P = 0.001) were independently associated with metastatic LNs. All LNs showing calcification were diagnosed as metastases. Heterogeneous enhancement did not show a significant independent association with metastatic LNs. Strong enhancement, calcification, and cystic changes showed moderate to high specificity (70.1%-100%) and positive predictive value (PPV) (91.8%-100%). The absence of the hilum showed high sensitivity (97.8%) but low specificity (34.0%). The modified LN classification, which excluded heterogeneous enhancement from the K-TIRADS, demonstrated higher specificity (70.1% vs. 62.9%, P = 0.016) and PPV (92.5% vs. 90.9%, P = 0.011) than the K-TIRADS. Conclusion: Excluding heterogeneous enhancement as a suspicious feature resulted in a higher specificity and PPV for diagnosing metastatic LNs than the K-TIRADS. Our research results may provide a basis for revising the LN classification in future guidelines.

국내 의류봉제 산업의 글로벌소싱 의향 고려요인 연구: 여성니트복종(women's knit wear) 생산을 중심으로 (An Exploratory Study of the Determinants of Global Sourcing Intention in Korean Clothing Sewing Industry: Focusing on Women's Knit Wear Production)

  • 유다빈;정선욱
    • 아태비즈니스연구
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    • 제14권4호
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    • pp.67-85
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    • 2023
  • Purpose - This study seeks to investigate the determinants of global sourcing intention in clothing sewing industry, in particular with its focus on women's knit wear production. Design/methodology/approach - This study collected a unique set of qualitative data through 31 in-depth interviews with fashion brands, promotion agencies, and sewing factories between July 2023 and October 2023. In addition, it analyzed the dataset using the MAXQDA to complement the research findings. Findings - We have two findings. First, the interviewees commonly mentioned the following factors as reasons for considering global sourcing: the human factors(aging of skilled technicians and labor shortages), the financial factors(gap in production unit prices at home and abroad), the relational factors(lack of novelty), and the physical factors(loss of production infrastructure and network), while the human factors(skilled workforce), the production factors(delivery date and product quality), and the relational factors(timely communication and mutual trust) as reasons for continuing domestic sourcing. Additional code analysis of interview also supports this finding. On the other hand, there was also a subtle difference between buyers(brands) and suppliers(promotion agencies and processing plants), and buyers consider the exact delivery date critical so that they could see trend-sensitive women's knit wear on time, and suppliers took production costs, labor costs, and labor shortages, which are financial factors, more seriously. Research implications or Originality - This study provides a richer and more balanced view of existing literature, which has generally tended to introduce global sourcing across the clothing industry despite the existence of various diversity within the industry. In addition, through qualitative research, we introduce that the sewing industry is carried out according to complex factors, and by revealing and categorizing the determinants of global sourcing, we supplement the existing research on the clothing sewing industry centered on survey. On a practical note, this study introduces that there is a difference in view of domestic sourcing and global sourcing between buyers(brands) and suppliers(promotion agencies and sewing factories), suggesting practical implications for revitalizing networks and deriving win-win cooperation network models among members in the future.