최근 활발한 소단위 게놈 프로젝트의 수행으로 많은 생물체의 유전체 전체 서열이 밝혀짐에 따라서 전유전체(whole genome)를 기본 단위로 하여 개별 유전자나 그에 관련된 기능 연구가 매우 활발히 이루어지고 있다. 전유전체의 염기 서열은 수백만 bp(base pairs)에서 수백억 bp(base pairs) 정도의 대용량 텍스트 데이터이기 때문에 단순한 온라인 문자 일치(on-line string matching) 알고리즘으로 분석하는 것은 매우 비효율적이다. 본 논문에서는 대용량의 유전체 서열을 분석하는데 적합한 자료 구조인 스트링 B-트리를 사용하여 유전체 서열의 분석과 가시화를 위한 워크벤치를 개발한 과정을 소개한다. 본 연구에서 개발한 시스템은 크게 질의문 부분과 가시화 부분으로 나뉘어 진다. 질의문 부분에는 유전체 서열에 특정 서열이 나타나는 부분의 위치와 횟수를 알아보거나 k번 나타나는 서열을 조사하는 것과 같은 기본적인 패턴 검색 부분과 k-mer 분석을 위한 질의어가 다양하게 준비되어 있다. 가시화 부분은 전유전체 서열과 주석(annotation)을 보여주거나, 유전체 분석을 용이하도록 여러 가시화 방법, CGR(Chaos Game Representation), k-mer graph, RWP(Random Walk Plot) 등으로 생물학자들이 쉽게 전체 구조와 특성 파악할 수 있도록 도와준다. 본 논문이 제안하는 분석 시스템은 생물체의 진화적 관계를 밝히고, 염색체 내에 아직 알려지지 않은 새로운 유전자나 기능이 밝혀지지 않은 junk DNA들의 기능 등을 연구하는데 사용할 수 있다.
본 논문에서는 교량에 발생하는 다양한 진동을 제어하기 위하여 통합무선제어시스템을 개발하였다. 개발된 통합무선제어시스템은 구조물의 거동에 따른 데이터의 계측, 해석, 판단, 제어 등 데이터 처리 및 대응을 위하여 필요한 각각의 시스템을 하나의 시스템으로 통합한 일체형 시스템이다. 이 시스템은 계측된 구조물의 다양한 신호를 분석하여 상황에 따른 피드백제어(Feedback control)를 수행하도록 설계 하였다. 또한, 무선시스템의 계측에서 제어까지 각 단계의 과정을 중앙통제시스템에서 무선으로 전송받아 전체적인 상황을 관리자가 모니터링 할 수 있도록 하였다. 그리고 필요에 따라 관리자의 통제나 참여가 필요한 경우 시스템에 쉽게 접근 할 수 있도록 사용자 환경을 구성하였다. 이와 같이 개발된 통합무선제어시스템의 기본성능을 검증하기 위하여 신호입출력 실험을 먼저 수행하였다. 이때 기본 성능 검증은 유선시스템을 활용하여 상호결과를 비교 검증 하였다. 신호입출력 실험의 결과를 바탕으로 통합무선제어시스템의 실시간 진동제어 성능을 평가하기 위하여 모형 사장교를 이용한 진동제어 실험을 실시하였다. 진동제어 실험은 4가지 조건하에서 진행하였으며, 그에 따른 그래프 및 정량적 결과를 비교 평가 하였다. 이상의 결과, 개발한 통합무선제어시스템은 유선시스템과 동일한 기본 성능을 보여 주었으며, 효과적으로 구조물의 진동을 제어할 수 있음이 증명 되었다.
약물의 화학적 구조와 그 약물의 약리작용간의 연관성은, 'Medicinal Chemistry' 분야에서 활발히 연구된다. 이는 화학구조를 기반으로 하여 신약을 설계하려는 시도로서, 약학자는 신약 개발 시 만들고자 하는 약물과 비슷한 화학구조를 가지고 있는 기존 약물들에는 어떠한 것들이 있는지 조사하며, 특정 화학구조가 어떤 약물들에서 나타나는지 신속히 검색하기를 원한다. 이처럼 어떤 화차구조에서, 특정한 부분구조가 존재하는지를 검사하는 것을 부분구조검색(Substructure Searching)이라 하며, 이는 그래프 이론에서 NP-complete인 동형성 판정(Subgraph Isomorphism) 문제로 귀결된다. 검색 시간을 단축시키고자 여러 다른 전근방법들이 연구되었는데, 1990년대에는 구조에 대한 인덱스를 미리 만들어 RDBMS에 저장한 후, 검색시 이론 이용하여 성능을 높이는 방법으로 미국 특허를 획득한 RS3 시스템(http://www.acelrys.com/rs3)이 현재 상용화되어 쓰이고 있다. 본 논문에서는 RS3 시스템의 문제점을 규명하고, 이의 개선방안으로서 새로운 인덱스를 제안한다 RS3 시스템은 각 원자를 중심으로 다른 원자와의 구조를 문자연로 표현하고, 부분구조검색 쿼리를 부분문자열 검색을 실행함으로써 수행하는데, 이의 화학구조를 기술하는 인덱스에는 동일 원자, 동릴 결합에 대한 정렬이 불가능하여 재현율(Recall)과 정도(Precision)가 낮다. 이론 개선하기 위하여 본 논문에서는 2차원의 화학구조를 나누어 1차원의 구조 단편으로 만들고 이를 문자열로 기술하는 방안을 제시하며 구체적인 방법으로 한 인자를 중심으로 최소비용신장트리를 구성한 다음 레벨별로 경로를 나누어 기술하는 방안을 제안하며, 이와 같은 방법의 새로운 인덱스로 재현율과 정도가 급격히 향상됨을 보인다.
본 논문은 위성방송 전송 규격인 DVB-S2의 기반 채널 부호로 사용되는 LDPC를 고속 복호를 위해 HSS(Horizontal Shuffle Scheduling) 방식을 기반으로 고속 복호기 구조를 연구하였다. 첫째로 HSS방식에서 발생하는 메모리 충돌을 극복하는 방식을 제시한다. 둘째로 고속 복호를 위해 LUT(Look Up Table)을 이용하는 Sum-Product 알로리즘 대신 min값에서 scaling factor를 곱하는 Normalized Min-Sum 알고리즘을 사용하였으며, 성능 향상을 위해 check node에서 bit node로 입력되는 값의 부호를 확인하여 신뢰성 없는 값을 삭제하는 Self-Correct 방식을 제시하여 sum-product 방식에서 발생하는 bottle neck 현상을 하였다. 마지막으로 고속화를 위한 효율적인 메모리 구조를 제안한다.
To implement the insects' flapping flight for developing flapping MAVs(micro air vehicles), the unsteady flow characteristics of the insects' forward flight is investigated. In this paper, two-dimensional FSI(Fluid-Structure Interaction) simulations are conducted to examine realistic flow features of insects' flapping flight and to examine the flexibility effects of the insect's wing. The unsteady incompressible Navier-Stokes equations with an artificial compressibility method are implemented as the fluid module while the dynamic finite element equations using a direct integration method are employed as the solid module. In order to exchange physical information to each module, the common refinement method is employed as the data transfer method. Also, a simple and efficient dynamic grid deformation technique based on Delaunay graph mapping is used to deform computational grids. Compared to the earlier researches of two-dimensional rigid wing simulations, key physical phenomena and flow patterns such as vortex pairing and vortex staying can still be observed. For example, lift is mainly generated during downstroke motion by high effective angle of attack caused by translation and lagging motion. A large amount of thrust is generated abruptly at the end of upstroke motion. However, the quantitative aspect of flow field is somewhat different. A flexible wing generates more thrust but less lift than a rigid wing. This is because the net force acting on wing surface is split into two directions due to structural flexibility. As a consequence, thrust and propulsive efficiency was enhanced considerably compared to a rigid wing. From these numerical simulations, it is seen that the wing flexibility yields a significant impact on aerodynamic characteristics.
본 논문의 목적은 영어 관계절의 의미를 분석하여 컴퓨터의 자연언어 처리 및 기계번역에 사용될 수 있는 중간언어(interlanguage)형식으로 의미표시(semantic representation)하려는 것이다.이를 위하여 최근에 미국의 John.F.Sowa를 중심으로 개발되고 있는 개념구조론(Conceptual Structure Theory)에서의 개념도식(conceptual graph)을 이용하였다.우선 개념구조론을 고찰한 후, 영어 관계절을 제한적 의미와 비제한적 의미에 따라 다르게 기술하였는데,제한적 관계절은-표현을 이용하고,비제한 관계절은 동격의 의미와 부사적 의미,그리고 논평적 의미에 따라 다르게 기술하였다.
XML은 정형적(regular) 구조로부터 비정형적(irregular) 구조, 평탄한(flat) 구조로부터 깊게 내포된(deeply nested) 구조에 이르기까지 다양한 형태의 자료를 표현할 수 있다. 따라서, 현재 XML은 효율적인 데이타 교환 및 통합 기능을 제공하면서 웹 문서 표준으로 부각되고 있다. 또한, XML로 표현되어 있는 정보를 검색하기 위한 다양한 질의 언어들이 제안되었다. XPath와 XQuery같은 XML 질의 언어들은 XML 엘리먼트(element)로 이루어진 비정형적 구조를 탐색하기 위하여 경로 표현식(path expression)을 기반으로 한다. 이러한 경로 표현식을 효율적으로 처리하기 위하여 다양한 경로 인덱스들이 제안되었으나, 기존의 경로 인덱스들은 XML 데이타의 구조 정보만을 이용하여 생성된다. 따라서, 본 논문에서는 XML 데이타의 구조 정보와 질의 부하(workload)를 이용한 적응형 경로 인덱스를 제안한다. 본 논문에서 제안하는 적응형 경로 인덱스는 질의 성능을 향상하기 위하여 해쉬 트리와 그래프 구조를 이용하여 자주 사용되는 경로 정보와 XML 데이타의 구조 요약을 관리한다. 실험 결과로서, 적응형 경로 인덱스가 기존의 경로 인덱스들에 비하야 평균적으로 2배에서 69배 좋은 성능을 보였다.
객체 지향 설계 모델에서 클래스 계층구조는 소프트웨어 재사용성과 복잡한 시스템 설계시에 효율적이다. 본 논문에서는 래피드 프로토타입핑 기법을 사용한 객체 지향 클래스 계층 구조 설계 방법을 제시한다. 이 방법은 객체 모델링 단계에서 식별된 클래스들을 새로운 분류 방법을 사용하여 관계성 식별과 유사성을 측정한다. 여기에는 클래스의 속성과 메소드의 측정이 요구된다. 하나의 설계 모듈인 클래스 계층구조는 대화식으로 반복적인 작업을 통하여 생성되며, 각 모듈은 참조 관계, 상속 관계, 복합 관계로 구성된다. 이들 정보는 구형 및 프로그램 유지보수시에 도움을 주기 위하여 테이블에 저장하여 클래스 관계성을 그래프로 표현하고 노드클래스를 아이콘화 하였다. 따라서 새로운 클래스 추가 및 삭제 작업이 용이하여 클래스 계층 구조 재구성과 설계정보 재사용시에 효율적이다. 본 논문에서 제시하는 방법은 프로토타입 시스템으로 뿐만 아니라 실제 시스템에 최종 전환할 수 있기 때문에 시스템 분석, 설계, 구현의 능률을 높일 수 있다.
Lower limb amputees are increasing due to various reasons. It is difficult for lower limb amputees to walk without an assistive device such as a prosthetic leg. In this paper, an electronically controlled knee-type prosthetic leg with a 4-bar linkage structure for lower limb amputees was developed. The knee-type prosthetic leg has a 4-bar linkage structure and assists walking by using an integrated drive module. The torque is 90 Nm, the rotation speed is up to 120 deg, and it weight 1.9 kg, so it is lighter than a commercial prosthetic leg, so it can be used for a long time because there is less fatigue when walking. An integrated control board was developed by applying various sensors and microprocessor. The motor drive and encoder are built into the integrated drive module. The integrated control board and integrated drive module communicate using CAN. When a lower limb amputee wears a knee-type prosthetic leg and walks, it shows a shape similar to the swing phase graph of a normal people, and it is possible to walk naturally while walking.
현재 자동화계측 시스템의 계측 결과 활용도는 매우 낮고 단편적인 측정결과 만을 제공하는 수준이다. 본 연구에서는 실시간으로 측정된 방대한 데이터값을 클라우드로 전송하여 빅데이터를 구축하고 파이썬 기반의 알고리즘을 이용하여 획득한 자동화계측 데이터를 고정밀-신뢰도를 갖는 구조물 거동 분석 3D Display 시스템을 연구하고자 한다. 연구결과, 실시간으로 관리자에게 구조물의 거동을 평가할 수 있는 시스템으로서 계측 데이터의 종류 및 센서의 종류와 무관하게 큰 제약 없이 실시간으로 분석데이터를 제공하고 3D Display로 도출하였다. 또한 관리자가 구조물의 거동 그래프를 실시간으로 파악하고 데이터 분석을 통해 구조물의 취약부 도출을 보다 쉽게 파악할 수 있을 것으로 분석되었다. 향후 과거와 현재 데이터를 이용하여 구조물의 거동을 3차원으로 분석함으로써 현실성 있는 구조물의 보수, 보강 및 유지 관리 측면에서 보다 실효성 있는 측정 결과를 확보할 수 있을 것으로 분석되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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