• 제목/요약/키워드: metric distance

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Reliable multi-hop communication for structural health monitoring

  • Nagayama, Tomonori;Moinzadeh, Parya;Mechitov, Kirill;Ushita, Mitsushi;Makihata, Noritoshi;Ieiri, Masataka;Agha, Gul;Spencer, Billie F. Jr.;Fujino, Yozo;Seo, Ju-Won
    • Smart Structures and Systems
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    • 제6권5_6호
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    • pp.481-504
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    • 2010
  • Wireless smart sensor networks (WSSNs) have been proposed by a number of researchers to evaluate the current condition of civil infrastructure, offering improved understanding of dynamic response through dense instrumentation. As focus moves from laboratory testing to full-scale implementation, the need for multi-hop communication to address issues associated with the large size of civil infrastructure and their limited radio power has become apparent. Multi-hop communication protocols allow sensors to cooperate to reliably deliver data between nodes outside of direct communication range. However, application specific requirements, such as high sampling rates, vast amounts of data to be collected, precise internodal synchronization, and reliable communication, are quite challenging to achieve with generic multi-hop communication protocols. This paper proposes two complementary reliable multi-hop communication solutions for monitoring of civil infrastructure. In the first approach, termed herein General Purpose Multi-hop (GPMH), the wide variety of communication patterns involved in structural health monitoring, particularly in decentralized implementations, are acknowledged to develop a flexible and adaptable any-to-any communication protocol. In the second approach, termed herein Single-Sink Multi-hop (SSMH), an efficient many-to-one protocol utilizing all available RF channels is designed to minimize the time required to collect the large amounts of data generated by dense arrays of sensor nodes. Both protocols adopt the Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV) routing protocol, which provides any-to-any routing and multi-cast capability, and supports a broad range of communication patterns. The proposed implementations refine the routing metric by considering the stability of links, exclude functionality unnecessary in mostly-static WSSNs, and integrate a reliable communication layer with the AODV protocol. These customizations have resulted in robust realizations of multi-hop reliable communication that meet the demands of structural health monitoring.

16S 앰플리콘 시퀀싱 기반 한라마 출생시와 이유기의 분변 미생물 비교 분석 (Comparison of Fecal Microbiota between Birth and Weaning of Halla Horses Using 16S rRNA Gene Amplicon Sequencing)

  • 이종안;강용준;최재영;신상민;신문철
    • 생명과학회지
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    • 제32권12호
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    • pp.1005-1012
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    • 2022
  • 본 연구는 한라마 출생시와 이유기의 분변 미생물 조성과 다양성 차이에 대해 16S 앰플리콘시퀀싱 데이터 분석을 통해 수행하였다. 출생시에 Proteobacteria (35.7%)가, 이유기에는 Firmicutes (45.6%)가 문 수준에서 가장 우점하는 미생물로 확인되었다. 속 수준에서는 출생시에 Escherichia (19.7%), Clostridium (14.0%)가 우점종으로 관측되었으며, 이유기에는 Fibrobacter (6.6%)가 가장 높게 분포하고 있었다. 다양성(α-diversity) 분석 결과 이유기에 풍부도와 균등도 지표들이 통계적으로 유의한 수준에서 높게 나타났다. PCoA 분석을 수행한 결과 출생시와 이유기 미생물 군집 특성(β-diversity)은 속 수준과 종 수준에서 두개의 그룹으로 명확히 구분되었다. 미생물 분포에 대한 통계적 유의성 검증을 위해 세 가지 Jensen-Shannon, Bray-Curtis, Unifrac의 distance metric를 이용해 PERMANOVA 분석을 수행한 결과 통계적 유의성(q<0.001)을 보이며 조성 차이가 있었다. 출생시와 이유기 특성을 대표하는 미생물 마커 선발을 위해 LEfSe 분석을 수행하였다. 속 수준에서 출생시에 장내 질환을 유발할 가능성이 있는 Escherichia, Bacteroides, Clostridium, Methylobacterium 등이 우점하였으며, 이유기에는 섬유소 분해에 관여하는 Fibrobacter가 상대적으로 많이 분포하였다. 본 연구를 통해 승용마로 가치가 높은 한라마의 출생시와 이유기의 미생물 조성 및 다양성 차이에 대한 결과를 제시하였으며 성장단계별 질병예방 및 영양소 흡수에 관여하는 미생물 구명을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

국내 시판 김치와 묵은지의 이화학적 특성 및 미생물 군집 구조 비교 (Comparative Physicochemical Characteristics and Microbial Communities in Commercial Kimchi and Mukeunji Products)

  • 이수영;정수지;류명선;하광수;노윤정;정도연;양희종
    • 생명과학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.325-333
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    • 2023
  • 본 연구에서는 김치와 묵은지의 미생물 군집 구조와 이화학적 특성을 비교 분석하였다. 김치와 묵은지의 이화학적 특성 분석 결과 묵은지 시료들의 pH가 김치보다 더 낮았으며, 산도는 더 높은 것으로 나타났다. 김치와 묵은지 간의 염도에는 차이가 없는 것으로 나타났으며, 김치에서 당도가 묵은지보다 높은 것으로 나타났다. α-diversity 분석 결과 김치와 묵은지 사이에 종 추정치와 종 풍부도 지수는 차이가 없는 것으로 나타났으나, 계통발생학적 차이를 반영한 phylogenetic diversity 지수는 묵은지에서 김치보다 유의한 수준으로 높은 것으로 나타났다. 김치와 묵은지의 미생물 군집을 생물학적 분류수준에 따라 분석한 결과 두 그룹 모두 공통적으로 과(family) 수준에서 Lactobacillaceae가 가장 우점하였으나, 높은 내산성을 갖거나 김치 내에서 높은 성장 경쟁력을 갖는 것으로 알려진 Pediococcus 속과 Lactobacillus 속 유산균의 상대적인 분포가 묵은지에서 높은 것으로 나타났다. 김치와 묵은지의 전체 미생물 군집 구조에 통계학적으로 차이가 있는지 분석하기 위해 beta set-significance 분석을 수행한 결과 김치와 묵은지 두 그룹의 전체 미생물 군집구조가 통계학적으로 신뢰수준에서 매우 다른 것으로 나타났으며, 김치에서 상대적으로 높은 Weissella kandleri의 분포와 묵은지에서 상대적으로 높은 Pediococcus inopinatus의 높은 분포가 김치와 묵은지의 전체 미생물 군집 구조 차이에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

도서생물지리설의 관점에서 대형무척추동물 군집 비교 (A Comparative Study on a Macrobenthic Community Structure from the Theory of Island Biogeography)

  • 서인수;최병미;김미향;윤재성;박재영;이상엽
    • 환경생물
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    • 제28권4호
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    • pp.179-187
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    • 2010
  • 본 연구는 가거도, 소화도 및 독도해역에 대한 2009년 8월의 조하대 암반조사를 통해서 해양생태계의 중요 구성생물 중의 하나인 대형무척추동물의 생물다양성, 생물량 및 군집구조를 파악하고, 이를 기초로 도서생물지리설(The Theory of Island Biogeography)의 관점에서 3개섬에 서식하는 대형무척추동물의 유사성 정도를 검증하였다. 연구해역에서 출현한 대형무척추동물은 총 104종, 7,176개체(399 inds. $m^{-2}$)와 27,120.68 g (1,506.70 g $m^{-2}$)이었다. 연체동물류는 출현 종수, 개체수 및 생체량에 있어서 각각 전체의 44.23%, 41.19% 및 90.32%를 점유하여 가장 우점하는 생물군이었다. 연구해역에서 출현한 대형무척추동물의 개체수와 생체량을 근거로 상위 10위까지의 우점종을 선정하였다. 개체수에 기초한 상위 10위 우점종들이 차지하는 밀도는 4,820개체로 전체의 67.17%를 점유하였다. 특히 절지동물 갑각류의 미동정 옆새우류(Amphipoda spp.)와 연체동물 이매패류의 개적구(Modiolus agripetus)는 각각 1,580개체, 22.02%와 1,228개체, 17.11%를 점유하여 단일 종으로 가장 우점하는 생물이었다. 생체량에 있어서도 상위 우점종들이 나타내는 생체량은 25,942.80 g으로 전체의 95.66%를 차지하였다. 이 가운데 이매패류의 홍합 (Mytilus coruscus)과 태생굴(Striostrea circumpicta)은 각각 15,167.64 g과 4,781.16 g을 나타내 55.93%와 17.63%의 높은 점유율을 보였다. 연구해역에서 출현한 대형무척추동물의 개체수를 기초로 군집분석을 실시한 결과, 군집은 크게 2개의 그룹으로 나뉘었다. 그룹 1에는 가거도 정선 2의 하부 수심 정점을 제외한 가거도와 독도의 모든 정점이 포함되었고, 그룹 2는 이를 제외한 정점들로 구성되었다. 연구해역에서 갑각류의 미동정의 옆새우류, 바다대벌레류 및 성구동물의 상어껍질별벌레(Phascolosoma scolops)가 공통적으로 우점하였다. 이를 제외하면, 그룹 1에서는 다모류의 고리털갯지렁이(Eunice antennata), Syllidae unid., 갑각류의 만각류에 속하는 빨강따개비(Megabalanus rosa) 및 홍합의 밀도가 높았다. 반면 그룹 2에서는 갑각류의 집게류에 속하는 갯가게붙이(Petrolisthes japonicus), 연체동물 복족류의 햇살밤고둥 (Lirularia pygmaea) 및 완족동물의 세로줄조개사돈(Coptothyris grayi)이 대표적인 생물이었다. 한편 본 연구에서 출현 종수는 소화도에서 가장 많았고, 다음으로 가거도와 독도의 순이었다. 각 해역의 면적과 육지와의 떨어짐 정도를 기초로 도서생물지리설에 근거하면, 연구해역에서의 생물다양성은 도서생물지리설에 정확하게 일치하는 것은 아니지만 비교적 잘 부합되는 것으로 추정된다.

京釜線 鐵道建設에 따른 韓半島 空間組織의 變化 (Changes in spatial organization of Korea by the construction of Seoul-Pusan railroad)

  • 주경식
    • 대한지리학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.297-317
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    • 1994
  • 경부선 철도는 韓半島의 從貫鐵道로 1905년에 일본에 의하여 건설되었다. 일본은 경부선 노선을 당시에 우리 나라에 존재하였던 여러 교통로를 組合하여, 이 철도 하나로 한 반도 전체를 통제할 수 있도록 선정하였다. 따라서, 이 노선은 당시 한국의 주요 水運, 道路 交通, 市場地域 등이 횡단되도록 하였다. 또한, 鐵道驛은 기존의 취락에서 1km이상 떨어져 광범위한 부지상에 입지시켰다. 이와 같이 건설된 경부선 철도는 개통후 30년후에 한국의 空間組織을 크게 변화시켰다. 경부선 철도상의 주요 지점이 급성장하고 개통 전의 여러 상 업, 행정, 교통요지들이 쇠퇴하였다. 또한, 경부선 철도중심으로 모든 기능들이 집중되어 地 域經濟의 兩極化 現象이 나타나기 시작했고, 생태적 不均衡이 누적되어 왔다.

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A New Item Recommendation Procedure Using Preference Boundary

  • Kim, Hyea-Kyeong;Jang, Moon-Kyoung;Kim, Jae-Kyeong;Cho, Yoon-Ho
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제20권1호
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    • pp.81-99
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    • 2010
  • Lately, in consumers' markets the number of new items is rapidly increasing at an overwhelming rate while consumers have limited access to information about those new products in making a sensible, well-informed purchase. Therefore, item providers and customers need a system which recommends right items to right customers. Also, whenever new items are released, for instance, the recommender system specializing in new items can help item providers locate and identify potential customers. Currently, new items are being added to an existing system without being specially noted to consumers, making it difficult for consumers to identify and evaluate new products introduced in the markets. Most of previous approaches for recommender systems have to rely on the usage history of customers. For new items, this content-based (CB) approach is simply not available for the system to recommend those new items to potential consumers. Although collaborative filtering (CF) approach is not directly applicable to solve the new item problem, it would be a good idea to use the basic principle of CF which identifies similar customers, i,e. neighbors, and recommend items to those customers who have liked the similar items in the past. This research aims to suggest a hybrid recommendation procedure based on the preference boundary of target customer. We suggest the hybrid recommendation procedure using the preference boundary in the feature space for recommending new items only. The basic principle is that if a new item belongs within the preference boundary of a target customer, then it is evaluated to be preferred by the customer. Customers' preferences and characteristics of items including new items are represented in a feature space, and the scope or boundary of the target customer's preference is extended to those of neighbors'. The new item recommendation procedure consists of three steps. The first step is analyzing the profile of items, which are represented as k-dimensional feature values. The second step is to determine the representative point of the target customer's preference boundary, the centroid, based on a personal information set. To determine the centroid of preference boundary of a target customer, three algorithms are developed in this research: one is using the centroid of a target customer only (TC), the other is using centroid of a (dummy) big target customer that is composed of a target customer and his/her neighbors (BC), and another is using centroids of a target customer and his/her neighbors (NC). The third step is to determine the range of the preference boundary, the radius. The suggested algorithm Is using the average distance (AD) between the centroid and all purchased items. We test whether the CF-based approach to determine the centroid of the preference boundary improves the recommendation quality or not. For this purpose, we develop two hybrid algorithms, BC and NC, which use neighbors when deciding centroid of the preference boundary. To test the validity of hybrid algorithms, BC and NC, we developed CB-algorithm, TC, which uses target customers only. We measured effectiveness scores of suggested algorithms and compared them through a series of experiments with a set of real mobile image transaction data. We spilt the period between 1st June 2004 and 31st July and the period between 1st August and 31st August 2004 as a training set and a test set, respectively. The training set Is used to make the preference boundary, and the test set is used to evaluate the performance of the suggested hybrid recommendation procedure. The main aim of this research Is to compare the hybrid recommendation algorithm with the CB algorithm. To evaluate the performance of each algorithm, we compare the purchased new item list in test period with the recommended item list which is recommended by suggested algorithms. So we employ the evaluation metric to hit the ratio for evaluating our algorithms. The hit ratio is defined as the ratio of the hit set size to the recommended set size. The hit set size means the number of success of recommendations in our experiment, and the test set size means the number of purchased items during the test period. Experimental test result shows the hit ratio of BC and NC is bigger than that of TC. This means using neighbors Is more effective to recommend new items. That is hybrid algorithm using CF is more effective when recommending to consumers new items than the algorithm using only CB. The reason of the smaller hit ratio of BC than that of NC is that BC is defined as a dummy or virtual customer who purchased all items of target customers' and neighbors'. That is centroid of BC often shifts from that of TC, so it tends to reflect skewed characters of target customer. So the recommendation algorithm using NC shows the best hit ratio, because NC has sufficient information about target customers and their neighbors without damaging the information about the target customers.