• 한국생물정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물정보시스템생물학회 2001년도 제2회 생물정보 워크샵 (DNA Chip Bioinformatics)
• /
• pp.165-196
• /
• 2001

DNA chip 또는 microarray는 다수의 유전자 또는 유전자 조각을 (보통 수천내지 수만 개)칩상에 고정시켜 놓고 DNA hybridization 반응을 이용하여 유전자들의 발현 양상을 분석할 수 있는 기술이다. 이러한 high-throughput기술은 예전에는 생각하지 못했던 여러가지 분자생물학의 문제에 대한 해답을 제시해 줄 수 있을 뿐 만 아니라, 분자수준에서의 질병 진단, 신약 개발, 환경 오염 문제의 해결 등 그 응용 가능성이 무한하다. 이 기술의 실용적인 적용을 위해서는 DNA chip을 제작하기 위한 하드웨어/웻웨어 기술 외에도 이러한 데이터로부터 최대한 유용하고 새로운 지식을 창출하기 위한 bioinformatics 기술이 핵심이라고 할 수 있다. 유전자 발현 패턴을 데이터마이닝하는 문제는 크게 clustering, classification, dependency analysis로 구분할 수 있으며 이러한 기술은 통계학과인공지능 기계학습에 기반을 두고 있다. 주로 사용된 기법으로는 principal component analysis, hierarchical clustering, k-means, self-organizing maps, decision trees, multilayer perceptron neural networks, association rules 등이다. 본 세미나에서는 이러한 기본적인 기계학습 기술 외에 최근에 연구되고 있는 새로운 학습 기술로서 probabilistic graphical model (PGM)을 소개하고 이를 DNA chip 데이터 분석에 응용하는 연구를 살펴본다. PGM은 인공신경망, 그래프 이론, 확률 이론이 결합되어 형성된 기계학습 모델로서 인간 두뇌의 기억과 학습 기작에 기반을 두고 있으며 다른 기계학습 모델과의 큰 차이점 중의 하나는 generative model이라는 것이다. 즉 일단 모델이 만들어지면 이것으로부터 새로운 데이터를 생성할 수 있는 능력이 있어서, 만들어진 모델을 검증하고 이로부터 새로운 사실을 추론해 낼 수 있어 biological data mining 문제에서와 같이 새로운 지식을 발견하는 exploratory analysis에 적합하다. 또한probabilistic graphical model은 기존의 신경망 모델과는 달리 deterministic한의사결정이 아니라 확률에 기반한 soft inference를 하고 학습된 모델로부터 관련된 요인들간의 인과관계(causal relationship) 또는 상호의존관계(dependency)를 분석하기에 적합한 장점이 있다. 군체적인 PGM 모델의 예로서, Bayesian network, nonnegative matrix factorization (NMF), generative topographic mapping (GTM)의 구조와 학습 및 추론알고리즘을소개하고 이를 DNA칩 데이터 분석 평가 대회인 CAMDA-2000과 CAMDA-2001에서 사용된cancer diagnosis 문제와 gene-drug dependency analysis 문제에 적용한 결과를 살펴본다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제12권3호
• /
• pp.1224-1242
• /
• 2018

Aiming at motion analysis and compensation, it is essential to conduct motion detection with images. However, motion detection and tracking from low-altitude images obtained from an unmanned aerial system may pose many challenges due to degraded image quality caused by platform motion, image instability and illumination fluctuation. This research tackles these challenges by proposing a modified joint transform correlation algorithm which includes two preprocessing strategies. In spatial domain, a modified fuzzy edge detection method is proposed for preprocessing the input images. In frequency domain, to eliminate the disturbance of self-correlation items, the cross-correlation items are extracted from joint power spectrum output plane. The effectiveness and accuracy of the algorithm has been tested and evaluated by both simulation and real datasets in this research. The simulation experiments show that the proposed approach can derive satisfactory peaks of cross-correlation and achieve detection accuracy of displacement vectors with no more than 0.03pixel for image pairs with displacement smaller than 20pixels, when addition of image motion blurring in the range of 0~10pixel and 0.002variance of additive Gaussian noise. Moreover,this paper proposes quantitative analysis approach using tri-image pairs from real datasets and the experimental results show that detection accuracy can be achieved with sub-pixel level even if the sampling frequency can only attain 50 frames per second.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.21-25
• /
• 2014

In order to develop 2nd generation (2G) high-temperature superconducting (HTS) wires as commercial products, it is necessary to perform a high speed investigation of their superconducting performance. Room-temperature and non-contact optical scanning tools are necessary to verify the microstructure of the superconducting materials, the current flow below the critical temperature, and the critical current density. In this paper, we report our results of an inspection of the electrical transport properties of coated conductors. The samples that we used in our study were highly qualified rare-earth based coated conductors produced via co-evaporation, and $SmBa_2Cu_3O_{7-y}$ (SmBCO) was the superconducting materials used in our studies. A film grown on IBAD-MgO templates shows larger than 400 A/cm at 77 K and a self-field. The local transport properties of the films were investigated by room-temperature imaging by thermal heating. The room-temperature images show structural inhomogeneities on the surface of the films. Bolometric response imaging via low-temperature bolometric microscopy was used to construct the local current mapping at the surface. These results indicate that the non-uniform regions on the surface disturb the current flow, and laser scanning images at room-temperature and at a low-temperature suggest a correlation between the structural properties and transport properties. Thus this method can be effective to evaluate the quality of the coated conductors.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제66권1호
• /
• pp.15-25
• /
• 2018

Post-construction subgrade settlement especially differential settlement, has become a key issue in construction and operation of non-ballasted track on high-speed railway soil subgrade, which may also affect the dynamic performance of passing trains. To estimate the effect of differential subgrade settlement on the mechanical behaviors of the vehicle-slab track system, a detailed model considering nonlinear subgrade support and initial track state due to track self-weight is developed. Accordingly, analysis aiming at a typical high-speed vehicle coupled with a deteriorated slab track owing to differential subgrade settlement is carried out, in terms of two aspects: (i) determination of an initial mapping relationship between subgrade settlement and track deflections as well as contact state between track and subgrade based on a semi-analytical method; (ii) simulation of dynamic performance of the coupled system by employing a time integration approach. The investigation indicates that subgrade settlement results in additional track irregularity, and locally, the contact between the concrete track and the soil subgrade is prone to failure. Moreover, wheel-rail interaction is significantly exacerbated by the track degradation and abnormal responses occur as a result of the unsupported areas. Distributions of interlaminar contact forces in track system vary dramatically due to the combined effect of track deterioration and dynamic load. These may not only intensify the dynamic responses of the coupled system, but also have impacts on the long-term behavior of the track components.

• 수산해양교육연구
• /
• 제29권2호
• /
• pp.513-525
• /
• 2017

In the estimation of the exploitable carrying capacity (ECC) in the Korean water of the East China Sea, two approaches, which are the ecosystem modeling method (EMM) and the holistic production method (HPM), were applied. The EMM is accomplished by Ecopath with Ecosim model using a number of ecological data and fishery catch for each species group, which was categorized by a self-organizing mapping (SOM) based on eight biological characteristics of species. In this method, the converged value during the Ecosim simulation by setting the instantaneous rate of fishing mortality (F) as zero was estimated as the ECC of each group. The HPM is to use surplus production models for estimateing ECC. The ECC estimates were 4.6 and 5.1 million mt (mmt) from EMM and HPM, respectiverly. The estimate from the EMM has a considerable uncertainty due to the lack of confidence in input ecological parameters, especially production/biomass ratio (P/B) and consumption/biomass ratio (Q/B). However, ECC from the HPM was estimated on the basis of relatively fewer assumptions and long time-series fishery data as input, so the estimate from the HPM is regarded as more reasonable estimate of ECC, although the ECC estimate could be considerd as a preliminary one. The quality of input data should be improved for the future study of the ECC to obtain more reliable estimate.

• Genomics & Informatics
• /
• 제2권1호
• /
• pp.45-52
• /
• 2004

The self-splicing group I intron from Tetrahymena thermophila has been demonstrated to perform splicing reaction with its substrate RNA in the trans configuration. In this study, we explored the potential use of the trans-splicing group I ribozymes to replace a specific RNA with a new RNA that exerts any new function we want to introduce. We have chosen thymidine phosphorylase (TP) RNA as a target RNA that is known as a valid cancer prognostic factor. Cancer-specific expression of TP RNA was first evaluated with RT-PCR analysis of RNA from patients with gastric cancer. We determined next which regions of the TP RNA are accessible to ribozymes by employing an RNA mapping strategy, and found that the leader sequences upstream of the AUG start codon appeared to be particularly accessible. A specific ribozyme recognizing the most accessible sequence in the TP RNA with firefly luciferase transcript as a 3' exon was then developed. The specific trans-splicing ribozyme transferred an intended 3' exon tag sequence onto the targeted TP transcripts, resulting in a more than two fold induction of the reporter activity in the presence of TP RNA in mammalian cells, compared to the absence of the target RNA. These results suggest that the Tetrahymena ribozyme can be a potent anti-cancer agent to modify TP RNAs in tumors with a new RNA harboring anti-cancer activity.

• 과학기술학연구
• /
• 제3권2호
• /
• pp.1-27
• /
• 2003

이 논문은 최근 자연과학 분야에서는 물론이요 사회과학과 더불어 인문예술 영역에 이르는 방대한 학문 영역에서 영향력을 행사하고 있는 복잡계 패러다임의 특성과 전망을 고찰하고자 한 것이다. 흔히 '전체론적 세계관'이라든가 '심층생태학적 관점' 등으로 대변되는 복잡성 패러다임은 개방체계적 사고의 연장선상에 위치한 것으로서, 일차적으로는 개방성, 성장성, 가형성, 否(부)의 엔트로피, 적극적 환류, 자기규제성, 자기목적성, 등종착성과 같은 개방체계적 속성을 함유한다. 그러나 지난 20여 년간 학제적 경계를 초월해 활발히 진전된 복잡계론은 종전의 개방체계론적 논의 수준을 넘어서는 새로운 착상이나 증거를 지속적으로 축적해 온 바, 여기서는 (1) 복잡계 이론이 형성되고 발전되어온 전개과정을 간략히 개관하고, (2) 비평형성, 비선형성, 소산구조 자기조직성, 프랙탈 기하학, 자동생산성 및 공진화와 같은 복잡계의 주요 특성들을 논의하며, (3) 니클라스 루만의 체계이론을 사례로 복잡계 패러다임의 사회과학적 적용을 검토한 후, (4) 복잡계 패러다임의 함의와 전망을 진단해 보고자 한다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.431-445
• /
• 2003

본 연구에서는 사진측량 관점에서 4S-Van 영상을 이용한 3차원 위치결정의 정밀도를 실험적으로 검증하였다. 실외에 3차원 검정타겟을 설치하고 45-Van에 탑재된 2대의 CCD카메라로부터 검정타겟 영상을 개별적으로 취득하여 자체검정기법으로 각각의 CCD카메라에 대한 내부표정요소를 개별적으로 정확하게 결정하였다. 이와 같이 얻어진 내부표정요소와 검정타겟의 지상좌표 및 검정타겟을 동시에 촬영한 좌ㆍ우측 카메라의 영상좌표를 이용하여 광속조정법으로 2대 CCD카메라의 외부표정요소를 동시에 결정하였다. 또한, 렌즈왜곡이 고려된 에피폴라선을 이용하기 위하여 역렌즈왜곡계수를 최소제곱법을 이용하여 결정하였다. 역렌즈왜곡계수를 이용하여 약 0.5 pixel 이내로 렌즈왜곡이 포함된 영상좌표로 변환이 가능하였다. 렌즈왜곡이 고려된 에피폴라선을 이용한 반자동 영상매칭을 적용하여 3차원 위치결정의 정밀도를 검증하였다. 실험적으로 촬영거리 20m이내에서는 대략2cm 정도의 정밀도를 얻을 수 있었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.143-150
• /
• 2019

클라우드 컴퓨팅은 운영자들로 하여금 하드웨어 구매와 유지 부담을 경감시키므로 대규모 멀티플레이어 온라인 게임(MMOG)을 위한 적절한 해결책이 되었다. P2P 기반 해결책은 고유의 규모조정성, 자체 복구기능, 자연적인 부하 분산 능력 등 여러 장점을 가지고 있다. 상이한 두 패러다임 P2P와 클라우드 컴퓨팅의 기술적 장점들을 병합하며 MMOG를 위한 하이브리드 구조가 이 논문에서 제시된다. 효율적이고 효과적인 자원의 공급과 부하의 조절은 대규모 사용자 집단에 대한 경제적 비용과 서비스 품질의 규모를 고려하는 구조 실현에 필수적이다. 동시에 실행되는 사용자 수가 증가할 때 하이브리드 구조는 사용자의 처리 능력을 활용함으로써 클라우드에 있는 서버의 부하 즉 상당한 규모의 컴퓨팅 능력과 통신량을 절감할 수 있다. MMOG에서는 서버의 시간 외에도 대역폭 비용이 요구형 자원의 임차시 주요 지출 요인이 된다. 시뮬레이션 결과 제시된 하이브리드 구조는 클라우드와 사용자 제공 자원의 양을 제어함으로써 플레이어들의 충분한 대역폭을 활용하는 반면 서버의 대역폭을 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• Journal of Neurogastroenterology and Motility
• /
• 제24권4호
• /
• pp.512-527
• /
• 2018

This review provides a comprehensive overview of brain imaging studies of the brain-gut interaction in functional gastrointestinal disorders (FGIDs). Functional neuroimaging studies during gut stimulation have shown enhanced brain responses in regions related to sensory processing of the homeostatic condition of the gut (homeostatic afferent) and responses to salience stimuli (salience network), as well as increased and decreased brain activity in the emotional response areas and reduced activation in areas associated with the top-down modulation of visceral afferent signals. Altered central regulation of the endocrine and autonomic nervous responses, the key mediators of the brain-gut axis, has been demonstrated. Studies using resting-state functional magnetic resonance imaging reported abnormal local and global connectivity in the areas related to pain processing and the default mode network (a physiological baseline of brain activity at rest associated with self-awareness and memory) in FGIDs. Structural imaging with brain morphometry and diffusion imaging demonstrated altered gray- and white-matter structures in areas that also showed changes in functional imaging studies, although this requires replication. Molecular imaging by magnetic resonance spectroscopy and positron emission tomography in FGIDs remains relatively sparse. Progress using analytical methods such as machine learning algorithms may shift neuroimaging studies from brain mapping to predicting clinical outcomes. Because several factors contribute to the pathophysiology of FGIDs and because its population is quite heterogeneous, a new model is needed in future studies to assess the importance of the factors and brain functions that are responsible for an optimal homeostatic state.