• 제목/요약/키워드: tree-based identification

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Application of Deep Learning: A Review for Firefighting

  • Shaikh, Muhammad Khalid
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제22권5호
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    • pp.73-78
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    • 2022
  • The aim of this paper is to investigate the prevalence of Deep Learning in the literature on Fire & Rescue Service. It is found that deep learning techniques are only beginning to benefit the firefighters. The popular areas where deep learning techniques are making an impact are situational awareness, decision making, mental stress, injuries, well-being of the firefighter such as his sudden fall, inability to move and breathlessness, path planning by the firefighters while getting to an fire scene, wayfinding, tracking firefighters, firefighter physical fitness, employment, prediction of firefighter intervention, firefighter operations such as object recognition in smoky areas, firefighter efficacy, smart firefighting using edge computing, firefighting in teams, and firefighter clothing and safety. The techniques that were found applied in firefighting were Deep learning, Traditional K-Means clustering with engineered time and frequency domain features, Convolutional autoencoders, Long Short-Term Memory (LSTM), Deep Neural Networks, Simulation, VR, ANN, Deep Q Learning, Deep learning based on conditional generative adversarial networks, Decision Trees, Kalman Filters, Computational models, Partial Least Squares, Logistic Regression, Random Forest, Edge computing, C5 Decision Tree, Restricted Boltzmann Machine, Reinforcement Learning, and Recurrent LSTM. The literature review is centered on Firefighters/firemen not involved in wildland fires. The focus was also not on the fire itself. It must also be noted that several deep learning techniques such as CNN were mostly used in fire behavior, fire imaging and identification as well. Those papers that deal with fire behavior were also not part of this literature review.

A Grey Wolf Optimized- Stacked Ensemble Approach for Nitrate Contamination Prediction in Cauvery Delta

  • Kalaivanan K;Vellingiri J
    • 자원환경지질
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    • 제57권3호
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    • pp.329-342
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    • 2024
  • The exponential increase in nitrate pollution of river water poses an immediate threat to public health and the environment. This contamination is primarily due to various human activities, which include the overuse of nitrogenous fertilizers in agriculture and the discharge of nitrate-rich industrial effluents into rivers. As a result, the accurate prediction and identification of contaminated areas has become a crucial and challenging task for researchers. To solve these problems, this work leads to the prediction of nitrate contamination using machine learning approaches. This paper presents a novel approach known as Grey Wolf Optimizer (GWO) based on the Stacked Ensemble approach for predicting nitrate pollution in the Cauvery Delta region of Tamilnadu, India. The proposed method is evaluated using a Cauvery River dataset from the Tamilnadu Pollution Control Board. The proposed method shows excellent performance, achieving an accuracy of 93.31%, a precision of 93%, a sensitivity of 97.53%, a specificity of 94.28%, an F1-score of 95.23%, and an ROC score of 95%. These impressive results underline the demonstration of the proposed method in accurately predicting nitrate pollution in river water and ultimately help to make informed decisions to tackle these critical environmental problems.

연관성 규칙에 기반한 보존된 단백질 도베인 조합의 식별 (Identification of Conserved Protein Domain Combination based on Association Rule)

  • 정석훈;장우혁;한동수
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제15권5호
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    • pp.375-379
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    • 2009
  • 도메인은 단백질의 진화와 삼차구조 및 분자 기능의 기본 단위체이다. 단백질은 한 개 이상의 도메인들로 구정 되며, 단백질의 기능 또한 각 도메인이 가진 기능의 집합으로 구현된다. 단백질은 특정 기능을 담당하기 위해 진화되어 왔으므로, 도메인 또한 단백질 내에서 기능을 위한 특정 조합 패턴, 즉 보존도메인 조합을 가진다. 본 논문은 각 도메인 조합의 진화상 보존 정도를 측정할 수 있는 연관성 규칙 기반 계산 기법을 제안한다. 제안된 기법은 기존 기법에서 주로 고려되었던 도메인 조합의 빈도뿐 아니라, 조합 내 소속 도메인간의 상호 의존도를 측정하여 주어진 조합의 보존 정도를 산출한다. 이를 기반으로 S.cerevisiae의 단백질을 대상으로 보존 도메인 조합을 추출하였으며, Gene Ontology를 이용하여 그 생물학적 의미를 분석하였다. 그 결과 제안된 기법으로 추출된 보존 도메인 조합은 기존의 것에 비해 조합 내 기능의 유사도가 높았으며, 따라서 제안된 기법이 생물학적 기능의 협업 위해 보존된 도메인 조합의 추출에 우수하다 할 것이다. 또한 S.cerevisiae 단백질체에는 서로 의존도가 높고 자주 나타나는 보존 도메인 조합이 존재하며, 그러한 조합들은 molecular function의 협업과 관련 있음을 밝혀냈다.

Molecular identification and characterization of Lumpy skin disease virus emergence from cattle in the northeastern part of Thailand

  • Seerintra, Tossapol;Saraphol, Bhuripit;Wankaew, Sitthichai;Piratae, Supawadee
    • Journal of Veterinary Science
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    • 제23권5호
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    • pp.73.1-73.8
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    • 2022
  • Background: Lumpy skin disease (LSD), a disease transmitted by direct and indirect contact with infected cattle, is caused by the Lumpy skin disease virus (LSDV). The disease affects cattle herds in Africa, Europe, and Asia. The clinical signs of LSD range from mild to the appearance of nodules and lesions in the skin leading to severe symptoms that are sometimes fatal with significant livestock economic losses. Objectives: This study aimed to characterize LSDV strains in the blood of infected cattle in Thailand based on the GPCR gene and determine the phylogenetic relationship of LSDV Thailand isolates with published sequences available in the database. Methods: In total, the blood samples of 120 cattle were collected from different farms in four provinces in the northeastern part of Thailand, and the occurrence of LSDV was examined by PCR based on the P32 antigen gene. The genetic diversity of LSDV based on the GPCR gene was analyzed. Results: Polymerase chain reaction assays based on the P32 antigen gene showed that 4.17% (5/120) were positive for LSDV. All positive blood samples were amplified successfully for the GPCR gene. Phylogenetic analysis showed that LSDV Thailand isolates clustered together with LSDVs from China and Russia. Conclusions: The LSD outbreak in Thailand was confirmed, and a phylogenetic tree was constructed to infer the branching pattern of the GPCR gene from the presence of LSDV in Thailand. This is the first report on the molecular characterization of LSDV in cattle in Thailand.

계층 클러스터 트리 기반 라만 스펙트럼 식별 고속 검색 알고리즘 (A Hierarchical Cluster Tree Based Fast Searching Algorithm for Raman Spectroscopic Identification)

  • 김순금;고대영;박준규;박아론;백성준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.562-569
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    • 2019
  • 최근에 원 거리에서 폭발 물질의 감지를 위해 라만 분광 기기의 관심이 점차 증가하고 있다. 더불어 측정된 화학물질에 대한 라만 스펙트럼을 대용량 데이터베이스의 알려진 라만 스펙트라와 비교하여 식별할 수 있는 고속 검색 방법에 대한 요구도 커지고 있다. 지금까지 가장 간단하고 널리 사용되는 방법은 주어진 스펙트럼과 데이터베이스 스펙트라 사이의 유클리드 거리를 계산하고 비교하는 방법이다. 하지만 고차원 데이터의 속성으로 검색의 문제는 그리 간단하지 않다. 가장 큰 문제점중의 하나는 검색 방법에 있어서 연산량이 많아 계산 시간이 너무 오래 걸린다는 것이다. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 우리는 정렬된 분산에 따른 MPS Sort+PDS 방법을 제안하였다. 이 방법은 벡터의 두 개의 주요한 특징으로 평균과 분산을 사용하여 후보가 될 수 없는 많은 코드워드를 계산하지 않으므로 연산량을 줄이고 계산 시간을 줄여준다. 본 논문에서 우리는 기존의 방법보다 더욱 더 향상된 2가지 새로운 방법의 고속 검색 알고리즘을 제안한다. PCA+PDS 방법은 전체 데이터를 사용하는 거리 계산과 똑같은 결과를 가지면서 PCA 변환을 통해 데이터의 차수를 감소시켜 계산량을 줄여준다. Hierarchical Cluster Tree 알고리즘은 PCA 변환된 스펙트라 데이터를 사용하여 이진 계층 클러스터 트리를 만든다. 그런 후 입력 스펙트럼과 가장 가까운 클러스터부터 검색을 시작하여 후보가 될 수 없는 많은 스펙트라를 계산하지 않으므로 연산량을 줄이고 계산 시간을 줄여준다. 실험은 정렬된 분산에 따른 MPS Sort+PDS와 비교하여 PCA+PDS는 60.06%의 성능 향상을 보였다. Hierarchical Cluster Tree는 PCA+PDS와 비교하여 17.74%의 성능향상을 보였다. 실험결과는 제안된 알고리즘이 고속 검색에 적합함을 확인시켜 준다.

국화재배지의 식물기생선충 분포조사 및 뿌리썩이선층의 ITS와 D3-28S rDNA 특성조사 (Occurrence of Plant Parasitic Nematodes in Chrysanthemum and ITS and D3-28S rDNA Characterization of Pratylenchus spp.)

  • 한혜림;이재국;최동로;한만종;박병용
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.293-299
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    • 2006
  • 2005년 5월부터 6월까지 국내 주요 국화재배 포장에서 총 50개 토양시료를 채집하여 식물기생선충상을 조사하였다. 조사 결과, 뿌리썩이선충(Pratylenchus)의 포장발생률이 86%로 대부분의 포장에서 광범위하게 분포하였고, 밀도는 토양 200 cc와 뿌리 1g에서 평균 1,095마리가 검출되었다. 분자생물학적 동정을 위하여, '무안', '구미', '태안', '정읍', '마산' 등 5지역을 선정하고, 그 지역의 뿌리썩이선충을 대상으로 ITS와 D3-28S rDNA의 유전자 분석을 하였다. PCR 결과 증폭된 ITS는 '무안'의 경우 1 kb 크기로 나타났고, 그 외의 다른 지역의 뿌리썩이선충에서는 0.8 kb로서 약 200 bp가량의 차이가 있었다. D3-28S rDNA의 PCR 결과에서는 모든 지역에서 약 320 bp로 일정한 크기의 gene이 증폭되었으며, 증폭된 DNA는 sequencer를 이용하여 염기서열정보를 얻었다. 얻어진 각 isolate의 D3 염기서열 정보는 DNASTAR 분석 소프트웨어의 MegAlign 프로그램을 이용하여 분석 및 phylogenetic tree를 형성하였다. 분석 결과 '구미'와 '태안' isolate의 D3 염기서열은 100% 일치하였고, '정읍' isolate는 이들 isolate와 99.7%의 유사성을 나타내었다. 또한 이들 세 isolate는 Pratylenchus vulnus와 근연종임이 확인되었는데, '구미', '태안'은 96.7%, '정읍'은 96.3%의 유사성을 각 나타내었다. 한편, '마산' isolate는 P. penetrans와 100% 일치됨을 나타내었고, '무안' isolate는 P. brachyurus와 99.7%의 유사성을 나타냄으로써 높은 상관성을 나타내었다. 이와 같은 결과는 phylogenetic tree에서도 동일한 결과를 나타내고 있다.

전장유전체 SNP 기반 decision tree를 이용한 누에 품종 판별 (Identification of Domesticated Silkworm Varieties Using a Whole Genome Single Nucleotide Polymorphisms-based Decision Tree)

  • 박종우;박정선;정찬영;권혁규;강상국;김성완;김남숙;김기영;김익수
    • 생명과학회지
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    • 제32권12호
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    • pp.947-955
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    • 2022
  • 최근 건강 기능성 식품으로 주목받고 있는 누에가 품종 간 기능성 차이를 나타냄에 따라 품종판별에 대한 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 누에의 유전체 내에 존재하는 단일염기가형성(SNP)를 바이오 마커로 이용해 10개의 누에 품종(백황잠, 백옥잠, 대백잠, 대박잠, 대황잠, 골든실크, 항생잠, 주황잠, 금강잠 및 금옥잠)을 판별하기 위하여 전장유전체를 분석하였다. 또한 각 품종 특이적인 SNP를 선발하여 품종을 판별하고자 9개의 SNP를 선발하고 각 품종을 교차 검증 할 수 있는 결정 트리를 작성하여 순차적인 분석을 통한 품종 구분을 실시하였다. 대황잠과 골든실크 그리고 금강잠과 대박잠을 구분하는 각각의 SNP867 및 SNP9183에 대해서는 Restriction fragment length polymorphism을 이용하고, 그 외의 SNP에 대해서는 Tetra-primer Amplification Refractory Mutation System을 이용하여 분석하였다. 그 결과 SNP780부터 SNP9183까지 9개의 SNP를 이용하여 동일 집단을 분리하거나 품종을 선발할 수 있었으며, 해당 영역에 대한 염기서열 분석 결과 대립 유전자가 일치함을 확인하였다. 이러한 결과를 종합해볼 때, 누에 전체 게놈의 SNP와 결정 트리를 이용한 방법은 누에 품종 구분을 위한 판별마커로 이용 가치가 높을 것으로 판단된다.

Identification, Enzymatic Activity, and Decay Ability of Basidiomycetous Fungi Isolated from the Decayed Bark of Mongolian Oak (Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.)

  • Nguyen, Manh Ha;Kim, Dae Ho;Park, Ji Hyun;Park, Young Ui;Lee, Moo Yeul;Choi, Myeong Hee;Lee, Dong Ho;Lee, Jong Kyu
    • Journal of Forest and Environmental Science
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    • 제37권1호
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    • pp.52-61
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    • 2021
  • Decay fungi can decompose plant debris to recycle carbon in the ecosystem. Still, they can also be fungal pathogens, which can damage living trees and/or wood material and cause a large amount of timber loss. We isolated and identified basidiomycetous fungi from the decayed bark of Mongolian oak wrapped with sticky roll traps. The degrading enzyme activities were then tested for all fungal isolates. The decay ability of selected isolates was assessed based on the weight loss of wood discs after inoculating with culture suspension of decay fungi under the different humidity levels. A total of 46 basidiomycetous fungal isolates belonged to 12 species, and 10 genera were obtained from Jong Myo (16 isolates), Chang Kyung palace (7 isolates), Cheong Gye (10 isolates), and Gun Po (13 isolates). Gymnopus luxurians was the most dominant fungus in the present study, and this species distributed in all survey sites with 9 isolates in Jong Myo, followed by 3 isolates in Chang Kyung palace, while Cheong Gye and Gun Po had only 1 isolate each. Among 46 isolates, 44 isolates secreted at least one enzyme, while 25 isolates produced both cellulase and phenol oxidase enzymes, and 2 isolates produced neither. The assessment of decay ability by artificial inoculation indicated that the weight loss of wood discs was significantly influenced by humidity conditions when inoculated with bark decay fungi. The percent weight losses by G. luxurians inoculation in RH of 90-100% and RH of 65-75% were 4.61% and 2.45%, respectively. The weight loss caused by Abortiporus biennis were 6.67% and 0.46% in RH of 90-100% and RH of 45-55%, respectively. The humidity reduction approach should be applied for further studies to control the growth and spread of bark decay fungi on the trunks wrapped with sticky roll traps.

Development and Validation of 18F-FDG PET/CT-Based Multivariable Clinical Prediction Models for the Identification of Malignancy-Associated Hemophagocytic Lymphohistiocytosis

  • Xu Yang;Xia Lu;Jun Liu;Ying Kan;Wei Wang;Shuxin Zhang;Lei Liu;Jixia Li;Jigang Yang
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제23권4호
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    • pp.466-478
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    • 2022
  • Objective: 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) PET/CT is often used for detecting malignancy in patients with newly diagnosed hemophagocytic lymphohistiocytosis (HLH), with acceptable sensitivity but relatively low specificity. The aim of this study was to improve the diagnostic ability of 18F-FDG PET/CT in identifying malignancy in patients with HLH by combining 18F-FDG PET/CT and clinical parameters. Materials and Methods: Ninety-seven patients (age ≥ 14 years) with secondary HLH were retrospectively reviewed and divided into the derivation (n = 71) and validation (n = 26) cohorts according to admission time. In the derivation cohort, 22 patients had malignancy-associated HLH (M-HLH) and 49 patients had non-malignancy-associated HLH (NM-HLH). Data on pretreatment 18F-FDG PET/CT and laboratory results were collected. The variables were analyzed using the Mann-Whitney U test or Pearson's chi-square test, and a nomogram for predicting M-HLH was constructed using multivariable binary logistic regression. The predictors were also ranked using decision-tree analysis. The nomogram and decision tree were validated in the validation cohort (10 patients with M-HLH and 16 patients with NM-HLH). Results: The ratio of the maximal standardized uptake value (SUVmax) of the lymph nodes to that of the mediastinum, the ratio of the SUVmax of bone lesions or bone marrow to that of the mediastinum, and age were selected for constructing the model. The nomogram showed good performance in predicting M-HLH in the validation cohort, with an area under the receiver operating characteristic curve of 0.875 (95% confidence interval, 0.686-0.971). At an appropriate cutoff value, the sensitivity and specificity for identifying M-HLH were 90% (9/10) and 68.8% (11/16), respectively. The decision tree integrating the same variables showed 70% (7/10) sensitivity and 93.8% (15/16) specificity for identifying M-HLH. In comparison, visual analysis of 18F-FDG PET/CT images demonstrated 100% (10/10) sensitivity and 12.5% (2/16) specificity. Conclusion: 18F-FDG PET/CT may be a practical technique for identifying M-HLH. The model constructed using 18F-FDG PET/CT features and age was able to detect malignancy with better accuracy than visual analysis of 18F-FDG PET/CT images.

배나무(Pyrus spp.) 유전체 연구 현황 (Researches of pear tree (Pyrus spp.) genomics)

  • 오영재;신현석;김금선;한현대;김윤경;김대일
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제42권4호
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    • pp.290-297
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    • 2015
  • 배나무는 원산지와 분화방향에 따라 유럽, 미국, 호주 등에서 주로 재배되는 서양배와 중국, 일본, 한국 등 동남 아시아 지역을 중심으로 분포 및 재배되고 있는 동양배로 구분된다. 17개의 기본염색체를 가진 배나무는 대부분 이배성(2n=2x=34)이며, 단일 S 유전자좌에 의해 조절되는 자가불화합성과 과수 작물의 주요 특징인 유년성으로 인해 유전 연구 및 정밀한 품종 육성에 큰 제한을 받고 있다. 배나무속 식물의 유전연구는 분자생물학 관련 기술의 발달로 다양한 형태의 분자 표지의 개발이 이루어짐과 동시에 유연관계분석, 유전자지도작성, QTL 분석과 같은 다양한 유전연구에 활발히 이용되었다. 또한 배나무의 유전자지도는 병 저항성이나 다양한 유용형질과 연관된 QTL 확인을 위한 연구로 이어지고 있다. 대량 병렬 반응 및 다중처리를 토대로 획기적인 염기서열 분석 비용의 감소를 이뤄낸 NGS 기술은 대용량, 고효율, 저비용으로 식물 유전체 해독을 가능하게 하여, 중국배 'Danshansuli'와 유럽배 'Bartlett'에서 유전체 분석이 완료되었다. 최근 국내에서는 황금배, 청실리 및 미니배의 resequencing 및 GBS를 통한 SNP 탐색 등의 연구를 통해 화기, 숙기 당도 등 농업적으로 유용형질에 대한 게놈전체 연관분석을 수행하고 있다.