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3D 프린팅 기술을 활용한 치매노인 전용 영양(수분)보충 식품섭취용기 개발 (Development of 3D Printed Snack-dish for the Elderly with Dementia)

  • 이지연;김철호;김국원;이경애;고광오;김희선
    • 대한지역사회영양학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.327-336
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    • 2021
  • 본 연구는 전반적 신체기능 소실, 음식 섭취량의 만성적 저하의 특징을 갖는 치매노인에서 만성적 영양불량 해소에 도움을 줄 수 있도록 수분이나 영양소의 보충을 위한 스낵 개념의 식품을 제공하는 맞춤형 용기를 개발하고자 하였다. 아이디어 창출 협의체 구성 후 선행연구 탐색 및 브레인스토밍을 통하여 포도 모양의 디자인이 적합하다고 판단하였다. 드로잉 스케치와 점토모형 제작 후 시제품 제작을 위해 개인니즈를 충족시키며 소규모 제작에 적합하다고 알려진 3D 프린팅 기술을 적용하였다. 3차원 설계는 3D CAD 소프트웨어 SolidWorks을 이용하였고 한국인의 영양소섭취기준과 관련 선행연구 및 기존 연구결과를 종합하여 용기 당 최대 수분제공량 및 수치를 결정하였다. 필라멘트를 녹인 뒤 층층이 쌓아올리는 출력 방식(FDM) 3D 프린터(DP200)를 사용하였고 식품용기 위생과 안전을 고려하여 사전유해물질 인준이 확인된 옥수수 전분 유래 PLA 필라멘트를 이용해 출력하였다. 용기 당 수분을 기준으로 수분 섭취기준대비 30%를 충족하는 285 mL를 설정하였다. 제작 크기를 고려하여 포도 알맹이는 총 6개로 결정되었다. 알맹이 1개당 47.5 mL의 수분제공이 가능하였는데, 이를 통해 반지름 2.25 cm의 반 구로 설계하였다. 이때 사이 간격을 4 mm로 설정하였다. 사용 시 안전사고 예방을 위해 조작이 쉽고 모나거나 뾰족하지 않은 외형을 갖추며 위생을 위한 뚜껑도 설계하였다. 인지기능이 저하된 치매노인이 해당 용기를 사용할 때 흥미를 느끼고 식사섭취 중 교육 교구로 응용될 수 있도록 뚜껑과 포도 알맹이 바닥면에 숫자를 각인하여 최종 출력 및 조립하였다. 조립 시 수동 작업이 요구된 점은 3D 프린팅 기술의 대표적 장점인 편리성에 반하는 점으로 향후 보완논의가 필요하다고 사료된다. 신체기능이 퇴화되어 만성적으로 섭취량이 제한된 치매 노인에게 단순 섭취 증량을 권고하기에는 무리가 있으므로 맞춤형 영양중재 실시는 상당히 중요하다. 따라서 추후 연구를 통해 개발된 치매노인 전용 식품섭취용기의 만족도 분석을 실시하고 영양밀도를 높인 전용 음식 개발 과정이 논의되어야 하겠다. 4차 산업 핵심기술인 3D 프린팅을 연구에 적용하여 아이디어 구현에 정확도와 편의성이 확인되었으나 관련 기술수준에 따라 발생하는 비용 지출과 외부 전문가 의존에 대한 한계점은 향후 해결이 필요한 부분이라 사료된다. 추후 영양중재 도구개발 시 연구 다양성을 위해 식품영양 전공자에게 해당기술의 융합교육을 통한 자급 활용 빈도를 높이고 진입장벽을 낮추기 위한 다방면의 시도가 필요하겠다.

아산만지역(牙山灣地域) 신석기시대(新石器時代) 집자리의 시공적(時空的) 위치(位置) (Temporal-Spatial Location of Dwelling Site in Asan Bay in the Neolithic Age)

  • 구자진
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제42권3호
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    • pp.26-47
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    • 2009
  • 아산만지역에서 조사된 신석기시대 유적 중 집자리(마을)를 중심으로 구조와 특징을 살펴본 후, 이 지역 신석기시대 집자리(마을)의 시 공간적 위치와 의미에 대해 고찰해보았다. 아산만지역의 신석기시대 집자리는 방형이 주류를 이루며, 일부 장방형 집자리와 공존하는 예가 확인되고 있어 주목된다. 아산만지역의 신석기시대 집자리는 대부분 구릉지역에 위치하나, 세부적으로는 완만하고 낮은 구릉지역과 상대적으로 높게 형성된 구릉지역으로 구분된다. 먼저 후자 유적들은 차령산맥의 영향으로 해발고도가 상대적으로 높은 아산 천안지역의 구릉지역 정상부에 위치하고 있으며, 대부분 해발고도 50~80m 정도에 해당한다. 반면 전자 유적들은 삽교천과 예당평야가 넓게 펼쳐진 당진과 예산지역을 중심으로 확인되고 있어 비교적 해발고도가 낮고 완만한 구릉지역(해발고도 20~50m)에 위치하고 있는 특징을 보인다. 이러한 입지선택은 문화내적으로는 이들 집단의 생계경제 및 기술수준과 관련되지만, 외적으로는 이들 집단이 처한 자연환경(지형)의 영향을 크게 받은 결과이다. 아산만지역의 신석기시대 집자리 유적은 방사성탄소연대측정값과 출토유물을 통해 보면, 동시기 유적으로 필자의 신석기시대 집자리 상대편년 중 II기(기원전 3,500~3,000년)에 해당한다. 이들 신석기시대 집자리(마을)는 경기(인천) 해안지역과 금강유역(충청내륙지역)의 신석기시대 집자리와 매우 밀접하게 관련되어 있는데, 이는 대규모 마을을 이루던 경기 해안지역 집단들과 금강유역(충청내륙지역)의 대표적인 '대천리식 집자리'의 확산 및 교류에 의해 동시기에 형성된 것으로 판단된다. 결국 아산만지역은 기원전 3,500년을 전후한 시기에 두 유형의 집자리가 공존하는 역동적인 모습을 보여주고 있으며, 이러한 현상은 당시의 환경(기후) 및 생태적 사회적 변화 등 여러 요인들이 있겠지만, 가장 중요한 요인 중 하나는 초보적인 농경의 도입에 따른 유적의 확산에 의한 것으로 생각된다.

화성 국가지질공원 후보지의 지질명소, 지질유산 그리고 지오트레일 (Geosites, Geoheritages and Geotrails of the Hwaseong Geopark, the Candidate for Korean National Geopark)

  • 조형성;신승원;강희철;임현수;채용운;박정웅;김종선;김형수
    • 암석학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.195-215
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    • 2019
  • 지질공원은 지질학적으로 중요하고 경관이 우수한 지역을 보호하고, 이들을 교육 및 관광산업에 활용하여 지역 경제 발전에 기여하고자 하는 새로운 제도이다. 국가지질공원 후보지인 화성 지질공원은 고정리 공룡알 화석산지를 중심으로 우음도, 어섬, 딱섬, 고렴, 제부도, 백미리해안, 궁평항, 입파도, 국화도 등 10곳의 지질명소로 이루어져 있으며, 국가지질공원으로의 인증을 추진하고 있다. 이번 연구에서는 화성 국가지질공원에 분포하는 지질명소, 지질유산 그리고 지오트레일에 대해 상세히 기재하고, 지질공원으로서의 가치와 의미에 대해 논의하였다. 화성 국가지질공원 후보지는 한반도의 지체구조상 경기육괴에 해당되며, 선캄브리아 시대 변성암류 및 퇴적암류, 고생대 변성암류, 중생대 화성암류 및 퇴적암류 그리고 신생대 제4기 퇴적층이 분포하여 풍부한 지질다양성을 가진다. 천연기념물로 지정된 고정리 공룡알 화석지 지질명소는 공룡알 둥지화석을 비롯하여 서관구조, 타포니, 단층과 끌림습곡, 사층리 등의 풍부한 지질유산과 함께 생태 탐방로, 방문자 센터 등 훌륭한 인프라를 구축하고 있다. 우음도 지질명소는 다양한 종류의 변성암(편마암, 편암, 천매암)과 지질구조(습곡, 단층, 절리, 암맥, 광맥)를 가지고 있어 교육적 가치가 높다. 어섬 지질명소는 변성암에서 산출되는 독특한 구상구조가 높은 학술적 가치를 가지며, 딱섬과 고렴 지질명소에는 백악기 탄도분지에 분포하는 다양한 퇴적암과 화산암류 그리고 퇴적구조를 잘 관찰할 수 있다. 서해안에 위치한 제부도, 백미리 해안, 궁평항 지질명소에서는 갯벌, 시스택(해식기둥), 사빈과 역빈, 해안사구 등의 해안지형과 함께 다양한 변성암류, 쇄설성암맥, 석영광맥 등의 지질구조도 함께 관찰할 수 있으며, 갯벌체험을 비롯한 다양한 체험프로그램들이 개발되어 있다. 도서지역인 입파도, 국화도 지질명소에서는 전형적인 대규모 습곡구조가 장관을 이루고 있는 곳이며, 독특한 해안침식지형과 함께 다양한 고생대 편암류를 관찰할 수 있다. 이와 같이 화성 지질공원은 풍부한 지질다양성과 학술적 가치를 지닌 양질의 지질명소들로 구성되어 있으며, 지질, 지형, 경관, 생태요소가 복합적으로 어우러진 지오트레일, 탐방객을 위한 기반인프라, 다양한 교육 체험프로그램들이 개발되어 있어, 서부 경기권을 대표하는 훌륭한 국가지질공원으로서의 역할을 할 것으로 기대된다.

한국 및 중국산 목이 및 흰목이의 추출용매에 따른 생리활성 성분 비교 (Comparison of the physiological activities of Korean and Chinese Auricularia auricula and Tremella fuciformis extracts prepared with various solvents)

  • 안기홍;한재구;이강효;조재한
    • 한국버섯학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.78-84
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    • 2019
  • 본 연구에서는 한국과 중국에서 재배한 목이, 흰목이를 대상으로 추출용매별 생리활성 물질의 차이를 현재까지 비교적 많은 연구가 진행되어 왔던 표고버섯과 비교하여 DPPH 라디컬 소거능과 아질산염 소거능, 총 폴리페놀 함량과 베타글루칸 함량에 대한 성분차이를 비교 분석하였다. 한국산 목이, 흰목이, 표고의 열수추출물의 DPPH 라디컬 소거능은 70% 에탄올 추출물에 비하여 높은 것으로 나타났으며 추출용매와 상관없이 중국산 버섯류에 비하여 높은 값이었다. 중국산 버섯 중 목이의 열수추출 및 70% 에탄올추출물에서 가장 높은 라디컬 소거능을 보였다. 아질산염 소거능은 중국산 버섯류의 70% 에탄올추출물에서 한국산 동일 버섯류에 비하여 높은 아질산염 소거능을 나타냈다. 각 버섯류의 총 폴리페놀 함량은 70% 에탄올 추출 조건이 열수추출에 비하여 높은 값을 나타냈다. 특히 재배국가와 상관없이 목이는 70% 에탄올추출물에서 가장 높은 총 폴리페놀 함량을 보였다. 한국산 및 중국산의 표고는 열수추출 조건이 70% 에탄올추출에 비하여 높은 총 폴리페놀 함량을 보였다. 베타글루칸 함량은 중국산 식용버섯류가 한국산 버섯류에 비하여 높은 함량을 나타내고 있었다. 위와 같은 결과로부터 각각의 버섯류에 맞는 최적의 용매를 사용해야 최대의 유효성분을 추출할 수 있다고 사료된다. 본 연구에서 사용한 목이, 흰목이, 표고가 한국 및 중국에서 재배되는 버섯의 대표성을 나타내기에는 부족하나 이러한 연구결과를 토대로 더 많은 비교샘플수를 늘려서 다양한 식용버섯류에 대한 기능성 평가를 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

Delta 15 desaturase 유전자 억제에 의해 알파리놀렌산 함량이 낮은 들깨 육성 (Development of Perilla frutescens with Low Levels of Alpha-Linolenic Acid by Inhibition of a delta 15 desaturase Gene)

  • 김경환;이경렬;김정봉;이명희;이은경;김년희;이홍석;김송림;백정호;최인찬;지현소
    • 한국육종학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.463-471
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    • 2018
  • 들깨는 우리나라에서 재배되어온 대표적인 유지작물로 지질의 함량 중 알파리놀렌산의 함량이 60% 전후로 불포화도가 높아서 산패가 쉽게 일어나는 문제가 있다. 알파리놀렌산은 소포체 유래의 ${\Delta}15$ desaturase (FAD3)와 엽록체 유래의 ${\Delta}15$ desaturase (FAD7)에 의해서 합성된다. 엽록체 유래의 FAD7 유전자 발현의 손상없이 종자의 알파리놀렌산 함량을 낮추기 위해 소포체 유래 FAD3 유전자를 RNAi기법을 이용하여 발현을 억제하였다. 재배종인 엽실들깨의 배축을 이용하여 아그로박테리움 매개 형질전환법으로 제초제(바스타) 저항성을 가진 형질전환체 17개체를 획득하였다. 형질전환체는 0.3% (v/v) 바스타제초제를 이용하여 선발하였으며 Northern blot으로 FAD3 유전자의 발현이 억제되는 것을 확인하였다. 온실에서 수확한 12개체 종자 지방산 함량을 분석한 결과 알파리놀렌산 함량이 10-20% 2개체, 30-40% 7개체, 대조구와 비슷한 60%대 3개체를 획득하였다. 형질전환체의 $T_2$ 종자의 분리비와 지방산 조성을 분석한 결과 동형접합체 계통에서 6-10% 알파리놀렌산 함량을 보였으며 이형접합계통은 20-26% 알파리놀렌산 함량을 나타내어 동형으로 고정시 FAD3 유전자 발현이 상당히 강력히 억제됨을 확인할 수 있었다. 들기름의 지방산 중 알파리놀렌산 함량의 감소는 들깨의 산패를 방지하고 감마리놀렌산 등의 고가의 건강기능성 지방산 생산에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

Deep Convolution Neural Networks 이용하여 결함 검출을 위한 결함이 있는 철도선로표면 디지털영상 재 생성 (Regeneration of a defective Railroad Surface for defect detection with Deep Convolution Neural Networks)

  • 김현호;한석민
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.23-31
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    • 2020
  • 본 연구는 철도표면상에 발생하는 노후 현상 중 하나인 결함 검출을 위해 학습데이터를 생성함으로써 결함 검출 모델에서 더 높은 점수를 얻기 위해 진행되었다. 철도표면에서 결함은 선로결속장치 및 선로와 차량의 마찰 등 다양한 원인에 의해 발생하고 선로 파손 등의 사고를 유발할 수 있기 때문에 결함에 대한 철도 유지관리가 필요 하다. 그래서 철도 유지관리의 자동화 및 비용절감을 위해 철도 표면 영상에 영상처리 또는 기계학습을 활용한 결함 검출 및 검사에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 일반적으로 영상 처리 분석기법 및 기계학습 기술의 성능은 데이터의 수량과 품질에 의존한다. 그렇기 때문에 일부 연구는 일반적이고 다양한 철도표면영상의 데이터베이스를 확보하기위해 등간격으로 선로표면을 촬영하는 장치 또는 탑재된 차량이 필요로 하였다. 본연구는 이러한 기계적인 영상획득 장치의 운용비용을 감소시키고 보완하기 위해 대표적인 영상생성관련 딥러닝 모델인 생성적 적대적 네트워크의 기본 구성에서 여러 관련연구에서 제시된 방법을 응용, 결함이 있는 철도 표면 재생성모델을 구성하여, 전용 데이터베이스가 구축되지 않은 철도 표면 영상에 대해서도 결함 검출을 진행할 수 있도록 하였다. 구성한 모델은 상이한 철도 표면 텍스처들을 반영한 철도 표면 생성을 학습하고 여러 임의의 결함의 위치에 대한 Ground-Truth들을 만족하는 다양한 결함을 재 생성하도록 설계하였다. 재생성된 철도 표면의 영상들을 결함 검출 딥러닝 모델에 학습데이터로 사용한다. 재생성모델의 유효성을 검증하기 위해 철도표면데이터를 3가지의 하위집합으로 군집화 하여 하나의 집합세트를 원본 영상으로 정의하고, 다른 두개의 나머지 하위집합들의 몇가지의 선로표면영상을 텍스처 영상으로 사용하여 새로운 철도 표면 영상을 생성한다. 그리고 결함 검출 모델에서 학습데이터로 생성된 새로운 철도 표면 영상을 사용하였을 때와, 생성된 철도 표면 영상이 없는 원본 영상을 사용하였을 때를 나누어 검증한다. 앞서 분류했던 하위집합들 중에서 원본영상으로 사용된 집합세트를 제외한 두 개의 하위집합들은 각각의 환경에서 학습된 결함 검출 모델에서 검증하여 출력인 픽셀단위 분류지도 영상을 얻는다. 이 픽셀단위 분류지도영상들과 실제 결함의 위치에 대한 원본결함 지도(Ground-Truth)들의 IoU(Intersection over Union) 및 F1-score로 평가하여 성능을 계산하였다. 결과적으로 두개의 하위집합의 텍스처 영상을 이용한 재생성된 학습데이터를 학습한 결함 검출모델의 점수는 원본 영상만을 학습하였을 때의 점수보다 약 IoU 및 F1-score가 10~15% 증가하였다. 이는 전용 학습 데이터가 구축되지 않은 철도표면 영상에 대해서도 기존 데이터를 이용하여 결함 검출이 상당히 가능함을 증명하는 것이다.

2020 한국인 영양소 섭취기준 활용 자료 개발 (The development of resources for the application of 2020 Dietary Reference Intakes for Koreans)

  • 황지윤;김양하;이행신;박은주;김정선;신상아;김기남;배윤정;김기랑;우태정;윤미옥;이명숙
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제55권1호
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    • pp.21-35
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    • 2022
  • 본 연구 결과, 식품군별 대표식품과 1인 1회 분량이 설정되었으며 생애주기별, 성별 1일 에너지필요추정량에 따른 식품군별 섭취횟수를 계산하여 제시한 권장식사패턴 및 이를 활용한 권장식사구성안 12종이 제시되었다. 지속적으로 증가하고 있는 유지·당류 섭취량의 감소를 위한 인지를 높이기 위해 1인 1회분량과 식품구성자전거에 유지·당류 식품군을 포함하였다. 자료 분석과 일반인 및 전문가 대상 설문조사를 실시하여 2020 KDRIs 기반 생애주기별 영양문제 범주화 및 대국민 메시지에 기반한 사용자 맞춤형 웹기반 영양 콘텐츠 개발 및 홍보를 위한 근거를 마련하였다. 이를 근거로 일반국민과 청소년 대상 카드뉴스 2종, 새로운 2020 식품구성자전거와 권장식사패턴을 홍보하기 위한 카드뉴스 2종과 5개 언어 (한국어, 영어, 일본어, 베트남어, 중국어) 포스터가 제작되었다. 또한 영양교육주제의 우선순위 선정 후 단계별 교육프로그램 설계 후 교육목표에 따른 교수학습안과 교수자료, 평가도구 등이 개발되었다. 이와 같은 자료는 모두 보건복지부와 한국영양학회 누리집을 통해 배포되었으니 다양한 분야에서 다각적인 측면에서 활용되기를 기대한다.

근육 골격계의 질환 및 재활분석(수영선수를 중심으로) (An Analysis of Swimming Injuries and Their Rehabilitation)

  • 김귀백;지진구;곽이섭
    • 생명과학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.325-330
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    • 2022
  • 수영은 육상과 더불어 대표적인 기초 종목으로 손, 발을 사용하여 물속에서 헤엄치는 종목이기 때문에 기술적 훈련과 더불어 물의 압력에 따른 신체적 적응이 매우 중요하게 고려된다. 수영은 지상의 운동과는 다르게 물속에서 손과 발을 이용해 나아가고, 물의 저항으로 인해 근육을 움직이는 전신운동으로 높게 평가되고 있으며, 비만의 예방과 혈관질환의 치료에 많이 사용되는 운동 중 하나이다. 비교적 안전한 종목에 속하지만 다른 스포츠 종목들과 비슷하게 크고 적은 스포츠 상해가 발생 한다. 하지만 현재까지 수영 종목에서 유발되는 상해와 재활에 관한 연구 자료는 부족한 상황이다. 수영 선수의 상해는 일반적으로 고강도의 훈련, 많은 훈련 량 등으로 인해 발생하며, 수영 선수들에게 가장 많이 발생하는 상해와 질환으로는 극상근건염(supraspinatus tendinitis), 이두근건염(biceps tendinitis), 슬관절의 내측 활액막염(synovitis), 발등의 신근 건염(extensor tendinitis), 요통(low back pain)을 동반하는 척추분리증(spondylolysis), 척주전방전위증(spondylolisthesis) 등이 있다고 보고되고 있다. 또한 수영 경영 선수의 스포츠상해 부위 및 빈도조사 연구분석에 의하면 상해부위는 어깨관절(50%), 허리(23%), 하지(22%) 등의 순으로 높게 나타났으며, 상해종류로는 근육 손상과 인대손상이 대부분을 차지한다. 본 연구결과 수영 종목의 상해 부위는 상지(목, 어깨, 팔, 손목), 하지상해(무릎, 발목), 및 허리상해 순으로 나타났다. 그리고 영법별 상해분석으로 자유형, 배영, 접영 영법에서는 어깨 부위 상해가 많이 발생하였고 회전근개손상, 충돌증후군, SLAP (superior labral tear from anterior to posterior) 병변 순으로 나타났다. 평영 영법은 하지손상인 무릎손상, 평영과 접영은 척수상해, 접영은 허리상해 순서로 나타났다. 따라서 지도자는 선수들이 부상을 당하지 않도록 충분한 준비운동과 정리운동을 실시하도록 하고, 응급처치를 숙지하여 부상 발생 시 빠른 응급처치로 2차 손상을 예방할 수 있도록 해야 한다. 아울러 코치 및 지도자는 선수들에게 알맞는 재활 방법들을 처치하고, 선수들의 상해 예방과 처치에 대한 이해와 교육이 수반되어야 할 것이다. 추후 수영 영법 별 상해 예방과 상해 처치 그리고 재활방법에 관한 구체적인 기전적 연구들이 수행 되어져야 할 것으로 사료된다.

영남지역 기상과 수도의 한계생산력 해석 (Biological Yielding Potential of Rice in Association with Climatic Factors in Yeongnam Region)

  • 김순철;이수관;정근식
    • 한국작물학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.259-270
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    • 1985
  • 영남지역 남부 2모작 평야지를 대표할 수 있는 밀양지방의 연도별 수도작 기상조건을 비교하고 수도작 이앙적기 및 한계기를 기상조건에 의한 분석방법과 수도재배 시기시험 성적결과에 의한 방법으로 추정하였고 기상요인에 의한 수량한계 생산력을 분석하였다. 1. 수도작 기상은 년차간에 뚜렷한 차이를 보였는데 못자리 기간중의 기상이 문제되었던 해는 1980년과 1976년도이었고 생식생장기의 냉해가 문제된 해는 1983. '81, '80, '74년도이었다. 한편 벼 등숙기 기상은 다수형 품종에 가장 불리하였던 해는 1980년도가 평년도의 66%의 기후등숙량으로 1973년이후 가장 좋지 못한 해이었고, 반대로 다수형 품종 등숙에 가장 좋았던 해는 평년 기상의 128%를 보인 1975년과 121%인 1977년이였다. 2. 벼 등숙기 등숙 적산온도(출수후 40일)로 본 안전출수한계기는 년차간에 뚜렷한 차이를 보였는데 다수형 품종의 등숙 적산온도를 88$0^{\circ}C$로 볼 경우 1975년도에는 8월 31 일에 출수하여도 되었던 것이 1980년도에는 8월 2일이였다. 한편 출수한계기를 다수형 품종 84$0^{\circ}C$, 일본형 품종 76$0^{\circ}C$로 보고 80% 신빙성을 지니는 일자는 각각 8월 20일 이전(다수형)과 8월 30일 이전(일본형)이였다. 이는 기후등숙량 분석방법에서 수량 1000kg/10a을 생산할 수 있는 기후한계기와 거의 일치하였다. 3. 밀양지방에서 최고 수량생산을 올리기 위한 최적 이앙기와 최적 출수기 설정은 기후등숙량 방법과 실제 이앙기와 쌀 수량과의 관계에 의한 방법과는 서로 잘 일치하였는데 다수형 품종은 5월 26일 전후 이앙에서 8월 10일전후의 출수가, 일본형 품종은 6월 8일 전후의 이앙으로 8월 23일경의 출수가 가장 높은 수량을 올릴 수 있었다. 4. 광합성효율(E$\mu$)과 건물중 증가율(CGR)은 5월 25일 이앙구보다 6월 20일 이앙구에서 높았고 품종별로는 삼강벼가 낙동벼보다 높았는데 출수전 30 일간이 가장 높은 수치인 광합성 효율 2.5%와 건물생산 증가율은 약 23g/$m^2$/day였다. 5. 밀양지방에서 일사량과 광합성 효율면에서 본 최대 건물중 생산가능량은 30g/$m^2$/day 미만이며, 목표수량 1,000kg/10a생산을 위한 제한요인은 출수기까지의 건물생산이였으며 등숙기 기상조건은 제한요인이 아니었다. 6. 밀양지방에서 삼강벼를 표준 재배법으로 재배할 경우 건물중 생산능력면과 수확지수면으로 볼 때 수량한계 생산력은 정조수량으로 900~l,000kg/10a 수준으로 분석되었다.

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일반화 적응 심층 잠재요인 추천모형 (A Generalized Adaptive Deep Latent Factor Recommendation Model)

  • 김정하;이지평;장성현;조윤호
    • 지능정보연구
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    • 제29권1호
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    • pp.249-263
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    • 2023
  • 대표적인 추천 시스템 방법론인 협업 필터링(Collaborative Filtering)에는 이웃기반 방법(Neighbor Methods)과 잠재 요인 모델(Latent Factor model)이라는 두 가지 접근법이 있다. 이중 행렬 분해(Matrix Factorization)를 이용하는 잠재 요인 모델은 사용자-아이템 상호작용 행렬을 두 개의 보다 낮은 차원의 직사각형 행렬로 분해하고 이들의 행렬 곱으로 아이템의 평점(Rating)을 예측한다. 평점 패턴으로부터 추출된 요인 벡터들을 통해 사용자와 아이템 속성을 포착할 수 있기 때문에 확장성, 정확도, 유연성 측면에서 이웃기반 방법보다 우수하다고 알려져 있다. 하지만 평점이 지정되지 않은 아이템에 대해서는 선호도가 다른 개개인의 다양성을 반영하지 못하는 근본적인 한계가 있고 이는 반복적이고 부정확한 추천을 초래하게 된다. 이러한 잠재요인 모델의 한계를 개선하고자 각각의 아이템 별로 사용자의 선호도를 적응적으로 학습하는 적응 심층 잠재요인 모형(Adaptive Deep Latent Factor Model; ADLFM)이 등장하였다. ADLFM은 아이템의 특징을 설명하는 텍스트인 아이템 설명(Item Description)을 입력으로 받아 사용자와 아이템의 잠재 벡터를 구하고 어텐션 스코어(Attention Score)를 활용하여 개인의 다양성을 반영할 수 있는 방법을 제시한다. 하지만 아이템 설명을 포함하는 데이터 셋을 요구하기 때문에 이 방법을 적용할 수 있는 대상이 많지 않은 즉 일반화에 있어 한계가 있다. 본 연구에서는 아이템 설명 대신 추천시스템에서 보편적으로 사용하는 아이템 ID를 입력으로 하고 Self-Attention, Multi-head attention, Multi-Conv1d 등 보다 개선된 딥러닝 모델 구조를 적용함으로써 ADLFM의 한계를 개선할 수 있는 일반화된 적응 심층 잠재요인 추천모형 G-ADLFRM을 제안한다. 다양한 도메인의 데이터셋을 가지고 입력과 모델 구조 변경에 대한 실험을 진행한 결과, 입력만 변경했을 경우 동반되는 정보손실로 인해 ADLFM 대비 MAE(Mean Absolute Error)가 소폭 높아지며 추천성능이 하락했지만, 처리할 정보량이 적어지면서 epoch 당 평균 학습속도는 대폭 향상되었다. 입력 뿐만 아니라 모델 구조까지 바꿨을 경우에는 가장 성능이 우수한 Multi-Conv1d 구조가 ADLFM과 유사한 성능을 나타내며 입력변경으로 인한 정보손실을 충분히 상쇄시킬 수 있음을 보여주었다. 결론적으로 본 논문에서 제시한 모형은 기존 ADLFM의 성능은 최대한 유지하면서 빠른 학습과 추론이 가능하고(경량화) 다양한 도메인에 적용할 수 있는(일반화) 새로운 모형임을 알 수 있다.