• 제목/요약/키워드: 약한 지도학습

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기계학습 모델을 이용한 노인보행과 비노인보행의 구별 방법에 관한 연구 (A Study on the Method of Differentiating Between Elderly Walking and Non-Senior Walking Using Machine Learning Models)

  • 김가영;정수환;엄수현;장성원;이소연;최상일
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제10권9호
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    • pp.251-260
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    • 2021
  • 보행 분석은 인간의 걸음걸이를 분석하여 보행과 관련된 여러 다양한 정보를 얻기 위한 연구 분야 중 하나로써 의료 분야뿐만 아니라 기계공학, 전자공학 및 컴퓨터공학 등 다양한 학문 분야에서 오랫동안 연구되고 있다. 보행 분석을 통해 걸음걸이에 문제가 있는지를 파악하려는 노력이 꾸준히 이어져 왔다. 본 논문에서는 이러한 보행 이상을 알아보기 위한 전 단계로써 보행 데이터를 활용하여 동일 실험 참가자에 대해 노인 체험복착용 전후의 걸음걸이를 기계학습 모델에 적용하여 학습시킴으로써 노인 체험복 착용 여부를 구별할 수 있는지를 연구하였다. 총 45명의 실험 참가들을 대상으로 노인 체험복 착용 전과 후 각각의 보행 데이터를 수집하였고, 총 6개의 기계학습 모델을 이용하여 보행 데이터를 학습시켰다. 신경망 모델을 활용하여 노인 체험복 착용 여부를 판별한 결과 약 99%의 높은 정확도를 보였다. 본 연구에서 시사하는 것은 기계학습을 활용하여 보행의 이상 유무를 판단할 수 있는 가능성을 모색했다는 데 있다.

실과의 식품영양 단원의 교사용 지침서와 실제 수업과의 비교 연구 -인천직할시 공립국민학교를 중심으로- (Comparison of the Food and Nutrition Curriculum As a Teaching Plan Provided by the Ministry of Education and the Actual Teaching Plan by teachers in Incheon. Korea)

  • 김수자
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.87-95
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    • 1993
  • 본 연구는 교육부에서 의도하는 국민학교 실과 과목의 식품영양 단원의 지침서 내용과 현장에서의 교사 수업 실태를 교육관련 전문지인 새교육, 새교실, 새수업등에 게재된 현장교사들의 지도안 내용과 인천시내 공립국민학교 교사 510명과 학생 1,754명을 대상으로 설문조사를 통한 내용을 분석하였는데 그 결과는 다음과 같다. 1. 교사용 지침서에 제시된 교과목표 및 단원 내용과 현장 교사들의 지도안 내용은 완전일치 하였다. 2. 교육부가 제시한 수업시수가 알맞다는 응답이 4학년 88.7%, 5학년 87.4%, 6학년은 87.8%였으나 약 10%정도의 교사는 식품 영양단원에 더 시간이 필요하다고 응답하였고. 현재의 시간을 줄여야 한다는 응답도 4학년 0.8% 5학년 2.6% 6학년 2.4%나 되었다 또한 28-38%의 교사가 실과시간을 다른시간으로 활용한 적이 있다고 응답하였으며 3번이상 다른시간으로 쓴 경우도 4학년 6.5%, 5,6학년은 11%나 되었다. 3. 교육부가 제시한 교수방법보다 다양한 교수방법이 현장에서 실시되고 있었으나 가장 많이 사용되는 교수방법은 4, 5, 6,학년 모두 설명, 발표 판서, 교과서 읽기 등이었고 실험 조사, 역할 놀이, 토의, 시범 등은 드물게, 필름이나 슬라이드, 카세트 등은 거의 사용하지 않는 것으로 나타났다. 4. 사용된 학습자료로는 교과서, 교사용 지침서, 학습 과제장 등이 주된것이었으며 그 이외의 자료는 극히 활용도가 미약하였다. 5. 실험 실습을 위한 실습은 전혀 갖추고 있지 못한 실정이었으며, 조리 실습은 학생들이 재료와 도구등을 준비(4학년 96.5%, 5학년 96.1% 6학년 95.7%)하여 실시하고 있는 것으로 나타났다.

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악성코드 분류를 위한 중요 연산부호 선택 및 그 유용성에 관한 연구 (A Study on Selecting Key Opcodes for Malware Classification and Its Usefulness)

  • 박정빈;한경수;김태근;임을규
    • 정보과학회 논문지
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    • 제42권5호
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    • pp.558-565
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    • 2015
  • 최근 새롭게 제작되는 악성코드 수의 증가와 악성코드 변종들의 다양성은 악성코드 분석가의 분석에 소요되는 시간과 노력에 많은 영향을 준다. 따라서 효과적인 악성코드 분류는 악성코드 분석가의 악성코드 분석에 소요되는 시간과 노력을 감소시키는 데 도움을 줄 뿐만 아니라, 악성코드 계보 연구 등 다양한 분야에 활용 가능하다. 본 논문에서는 악성코드 분류를 위해 중요 연산부호를 이용하는 방법을 제안한다. 중요 연산부호란 악성코드 분류에 높은 영향력을 가지는 연산부호들을 의미한다. 실험을 통해서 악성코드 분류에 높은 영향력을 가지는 상위 10개의 연산부호들을 중요 연산부호로 선정할 수 있음을 확인하였으며, 이를 이용할 경우 지도학습 알고리즘의 학습시간을 약 91% 단축시킬 수 있었다. 이는 향후 다량의 악성코드 분류 연구에 응용 가능할 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.

현장에 적합한 초등 수학 수업 모형 탐색 (A Search for Mathematics Teaching Models for Elementary Schools)

  • 서동엽
    • 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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    • 제25권3호
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    • pp.407-429
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    • 2015
  • 본 연구에서는 현행 2011 수학과 교육과정에 따라 개발된 수학 교사용 지도서에서 제시하고 있는 수학 수업 모형을 중심으로 현장 교원들의 만족도와 활용 정도, 요구사항을 알아보았다. 현행 수업 모형에 대한 만족도는 약 80% 정도로 높은 것으로 나타났으나, 활용 빈도는 학기 당 또는 단원 당 1회 정도로 낮은 것으로 나타났다. 다른 교과 중에서는 사회와 과학 수업 모형에 대한 만족도가 높은 것으로 나타났으며, 그 이유로 수업에 활용하기 편리하다는 점을 들었다. 수학 수업 모형의 현장 활용도를 높이기 위한 방안으로 수학의 다양한 내용 영역을 고려한 수업 모형 개발, 수준별 차이를 고려한 수업 모형 개발, 직접 교수법 등 교육과정의 교수학습 방법을 고려한 수업 모형 개발이 필요함을 제안하였다.

텍스트에서 IS-A 관계의 자동 추출 및 순위화 (Automatic Acquisition of Ranked IS-A Relation from Unstructured Text)

  • 류법모;최기선
    • 한국정보과학회 언어공학연구회:학술대회논문집(한글 및 한국어 정보처리)
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    • 한국정보과학회언어공학연구회 2007년도 제19회 한글 및 한국어 정보처리 학술대회
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    • pp.150-157
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    • 2007
  • 본 논문에서는 의존 구조 매칭과 약한 지도식 학습 방법을 적용하여 텍스트에서 IS-A 관계를 자동으로 추출하고 순위화하는 방법을 제안한다. 텍스트에서 잠재적인 IS-A 관계를 표현하는 [관계 표현, 하위어, 상위어]의 삼진관계 리스트를 추출하고, 관계 표현과 IS-A 관계 인스턴스, IS-A 관계 후보, 사이의 상호 관련성을 이용하여 각각의 점수를 반복적으로 정제한다. 제안한 방법의 대표적인 특징은 다음과 같다. 1) 의존 구조에 기반한 패턴 매칭 방법을 적용하여 정규 표현에 기반한 방법보다 다양한 형태의 삼진관계를 추출할 수 있고, 2) 도메인 코퍼스에서 통계적으로 추출한 어휘 사이의 관련성 정보를 이용하여 도메인에 적합한 IS-A 관계 인스턴스의 순위를 높일 수 있으며, 3) 관계 표현과 관계 인스턴스의 점수를 상호 관련성에 기반한 방법으로 반복적으로 점수화하여 IS-A 관계 인스턴스 사이의 변별력을 높일 수 있다. 실험에서 순위화된 관계 인스턴스는 전문가의 판단과 66%이상 일치함을 보였고, 의존 구조를 이용한 유연한 패턴 매칭 방법은 정규표현을 이용한 방법보다 43.6%의 추가적인 삼진관계를 추출하였다.

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북한 수학 교과서 내용 변화에 대한 분석 - 분수 지도 내용 중심으로 - (The Study on Transition of Mathematics Textbooks in North Korea -Focused on the contents of Fraction-)

  • 박문환
    • 대한수학교육학회지:학교수학
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    • 제8권2호
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    • pp.139-160
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    • 2006
  • 북한은 2002년 경제관리 제도에 대한 개혁을 단행하면서 교육과정에서도 대대적인 개편을 시도한 것으로 보인다. 특히 IT 분야를 강화하면서 수학 교과에 대하여 약 30% 정도의 내용 감축을 시도한 것으로 보이며, 그 과정에서 종전의 수학 교과서가 기하와 대수로 구분되어 있었던 것을 한 권으로 통합하였다. 그 결과 일부 어려운 내용은 삭제하고, 학년간에 중복된 내용은 약화시킨 것으로 나타났다. 또한 분수 지도와 관련하여 새로운 전개 방법으로서 넓이 모텔을 사용하고 있다는 점을 발견하였다. 특히 본 연구에서 분수에 대한 내용 변화를 분석한 결과 교육 내용의 적정화를 시도하고 있는 남한의 수학 교육에 시사하는 바는 다음과 같다. 첫째, 넓이 모델을 사용하여 비교적 단시간에 분수의 사칙계산을 다루고 있는데 이러한 방법은 학습 분량의 경감 차원에서 본다면 중요한 참고자료가 될 수 있을 것이다. 둘째, 사고를 절약시켜준다고 하는 측면에서 나눗셈 알고리즘을 제시하는 방법에 대하여 고려해 볼 가치가 있다.

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생물 교수 맥락 내에서 예비 생물교사의 과학의 본성 교수내용학적 지식의 구축 (Construction of Preservice Biology Teachers' NOS Pedagogical Content Knowledge within Biology Teaching Context)

  • 김선영
    • 한국과학교육학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.147-158
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    • 2016
  • 본 논문은 예비 생물교사들을 대상으로 약 9개월에 걸친 연구기간 동안 예비 생물교사의 과학의 본성과 과학의 본성 교수에 대한 태도의 변화, 과학의 본성 교수 계획 및 실행 과정, 과학의 본성 교수에 대한 신념 및 과학의 본성 교수 전략 등의 과학의 본성 교수내용학적 지식의 형성에 대해 살펴보았다. 예비 생물교사들은 3학년 1학기 <교과교육론>과목을 통해 과학이란 어떤 학문인지, 과학 지식이 어떻게 형성되는지 과학의 본성에 대해 명시적으로 토론하고 반성하는 기회를 가졌다. 뿐만 아니라 과학사의 에피소드를 통해 과학의 본성 요소를 찾아보는 과정을 거쳤으며, 과학의 본성에 대한 이해를 바탕으로 과학의 본성 학습목표를 도입한 교수학습 과정안을 구성하였다. 예비교사들은 과학 지식의 가변성, 과학 지식의 발달에 있어서 창의적 측면, 사회적 협의의 역할, 과학의 이론의존적 탐구, 과학 지식의 발달에 있어서 사회 문화적 영향 등을 과학의 본성 교수학습 목표로 도입하여 교수학습 과정안을 구성하고 수업에 이를 반영하였다. 또한 3학년 2학기 <교재연구 및 지도법>과목을 통해 과학의 본성 요소를 도입한 모의수업의 경험을 가졌다. 연구결과, <교과교육론> 과목에서 예비교사들은 과학의 본성과 과학의 본성 교수에 대한 관점에 향상을 나타냈으며, <교재연구 및 지도법>과목 후에는 두 요소에 대한 이해도를 지속적으로 유지하고 있음을 나타냈다. 또한 예비교사들은 모의 수업 후 적은 반성적 일지에서 과학의 본성 요소를 중등학교 생물수업에 도입할 때 어려웠던 점, 과학의 본성 교수의 필요성, 그리고 어떤 교수법이 효과적인지 제안하는 모습을 보여 예비교사 스스로 과학의 본성 교수내용학적 지식을 구축해나가고 있음을 보여주었다.

데이터 분할 평가 진화알고리즘을 이용한 효율적인 퍼지 분류규칙의 생성 (Generation of Efficient Fuzzy Classification Rules Using Evolutionary Algorithm with Data Partition Evaluation)

  • 류정우;김성은;김명원
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.32-40
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    • 2008
  • 데이터 속성 값이 연속적이고 애매할 때 퍼지 규칙으로 분류규칙을 표현하는 것은 매우 유용하면서도 효과적이다. 그러나 효과적인 퍼지 분류규칙을 생성하기 위한 소속함수를 결정하기는 어렵다. 본 논문에서는 진화알고리즘을 이용하여 효과적인 퍼지 분류규칙을 자동으로 생성하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 지도 군집화로 클래스 분포에 따라 초기 소속함수를 생성하고, 정확하고 간결한 규칙을 생성할 수 있도록 초기 소속함수를 진화시키는 방법이다. 또한 진화알고리즘의 시간에 대한 효율성을 높이기 위한 방법으로 데이터 분할 평가 진화 방법을 제안한다. 데이터 분할 평가 진화 방법은 전체 학습 데이터를 여러 개의 부분 학습 데이터들로 나누고 개체는 전체 학습 데이터 대신 부분 학습 데이터를 임의로 선택하여 평가하는 방법이다. UCI 벤치마크 데이터로 기존 방법과 비교 실험을 통해 평균적으로 제안한 방법이 효과적임을 보였다. 또한 KDD'99 Cup의 침입탐지 데이터에서 KDD'99 Cup 우승자에 비해 1.54% 향상된 인식률과 20.8% 절감된 탐지비용을 보였고 데이터 분할 평가 진화 방법으로 개체평가 시간을 약 70% 감소시켰다.

달의 운동에 대한 웹 기반 프로젝트 학습의 효과 (The Effect of Web-based Learning by Studying the Motion of the Moon)

  • 심기창;김희수;정정인
    • 한국과학교육학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.450-464
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    • 2005
  • 본 연구는 중학생들의 달의 운동 개념 지도에 적합한 웹 기반 프로젝트 학습을 설계하고 이를 수업에 적용하여 그 효과를 알아보는데 목적이 있다. 중학교 3학년 학생 48명을 연구 대상자로 하였고, 그 중 남 녀 각 5명씩 10명을 면담을 이용한 연구 대상자로 하였다. 본 연구에서 개발한 개념 수준 질문지와 면담을 이용한 사전 검사를 실시하여 달의 운동에 대한 비과학적 개념의 유형과 원인을 분석하였다. 사전 검사 후, 달의 모양을 관찰하고 관찰 결과에 대해 서로 토론을 하는 웹 기반 프로젝트 학습을 약 한 달 동안 실시 하였다. 프로젝트 학습을 종료한 후 사후 검사를 하였고 사전 검사와 비교하여 학습 효과를 알아보았다. 그 결과, 웹 기반 프로젝트 학습이 달의 운동에 대한 개념 변화에 효과적인 것으로 나타났다(P<001). 또한 과학 탐구능력에서도 유의미한 차이를 보였다. 과학 탐구능력 요소 중에서 특히, 실험 설계(P<001)와 변인 찾기 및 조작적 정의(P<.05)영역에서 유의미한 차이가 있었다.