프로젝트 초기단계에서 산정된 공사비는 발주자의 중요한 의사결정에 영향을 미치므로 그 중요성이 강조되고 있지만, 정보의 부족으로 인하여 주로 견적전문가의 경험과 지식에 의존하여 진행된다. 이것은 현재 문제와 가장 유사한 과거 사례를 선택하여 사용하는 사례기반추론으로 발전되었다. 사례기반추론 모델의 예측 성능은 속성 가중치의 산정 결과에 많은 영향을 받으므로, 정확한 속성 가중치의 산정이 요구된다. 기존의 연구는 수학적 방법 또는 전문가의 주관적 판단을 이용하는 방법을 사용한다. 본 연구는 기존 연구의 문제점을 보완하기 위해 유전자 알고리즘을 이용한 사례기반추론 공사비 예측 모델을 제안한다. 공사비 예측 모델은 최근이웃 조회 방법의 과정에 의해 추출한 사례의 공사비 정보를 이용하여 예측 대상의 공사비를 산정한다. 검증 결과 AACE에서 정의한 견적시기별 예측 정확도와 표준화 회귀계수 동일가중치를 사용한 방법보다 높은 오차율을 나타내었다. 따라서 본 연구는 유전자 알고리즘을 도입하여 예측 성능을 향상시키고, 사례기반추론 방법을 사용하여 사용자가 이해하기 용이한 해결책 도출과정을 제시하였다는데 그 의미가 있다.
표지 유전자는 특정한 실험 조건의 특성을 나타내주는 발현수준의 유전자를 의미한다. 이 유전자들은 여러 집단간의 발현수준에서 유의한 차이를 보여주며, 실제로 집단 간의 차이를 유발하는 유전자일 확률이 높아 특정 생물학적 현상과 관련 있는 표지 유전자를 찾는 연구에 이용될 수 있다. 본 논문에서는, 먼저 그 동안 제안된 여러 표준화 방법들 중에서 가장 널리 사용되고 있는 방법들을 이용하여 데이터를 표준화 한 후 통계에 따라 유전자의 우선순위를 정함으로써 표지유전자를 추출할 수 있는 시스템을 제안하였다. 다층퍼셉트론 신경망 분류기를 이용하여 각 표준화 방법들의 성능을 비교분석하였다. 그 결과 Lowess 표준화 후 ANOVA를 이용하여 선택된 8개의 표지 유전자를 포함하는 마이크로어레이 데이터 셋에 MLP 알고리즘을 적용한 결과 99.32%의 가장 높은 분류 정확도와 가장 낮은 예측 에러 추정치를 나타내었다.
맞춤형 의료에 대한 기대가 커지면서 분자생물학적인 의료정보의 분석이 중요해지고 있다. 유전자 발현 데이터는 생명현상의 분자생물학적 동태을 보여주는 대표적인 데이터이다. 유전자 발현 데이터의 분석을 통해서 유전자 발현 수준에서의 특정 질병의 발병, 전이, 재발 등을 예측하기 위한 마커에 대한 관심이 많다. 두 개의 대조적인 관심 집단을 식별하는 유전자를 찾기 위해 통계적인 방법 등이 이용되어 왔다. 이 논문에서는 여러 유전자의 조합을 통해서 집단을 식별할 수 있는 후보 마커를 찾는 의사결정트리 기반 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 수치적인 유전자의 발현값을 세 개의 범주값으로 이산화시키고, 유전자 발현값을 해당 범주값뿐만 아니라 범주값의 부정값을 허용할 수 있도록 한다. 한편, 마커로 활용하기 위해서는 소수의 유전자만을 사용하는 것이 바람직하기 때문에, 마커에 소속할 유전자의 개수를 제한하여 마커를 찾도록 한다.
고농도오존이 발생되는 원인과 환경적 요인의 상호관계를 모델링하기 위해 신경회로 망과 같은 지능제어 기법들이 많이 적용되어 왔다 분석과 모델링을 위해 유전자 알고리즘과 같은 최적화 방법을 적용하기도 하지만, 고농도 오존이 발생되는 메커니즘이 매우 복잡하고, 비선형적이며, 패턴파악이 어렵기 때문에 고농도 오존의 예측 모델링에는 여전히 문제점이 있다 따라서 본 논문에서는 신뢰수준과 신뢰구간을 이용하여 초농도 오존을 예측할 수 있는 모델링 방법을 서술하였다 예측값의 신뢰수준의 평가는 예측에 대한 실측값을 구하여 신뢰구간내의 데이터의 개수를 파악함으로써 신뢰성을 평가할 수 있다. 또한 이 테스트는 우리가 가지고 있지 않은 데이터에 대한 유효성을 평가하는데 적용될 수 있다 그리고 본 논문에서는 GMDH(Group Method of data handling)의 전형적인 알고리즘에 바탕을 두고 있는 DPNN(Dynamic Polynomial Neural Network)를 이용하여 예측 모델을 구성하였다. DPNN은 데이터 해석이 용이하고 비선형적인 동적 시스템 예측에 유용하게 적용될 수 있는 장점을 가지고 있다.
뎅기 바이러스는 전 세계적으로 빠르게 확산되고 있는 모기 매개 바이러스이다. 현재까지 4가지의 혈청형이 알려져 있는 뎅기 바이러스는 뎅기열, 뎅기 출혈열과 뎅기 쇼크증후군 등을 유발한다. 현재 뎅기 바이러스가 전 세계적으로 확산되고 있음에도 불구하고 확실한 치료제나 백신이 없기 때문에 초기 진단이 매우 중요하다. 아열대기후로 진입하는 우리나라에서도 흰줄숲모기가 자주 발견되기 때문에 이 질병으로부터 결코 자유롭지가 않다. 바이러스 감염을 진단하기 위한 진단키트를 개발하기 위해서는 타깃 유전자 부위 선정이 매우 중요하기 때문에 본 연구에서는 먼저 생명정보학을 기반으로 뎅기 바이러스만을 특이적으로 검출할 수 있는 항월결정부위를 예측하고 진단키트에 적용하고자 하였다. 4가지 유형의 뎅기 바이러스 유전자들을 찾고, ProtScale Tool 프로그램으로 친수성(hydrophilicity), 접근성(acc -essibility), 유연성(flexibility), 회전(${\beta}-turns$) 등의 특성을 분석하여 항원결정부위를 선정하였다. 이 항원결정부위를 이용하여 단일클론항체를 제작하였으며 향후 진단키트로의 적용 가능성을 확인하였다.
DNA Microarray 기술은 유전자의 발현여부를 매우 빠르게 검사할 수 있는 도구이며 각종 질병의 발생여부를 예측하기 위한 정보를 제공한다. 유전자 발현 데이터로부터 암의 발생 여부를 예측하기 위해서는 기존의 접근방법과 다른 기계학습 기법이 요구된다. 일반적으로 샘플의 개수가 극히 적은 반면에 특징의 개수는 수천에서 수만 개가 존재하기 때문에 문제의 특성에 맞는 분류기의 구조를 결정하는 것이 매우 어려운 일이기 때문이다. 진화 신경망은 신경망의 구조와 가중치를 동시에 학습하며 사용자는 각 개체의 적합도를 평가할 수 있는 방법만 제공해 주면된다. 특히 신경망의 구조를 사전에 고정하지 않아도 되는 장점이 있기 때문에 전문적인 지식이 없는 사용자라도 이용가능하다. 대장암 데이터에 대한 실험결과 제안하는 분류기 모델이 다층 퍼셉트론, SVM (support vector machine), 최근접 이웃 방법에 비해 향상된 성능을 보였다.
신경망을 이용하여 반구형 유도결합형 플라즈마 장비에 대한 전자밀도의 예측모델을 개발하였다. 신경망으로는 Radial Basis function Network를 이용하였고, 신경망의 예측성능은 유전자 알고리즘을 이용하여 최적화하였다. 체계적인 모델링을 위해 $2^4$ 전 인자 (Full Factorial) 실험계획법을 이용하였다. 개발된 모델을 이용하여 공정변수에 따른 전자밀도의 영향을 고찰하였다. 전자밀도는 팁 위치(즉 챔버 높이)에 가장 많은 영향을 받았으며, 소스전력과 압력의 변화에 따른 전자밀도의 변화는 작았다. 팁 위치는 소스전력 변화에 영향을 받지 않았지만, 압력변화는 팁 위치에 따라 복잡하게 전자밀도에 영향을 미쳤다.
P2P(Peer-to-Peer) 기반에 분산 작업 할당의 경우 정해진 수의 모든 피어에 작업을 분배하는 방식으로 처리하기 때문에 한 피어에 작업량이 증가하는 경우나 피어에 문제가 발생하는 경우 이를 사전에 예측하지 못해 시스템에 문제가 발생하게 된다. 또한 P2P 형태의 특성 상 피어의 그룹 참여는 유동적이며 그룹에 참여하는 피어의 사양도 다양하게 존재하게 된다. 이와 같은 상황에서는 작업을 할당하더라도 작업 진행이 이루어지지 않을 확률이 높아지고 전반적으로 시스템의 성능을 저하시키는 문제점을 가지게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 인공지능 알고리즘의 하나인 유전자 알고리즘(Genetic Algorithms: GA)를 활용하여 피어의 상태를 사전에 예측하여 작업 분배 시 동적으로 작업할 피어를 선택하여 처리하는 P2P기반 동적 작업할당 관리자를 설계하였다.
자연의 진화 과정을 모방한 유전자 알고리즘을 이미지 생성기 분야에 적응하여 무한히 다양한 이미지를 생성하는 것은 가능한 반면, 다음 세대에 생성될 이미지들의 예측은 난해하다. 이러한 배경 하에 본 논문에서는 대화식 프랙탈 이미지 생성기를 구현하여, Direct draw mode를 통해 프랙탈 이미지를 생성하기 위해 사용되는 아핀들을 사용자가 직접 변환함으로써 미세 조정이 가능하도록 한다.
유전자의 기능분석이 필요한 유전자 데이터의 양의 증가로 기능분석을 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 단백질의 기능과 구조가 밝혀지지 않은 새로운 단백질들의 그 기능을 예측하기 위해 제안된 가중치를 제안하여 새로운 클러스터링 알고리즘을 개발하였다. 단백질의 기능을 계통에 따라 구별하고 있는 pfam의 protein family database를 이용하여 기능을 알지 못하는 단백질에 대해 protein family를 분류하는 방법을 제안하고, 이미 알고있는 데이터를 이용하여 제안된 방법의 기능분석 및 성능을 평가하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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