Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제24권4호
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pp.835-845
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2013
데이터 마이닝닝 기법들 중에서 연관성 규칙 마이닝 (association rule mining)은 대용량의 사건 발생 기록 데이터로부터 항목 간의 연관성을 측정하는 기법이다. 이 기법은 매우 방대한 양의 상품 또는 서비스 거래 기록 데이터로부터 항목들 간의 연관성을 측정하는 기법으로 제조업, 유통업, 보험업, 의료 및 교육 분야 등 많은 분야에 적용되고 있다. 의미 있는 연관성 규칙을 탐색하기 위한 흥미도 측도는 크게 객관적 흥미도 측도와 주관적 흥미도 측도, 그리고 의미론적 흥미도 측도로 분류할 수 있다. 이와는 별개로 기준 확인 또는 증거 지원과 관련된 측도들을 개발하기 위해 많은 시도가 있었으나 기준 확인 측도에 대한 연관성 평가 기준 조건 충족 여부나 기본적인 연관성 평가 측도인 지지도, 신뢰도, 그리고 향상도 등과의 관계는 아직 규명되지 않았다. 이에 본 논문에서는 가장 많이 활용되고 있는 비대칭적 기준 확인 측도에 대해 흥미도 측도의 기준에 대한 조건 충족 여부를 검토하는 동시에 기본적인 연관성 평가 측도들과의 관계를 수식을 통해 유도한 후, 예제를 통해 연관성 규칙의 관점에서 기준 확인 측도의 유용성을 살펴보았다. 그 결과, 본 논문에서 고려한 모든 기준 확인 측도들이 흥미도 측도의 기준에 대한 조건들을 모두 만족하였다. 또한 이들을 기본적인 연관성 평가 기준인 지지도, 신뢰도, 그리고 향상도와의 관계를 식을 통해 규명한 동시에 방향성과 행태적 해석 가능성을 예제를 통해 확인할 수 있었다. 특히 이들 측도 중에서 Kemeny와 Oppenheim이 제안한 측도와 Rips가 제안한 측도가 가장 바람직한 연관성 평가 기준으로 활용할 수 있다는 사실을 확인할 수 있었다.
4차 산업혁명은 빅데이터, 인공지능 등의 기술을 통해 사물들이 지능화 사회로 진입하는데 크게 기여한다. 혁명을 통해 인간의 행태와 인지를 파악할 수 있게 되었고, 인공지능의 활용을 통해 의료, 과학 등 다양한 분야에서 핵심 도구로서 자리매김하였다. 그러나 4차 산업혁명에는 긍정적인 미래와 함께 부정적인 이면이 자리 잡고 있다는 점에 주목하여, 본 연구에서는 소셜 미디어를 통해 수집된 비정형적인 빅데이터를 기반으로 텍스트 마이닝 기법을 활용한 분석을 실시하였다. 연도별(2016년, 2017년, 2018년) 4차 산업혁명과 관련된 키워드를 살펴보고, 각 키워드가 가지고 있는 의미에 대해 파악하고자 하였다. 또한, 연도의 변화에 따라 4차 산업혁명과 관련된 키워드가 어떻게 변화하는지 파악하였으며, R을 활용하여 키워드 연관 분석(Association Analysis)을 실시함으로써 4차 산업혁명과 연관된 키워드 흐름을 통해 4차 산업혁명과 밀접하게 연관된 인식 흐름을 알아보고자 하였다. 마지막으로 연도별 4차 산업혁명과 관련한 긍정적, 부정적인 감정을 살펴봄으로써 4차 산업혁명에 대한 사람들의 인식을 파악하였다. 분석결과, 부정적인 의견은 연마다 감소하고 있었으며 긍정적인 전망과 미래가 더 많아지는 것으로 나타났다.
최근에 머신 러닝 기술은 의료, 제조, 마케팅, 금융, 방송, 농업 등 사회 전반에 많은 영향을 미치고 있고 미래에도 인류의 생활에 많은 도움을 줄 것으로 예상된다. 본 논문에서는 인류의 생존에 가장 큰 영향을 주는 먹거리 즉, 농업 분야에 머신러닝기술을 적용하는 방법을 연구한다. 농업 분야에 IoT(Internet of Things) 기술을 접목하는 스마트 팜 (Smart Farm) 분야는 생육환경을 실시간으로 모니터링 하여 농작물의 생육환경을 최적으로 유지 하는 방법을 중점적으로 연구한다. 최근 KT에서 출시된 기가 스마트 팜 솔루션 2.0 에서는 머신러닝 기술을 사용하여 온실내의 온습도를 최적으로 유지하는 기술에 머신러닝을 적용하였다. 기존의 스마트 팜 분야 연구가 생육환경 조절에 중점을 두어 생산성 증대에 집중되어 있지만 본 연구에서는 과일을 최상의 품질 상태에서 수확하여 좋은 가격으로 출하할 수 있도록 수확시기에 머신러닝을 적용하는 방법을 연구한다. 스마트 팜 분야에 머신러닝 기술을 적용하기 위해서는 풍부한 빅 데이터의 확보가 무엇보다 중요하므로 정확한 머신러닝 기술을 적용하기 위해서는 지속적으로 빅 데이터 수집이 가능해야 한다. 본 논문에서 수확시기 예측에 필요한 인자로는 온실 내에서 재배되는 과일의 색상 값과 무게 값, 내부 온습도 값을 색상센서 와 무게센서, 온습도센서를 사용하여 실시간으로 수집하여 확보한다. 본 논문에서 제안하는 FPSML은 유사 과일 재배에 반복적으로 사용할 수 있는 아키텍처를 제공하며 지속적으로 빅 데이터가 축적될수록 보다 정밀한 수확시기를 예측할 수 있다.
산업 전 분야에 4차 산업혁명의 신기술인 IoT(Internet of Things), AI(Artificial Intelligence), Bigdata 등이 융합되어 새로운 가치를 창출하는 초연결 지능정보사회가 도래되고 있다. 모든 것이 네트워크에 연결되어 데이터가 폭발적으로 증가하고, 인공지능이 스스로 학습하여 지적 판단 기능까지도 가능하다. 특히 사물인터넷은 언제 어디서나 어느 것과도 연결될 수 있는 새로운 통신환경을 제공함에 따라 모든 것들이 연결되는 초 연결을 가능케 하고 있다. 인공지능 기술은 인간이 가진 지각, 학습, 추론, 자연어처리 등의 능력을 컴퓨터가 실행할 수 있도록 구현되고 있다. 인공지능은 기계학습, 딥러닝(Deep leearning), 자연어처리, 음성인식, 시각인식 등 첨단기술을 개발하는 방향으로 발전되고 있으며, 안전, 의료, 국방, 금융, 복지 등의 다양한 응용 분야에 특화된 소프트웨어와 머신러닝(Machine learning), 클라우드(Cloud) 기술을 포함하고 있다. 이를 통해 인간의 편의와 새로운 가치를 제공하기 위해 산업 전반의 다양한 분야에 활용된다. 하지만, 이와는 반대로 지능적이고 정교해진 사이버 위협들이 증가하고 신기술의 기술적 안전성 확보와 같은 잠재적 역기능들을 동반함에 따라 이에 대한 대응이 필요한 시점이다. 본 논문에서는 이러한 역기능을 해결하기 위한 하나의 방안으로 인공지능기술을 활용하여 IoT 통합보안관제 가능하도록 새로운 데이터모델링(Data modelling) 방안을 제안하였다.
컴퓨팅 환경의 발전에 따라 IT 기술이 의료, 산업, 통신, 문화 등의 분야에서 사람들에게 제공해주는 혜택이 늘어나 삶의 질도 향상되고 있다. 그에 따라 발전된 네트워크 환경을 노리는 다양한 악의적인 공격이 존재한다. 이러한 공격들을 사전에 탐지하기 위해 방화벽, 침입 탐지 시스템 등이 존재하지만, 나날이 진화하는 악성 공격들을 탐지하는 데에는 한계가 있다. 이를 해결하기 위해 기계 학습을 이용한 침입 탐지 연구가 활발히 진행되고 있지만, 학습 데이터셋의 불균형으로 인한 오탐 및 미탐이 발생하고 있다. 본 논문에서는 네트워크 침입 탐지에 사용되는 UNSW-NB15 데이터셋의 불균형성 문제를 해결하기 위해 랜덤 오버샘플링 방법을 사용했다. 실험을 통해 모델들의 accuracy, precision, recall, F1-score, 학습 및 예측 시간, 하드웨어 자원 소모량을 비교 분석했다. 나아가 본 연구를 기반으로 랜덤 오버샘플링 방법 이외에 불균형한 데이터 문제를 해결할 수 있는 다른 방법들과 성능이 높은 모델들을 이용하여 좀 더 효율적인 네트워크 침입 탐지 모델 연구로 발전시키고자 한다.
시민의 의견인 민원은 다양한 사람들이 여러 주제에 대하여 반복·지속적으로 실시간 쏟아내기 때문에 담당자가 이를 읽고 분석하는데 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 빅데이터 분석을 통해 주요 현안에 대한 여론 및 요구 사항을 파악하기 위하여 정성적인 분석에 패싯을 기반으로 한 정량적인 다차원 분석을 위한 자동 분류 모델을 제안하였다. 구체적으로 첫째, 패싯 이론과 정치분석모형을 기반으로 민원 특성을 분석하고 이를 정책 단계에 활용할 수 있는 새로운 분류 프레임워크를 제시하였다. 둘째, 민원 분석 및 처리에 따른 행정 업무를 감소시키고, 시민들의 정책참여를 용이하게 하기 위해 딥러닝을 활용하여 패싯 분석 프레임에 의해 자동으로 속성을 추출하고 분류 하였다. 본 연구결과는 학문적으로 민원 빅데이터의 특성을 이해하고 분석하는데 중요한 단초를 제공하여 향후 많은 후속 연구를 창출할 수 있을 것으로 기대되며, 공공분야를 넘어 교육, 산업, 의료 등 다른 분야에서의 비정형 데이터의 계량화를 위한 가이드 라인과 다차원 분석의 활용에 대한 이론적 근거를 제시할 수 있다. 실무적으로 대용량 전자 민원에 대한 처리체계 개선 및 딥러닝을 통한 자동화로 민원처리 업무의 효율성과 신속성을 높일 수 있으며, 다른 분야의 텍스트 데이터의 처리에 활용될 수 있을 것이다.
소셜 네트워크 서비스(이하 SNS)는 회사의 마케팅 채널로 적극 활용되고 있으며, 회사들의 고객층에 적합한 내용과 어조를 활용하여 주기적으로 SNS 메시지를 작성하는 등 활발한 마케팅을 펼치고 있다. 본 논문에서는 이제까지 간과되었던 SNS 메시지에 내포된 심리적 거리에 초점을 맞춰 전통적인 코더를 활용한 내용 분석(content analysis)과 자연어 처리 기법 및 머신 러닝 방법을 혼합하여 심리적 거리를 측정하는 분석 방법을 연구하였다. SNS 메시지의 심리적 거리 분석을 위해 코더들을 활용하여 내용분석을 수행하였으며, 이와 같은 방법으로 레이블링된 데이터를 자연어 처리 방법을 이용하여 워드 임베딩을 수행함으로써 머신 러닝 수행을 위한 입력 데이터를 마련하였다. 머신 러닝 분석법 중 Support Vector Machine(SVM)을 이용하여 SNS 메시지와 심리적 거리 간의 관계를 학습시켰으며, 마지막으로 테스트 데이터를 이용하여 심리적 거리를 예측함으로써 머신 러닝 분석의 성과를 검증하였다. 심리적 거리측정 방법론 수행 결과, 코더들의 내용분석 결과가 특정 값으로 편향되어 SVM 예측의 민감도와 정밀도가 낮은 결과가 도출되었다. 심리적 거리 응답 비율을 보정하고 코더들의 1차 내용분석 결과 중 답변이 일치한 데이터로 한정지어 머신 러닝을 실행한 결과 심리적 거리 예측의 정확도, 민감도, 특이도, 정밀도 모두 향상되어 심리적 거리가 70% 이상 예측되는 성과를 보였다. 본 연구는 SNS 메시지의 심리적 거리를 측정하는 방법을 제시함으로써 독자와의 심리적 거리를 제어 가능한 전략 요소로 활용 가능하게 할 것이라 기대된다.
로터스 노츠 서버/클라이언트 시스템을 통하여 방사선종양학과에서 방사선치료를 받는 환자의 선상 정보, 모의 조사, 질병 정보 및 방사선치료와 관련된 모든 정보를 전산화하기 위한데이터 베이스를 구축하고 정보 입출력을 위한 사용자 인터페이스를 개발하였다. 방사선종양학과 내 전자차트의 개발을 통하여 그 동안 문서상에서 운영되던 진료 및 치료 업무를 전산화하고 과내의 업무를 유기적으로 연결함으로서 치료자가 치료 정보를 쉽게 얻고 분석하여 치료의 정확성, 환자대기 시간의 단축, 진료예약 및 치료업무의 편리성을 도모하고자 한다.
의료 기술이나 관련 장비가 발달해온 것과 달리, 현재의 단체 건강검진 환경에는 여러 가지 비효율적 요소들이 존재한다. 이에 따라 본 논문에서는 단체 건강검진 현장의 개선을 위한 전자태그(RFID) 기반 운영관리 시스템을 제안하고자 한다. 본 시스템은 데이터베이스를 이용하여 검진과정에서 수집되는 데이터들을 실시간으로 관리하고, 이를 토대로 현장 검진의들의 작업을 지원할 수 있는 정보를 제공한다. 아울러, 수검자들은 검진현장을 순회할 때 기존처럼 문서로 된 검진서식을 지참하는 것이 아니라 개인 RFID 카드를 이용하게 되고, 수검자들의 검진 내역 역시 지속적으로 추적이 가능하다. 결과적으로 제안하는 시스템을 통하여 전체 검진현장의 실시간 통합 관리가 가능하며, 단체 건강검진 현장의 업무효율성과 수검자 편의성이 증진될 수 있다. 아울러, 제안하는 시스템은 건강검진 현장에서 여러 가지 성과지표를 수집, 산출하여 검진 서비스의 지속적인 개선을 위한 토대를 제공한다.
최근 세계가 고령화 사회로 진입함에 따라 U-Healthcare 서비스가 새롭게 각광받고 있다. 이러한 U-Healthcare 서비스가 발전하기 위해서는 U-Healthcare 환경에 최적화된 보안 솔루션이 요구된다. 그러나 U-Healthcare 환경은 기존 보안 솔루션의 적용이 어렵고 표준이 부재한 상황에 있다. 이러한 시점에서 안전한 U-Healthcare 환경을 구축하기 위해 데이터의 기밀성을 보장하는 목적으로 신체정보를 이용한 암호화키 생성방법을 제안하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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