본 논문은 기계시스템의 마찰 현상 중 히스테리시스 현상을 실험적으로 규명하고 뉴럴 네트워크 알고리즘을 이용한 프라이자흐(Preisach) 모델을 제안하였다. 제안된 모델은 실험을 통해 구한 마찰 특성을 오류역전파(back propagation) 알고리즘을 이용하여 뉴럴 네트워크의 가중 행렬(weighting factor)를 갱신할 수 있도록 하였다. 학습된 가중행렬은 프라이자흐 모델의 파라미터로 활용하였다. 마찰 거동을 규명하기 위한 실험 및 제안된 프라이자흐 모델은 LabView소프트웨어를 이용하여 구현하고 마찰이 있는 기계 및 로봇 시스템의 정밀 제어 시스템 구축을 위한 알고리즘으로 활용할 수 있도록 제안하였다. 제안된 모델의 성능은 실험을 통해 규명하였다.
The purpose of this study is to suggest 100MPa class ultra high strength concrete mix design model applying neural network theory, in order to minimize an effort wasted by trials and errors method until now. Mix design model was applied to each of the 70 data using binary binder, ternary binder and quaternary binder. Then being repeatedly applied to back-propagation algorithm in neural network model, optimized connection weight was gained. The completed mix design model was proved, by analyzing and comparing to value predicted from mix design model and value measured from actual compressive strength test. According to the results of this study, more accurate value could be gained through the mix design model, if error rate decreases with the test condition and environment. Also if content of water and binder, slump flow, and air content of concrete apply to mix design model, more accurate and resonable mix design could be gained.
To account for the internal thermal effects of solid-state lasers, a method using a back propagation (BP) neural network integrated with a particle swarm optimization (PSO) algorithm is developed, which is a new wavefront distortion correction technique. In particular, by using a slab laser model, a series of fiber pumped sources are employed to form a controlled array to pump the gain medium, allowing the internal temperature field of the gain medium to be designed by altering the power of each pump source. Furthermore, the BP artificial neural network is employed to construct a nonlinear mapping relationship between the power matrix of the pump array and the thermally induced wavefront aberration. Lastly, the suppression of thermally induced wavefront distortion can be achieved by changing the power matrix of the pump array and obtaining the optimal pump light intensity distribution combined using the PSO algorithm. The minimal beam quality β can be obtained by optimally distributing the pumping light. Compared with the method of designing uniform pumping light into the gain medium, the theoretically computed single pass beam quality β value is optimized from 5.34 to 1.28. In this numerical analysis, experiments are conducted to validate the relationship between the thermally generated wavefront and certain pumping light distributions.
The purpose of this study was to develop landslide susceptibility analysis techniques using artificial neural networks and then to apply these to the selected study area of Janghung in Korea. We aimed to verify the effect of data selection on training sites. Landslide locations were identified from interpretation of satellite images and field survey data, and a spatial database of the topography, soil, forest, and land use was constructed. Thirteen landslide-related factors were extracted from the spatial database. Using these factors, landslide susceptibility was analyzed using an artificial neural network. The weights of each factor were determined by the back-propagation training method. Five different training datasets were applied to analyze and verify the effect of training. Then, the landslide susceptibility indices were calculated using the trained back-propagation weights and susceptibility maps were constructed from Geographic Information System (GIS) data for the five cases. The results of the landslide susceptibility maps were verified and compared using landslide location data. GIS data were used to efficiently analyze the large volume of data, and the artificial neural network proved to be an effective tool to analyze landslide susceptibility.
The relationships among multi-dimensional data (such as medical examination data) with ambiguity and variation are difficult to explore. The traditional approach to building a data classification system requires the formulation of rules by which the input data can be analyzed. The formulation of such rules is very difficult with large sets of input data. This paper first describes two classification approaches using back-propagation (BP) neural network and Mahalanobis distance (MD) classifier, and then proposes two classification approaches for multi-dimensional feature selection. The first one proposed is a feature selection procedure from the trained back-propagation (BP) neural network. The basic idea of this procedure is to compare the multiplication weights between input and hidden layer and hidden and output layer. In order to simplify the structure, only the multiplication weights of large absolute values are used. The second approach is Mahalanobis-Taguchi system (MTS) originally suggested by Dr. Taguchi. The MTS performs Taguchi's fractional factorial design based on the Mahalanobis distance as a performance metric. We combine the automatic thresholding with MD: it can deal with a reduced model, which is the focus of this paper In this work, two case studies will be used as examples to compare and discuss the complete and reduced models employing BP neural network and MD classifier. The implementation results show that proposed approaches are effective and powerful for the classification.
선박의 접안운동을 자동화하기 위하여 인공신경망(Artificial Neural Network, 이하 ANN)에 의한 제어를 수행하였다. ANN은 시스템의 비선형성이 표현 가능하므로 접안운동과 같은 비선형성이 강한 조종운동에 적합하다. 입력층과 출력층 사이에 하나 이상의 중간층이 존재하는 다층 인식자(Multi-layer perceptron)를 사용하였고, 교사 데이터(Teaching data)와 역전파(Back-Propagation) 알고리즘을 사용하여 신경망의 출력값과 목표 출력값 사이의 오차가 최소가 되도록 신경망 학습을 수행하였다. 접안 시 저속조종 수학모델을 사용하여 접안 시뮬레이션을 수행하였으며, ANN의 입력층 성분(unit)이 8개인 구조와 6개인 구조의 접안 제어를 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 두 ANN에 의하여 접안 경로 선택에 차이가 나타났으나 접안 조건은 모두 만족하였다.
FRP(Fiber Reinforced Polymer)는 부식의 저항성, 고강도, 피로저항 능력 및 성형성 등에서 우수한 건설 신소재이다. 광섬유 브래그 격자(Fiber Bragg Grating; FBG) 센서는 전자기 저항, 작은 소재의 크기, 그리고 높은 내구성 등의 이점으로 smart sensor로서 현재 많이 사용되고 있다. 하지만 FBG 센서의 변위 측정 기술 능력의 부족으로 현재까지는 변형률, 온도 등의 물리량 측정센서로서 활용되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 FRP와 FBG센서의 기능 복합화(Hybrid)를 통하여 smart FRP Rod를 개발 한 후 인장시험을 실시하였다. 또한, FBG센서에 의해 측정된 변형률 데이터를 신경망(Neural Network) 기법을 이용하여 변위 추정 모형을 개발함으로서 FBG 센서 단점인 변형률 계측만을 위한 센싱 역할을 극복하고자 한다. 인공신경망 모형은 MLP(Multi-layer Perceptron)로, 오차범위 0.001에 수렴 될 수 있도록 학습(training)을 실시하였다. 학습에는 비선형 목적함수와 역전파 학습(Back-propagation) 알고리즘을 적용하였으며 모형의 검증은 UTM에서 측정된 변위 값과 수치해석에 의한 결과 값을 비교함으로서 실시하였다.
편재형 컴퓨팅 환경에서 보다 편리하게 의료 서비스를 받는 것은 인간의 삶의 질을 향상시키는 방법이다. 이를 위해 본 연구에서는 헬스 케어 응용의 일환으로 심장병 환자를 위한 편재형 헬스 케어 시스템을 구현하였다. 이 시스템은 온도, 습도, 조도 등 실내의 인간의 외적 환경과 심전도 센서를 인체에 부착하여 인간의 내적 환경을 감시하는 센서, 이들을 상호 연결시키는 센서 네트워크, 그리고 의료 정보 서버로 구성된다. 단순히 사람이 머무는 공간 혹은 생체정보를 센싱하고 이를 의료진에게 전달하는 것은 비교적 단순한 수준의 헬스 케어 시스템이다. 보다 높은 수준의 의료 서비스를 제공하기 위하여 본 연구에서는 BPNN(back propagation neural network)를 이용하여 감시 대상자의 상황을 인식하는 서비스 모델을 개발하였다. 실험 결과감시 대상자의 활동을 보다 정확하게 인식하여 고수준의 의료 서비스를 제공할 수 있는 헬스 케어 시스템 구현이 가능함을 확인하였다.
In this paper, the neuro-fuzzy inferene system for the effective object recognition is studied. The proposed neuro-fuzzy inference system combines learning capability of neural network with inference process of fuzzy theory, and the system executes the fuzzy inference by neural network automatically. The proposed system consists of the antecedence neural network, the consequent neural network, and the fuzzy operational part, For dissolving the ambiguity of recognition due to input variance in the neuro-fuzzy inference system, the antecedence’s fuzzy proposition of the inference rules are automatically produced by error back propagation learining rule. Therefore, when the fuzzy inference is made, the shape of membership functions os adaptively modified according to the variation. The antecedence neural netwerk constructs a separated MNN(Model Classification Neural Network)and LNN(Line segment Classification Neural Networks)for dissolving the degradation of recognition rate. The antecedence neural network can overcome the limitation of boundary decisoion characteristics of nrural network due to the similarity of extracted features. The increased recognition rate is gained by the consequent neural network which is designed to learn inference rules for the effective system output.
In this study, we developed a snoring detection algorithm that detects snores automatically. It consists of preprocessing and snoring detection part. The preprocessing part is composed of a noise removal part using spectrum subtraction, and segmentation part, and computation part of temporal and spectral features. And the snoring detection part decides whether detected blocks are snores with BPNN(Back-Propagation Neural Network). BPNN with one hidden layer and one output layer, is trained with data of 7 subjects and tested with data of 11 subjects of total 18 subjects. The proposed algorithm showed a Sensitivity of 90.41% and a Predictive Positive Value of 84.95%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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