• 제목/요약/키워드: Evolutionary engineering

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단백질 이차 구조 예측을 위한 단백질 프로파일의 성능 비교 (A Performance Comparison of Protein Profiles for the Prediction of Protein Secondary Structures)

  • 지상문
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.26-32
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    • 2018
  • 단백질의 이차구조는 단백질의 진화, 구조, 기능을 연구하는데 중요한 정보이다. 단백질 서열 정보만을 이용하여 단백질의 이차 구조를 예측하는 분야에 심층 학습 방법들이 최근 들어 활발히 적용되고 있다. 이러한 방법에서 널리 사용되는 입력은 단백질 서열을 변환하여 만들어진 단백질 프로파일이다. 본 논문에서는 효과적인 단백질 프로파일을 얻기 위하여 단백질 서열 탐색 방법으로 PSI-BLAST와 더불어서 HHblits를 사용하였다. 단백질 프로파일의 구성에 사용되는 상동 단백질 서열을 결정하기 위한 유사도 문턱치와 상동 단백질 서열 정보를 반복적으로 사용하는 회수를 조절하였다. 합성곱 신경망과 순환 신경망을 사용하여 단백질 이차구조를 예측하였는데, 진화적 정보를 한번만 추가하여 만들어진 단백질 프로파일이 효과적이었다.

주문량 증가에 따른 할인 정책이 있는 다기간 재고 모형의 해법 연구 (A Study on a Multi-period Inventory Model with Quantity Discounts Based on the Previous Order)

  • 임성묵
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.53-62
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    • 2009
  • Lee[15] examined quantity discount contracts between a manufacturer and a retailer in a stochastic, two-period inventory model where quantity discounts are provided based on the previous order size. During the two periods, the retailer faces stochastic (truncated Poisson distributed) demands and he/she places orders to meet the demands. The manufacturer provides for the retailer a price discount for the second period order if its quantity exceeds the first period order quantity. In this paper we extend the above two-period model to a k-period one (where k < 2) and propose a stochastic nonlinear mixed binary integer program for it. In order to make the program tractable, the nonlinear term involving the sum of truncated Poisson cumulative probability function values over a certain range of demand is approximated by an i-interval piecewise linear function. With the value of i selected and fixed, the piecewise linear function is determined using an evolutionary algorithm where its fitness to the original nonlinear term is maximized. The resulting piecewise linear mixed binary integer program is then transformed to a mixed binary integer linear program. With the k-period model developed, we suggest a solution procedure of receding horizon control style to solve n-period (n < k) order decision problems. We implement Lee's two-period model and the proposed k-period model for the use in receding horizon control style to solve n-period order decision problems, and compare between the two models in terms of the pattern of order quantities and the total profits. Our computational study shows that the proposed model is superior to the two-period model with respect to the total profits, and that order quantities from the proposed model have higher fluctuations over periods.

유전자 알고리즘을 이용한 효과적인 영상 생성 기법 (An Effective Method for Generating Images Using Genetic Algorithm)

  • 차주형;우영운;이임건
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권8호
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    • pp.896-902
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    • 2019
  • 본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 기존 영상과 유사한 영상을 자동으로 생성하는 두 가지 방법을 제안하였다. 실험은 각각의 제안된 방법을 사용하여 두 가지 크기 ($256{\times}256$, $512{\times}512$)의 흑백 영상과 컬러 영상에서 수행되었다. 실험 결과, 전체 영상을 분할된 서브 영상으로 구분하여 모델링한 후 진화하는 기법이 전체 영상을 단일 유전자로 모델링하여 진화한다는 것보다 훨씬 정교하고 진화 속도도 빠르다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 향후 기존 영상과 유사한 영상을 생성하거나 다른 영상으로부터 합성된 영상을 신속하고 자연스럽게 학습하기 위해서는 영상을 분할하여 유전자를 모델링 하는 기법을 이용하여 유전자 모델링, 선택, 교차, 돌연변이 기법 등을 신중하게 결정해야 할 필요가 있다.

Multi Area Power Dispatch using Black Widow Optimization Algorithm

  • Girishkumar, G.;Ganesan, S.;Jayakumar, N.;Subramanian, S.
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제22권10호
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    • pp.113-130
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    • 2022
  • Sophisticated automation-based electronics world, more electrical and electronic devices are being used by people from different regions across the universe. Different manufacturers and vendors develop and market a wide variety of power generation and utilization devices under different operating parameters and conditions. People use a variety of appliances which use electrical energy as power source. These appliances or gadgets utilize the generated energy in different ratios. Night time the utilization will be less when compared with day time utilization of power. In industrial areas especially mechanical industries or Heavy machinery usage regions power utilization will be a diverse at different time intervals and it vary dynamically. This always causes a fluctuation in the grid lines because of the random and intermittent use of these apparatus while the power generating apparatus is made to operate to provide a steady output. Hence it necessitates designing and developing a method to optimize the power generated and the power utilized. Lot of methodologies has been proposed in the recent years for effective optimization and economical load dispatch. One such technique based on intelligent and evolutionary based is Black Widow Optimization BWO. To enhance the optimization level BWO is hybridized. In this research BWO based optimize the load for multi area is proposed to optimize the cost function. A three type of system was compared for economic loads of 16, 40, and 120 units. In this research work, BWO is used to improve the convergence rate and is proven statistically best in comparison to other algorithms such as HSLSO, CGBABC, SFS, ISFS. Also, BWO algorithm best optimize the cost parameter so that dynamically the load and the cost can be controlled simultaneously and hence effectively the generated power is maximum utilized at different time intervals with different load capacity in different regions of utilization.

An efficient approach for model updating of a large-scale cable-stayed bridge using ambient vibration measurements combined with a hybrid metaheuristic search algorithm

  • Hoa, Tran N.;Khatir, S.;De Roeck, G.;Long, Nguyen N.;Thanh, Bui T.;Wahab, M. Abdel
    • Smart Structures and Systems
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    • 제25권4호
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    • pp.487-499
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    • 2020
  • This paper proposes a novel approach to model updating for a large-scale cable-stayed bridge based on ambient vibration tests coupled with a hybrid metaheuristic search algorithm. Vibration measurements are carried out under excitation sources of passing vehicles and wind. Based on the measured structural dynamic characteristics, a finite element (FE) model is updated. For long-span bridges, ambient vibration test (AVT) is the most effective vibration testing technique because ambient excitation is freely available, whereas a forced vibration test (FVT) requires considerable efforts to install actuators such as shakers to produce measurable responses. Particle swarm optimization (PSO) is a famous metaheuristic algorithm applied successfully in numerous fields over the last decades. However, PSO has big drawbacks that may decrease its efficiency in tackling the optimization problems. A possible drawback of PSO is premature convergence leading to low convergence level, particularly in complicated multi-peak search issues. On the other hand, PSO not only depends crucially on the quality of initial populations, but also it is impossible to improve the quality of new generations. If the positions of initial particles are far from the global best, it may be difficult to seek the best solution. To overcome the drawbacks of PSO, we propose a hybrid algorithm combining GA with an improved PSO (HGAIPSO). Two striking characteristics of HGAIPSO are briefly described as follows: (1) because of possessing crossover and mutation operators, GA is applied to generate the initial elite populations and (2) those populations are then employed to seek the best solution based on the global search capacity of IPSO that can tackle the problem of premature convergence of PSO. The results show that HGAIPSO not only identifies uncertain parameters of the considered bridge accurately, but also outperforms than PSO, improved PSO (IPSO), and a combination of GA and PSO (HGAPSO) in terms of convergence level and accuracy.

개구면 결합 공진기 급전 마이크로스트립 방향성결합기 해석 및 설계 (Analysis and Design Theory of Aperture-Coupled Cavity-Fed Back-to-Back Microstrip Directional Coupler)

  • 남상호;장국현;남경민;이장환;김철언;김정필
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권3호
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    • pp.7-17
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    • 2007
  • 개구면 결합 공진기 급전 마이크로스트립 방향성결합기의 특성을 해석하였고, 최적 설계를 위한 효율적인 설계 이론을 제시한다. 이러한 목적을 위해 단순하고도 정확한 등가 회로를 도출하였고, 도출된 등가 회로를 바탕으로 결합기의 설계 수식을 유도하였다. 여러 구조적 설계 변수를 결정하기 위해, 유전 알고리즘과 Holder-Mead 방법에 기반한 진화적 이종 최적화 방법을 사용하였으며, 제안한 설계 방식과 최적화 설계 방법의 타당성을 검증하기 위해 10 dB 방향성 결합기를 설계, 제작하였다. 측정된 결합기의 결합 계수는 3 GHz에서 10.3 dB 였고, 반사계수와 isolation은 각각 31.8 dB 와 30.5 dB 였다. 또한 출력단과 결합단 사이에 $90^{\circ}$ 위상 차이를 보였다. 측정치와 설계치의 일치도는 제안한 해석 방법과 등가 회로 및 최적화 설계의 타당성을 검증해 준다.

Molecular Characterization and Expression Analysis of Creatine Kinase Muscle (CK-M) Gene in Horse

  • Do, Kyong-Tak;Cho, Hyun-Woo;Badrinath, Narayanasamy;Park, Jeong-Woong;Choi, Jae-Young;Chung, Young-Hwa;Lee, Hak-Kyo;Song, Ki-Duk;Cho, Byung-Wook
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제28권12호
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    • pp.1680-1685
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    • 2015
  • Since ancient days, domestic horses have been closely associated with human civilization. Today, horse racing is an important industry. Various genes involved in energy production and muscle contraction are differentially regulated during a race. Among them, creatine kinase (CK) is well known for its regulation of energy preservation in animal cells. CK is an iso-enzyme, encoded by different genes and expressed in skeletal muscle, heart, brain and leucocytes. We confirmed that the expression of CK-M significantly increased in the blood after a 30 minute exercise period, while no considerable change was observed in skeletal muscle. Analysis of various tissues showed an ubiquitous expression of the CK-M gene in the horse; CK-M mRNA expression was predominant in the skeletal muscle and the cardiac muscle compared to other tissues. An evolutionary study by synonymous and non-synonymous single nucleotide polymorphism ratio of CK-M gene revealed a positive selection that was conserved in the horse. More studies are warranted in order to develop the expression of CK-M gene as a biomarker in blood of thoroughbred horses.

물체의 위치 인식을 위한 유전 알고리즘과 스테레오 정합에 관한 연구 (A Study on Genetic Algorithm and Stereo Matching for Object Depth Recognition)

  • 홍석근;조석제
    • 한국항해항만학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.355-361
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    • 2008
  • 스테레오 정합은 스테레오 시각 분야에서 가장 활발히 연구되는 분야이다. 본 논문에서는 물체의 위치 인식을 위한 유전 알고리즘을 이용한 스테레오 정합을 제안한다. 정합 환경을 최적화 문제로 간주하고 진화 전략을 이용하여 최적해를 탐색한다. 따라서, 유전 연산자는 스테레오 정합에 맞게 설계하였고 개체는 변위집단을 대표한다. 영상의 수평화소라인을 염색체로 간주하였다. 비용함수는 스테레오 정합에서 사용하는 일반적인 제약조건들의 조합이다. 비용함수가 명암도, 유사도, 변위 평활성으로 구성되었기 때문에 정합을 시도할 때 매 세대마다 이 모든 요소들을 한번에 다룬다. 염색체를 정의하기 위해 LoG연산자로 경계선을 추출하였으며 실험을 통하여 제안한 방법을 검증하였다.

An Innate Bactericidal Oleic Acid Effective Against Skin Infection of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus: A Therapy Concordant with Evolutionary Medicine

  • Chen, Chao-Hsuan;Wang, Yanhan;Nakatsuji, Teruaki;Liu, Yu-Tsueng;Zouboulis, Christos C.;Gallo, Richard L.;Zhang, Liangfang;Hsieh, Ming-Fa;Huang, Chun-Ming
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제21권4호
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    • pp.391-399
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    • 2011
  • Free fatty acids (FFAs) are known to have bacteriocidal activity and are important components of the innate immune system. Many FFAs are naturally present in human and animal skin, breast milk, and in the bloodstream. Here, the therapeutic potential of FFAs against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is demonstrated in cultures and in mice. Among a series of FFAs, only oleic acid (OA) (C18:1, cis-9) can effectively eliminate Staphylococcus aureus (S. aureus) through cell wall disruption. Lauric acid (LA, C12:0) and palmitic acid (PA, C16:0) do not have this ability. OA can inhibit growth of a number of Gram-positive bacteria, including hospital and community-associated MRSA at a dose that did not show any toxicity to human sebocytes. The bacteriocidal activities of FFAs were also demonstrated in vivo through injection of OA into mouse skin lesions previously infected with a strain of MRSA. In conclusion, our results suggest a promising therapeutic approach against MRSA through boosting the bacteriocidal activities of native FFAs, which may have been co-evolved during the interactions between microbes and their hosts.

맵리듀스에서의 구조적 RDF 데이터 변경 탐지 기법 (Structural Change Detection Technique for RDF Data in MapReduce)

  • 이태휘;임동혁
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제3권8호
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    • pp.293-298
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    • 2014
  • RDF 데이터의 변경 내용을 탐지하고 이해하는 것은 데이터 웹의 진화 프로세스, 동기화 시스템, 버전 관리 시스템에서 매우 중요한 역할을 한다. 하지만 현재의 연구들은 대용량 데이터를 고려하지 않거나 정확하게 변경 내용을 탐지하지 못한다는 점에서 여전히 미흡하다. 본 논문에서는 대용량 데이터의 처리, 분석을 위해 여러 분야에서 사용되는 맵리듀스 프레임워크 기반의 확장가능하며 효과적인 변경 탐지 기법을 제안한다. 특히, RDF 데이터의 공노드를 비교하는 구조적인 변경 탐지에 초점을 둔다. 이를 위해, 두 개의 맵리듀스 작업으로 이루어진 방법을 사용한다. 첫 번째 작업에서는 공노드에 부여된 내부 아이디가 같은 트리플들을 그룹화하여 공노드에 연결된 경로를 계산한다. 두 번째 작업에서는 같은 경로를 가지는 트리플들을 그룹화하여 헝가리안 메소드를 이용하여 공노드 매칭을 수행한다. 실험을 통해 제안한 방법이 기존 방법보다 더 정확하고 효과적임을 보인다.