• 제목/요약/키워드: Fuzzy Neural Networks

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Intelligent Motion Planner for Redundant Manipulators Controlled by Neuro-Biological Signals

  • Kim, Chang-Hyun;Kim, Min-Soeng;Lee, Ju-Jang
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.845-848
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    • 2003
  • There are many researches on using human neuro-biological signals for various problems such as controlling a mechanical object and/or interfacing human with the computer. It is one of very interesting topics that human can use various instruments without learning specific knowledge if the instruments can be controlled as human intends. In this paper, we proposed an intelligent motion planner for a redundant manipulator, which is controlled by humans neuro-biological signals, especially, EOG (Electrooculogram). We found the optimal motion planner for the redundant manipulator that can move to the desired point. We used neural networks to find the inverse kinematics solution of the manipulator. We also showed the performance of the proposed motion planner with several simulations.

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다중목적 입자군집 최적화 알고리즘을 이용한 방사형 기저 함수 기반 다항식 신경회로망 구조 설계 (Structural Design of Radial Basis Function-based Polynomial Neural Networks by Using Multiobjective Particle Swarm Optimization)

  • 김욱동;오성권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1966-1967
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    • 2011
  • 본 연구에서는 방사형 기저 함수를 이용한 다항식 신경회로망(Polynomial Neural Network) 분류기를 제안한다. 제안된 모델은 PNN을 기본 구조로 하여 1층의 다항식 노드 대신에 다중 출력 형태의 방사형 기저 함수를 사용하여 각 노드가 방사형 기저 함수 신경회로망(RBFNN)을 형성한다. RBFNN의 은닉층에는 fuzzy 클러스터링을 사용하여 입력 데이터의 특성을 고려한 적합도를 사용하였다. 제안된 분류기는 입력변수의 수와 다항식 차수가 모델의 성능을 결정함으로 최적화가 필요하며 본 논문에서는 Multiobjective Particle Swarm Optimization(MoPSO)을 사용하여 모델의 성능뿐만 아니라 모델의 복잡성 및 해석력을 고려하였다. 패턴 분류기로써의 제안된 모델을 평가하기 위해 Iris 데이터를 이용하였다.

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HMM-Net 분류기의 학습 (On learning of HMM-Net classifiers)

  • 김상운;오수환
    • 전자공학회논문지C
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    • 제34C권9호
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    • pp.61-67
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    • 1997
  • The HMM-Net is an architecture for a neural network that implements a hidden markov model(HMM). The architecture is developed for the purpose of combining the classification power of neural networks with the time-domain modeling capability of HMMs. Criteria which are used for learning HMM_Net classifiers are maximum likelihood(ML), maximum mutual information (MMI), and minimization of mean squared error(MMSE). In this classifiers trained by the gradient descent algorithm with the above criteria. Experimental results for the isolated numbers from /young/to/koo/ show that in the binary inputs the performance of MMSE is better than the others, while in the fuzzy inputs the performance of MMI is better than the others.

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Evaluating Mental State of Final Year Students Based on POMS Questionnaire and HRV Signal

  • Handri, Santoso;Nomura, Shusaku;Nakamura, Kazuo
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제10권1호
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    • pp.37-42
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    • 2010
  • Final year students are normally encountering high pressing in their study. In view of this fact, this research focuses on determining mental states condition of college student in final year based on the psycho-physiological information. The experiments were conducted in two times, i.e., prior- and post- graduation seminar examination. The early results indicated that the student profile of mood states (POMS) in prior final graduation seminar showed higher scores than students in post final graduation seminar. Thus, in this research, relation between biosignal representing by heart rate variability (HRV) and questionnaire responses were evaluated by hidden Markov model (HMM) and neural networks (NN).

Performance Improvement of Fuzzy C-Means Clustering Algorithm by Optimized Early Stopping for Inhomogeneous Datasets

  • Chae-Rim Han;Sun-Jin Lee;Il-Gu Lee
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제21권3호
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    • pp.198-207
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    • 2023
  • Responding to changes in artificial intelligence models and the data environment is crucial for increasing data-learning accuracy and inference stability of industrial applications. A learning model that is overfitted to specific training data leads to poor learning performance and a deterioration in flexibility. Therefore, an early stopping technique is used to stop learning at an appropriate time. However, this technique does not consider the homogeneity and independence of the data collected by heterogeneous nodes in a differential network environment, thus resulting in low learning accuracy and degradation of system performance. In this study, the generalization performance of neural networks is maximized, whereas the effect of the homogeneity of datasets is minimized by achieving an accuracy of 99.7%. This corresponds to a decrease in delay time by a factor of 2.33 and improvement in performance by a factor of 2.5 compared with the conventional method.

승용차 A-Pillar Trim의 치수설계를 위한 소프트컴퓨팅기반 반응표면기법의 응용 (Application of Soft Computing Based Response Surface Techniques in Sizing of A-Pillar Trim with Rib Structures)

  • 김승진;김형곤;이종수;강신일
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권3호
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    • pp.537-547
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    • 2001
  • The paper proposes the fuzzy logic global approximate optimization strategies in optimal sizing of automotive A-pillar trim with rib structures for occupant head protection. Two different strategies referred to as evolutionary fuzzy modeling (EFM) and neuro-fuzzy modeling (NFM) are implemented in the context of global approximate optimization. EFM and NFM are based on soft computing paradigms utilizing fuzzy systems, neural networks and evolutionary computing techniques. Such approximation methods may have their promising characteristics in a case where the inherent nonlinearity in analysis model should be accommodated over the entire design space and the training data is not sufficiently provided. The objective of structural design is to determine the dimensions of rib in A-pillar, minimizing the equivalent head injury criterion HIC(d). The paper describes the head-form modeling and head impact simulation using LS-DYNA3D, and the approximation procedures including fuzzy rule generation, membership function selection and inference process for EFM and NFM, and subsequently presents their generalization capabilities in terms of number of fuzzy rules and training data.

PSO 알고리즘을 이용한 퍼지 Extreme Learning Machine 최적화 (Optimization of Fuzzy Learning Machine by Using Particle Swarm Optimization)

  • 노석범;왕계홍;김용수;안태천
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.87-92
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    • 2016
  • 본 논문에서는 일반적인 신경회로망의 단점인 느린 학습속도를 획기적으로 개선한 네트워크인 Extreme Learning Machine과 전문가들의 언어적 정보들을 기술 할 수 있는 퍼지 이론을 접목한 퍼지 Extreme Learning Machine을 최적화하기 위하여 Particle Swarm Optimization 알고리즘을 이용하였다. 퍼지 Extreme Learning Machine의 활성화 함수를 일반적인 시그모이드 함수를 사용하지 않고, 퍼지 C-Means 클러스터링 알고리즘의 활성화 레벨 함수를 이용하였다. Particle Swarm Optimization 알고리즘과 같은 최적화 알고리즘을 통하여 퍼지 Extreme Learning Machine의 활성화 함수의 파라미터들을 최적화 한다. Particle Swarm Optimization과 같은 최적화 알고리즘을 통한 제안된 모델의 최적화 하고 최적화된 모델의 분류성능을 평가하기 위하여 다양한 머신 러닝 데이터 집합을 사용하여 평가한다.

심박변이도를 이용한 적응적 뉴로 퍼지 감정예측 모형에 관한 연구 (Implementing an Adaptive Neuro-Fuzzy Model for Emotion Prediction Based on Heart Rate Variability(HRV))

  • 박성수;이건창
    • 디지털융복합연구
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    • 제17권1호
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    • pp.239-247
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    • 2019
  • 감정을 정확히 예측하는 것은 환자중심의 의료디바이스 개발 및 감성관련 산업에서 매우 중요한 이슈이다. 감정예측에 관한 많은 연구 중 감정 예측에 심박 변동성과 뉴로-퍼지 접근법을 적용한 연구는 없다. 본 연구는 HRV를 이용한 ANFEP(Adaptive Neuro Fuzzy system for Emotion Prediction)을 제안한다. ANFEP의 핵심 기능은 인공 신경망과 퍼지시스템을 통합해 예측 모델을 학습하는 ANFIS(Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System)에 기반한다. 제안 모형의 검증을 위해 50명의 실험자를 대상으로 청각자극으로 감정을 유발하고, 심박변이도를 구하여 ANFEP 모형에 입력하였다. STDRR과 RMSSD를 입력으로 하고 입력변수 당 2개의 소속함수로 하는 ANFEP모형이 가장 좋은 결과를 나타났다. 제안한 감정예측 모형을 선형회귀 분석, 서포트 벡터 회귀, 인공신경망, 랜덤 포레스트와 비교한 결과 본 제안모형이 가장 우수한 성능을 보였다. 연구 결과는 보다 적은 입력으로 신뢰성 높은 감정인식이 가능함을 입증했고, 이를 활용해 보다 정확하고 신뢰성 높은 감정인식 시스템 개발에 대한 연구가 필요하다.

군집화 알고리즘 및 모듈라 네트워크를 이용한 태양광 발전 시스템 모델링 (Modeling of Photovoltaic Power Systems using Clustering Algorithm and Modular Networks)

  • 이창성;지평식
    • 전기학회논문지P
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    • 제65권2호
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    • pp.108-113
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    • 2016
  • The real-world problems usually show nonlinear and multi-variate characteristics, so it is difficult to establish concrete mathematical models for them. Thus, it is common to practice data-driven modeling techniques in these cases. Among them, most widely adopted techniques are regression model and intelligent model such as neural networks. Regression model has drawback showing lower performance when much non-linearity exists between input and output data. Intelligent model has been shown its superiority to the linear model due to ability capable of effectively estimate desired output in cases of both linear and nonlinear problem. This paper proposes modeling method of daily photovoltaic power systems using ELM(Extreme Learning Machine) based modular networks. The proposed method uses sub-model by fuzzy clustering rather than using a single model. Each sub-model is implemented by ELM. To show the effectiveness of the proposed method, we performed various experiments by dataset acquired during 2014 in real-plant.

클러스터 기반 퍼지 모델트리를 이용한 데이터 모델링 (Data Modeling using Cluster Based Fuzzy Model Tree)

  • 이대종;박진일;박상영;정남정;전명근
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.608-615
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    • 2006
  • 본 논문에서는 퍼지 클러스터 기법을 이용하여 구간 분할된 퍼지 모델트리의 제안과 이를 이용한 데이터 모델링 기법을 다룬다. 제안된 방법은 먼저 입력과 출력변수의 속성을 고려한 퍼지 클러스터링에 의해 중심벡터를 계산한 후, 중심벡터들과 입력속성간의 소속도를 이용하여 구간 분할된 영역별로 각각의 선형모델을 구축한다. 노드의 확장은 부모노드(parent node)에서 만들어진 모델에서 계산된 오차값과 자식노드(child node)에서 계산된 오차값을 비교하여 이루어진다. 출력값 예측 단계에서는 입력된 데이터와 잎노드에서 계산된 클러스터 중심값과 비교하여 소속도가 높은 선형모델을 선택하여 데이터에 대한 출력값을 예측하게 된다. 제안된 방법의 우수성을 보이기 위해 다양한 데이터를 대상으로 실험한 결과, 기존의 모델트리방식 및 뉴럴 네트워크 기반의 신경회로망 보다 향상된 성능을 보임을 알 수 있었다.