• 제목/요약/키워드: HEURISTIC

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과학고등학교 화학수업에서 첨단과학 실험기기 활용 수업 전략의 개발 및 타당화: 자외선-가시광선 및 적외선 분광기를 중심으로 (The Development and Validation of Instructional Strategies Using the Advanced Laboratory Equipment(ALE) in Science High School Chemistry Classrooms: A Focus of UV-Visible and IR Spectrophotometer)

  • 전경희;박다혜;장낙한;박종욱;박종석
    • 대한화학회지
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    • 제60권1호
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    • pp.69-81
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    • 2016
  • 이 연구의 목적은 과학고등학교 화학수업에서 첨단과학 실험기기를 활용한 수업(이하 ALE 수업)전략을 개발하고 이 전략을 활용한 수업을 실시한 후, 학생들의 인식을 통해 ALE 수업 전략의 타당성을 살펴보고, ALE 수업자료 개발의 필요성을 고찰해 보는 것이다. 이를 위해 첨단과학 실험기기를 활용한 7차시의 수업을 구성하여 D과학고 21명에게 적용하고 이에 대한 설문을 실시하였다. 이후, 설문에 성실히 응답한 학생 9명을 대상으로 한 실험보고서 및 심층 면담을 통해 ALE 수업에 대한 학생들의 인식을 분석하였다. ALE 수업을 통해 학생들은 실시간으로 처리되는 데이터를 활용함으로써 수준 높은 학습개념을 쉽게 이해하게 되었고, 주변의 친숙한 물질이 실험재료가 될 수 있다는 점을 발견함으로써 실용적 탐구에 대한 안목을 갖게 되었다. 이에 따라 학생들의 과학에 대한 흥미와 자율탐구의지가 고취되었고 일부 학생은 실생활에서 발견한 일상적 문제를 검증가능한 과학적 문제로 구체화시키는 것과 같은 창의적 수행을 실시하기도 했다. 이와 같이 ALE 수업은 과학고등학교 학생들에게 과학기술에 대한 이해와 함께 과학에 대한 영역을 폭넓게 이해시키는 구체적인 방안의 하나가 될 것이다.

논의가 강조된 일반화학실험이 대학생들의 글쓰기에서 나타난 다중 표상 및 다중 표상의 내재성에 미치는 영향 (The Impact of Argumentation-based General Chemistry Laboratory Programs on Multimodal Representation and Embeddedness in University Students' Science Writing)

  • 남정희;이동원;조혜숙
    • 한국과학교육학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.931-941
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    • 2011
  • 이 연구의 목적은 논의가 강조된 일반화학실험이 학생들의 글쓰기에서 나타난 다중 표상 및 다중 표상의 내재성에 미치는 영향을 알아보기 위한 것이다. 이를 위해 탐구적 과학 글쓰기 전략을 바탕으로 일반화학실험 프로그램을 개발하였고, 이 프로그램을 적용한 후, 학생들의 글쓰기에서 나타나는 다중 표상의 양식과 내재성을 비교하였다. 이 연구는 일반화학실험을 수강하는 학생들을 대상으로 화학교육과 1학년 23명을 실험집단으로, 물리교육과 1학년 16명을 비교집단으로 선정하여 총 5개의 주제를 적용하였다. 학생들이 작성한 Summary Writing에서 나타난 다중 표상의 양식과 내재성을 공변량 분석으로 비교한 결과, 양식과 내재성 모두에서 실험집단의 평균이 비교집단에 비해 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 논의가 강조된 일반화학실험은 다중 표상 및 다중 표상의 내재성의 발달에 있어서 전통적인 실험방식에 비해 더 효과적임을 알 수 있었다. 또한 논의와 글쓰기를 지속적으로 수행하는 과정이 학생들의 과학적 개념에 대한 이해에 도움이 될 것이라 보이며, 연구 결과가 대학생을 대상으로도 효과가 있다는 것에서 프로그램의 적용 범위의 확대 측면에서 의미가 있다고 본다.

다차원 배낭 문제를 위한 정수계획법 기반 지역 탐색 기법 (Integer Programming-based Local Search Techniques for the Multidimensional Knapsack Problem)

  • 황준하
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.13-27
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    • 2012
  • 정수계획법 기반 지역 탐색은 단순 언덕오르기 탐색을 기반으로 하는 지역 탐색의 일종으로서 기존의 지역 탐색과는 달리 이웃해 생성 시 정수계획법을 활용한다. 기존 연구 [1]에 의하면 정수계획법 기반 지역 탐색은 경영과학 및 인공지능 분야에서 많은 관심을 받아 온 다차원 배낭 문제를 해결하는 데 매우 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나 해당 연구에서는 OR-Library에 있는 다차원 배낭 문제들 중 규모가 가장 큰 문제들만을 대상으로 하여 정수계획법 기반 지역 탐색의 우수성을 검증하였다는 단점이 있다. 본 논문에서는 그 외의 문제들을 대상으로 정수계획법 기반 지역 탐색을 적용함으로써 보다 객관적으로 정수계획법 기반 지역 탐색의 우수성을 검증한다. 아울러 본 논문에서는 기존의 정수계획법 기반 지역 탐색이 단순 언덕오르기 탐색과 정수계획법을 결합한 것과는 달리 언덕오르기 탐색, 타부 탐색, 시뮬레이티드 어닐링과 같은 다른 지역 탐색 기법과 정수계획법을 결합하는 방안을 제시한다. 실험 결과, 정수계획법 기반 지역 탐색은 중소 규모의 다차원 배낭 문제들에 있어서도 기존의 가장 좋은 휴리스틱 탐색 기법에 비해 유사하거나 더 우수한 성능을 발휘함을 확인하였다.

Flexible Intelligent Exit Sign Management of Cloud-Connected Buildings

  • Lee, Minwoo;Mariappan, Vinayagam;Lee, Junghoon;Cho, Juphil;Cha, Jaesang
    • International Journal of Advanced Culture Technology
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    • 제5권1호
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    • pp.58-63
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    • 2017
  • Emergencies and disasters can happen any time without any warning, and things can change and escalate very quickly, and often it is swift and decisive actions that make all the difference. It is a responsibility of the building facility management to ensure that a proven evacuation plan in place to cover various worst scenario to handled automatically inside the facility. To mapping out optimal safe escape routes is a straightforward undertaking, but does not necessarily guarantee residents the highest level of protection. The emergency evacuation navigation approach is a state-of-the-art that designed to evacuate human livings during an emergencies based on real-time decisions using live sensory data with pre-defined optimum path finding algorithm. The poor decision on causalities and guidance may apparently end the evacuation process and cannot then be remedied. This paper propose a cloud connected emergency evacuation system model to react dynamically to changes in the environment in emergency for safest emergency evacuation using IoT based emergency exit sign system. In the previous researches shows that the performance of optimal routing algorithms for evacuation purposes are more sensitive to the initial distribution of evacuees, the occupancy levels, and the type and level of emergency situations. The heuristic-based evacuees routing algorithms have a problem with the choice of certain parameters which causes evacuation process in real-time. Therefore, this paper proposes an evacuee routing algorithm that optimizes evacuation by making using high computational power of cloud servers. The proposed algorithm is evaluated via a cloud-based simulator with different "simulated casualties" are then re-routed using a Dijkstra's algorithm to obtain new safe emergency evacuation paths against guiding evacuees with a predetermined routing algorithm for them to emergency exits. The performance of proposed approach can be iterated as long as corrective action is still possible and give safe evacuation paths and dynamically configure the emergency exit signs to react for real-time instantaneous safe evacuation guidance.

기업-소비자 동일시 수준에 따른 기업루머에 대한 반박효과의 차이 (A Study on Level of Company-Consumer Identification on Company Rumor Impact and Effectiveness of Refutation countered the effect of the difference)

  • 최태호;황지민;오대양
    • 경영과정보연구
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    • 제31권4호
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    • pp.261-286
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    • 2012
  • 본 연구는 오늘날 기업에 관한 부정적 소문인 루머의 영향을 최소화하기 위한 관리 방안을 고찰하는데 목적이 있다. 즉, 기업-소비자동일시 수준에 따른 루머의 신뢰 정도와 그에 따른 확산정도를 파악하고 루머의 신뢰와 확산을 막고자 하는 기업이 루머반박을 했을 경우, 동일시 수준에 따른 반박효과의 차이를 살펴보았다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 본 연구에서는 동일시 수준에 따라 악성루머에 대한 신뢰도 반응 확산의도 차이, 재구매 의도 차이가 있는지 확인해 보았으며, 동일시 수준에 따라 유의한 차이를 보였다. 동일시가 낮은 소비자가 루머에 대한 신뢰도가 높았고, 확산의도 또한 동일시가 낮은 소비자에서 높게 나타났다. 이에 반해, 재구매 의도는 동일시가 높은 소비자에게서 높게 나타났다. 따라서 기업-소비자 동일시 수준에 따라 루머에 대한 반응의 차이와 그 후 태도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 추가적으로, 기업이 반박기사를 냈을 경우, 동일시 수준에 따라, 반박 기사에 대한 반응이 다를 것이라 보았다. 동일시가 높은 소비자는 동일시가 낮은 소비자 보다 반박기사에 대한 신뢰도가 높게 나타났음을 확인할 수 있었다.

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컴포넌트 개발을 위한 UML 기반의 계층형 메타 모델 설계 및 적용기법 (A Design and Adaptation Technique of UML-based Layered Meta-Model for Component Development)

  • 이숙희;김철진;조은숙
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.59-69
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    • 2006
  • 새로운 개발 패러다임으로 컴포넌트 기반 소프트웨어 개발이 소개되었다. 이 접근방식은 재사용 가능하면서 독립적인 단위의 컴포넌트들을 기반으로 소프트웨어를 개발하기 때문에 기존의 소프트웨어 개발 방식과는 차이가 있다. 따라서, 컴포넌트 기반 개발(CBD)은 크게 두 단계인 컴포넌트 개발 프로세스와 컴포넌트 조립 프로세스 즉, 어플리케이션 개발 프로세스로 구분된다. 컴포넌트 개발 프로세스는 컴포넌트가 품질 좋은 소프트웨어를 위한 열쇠이기 때문에 컴포넌트 기반 소프트웨어 개발에서 핵심적인 부분이라고 할 수 있다. 현재 이와 관련하여 학계 및 산업체에서 많은 방법론이나 도구들이 소개되고 있다. 그러나, 이러한 방법론이나 도구들은 실제 컴포넌트 개발 프로젝트에 손쉽게 적용할 수 있을 정도의 체계적이면서 유연한 모델링 기법들을 제시하고 있지 못하고 있다. 또한 현존 기법들은 컴포넌트 모델링에 있어서 독단적인 기법을 갖고 있거나 혹은 경험적 지침 정도만을 제공하고 있는 수준이다. 그 결과 많은 컴포넌트 개발자들이 컴포넌트 모델을 어떻게 개발해야 할지, 언제 어떠한 다이어그램을 개발해야 할지 등에 대한 어려움을 직면하고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 메타 모델 기반의 접근법을 제시하고자 한다. 특히 계층과 개발 단계에 따른 메타 모델들을 제시하고자 한다. 이로써 개발자들은 적절한 시기에 적합한 모델들을 개발할 수 있게 된다.

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과학글쓰기를 활용한 학생주도 모둠 탐구활동에 의한 초등 과학 수업 변화 탐색 (Exploring Changes in Elementary Science Class Using Student-Oriented Group Inquiry with Science Writing)

  • 신명경;김종영
    • 한국지구과학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.147-158
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    • 2014
  • 본 연구의 목적은 탐구를 도모하는 과학글쓰기를 이용한 학생주도적 모둠 탐구활동을 실시한 과학수업에서 나타난 변화를 탐색하는 것이다. 본 연구에서는 학생의 활동 보고서, 학습 환경에 대한 인식, 담화유형을 변화의 핵심으로 보았다. 학생들의 탐구활동에서 비계의 역할을 할 수 있도록 과학 글쓰기 활동지를 개발하여 초등학교 4학년 1학급 29명의 학생을 대상으로 학생주도적 모둠 탐구활동에 적용하였다. 이를 위해 모둠 탐구활동은 2007 개정교육과정 4학년 1학기 4개 단원에서 총 16차시 수업을 실시하였고, 이를 모두 녹화하였다. 우선 학생 보고서를 분석하기 위해 Millar (2010)가 제시한 분석틀을 이용하여 과학탐구 정합성 평가의 틀로 활용하였다. 두 번째로 학생의 과학 수업 및 과학에 대한 인식의 변화를 알아보기 위하여 비교반 1개 반을 선정하여 과학수업 및 과학에 대한 인식을 사전 사후 비교하였다. 마지막으로 16차시 수업 중, 초기 수업과 말기 수업에서의 교사와 학생 간의 담화 형태가 어떻게 나타나는지 알아보았다. 이러한 과정을 통하여 얻어진 결과 통해 학생의 질문과 주장 사이의 정합성은 초기보다 말기에 증가했고, 학생의 자신의 학습 환경에 대한 인식이 좀 더 학생 중심 쪽으로 이동한 것을 알 수 있었다. 또한 담화의 유형이 더욱 교사중심보다는 학생중심에 가까워졌음을 발견하였다.

휴머노이드 로봇의 안정적 보행을 위한 다중 비선형 제어기 구현 (Implementation of Multiple Nonlinearities Control for Stable Walking of a Humanoid Robot)

  • 공정식;김진걸;이보희
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.215-221
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    • 2006
  • 본 논문은 휴머노이드 로봇에 내재되어 있는 다양한 비선형성을 제어하기 위한 비선형 제어기를 제안에 관한 것이다. 기본적으로 휴머노이드 로봇은 기구적으로 불안정성을 내포하고 있고 기어나 모터 드라이버 등에서 다양한 비선형성을 가지고 있다. 이렇게 로봇 안에 존재하는 백래쉬(Backlash)나 포화(Saturation)와 같은 다양한 종류의 비선형성을 제어하는데 있어서 기존의 퍼지 알고리즘, 외란 관측기, 지능 학습망과 같은 제어 기법으로는 다수의 비선형성을 제어하는 데에는 한계를 지닐 수밖에 없다. 이에 본 논문에서는 스위칭 PE를 이용하여 모터 드라이버에 존재하는 포화에 의한 비선형성을 제거 하였으며 백래쉬에 의해 생기는 비선형성의 영향을 제어하기 위해 듀얼 피드백을 이용하였다. 그리고 시스템의 정확한 데이터를 얻기 위해 제어 알고리즘을 적용하기 이전에 모터 시스템에 대해 유전 알고리즘을 이용하여 시스템 식별을 수행하여 모터 시스템을 정확하게 유도하였으며, 시뮬레이션 과정을 통해 최적의 스위칭 PID 제어 이득값을 얻었다. 이렇게 얻어진 모터 식별값과 스위칭 PE제어 이득값을 시뮬레이션과 제안된 로봇인 ISHURO를 이용한 실험을 통해 이를 검증하였다.

정보검색시스템에서 조인 시퀀스 분리성 기반 논리곱 불리언 질의 최적화 (Conjunctive Boolean Query Optimization based on Join Sequence Separability in Information Retrieval Systems)

  • 박병권;한욱신;황규영
    • 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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    • 제31권4호
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    • pp.395-408
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    • 2004
  • 논리곱 불리언 질의는 질의에 포함된 키워드들이 모두 나타나는 텍스트 문서들을 검색하는질의로서, 정보검색 시스템에서 가장 널리 사용되는 질의이다. 논리곱 불리언 질의는 검색의 정확도를 높이기 위하여 많은 수의 키워드로 구성된 긴 질의를 사용한다. 이 경우. 키워드 처리 순서가 성능에 크게 영향을 미친다. 기존 정보검색시스템에서는 휴리스틱에 의존하여 키워드 처리 순서를 결정하므로 최적을 보장하지 못한다. 동적 프로그래밍과 같은 기존의 데이타베이스 질의 최적화 알고리즘은 복잡도가 지수적으로 증가하므로(Ο(n2$^{n-1}$)), 키워드 수가 많은 논리곱 불리언 질의에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 조인시퀀스 분리성이라는 새로운 개념에 기반한 논리곱 불리언 질의 최적화 알고리즘을 제안한다. 조인 시퀀스 분리성이란 조인에 참여하는 릴레이션들이 어떤 조건을 만족할 경우, 최적 조인 시퀀스가 두 개의 서브 시퀀스로 분리된다는 성질이다. 이 성질을 활용하면 Ο(nlogn)만에 최적 조인 시퀀스를 구할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 조인 시퀀스 분리성의 개념을 정형적으로 정의하고 이에 기반한 질의 최적화 알고리즘의 최적성을 이론적으로 증명한다. 그리고, 제안한 질의 최적화 알고리즘의 성능 평가를 위해, 비용 모델을 사용하여 다양한 시뮬레이션을 수행한다. 그 결과, 제안한 알고리즘의 성능이 기존의 휴리스틱 기반 질의 최적화 알고리즘들에 비해 100배 이상 우수함을 보인다. 또한, 동적 프로그래밍 알고리즘에 비해 질의 최적화 시간 면에서 기하 급수적으로 우수함을 보인다(키워드 개수가 10 개일 경우 600배 이상 우수함).

그래프 착색 문제에 적용된 효과적인 Ant Colony Algorithm에 관한 연구 (A Effective Ant Colony Algorithm applied to the Graph Coloring Problem)

  • 안상혁;이승관;정태충
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제11B권2호
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    • pp.221-226
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    • 2004
  • 개미 집단 시스템(Ant Colony System ACS) 알고리즘은 조합 최적화 문제를 해결하기 위한 새로운 메타 휴리스틱 방법이다. 이것은 그리디 탐색뿐만 아니라 긍정적 피드백에 의한 탐색을 이용한 모집단에 근거한 접근법으로 조합 최적화 문제를 해결하기 위해 제안되었다. 최근까지 인접한 노드($v_i, v_j$)가 같은 색을 갖지 않도록 그래프 G의 노드 V에 색을 배정하는 문제인 그래프 착색 문제의 최적 해를 구하기 위하여 다양한 접근 방식들과 해법들이 제안되고 있다. 본 논문에서는 기존의 그래프 착색 문제의 해법으로 잘 알려진 그리디 알고리즘, 시뮬레이티드어넬링, 타부 탐색 등이 아닌 개미 집단 시스템 알고리즘으로 해법을 구하는 방법인 ANTCOL 알고리즘을 소개하고, ANTCOL을 해결하기 위해 제안된 기존의 생성 함수들(ANT_Random ANT_LF, ANT_SL, ANT_DSATUR, ANT_RLF)과, 본 논문에서 새롭게 제안된 방법으로 RLF에 무작위 기법을 적용한 XRLF를 생성 함수로 사용한 ANT_XRLF 방법과 ANT_XRLF에 재검색을 추가한 방법(ANT_XRLF_R)의 그래프 착색 결과 및 실행 시간을 비교, 분석하여 제안된 방법이 더 빠르게 수렴할 수 있음을 실험을 통해 알 수 있었다.