In this paper we propose a hybrid position/force controller of a robot manipulator using feedback error learning rule and neural networks. The neural network is constructed from inverse dynamics. The weighting value of each neuron is trained by using a feedback force as an error signal. If the neural networks are sufficiently trained well, it does not require the feedback-loop with error signals. The effectiveness of the proposed hybrid position/force controller is demonstrated by computer simulation using PUMA 560 manipulator.
We propose a new approach called PESA (Prioritized replay Evolutionary and Swarm Algorithms) combining prioritized replay of reinforcement learning with hybrid evolutionary algorithms. PESA hybridizes different evolutionary and swarm algorithms such as particle swarm optimization, evolution strategies, simulated annealing, and differential evolution, with a modular approach to account for other algorithms. PESA hybridizes three algorithms by storing their solutions in a shared replay memory, then applying prioritized replay to redistribute data between the integral algorithms in frequent form based on their fitness and priority values, which significantly enhances sample diversity and algorithm exploration. Additionally, greedy replay is used implicitly to improve PESA exploitation close to the end of evolution. PESA features in balancing exploration and exploitation during search and the parallel computing result in an agnostic excellent performance over a wide range of experiments and problems presented in this work. PESA also shows very good scalability with number of processors in solving an expensive problem of optimizing nuclear fuel in nuclear power plants. PESA's competitive performance and modularity over all experiments allow it to join the family of evolutionary algorithms as a new hybrid algorithm; unleashing the power of parallel computing for expensive optimization.
This study is intended to compare the effectiveness of the neural network inductive learning model with a vector space model in information retrieval. As a result, searches responding to incomplete queries in the neural network inductive learning model produced a higher precision and recall as compared with searches responding to complete queries in the vector space model. The results show that the hybrid methodology of integrating an inductive learning technique with the neural network model can help solve information retrieval problems that are the results of inconsistent indexing and incomplete queries--problems that have plagued information retrieval effectiveness.
유전자 알고리즘(GA:Genetic Algorithm)은 최적화 문제를 풀기 위해 생물학적 진화(evolution) 과정을 모방한 최적화 알고리즘이다. 유전자 알고리즘은 복잡한 상태 공간에서 최적 해를 찾기 위해 전통적인 최적화 기법과는 달리 유향적 임의 탐색을 행한다. 학습에 해당하는 국부 탐색(local search)을 유전적 알고리즘은 exploration 탐색과 exploitation 탐색의 균형을 유지시켜 줄 수 있는 한 방법이다. 모집단 내의 각 개체가 진화 과정 중에 학습한 유전적 특질들은 그 다음 세대에서 되물림 되며 이러한 학습(learning) 과정을 유전자 알고리즘과 결합시킴으로써 탐색 속도의 향상을 기대할 수 있다. 이 논문에서는 함수 최적화를 위해 속도를 개선한 셀룰러 학습을 기반으로 하는 유전자 알고리즘을 제안한다. 제안하는 셀룰러 학습 전략은 셀룰러 오토마타의 주기성과 수렴성을 기반으로 하며, 유기체가 그 개체의 생명 주기의 한 세대에서 얻게되는 지식과 경험들을 자손에게 전달한다는 이론을 바탕으로 한다. 제안한 셀룰러 학습 전략의 효율을 기존의 복합 유전자 알고리즘에서의 라마키안 진화 및 볼드윈 효과와 비교하였다. 다양한 테스트 베드 함수에 대한 실험을 통하여 셀룰러 학습에 의한 개체의 국부적 향상이 전체적인 성능 향상에 기여함을 알 수 있었고 제안한 학습 전략이 기존의 방법보다 더 빨리 전역 최적 해를 찾을 수 있음을 증명하였다.
A fault detection algorithm of a charge and discharge system to ensure the safe use of hybrid electric vehicle is proposed in this paper. This algorithm can be used as a complementary way to existing fault detection technique for a charge and discharge system. The proposed algorithm uses a SVDD technique, which additionally utilizes two methods for learning a large amount of data; one is to incrementally learn a large amount of data, the other one is to remove the data that does not affect the next learning using a new data reduction technique. Removal of data is selected by using lines connecting support vectors. In the proposed method, the data processing speed is drastically improved and the storage space used is remarkably reduced than the conventional methods using the SVDD technique only. A battery data and speed data of a commercial hybrid electrical vehicle are utilized in this study. A fault boundary is produced via SVDD techniques using the input and output in normal operation of the system without using mathematical modeling. A fault detection simulation is performed using both an artificial fault data and the obtained fault boundary via SVDD techniques. In the fault detection simulation, fault detection time via proposed algorithm is compared with that of the peak-peak method. Also the proposed algorithm is revealed to detect fault in the region where conventional peak-peak method is never able to do.
본 연구는 포커스 그룹 인터뷰를 통해 PBL 부분통합 교과과정에 대한 간호학생의 인식을 파악하기 위한 질적연구이다. 연구대상자는 간호학과 4학년 학생이며, 총 25명을 4개의 그룹으로 나누어 인터뷰를 진행하였다. 자료는 의미있는 주제를 찾기 위해 내용분석을 실시하였다. 본 연구결과 6개의 주제가 도출되었다. 1) PBL 부분통합 교과과정의 비효율성 2) 학습에 대한 불안 3) PBL 운영에 대한 불만 4) 조별활동의 어려움 5) PBL에 대한 수용 6) 변화와 만족이 도출되었다. 본 연구결과를 바탕으로 다음을 제안한다. PBL에서 학습내용의 손실을 최소화 할 수 있는 방안과 과정평가 비중을 높여 PBL 평가의 본래 취지를 살려야 할 것이며 PBL 전문가와 전문부서에 의한 세분화된 튜터 교육프로그램이 개발, 운영되어야 할 것이다.
본 연구에서는 학습과정에 우수성, 유효성, 그리고 경제적인 효율성을 향상시키기 위해 웹기반 가상실험실과 웹기반 원격실험실을 적절하게 통합한 하이브리드 공학실험시스템을 개발하였다. 먼저 클라이언트/서버 분산환경을 설계하여 디지털 시스템과 전기전자회로 실험에 대한 웹기반 가상실험시스템을 개발하였다. 제안된 가상실험시스템은 개념학습세션, 가상실험세션, 평가세션등의 3개의 주요한 세션과 이들 주요세션을 유기적으로 통합하여 학습효율의 극대화를 달성하기 위한 관리시스템으로 구성되어 있다. 다음으로 본 연구에서는 가상실험세션 동안에 발생할 수 있는 현실감의 부족을 해결하기 위해 전기/전자회로를 실험할 수 있는 웹기반 원격 실험실을 구현하였다. 더욱이 간결하고 사용자가 친근하게 접근할 수 있는 설계기법을 사용하였기 때문에 많은 사용자들이 쉽게 원격실험실에 접속할 수 있으며, 고가의 실험장비가 실제 실험실에 구비되어 있지 않더라도 자기주도의 심화학습이 가능하다. 제안된 가상/원격실험시스템은 독립적으로 사용될 수도 있으나 학습효율을 향상시키기 위해서 웹상에서 두 개의 시스템을 통합하여 하이브리드 공학실험시스템을 개발하였다. 제안된 하이브리드 공학실험시스템은 학습자들에게 상호작용적인 학습환경을 제공하여 공학실험교육을 효율적으로 관리하는 새로운 접근방식이다.
Existing models that predict of Daily water supply include statistical models and neural network model. The neural network model was more effective than the statistical models. Only neural network model, which predict of Daily water supply, is focused on estimation of the operational control. Neural network model takes long learning time and gets into local minimum. This study proposes Neuro Genetic hybrid model which a combination of genetic algorithm and neural network. Hybrid model makes up for neural network's shortcomings. In this study, the amount of supply, the mean temperature and the population of the area supplied with water are use for neural network's learning patterns for prediction. RMSE(Root Mean Square Error) is used for a MOE(Measure Of Effectiveness). The comparison of the two models showed that the predicting capability of Hybrid model is more effective than that of neural network model. The proposed hybrid model is able to predict of Daily water, thus it can apply real time estimation of operational control of water works and water drain pipes. Proposed models include accidental cases such as a suspension of water supply. The maximum error rate between the estimation of the model and the actual measurement was 11.81% and the average error was lower than 1.76%. The model is expected to be a real-time estimation of the operational control of water works and water/drain pipes.
This paper suggests an optimal identification method for complex and nonlinear system modeling that is based on Fuzzy-Neural Networks(FNN). The proposed Hybrid Identification Algorithm is based on Yamakawa's FNN and uses the simplified inference as fuzzy inference method and Error Back Propagation Algorithm as learning rule. In this paper, the FNN modeling implements parameter identification using HCM algorithm and hybrid structure combined with two types of optimization theories for nonlinear systems. We use a HCM(Hard C-Means) clustering algorithm to find initial apexes of membership function. The parameters such as apexes of membership functions, learning rates, and momentum coefficients are adjusted using hybrid algorithm. The proposed hybrid identification algorithm is carried out using both a genetic algorithm and the improved complex method. Also, an aggregated objective function(performance index) with weighting factor is introduced to achieve a sound balance between approximation and generalization abilities of the model. According to the selection and adjustment of a weighting factor of an aggregate objective function which depends on the number of data and a certain degree of nonlinearity(distribution of I/O data), we show that it is available and effective to design an optimal FNN model structure with mutual balance and dependency between approximation and generalization abilities. To evaluate the performance of the proposed model, we use the time series data for gas furnace, the data of sewage treatment process and traffic route choice process.
로봇이나 가상 캐릭터와 같은 지능형 에이전트가 자율적으로 살아가기 위해서는 주어진 환경을 인식하고, 그에 맞는 최적의 행동을 선택하는 능력을 가지고 있어야 한다. 본 논문은 이러한 지능형 에이전트를 구현하기 위하여, 외부 환경에 적응하면서 최적의 행동을 배우고 선택하는 방법을 연구하였다. 본 논문에서 제안한 방식은 강화 학습을 이용한 행동기반 학습 방법과 기호 학습을 이용한 인지 학습 방법을 통합한 방식으로 다음과 같은 특징을 가진다. 첫째, 강화 학습을 이용하여 환경에 대한 적응성을 학습함으로 지능형 에이전트가 변화하는 환경에 대한 유연성을 가지도록 하였다. 둘째, 귀납적 기계학습과 연관 규칙을 이용하여 규칙을 추출하여 에이전트의 목적에 맞는 환경 요인을 학습함으로 주어진 환경에서 보다 빠르게, 확장된 환경에서 보다 효율적으로 행동을 선택을 하도록 하였다. 셋째, 본 논문은 지능형 에이전트를 구현하는데 있어서 처음부터 모든 상태를 고려하기 보다 상태 탐지기를 이용하여 새로운 상태가 입력될 때마다 상태를 확장시키는 방식을 이용하였다. 이러한 방식은 필요한 상태에 대하여서만 고려함으로 메모리를 획기적으로 축소 할 수 있으며, 새로운 상태를 동적으로 처리 할 수 있어, 환경에 대한 변화에 능동적으로 대처 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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