• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_4호
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• pp.1125-1134
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• 2023

우리나라의 17,000여개의 저수지 중 13,600개소의 소규모 농업용 저수지에는 수문 계측 시설이 설치되지 않아서, 저수율 예측과 합리적인 저수지 운영이 쉽지 않다. 본 연구는 인공지능 기술을 이용하여 농업용 저수지의 저수율을 예측하는 것을 목적으로 하며, 단변량 long short-term memory (LSTM)에서 저수율 그 자체를 사용하는 것뿐만 아니라, 다변량 LSTM에서 강수 등의 기상변수와 시기 등의 계절변수를 추가하여 예측에 활용하였다. 이동저수지의 2013년부터 2020년까지 8년간 데이터로 모델을 학습시키고, 모델의 예측 결과를 2021년의 일일 저수율 데이터로 검증하였다. 단변량 LSTM은 1일 후 저수율을 root-mean square error (RMSE) 1.04%, 3일 후 2.52% 이내, 5일 후 4.18%의 오차로 예측하였으며, 다변량 LSTM은 1일 후 저수율을 RMSE 0.98%, 3일 후 1.95%, 5일 후 2.76%의 오차로 예측하여 더 좋은 성능을 보였다. 1일 후 저수율을 예측하는 다변량 모델의 경우, 시계열 저수율 이외에도 date of year (DOY)와 1일 및 5일 누적 강수량이 중요한 변수인 것으로 나타났는데, 이를 통해 볼 때 당일 저수율에 영향을 미치는 강수의 시간적 범위는 5일 정도인 것으로 사료된다.

• 경영정보학연구
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• 제23권1호
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• pp.23-43
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• 2021

최근 인공지능 기법을 활용하여 캔들스틱 차트를 분석함으로써 주식가격 예측의 정확성을 높이고자 하는 다양한 연구가 진행되어 왔다. 그러나 이러한 연구들은 주식가격 예측을 위한 학습에 있어 캔들스틱 차트의 시계열적 특성을 고려하지 못한다는 점과 시장 참여자들의 감정 상태를 고려하지 못한다는 점 등이 문제로 지적되고 있다. 본 연구에서는 시장 참여자들의 감정상태를 반영하기 위해 변동성지수(VIX: volatility index) 차트를 캔들스틱 차트와 함께 고려하여 학습시키고 이를 변이형 오토인코더(VAE: variational auto encoder)와 어텐션 메커니즘(attention mechanisms)을 결합한 새로운 방법으로 분석하여 캔들스틱 차트의 시계열적 특성을 고려함으로써 기존 연구의 한계를 극복하고자 한다. 본 연구에서 제안한 방법의 성능 비교를 위해 S&P 500 기업 가운데 50개를 임의로 추출하여 제안한 방법을 통해 이들의 주식가격을 예측하고 이를 합성곱 신경망(CNN: convolutional neural network) 또는 장단기메모리(LSTM: long-short term memory) 등과 같은 기존 방법들과 비교하였다. 비교 결과 기존 방법들에 비해 본 연구에서 제안한 방법이 더 우수한 성능을 보이는 것으로 나타났다. 본 연구는 시장 참여자들의 감정 상태와 캔들스틱 차트의 시계열적 특성을 고려함으로써 주식 가격 예측의 정확성을 높였다는 점에서 그 의의가 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권5호
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• pp.359-369
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• 2024

한국은 6월 21일부터 9월 20일까지를 법정홍수기로 지정하여 잠재적 홍수에 대비하여왔다. 하지만 2020년 54일의 역대 최장 장마 사례와 같이 과거와 다른 기후양상으로 인한 극한 홍수로 피해를 겪고 있다. 그동안 홍수 피해 저감을 위한 연구는 매우 많았지만, 법정홍수기가 앞으로도 유효할지에 대한 연구는 시도된 적 이 없었다. 따라서 본 연구는 21세기 관측 자료를 통해 현행 법정홍수기의 타당성을 통계적으로 검토하였으며, 이를 통해 현행 법정홍수기가 강수량 증가 추세와 지역별 강수 특성의 강화를 고려하지 못하고 있음을 확인하였다. 이러한 한계점의 해결을 위해 본 연구에서는 대상 유역에 대한 7개의 새로운 홍수기 후보군을 제안하였고, 이의 타당성을 모의 운영을 통해 분석하였다. 모의 운영 시 댐 운영룰 rigid operation method를, 댐 유입량 예측에는 long short-term memory model을 적용하였다. 제안한 홍수기 각 후보는 댐의 계획방류량과 하천의 계획홍수량을 초과하느냐를 기준으로 평가하였다. 첫 번째 기준으로 평가한 결과, 본 연구에서 제안한 홍수기 적용 시 초과 빈도와 지속시간이 각각 0.068%와 0.33% 감소되었으며, 크기 또한 24.6% 감소하였다. 두 번째 평가 기준으로 평가한 결과 역시, 홍수피해 발생 구간이 기존의 4회에서 2회로 감소하였다. 본 연구 결과를 계기로 법정홍수기 재검토가 공식적으로 이루어져 새로운 양상으로 변화하고 있는 강우 양상에 적극적으로 대비하길 기대한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권7호
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• pp.471-479
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• 2024

기후변화로 인한 집중호우의 발생으로 홍수 피해가 심각해지고 있다. 하천의 수위 변동성을 예측하고 신속한 홍수 예·경보를 위해 물리적 기반의 수문 모형이 활용됐다. 최근에는 수문 데이터 간의 비선형적인 관계를 기반으로 머신러닝, 딥러닝 알고리즘을 활용한 수문 모의가 주목받고 있다. 본 연구에서는 Long Short-Term Memory (LSTM) 알고리즘을 활용하여 섬진강 수계의 하천 수위를 예측하고자 한다. 또한 Climate Prediction Center morphing method (CMORPH) 기반의 격자형 강우 자료를 알고리즘의 입력자료로 적용하여 지상 데이터의 한계를 보완하고자 한다. CMORPH 데이터와 LSTM 알고리즘을 결합한 모형의 수위 예측 결과는 평균 CC가 0.98, RMSE는 0.07 m, 그리고 NSE는 0.97로 나타났다. 향후 딥러닝과 원격자료를 활용하여 수위 예측을 수행한다면 지상 관측 데이터의 단점을 보완하고, 신뢰도 높은 예측 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대되는 바이다.

• 동의생리병리학회지
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• 제33권6호
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• pp.356-362
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• 2019

Scutellaria baicalensis (SB) has widely used in the treatment for various brain diseases in the field of Oriental medicine. Biofermantation of SB can make major chemical constituents of SB to pass blood-brain barrier easily and to have more potent anti-oxidant ability. There is a little information about the contribution of fermented SB (FSB) to the formation or maintenance of the neural plasticity in the hippocampus. The purpose of this study was to evaluate effects of FSB extract on hydrogen peroxide (H₂O₂) - induced impairments of the induction and maintenance of long-term potentiation (LTP), an electrophysiological marker for the neural plasticity in the hippocampus. From hippocampal slices of rats, the field excitatory postsynaptic potentials (fEPSPs) were evoked by the electrical stimulation to the Schaffer collaterals - commissural fibers in the CA1 areas and LTP by theta-burst stimulation by using 64 - channels in vitro multi-extracellular recording system. In order to induce oxidative stress to hippocampal slices two different concentrations (200, 400 μM) of H₂O₂ were given to the perfused aCSF before and after the LTP induction, respectively. The ethanol extract of FBS with concentration of 25 ㎍/ml, 50 ㎍/ml was diluted in perfused aCSF that had 200 μM H₂O₂, respectively. Oxidative stress by the treatment of H₂O₂ resulted in decrease of the induction rate of LTP in the CA1 area with a dose - dependent manner. However, the ethanol extract of FSB prevented the reduction of the induction rate of LTP caused by H₂O₂ - induced oxidative stress with a dose - dependent manner. These results may support a potential application of FSB to ameliorate impairments of hippocampal dependent neural plasticity or memory caused by oxidative stress.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제67권3호
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• pp.333-344
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• 2024

Objective : Markers of neuroinflammation during ischemic stroke are well characterized, but additional markers of neural damage are lacking. The study identified associations of behavioral disorders after stroke with histologic neural damage and molecular biological change. Methods : Eight-week-old, 25 g male mice of the C57BL/6J strain were subjected to middle cerebral artery occlusion (MCAO) to induce ischemic stroke. The control group was a healthy wild type (WT), and the experimental group were designed as a low severity MCAO1 and a high severity MCAO2 based on post-stroke neurological scoring. All groups underwent behavioral tests, realtime polymerase chain reaction, triphenyltetrazolium chloride (TTC) staining and Hematoxylin and Eosin staining. One-way analysis of variance was used to analyze statistical significance between groups. Results : In TTC staining, MCAO1 showed 29.02% and MCAO2 showed 38.94% infarct volume (p<0.0001). The pro-inflammatory cytokine interleukin (IL)-1β was most highly expressed in MCAO2 (WT 0.44 vs. MCAO1 2.69 vs. MCAO2 5.02, p<0.0001). From the distance to target in the Barnes maze test, WT had a distance of 178 cm, MCAO1 had a distance of 276 cm, and MCAO2 had a distance of 1051 (p=0.0015). The latency to target was 13.3 seconds for WT, 27.9 seconds for MCAO1, and 87.9 seconds for MCAO2 (p=0.0007). Prospero homeobox 1 (Prox1) was most highly expressed in MCAO2 (p=0.0004). Doublecortin (Dcx) was most highly expressed in MCAO2 (p<0.0001). Conclusion : The study demonstrated that histological damage to neural cells and changes in brain mRNA expression were associated with behavioral impairment after ischemic stroke. Prox1 and Dcx may be biomarkers of neural damage associated with long-term cognitive decline, and increased expression at the mRNA level was consistent with neural damage and long-term cognitive dysfunction.

• Journal of Acupuncture Research
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• 제33권4호
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• pp.49-63
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• 2016

Objectives : This research was performed to investigate the effects of Jodeungsan pharmacopuncture(PA-J) of focal brain ischemia induced by middle cerebral artery occlusion(MCAO) in rats. Methods : The subjects were divided into 4 groups : control, acupuncture, pharmacopuncture PA-J1(11.43 mg / 250 g / $40{\mu}{\ell}$) and pharmacopuncture PA-J2(2.29 mg / 250 g / $40{\mu}{\ell}$). The focal brain ischemia was induced by intraluminal filament insertion into the middle cerebral artery. After 3 days of MCAO, Jodeungsan pharmacopuncture treatment was performed on the GB20, and the day after being treated with pharmacopuncture, the Morris water maze test was carried out on the assigned group. The series of processes were administered 6 times. Thereafter mGluR5, density of neuronal cell and ChAT were measured. Results : The results were as follows. 1. The distance to target significantly decreased in the 2nd trial of the Acu group on the water maze test for short-term memory. 2. The distance to target significantly decreased in the 4th trial of the PA-J2 group on the water maze test for long-term memory. 3. The intensity of mGluR5 significantly increased in the PA-J1 group compared with the control group. 4. The neuroprotective effect on the hippocampal CA1 significantly increased in the PA-J1 and PA-J2 groups compared with the control group. 5. The density of ChAT in the hippocampal CA1 significantly increased in the PA-J1 and PA-J2 groups compared with the control group. Conclusion : These results suggest that Jodeungsan pharmacopuncture may improve memory and cognitive impairment and also have neuroprotective effects on focal brain ischemia.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권3호
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• pp.251-260
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• 1998

홀터 심전계는 심장 이상으로 인한 급사 위험이 있는 환자를 위한 비관혈인 진단 장비이다. 본 연구에서는 일상생활 중에 심전도 데이터를 획득할 수 있도록 원칩 마이크로프로세서와 대용량메모리인 플레쉬 메모리(flash memory) 카드를 이용하여 2채널의 홀터 심전계를 설계하였다. 시스템 하드웨어는 크게 원칩 마이크로프로세서(68HC11E9)의 아날로그 심전도 처리회로, 플레쉬 메모리 카드로 구성하였다. 아날로그 심전도 처리회로는 250,500,1000의 이득을 갖는 증폭기와 0.05-100Hz의 대역폭을 갖는 대역통과 필터, 호흡으로 인한 기저선의 이동을 제거하기 위한 auto-balancing 회로와 포화-보정회로를 사용하였다. 심전도 신호는 240샘플/초 샘플링하여 A/D 변환하였다. 심전도는 필터링 및 전처리 과정을 통하여 특징점인 Q-R-T파를 검출하고, 이를 근거로 템플리트 생성, ST레벨, 심박수, QT간격 측정과 부정맥을 검출하였다. 또한 장시간동안의 심전도 데이터와 측정된 진단파라미터를 저장하기 위해 실시간 압축 알고리즘인 MFan과 delta modulation 방법을 이용하여 데이터를 압축, 저장하였다. 20M 바이트 용량의 플레쉬 메모리 카드에 기록된 데이터는 PC의 DOS나 Windows 환경의 ambulatory monitoring 분석시스템과 쉽게 인터페이스가 가능하도록 FFS(Flash File System)의 호환 가능한 SBF(Symetric Block format)포맷으로 저장하여 분석시스템에서 데이터 처리 및 관리할 수 있게 하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.504-511
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• 2010

본 논문에서는 인간 뇌의 내부에 존재하는 해마를 모델링한 해마 신경망을 사용하여 도시방범용 CCTV를 위한 얼굴영역 인식 시스템을 제안한다. 이 시스템은 특징추출 부분과 학습 및 인식 부분으로 구성되어 있으며, 특징 추출 부분은 PCA(Principal Component Analysis)와 LDA(Linear Discriminant Analysis) 사용하여 구성한다. 학습부분에서는 해마의 구조의 순서에 따라 입력되는 영상 데이터들의 특징을 치아 이랑 영역에서 호감도 조정에 의해 반응 패턴을 이진화 하고, 다음으로 CA3 영역에서의 자기 연상을 통해 영상에 포함되어 있는 노이즈를 제거하게 된다. 노이즈가 제거된 데이터는 CA1 영역에서 신경망을 통해 장기기억이 이루어진다. 제안한 시스템의 성능을 평가하기 위해 형태변화와 조명변화에 따른 인식률 실험을 실시하였다. 실험 결과, 본 논문에서 제안한 특징 추출 및 학습 방법을 다른 학습 방법들과 비교하였을 때, 우수한 인식률을 가짐을 확인하였다.

• 한국비블리아학회지
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• 제29권1호
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• pp.73-97
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• 2018

본 연구의 목적은 인문사회자산 원스톱 포털 서비스 제공을 위한 발전방안 및 중장기 로드맵 설정에 있다. 이를 위해 기초학문자료센터 SWOT 분석을 실시하였으며, 석 박사과정생 90명을 대상으로 사용성 테스트를 실시하였고, 전문가 8명과의 면담을 통하여 시사점을 도출하였다. 기초학문자료센터가 인문사회자산에 대한 원스톱 포털 서비스를 제공하기 위해서는 첫째, 자원의 통합적 제공에만 국한하는 것이 아니라 지속가능한 무한정보제공 측면에서의 접근이 필요하다. 둘째, 질적 검증을 거친 연구 성과물 수집 전략을 확립할 필요가 있다. 셋째, KRM은 인문사회자산 허브 및 인문사회 연구자 네트워크 플랫폼으로서 기능해야할 필요성이 요구된다. 넷째, 전문 연구 서비스 뿐 아니라 일반인들을 위한 교육의 측면까지 고려한 서비스 제공이 필요하다.