본 연구의 목적은 효과적인 SW 교육을 위한 SW 교육 콘텐츠의 주제 영역에 따른 연구 동향과 학습자의 선호를 분석하는 것이다. 이를 위해 먼저 최근 연구된 연구 문헌들과 교과서 및 교재들에 나타난 다양한 SW 교육 콘텐츠의 주제 영역을 분석하여 최근 동향을 파악하였다. 이를 바탕으로 본 연구에서는 스토리텔링, 게임, 미디어 아트, 교육학습 콘텐츠, 시뮬레이션, 실생활 중심 콘텐츠의 6가지 주제 영역으로 분류하여 정의하였으며, 대학생들을 대상으로 SW 구현 주제 선정 이유, 선정 방법, 선호 주제를 기준으로 하여 사례를 분석하였다. 사례 분석 결과, 학생들은 주제 선정 이유에 있어서는 주로 자신의 흥미와 교수자의 영향을 받으며 게임과 스토리텔링 주제 영역에 선호가 높게 나타났다. 이러한 연구는 앞으로 학습자 수준에 따라 균형 있는 SW 교육 콘텐츠 설계에 반영될 것을 기대한다.
직류 전철변전소의 가선전압은 전동차들의 회생제동 및 역행가속패턴에 따라 급격히 상승 또는 하강하는 특성을 갖는다. 가선전압 순시 변동폭을 최소로 유지함으로써, 전철변전소와 전동차들의 에너지 효율을 개선시키기 위한 다양한 연구들이 이루어지고 있다. 본 논문은 직류전철 변전소의 가선전압의 급격한 변동특성을 모델링하고 선형인공 신경망 알고리즘을 이용한 가선전압 회로모델의 파라메터 추정 방법을 제안하며, 최소자승법을 이용한 추정방법과의 비교를 통해 이 방법의 타당성을 입증한다. 가선전압 및 피더전류들의 누적 측정값을 사용하여 일괄처리 최소자승법으로 RC 병렬회로의 파라메터들을 추정한 결과를 제시하며, 실시간 가선전압 및 피더전류 측정값을 이용하여 오차역 전파방식으로 학습되는 선형인공신경망 기법 추정 결과를 분석한다.
In this work, the electrical potential (EP) technique with an artificial neural networks (ANNs) for monitoring of nanostructures are used for the first time. This study employs an expert system to identify size and localize hidden nano-delamination (N.Del) inside layers of nano-pipe (N.P) manufactured from Basalt Fiber Reinforced Polymer (BFRP) laminate composite by using low-cost monitoring method of electrical potential (EP) technique with an artificial neural networks (ANNs), which are combined to decrease detection effort to discern N.Del location/size inside the N.P layers, with high accuracy, simple and low-cost. The dielectric properties of the N.P material are measured before and after N.Del introduced using arrays of electrical contacts and the variation in capacitance values, capacitance change and node potential distribution are analyzed. Using these changes in electrical potential due to N.Del, a finite element (FE) simulation model for N.Del location/size detection is generated by ANSYS and MATLAB, which are combined to simulate sensor characteristic, therefore, FE analyses are employed to make sets of data for the learning of the ANNs. The method is applied for the N.Del monitoring, to minimize the number of FE analysis in order to keep the cost and save the time of the assessment to a minimum. The FE results are in excellent agreement with an ANN and the experimental results available in the literature, thus validating the accuracy and reliability of the proposed technique.
신경회로망은 입력층. 출력층, 하나 이상의 은닉층으로 구성된 네드워크이다. 학습능력과 근사화 능력으로 말미암아 신경회로망은 패턴인식 및 시스템제어분야에서 많이 사용되고 있다. Elman 신경회로망은 J. Elman에 의해 제안되었으며, recurrent network의 형태로 구성되어 있다. Elman 신경회로망은 기존의 신경회로망에 context층을 새로 추가하여, 은닉층의 출력을 context층의 입력으로 피드백 하는 구조로 되어 있다. 본 논문에서는 Elman 신경회로망을 변형한 형태로, 은닉층 뿐 만 아니라 출력층의 출력도 context층으로 피드백 하는 새로운 형태의 Elman 신경회로망을 제안한다. 제안한 방식의 유용성을 확인하기 위해 X-Y cartesian에 적용하여 시뮬레이션한 결과는 기존의 신경회로망 및 Elman 신경회로망 보다 우수한 방식임을 보여 주고 있다.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제7권1호
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pp.113-118
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1996
주성분 분석은 자료압축, 특징추출, 통신이론, 패턴인식 그리고 화상처리등의 컴퓨터 공학분야에서 중요하게 사용되고 있다. Oja(1982,1989,1992)는 확률적 경사 강하법(SGA:Stochastic Gradient Ascent)을 이용한 제한된 헵규칙을 제안하여 주성분 분석에 사용하였다. 그러나, 이 규칙은 이상치에 민감하므로 이상치의 영향을 줄이기 위해, Xu & Yuille(1995)는 통계물리 방법을 이용한 로버스트 에너지함수를 생성하여 로버스트 주성분 분석방법을 제안하였다. 또한 Devlin et.al(1981)은 M-추정량을 이용하여 주성분 분석을 하였다. 본 논문에서는 Oja(1992)의 규칙과 Xu & Yuille(1995)의 로버스트 에너지함수를 이용하여 신경망을 구성하였다. 그리고, Devlin et.al(1981)이 제안한 시뮬레이션조건하에서 실험을 하였다. 실험한 결과와 Devlin et.al(1981)의 결과를 비교, 분석함으로써, 신경망의 성능을 확인하고자 한다.
경제 활동의 근간이 되는 에너지 공급원으로서의 원자력 발전소는 그 경제적 성과의 중요성뿐만 아니라 안전성을 확보하는 것도 매우 중요하다. <그림 1>에서 볼 수 있듯이 원전의 안전성은 하드웨어(hardware) 개선을 포함한 공학적 성능과 조직 및 인적 관리 요소에 대한 부분이 상호 작용하는 시스템 구조를 갖음에도 불구하고, 원전의 경제성과 안전성을 확보하기 위한 조직 및 인적 관리분야에 대한 연구는 기술분야에 비해 상대적으로 소홀히 취급된 경향이 있다.(중략)
Since the nonlinearity and uncertainties which inherently exist in vehicle system need to be considered in active suspension control law design, this paper proposes a new control strategy for active vehicle suspension systems by using a combined control scheme, i.e., respectively using a genetic algorithm (GA) based self-tuning PID controller and a fuzzy logic controller in two loops. In the control scheme, the PID controller is used to minimize vehicle body vertical acceleration, the fuzzy logic controller is to minimize pitch acceleration and meanwhile to attenuate vehicle body vertical acceleration further by tuning weighting factors. In order to improve the adaptability to the changes of plant parameters, based on the defined objectives, a genetic algorithm is introduced to tune the parameters of PID controller, the scaling factors, the gain values and the membership functions of fuzzy logic controller on-line. Taking a four degree-of-freedom nonlinear vehicle model as example, the proposed control scheme is applied and the simulations are carried out in different road disturbance input conditions. Simulation results show that the present control scheme is very effective in reducing peak values of vehicle body accelerations, especially within the most sensitive frequency range of human response, and in attenuating the excessive dynamic tire load to enhance road holding performance. The stability and adaptability are also showed even when the system is subject to severe road conditions, such as a pothole, an obstacle or a step input. Compared with conventional passive suspensions and the active vehicle suspension systems by using, e.g., linear fuzzy logic control, the combined PID and fuzzy control without parameters self-tuning, the new proposed control system with GA-based self-learning ability can improve vehicle ride comfort performance significantly and offer better system robustness.
본 연구는 현재 공급되고 있는 교육용 어플리케이션에 다양한 기준을 적용하여 분석하고, 온라인 또는 원격교육의 특성이 어떻게 적용될 수 있는지에 대한 가능성을 모색하였다. 이를 위해 총 85개의 교육용 어플리케이션을 선정하였고, 콘텐츠 유형, 상호작용 유형, 콘텐츠 유형과 상호작용 유형의 조합을 준거로 분석하였다. 분석결과 콘텐츠 유형에서 반복연습형 및 도구형 등 빈도는 높은 반면, 모의실험과 문제해결형의 빈도는 낮았다. 상호작용에 있어서는 학습자와 콘텐츠 간 상호작용 유형이 대부분을 차지하였는데, 따라서 원활한 학습자간 의사소통의 확장이 이루어지는데 한계가 있었다. 따라서 SNS(Social Network Service) 어플리케이션 등의 특징을 적용하여 학습의 상호작용성을 촉진시키기 위한 목적으로 교육용 어플리케이션이 개발될 필요성이 있음이 발견되었다. 아울러 본 연구 결과를 바탕으로 스마트폰의 교육적 활용에 관한 몇 가지 제언을 하였다.
기존의 기호주의 적 추론 시스템은 경직성 문제로 인하여 유연성을 결여하고 있다. 이는 기호주의 적 지식표현 체계가 지식의 유연한 의미구조를 충분히 반영하고 있지 못할 뿐 아니라 추론 방법도 논리를 바탕으로 하기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 우리는 최근 인공 신경 망에 기반 한 유연한 지식표현과 추론을 위한 연결주의 적 의미 망(CSN)을 제안한 바 있다. CSN은 인간의 유사성과 연관성에 기반 하여 근사 추론과 상식추론을 수행할 수 있다. 그러나 CSN 모델에서는 상위개념간의 관계를 표현하는 데 있어서 단순한 전향 신경 망을 이용함으로써 상위개념간의 일반적이고 구조화된 관계를 표현하거나 변수의 표현 및 바인딩의 어려움과 같은 문제점이 있었다. CSN모델의 이런 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 상위개념간의 일반적이고 구조화된 지식표현을 가능하게 하고 추론이 용이한 기호주의 표현 체계와 이 표현 체계 안에서 의미구조를 표현하고 학습할 수 있는 연결주의 학습 모델인 CSN을 결합한 기호-연결주의 통합 시스템 SymCSN(Symbolic CSN)을 제안하고, 실험을 통하여 제안한 시스템이 인간과 유사한 유연한 지식표현과 추론을 위한 모델임을 보인다.
표적 우선순위 할당은 다수의 표적이 존재하는 전술 환경에서 다기능 레이다(Multifunction Radar: MFR)가 중요한 표적을 추적하고 레이다 자원을 효율적으로 관리하기 위해 필요한 기능이다. 본 논문에서는 레이다에서 수집한 정보로부터 표적에 대한 우선순위를 산출하는 인공 신경망(Artificial Neural Network: ANN) 모델을 구현한다. 더 나아가, 기존의 경사 하강법(gradient descent) 기반 역전파(backpropagation) 알고리즘을 발전시켜 표적 우선순위 할당에 더욱 적합한 최급 강하법(steepest descent) 기반 신경망 학습 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션에서는 훈련 데이터와 신경망의 결과값 사이의 오차와 특정 테스트 시나리오에서 할당된 우선순위의 합리성을 분석하여 제안된 방법의 성능을 확인한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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