• 제목/요약/키워드: Sustainable Intelligence

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Sustainable Smart City Building-energy Management Based on Reinforcement Learning and Sales of ESS Power

  • Dae-Kug Lee;Seok-Ho Yoon;Jae-Hyeok Kwak;Choong-Ho Cho;Dong-Hoon Lee
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제17권4호
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    • pp.1123-1146
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    • 2023
  • In South Korea, there have been many studies on efficient building-energy management using renewable energy facilities in single zero-energy houses or buildings. However, such management was limited due to spatial and economic problems. To realize a smart zero-energy city, studying efficient energy integration for the entire city, not just for a single house or building, is necessary. Therefore, this study was conducted in the eco-friendly energy town of Chungbuk Innovation City. Chungbuk successfully realized energy independence by converging new and renewable energy facilities for the first time in South Korea. This study analyzes energy data collected from public buildings in that town every minute for a year. We propose a smart city building-energy management model based on the results that combine various renewable energy sources with grid power. Supervised learning can determine when it is best to sell surplus electricity, or unsupervised learning can be used if there is a particular pattern or rule for energy use. However, it is more appropriate to use reinforcement learning to maximize rewards in an environment with numerous variables that change every moment. Therefore, we propose a power distribution algorithm based on reinforcement learning that considers the sales of Energy Storage System power from surplus renewable energy. Finally, we confirm through economic analysis that a 10% saving is possible from this efficiency.

Technology-based self-management interventions for women with breast cancer: a systematic review

  • Hae Jeong An;Sook Jung Kang;Goh Eun Choi
    • 여성건강간호학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.160-178
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    • 2023
  • Purpose: Since technology-based interventions can facilitate convenient access to healthcare for women with breast cancer, it is crucial to understand innovative approaches to maintaining the effectiveness of these interventions. Therefore, we conducted a systematic review of technology-based self-management interventions for women with breast cancer in six countries. We analyzed the characteristics of these interventions and examined their diverse health outcomes. Methods: Six databases were systematically searched to extract research articles using the keywords "breast cancer," "technology," and "self-management." The search was carried out up until June 12, 2023. From the 1,288 studies retrieved from the database search, 10 eligible papers were identified based on inclusion/exclusion criteria. Two authors independently extracted and compared the data from these articles, resolving any discrepancies through discussion. Results: Most of the 10 studies utilized web- or mobile-based technology, and one used artificial intelligence-based technology. Among the 12 health-related outcome variables, quality of life and symptom distress were the most frequently mentioned, appearing in six articles. Furthermore, an analysis of the intervention programs revealed a variety of common constructs and the involvement of managers in the self-management intervention. Conclusion: Incorporating key components such as self-management planning, diary keeping, and communication support in technology-based interventions could significantly improve the self-management process for breast cancer survivors. The practical application of technology has the potential to empower women diagnosed with breast cancer and improve their overall quality of life, by providing timely and sustainable interventions, and by leveraging available resources and tools.

Changes in Research Paradigms in Data Intensive Environments

  • Minsoo Park
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제12권4호
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    • pp.98-103
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    • 2023
  • As technology advanced dramatically in the late 20th century, a new era of science arrived. The emerging era of scientific discovery, variously described as e-Science, cyberscience, and the fourth paradigm, uses technologies required for computation, data curation, analysis, and visualization. The emergence of the fourth research paradigm will have such a huge impact that it will shake the foundations of science, and will also have a huge impact on the role of data-information infrastructure. In the digital age, the roles of data-information professionals are becoming more diverse. As eScience emerges as a sustainable and growing part of research, data-information professionals and centeres are exploring new roles to address the issues that arise from new forms of research. The functions that data-information professionals and centeres can fundamentally provide in the e-Science area are data curation, preservation, access, and metadata. Basically, it involves discovering and using available technical infrastructure and tools, finding relevant data, establishing a data management plan, and developing tools to support research. A further advanced service is archiving and curating relevant data for long-term preservation and integration of datasets and providing curating and data management services as part of a data management plan. Adaptation and change to the new information environment of the 21st century require strong and future-responsive leadership. There is a strong need to effectively respond to future challenges by exploring the role and function of data-information professionals in the future environment. Understanding what types of data-information professionals and skills will be needed in the future is essential to developing the talent that will lead the transformation. The new values and roles of data-information professionals and centers for 21st century researchers in STEAM are discussed.

Hybrid machine learning with HHO method for estimating ultimate shear strength of both rectangular and circular RC columns

  • Quang-Viet Vu;Van-Thanh Pham;Dai-Nhan Le;Zhengyi Kong;George Papazafeiropoulos;Viet-Ngoc Pham
    • Steel and Composite Structures
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    • 제52권2호
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    • pp.145-163
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    • 2024
  • This paper presents six novel hybrid machine learning (ML) models that combine support vector machines (SVM), Decision Tree (DT), Random Forest (RF), Gradient Boosting (GB), extreme gradient boosting (XGB), and categorical gradient boosting (CGB) with the Harris Hawks Optimization (HHO) algorithm. These models, namely HHO-SVM, HHO-DT, HHO-RF, HHO-GB, HHO-XGB, and HHO-CGB, are designed to predict the ultimate strength of both rectangular and circular reinforced concrete (RC) columns. The prediction models are established using a comprehensive database consisting of 325 experimental data for rectangular columns and 172 experimental data for circular columns. The ML model hyperparameters are optimized through a combination of cross-validation technique and the HHO. The performance of the hybrid ML models is evaluated and compared using various metrics, ultimately identifying the HHO-CGB model as the top-performing model for predicting the ultimate shear strength of both rectangular and circular RC columns. The mean R-value and mean a20-index are relatively high, reaching 0.991 and 0.959, respectively, while the mean absolute error and root mean square error are low (10.302 kN and 27.954 kN, respectively). Another comparison is conducted with four existing formulas to further validate the efficiency of the proposed HHO-CGB model. The Shapely Additive Explanations method is applied to analyze the contribution of each variable to the output within the HHO-CGB model, providing insights into the local and global influence of variables. The analysis reveals that the depth of the column, length of the column, and axial loading exert the most significant influence on the ultimate shear strength of RC columns. A user-friendly graphical interface tool is then developed based on the HHO-CGB to facilitate practical and cost-effective usage.

The "open incubation model": deriving community-driven value and innovation in the incubation process

  • Xenia, Ziouvelou;Eri, Giannaka;Raimund, Brochler
    • World Technopolis Review
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    • 제4권1호
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    • pp.11-22
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    • 2015
  • Globalization, increasing technological advancements and dynamic knowledge diffusion are moving our world closer together at a unique scale and pace. At the same time, our rapidly changing society is confronted with major challenges ranging from demographic to economic ones; challenges that necessitate highly innovative solutions, forcing us to reconsider the way that we actually innovate and create shared value. As such the linear, centralized innovation models of the past need to be replaced with new approaches; approaches that are based upon an open and collaborative, global network perspective where all innovation actors strategically network and collaborate, openly distribute their ideas and co-innovate/co-create in a global context utilizing our society's full innovation potential (Innovation 4.0 - Open Innovation 2.0). These emerging innovation paradigms create "an opportunity for a new entrepreneurial renaissance which can drive a Cambrian like explosion of sustainable wealth creation" (Curley 2013). Thus, in order to materialize this entrepreneurial renaissance, it is critical not only to value but also to actively employ this new innovation paradigms so as to derive community-driven shared value that stems from global innovation networks. This paper argues that there is a gap in existing business incubation model that needs to be filled, in that the innovation and entrepreneurship community cannot afford to ignore the emerging innovation paradigms and rely upon closed incubation models but has to adopt an "open incubation" (Ziouvelou 2013). The open incubation model is based on the principles of open innovation, crowdsourcing and co-creation of shared value and enables individual users and innovation stakeholders to strategically network, find collaborators and partners, co-create ideas and prototypes, share their ideas/prototypes and utilize the wisdom of the crowd to assess the value of these project ideas/prototypes, while at the same time find connections/partners, business and technical information, knowledge on start-up related topics, online tools, online content, open data and open educational material and most importantly access to capital and crowd-funding. By introducing a new incubation phase, namely the "interest phase", open incubation bridges the gap between entrepreneurial need and action and addresses the wantpreneurial needs during the innovation conception phase. In this context one such ecosystem that aligns fully with the open incubation model and theoretical approach, is the VOICE ecosystem. VOICE is an international, community-driven innovation and entrepreneurship ecosystem based on open innovation, crowdsourcing and co-creation principles that has no physical location as opposed to traditional business incubators. VOICE aims to tap into the collective intelligence of the crowd and turn their entrepreneurial interest or need into a collaborative project that will result into a prototype and to a successful "crowd-venture".

환경산업기술 분류체계 및 기술 경쟁력 평가 (Classification of Environmental Industry and Technology Competitiveness Evaluation)

  • 한대건;배영혜;김태용;정재원;이충기;김형수
    • 한국습지학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.245-256
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    • 2020
  • 본 연구의 목적은 우리나라 환경산업 해외시장 진출 전략 수립을 위하여 선진국과의 환경산업 기술경쟁력을 평가하고자 하였다. 환경산업 기술경쟁력을 평가하기 위하여 국내·외 환경산업기술 분류체계를 바탕으로 환경산업 분야별 중점 기술을 분류하고, 기술경쟁력 평가지표를 구축하였다. 평가지표 자료 구축을 수행한 후 델파이 분석 및 논문·특허 분석, 수출·입 분석을 수행하였으며, 지표값에 대한 표준화 분석을 수행하였다. 또한, AHP(Analytic Hierarchy Process) 기법을 통해 평가지표별 가중치를 산정하여 한국, 미국, 영국, 독일, 프랑스의 환경산업기술 경쟁력 평가 결과를 도출하였다. 평가 결과, 모든 환경산업 분야에서 미국이 상대적으로 기술경쟁력이 가장 높은 것으로 평가되었으며, 한국은 선진국에 비해 상대적으로 가장 낮은 경쟁력을 가지고 있는 것으로 평가되었다. 특히, 한국은 다매체 환경관리 및 지속가능 사회시스템 구축분야가 선진국에 비해 기술경쟁력 수준이 가장 낮은 것으로 나타났다. 따라서 국내 환경산업기술이 글로벌 선진시장에 진출하기 위해서는 국내 강점인 사물인터넷, 클라우드, 빅데이터, 모바일, 인공지능 기반의 4차 환경산업 개발을 통해 경쟁력을 강화해야 할 것으로 판단된다.

양방향 DNN 해석을 이용한 삼성분계 콘크리트의 배합 산정에 관한 연구 (A Study on the Calculation of Ternary Concrete Mixing using Bidirectional DNN Analysis)

  • 최주희;고민삼;이한승
    • 한국건축시공학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.619-630
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    • 2022
  • 콘크리트의 배합설계와 압축강도 평가는 지속가능한 구조물의 내구성을 위한 기초적인 자료로서 활용되고 있다. 하지만, 콘크리트 배합설계는 최근 배합요소의 다변화 등의 이유로 인하여 정확한 배합요소 산정이나 기준값 설정에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 인공지능 기법 중 하나인 딥러닝 기법을 사용하여 삼성분계 콘크리트의 배합요소를 산정하는 양방향 해석의 예측모델을 설계하는 것을 목적으로 한다. 콘크리트 배합요소 산정을 위한 DNN 기반 예측모 델은 층 수, 은닉 뉴런 수를 변수로 한 총 8개의 모델을 사용하여 성능평가 및 비교를 실시하였으며, 이후 학습된 DNN 모델을 사용하여 소요압축강도에 따른 콘크리트 배합 산정 결과를 출력하였다. 모델의 성능평가 결과, 콘크리트 압축 강도 인자에 대하여 평균 약 1.423%의 오류율을 나타내었으며, 삼성분계 콘크리트 배합인자 예측에 대하여 평균 8.22%의 MAPE 오차를 만족하였다. DNN 모델의 구조별 성능평가 비교 결과, 모든 배합인자에 대하여 DNN5L-2048 모델이 가장 높은 성능을 보였다. 학습된 DNN 모델을 사용하여 30, 50MPa의 소요압축강도를 가지는 삼성분계 콘크 리트 배합표 예측을 진행하였으며, 추후 학습을 위한 데이터 세트 확장과 실제 콘크리트 배합표와 DNN 모델 출력 콘 크리트 배합표 간의 비교를 통한 검증 과정이 필요할 것으로 판단된다.

서비스주의 인간 및 교육 연구 (A Servicism Model on the New Human and Education System)

  • 김현수
    • 서비스연구
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    • 제12권3호
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    • pp.115-133
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    • 2022
  • 본 연구는 인류의 지속가능한 삶을 위한 새로운 인간 모델과 교육시스템 디자인을 위해 수행되었다. 인류사회는 위기에 직면해있다. 인류사회의 문제들을 해결하기 위한 새로운 인간상과 교육시스템에 초점을 맞추어 연구를 수행하였다. 현대사회는기존 사회와 시간, 공간, 인간 차원에서 확연히 다르며 리터러시 증대로 개인들의 주도적 역할이 증대되어 문제가 심화될 경우 어느 시점에서 와해와 토붕이 순식간에 발생할 수도 있다. 성장과 자유의 가치가 높아져서 기술혁신은 가속화되고 있고 근대에 구축된 정치행정 및 경제시스템은 현대와의 괴리가 커져가고 있으므로, 새로운 기술과 산업이 인류사회를 크게 위험에 빠뜨릴 수도 있는 상황이다. 본 연구에서는 이와 같은 현재 인류사회의 문제점을 종합적으로 진단하였다. 기존 연구들에서 제시된 문제들을 분석하고 종합하면서 인간 및 교육 관련 문제를 깊이 있게 재분석하였다. 제기된 문제들을 해결하는 새로운 시스템의 필요조건과 충분조건을 도출하였다. 그리고 이러한 조건들을 충족하는 시스템을 제시하였다. 새로운 시스템은 현대 인류사회의 인간 및 교육 관련 문제들을 해결하는 시스템이어야 하고 또 장기간 지속가능한 시스템이어야 하므로 인류 공통원리에 부합해야 한다. 따라서 새로운 시스템은 서비스철학에 기반을 둔 시스템으로서 서비스주의 인간 및 교육시스템으로 명명되었다. 새로운 시스템의 구조와 운용모델, 구현방안을 제시하였다. 기본 구조는 성선설과 성악설이 균형을 이룬 인간관, 이성과 비이성을 모두 인정하는 인간상, 지성교육과 덕성교육이 균형을 이룬 교육 시스템, 인간노력과 무위자연의 가치가 모두 존중되는 교육시스템이다. 현대 이데올로기의 개선과 보상시스템의 개선 등과 함께 새로운 교육시스템이 가동될 필요가 있다. 본 연구에서는 거시적 방향을 제시하였으므로, 향후 본 연구를 구체화하는 인간 및 교육 관련 추가 연구들이 필요하다.

고고 디지털 아카이브 구축의 과제와 전략 (Strategies and Challenges in Digitizing Archaeological Data)

  • 김범철
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제56권1호
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    • pp.6-19
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    • 2023
  • 자료관리와 정보력이 국력의 척도가 되었으나, 디지털 기술에의 의존 증대로 인한 위험마저 높아진 미묘한 상황을 맞고 있다. 그런 변화의 속도가 빠른 만큼 기존 자료의 디지털 전환 및 디지털 자료관리의 중요성도 급격히 증대되고 있다. 고고자료와 정보도 예외일 수는 없다. 과거에 산발적으로 이루어지던 디지털화를 좀 더 전면적이고 체계적으로 신속하게 수행하지 않을 수 없게 되었다. 그런 작업의 효과적인 진행을 위해서는, 디지털 아카이브에 포함될 고고자료의 특징에 대한 분명한 인식이 선행되어야 할 듯하다. 고고자료는 발굴이라는 원천을 파괴하는 과정을 통해 자료가 생성된다는 점, 장구한 시간대에 걸친 다방면의 인류 과거 경험을 연구 대상으로 하는바, 축적되는 자료의 종류가 다각적이고 그 양이 방대할 수밖에 없다는 점, 원본 수기자료(사진, 도면, 야장 등)의 자연적 소멸에 따른 피해가 심각하다는 점 등을 특징으로 한다. 이러한 특징은 디지털 암흑기를 맞을 경우, 원상 복구의 어려움이 상상을 초월할 정도로 커지게 할 수밖에 없다. 현재 경향과 자료의 특성을 동시에 고려해야만 지속가능한 고고 디지털 아카이브의 구축의 전략이 수립될 것이다. 필자는 소비자인 인문학도의 입장에서 ① 디지털 관리책무 체제 확충, ② 활용성에 대한 인식과 역량의 제고, ③ (국제) 공조적 체계의 구축, ④ 디지털고고학 플랫폼으로의 도약 등을 그 전략으로 제안한다.

스마트팜 구축을 위한 데이터수집의 문제점 분석 연구 (A Study on Analysis of Problems in Data Collection for Smart Farm Construction)

  • 김송강;남기포
    • 융합보안논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.69-80
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    • 2022
  • 기후변화 및 식량자원안보가 전 세계적으로 이슈화 되어 지고 있는 지금 스마트팜은 이를 해결할 수 있는 대안으로 떠오르고 있다. 또한 1차 산업에 있어 생산 환경의 변화는 모든 1차 산업(농업, 축산업, 어업)에 종사하는 사람들의 주요 관심사 이며, 이로 인해 발생하는 식량부족 문제는 우리 모두가 해결해야 할 중요문제이다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 1차 산업에서는 ICT 및 BT등 4차 산업 혁명과 기술인 IoT 빅데이터 및 인공지능 기술을 활용하여 스마트팜을 도입함으로 해서 생산성 향상을 통해 식량부족 문제를 해결하려는 노력이 민관을 통해 이루어지고 있다. 본 논문은 스마트팜의 발전 및 활용, 지속 가능한 농업경영 시스템구축을 위한 스마트팜 데이터 수집 시스템이 갖추어야 할 최소요건 및 순차적인 시스템 구축 방안, 목적성을 갖는 효율적이고 활용 가능한 데이터 수집 시스템 등에 관해고찰 하고자 한다. 특히 한계에 부딪치고 있는 한국형 스마트팜 표준모델 구축을 위한 데이터수집시스템의 문제점을 농축산(양돈)분야의 심층적인 조사와 다양한 사례분석을 기반으로 분석하고 개선하여 효율적이고 활용 가능한 빅데이터 수집시스템 구축을 목표로 빅데이터 수집방안을 제안하고자 한다.