• 제목/요약/키워드: Virtual methods

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치위생학과 구강영상학실습 수업에서의 VR활용에 관한 사례 연구 (Case study on the effects of VR educational media on oral imaging practice)

  • Choi, Yong-Keum;Lim, Kun-Ok
    • 한국치위생학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.323-332
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    • 2022
  • 연구목적: 연구에서는 치위생학과 학생들을 대상으로 구강영상학실습 수업에 VR교육 매체를 활용하여 구강영상학실습 수업에서의 VR활용에 대한 가능성과 VR활용을 통한 학생들의 학습흥미도, 학습몰입도, 학습동기 등을 중심으로 그 효과성을 확인해 보면서 향후 다양한 치위생 수업에서의 VR활용과 혁신적인 실습 교육과정 개발에 필요한 기초자료를 제공하고자 하였다. 연구방법: 2020년 2학년 2학기 동안 구강영상학 및 실습 교과목을 수강한 학생을 대상으로 연구의 목적과 방법을 기재한 설명문과 동의서를 안내하고 이에 동의하고 서명한 수강생만을 대상으로 연구를 진행하였다(SM-202010-070-2). 연구 참여에 비동의 하거나 불성실하게 응답한 학생을 제외한 39명을 대상으로 최종분석하였다. 정규성 분포를 만족하지 못하고(p>0.05), 시간의 흐름에 따른 교육처치에 대한 상호간의 영향력을 배제할 수 없어 반복측정 분산분석(Repeated Measures ANOVA)에 상응하는 비모수 분석인 프리드만 검정 분석(Friedman two way ANOVA by ran)을 시행하였다. 통계적 유의수준은 p<0.05이었다. 연구결과: 구강영상학실습 교육매체 종류에 따라 학습흥미도, 학습몰입도, 학습동기 모두 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(p<0.05). 학습흥미도에서는 VR장비 1차사용에서, 학습몰입도와 학습동기에서는 X-ray 장비사용 후에 가장 높은 인식도를 보였다. 결론: VR 교육매체의 활용은 구강영상학실습 수업과정에서 학생들의 수업의 흥미도, 몰입도, 학습동기 등을 이끌어 낼 수 있다고 판단되며, 비대면 실습수업, 대면 실습수업에서 전통적인 X-ray장비와 더불어 VR 교육매체를 함께 활용한다면 구강영상학실습 학습의 긍정적인 효과를 충분히 얻을 수 있을 것으로 기대한다.

신경 망의 지도 학습을 위한 로그 간격의 학습 자료 구성 방식과 손실 함수의 성능 평가 (Performance Evaluation of Loss Functions and Composition Methods of Log-scale Train Data for Supervised Learning of Neural Network)

  • 송동규;고세헌;이효민
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제61권3호
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    • pp.388-393
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    • 2023
  • 지도 학습 기반의 신경 망을 활용한 공학적 자료의 분석은 화학공학 공정 최적화, 미세 먼지 농도 추정, 열역학적 상평형 예측, 이동 현상 계의 물성 예측 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 신경 망의 지도 학습은 학습 자료를 요구하며, 주어진 학습 자료의 구성에 따라 학습 성능이 영향을 받는다. 빈번히 관찰되는 공학적 자료 중에는 DNA의 길이, 분석 물질의 농도 등과 같이 로그 간격으로 주어지는 자료들이 존재한다. 본 연구에서는 넓은 범위에 분포된 로그 간격의 학습 자료를 기계 학습으로 처리하는 경우, 사용 가능한 손실 함수들의 학습 성능을 정량적으로 평가하였으며, 적합한 학습 자료 구성 방식을 연구하였다. 이를 수행하고자, 100×100의 가상 이미지를 활용하여 기계 학습의 회귀 과업을 구성하였다. 4개의 손실 함수들에 대하여 (i) 오차 행렬, (ii) 최대 상대 오차, (iii) 평균 상대 오차로 정량적 평가하여, mape 혹은 msle가 본 연구에서 다룬 과업에 대해 최적의 손실 함수가 됨을 알아내었다. 또한, 학습 자료의 값이 넓은 범위에 걸쳐 분포하는 경우, 학습 자료의 구성을 로그 간격 등을 고려하여 균등 선별하는 방식이 높은 학습 성능을 보임을 밝혀내었다. 본 연구에서 다룬 회귀 과업은 DNA의 길이 예측, 생체 유래 분자 분석, 콜로이드 용액의 농도 추정 등의 공학적 과업에 적용 가능하며, 본 결과를 활용하여 기계 학습의 성능과 학습 효율의 증대를 기대할 수 있을 것이다.

디지털트윈 기반의 도시 공간정보 구축 및 관리에 관한 연구 (A Study on Construction & Management of Urban Spatial Information Based on Digital Twin)

  • 이봉주
    • 지적과 국토정보
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    • 제53권1호
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    • pp.47-63
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    • 2023
  • 서울시는 도시에서 발생하는 다양한 문제를 해결하고 대시민 서비스 등을 위해 디지털트윈 기반의 도시 공간정보를 구축 및 운영하고 있다. 이러한 디지털트윈 도시 구현을 위한 공간정보의 안정적인 활용을 보장하기 위한 필수요소 2가지는 자료의 최신성과 품질이다. 그러나 높은 품질의 도시 공간정보에 대해 지속적인 최신성을 유지하는 것은 많은 시간과 비용이 필요하다. 이를 극복하기 위하여 효율적인 도시 공간정보 구축 기술과 구축 데이터의 운영, 관리 및 갱신 절차를 연구하였다. 우선, 최신 하이브리드센서를 활용한 포인트 클라우드 중심의 자동 3차원 건물 제작 기술을 실증하여 적용하였고, 고점밀도 항공라이다 성과를 이용하여 수준 높은 건물 모델을 자동제작이 가능함을 확인하였으며, 효율적인 데이터 관리 방안을 수립하였다. 지역별 차별화된 제작 방법의 적용, 공간 객체 고유 관리번호를 통한 도시 변화지역 탐지 지원하고, 수준별 국제표준자료 제작으로 도시 공간정보의 활용성을 강화하였다. 본 연구를 통해 디지털트윈 기반의 도시 공간정보 활성화를 고민하는 지방자치단체 및 관련 기관의 사업 추진에 좋은 선례가 될 수 있을 것으로 판단되며, 도시 단위 디지털트윈 구현의 인프라 정보로써 공간정보의 구축 및 관리에 대한 논의가 지속적으로 이루어 질 것을 기대한다.

Monte Carlo Algorithm-Based Dosimetric Comparison between Commissioning Beam Data across Two Elekta Linear Accelerators with AgilityTM MLC System

  • Geum Bong Yu;Chang Heon Choi;Jung-in Kim;Jin Dong Cho;Euntaek Yoon;Hyung Jin Choun;Jihye Choi;Soyeon Kim;Yongsik Kim;Do Hoon Oh;Hwajung Lee;Lee Yoo;Minsoo Chun
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제33권4호
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    • pp.150-157
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    • 2022
  • Purpose: Elekta synergy® was commissioned in the Seoul National University Veterinary Medical Teaching Hospital. Recently, Chung-Ang University Gwang Myeong Hospital commissioned Elekta Versa HDTM. The beam characteristics of both machines are similar because of the same AgilityTM MLC Model. We compared measured beam data calculated using the Elekta treatment planning system, Monaco®, for each institute. Methods: Beam of the commissioning Elekta linear accelerator were measured in two independent institutes. After installing the beam model based on the measured beam data into the Monaco®, Monte Carlo (MC) simulation data were generated, mimicking the beam data in a virtual water phantom. Measured beam data were compared with the calculated data, and their similarity was quantitatively evaluated by the gamma analysis. Results: We compared the percent depth dose (PDD) and off-axis profiles of 6 MV photon and 6 MeV electron beams with MC calculation. With a 3%/3 mm gamma criterion, the photon PDD and profiles showed 100% gamma passing rates except for one inplane profile at 10 cm depth from VMTH. Gamma analysis of the measured photon beam off-axis profiles between the two institutes showed 100% agreement. The electron beams also indicated 100% agreement in PDD distributions. However, the gamma passing rates of the off-axis profiles were 91%-100% with a 3%/3 mm gamma criterion. Conclusions: The beam and their comparison with MC calculation for each institute showed good performance. Although the measuring tools were orthogonal, no significant difference was found.

적층형 3D 프린팅으로 제작한 신경계 교구를 활용한 자기주도학습의 학업성취도와 만족도 조사 (Investigating Academic Success and Satisfaction in Self-paced Learning with 3D Printed Teaching Aids)

  • 이영희;이용기
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권7호
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    • pp.1109-1114
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    • 2023
  • 본 연구에서는 코로나바이러스 19(COVID-19) 대유행이 지속되는 상황에서의 비대면 학습환경에서 3D 프린터로 제작한 교구의 활용이 학업성취도 향상과 학습 동기 유발에 미치는 영향을 조사하였다. 전통적인 강의식 교수법과 3D 프린터로 제작한 교구 및 동영상을 활용한 자기주도학습을 적용한 실험반과 비교반으로 나누어 실험을 진행하였다. 연구 결과, 3D 프린터로 제작한 브레인 퍼즐을 활용한 실험반에서는 전통적인 강의식으로 학습한 비교반에 비해 학업성취도의 향상이 나타났다. 이는 시각적이고 체험적인 학습을 통해 학생들이 주체적으로 지식을 습득하는 데 도움이 되었을 것으로 추정된다. 브레인 퍼즐을 통한 수업은 학생들에게 흥미로운 학습 경험을 제공하며, 수업의 전반적인 만족도에서도 긍정적인 결과를 얻었다. 이러한 결과는 교구를 활용한 수업이 학생들의 학습 동기를 높이고 학업성취도를 향상시킬 수 있는 효과를 나타낸다. 따라서 코로나바이러스 19로 인한 비대면 학습 환경에서 3D 프린터로 제작한 교구의 적극적인 도입은 학습자 중심의 교육 방법의 혁신을 통해 교육의 품질을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

Comparison of the Quality of Various Polychromatic and Monochromatic Dual-Energy CT Images with or without a Metal Artifact Reduction Algorithm to Evaluate Total Knee Arthroplasty

  • Hye Jung Choo;Sun Joo Lee;Dong Wook Kim;Yoo Jin Lee;Jin Wook Baek;Ji-yeon Han;Young Jin Heo
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제22권8호
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    • pp.1341-1351
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    • 2021
  • Objective: To compare the quality of various polychromatic and monochromatic images with or without using an iterative metal artifact reduction algorithm (iMAR) obtained from a dual-energy computed tomography (CT) to evaluate total knee arthroplasty. Materials and Methods: We included 58 patients (28 male and 30 female; mean age [range], 71.4 [61-83] years) who underwent 74 knee examinations after total knee arthroplasty using dual-energy CT. CT image sets consisted of polychromatic image sets that linearly blended 80 kVp and tin-filtered 140 kVp using weighting factors of 0.4, 0, and -0.3, and monochromatic images at 130, 150, 170, and 190 keV. These image sets were obtained with and without applying iMAR, creating a total of 14 image sets. Two readers qualitatively ranked the image quality (1 [lowest quality] through 14 [highest quality]). Volumes of high- and low-density artifacts and contrast-to-noise ratios (CNRs) between the bone and fat tissue were quantitatively measured in a subset of 25 knees unaffected by metal artifacts. Results: iMAR-applied, polychromatic images using weighting factors of -0.3 and 0.0 (P-0.3i and P0.0i, respectively) showed the highest image-quality rank scores (median of 14 for both by one reader and 13 and 14, respectively, by the other reader; p < 0.001). All iMAR-applied image series showed higher rank scores than the iMAR-unapplied ones. The smallest volumes of low-density artifacts were found in P-0.3i, P0.0i, and iMAR-applied monochromatic images at 130 keV. The smallest volumes of high-density artifacts were noted in P-0.3i. The CNRs were best in polychromatic images using a weighting factor of 0.4 with or without iMAR application, followed by polychromatic images using a weighting factor of 0.0 with or without iMAR application. Conclusion: Polychromatic images combined with iMAR application, P-0.3i and P0.0i, provided better image qualities and substantial metal artifact reduction compared with other image sets.

베이지안 네트워크를 이용한 지진 유발 화재・폭발 복합재해 확률론적 안전성 평가 (Bayesian Network-based Probabilistic Safety Assessment for Multi-Hazard of Earthquake-Induced Fire and Explosion)

  • 이세혁;석의찬;송준호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제37권3호
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    • pp.205-216
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    • 2024
  • 최근 원자력 지진 PSA(Probabilistic Safety Assessment)를 토대로 산업시설물의 지진 PSA를 수행하는 연구가 진행되었다. 해당 연구는 원자력 발전소와 산업시설물의 차이를 파악하고, 최종적으로 운영정지를 목표로 하는 고장수목(Fault Tree)를 구축한 후 시각적 확률도구인 베이지안 네트워크(Bayesian Network, BN)으로 변환하였다. 본 연구는 선행연구를 기반으로 지진으로 유발된 구조손상으로 인해 발생 가능한 화재・폭발에 대해 PSA를 수행하고자 하였다. 이를 위해 화재・폭발을 사건수목(Event Tree)으로 표현하고, BN으로 변환하였다. 변환된 BN은 화재・폭발 모듈로서 선행연구에서 제시된 고장수목 기반 BN과 연계되어 최종적으로 지진 유발 화재・폭발 PSA를 수행할 수 있는 BN 기반 방법론이 개발되었다. 개발된 BN을 검증하기위해 수치예제로서 가상의 가스플랜트 Plot Plan을 생성하였고, 가스플랜트의 설비 종류가 구체적으로 반영된 대규모 BN을 구축하였다. 해당 BN을 이용하여 지진 규모에 따른 전체시스템의 운영정지 확률 및 하위시스템들의 고장확률 산정과 더불어 역으로 전체시스템이 운영 정지되었을 때 하위시스템들의 영향도 분석과 화재・폭발 가능성을 산정하여 다양한 의사결정을 수행할 수 있음을 제시함으로써 그 우수성을 확인하였다.

IFC 기반 GIS와 BIM 프로젝트 통합관리 및 상호 운용성 강화 (Enhancing Project Integration and Interoperability of GIS and BIM Based on IFC)

  • 김태희;김태현;이용창
    • 지적과 국토정보
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    • 제54권1호
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    • pp.89-102
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    • 2024
  • 최근 스마트시티와 디지털 트윈 기술의 발전으로 GIS와 BIM의 융합이 도시 계획 및 건설 프로젝트에서 중요한 역할을 하고 있다. 이 융합은 정보의 일관성과 정확성을 보장하여 원활한 정보 교환에 기여하지만, 상호운용성을 확보하기 위해서는 표준화와 프로젝트 통합 관리 방안이 필요하다. 본 연구는 IFC 기반 프로젝트의 통합 관리를 위한 GIS와 BIM의 상호운용 방안을 제안하였다. 이를 위해 최신 IFC4 버전을 기준으로 IFC 스키마와 데이터 구조를 심층 분석하고, 기준점 좌표 및 좌표계의 일관성을 확보하는 방법을 제안하였다. 국토지리정보원 수치지형도에서 사용하는 EPSG:5186 좌표계를 기준으로 설정하고, 가상이동원점 좌표를 적용하여 연구를 수행하였다. BIMvision을 통해 BIM 모델의 형상과 오류 점검 좌표의 이동 결과를 검토한 결과, 기준점 좌표가 이동된 만큼 오류 점검 좌표도 일관되게 이동하는 것을 확인하였다. 또한, 네이버지도 및 도로명주소에서 사용되는 EPSG:5179와 카카오맵에서 사용되는 EPSG:5181로 좌표계를 변경해도 BIM 모델의 형상과 좌표가 변형 없이 일관되게 유지됨을 확인하였다. 특히, IFC 파일에 EPSG 코드 정보를 입력하여 프로젝트 간 좌표계 연동 가능성을 확인하였다. 따라서, 본 연구는 GIS와 BIM의 정보 공유, 자동화 프로세스, 협업 강화, 지속 가능한 개발 등을 위한 통합적이고 체계적인 관리 방안을 제시하였다. 이를 통해 다양한 소프트웨어 플랫폼 간 호환성을 높이고, 여러 프로젝트에서 정보 일관성 및 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

BIM 기반 설계안전성검토의 업무 절차와 활용 방안에 관한 연구 (Workflow Procedures and Applications in BIM-based Design for Safety (DfS))

  • 황재웅;윤희택;배준현;박영곤
    • 토지주택연구
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    • 제15권2호
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    • pp.125-137
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    • 2024
  • 설계안전성검토(DfS)는 설계상의 잠재적인 위험요소를 선제적으로 제거하기 위해 도입되었으나, 위험성 평가 및 위험요소 발굴이 2D 설계도를 기반으로 수행되어 피상적이고, 업무 절차가 비효율적이라는 한계가 지속적으로 제기되고 있다. 본 연구는 기존 설계안전성검토의 한계를 극복하고자 Building Information Modeling(BIM)을 활용하여 업무 효율을 향상시키고 실질적인 안전관리 효과를 얻을 수 있는 BIM 기반 설계안전성검토 방법론을 제시한다. 제안된 BIM 기반 설계안전성검토의 업무 절차는 설계 단계에서의 위험성 평가와 시공 단계에서의 안전관리 활동과 같은 사례 연구를 통해 실무 적용성을 보완하고 검증하였다. 특히, 설계안전성검토 업무 절차의 핵심 과정인 위험성 평가 프로세스를 BIM 기반으로 전환하여 제시하였으며, 구조물 설계를 비롯하여 건설장비 운영이나 공법 및 공정 순서에 대한 설계안전성검토에 BIM 기반 위험성 평가 프로세스를 적용한 사례 분석을 통해 설계 실무의 적용성을 검증하였다. 또한, Common Data Environment (CDE) 기반의 일일 안전 브리핑을 비롯하여 가상현실(VR) 기반 안전교육, 증강현실(AR) 기반의 위험요소 저감대책 점검과 같은 현장의 안전 관리 활동에 BIM 기반 설계안전성 검토 기법을 적용하여 현장 적용성과 업무 효율성이 우수함을 확인하였다.

Integration of virtual screening and proteomics reveals potential targets and pathways for ginsenoside Rg1 against myocardial ischemia

  • Rongfang Xie;Chenlu Li;Chenhui Zhong;Zuan Lin;Shaoguang Li;Bing Chen;Youjia Wu;Fen Hu;Peiying Shi;Hong Yao
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제48권4호
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    • pp.395-404
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    • 2024
  • Background: Ginsenoside Rg1 (Rg1) is one of the main active components in Chinese medicines, Panax ginseng and Panax notoginseng. Research has shown that Rg1 has a protective effect on the cardiovascular system, including anti-myocardial ischemia-reperfusion injury, anti-apoptosis, and promotion of myocardial angiogenesis, suggesting it a potential cardiovascular agent. However, the protective mechanism involved is still not fully understood. Methods: Based on network pharmacology, ligand-based protein docking, proteomics, Western blot, protein recombination and spectroscopic analysis (UV-Vis and fluorescence spectra) techniques, potential targets and pathways for Rg1 against myocardial ischemia (MI) were screened and explored. Results: An important target set containing 19 proteins was constructed. Two target proteins with more favorable binding activity for Rg1 against MI were further identified by molecular docking, including mitogen-activated protein kinase 1 (MAPK1) and adenosine kinase (ADK). Meanwhile, Rg1 intervention on H9c2 cells injured by H2O2 showed an inhibitory oxidative phosphorylation (OXPHOS) pathway. The inhibition of Rg1 on MAPK1 and OXPHOS pathway was confirmed by Western blot assay. By protein recombination and spectroscopic analysis, the binding reaction between ADK and Rg1 was also evaluated. Conclusion: Rg1 can effectively alleviate cardiomyocytes oxidative stress injury via targeting MAPK1 and ADK, and inhibiting oxidative phosphorylation (OXPHOS) pathway. The present study provides scientific basis for the clinical application of the natural active ingredient, Rg1, and also gives rise to a methodological reference to the searching of action targets and pathways of other natural active ingredients.