• 제목/요약/키워드: cross-validation method

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고체 산화물 수전해 시스템(SOEC)에서 전기화학적 특성의 온도 의존성에 대한 수치 모델링 (A Numerical Modeling of the Temperature Dependence on Electrochemical Properties for Solid Oxide Electrolysis Cell(SOEC))

  • 한경호;정정열;윤도영
    • 에너지공학
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    • 제29권2호
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    • pp.1-9
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    • 2020
  • 최근 탄화수소를 에너지원으로 사용하는 엔진을 대체할 동력원으로 연료 전지가 주목을 받게 되면서 수소 생산 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 수소를 생산하는 다양한 방법 중에 고체 산화물 수전해 시스템(SOEC)은 수소를 생산하기 위한 기초적이고, 친환경적인 방법이다. 고체 산화물 수전해 시스템은 고온, 고압 조건에서 운전이 가능하여 낮은 에너지 수요와 높은 열효율을 지니기 때문에 실험적인 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 실험적인 연구 성과에 비해 수치모델 연구는 비교적 부진하다. 이에 대한 원인으로 기존의 수치모델이 온도와 압력의 변화에 따른 성능 예측의 유효성이 상당히 낮기 때문으로 판단하였다. 이에 본 연구에서는 고체 산화물 수전해 시스템의 셀 성능 예측의 유효성을 높일 수 있는 방안을 제시하기 위해서 Patterened Ni-YSZ cermet electrode(40 wt%, Ni-60 wt% YSZ)/8-YSZ (TOSOH, TZ8Y)/LSM (La0.9Sr0.1MnO3)로 구성된 상용 막-극 접합체의 기존의 연구 데이터를 활용하였다. 온도에 따른 전기화학적 특성의 영향을 수치적으로 분석한 결과, 유효성에 가장 큰 편차를 가져오는 변수들은 charge transfer coefficient(CTC), exchange current density, diffusion coefficient, electrical conductivity인 것으로 나타났다. 온도와 압력에 따른 해당 변수들의 영향 및 경향성을 분석하여 과전압 모델을 제시하였다. 다양한 모델의 적용과 타당성을 확보하기 위해서 교차-검증이 도입되었다. 그 결과, 체계화된 유효성 검증 과정에 기초한 고체 산화물 수전해 시스템의 수치 모델은 뛰어난 성능의 예측 결과를 보여주었다.

원형 근전도 센서 어레이 시스템의 센서 틀어짐에 강인한 손 제스쳐 인식 (Hand Gesture Recognition Regardless of Sensor Misplacement for Circular EMG Sensor Array System)

  • 주성수;박훈기;김인영;이종실
    • 재활복지공학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.371-376
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    • 2017
  • 본 논문에서는 원형 근전도 시스템 장비를 사용하여 근전도 패턴인식을 할 때, 장비의 센서 위치와 무관하게 패턴 인식이 가능한 알고리즘을 제안한다. 6가지 동작의 8채널 근전도 신호를 1초간 측정한 데이터를 이용하여 14개의 특징점을 추출하였다. 또한 8개의 채널에서 추출된 112개의 특징점을 나열하여 주성분분석을 하고 영향력이 높은 데이터만을 추려내어 8개의 입력 신호로 줄였다. 모든 실험은 k-NN 분류기를 이용하여 데이터를 학습시키고 5-fold 교차 검증을 사용하여 데이터를 검증하였다. 기계학습에서 데이터를 학습시킬 때, 어떤 데이터를 학습하느냐에 따라 그 결과가 크게 달라진다. 기존의 연구들에서 사용하는 학습 데이터를 사용 할 경우 99.3%의 정확도를 확인하였다. 그러나 센서의 위치가 22.5도 정도만 틀어지더라도 67.28%의 정확도로 명확하게 떨어짐을 보았다. 본 논문에서 제안하는 학습 방법을 사용 할 경우 98%의 정확도를 보이고 장비의 센서의 위치가 바뀌더라도 98% 근처의 정확도를 유지함을 보였다. 이러한 결과를 사용하여 원형 근전도 시스템을 사용하는 사용자들의 편의성을 크게 증대시켜 줄 수 있을 것으로 보인다.

철제유물의 수용성 염소이온 측정방법에 대한 안정성 평가 (Stability Evaluation on Measuring Water-soluble Chloride Anions from Iron Artifacts)

  • 이재성;박형호;유재은
    • 보존과학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.397-406
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    • 2010
  • 철제유물에서 용출된 수용성 염소이온의 농도를 측정하는 가장 이상적인 방법은 탈염처리 용액을 이온크로마토그래피(Ion Chromatography)로 분석하는 것이지만 대부분의 문화재 관련기관에서는 예산이나 전문인력 부족 등의 이유로 사용하지 못하고 염소이온농도 측정기(Cl meter)를 주로 사용하고 있다. 본 연구는 철제유물의 탈염처리 용액에 대한 염소이온농도 측정기의 $Cl^-$ 이온 농도 측정결과와 이온크로마토그래피의 측정결과를 교차 검증하여 상호 기기간의 신뢰성과 안정성을 평가하고자 한다. 분석결과 초순수는 염소이온농도 측정기의 전극에 잔류하는 수용성 염소이온의 영향으로 미량의 염소이온이 검출되었고, Sodium sesquicarbonate 시약 성분에 미량으로 존재하는 수용성 염소이온이 검출되었다. 탈염처리한 수용액은 탈염 1차에서 가장 많은 염소이온이 측정되었으며, 탈염 2차부터 탈염 4차까지는 소폭 감소하다가 초순수을 이용하는 탈알칼리 단계에서부터 다시 감소하는 경향을 보였다. 염소이온농도 측정기마다 측정횟수에 따른 편차를 보였으며, 탈염용액 내에 염소이온 농도가 높을수록 편차는 심해졌다. 하지만 염소이온 농도가 낮을 경우 편차가 적어 철제유물의 염소이온농도를 측정하기 위한 측정기기로 안정된 결과를 보였다. 전기전도도 측정법은 알칼리 용액의 전기전도도가 높게 나타남에 따라 $Cl^-$ 이온의 함량을 예측하기에는 부적합한 것으로 판단된다.

N-치환 phenyl-3,4,5,6-tetrahydrophthalimide와 N-치환 phenyl-3,4-dimethylmaleimide 유도체의 생장 저해활성에 관한 l 분자장 분석 (CoMFA) (Comparative molecular field analyses(CoMFA) on the growth inhibition activity of N-phenyl-3,4,5,6-tetrahydrophthalimide and N-phenyl-3,4-dimethylmaleimide Derivatives)

  • 성낙도;옥환석;송종환;이용구
    • 농약과학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.75-82
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    • 2003
  • 일련의 새로운 N-치환 phenyl-3,4,5,6-tetrahydrophthalimides(A)와 N-치환 phenyl-3,4-dimethylmaleimides(B) 유도체들의 치환-aryloxy(또는 alkoxy) 기의 변화에 따르는 벼(Oryza sativa L.) 와 강피 (Echinochloa crus-galli)의 줄기 및 뿌리 등, 부위 별 생장저해 활성에 대한 비교 분자장 분석 (CoMFA) 결과를 검토하였다. 부위 별 Pearson 상관성, $r^2$ 값과 교차 확인방법으로 얻은 예측값, $q^2$은 각각 다음과 같다. 즉, 벼 줄기는 $r^2=0.987$, $q^2=0.387$, 강피 줄기는 $r^2=0.902$, $q^2=0.535$ 그리고 벼 뿌리는 $r^2=0.923$, $q^2=0.307$, 강피 뿌리에 대하여는 $r^2=0.900$, $q^2=0.450$ 이었다. 또한, (A) 분자에 대한 등고도로부터 강피만을 제거할 수 있는 선택성 요소로서 benzylic 탄소원자 (C27) 에는 양 하전을, meta 탄소원자 (C29) 에는 음하전 그리고 cyclic imino 고리상 (C7-C8) 에는 입체적으로 큰 작용기가 도입되는 경우이었으며 CoMFA 방법으로 알려져 있지 않은 화합물들에 대하여 활성값을 예측하였다.

타가메트정 400 mg에 대한 신일시메티딘정 400 mg의 생물학적동등성시험 (Bioequivalence of Tagamet Tablet to Sinil CIMETIDINE Tablet (cimetidine 400 mg))

  • 윤미경;이병무;이성재;김선규;이재휘;최영욱
    • Journal of Pharmaceutical Investigation
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    • 제34권6호
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    • pp.521-527
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    • 2004
  • Cimetidine is a histamine $H_2-receptor$ antagonist, used for the treatment of endoscopically or radiographically comfirmed duodenal ulcer, pathologic GI hypersecretory conditions, and active, benign and gastric ulcer. Simple method for determining cimetidine in human plasma has been developed and validated. The analytical procedure for cimetidine showed a linear relationship in the concentration ranges from $0.05\;to\;5\;{\mu}g/ml$. Coefficient of variance (CV, %) for intraday and interday validation and relative error (RE, %) were less than ${\pm}15%$. Based on this analytical method, the bioequivalence of two cimetidine 400 mg tablets, reference (Tagamet 400 mg) and test drug (Sinil CIMETIDINE 400 mg) was evaluated according to the guidelines set by the Korea Food and Drug Administration (KFDA). Release of cimetidine from the tablets in vitro was tested using KP VIII Apparatus II with various dissolution media (pH 1.2, 4.0, 6.8 buffer solutions and water). Twenty-four healthy volunteers, $21.38{\pm}1.86$ years in age and $68.71{\pm}8.68\;kg$ in body weight, were divided into two groups and a randomized $2{\times}2$ cross-over study was performed. After oral administration of a tablet containing 400 mg of cimetidine, blood samples were taken at predetermined time intervals and concentrations of cimetidine in plasma were determined using HPLC equipped with UV detector. The dissolution profiles of the two tablet formulations were very similar at all dissolution media. In addition, pharmacokinetic parameters such as $AUC_t$ and $C_{max}$ were calculated and ANOVA was employed for the statistical analysis of parameters. The results were revealed that the differences in $AUC_t$ and $C_{max}$ between the two tablets were 4.17 % and 0.97% respectively. At 90% confidence intervals, the differences in these parameters were also within ${\pm}20%$. All of the above mentioned parameters have met the criteria of KFDA guidelines for bioequivalence, indicating that the test drug tablet (Sinil CIMETIDINE tablet) is bioequivalent to Tagamet 400 mg tablet.

고추역병균에 대한 2-N-benzyl-5-Phenoxy-3-isothiazolone 유도체의 살균활성에 관한 비교분자 유사성 지수분석(CoMSIA)과 홀로그램 구조-활성 관계(HQSAR) (Comparative molecular similarity indices analyses (CoMSIA) and hologram quantitative structure activity relationship (HQSAR) on the fungicial activity of 2-N-benzyl-5-phenoxy-3-isothiazolone derivatives against phytophthora blight fungus)

  • 성낙도;김기현
    • 농약과학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.209-217
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    • 2002
  • Metalaxyl 살균제 저항성(RPC)과 감수성(SPC) 고추역병균주(Phytaphthora capsici)들에 대한 2-N-benzyl-5-phenoxy-3-isothiazolone 유도체들의 살균활성을 비교분자 유사성 지수분석(CoMSIA)과 홀로그램 구조-활성 관계(HQSAR) 방법으로 분석하였다. 두 균주의 살균활성에 대한 PLS 계산결과, 교차 확인값($q^2$)과 Pearson 상관계수($r^2$) (CoMSIA: RPC; $q^2=0.675,\;r^2=0.942$, SPC; $q^2=0.350,\;r^2=0.876$ 및 HQSAR: RPC; $q^2=0.519,\;r^2=0.869$, SPC; $q^2=0.483,\;r^2=0.990$)를 비교한 바, 두 방법 모두 양호한 분석 결과를 나타내었다. 그리고 CoMSIA 등고도로부터 특히, RPC에 대한 선택적인 살균활성 요소는 phenoxy-기의 meta, para(C1-C6) 위치에 소수성이 작고 입체적으로 크지 않은 H-결합 받게가 치환 될 경우이었으며 CoMSIA 보다는 HQSAR 방법이 높은 예측성을 나타내었다.

k-NN을 활용한 터보팬 엔진의 잔여 유효 수명 예측 모델 제안 (A Proposal of Remaining Useful Life Prediction Model for Turbofan Engine based on k-Nearest Neighbor)

  • 김정태;서양우;이승상;김소정;김용근
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.611-620
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    • 2021
  • 정비 산업은 사후정비, 예방정비를 거쳐, 상태기반 정비를 중심으로 진행되고 있다. 상태기반 정비는 장비의 상태를 파악하여, 최적 시점에서의 정비를 수행한다. 최적의 정비 시점을 찾기 위해서는 장비의 상태, 즉 잔여 유효 수명을 정확하게 파악하는 것이 중요하다. 이에, 본 논문은 시뮬레이션 데이터(C-MAPSS)를 사용한 터보팬 엔진의 잔여 유효수명(RUL, Remaining Useful Life) 예측 모델을 제시한다. 모델링을 위해 C-MAPSS(Commercial Modular Aero-Propulsion System Simulation) 데이터를 전처리, 변환, 예측하는 과정을 거쳤다. RUL 임계값 설정, 이동평균필터 및 표준화를 통해 데이터 전처리를 수행하였고, 주성분 분석(Principal Component Analysis)과 k-NN(k-Nearest Neighbor)을 활용하여 잔여 유효 수명을 예측하였다. 최적의 성능을 도출하기 위해, 5겹 교차검증기법을 통해 최적의 주성분 개수 및 k-NN의 근접 데이터 개수를 결정하였다. 또한, 사전 예측의 유용성, 사후 예측의 부적합성을 고려한 스코어링 함수(Scoring Function)를 통해 예측 결과를 분석하였다. 마지막으로, 현재까지 제시되어온 뉴럴 네트워크 기반의 알고리즘과 예측 성능 비교 및 분석을 통해 k-NN 활용 모델의 유용성을 검증하였다.

분절임피던스를 기준한 분절다주파수 생체임피던스의 일치도 분석 (Validation of Segmental Multi-Frequency Bioelectrical Impedance Analysis based on the Segmental Bioelectrical Impedance analysis in the Elderly Population)

  • 탕새조;김장희;엄진종;엄선호;김학균;김철현
    • Journal of Platform Technology
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    • 제9권2호
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    • pp.38-45
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    • 2021
  • 분절다중주파수 생체전기임피던스분석법(Segmental Multi-frequency Bioelectrical Impedance)은 최근 체성분 검사를 위해 선호되는 검사법이다. 그러나 SMF-BIA 는 팔다리와 몸통의 임피던스를 추정하는 방법으로 정확한 사용을 위해서는 타당성에 대한 확인이 요구된다. 본 연구는 SMF-BIA 를 인체의 분절임피던스를 기준하여 분절별 임피던스의 추정값에 대한 정확도와 타당도를 검정하는데 목적하였다. 연구목적을 위해 노인 108 명을 대상으로 50kHz 주파수에서 얻어진 분절별 생체전기 임피던스값에 대하여 분절 생체임피던스 측정치 비교하였다. 실험 결과 오른쪽 팔의 저항 값은 준거값에 비해 유의한 수준으로 높았다(저항값: 35.5±6.2%, P < 0.001; 리액턴스: 2.7±7.6%, P < 0.01). 왼쪽팔, 오른쪽 다리와 왼쪽다리의 생체저항값은 준거값에 비해 모두 유의하게 높았다. 몸통의 추정값은 기준값에 비해 가장 큰 차이를 보였다(저항값: 65.4±3.2%, P < 0.001; 리액턴스: 89.2±1.8%, P < 0.001). 두 방법으로 측정한 임피던스 결과에서 사지와 전신의 생체저항값은 높은 상관관계(RA: R = 0.950 LA: R = 0.949 RL: R = 0.899, LL: R = 0.888)를 보였으며, 팔과 다리에서도 유의한 상관관계를 보였다. 따라서 분절다주파수 생체임피던스는 준거와 높은 상관도와 함께 유의한 오차를 보여, 향후 오차 수준을 줄이기 위한 연구가 필요하였다.c

Predicting blast-induced ground vibrations at limestone quarry from artificial neural network optimized by randomized and grid search cross-validation, and comparative analyses with blast vibration predictor models

  • Salman Ihsan;Shahab Saqib;Hafiz Muhammad Awais Rashid;Fawad S. Niazi;Mohsin Usman Qureshi
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제35권2호
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    • pp.121-133
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    • 2023
  • The demand for cement and limestone crushed materials has increased many folds due to the tremendous increase in construction activities in Pakistan during the past few decades. The number of cement production industries has increased correspondingly, and so the rock-blasting operations at the limestone quarry sites. However, the safety procedures warranted at these sites for the blast-induced ground vibrations (BIGV) have not been adequately developed and/or implemented. Proper prediction and monitoring of BIGV are necessary to ensure the safety of structures in the vicinity of these quarry sites. In this paper, an attempt has been made to predict BIGV using artificial neural network (ANN) at three selected limestone quarries of Pakistan. The ANN has been developed in Python using Keras with sequential model and dense layers. The hyper parameters and neurons in each of the activation layers has been optimized using randomized and grid search method. The input parameters for the model include distance, a maximum charge per delay (MCPD), depth of hole, burden, spacing, and number of blast holes, whereas, peak particle velocity (PPV) is taken as the only output parameter. A total of 110 blast vibrations datasets were recorded from three different limestone quarries. The dataset has been divided into 85% for neural network training, and 15% for testing of the network. A five-layer ANN is trained with Rectified Linear Unit (ReLU) activation function, Adam optimization algorithm with a learning rate of 0.001, and batch size of 32 with the topology of 6-32-32-256-1. The blast datasets were utilized to compare the performance of ANN, multivariate regression analysis (MVRA), and empirical predictors. The performance was evaluated using the coefficient of determination (R2), mean absolute error (MAE), mean squared error (MSE), mean absolute percentage error (MAPE), and root mean squared error (RMSE)for predicted and measured PPV. To determine the relative influence of each parameter on the PPV, sensitivity analyses were performed for all input parameters. The analyses reveal that ANN performs superior than MVRA and other empirical predictors, andthat83% PPV is affected by distance and MCPD while hole depth, number of blast holes, burden and spacing contribute for the remaining 17%. This research provides valuable insights into improving safety measures and ensuring the structural integrity of buildings near limestone quarry sites.

Real-time PCR 분석법을 이용한 옥돔과 옥두어의 종 판별법 개발 (Development and Validation of Real-time PCR to Determine Branchiostegus japonicus and B. albus Species Based on Mitochondrial DNA)

  • 정인영;서용배;양지영;김군도
    • 생명과학회지
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    • 제27권11호
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    • pp.1331-1339
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    • 2017
  • 미토콘드리아 게놈에 존재하는 시토크롬C 산화효소 서브유닛 I (cytochrome C oxidase subunit I, COI) 유전자의 DNA 염기서열을 기반으로 하는 종 판별은 수산물 자원의 지속적인 개발과 어류 다양성 보존을 위해 폭넓게 적용되고 있다. 본 연구에서는 한국에서 소비되는 옥돔과 가짜 옥돔으로 둔갑하는 옥두어의 종 판별을 위한 분석법을 개발하였다. 옥돔과 옥두어, 두 종의 종 판별과 검증을 위해 미토콘드리아 게놈의 DNA 염기서열 차이를 이용하여 real-time PCR법에 의해 분석하였다. 미토콘드리아 DNA 서열의 생물정복학적 분석에서 옥돔과 형태학적 옥돔 유사종인 옥두어, 두 종 사이에 COI 유전자 내에서 상당히 유사한 DNA 서열 부분과 일부 서열 변화 부분이 확인되었다. 명확하게 종 판별을 하기 위해 COI 유전자 내에서 일부 변화된 서열에서 종 특이적 프라이머를 디자인하였다. 10 개체의 옥돔과 옥두어에서 게놈 DNA을 추출하여 옥돔과 옥두어의 종 특이적 프라이머를 이용하여 real-time PCR 시스템에 의해 분석되었다. 이러한 real-time PCR 시스템을 이용한 genomic DNA 기반의 분자 기술은 동물 조직의 분류학적 분류를 위한 신뢰할 수 있는 방법을 제공한다. 옥돔판별을 위해, 옥돔 DNA에서 옥돔 종 특이적 프라이머를 이용한 Ct 평균값($21.85{\pm}3.599$)과 옥두어 DNA에서 옥돔 종 특이 프라아머를 이용한 Ct 평균값($33.49{\pm}1.183$) 차이를 나타내었다. 그리고 옥두어판별을 위해, 옥두어 DNA에서 옥두어 종 특이적 프라이머를 이용한 Ct 평균값($22.49{\pm}0.908$)과 옥돔 DNA에서 옥두어 종 특이 프라아머를 이용한 Ct 평균값($33.93{\pm}0.479$)을 통해 옥돔과 옥두어의 각 종 특이 프라이머의 효율성, 특이성 및 교차 반응성 측정은 통계적으로 유의한 차이를 보여 주었다. 제안된 방법은 10개의 상용 샘플로 검증이 되었다. 따라서, threshold cycle (Ct) value와 같은 real-time PCR 결과 분석에 의해 종 판별이 가능하였다.