• 제목/요약/키워드: low-power systems

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Development of a Classification Model for Driver's Drowsiness and Waking Status Using Heart Rate Variability and Respiratory Features

  • Kim, Sungho;Choi, Booyong;Cho, Taehwan;Lee, Yongkyun;Koo, Hyojin;Kim, Dongsoo
    • 대한인간공학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.371-381
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    • 2016
  • Objective:This study aims to evaluate the features of heart rate variability (HRV) and respiratory signals as indices for a driver's drowsiness and waking status in order to develop the classification model for a driver's drowsiness and waking status using those features. Background: Driver's drowsiness is one of the major causal factors for traffic accidents. This study hypothesized that the application of combined bio-signals to monitor the alertness level of drivers would improve the effectiveness of the classification techniques of driver's drowsiness. Method: The features of three heart rate variability (HRV) measurements including low frequency (LF), high frequency (HF), and LF/HF ratio and two respiratory measurements including peak and rate were acquired by the monotonous car driving simulation experiments using the photoplethysmogram (PPG) and respiration sensors. The experiments were repeated a total of 50 times on five healthy male participants in their 20s to 50s. The classification model was developed by selecting the optimal measurements, applying a binary logistic regression method and performing 3-fold cross validation. Results: The power of LF, HF, and LF/HF ratio, and the respiration peak of drowsiness status were reduced by 38%, 22%, 31%, and 7%, compared to those of waking status, while respiration rate was increased by 3%. The classification sensitivity of the model using both HRV and respiratory features (91.4%) was improved, compared to that of the model using only HRV feature (89.8%) and that using only respiratory feature (83.6%). Conclusion: This study suggests that the classification of driver's drowsiness and waking status may be improved by utilizing a combination of HRV and respiratory features. Application: The results of this study can be applied to the development of driver's drowsiness prevention systems.

네트워크 중심성, 자율적 동기, 그리고 능력 간의 상호의존적 관계가 지식공유에 미치는 영향에 관한 연구 (Analyzing the Interdependent Role of Network Centrality, Motivation and Ability in Knowledge Sharing)

  • 정상윤;노상규
    • 한국전자거래학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.49-78
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    • 2019
  • 지식기반사회의 21세기에서 경쟁하는 기업들에게 조직구성원간의 지식공유는 기업의 핵심역량과 밀접한 연관을 갖는 핵심화두다. 특히 조직 내 네트워크의 위치 요인이 지식공유에 미치는 영향에 관해서는 학문적으로 논란이 계속되어 왔다. 이는 네트워크 중심성이 높을수록 정보에 대한 접근성이 높아지고 지식공유의 기회는 확대되는 반면에 약한 유대감으로 인해 실제 지식공유가 이루어지지 않는다는 논란이다. 본 연구에서는 지식 공유에 있어 세 가지 요소 - 네트워크 중심성, 자율적 동기, 그리고 지식공유능력 - 간의 상호작용이 지식공유에 미치는 영향을 보고자 한다. 그리고 더 나아가, 지식공유능력을 다양하고 깊이 있는 사전지식, SNS 활용능력, 그리고 자기효능감의 세 가지 측면으로 심도 있게 연구하였다. 그 결과, 부분적으로 네트워크 중심성과 자율적동기, 지식공유능력 간의 상호작용이 통계적으로 유의함을 밝혔다. 즉, 네트워크 중심성이 낮고, 높은 자율적동기, 그리고 사전지식이 많을 때 가장 높은 수준의 지식공유를 볼 수 있었다. 이를 통해, 동기와 능력이 강하면 네트워크의 주변적 위치라는 불리한 환경에서도 지식공유가 일어난다는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 연구는 지식공유를 둘러싼 기존의 학문적 논쟁에 새로운 대안을 제시했다는 의의를 가진다.

Gyroscope Free 관성 항법 장치의 데이터 보정을 위한 퍼지 추론 시스템 (Fuzzy Inference System for Data Calibration of Gyroscope Free Inertial Navigation System)

  • 김재용;김정민;우승범;김성신
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.518-524
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    • 2011
  • 본 논문은 퍼지 추론 시스템(FIS: fuzzy inference system)을 이용하여 자이로스코프를 사용하지 않는 관성 항법 장치(GFINS: gyroscope free inertial navigation system)의 가속도계 데이터를 보정하는 방법에 관한 연구이다. 일반적인 관성항법 장치(INS: inertial navigation system)는 주로 가속도계와 같은 병진운동을 감지하는 관성 센서와 자이로스코프와 같은 회전 운동을 감지하는 관성 센서를 이용하여 위치와 yaw각을 측정하는 장치이다. 하지만 INS는 자이로스코프를 사용하기 때문에 소형화 및 저전력 설계가 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 자이로스코프를 사용하지 않는 GFINS에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. GFINS에 사용되는 가속도계는 적분과 외란에 의한 오차가 시간이 지남에 따라 누적되는 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 가속도계의 누적 오차 문제를 해결하기 위해, 레이저 내비게이션과 가속도계의 선속도 비율과 엔코더와 가속도계의 선속도 비율을 통해 GFINS의 데이터를 보정하는 FIS를 제안한다. 제안된 Fuzzy-GFINS를 평가하기 위해, 직접 제작한 메카넘 휠 AGV(autonomous ground vehicle)에 제안된 GFINS를 적용하였다. 실험 결과, 제안된 방법이 GFINS의 출력 데이터를 효과적으로 보정하는 것을 확인 할 수 있었다.

분리막을 이용한 공기 중 이산화탄소 제거 기술 (Membrane-based Direct Air Capture Technologies)

  • 유승연;박호범
    • 멤브레인
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    • 제30권3호
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    • pp.173-180
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    • 2020
  • 전 세계 화석 연료 사용이 지속적으로 증가함에 따라 공기 중 이산화탄소(CO2) 농도가 수 세기에 걸쳐 증가하고 있다. 대기로의 CO2 배출을 줄이기 위한 방법으로, 주요 배출원인 발전소와 공장에 적용할 수 있는 이산화탄소 포집 및 저장(carbon capture and sequestration, CCS) 기술이 개발되고 있다. 기후 변화 완화 정책에 따라 negative emission 기술로 언급되는 공기 중 CO2 직접 포집 기술(direct air capture, DAC)은 CO2 농도가 0.04%로 매우 낮기 때문에 기존의 CCS 기술에 적용된 기술과 달리 흡착제를 이용한 저농도 CO2 포집 연구에 집중되어 있다. DAC 분야는 주로 CO2의 흡착을 이용한 습식 흡착제, 건식 흡착제, 아민 기능화된 소재, 이온교환 수지 등이 연구되었다. 흡착제 기반 기술은 흡착제 재생에 따른 고온 열처리 공정이 필요하기 때문에 추가적인 에너지 소모가 없는 분리막 기반의 공기 중 CO2 포집 기술의 잠재력이 크다. 분리막은 특히 실내 공기 CO2 저감 환기 시스템 및 실내용 스마트팜(smart farm) 시스템의 연속적인 CO2 공급에 사용될 수 있을 것으로 기대된다. CO2 처리 기술은 기후 변화를 완화하기 위한 수단으로 개발이 지속되어야 하며 효율적인 공정 설계와 소재 성능 향상을 통해 공기 중 CO2 포집의 효율을 높일 수 있을 것이다.

PCI Express 기반 OpenSHMEM 초기 설계 및 구현 (Design and Implementation of Initial OpenSHMEM Based on PCI Express)

  • 주영웅;최민
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제6권3호
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    • pp.105-112
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    • 2017
  • PCI Express는 고속, 저전력 등의 특성으로 인하여 프로세서와 주변 I/O 장치들을 연결하는 업계 표준의 버스 기술이다. PCI Express는 최근 고성능 컴퓨터나 클러스터/클라우드 컴퓨팅 등의 분야에서 시스템 인터커넥션 네트워크로서 그 활용가능성을 검증하고 있는 추세이다. PCI Express가 시스템 인터커넥션 네트워크로서 활용가능하게 된 계기는 PCI Express에 NTB(non-transparent bridge) 기술이 도입되면서부터이다. NTB 기술은 물리적으로 두 PCI Express subsystem을 연결가능하도록 하지만, 필요할 경우 논리적인 격리(isolation)를 제공하는 특징이 있다. 또한, PGAS(partitioned global address space)와 같은 공유 주소 공간(shared address space) 프로그래밍 모델은 최근 멀티코어 프로세서의 보편화로 인하여 병렬컴퓨팅 프레임워크로 각광받고 있다. 따라서, 본 논문에서는 차세대 병렬컴퓨팅 플랫폼을 위하여 PCI Express 환경에서 OpenSHMEM을 구현하기 위한 초기 OpenSHMEM API를 설계 및 구현하였다. 본 연구에서 구현한 15가지 OpenSHMEM API의 정확성을 검증하기 위해서 Github의 openshmem-example 벤치마크의 수행을 통하여 확인하였다. 현재 시중에서는 PCI Express 기반 인터커넥션 네트워크는 가격이 매우 비싸고 아직 일반인이 사용하기 용이하도록 NIC형태로 널리 보급되지 않은 실정이다. 이러한 기술개발 초기단계에서 본 연구는 PCI Express 기반 interconnection network를 RDK(evaluation board) 수준에서 실제로 동작하는 실험환경을 구축하고, 여기에 추가로 최근 각광받는 OpenSHMEM software stack를 자체적으로 구현하였다는 데 의의가 있다.

장애물회피소나 빔 모델링 기반의 국부경로제어 기법 연구 (Study on Local Path Control Method based on Beam Modeling of Obstacle Avoidance Sonar)

  • 김현식
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.218-224
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    • 2012
  • 최근에는, 초소형 AUV(Autonomous Underwater Vehicle)의 개발에 대한 요구가 증가하고 있으므로 그 요소 기술의 확보가 시급하다. 요소 기술의 하나로서 국부경로제어의 기존 연구에서는 주로 전방감시소나(Forward Looking Sonar : FLS)의 정보를 활용하고 있는데, FLS의 크기는 초소형 AUV에 적합하지 않으므로 장애물회피소나(Obstacle Avoidance Sonar : OAS)를 이용하는 것이 바람직하다. 요약하면, 초소형 AUV를 위한 OAS 기반의 국부경로제어 시스템은 다음과 같은 문제점들을 가지고 있다. 즉, OAS는 낮은 방위(bearing) 분해능 및 지역적인 거리(range) 정보를 제공하며, 임무시간을 증대하기 위해서 에너지 소비가 적은 시스템을 필요로 한다. 나아가, 구조 및 파라메터 관점에서 용이한 설계 절차를 요구한다. 이 문제를 해결하기 위해서 OAS 빔 모델링을 기반으로 진화 전략(Evolution Strategy : ES) 및 퍼지논리 제어기(Fuzzy Logic Controller : FLC)를 이용하는 지능형 국부경로제어 기법이 제안되었다. 제안된 기법의 성능을 검증하고 특성을 분석하기 위해서 수중비행체(Underwater Flight Vehicle : UFV)의 수평면 침로(course) 제어가 수행되었다. 시뮬레이션 결과는 제안된 기법에 있어서 실제 적용의 가능성과 추가 연구의 필요성을 보여준다.

예비전력 정예화 방안 (A scheme on strengthening of R.O.K reserved force)

  • 김재삼
    • 안보군사학연구
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    • 통권5호
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    • pp.1-45
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    • 2007
  • Reserved forces of ROKA are in charge of replacement of TOE in the wartime and mission of rear area operation. But there is institutional inertia in the law and organization oriented to fill human resources rather than take mission. We need to prepare for the investment and arrangement of reserved forces as military power that would be replaced standing forces. In this portion, to reinforce reserve forces elite, First, efficient mobilization regulations and systems are suggested. I covered a maintenance of relevant mobilization ordinances which need to legislated and approved by national assembly for wartime and development of mobilization system which might lose the appropriate time for mobilization due to complicated declaration procedures and measures to overcome the panic at the initial stage of the war and organization and employment of nationwide transportation system and mobilization center. To ensure efficient resource management and mobilization of reserve forces with a number of approximately 3 million, there's a necessity of organization for integration and conciliation. To make it real, I suggested establishing and employing the mobilization center, on first phase, employ the mobilization center focusing on homeland divisions, on second phase, it is advisable to convert to national level mobilization system and develop to central mobilization center focusing on national emergency planning committee. During peacetime, in conjunction with Mobilization Cell, mobilization center can conduct resource survey and integrate and manage mobilization resources and take charge of mobilization training of subordinate units, and during wartime, in conjunction with mobilization coordination team and Cell, can ensure the execution of mobilization. Second, Future oriented reserve forces management system such as service system of reserve forces and support system of homeland defense operations. Current service and trainings of reserve forces by the year have very low connection, as it is very complex to manage the resources and trainings, and service and training lack the equity, re-establishment of service system is required. Also in an aspect of CSS and cultivation support for reserve forces, as the scope and limitation of responsibility between the armed forces and autonomous organization is obscure, conditions to conduct actual-fighting exercises are limited. Concentrated budgetting is extremely difficult because reserve forces training fields are scattered nationwide, and facilities and equipments are rapidly getting older. To improve all these, I suggest the organization of homeland defense battalion with a unit of "City-Gun-District" and supporting the local reserve forces. Conduct unit replacement or personal replacement for those who have finished their 1 or 2 years and homeland defense operation duty for those with 3-5 years for consistency and simplification. Third, I suggest Future oriented Reserved Training(FRT) and Training Center oriented training management to establish a reliable reserve training. Reserves carry out expansion of unit, conventional combat mission, homeland defense and logistics support during wartime, and actual-fighting exercise, and disaster relief, peace keeping activities. Despite diverse activities and roles, their training condition still stays definitely poor. For these reasons, Modernization of weapons and facilities through gradual replacement and procurement is essential to enhance mobilization support system.

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MOBIGSS: 모바일 인터넷에서의 그룹의사결정지원시스템 (MOBIGSS: A Group Decision Support System in the Mobile Internet)

  • 조윤호;최상현;김재경
    • 지능정보연구
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    • 제12권2호
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    • pp.125-144
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    • 2006
  • 최근들어 모바일 환경에서 운영되는 많은 응용시스템들이 개발되고 있다. 대부분의 시스템들은 모바일 사용자와의 단순한 상호작용만을 필요로 하는 메시지 전송, 은행 거래, 위치 서비스 등을 위한 것들이다. 단순한 기능만을 지원하는 이유는 모바일 장치가 스크린 크기가 제한적이고, 네트워크 대역폭이 좁으며, 컴퓨팅 능력이 낮기 때문이다. 이와 같은 이유로 모바일 장치를 활용하여 그룹의사결정을 지원하는 복잡한 알고리즘을 구현하는 것은 거의 불가능하였다. 본 연구에서는 모바일 환경에서의 그룹의사결정 과정을 지원하기 위하여 간결한 상호교호적 절차를 제시하고자 한다. 이 상호교호적 절차는 모바일 환경에서 그룹의 절충해를 선택하도록 돕기 위한 다목적 선형계획 프로그램에 기반을 두고 있다. 이 절차를 활용하게 되면 그룹의사결정자들의 정보제공의 부담을 줄여줄 수 있다. 최선의 절충해를 찾기 위해서 변수 및 목적식에 대한 부분적 순위 정보만을 활용하였다. 본 방법론은 의사결정자의 효용함수에 대한 형태 혹은 존재 여부에 대한 어떠한 가정도 하지 않고 있다. 본 절차의 실험적 연구를 위해서 모바일 환경에서의 그룹의사결정지원시스템인, MOBIGSS를 개발하였으며, 이 시스템을 개인 투자자의 자산 투자 문제에 적용하였다.

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감성평가를 이용한 선교알람관리시스템의 청각아이콘 평가 (Selection of Auditory Icons in Ship Bridge Alarm Management System Using the Sensibility Evaluation)

  • 오승빈;장준혁;박진형;김홍태
    • 한국항해항만학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.401-407
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    • 2013
  • 선박 기술 발전에 따라 다양한 장비가 개발되고 있지만 인적요인에 의한 해양사고는 여전히 지속적으로 발생하고 있다. 이러한 상황에서 인적요인에 의한 사고 감소를 위하여 선교 내 항해장비의 인간공학적 설계가 많은 관심의 대상이 되고 있다. 선교에는 항해 및 통신장비로부터 나오는 음향 신호 등 항해사에게 정보를 전달하기 위한 다양한 청각 신호들이 존재한다. 하지만 이러한 청각 신호, 청각 경고음에 대한 인간의 인지능력에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 청각 경고음은 크게 음성(speech), 함축적 소리(abstract sound), 청각 아이콘(auditory icon)으로 구분 할 수 있다. 본 연구에서는 청각 경고음 중 청각아이콘을 활용하여 5가지의 경보상황(엔진, 화재, 조타, 전기, 충돌)에서 청각아이콘에 대한 감성평가를 통해 각 상황에 적합한 청각아이콘을 선별하였다. 5가지 경보상황 중 뚜렷한 경향이 나타난 2가지 경보상황(엔진, 충돌)에 대하여 분석을 하였다. 본 연구 결과는 선교 내 청각표시장치와 통합선교알람관리시스템을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

무선 센서 네트워크에서 유효 커버리지 및 접속성 보장을 위한 중앙 집중형 배치 프로토콜 (A Centralized Deployment Protocol with Sufficient Coverage and Connectivity Guarantee for WSNs)

  • 김현태;장계평;김형진;주영훈;나인호
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.683-690
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    • 2006
  • 무선 센서 네트워크에서 에너지 소비의 효율성은 전체 네트워크 수명 시간을 결정하기 때문에 에너지 소비를 최소화하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 무선 센서 네트워크에서 에너지 보전을 위해서는 운영에 필요한 최소한 센서 노드만을 활성화된 상태로 유지하고 나머지 노드들은 휴면 상태로 유지하여 불필요한 에너지 소비가 일어나지 않도록 하여야 한다. 그러나 얼마만큼의 센서 노드들을 최적의 운영 노드 집합에 포함시킬 것인지를 계산하는 것은 NP-hard 문제로 알려져 있다. 본 논문에서는 최적에 근접한 커버 집합(cover set)을 생성하기 위하여 CVT 기반의 근사화 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘에서는 센서의 통신 범위가 센싱 범위의 두 배 이상이면 커버 집합에 속한 센서 노드 간의 연결이 즉시 이루어지도록 하고 반면에 통신 범위가 센싱 범위의 두 배 이하이면 커버 집합의 접속성 보장을 위하여 보조 노드를 결정하는 연결 기법을 제시하였다. 마지막으로 제안된 알고리즘의 성능 평가를 위하여 이론적 분석과 실험을 수행하였으며, 실험결과를 통해 제안된 알고리즘이 Greedy 알고리즘보다 CCS(Connected Cover Set)의 크기와 실행 시간 측면에서 우수함을 보였다.