• Title/Summary/Keyword: neural network.

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Heterogeneity in liver histopathology is associated with GSK-3β activity and mitochondrial dysfunction in end-stage diabetic rats on differential diets

  • Lee, Jun-Ho;Choi, Soo-Bong;Sung, Dong-Jun;Jin, Mingli;Lee, Ju-Han;Mun, Ji-Young;Hwang, Tae-Sook;Han, Sang-Don;Ro, Young-Tae;Kim, Sung-Young;You, Jueng-Soo;Lim, Inja;Noh, Yun-Hee
    • BMB Reports
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    • v.53 no.2
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    • pp.100-105
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    • 2020
  • While liver histopathology is heterogeneous in diabetes, the underlying mechanisms remain unclear. We investigated whether glycemic variation resulting from differential diets can induce heterogeneity in diabetic liver and the underlying molecular mechanisms. We generated end-stage non-obese diabetic model rats by subtotal-pancreatectomy in male Sprague-Dawley rats and ad libitum diet for 7 weeks (n = 33). The rats were then divided into three groups, and fed a standard- or a low-protein diet (18 or 6 kcal%, respectively), for another 7 weeks: to maintain hyperglycemia, 11 rats were fed ad libitum (18AL group); to achieve euglycemia, 11 were calorie-restricted (18R group), and 11 were both calorie- and protein-restricted with the low-protein diet (6R group). Overnight-fasted liver samples were collected after the differential diets together with sham-control (18S group), and histology and molecular changes were compared. Hyperglycemic-18AL showed glycogenic hepatopathy (GH) without steatosis, with the highest GSK-3β inactivation because of Akt activation during hyperglycemia; mitochondrial function was not impaired, compared to the 18S group. Euglycemic-18R showed neither GH nor steatosis, with intermediate GSK-3β activation and mitochondrial dysfunction. However, euglycemic-6R showed both GH and steatosis despite the highest GSK-3β activity and no molecular evidence of increased lipogenesis or decreased ApoB expression, where mitochondrial dysfunction was highest among the groups. In conclusion, heterogeneous liver histopathology developed in end-stage non-obese diabetic rats as the glycemic levels varied with differential diets, in which protein content in the diets as well as glycemic levels differentially influenced GSK-3β activity and mitochondrial function in insulin-deficient state.

Prediction and analysis of acute fish toxicity of pesticides to the rainbow trout using 2D-QSAR (2D-QSAR방법을 이용한 농약류의 무지개 송어 급성 어독성 분석 및 예측)

  • Song, In-Sik;Cha, Ji-Young;Lee, Sung-Kwang
    • Analytical Science and Technology
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    • v.24 no.6
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    • pp.544-555
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    • 2011
  • The acute toxicity in the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) was analyzed and predicted using quantitative structure-activity relationships (QSAR). The aquatic toxicity, 96h $LC_{50}$ (median lethal concentration) of 275 organic pesticides, was obtained from EU-funded project DEMETRA. Prediction models were derived from 558 2D molecular descriptors, calculated in PreADMET. The linear (multiple linear regression) and nonlinear (support vector machine and artificial neural network) learning methods were optimized by taking into account the statistical parameters between the experimental and predicted p$LC_{50}$. After preprocessing, population based forward selection were used to select the best subsets of descriptors in the learning methods including 5-fold cross-validation procedure. The support vector machine model was used as the best model ($R^2_{CV}$=0.677, RMSECV=0.887, MSECV=0.674) and also correctly classified 87% for the training set according to EU regulation criteria. The MLR model could describe the structural characteristics of toxic chemicals and interaction with lipid membrane of fish. All the developed models were validated by 5 fold cross-validation and Y-scrambling test.

Development of a Prototype Automatic Sorting System for Dried Oak Mushrooms (건표고 자동선별을 위한 시작시스템 개발)

  • Hwang, H.;Lee, C.H.
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • v.21 no.4
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    • pp.414-421
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    • 1996
  • 한국과 일본의 경우 건표고를 외관의 품질상태 에 따라 12등급에서 16등급으로 구분하고 있다. 그리고 등급판정 작업은 임의로 추출한 샘플을 대상으로 전문 감정가에 의해 수작업으로 수행되고 있다. 건표고의 품질을 결정짓는 외관의 품질인자들은 갓과 내피에 고루 분포하고 있다. 본 논문에서는 컴퓨터 영상처리 시스템에 의거하여 개발한 건표고 자동 등급판정 및 선별 시작시스템의 구조와 기능 그리고 성능에 대하여 설명하였다. 개발한 시작시스템은 표고의 이송과 취급자동화를 위한 진동이송기, 반전장치, 컨베이어 이송장치와 두 세트의 컴퓨터 영상처리 시스템, 그리고 시스템 통괄제어를 위한 IBM PC AT호환 컴퓨터, 디지털 입출력 보드, 전공압실린더 구동제어를 위한 PLC등으로 구성하였다. 등급판정의 효율성 및 실시간 작업시스템을 고려하여 건표고의 등급판정은 두 세트의 컴퓨터 영상처리 시스템을 이용하여 이송되는 건표고의 갓 또는 내피 중 어디가 위를 향하는 지에 따라 두 단계에 걸쳐 독립적으로 판정을 수행하도록 하였다. 첫 번째 영상처리부에서는 갓표면 영상으로부터 4등급의 고품질 표고를 분류하며 두 번째 영상처리부에서는 내피표면 영상으로부터 중간 및 저품질 표고를 8개의 등급으로 분류한다. 실시간 영상정보처리를 목적으로 기존에 개발한 신경회로망을 이용한 등급판정 알고리즘을 시작시스템에 적용하였다. 개발한 시작기는 88% 이상의 등급판정 정확도를 보여 주었으며, 전공압시스템의 구동제약으로 인하여 표고 1개당 약0.7초의 선별시간이 소요되었다. 일조 선별라인의 경우 본 연구에서 제안한 시작기의 선별능력은 표고가 일차 처리부로 갓이 위로 올라와 있는 상태로 계속 공급된다면 시간당 대략 5,000여 개의 표고를 처리할 수 있을 것으로 기대된다.보강하여 가능하면 B-Pillar의 Middle이 Bending type collapse을 방지하여 Pelvis와 Door가 먼저 접촉하는 방법 등이 적용가능하다. 제작하기 이전에 설계된 부품에 대한 스프링 상수 및 내구특성을 체계적으로 규명하여 제품 시험의 횟수를 줄이고, 보다 정밀한 제품을 제작할 수 있도록 하기 위한 것이다.세포수는 초기 배반포기배에서 팽윤 배반포기배로 진행됨에 따라 두배에서 세배 정도 증가되었음을 알 수 있었다. 또한, differential labelling과 bisbenzimide기법에서 얻어진 각각의 총세포수를 비교하였을 때 총세포수는 발달의 진행 정도에 따라 증가되며 그와 동시에 동일한 군 간의 세포수도 거의 유사함을 알 수 있었다. 따라서, ICM과 TE를 differential labelling하는 기법은 수정란의 quality를 평가하는데 매우 유용한 기법으로서 착상전 embryo 발달을 연구하는데 효과적으로 이용될 수 있다는 것을 시사한다. 고도의 유의차를 나타낸 반면 비수구, 초생수로구 및 Bromegrass 목초구 간에는 아무런 유의차가 인정되지 않았다. 7. 농지보전 처리구인 배수구와 초생수로구는 비처리구에 비해 낮은 침두 유출량과 낮은 토양유실량을 나타내었다.구보다 14% 절감되는 것으로 나타났다.작용하는 것으로 사료된다.된다.정량 분석한 결과이다. 시편의 조성은 33.6 at% U, 66.4 at% O의 결과를 얻었다. 산화물 핵연료의 표면 관찰 및 정량 분석 시험시 시편 표면을 전도성 물질로 증착시키지 않고, Silver Paint 에 시편을 접착하는 방법으로도 만족한 시험 결과를 얻을 수 있었다.째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰

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Classification of Multi-temporal SAR Data by Using Data Transform Based Features and Multiple Classifiers (자료변환 기반 특징과 다중 분류자를 이용한 다중시기 SAR자료의 분류)

  • Yoo, Hee Young;Park, No-Wook;Hong, Sukyoung;Lee, Kyungdo;Kim, Yeseul
    • Korean Journal of Remote Sensing
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    • v.31 no.3
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    • pp.205-214
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    • 2015
  • In this study, a novel land-cover classification framework for multi-temporal SAR data is presented that can combine multiple features extracted through data transforms and multiple classifiers. At first, data transforms using principle component analysis (PCA) and 3D wavelet transform are applied to multi-temporal SAR dataset for extracting new features which were different from original dataset. Then, three different classifiers including maximum likelihood classifier (MLC), neural network (NN) and support vector machine (SVM) are applied to three different dataset including data transform based features and original backscattering coefficients, and as a result, the diverse preliminary classification results are generated. These results are combined via a majority voting rule to generate a final classification result. From an experiment with a multi-temporal ENVISAT ASAR dataset, every preliminary classification result showed very different classification accuracy according to the used feature and classifier. The final classification result combining nine preliminary classification results showed the best classification accuracy because each preliminary classification result provided complementary information on land-covers. The improvement of classification accuracy in this study was mainly attributed to the diversity from combining not only different features based on data transforms, but also different classifiers. Therefore, the land-cover classification framework presented in this study would be effectively applied to the classification of multi-temporal SAR data and also be extended to multi-sensor remote sensing data fusion.

Estimation of Unsaturated Hydraulic Conductivity by Tension Infiltrometer (Tension Infiltrometer를 이용한 불포화수리전도도의 추정)

  • Hur, Seung-Oh;Jung, Kang-Ho;Ha, Sang-Keon;Kim, Jeong-Kyu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.180-188
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    • 2006
  • 수리 전도도는 hydraulic gradient에 대한 flux의 비율 또는, flux-hydraulic gradient 직선의 기울기를 나타내며, 포화된 토양에서의 물의 이동이 포화수리 전도도이고 불포화된 토양에서의 이동이 불포화수리전도도이다. 일반적인 밭 상태에서의 토양수분 조건은 불포화수리 전도도로 표시하는 것이 적절하나 그 상태를 표현하기가 쉽지 않다. 토양의 불포화 상태를 나타내는데 가장 많이 쓰이고 있는 VGM(van Genuchten Mualem) 모형은 토양수분 포텐셜과 수분함량의 함수로 구성된 모형이며 몇 가지 매개변수가 필요하다. VGM 모형의 매개변수를 얻기 위해 본 연구에서는 VGM 모형의 매개변수를 계산해주는 프로그램인 Rosetta를 사용하였다. Rosetta 모형은 신경그물 얼개(neural network)를 이용하여 토양의 물리적 자료들인 토성이나 모래, 미사, 점토 함량 또는 용적밀도나 33kPa, 1500kPa에서의 토양수분 함량 자료를 가지고 VGM의 매개변수인 Ko(effective saturated hydraulic conductivity), ${\theta}r$(residual soil water content), ${\theta}s$(saturated soil water content), L, n, m(=1-1/n)을 예측하는 모형으로 미국 농무성(USDA-ARS)에서 개발한 프로그램이다. Rosetta를 이용하여 10kPa에서의 불포화수리 전도도를 예측하였다. 또한 Gardner(1958)와 Wooding (1968)의 모형을 기반으로 하여 만들어진 tension infiltrometer의 포화수리 전도도 값을 Gardner 식에 적용하여 1, 3, 5, 7kPa에서의 불포화수리 전도도 값을 17개 토양통을 대상으로 하여 구했다. 토양수분 potential이 3kPa에서는 물의 이동이 거의 없는 토양들이 있었는데 반해 남계통을 비롯한 학곡통, 회곡통, 백산통, 상주통, 석천통, 예산통 등 7개의 토양은 3kPa에서도 약간의 물의 이동이 있었다. 이는 모암이 화강 편마암인 관계로 토양 내에 물의 이동에 영향을 미치는 자갈의 함량이 높았기 때문일 것으로 생각되고 추후의 연구에서는 이 부분에 대한 내용도 검토되어야 할 것이다. 또한, 1kPa에서 물의 이동은 삼각통에서 35.21 cm/day로 이동 속도가 가장 컸으며 그 뒤로 예산통, 화봉통, 학곡통, 백산통 등이 토양에서 빠른 속도로 이동하였다. 가천통이나 석천통 및 우곡통은 1kPa에서의 이동 속도가 아주 느린 토양으로 판단되었다. 또한, 포화되지 않은 상태인 1kPa에서 물의 이동 속도를 VGM 모형에 의해 예측된 값과 측정된 값으로 비교하였을 때 불포화 수리 전도도가 예측되지 않은 토양(석천통, 지곡통, 풍천통)이 존재하여 불포화 수리 전도도 특성평가에 대한 VGM 모형의 적용성에 문제를 보였다. 이는 결과적으로 논이라는 영농형태가 존재하는 우리나라에서 토양의 수리적 특성해석을 위한 VGM 모형의 적용성에 한계가 있을 것으로 판단되었다.

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Prediction of Shore Tide level using Artificial Neural Network (인공신경망을 이용한 해안 조위예측)

  • Rhee Kyoung Hoon;Moon Byoung Seok;Kim Tae Kyoung;Oh jong yang
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.1068-1072
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    • 2005
  • 조석이란, 해면의 완만한 주기적 승강을 말하며, 보통 그 승강은 1일 약 2회이나, 곳에 따라서는 1일 1회의 곳도 있다. 조석에 있어서는 이 밖에 수일의 주기를 갖는 약간 불규칙한 승강, 반년, 또는 1년을 주기로 하는 다소 규칙적인 승강까지 포함하여 취급한다. 그러나, 각 항만마다 갖는 특정적인 주기인 수분내지 수십분의 주기의 승강은 조석으로 취급하지 않는다. 조석은 해양의 제현상 중에서 예측가능성이 가장 큰 현장으로 이는 조석이 천체의 운행과 연관되기 때문이다. 조석이란 지구로부터 일정한 거리에서 각 고유의 속도를 가지는 적도상을 운행하는 무수의 가상천체에 기인하는 규칙적인 개개의 조석을 합성한 것이며 이 개개의 조석을 분조(Constituent)라 한다. 여기에서 사용되는 신경망 모형은 입력과 출력으로 구성되는 블랙박스 모형으로서 하나의 시스템을 병렬적으로 비선형적으로 구축할 수 있다는 장점 때문에 과거 하천유역의 강우-유출과정에서의 경우 유출현상을 해석하고 유출과정을 모형화 하기 위해 사용하였다. 본 연구에서는 기존의 조위 예측방법인 조화분석법이 아닌 인공신경망을 이용하여 조위예측을 실시하였다. 학습이라는 최적화 과정을 통해 구조와 기능이 복잡한 자연현상을 그대로 받아들여 축적시킴으로써 이를 지식으로 현상에 대한 재현능력이 뛰어나고, 또한 신경회로망의 연상기억능력에 적용하여 수학적으로 표현이 불가능한 불확실한 조위곡선에 적용하기에 유리한 장점을 가지고 있다. 본 연구의 목적은 과거 조위이론을 통해 이루었던 조위예측을 우리가 알기 쉬운 여러 기후인자(해면기압, 풍향, 풍속, 음력 등)에 따른 조위곡선을 예측하기 위해 신경망 모형을 이용하여 여수지역의 조위에 적용하여 비교 분석하고자 한다. May가 제안한 공식을 더 확장하여 적용할 수 있는 실험 공식으로 개선하였으며 다양한 조건에 대한 실험을 수행하여 보다 정밀한 공식으로 개선할 수 있었다.$10,924m^3/s$ 및 $10,075m^3/s$로서 실험 I의 $2,757m^3/s$에 비해 통수능이 많이 개선되었음을 알 수 있다.함을 알 수 있다. 상수관로 설계 기준에서는 관로내 수압을 $1.5\~4.0kg/cm^2$으로 나타내고 있는데 $6kg/cm^2$보다 과수압을 나타내는 경우가 $100\%$로 밸브를 개방하였을 때보다 $60\%,\;80\%$ 개방하였을 때가 더 빈번히 발생하고 있으므로 대상지역의 밸브 개폐는 $100\%$ 개방하는 것이 선계기준에 적합한 것으로 나타났다. 밸브 개폐에 따른 수압 변화를 모의한 결과 밸브 개폐도를 적절히 유지하여 필요수량의 확보 및 누수방지대책에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.8R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$로 나타났다.천성 승모판 폐쇄 부전등을 초래하는 심각한 선

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COMPARISON OF LINEAR AND NON-LINEAR NIR CALIBRATION METHODS USING LARGE FORAGE DATABASES

  • Berzaghi, Paolo;Flinn, Peter C.;Dardenne, Pierre;Lagerholm, Martin;Shenk, John S.;Westerhaus, Mark O.;Cowe, Ian A.
    • Proceedings of the Korean Society of Near Infrared Spectroscopy Conference
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    • 2001.06a
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    • pp.1141-1141
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    • 2001
  • The aim of the study was to evaluate the performance of 3 calibration methods, modified partial least squares (MPLS), local PLS (LOCAL) and artificial neural network (ANN) on the prediction of chemical composition of forages, using a large NIR database. The study used forage samples (n=25,977) from Australia, Europe (Belgium, Germany, Italy and Sweden) and North America (Canada and U.S.A) with information relative to moisture, crude protein and neutral detergent fibre content. The spectra of the samples were collected with 10 different Foss NIR Systems instruments, which were either standardized or not standardized to one master instrument. The spectra were trimmed to a wavelength range between 1100 and 2498 nm. Two data sets, one standardized (IVAL) and the other not standardized (SVAL) were used as independent validation sets, but 10% of both sets were omitted and kept for later expansion of the calibration database. The remaining samples were combined into one database (n=21,696), which was split into 75% calibration (CALBASE) and 25% validation (VALBASE). The chemical components in the 3 validation data sets were predicted with each model derived from CALBASE using the calibration database before and after it was expanded with 10% of the samples from IVAL and SVAL data sets. Calibration performance was evaluated using standard error of prediction corrected for bias (SEP(C)), bias, slope and R2. None of the models appeared to be consistently better across all validation sets. VALBASE was predicted well by all models, with smaller SEP(C) and bias values than for IVAL and SVAL. This was not surprising as VALBASE was selected from the calibration database and it had a sample population similar to CALBASE, whereas IVAL and SVAL were completely independent validation sets. In most cases, Local and ANN models, but not modified PLS, showed considerable improvement in the prediction of IVAL and SVAL after the calibration database had been expanded with the 10% samples of IVAL and SVAL reserved for calibration expansion. The effects of sample processing, instrument standardization and differences in reference procedure were partially confounded in the validation sets, so it was not possible to determine which factors were most important. Further work on the development of large databases must address the problems of standardization of instruments, harmonization and standardization of laboratory procedures and even more importantly, the definition of the database population.

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Speaker-Adaptive Speech Synthesis based on Fuzzy Vector Quantizer Mapping and Neural Networks (퍼지 벡터 양자화기 사상화와 신경망에 의한 화자적응 음성합성)

  • Lee, Jin-Yi;Lee, Gwang-Hyeong
    • The Transactions of the Korea Information Processing Society
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    • v.4 no.1
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    • pp.149-160
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    • 1997
  • This paper is concerned with the problem of speaker-adaptive speech synthes is method using a mapped codebook designed by fuzzy mapping on FLVQ (Fuzzy Learning Vector Quantization). The FLVQ is used to design both input and reference speaker's codebook. This algorithm is incorporated fuzzy membership function into the LVQ(learning vector quantization) networks. Unlike the LVQ algorithm, this algorithm minimizes the network output errors which are the differences of clas s membership target and actual membership values, and results to minimize the distances between training patterns and competing neurons. Speaker Adaptation in speech synthesis is performed as follow;input speaker's codebook is mapped a reference speaker's codebook in fuzzy concepts. The Fuzzy VQ mapping replaces a codevector preserving its fuzzy membership function. The codevector correspondence histogram is obtained by accumulating the vector correspondence along the DTW optimal path. We use the Fuzzy VQ mapping to design a mapped codebook. The mapped codebook is defined as a linear combination of reference speaker's vectors using each fuzzy histogram as a weighting function with membership values. In adaptive-speech synthesis stage, input speech is fuzzy vector-quantized by the mapped codcbook, and then FCM arithmetic is used to synthesize speech adapted to input speaker. The speaker adaption experiments are carried out using speech of males in their thirties as input speaker's speech, and a female in her twenties as reference speaker's speech. Speeches used in experiments are sentences /anyoung hasim nika/ and /good morning/. As a results of experiments, we obtained a synthesized speech adapted to input speaker.

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A design of Optimized Vehicle Routing System(OVRS) based on RSU communication and deep learning (RSU 통신 및 딥러닝 기반 최적화 차량 라우팅 시스템 설계)

  • Son, Su-Rak;Lee, Byung-Kwan;Sim, Son-Kweon;Jeong, Yi-Na
    • The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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    • v.13 no.2
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    • pp.129-137
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    • 2020
  • Currently, The autonomous vehicle market is researching and developing four-level autonomous vehicles beyond the commercialization of three-level autonomous vehicles. Because unlike the level 3, the level 4 autonomous vehicle has to deal with an emergency directly, the most important aspect of a four-level autonomous vehicle is its stability. In this paper, we propose an Optimized Vehicle Routing System (OVRS) that determines the route with the lowest probability of an accident at the destination of the vehicle rather than an immediate response in an emergency. The OVRS analyzes road and surrounding vehicle information collected by The RSU communication to predict road hazards, and sets the route for the safer and faster road. The OVRS can improve the stability of the vehicle by executing the route guidance according to the road situation through the RSU on the road like the network routing method. As a result, the RPNN of the ASICM, one of the OVRS modules, was about 17% better than the CNN and 40% better than the LSTM. However, because the study was conducted in a virtual environment using a PC, the possibility of accident of the VPDM was not actually verified. Therefore, in the future, experiments with high accuracy on VPDM due to the collection of accident data and actual roads should be conducted in real vehicles and RSUs.

An Optimized Combination of π-fuzzy Logic and Support Vector Machine for Stock Market Prediction (주식 시장 예측을 위한 π-퍼지 논리와 SVM의 최적 결합)

  • Dao, Tuanhung;Ahn, Hyunchul
    • Journal of Intelligence and Information Systems
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    • v.20 no.4
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    • pp.43-58
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    • 2014
  • As the use of trading systems has increased rapidly, many researchers have become interested in developing effective stock market prediction models using artificial intelligence techniques. Stock market prediction involves multifaceted interactions between market-controlling factors and unknown random processes. A successful stock prediction model achieves the most accurate result from minimum input data with the least complex model. In this research, we develop a combination model of ${\pi}$-fuzzy logic and support vector machine (SVM) models, using a genetic algorithm to optimize the parameters of the SVM and ${\pi}$-fuzzy functions, as well as feature subset selection to improve the performance of stock market prediction. To evaluate the performance of our proposed model, we compare the performance of our model to other comparative models, including the logistic regression, multiple discriminant analysis, classification and regression tree, artificial neural network, SVM, and fuzzy SVM models, with the same data. The results show that our model outperforms all other comparative models in prediction accuracy as well as return on investment.