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도로 네트워크의 안정성과 효율성을 평가하고, 이를 바탕으로 교통사고와 같이 특정 구간의 도로를 사용할 수 없는 문제 상황에 빠르게 대처하는 것은 중요한 문제이다. 이에 본 연구에서는 여과 이론을 바탕으로 도로 네트워크의 안정성 및 효율성 평가 지표를 구성하고, 서울의 도로 네트워크에 적용하여 각 도로가 전체 도로 네트워크의 안정성과 효율성에 미치는 영향력을 시각화하였다. 국내 도로 네트워크에 여과 이론을 기반으로 한 평가 지표를 도입하고, 그 결과를 시각화한 사례는 존재하지 않아 본 연구는 선행연구와 다른 차별점을 갖는다. 본 연구는 이전에 정의되지 않았던 방식의 도로 네트워크 평가 지표를 새로 제시하고, 현 도로 네트워크의 개선점 탐색 및 보완을 위한 수학적 근거를 마련한다는 점에서 의의가 있다. 주제어: 여과 이론, 도로 네트워크, 안정성과 효율성, 평가 지표 개발, 시각화
자율주행의 기술은 컴퓨터 소프트웨어의 발전에 따라 빠르게 변화하고 있다. 자율주행 자동차는다양한 작업을수행할수있으며, 이러한 기술들은 운전자에게 편의성과 안전성을 제공하는 역할을 한다. 특히 차선 변경 상황에서의 사고와 같이 운전자의 판단력부족이나 주의력 부족으로 인해 발생하는 사고에 있어 자율주행의 기술은 더욱 중요해졌다. 또한 자율주행 자동차의 기술 발전으로 운전자의 개입이 점점 불필요해지게 되었다. 이에 따라 차량 내에서 운전자의 활동은 더욱 자유로워지게 되었고 승차감 개선이 필요해지게 되었다. 본 연구에서는 Artificial Potential Field(APF) Model Predictive Control(MPC)를 이용한 차선 변경 알고리즘을 개발하고 검증하며, 주행성과 안정성만을 고려하던 기존의 제한 조건에 승차감을 추가하여 경로 생성 알고리즘을 만들 것이다. Keywords: 자율주행 자동차, 승차감, 차선 변경,MPC,APF
환경 호르몬으로 알려진 프탈레이트는 다양한 산업에 사용되지만인체에 심각한 악영향을 미칠 수 있는 유기물이다. 이전 연구에서는 초파리를 사용하여 프탈레이트 노출이 생식 주기에 미치는 영향이 연구되었는데 특히 노출은 초파리의 일주기성을 손상시키는 것으로 나타났다 이러한 배경을 바탕으로 본 연구에서는 에 노출된 초파리의 생식 주기에 미치는 영향을 조사할 것이다. 실험 결과, phthalate 노출 그룹의 경우 일주기성이 손실되어 생식 주기와 리듬이 깨지고, 이로 인해 교미의 성공률이 감소할 것으로 예상된다. 또한, RNA-seq 분석을 통해 프탈레이트 노출에 따른 유전자 발현 변화를 확인하였으며, 이를 기반으로 프탈레이트의 영향을 받는 생물학적 반응과 관련된 경로를 예측할 수 있다. 주제어: 환경 호르몬, 프탈레이트, 초파리, 생식 주기와 활동
식물에 양분을 제공하고 식물을 지지해줌으로써 식물을 더 잘 자라게 할 수 있는 배양 배지에 관한 연구는 꾸준히 진행되었다. 대부분의 연구는 배지에 화학 물질을 첨가하여 뿌리를 생장시키는 연구이며, 한 연구에서는 한천 배지 용액에 백수정 파우더를 첨가하여 배지 내 물과 영양분이 존재하지 않는 공간을 조성함으로써 한천 배지 내 애기장대 뿌리의 생장을 촉진하고자 하였다[1]. 우리는 이 연구 결과에서 착안하여 배지에 일정한 공간을 조성함으로써 배지 내의 공간이 애기장대의 뿌리가 생장하는 데에 주는 영향을 확인하고자 하였다. 일정한 크기의 incutissue에 한천 배지를 제작하고, 코니칼 튜브를 이용해 뿌리가 통과할 수 없는 공간을 조성하여 각각의 공간이 애기장대 뿌리의 생장 특성에 주는 영향을 비교하고자 한다. MS 배지, 애기장대, 뿌리 성장, 공간 조성
Blotto game이란, 자신이 가진 재화를 적절히 분배하여 n개로 나누고, 각각의 값을 a(i)라고 했을 때 상대와의 a(i) 값을 총 n회 비교하여 더 큰 수이면 1점을 얻는 방식의 게임이다. 최종적으로 더 많은 점수를 얻은 사람이 승리하며, 본 연구에서는 이 게임을 조금 변형하고자 한다. 변형된 Blottogame은 재화를 분배하는 최초 과정 없이, 순차적으로 매회 승패를 결정하여 점수를 1점씩 가져가 는 방식이다. 이러한 순차적인 Blotto game의 최적 전략을 찾은 후, 이 게임을 적절하게 수행할 수 있는 알고리즘을 프로그래밍하였다. 이 알고리즘은 비슷한 방식의 게임 이론이나, 정보과학에서의 greedy algorithm 등 다양한 알고리즘 분야에서 응용될 수 있을 것이다. 주제어: 게임 이론, 확률과 통계, 다변수, 알고리즘, 최적 전략
가위바위보는 무작위로 승자를 고르는 대표적인 게임이다. 그런데 많은 인원 중에서 한 명을 뽑아야 하는 경우에 가위바위보를 이용하면 시행 횟수가 너무 커지거나 각 사람이 이길 확률이 달라져 불공평해지는 문제가 생길 수 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 n명이 가위바위보를 해서 한 명의 승자를 고를 때, 시간이 적게 걸리면서 공정한 최적의 로드을 찾는 것을 목표로 한다. 이를 위해 각 n에 대해 최적일 가능성이 있는 로드을 모두 탐색한다. 이때 이 과정에서 각 분할 방법에 대한 평균 시행 횟수와 공정성을 계산하는 일반화된 식을 구한다. 그리고 각 로드에 대한 총 시행 횟수의 기댓값과 각 사람이 뽑힐 확률의 표준편차를 계산하고 이들을 이용해 평가함수를 만든다. 또한 컴퓨터 프로그래밍을 이용해서 주어진 가중치와 n에 대해 평가함수 값을 최소로 하는 최적의 로드를 찾을 수 있었다. 주제어: 가위바위보, 인원 분할, 로드, 공정성, 효율성
본 연구는 GMM 알고리즘을 적용해 같은 시간 값에 대해 다수의 데이터가 관측되는 시계열을 확률적 분포로 분석하는 과정을 탐구한다. 실험 과정에서 반복 실험을 진행하거나 서로 다른 관측소에서 시간에 따른 이산화탄소 농도를 측정하는 경우 평균 같은 대푯값을 선정해 시간축과 데이터 값을 일대일 대응 시키지만, 이러할 경우 유의미하게 반복되는 튀는 값을 오차로 간주하여 분석하지 못하는 오류를 범할 수 있다. 따라서 GMM 알고리즘을 통해 하나의 시간값에 대해 정렬된 여러 데이터들의 분포를 적절한 정규분포 그래프의 합으로 표현하고, 이를 통해 확률값을 매겨 데이터를 간소화하고자한다. 이후 선택적으로 만든 추세선에 확률값에 따른 기여도를 매겨 최종적으로 추후 예측값의 확률적 추세를 확인하고자 한다. 주제어: 추세선, 정확도, 분포도, clustering, GMM algorithm, density estimation
환경 호르몬으로 알려진 프탈레이트는 다양한 산업에 사용되지만, 인체에 심각한 악영향을 미칠 수 있는 유기물이다. 이전 연구에서는 초파리를 사용하여 프탈레이트 노출이 생식 주기에 미치는 영향이 연구되었는데, 특히 DBP 노출은 초파리의 일주기성을 손상시키는 것으로 나타났다. 이러한 배경을 바탕으로 본 연구에서는 DBP에 노출된 초파리의 생식 주기에 미치는 영향을 조사할 것이다. 실험 결과, Phthalate 노출 그룹의 경우 일주기성이 손실되어 생식 주기와 리듬이 깨지고, 이로 인해 교미의 성공률이 감소할 것으로 예상된다. 또한, RNA-seq 분석을 통해 프탈레이트 노출에 따른 유전자 발현 변화를 확인하였으며, 이를 기반으로 프탈레이트의 영향을 받는 생물학적 반응과 관련된 경로를 예측할 수 있다. 주제어: 환경 호르몬, 프탈레이트, 초파리, 생식 주기와 활동
도시화가 진행됨에 따라 사람들은 더욱더 밀집하여 살게 되었고, 도시는 더 확충된 교통시설을 필요로 하게 되었다. 특히, 수원과 같이 오래전부터 형성된 도시는 이 현상을 더 심하게 겪고 있다. 이에 따라 단순히 교통 시설을 늘리는 것이 아닌 교통수요를 관리하는 정책이 필요해졌고, 간선급행버스체계(이하 BRT)가 각광받게 되었다. 따라서 본 연구는 BRT 타당성을 검토하고, 적용 대상 구간을 제안한다. 이를 위해 수원시의 교통 양상을 분석하고, BRT 설계를 위한 발판을 마련하였다. 그리고 수원시민의 통근 지역과 이용하는 교통수단 및 자주 이용되는 노선을 분석하여 실제 BRT가 적용되는 것이 좋은 도로를 선정하였다. 이를 통해 수원시내에서 버스의 정시성 확보와 평균 운행속도 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 주제어: BRT, 교통수요관리정책, 버스중앙차로제, 대중교통 분담률, 노선 설계
그래프의 특수한 형태인 트리에서는 임의의 두 정점 사이의 거리를 구하는 질의를 LCA 알고리즘을 이용하여 평균 O(log V)에 해결해줄 수 있다. 본 연구는 위 질의를 다른 특수한 그래프에서도 빠르게 해결하고자 하였다. 본 연구는 평면 그래프의 일종인 할린 그래프에서는 센트로이드 분할과 다익스트라 알고리즘을 응용하여 전체 질의를 O(((V + E)log V + Q)log V)에 오프라인으로 구할 수 있음을 증명하였다. 또한 어떤 트리를 대칭시켜 만든 그래프인 ‘거울 대칭 트리 그래프’에서는 질의당 O(log N)에 온라인으로 해결할 수 있음을 증명하였다. 본 연구는 이에 더 나아가서 할린 그래프를 대칭시킨 그래프에서도 O(((V + E)log V + Q)log V)에 오프라인으로 구할 수 있음을 증명하였다. 이를 통하여, 특수한 그래프에서는 분할 정복을 이용하여 오프라인으로 빠르게 최단 경로 질의에 응할 수 있다는 점과, 그러한 그래프를 대칭 변환한 새로운 그래프에서도 유사한 방법으로 빠르게 구할 수 있다는 점을 보이고 있다. 주제어: Algorithm, Divide and Conquer, Centroid Decomposition, Graph Theory, Shortest Path
다양한 최적화 문제에서 활용되는 메타휴리스틱은 현재 많은 연구가 진행되고 있는 분야이다. 더 나은 최적해를 구하는 메타휴리스틱을 제시하기 위한 연구는 끊임없이 이루어졌다. 본 연구에서는 벌매의 특이한 사냥 방식에서 아이디어를 얻어 새로운 메타휴리스틱을 제시하고자 하였다. Exploration과 Exploitation 각각의 과정에 대해 2개 이상의 모델을 만들었으며, 이를 23종의 benchmark function으로 테스트하였다. GWO, WOA와 같은 다른 메타휴리스틱과 비교했을 때 더 나은 성능을 보여주는 일부 함수가 존재함을 확인하였다. 본 연구를 통해 이상적인 해에 더 근접한 최적의를 효과적으로 구할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 뇌파측정 장치를 이용한 베타파 측정을 통해 공포증과의 상관관계를 분석하고자 하였다. 같은 학교 학생들을 대상으로 피실험자를 모집하였으며, 실험은 안정된 뇌파를 측정하고 VR를 착용한 후 안정부터 자극을 받을 때까지의 뇌파를 비교하였다. 또한 실험군을 무작위로 치료를 진행하는 그룹과 진행하지 않는 그룹으로 나눈 뒤 2차 자극을 주었다. 공포증을 가지고 있지 않은 대조군과 대조를 하여 베타파와 공포증을 정량화시켰으며, 둔감화 치료를 통한 공포증의 약화를 재측정을 통해 확인하였다. 사람과 상황에 따른 차이에 의해 관측되는 베타파의 경향성을 분석하고, 공포증 치료의 정도를 정량적으로 확인하여 추후 치료에도 응용할 수 있는 결과를 얻을 수 있었다.