기계학습 기법을 이용한 바지형 선박의 횡동요 RAO 예측

임재환 한국해양대학교 해양과학기술전문대학원 2020 국내석사

Recently, Artificial Intelligence(AI) technology has been applied in various industries due to increased interest in the fourth industrial revolution. However, research related to AI is relatively lacking in shipbuilding and maritime industries because of the characteristic of the industrial structure that information disclosure is limited. But shipbuilding and maritime industries are a complex industry in which various sectors are merged, and large amounts of data are generated. In addition, various forms of data are generated by the shipbuilding and marine industries in their respective processes, including design, construction, maintenance and operation. Therefore, it is believed that AI technology can be applied to optimizing design, efficiency of maintenance, and stability evaluation in operation to produce significant results. Many existing studies have mainly been done to improve efficiency in terms of production management and to optimize ship operation. In this paper, however, a machine learning prediction model was built for predicting the lateral homologous RAO from the design optimization perspective of ships. Data used in the paper were for barge types registered in advance, and RAO was generated for each vessel in an in-house code using the three-dimensional singularity distribution method. In addition, Python and Tensorflow was used to build the prediction model, and statistical techniques were used to measure the results of changing the hyper parameters of the prediction model to evaluate the accuracy of the results. Thus, unlike previous studies targeting specific targets, this paper has a difference in that it has targeted several vessels. Finally, the purpose of the study is to identify the approximate RAO for vessels where the drawing of ships does not exist, and to improve the efficiency of the modelling and analytical processes necessary to obtain RAO. Furthermore, it is thought that it will be possible to develop into a study that will help assess the stability of autonomous driving vessels in the future, given that the stability of vessels with specific dimensions can be identified. 최근 4차 산업혁명에 대한 관심의 증가로 인공지능 기술이 다양한 산업에서 적용되고 있다. 그러나 조선 및 해양산업에서는 정보공개가 제한적이라는 산업구조 특성상 인공지능과 관련된 연구가 상대적으로 부족한 실정이다. 하지만 조선 및 해양산업은 다양한 분야가 융합된 복합적인 산업으로 많은 양의 데이터가 생성되는 산업 중 하나이다. 뿐만 아니라 조선 및 해양산업은 설계, 건조, 유지 보수, 운항 등 각각의 과정에서 갖가지 형태의 데이터가 발생한다. 따라서 인공지능 기술을 설계 최적화, 유지 보수의 효율성, 운항 시 안정성 평가 등에 적용하여 유의미한 결과를 도출할 수 있을 것이라 판단된다. 기존의 많은 연구들은 생산관리 측면의 효율을 개선하기 위한 연구와 선박의 운항의 최적화를 위한 연구가 주를 이루어왔다. 그러나 본 논문에서는 선박의 설계 최적화관점에서 횡동요 RAO를 예측을 위한 기계학습 예측모델을 구축하였다. 논문에 사용된 데이터는 선급에 등록된 바지형 선박을 대상으로 하였으며, 각각의 선박에 대하여 3차원 특이점 분포법을 사용한 In-house code로 선박별로 RAO를 생성하였다. 그리고 예측모델을 구축함에 있어 Python의 Tensorflow를 사용하였으며, 결과의 정확도 평가를 위하여 예측모델의 하이퍼 파라미터를 변경한 결과들에 대해서 통계적인 기법들을 평가 지표로 사용하였다. 따라서 본 논문은 특정 대상을 타겟으로 하는 기존의 연구들과는 달리 여러 척의 선박을 대상으로 하였다는 점에서 차이가 존재한다. 최종적으로 연구의 목적은 선박의 도면이 존재하지 않는 선박에 대한 대략적인 RAO를 파악함과 동시에, RAO를 구하는데 있어 필요한 모델링 과정과 해석 과정에 대한 효율성 개선에 목적이 있다. 더 나아가 특정 제원을 가지는 선박의 적재상태에 따른 안정성을 파악할 수도 있다는 점에서 향후 자율운항선박의 항행 중 안정성 평가에 도움이 되는 연구로 발전할 수 있을 것이라 판단된다.

기판에 대해 수직하게 진동하는 중첩면적 변화방식의 에너지 수집 소자 연구

임재환 한국산업기술대학교 대학원 2014 국내석사

In this paper, MEMS Electrostatic energy harvester with out-of-plane overlap driving mode was developed. First, a simple model for the simulation of energy conversion efficiency of electrostatic MEMS energy harvester is proposed. Out-of-plane overlap device was proven to have the best energy conversion efficiency when it has very low distance of a few ㎛ between the combs and very low parasitic capacitance. Structural simulation was performed using COMSOL software and electret charging method using ion generators was presented. This device has a finger comb structure and fabricated by SOI-based process. The basic model and 2nd model that has the increased length of spring were produced. The experimental result shows that the developed energy harvester can convert input vibration of 6.5 g in the range of 1190~1310 Hz to the output voltage of 1.6~2.94 V for basic model and in the rage of 1010~1200 Hz to the output voltage of 2.2~3.04 V for 2nd model. Considering the effective volume of both type of device [2×2×(0.02×2) ㎣], maximum output power per unit volume are 286 ㎼/㎤ for basic model, 392 ㎼/㎤ for second model. 기판에 대해 수직하게 진동하는 중첩면적 변화 방식의 에너지 수집 소자를 최초로 구현하였다. 먼저 단순화된 기본 모델을 통해 에너지 변환효율을 계산하여 구동방식별로 효율을 비교하였다. Finger comb 사이의 간격이 수 ㎛ 정도로 좁고 기생 정전용량 값이 작으면 out-of-plane overlap 구동방식의 에너지 변환효율이 가장 뛰어남을 확인하였다. 계산 결과를 토대로 COMSOL과 ANSYS로 시뮬레이션을 진행함과 더불어 이온발생기를 이용한 저비용 electret 충전장비를 제작하였다. 기본 모델과 스프링의 길이를 2배로 늘린 2가지 타입의 소자가 SOI기판을 사용하여 제작되었다. 가진기와 capacitive read out IC를 사용한 실험에서 기본 모델 소자의 출력은 6.5 g, 1190~1310 Hz에서 1.6~2,94 V가 나왔으며, 스프링 길이를 2배로 늘린 소자는 6.5 g, 1010~1200 Hz에서 2.2~3.04 V가 나왔다. 소자의 유효부피를 [2×2×(0.02×2) ㎣], 입력 전압을 5 V라 가정했을 때 단위 부피당 출력 에너지는 기본 모델이 286 ㎼/㎤, 두 번째 타입의 소자는 392 ㎼/㎤라는 결과를 얻을 수 있었다. 본 에너지 수집 소자는 소형 에너지 공급 장치로서 적용 될 수 있다.

韓醫學的 홧병 치료에 따라 나타나는 홧병 환자의 스트레스지각 정도와 臨床樣相의 변화에 대한 比較硏究

임재환 경희대학교 대학원 2000 국내석사

This study was designed and performed to identify the effects of oriental medical therapy on hwabyung patients by investigating the life events as the cause of Hwabyung, recent stress perception which influences the clinical appearances and the change of symptoms by means of objective scales. 1. Through life events rating scale, life events are reported as follows, in the order of majority. Health, discord within family, martial life, friendship and interest, religion etc. Hwabyung patients experienced negative stress much more than positive stress. 2. Through the GARS(Global Assessment of Recent Stress), there were some significant decreases of stress perception in stress4(stress of sickness or injury), stress7(stress of change or no change in routine) and stress8(overall global stress)(p<0.05, respectively), but there were no significant decreases in five items out of eight items. 3. There were significant decreases of all rated symptoms(feeling of chest oppressed, stuffy in the chest or epigastric mass, feeling of something pushing-up, flushing of body or face, abrupt impulsion of anger, resentment), which were checked weekly for 4 times(p<0.05, respectively). Symptoms of hwabyung improved regardless of stress perception. According to the above results, we have concluded that hwabyung patients have improved significantly through oriental medical therapy.

지자기 측정을 위한 Lock-in Amp 내장형 2차원 fluxgate 센서에 관한 연구

임재환 釜慶大學校 大學院 2003 국내석사

米穀生産에 있어서 最適資源配分에 關한 硏究 : 물과 肥料를 中心으로

임재환 서울大學校 大學院 1989 국내박사

Differences in the clinical characteristics of idiopathic benign paroxysmal positional vertigo according to serum vitamin D status

임재환 전남대학교 대학원 2020 국내석사

연구 배경 및 목적: 양성돌발체위현훈 (Benign paroxysmal positional vertigo, BPPV) 은 이석기관 (난형낭 혹은 구형낭) 의 평형반에서 떨어져 나온 이석의 일부가 반고리관 내로 들어가서 발생하는 가장 흔한 말초성 전정 질환이다. 비타민 D는 이석 기관의 칼슘 대사에 있어서 항상성을 유지하는 역할을 한다고 알려져 있으며, 기존의 연구들은 비타민 D의 결핍은 특발성 BPPV의 위험인자 중 하나이며, 재발률을 높일 수 있음을 보고하였다. 그러나 특발성 BPPV 환자에서 혈청 비타민 D 수치에 따라 치료에 대한 반응 및 안진의 성상을 비교한 연구는 없어, 본 연구를 통해 알아보고자 하였다. 연구 내용 및 방법: 2017년 3월부터 2020년 2월까지 전남대병원에 내원한 총 217명의 특발성 BPPV 환자가 연구대상자로 등록되었다. BPPV 진단은 바라니 소사이어티 (Barany society)에서 2015년에 제시한 BPPV 진단 기준에 따랐으며, 전정신경염 등 내이 질환 및 두부외상 후 발생한 2차성 BPPV 환자들은 연구대상에서 제외하였다. 본 연구에서는 혈청 비타민 D 수치에 따라, ‘정상군 (≥ 20 ng/ml)’ 과 ‘감소군 (< 20 ng/ml)’ 으로 나누어 두 군 간의 인구통계학적 및 임상적 특성들, 체위성 안진의 발현잠복기(onset latency)와 발현-최고서상속도까지의 잠복기(onset-to-peak latency), 치료 결과를 각각 비교하였다. 연구 결과: 연구 대상 중 133명 (61.3%)에서 비타민 D 결핍이 관찰되었고, 두 군 간의 연령, 성비, BPPV의 아형별 분포 (후반고리관, 측반고리관, 전반고리관) 및 이석정복술 성공률에서 유의한 차이는 없었다. BPPV 환자의 계절별 분포에서는 가을 (27.3%) 과 겨울 (28.4%) 에 더 많이 발생하였고, 평균 비타민 D 수치는 겨울이 다른 계절에 비해 유의하게 더 낮았다 (p<0.05). 이석정복술에 의해 관해를 보인 환자들 중에서 비타민 D 감소군이 정상군에 비해 좀 더 많은 횟수의 반복적 이석정복술을 필요로 하였고 (정상군=2.01±0.89, 감소군=2.38±1.04, p=0.02), 측반고리관 BPPV 환자들은 비타민 D 감소군이 정상군에 비해 체위유발안진의 발현잠복기 (p=0.028) 와 발현-최고서상속도까지의 잠복기 (p<0.001) 가 더 길었다. 결론: 본 연구를 통해, 비타민 D 수치는 특발성 BPPV의 인구통계학적 특성, 혈관위험인자 그리고 아형별 분포에 영향을 미치지는 않았으나, BPPV 발생률에 있어서는 계절별 차이를 보였다. 또한 비타민 D 감소군에서 BPPV 치료를 위해 좀 더 많은 횟수의 이석정복술이 필요하였고, 체위안진의 잠복기들이 더 길게 측정되었다. 이를 통해 비타민 D 결핍이 이석의 성상에 영향을 미칠 수 있음을 추론해 볼 수 있으며, 이를 검증하기 위한 후속연구가 필요하겠다. Background: Benign paroxysmal positional vertigo (BPPV) is the most common peripheral vestibular disorder caused by dislodged otoconia. Vitamin D is known to be associated with homeostasis in calcium metabolism of the otolith organ. Several studies have reported that vitamin D deficiency is a risk factor for idiopathic BPPV and may influence the recurrence rate of BPPV. However, to our knowledge, no study to date has compared treatment responses and characteristics of positional nystagmus in idiopathic BPPV according to serum vitamin D levels. This study aimed to evaluate whether serum vitamin D levels lead to clinical differences in idiopathic BPPV. Methods: A total of 217 consecutive BPPV patients were enrolled between March 2017 and February 2020. The diagnosis of BPPV was based on the diagnostic criteria of BPPV suggested by the Barany Society. Patients with a history of inner ear diseases, head trauma, or other vestibular disorders (e.g., vestibular neuritis) were excluded. Based on serum vitamin D levels, we divided the study population into two subgroups: a ‘normal group (≥ 20 ng/ml)’ and a ‘decreased group (< 20 ng/ml)’. Demographics, clinical characteristics, and treatment outcomes were compared between the two groups. Results: Vitamin D deficiency was found in 133 patients (61.3 %). The mean age, sex, and subtype of BPPV (e.g., posterior canal-BPPV, horizontal canal-BPPV), and success rates of the canalith repositioning maneuver (CRM) were not different between the two groups. However, in terms of seasonal distribution, BPPV was more prevalent during autumn (27.3%) and winter (28.4%). The median serum vitamin D levels in the winter subgroup were lower than they were in the other seasonal subgroups (p<0.05). BPPV patients with vitamin D deficiency required more CRMs for successful treatment (normal group=2.01±0.89, decreased group=2.38±1.04, p=0.02). In addition, both the onset latencies (p=0.028) and the onset-to-peak latencies (p=<0.001) of the nystagmus elicited by provocative positioning maneuvers in horizontal canal-BPPV were longer in the group with decreased serum vitamin D levels. Conclusions: In this study, overall demographics, vascular risk factors, and subtypes of BPPV in the patients did not differ according to their serum vitamin D status. However, there was a seasonal variation in the prevalence of BPPV, and it may be related to serum vitamin D levels. Longer latencies of positional nystagmus and more CRMs were required for treatment of the vitamin D deficient group, suggesting that vitamin D deficiency may affect the character of dislodged otoconia.

ERP시스템 감정평가 방법론 설계에 관한 연구

임재환 대진대학교 대학원 2012 국내석사

오늘날 IT가 발전함에 기업 내의 모든 인적, 물적 자원을 효율적으로 관리하여 궁극적으로 기업의 경쟁력을 강화시켜 주는 역할을 하게 되는 주는 역할을 하는 ERP시스템(전사적 자원관리 시스템)을 많은 기업에서 경영혁신의 도구로서 도입하고 있다. 그러나 기업에서 ERP 시스템을 도입하면서 구축 범위, 구축 과정, 유지보수 관리 등에서 문제가 발생하여 기업에서 ERP 시스템에 대한 만족도 부족 및 비즈니스 프로세스 개선 실패로 인하여 관련 분쟁 사례가 증가하고 있다. 이로 인하여 ERP 시스템에 대한 품질, 완성도 혹은 하자여부를 판단하는 감정평가가 증가하고 있는 추세이다. 그러나 기존에 ERP 시스템 완성도 혹은 하자여부 판단하는 전문적인 감정평가 방법에 관한 연구가 미흡한 상태이다. ERP 시스템은 일반적으로 패키지 형태의 시스템과는 달리 비즈니스 프로세스 분석 단계(사용자 요구분석 단계, 설계 및 구현단계)에서 계약의 내용이 수정/확정되어지며, 업종 및 국가별 비즈니스 프로세스 특성에 따라 일반화된 모듈 프레임워크(Template)를 그대로 적용하기 어려운 점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 ERP 시스템 완성도 평가 방법론 설계를 위하여 ERP 시스템 메타적 분석을 통하여 현재까지 국내에서 진행된 ERP 시스템 연구 동향을 분석하고, ERP 시스템 완성도 감정평가를 위해 기존에 있던 소프트웨어 감정 평가에 관한 연구사례를 살펴보았으며, 국내외 ERP 시스템에 대한 기본구조와 함께 세부적인 (공통/상이)모듈에 대해 정리를 수행하고, 이를 대상으로 핵심적인 비즈니스 업무수행을 위한 세부적인 단계별 절차를 추출하고자 한다. 아울러 설계된 시스템 전체(세부)모듈에 대한 상대적 가중치를 산정하고 이에 부합되는 평가방법으로 제시함으로써, 전사적 자원관리 시스템 감정을 위한 기초자료를 구축하고자 한다.

텔레포니 인터페이스를 갖는 VXML 시스템 구성에 대한 연구

임재환 경희대학교 산업정보대학원 2002 국내석사

전 세계적으로 음성분야를 IP에 기반 한 인터넷에 구현하려는 움직임이 활발하게 진행되고 있으며 이와 더불어 음성기술이 실용화 수준으로 발전함에 따라 음성포털을 비롯한 음성인식 응용분야가 새로운 이슈로 떠오르고 있다. 본 논문은 대화형 마크업언어인 VXML을 기반으로 하여 인터넷 서비스에서 휴먼인터페이스를 추구하는 유무선 전화기를 이용하여 인터넷을 사용할 수 있는 기술에 대한 연구이다. 유무선 전화기를 사용하여 인터넷을 사용하는 기술을 연구하기 위해 인터넷과 전화망을 연동시킬 수 있는 기반 기술인 CTI 기술과 인터넷폰 기술에 대하여 연구하였다. 그리고 전화 상에서 검색의 수단으로 쓰여지고 VXML 시스템의 구성요소로 들어가게 될 음성기술에 대한 연구도 병행하였다. 위 두 가지의 연구가 뒷받침되어서 전화 상에서 인터넷서비스를 구현할 수 있는 대화형 마크업 언어인 VXML에 대한 연구를 진행함으로써 전화망과 인터넷을 연결하는 솔루션인 VXML 시스템을 기반으로 한 텔레포니 인터페이스를 갖는 모델을 제안하고자 한다. 이 모델을 기반으로 음성기술응용 분야에 새로운 솔루션을 제공함으로써 음성기술의 실용화 및 활성에 도움을 주고자 한다. Across the world a movement for configuration of Voice Technology on Internet based on IP is going on very actively and at the same time as Voice Technology is being developed to a level of practical use Voice Portal and Voice Recognition Applications are emerging as new issues. This thesis is a study on technology for using Internet by means of A Telephone & Wireless Telephone which seeks for Human Interface at Internet service on the basis of Interactive Markup Language. For the purpose of studying technology for using Internet by means of A Telephone & Wireless Telephone this author studied technology for CTI which enables interlocking Internet and PSTN as well as technology for Internet Phone. Also study on Voice Technology to be included as Configuration Elements of VXML System being used as means for settlement on telephones was undertaken concurrently. Under the support of above mentioned two technology by undertaking study of VXML which is Interactive Markup Language enabling configuration of Internet Service on telephone this author likes to propose a model which has Telephony Interface on the basis of VXML system being a solution for connection of PSTN and Internet. On the basis of such model by offering new solution in Voice Technology Applications this author wishes to contribute to practical application and completion of Voice Technology.

최후통첩게임의 학습전략과 대응전략에 대한 연구 : 반복게임을 중심으로

임재환 경희대학교 대학원 2014 국내석사

본 논문은 최후통첩게임(Ultimatum Game: UG)에서 처벌할 수 있는 권한을 도입하고 게임을 반복할 경우 제안자와 응답자의 선택을 실험을 통해서 살펴보았다. 실험결과 제안자는 평균적으로 상대에 대한 정보가 부족한 첫 번째 라운드와 상대가 첫 번째 라운드에서 수락한 경우에 두 번째 라운드에서 제안금액을 높이는 것으로 보아 learning과 adaptive 전략을 사용하는 것으로 설명할 수 있다. 반면 응답자의 전략은 제안자와 달리 수동적이며, 심리적인 요인에 영향을 받는다고 할 수 있다. 따라서 UG에서 반복과 처벌이 주어지더라도 forward-looking 전략보다는 보다 단순한 learning과 adaptive 전략에 의존함을 알 수 있다. In this study, the choices selected by the proponent and respondent were investigated through experiment in the ultimatum game in which the authority to administer punishment was introduced and the game was repeated. The proponent, on average, was shown to use a learning and adaptive strategy by increasing the proposal amount in the second round after the first round in which the counterpart accepted the proposal and held insufficient information on the counterpart. On the contrary, the respondent was shown to take on a passive attitude and be affected by psychological factors, and thus was found to rely on a more simplified learning and adaptive strategy than on a forward-looking strategy even when repetition and punishment were given in the ultimatum game.

경골 간부로 연장된 천정 골절에서 외고정술과 동반한 조기 후내측 금속판 고정술 : 단기 추시 결과

임재환 조선대학교 2020 국내석사

Purpose: Early limited plate fixation was performed for diaphyseal extensions in tibia pilon fractures with initial spanning external fixation. After this procedure, we performed definitive fixation when soft tisse conditions permit. The purpose of our study is to report the result of this technic for diaphyseal extented tibia pilon fractures. Materials and Methods: From July 2012 to October 2015, 8 patients with a fracture line extended to the tibial shaft were treated with 1st-stage external fixation and early limited plate fixation. The elongated fracture line was a spiral or long oblique fracture. The soft tissue condition of tibial shaft was limited to the case where skin incision was possible. After the minimal incision on posteromedial side, the fixation were performed by one-third semitubular plate. And then ankle spanning external fixation was performed combined with lateral melleolar fracture reduction and fixation by typical method. After 1-3 weeks, the soft tissue was stabilized and the definitive fixation was performed for reconstruction of the joint surface. The results were divided into clinical and radiological results. Radiological evaluation was graded by the criteria of Burwell and Charnley, functional assessment was evaluated by the AOFAS score (American Orthopedic Foot and Ankle Society score). Results: At the final follow-up, all fractures were healed, and the mean union period was 18 weeks (14-30 weeks). Soft tissue complications such as infection or skin necrosis did not occur in all cases. At the final operation, an anatomical reduction was achieved easily. According to the criteria of Burwell and Charnley, radiologic results showed in 7 cases (87.5%) with anatomical reduction or above normal. AOFAS average score was 79, which was satisfactory. Posttraumatic arthritis occurred in 3 cases. Conclusion: The surgical procedure is easy to accomplish by reducing the tibial shaft fracture at an early stage, and even when the fracture of the joint is reduced at the final operation, the anatomical reduction can be facilitated by the reduction of the structural skeleton beforehand. And the damage of soft tissues could be minimized. However, depending on the medical condition and soft tissue state, it may be used in limited indications, and further long-term follow-up studies are needed.