딥러닝과 LDA 모델링을 통한 AI 분야 장기특허 예측

하태현 ( Taehyun Ha ),이재민 ( Jae-min Lee ),이창환 ( Chang-hoan Lee ),고병열 ( Byoung-youl Coh ) 정보통신정책학회 2021 정보통신정책연구 Vol.28 No.1

본 논문에서는 최근 10년간 등록된 인공지능과 기계학습 분야 특허들을 대상으로 향후 20년간 특허 권리가 유지될 장기특허를 판별, 예측하고 이들의 내용을 LDA 모델링으로 분석하여 인공지능 분야의 기술정책 방향을 제시한다. 딥러닝 모델을 통해 약 16만 건의 미국 특허청 등록 특허의 장기특허 여부를 학습하였으며, 학습된 모델을 3,281개의 인공지능과 기계학습 분야 특허들에 적용하여 장기특허로 예측되는 2,004개의 특허를 판별하였다. 도출된 2004개의 장기특허에 대한 LDA 모델링을 수행하였으며, 장기전략적으로 중요해질 6개의 주요 토픽들을 확인하였다. 또한, 기술통계치와 통계 분석을 통해 인공지능분야 내 장기특허와 단기특허 간 차이점에 대해 알아보았으며, LDA 토픽 모델링을 통해 도출된 결과와 함께, 향후 인공지능 분야에서 고려되어야 할 정책적 함의들에 대해 종합적으로 논의하였다. This study predicts the long-term continuance of patents and analyzes their content based on deep-learning and latent Dirichlet allocation modeling. To predict the long-term continuance of patents, we develop a deep-learning model based on 160 thousand patents submitted to the United States Patent and Trademark Office. The model is applied to 3,281 patents for artificial intelligence of which 2,004 are predicted to remain registered long-term. The long-term patents are analyzed using the latent Dirichlet allocation modeling, and are contrasted with short-term patents. The analysis leads to the discovery of six major topics associated with log-term patents. Several policy implications are drawn.

인공신경망 모형의 장기유출예측 적용에 관한 고찰

김마가 ( Maga Kim ),최진용 ( Jin-yong Choi ),방재홍 ( Jehong Bang ),윤푸른 ( Pu-reun Yoon ),김귀훈 ( Kwihoon Kim ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

유역에서 장기유출의 해석은 수자원을 효율적으로 관리하기 위한 수문 계획에서 중요한 요소로 유역 내의 수리시설물의 설계와 수리시설물의 운영, 하천유지유량 결정 등 유역 내 물 관리 있어 필수적인 역할을 한다. 유출은 강우에 대한 유역의 반응으로 발생하는데 기상인자, 수문지상인자 등의 복잡한 관계로 인해 비선형적 특성을 지닌다. 강우-유출의 비선형성으로 인해 개념적 강우-유출 모형에서 물리 현상을 수학적으로 정의하기 어려우며 매개변수 보정에도 많은 노력이 필요하다. 인공신경망 (Artificial Neural Network, ANN)은 자료를 기반으로 학습하는 기계학습의 일종으로 접근이 용이하고, 비선형적 자연현상을 모의하기에 적합한 모형이다. 1990년 대 이후 다양한 수문분야에서도 인공신경망을 이용한 연구가 이루어지고 있으며, 유역유출을 모의하기 위해 선행 강우량, 선행 유출량을 입력 자료로 이용하여 단기유출을 예측한 연구가 다수 수행되었다. 인공신경망은 주어진 자료를 통해 학습을 수행하기 때문에 특정 범위를 벗어나는 입력에 대해서는 정확도가 현저하게 낮다. 따라서 인공신경망 모형의 학습에 사용한 입력, 출력 자료를 벗어나는 경우에는 정확한 예측이 어려우며, 단기 유출 예측 모형을 바로 장기 유출 예측에 적용하는 것은 다소 무리가 있다. 단기유출 예측만으로는 장기적인 수자원 계획의 수립이 어려우며, 단기 유출 예측 인공신경망 모형을 장기 유출 예측에 적용했을 때 성능 차이를 파악할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 1) 선행 강우량, 선행 유출량을 입력으로 이용한 단기 유출 예측 신경망 모형, 2) 선행 강우량, 단기 유출 예측 결과를 입력으로 이용한 장기 유출 예측 신경망 모형을 구성하여 비교하였다. 실측 유출량과 신경망 모형의 유출량 산정 결과를 비교하여 모형의 성능을 평가하였으며, 단기 유출예측 신경망 모형을 장기 유출 예측에 적용할 경우 성능 변화를 확인하였다.

장기운영 인공습지의 수질정화특성

김형중 ( Hyung Joong Kim ),함종화 ( Jong Hwa Haam ),홍대벽 ( Dae Byuk Hong ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

수질정화를 위해 설치하는 인공습지의 장기운영에 따른 수질정화특성을 분석하기 위하여 충남 당진군 석문수질개선연구단지에 인공습지를 조성하고 2005년부터 2009년까지 정화효율을 분석하였다. 인공습지에는 갈대, 애기부들을 식재하였고, 식재를 하지 않은 것을 대조구로 하여 수질정화효율을 비교·분석하였다. SS는 식생이 있는 애기부들구와 갈대구에서 2005년부터 2007년까지 정화효율이 점차적으로 증가하고 있으며, 2007년 이후에는 78% 이상의 비교적 높은 정화효율이 유지되고 있다. COD의 경우 미식재구와 애기부들구에서 유입수보다 유출수의 COD 농도가 높게 나타나는 마이너스 정화효율을 보였다. 습지가 장기간 운영됨으로서 식물 및 조류 고사체의 퇴적 및 분해 작용으로 수층부가 혐기화됨에 따라 유기물이 산화·제거될 수 없고, 고사체로부터 분해 용출되어 유출수의 COD농도가 증가되는 것으로 판단된다. TN의 경우 갈대구와 애기부들구는 2005년부터 정화효율이 증가되나, 2007년도 이후에는 정화효율이 큰 변화없이 유지되고 있다. 식물체별 TN정화효율은 갈대구와 애기부들구가 각각 평균 51.4%, 51.9%로서 큰 차이가 없었다. TP정화효율은 갈대의 경우는 2005년부터 2008년도까지 정화효율이 높아지다가 2009년도에 다소 감소하고, 애기부들구에서는 2005년부터 2007년까지 낮아지다가 그 이후에는 다시 증가되어 일정한 경향을 보이지는 않았으나, 갈대구가 평균 25%, 애기부들구가 평균 40%의 정화효율을 보였다. TP정화효율은 용존산소농도에 영향을 받는데 식재구간의 경우 미식재구간에 비해 용존산소농도가 낮다. 용존산소 농도가 낮으면 호기성미생물 활동이 억제되고 인의 용출이 촉진되어 처리효율이 낮아지게 되므로 습지 전체에 식재하는 것 보다는 부분적으로 개방구간을 확보하는 것이 유리하다.

치위생(학)과와 보건계열 대학생들의 생명 의료윤리 의식에 관한 융합연구

박영남 중소기업융합학회 2019 융합정보논문지 Vol.9 No.10

본 연구는 치위생(학)과와 보건계열 학생들을 대상으로 2018년 6월에서 7월까지 생명윤리의식을 파악하여 생명윤 리 교육과정 개발에 필요한 기초자료를 제공하고자 설문조사하였다. 생명권과 인공수정 인식도의 관한 상관관계는 성별 (r=0.241), 종교(r=-0.176), 학과(r=-0.160)에서 유의하였고, 장기기증 및 장기이식에 관한 인식도에 관한 상관관계는 학년 (r=0.129), 종교(r=-0.098), 생명윤리 교육여부(r=0.235)에서 유의하였다. 안락사의 인식도에 관한 상관관계는 종교 (r=0.139), 생명윤리교육 여부(r=-0.157)에서 유의하였다. 결과적으로 보건계열 대학생들에게 바람직한 윤리관을 확립하기 위해서는 교육과정을 개발하고 생명의료 윤리의식에 영향을 미치는 요인을 다각적으로 분석하여 체계적으로 교육 프로그 램을 운영해야 할 것이다. This study surveyed the dental hygiene and health science students in order to grasp the bioethics consciousness from June to July 2018 and to provide basic data for the development of the bioethics curriculum. Correlation between fetal right of life and artificial insemination awareness was significant in gender(r=0.241), religion(r=-0.176), and department(r=-0.160). Correlation between awareness of organ donation and organ transplantation was significant in grade(r=0.129), religion(r=-0.098), bio ethics educ ation(r=0.235). Correlation of euthanasia perception was significant in religion (r=0. 139), bioethics education(r=-0.157). As a result, To establish an ethical view that is desirable for health college students, Necessary to develop a curriculum and to sys tematically run education programs by analyzing the factors that affect biomedical ethics.

인체의 물리적 성질을 이용한 인공장기 개발 연구

이승복 한국콘텐츠학회 2022 한국콘텐츠학회논문지 Vol.22 No.7

In the era of the 4th industrial revolution, everything is data-centric. The type and amount of data may be central, and new data may be required in special circumstances. As 3D printers are used in various fields, there are fields that are newly challenged. In particular, in the medical field, new attempts that have not been considered before are taking place. This paper is a study to enable research in fields that require physical properties of the human body. In the meantime, research using human organs has mainly used the materials made of silicon. We measure the physical properties of the human body from cadavers, apply these characteristics to develop new materials, and develop artificial organs with 3D printers. Using the artificial organs made in this way, you can practice surgery with a robot that removes kidney stones. In this paper, we would like to introduce a series of research processes to develop advanced materials similar to human organs. 4차 산업혁명의 시대는 모든 것이 데이터 중심이다. 데이터의 종류와 양이 중심이 될 수도 있고, 특수한 상황에서 요구하는 새로운 데이터가 필요할 때도 있다. 3D프린터가 다양한 분야에 활용되면서 새롭게 도전을 받는 분야들이 있다. 특히 의료 관련 분야에서 그동안 생각도 하지 못했던 새로운 시도가 일어나고 있다. 본 논문에서는 인체 데이터 중에도 인체 물성이 요구되는 분야에 연구를 가능하게 하기 위한 연구이다. 그동안 인체 장기를 활용한 연구에서는 주로 실리콘 소재로 만들어진 데이터를 활용하였다. 시신으로부터 인체 물성을 측정하고, 이 물성을 반영한 신소재를 개발하고, 3D프린터로 인공 장기를 개발한다. 이렇게 만들어진 인공 장기를 활용하여 신장결석 제거용 로봇으로 수술하는 연습을 할 수 있도록 한다. 본 논문에서는 사람의 실제 장기와 유사한 첨단 소재를 개발하기 위한 일련의 연구 과정을 소개하고자 한다.

우리나라 장기이식의 현황과 법률문제

문성제 ( Moon Seong-jea ) 한국외국어대학교 법학연구소 2006 외법논집 Vol.24 No.-

Organ transplantation, the finest example of modem medicine, is based on respect for human life in that it can deliver patients from malignant diseases incurable in past. Since the first successful operation in 1969 as followed by successful transplantation of liver extracted from a person with brain death in 1988, organ transplantation has been already one of most crucial medical arts in Korean and global medicine. Here, organ transplantation consists of 2 processes; one is transplanting organs for medical treatment of patients, and the other is extracting necessary organs from organ donor. The organ transplantation includes auto-transplantation(organ recipient = organ donor), xenograft(replacement with animal organs), insertion of mechanical organs and more. These cases don't involve any special legal issue except general issues in surgical operation such as medical adaptation for such treatments, technical criteria about such medical behaviors and patient’s agreement. But in case of xenograft that needs different organ donor from organ recipient, any one party concerned faces inevitable issues like lost organs or damaged corpse, and the other party benefits from survival or recovered health via transplantation. Because of this contradiction, the organ transplantation involves a question about how to resolve relevant legal issues. As shown here, it is also necessary to discuss extra legal considerations about different interests in organ transplantation between organ donor and recipient. Although there are issues concerned with organ transplantation in terms of organ recipient, it may be construed as general medical behaviors in regard to the nature of medical cure. However, from the standpoint of organ donor, even though the extraction of organ is indispensable for the cure of organ recipient, such extraction itself is not inherent behaviors of medical cure, so it is necessary to build up a series of legal principles to legitimate such behaviors. Here, they depend on whether certain organ is extracted from living organism or dead one. Furthermore, the extraction of organ from living or dead body involves a series of questions like whether to follow the intent of person who has a disposition authority, who the person is, which legitimate effects the expression of his/her intent may have in force, and so forth. In addition, in terms of organ transplantation from living organism for successful transplantation, conflicts concerned with brain death related to beginning and end of person as principal with capacity of enjoyment of rights have been already controversial in discussions between legal and medical circles since long decades ago. Fortunately, the latest enactment and enforcement of “Organ and Equivalent Transplantation Act” gives a clue to resolve these conflicts, but there are still little reviews and studies about potential issues concerned with human respect. It is possibly expected that there will be a series of brisk academic discussions about these issues. From this viewpoint, this paper focuses on posing questions related to organ transplantation and suggesting corresponding solutions.

지능형 에이전트의 커뮤니케이션 방식이 사용자의 제안 수용 의도에 미치는 효과

강윤희,최시영,부수현 한국소비자·광고심리학회 2024 한국심리학회지 소비자·광고 Vol.25 No.1

인공지능 기술이 발전함에 따라 자동적인 상황 판단과 능동적인 작업수행이 가능한 지능형 에이전트(Intelligence Agent)는 현재 다양한 상황에서 사용자를 보조해주는 개인 비서로서의 역할을 수행 하고 있다. 본 연구는 지능형 에이전트가 사용자의 의사결정이나 특정 목표 달성에 도움을 주는 조력자로서 다양하게 활용되고 있다는 점에 주목하여, 커뮤니케이션 방식에 따라 지능형 에이전트가 제공하는 제안 수용이 달라지는지 확인하였다. 구체적으로, 장기적 목표를 추구하는 과정에서 목표에 실패할 수 있는 상황을 두 가지로 구분하여 지능형 에이전트의 커뮤니케이션 방식이 제안 수용의도에 미치는 효과를 확인하였다. 연구 결과, 부적합 행동 선택 상황에서 지능형 에이전트의 Don’t 커뮤니케이션 방식이 Can’t 커뮤니케이션 방식에 비해 제안 수용의도가 더 높게 나타났다. 반면, 적합 행동 지연 상황에서는 두 방식 간 차이는 없었다. 본 연구는 장기목표 추구 상황에서 사용자가 목표에 부적합한 행동을 할 때 지능형 에이전트의 커뮤니케이션 영향을 확인하였다는 것에 의의가 있으며, 지각된 통제감을 기반으로 인공지능 비서의 제안에 대한 수용의도를 높일 수 있는 커뮤니케이션 방식을 밝혀냈다는 실무적 시사점을 제공한다. With the advancement of artificial intelligence technology, intelligent agents capable of understanding natural speech, automatically assessing situations, and actively performing tasks are now serving as personal assistants in various contexts. Recognizing that intelligent agents serve as aides in decision-making and goal achievement, this study explores whether the acceptance of suggestions from these agents varies based on communication methods. Specifically, we investigated how an intelligent agent’s communication method affects intentions to accept suggestions in situations where the agent may struggle to achieve a long-term goal. The findings revealed that the ‘Don’t’ communication method of the intelligent agent was associated with a higher intention to accept suggestions compared to the ‘Can’t’ communication method in scenarios involving non-conforming behavior choices. However, there was no discernible difference between the two methods in situations where delayed action conforming to the goal was required. This study is significant as it underscores the impact of communication methods employed by intelligent agents when users engage in goal-inappropriate behavior during long-term goal pursuits.

인공환경조절시스템을 이용한 식물 반응 연구

김락우 ( Rack-woo Kim ),방재홍 ( Jehong Bang ),한아름 ( Ah Reum Han ),이승은 ( Seung Eun Lee ),한아름 ( A Reum Han ),정길상 ( Gil Sang Jeong ),최진용 ( Jin-yong Choi ),이인복 ( In-bok Lee ),최원 ( Won Choi ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

생태계는 대기로부터 태양에너지와 강수 등을 흡수하며, 생태계 내의 생물들은 생물학적 과정을 거쳐 생태계의 구조와 기능을 발휘하게 된다. 이러한 기후와 토양 환경을 바탕으로 생태계 내의 생물들은 생물학적 과정을 거쳐 생태계의 구조와 기능을 발휘하게 된다. 또한 수자원 함양이나 기후 완화 또는 이산화탄소 흡수 등의 생태계적 서비스도 제공한다. 하지만, 생태계는 원천적으로 외부 기후조건 및 변화에 민감하게 반응하기 때문에 이를 극복하기 위한 많은 연구가 진행되어왔다. 하지만 최근 10년 동안 급격한 기후변화로 인해 전 지구 평균기온은 0.6℃ 상승하였으며, 우리나라에서는 20세기 평균기온이 1.5℃ 상승한 것으로 분석되고 있다. 따라서 기후변화 심화에 따른 극한기상의 발생 빈도가 꾸준히 증가하고 있으며, 자연재해 규모는 점점 대형화 되어가고 있다. 특히, 극심한 가뭄 및 집중호우가 국지적으로 증가하는 추세에 있으나, 이에 대한 장기적 생태연구는 전무한 실정이다. 따라서 향후 기후변화로 인한 극한기후 사상의 심화 현상에 대응하기 위해서 국가적 생태계 보존 전략은 시급한 실정이다. 본 연구에서는 이를 위한 기초자료를 확보하기 위하여 인위적 환경조절시스템을 구축하였고, 강우 및 온도 변화에 따른 식물의 생장 변화를 예측하였다. 시스템 구축장소는 국립생태원에서 운영하는 지리산 내 국유림 지역으로 선택되었고, 강우 강 차단 시스템, 강우 약 차단 시스템, 추가강우 시스템, 기온상승 시스템을 구성하였다. 강우차단시스템은 강우의 중간정도 및 강한정도를 차단할 수 있도록 계획하고자 하였기에, 실제 가뭄이 들었을 경우의 강우사상과 평년정도의 강우사상을 비교하여, 강우차단 비율(40%, 80%)을 결정하였다. 추가강우 시스템의 경우 당년강우(자연상태)와 평년강우간의 관계를 비교하기 위해 상부에는 차광망을 설치하였고, 평년강우 지역의 경우는 추가관수시스템을 구축하였다. 풍하 중에 대한 식물의 저항성은 풍동실험과 유체시뮬레이션을 통해서 접근하였으며, 시스템 내 일사량 분석과 식물 반응 연구도 함께 진행하였다. 향후 국가적 대규모 장기생태 실험연구소를 구축하기 위한 기반을 마련하는 기초자료로 활용될 예정이다.

인공신경망과 TANK 모형의 결합을 통한 강우-유출 해석

김마가 ( Maga Kim ),최진용 ( Jin-yong Choi ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

유역 유출은 농업 수문계획 수립에서 중요한 요소로 홍수 조절, 수자원 보존, 수질 등 많은 부분에 영향을 미치며, 유역 내 수자원을 효율적으로 관리하기 위해 필수적인 역할을 한다. 유출은 강우에 따른 유역의 반응으로 발생하는데 유역의 지형, 식생, 토지이용, 기상인자, 수문인자 등 복잡한 관계에 따라 강우에 따른 유출은 비선형성, 불확실성을 지닌다. 이러한 비선형적 특성으로 인해 강우-유출의 물리적 현상을 수학적으로 표한하기가 어려우며, 매개변수 보정을 위해 많은 노력을 필요로 한다. 인공신경망 (Artificial Neural Network, ANN)은 자료를 기반으로 학습하는 모형으로 비선형적인 자연현상을 모의하기에 적합하다고 알려져 있다. 인공신경망 모형은 물리적 현상을 수학적으로 표현하지 않고, 자료를 기반으로 하여 접근이 용이하다는 장점이 있으나, 물리현상을 모형 내부에 반영하기가 어려우며 자료 품질에 따른 영향을 크게 받는다. 또한 입력자료의 구성에 따라 모형 성능에 차이가 있는데, 일 유출량 예측의 경우 선행 유출량이 중요한 역할을 하고 있어, 모형 성능을 높이기 위해서 선행 유출량이 중요한 역할을 한다. TANK 모형은 유역을 3~4개의 개념적인 탱크로 가정하고 매개변수를 최적화하여 강우-유출을 분석하는 개념모형이다. TANK 모형은 다른 강우-유출 모형에 비해 간단하고 더 적은 매개변수를 필요로 한다는 장점이 있으며, 필요한 입력자료와 매개변수가 적어 유역의 관측 자료가 부족한 경우에도 활용할 수 있다. 그러나 매개변수가 추정되지 않은 유역에 대해서는 모형의 신뢰도가 다소 낮으며 유역 특성에 맞추어 매개변수의 보정이 필요하다. TANK 모형은 물리적인 강우-유출 과정을 개념적으로 표현한 것으로 TANK 모형을 결과를 ANN 모형의 입력자료로 활용하여 강우에 대한 유역의 물리적 반응을 모형에 반영할 수 있으며, 입력자료 중 선행 유출량을 TANK 모형 산정 결과로 대체할 경우 선행 유출량 자료 없이 ANN 모형의 적용이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 ANN과 수정 3단 TANK 모형을 결합하여 강우-유출 해석을 수행하고 모형 성능을 향상하고자 하였다. ANN 모형은 ReLU (Rectified Linear Unit) 함수를 활성화 함수로 하는 단순 신경망을 이용하였으며, 입력자료로 기상자료와 선행 유출량 자료를 활용하였다. 이때 선행 유출량 자료로 관측 유출량과 수정 3단 TANK에 의해 모의된 유출량을 활용하였으며, 그에 따른 모형의 성능을 비교하였다. 또한 TANK 모형에 의한 강우-유출해석 결과와 ANN-TANK 결합 모형에 의한 강우-유출 해석 결과를 비교 평가하였다.

교량 IoT 센서 데이터의 즉시적 분석을 위한 인공지능 네트워크 개발

강만성 ( Kang Man-sung ),안윤규 ( An Yun-kyu ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.1

현재 특수 교량의 효율적인 유지관리를 위해 다양한 IoT 센서를 부착하여 데이터를 계측함으로써 유지관리에 적극 활용하려는 시도들이 수행되고 있다. 그러나 계측된 데이터를 해석하는데 기술적 어려움을 겪고 있으며, 특히 관리기준치가 초과된 신호에 한하여 후속분석 및 조치를 취하고 있는 실정이다. 이와 같은 한계점을 극복하기 위하여, 본 연구에서는 교량의 누적된 장기계측 IoT 센서 데이터를 학습하여, 즉시적으로 데이터 분석을 통한 이벤트 분류가 가능한 인공지능 네트워크를 개발하고 검증하였다.