친자 및 혈연관계 분석시스템의 성능을 개선하기 위한 지식기반 전문가 시스템 개발

구교찬(Kyo-Chan Koo),김선욱(Sun-Uk Kim) 한국산업경영시스템학회 2015 한국산업경영시스템학회 학술대회 Vol.2015 No.추계

This paper considers a paternity and kinship analysis system(PKAS) being currently used in real sites. A knowledge-based expert system is proposed to improve the performance of PKAS in terms of accuracy, speed, training time, and satisfaction, which are common measures for evaluation. The knowledge base, one of the most important components in the knowledge-based expert system(KBES), consists of a rule made from random matching algorithm, decision rules of allele types and guide rules of options. The last two rules are learning incrementally from sample data. The results show that PKAS armed with the expert system ensures the better performance with regard to these criteria than the existing system. Especially as far as speed is concerned, as the sample size increases, it outperforms the existing one. As the number of samples increases, while processing time increases nearly exponentially in the existing PKAS, it does linearly in our proposed system.

유전자 분석 자료에 의한 친자 및 혈연관계 분석시스템 개발 및 활용

구교찬(Koo, Kyo Chan),김선욱(Kim, Sun-Uk) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.10

최근 실종자, 변사자, 미아 등의 유전자 분석 자료는 지속적으로 증가하고 있으나, 현재 친자확인을 위한 통계학적 계산은 대부분 수기에 의하거나 엑셀을 통해서 이루어지고 있다. 따라서 유전자 분석 자료 중 상염색체 Short Tandem Repeat (STR)을 체계적으로 관리하고 효과적으로 분석할 수 있는 소프트웨어의 개발이 필요하다. 친자관계 및 혈연관계를 다양한 옵션 하에서 용이하게 분석하는 웹 기반 유전자자료 분석시스템이 광범위한 테스트 없이 약 20개월의 연구를 통해서 개발되 었다. 친자관계 분석을 위해서 부계지수 계산 알고리즘을 사용하였고, 혈연관계 분석을 위해서 Identity by descent (IBD) 공식 을 사용하였다. 이 시스템은 실제 데이터를 기반으로 혈연관계지수와 친자확률이 검증됨으로써 신뢰성이 확보됨은 물론, 대 량 재난·재해 시 발생될 유전자 분석 자료의 관리 및 분석에 효과적으로 이용될 수 있을 것이다. 이 외에도 본 시스템은 데이 터베이스와 알고리즘의 통합 환경, 사용자 중심 인터페이스, 프로세스 자동화 등 고급기능을 포함한다. Recently, DNA data of missing person, killed person, and missing child continue to increase but most of statistical calculation for paternity confirmation is being done through manual methods or Excel. Therefore, we need development of a software which is able to facilitate both systematic management and effective analysis of Short Tandem Repeat (STR) derived from DNA data. Without extensive testing, through a twenty-month study was developed a web-based system which performs paternity analysis and kinship analysis easily based on the various options. The former uses an existing algorithm for paternity index and the latter does Identity by descent (IBD) formula. Due to our system validated over real datasets in terms of likelihood ratio and probability of paternity, it ensures increased reliability as well as effective management and analysis of DNA data in mass disaster. In addition, it includes advanced features such as an integrated environment, user-centered interface, process automation and so on.

구조방정식모델을 활용한 COVID-19 극복주체의 신뢰도가 시민 안전인식에 미치는 영향 분석

한승조(Seung Jo Han),구교찬(Kyo-Chan Koo) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.11

본 연구의 목적은 COVID-19 Pandemic 상황 하에서 극복 주체의 신뢰도가 주변인의 신뢰도 및 시민의 안전관련 사회인식에 어떻게 영향을 미치는가를 구조방정식모델을 활용하여 분석하는 것이다. 이를 위해 2020년 5월에 수행된 1,000명의 설문조사 자료가 구조방정식모델의 원천자료로 활용되었다. 분석결과 정부를 포함한 극복 주체의 신뢰도와 주변인의 신뢰도는 양의 상관관계를 지니며, 주변인의 신뢰도와 안전 관련 사회인식도 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 이는 국가 재난 극복의 최우선 책임기관인 정부, 국회 및 정당, 시민단체가 적기에 재난 극복을 위한 정책과 예산 지원, 분권적 대응에 맞선 지원들이 매우 필요하며, 이는 궁극적으로 시민들이 사회 내에서 느끼는 안전 관련 사회인식에 긍정적인 영향을 부여한다. 또한, 건강신념모델(HBM)에 의거 COVID-19 상황 하에서 정부를 포함한 극복주체의 신뢰를 높이기 위한 방안으로 재난의 심각성 및 예방활동의 필요성 메시지를 시민들에게 지속적으로 전달해야 한다. 본 연구는 COVID-19가 진행 중인 기간 동안 정량적인 분석에 초점을 맞추고 있다는 점에서 연구 의의가 있다. The research purpose is to quantitatively analyze how the trust on solution subjects affects the trust of neighbors and the safety-related social perception of citizens under the COVID-19 pandemic through the structural equation model (SEM). The survey results of 1,000 people collected in 2020 were used as input database. As a result of the analysis, it was found that the trust on solution subjects, including the government and neighbors, had a positive correlation, and the trust of neighbors and safety-related social perception had a positive correlation. The government, the National Assembly, political parties, and civic organizations, as the top agencies for overcoming national disasters, need to establish rational policies to overcome disasters in a timely manner and support decentralized actions. These efforts can have a positive effect on citizens" social perceptions related to safety. According to the Health Belief Model (HBM), the solution subjects, including the government, should provide continuous updates related to the severity of the disaster and the need for prevention activities for increasing the trust of the government. This study is meaningful in that the research focuses on the quantitative analysis like SEM.

데이터마이닝을 이용한 메뉴 설계 방법에 관한 연구

손혜민(Hyemin Son),구교찬(Kyo-Chan Koo) 한국산학기술학회 2023 한국산학기술학회논문지 Vol.24 No.2

본 연구는 메뉴 기반 사용자 인터페이스를 최적화하기 위한 데이터마이닝 기반 인터페이스 개발 방법(DaMIM: Data Mining-based Interface development Method)에 관한 연구로서 주요 내용은 DaMIM 절차의 제안과 검증으로 구성된다. DaMIM의 절차는 6단계로 대상 업무 정의, 사용자 선정, 자료수집, 데이터마이닝 기법 적용, 분석 및 평가, 대안 확정으로 제안하였다. 이 제안에서 데이터마이닝 기법으로는 군집분석을 사용하였다. 이후 이를 검증하기 위해 메뉴 선택 반응시간을 측정할 수 있는 프로그램을 개발하여 실험하였다. 실험은 메뉴 수에 따라 저밀도(9개), 고밀도(14개)로 구분되며 메뉴 구성 방법에 따라 알파벳순 방법(AM), 객체 지향적 방법(OM), 프로세스 지향적 방법(PM), 데이터마이닝 기반 방법(DM)으로 구분된다. 실험을 통해 측정한 시간을 일원배치 분산분석한 결과 저밀도에서는 메뉴 구성 방법별 메뉴 선택 반응시간이 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나 고밀도에서는 DM과 AM의 반응시간 이 가장 짧은 그룹으로 나타났으며, DM의 평균 반응시간이 가장 짧은 것을 확인함으로써 효과성을 검증하였다. 이에 본 연구에서 제안한 방법론은 사용자의 의견을 효과적으로 반영함으로써 인터페이스 설계의 객관화와 생산성 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. This study proposes and validates a data mining-based interface development method (DaMIM) to optimize menu-driven user interfaces. DaMIM comprises six steps—target task definition, user selection, data collection, application of data mining techniques, analysis and evaluation, and determination of alternatives. Cluster analysis is used as the data mining technique. The proposed method is validated using a program developed to measure the reaction times of menu selection. The experiments are classified as low density (9) or high density (14) depending on the number of menus, and alphabetical method (AM), object-oriented method (OM), process-oriented method (PM), or data mining-based method (DM) are used for menu organization. The results reveal that statistically significant differences are not observed between the menu selection response times of the different menu organization methods at low density experiments, However, the response time of DM is the shortest in the high density case. Therefore, the effectiveness of DM is verified. The conclusions of this study are expected to contribute toward the objectification and productivity improvement of user-based interface design.

운동 강도가 손 안정성에 미치는 영향

한승조(Seung Jo Han),김선욱(Sun-Uk Kim),구교찬(Kyo Chan Koo) 한국산업경영시스템학회 2013 한국산업경영시스템학회지 Vol.36 No.1

This study is aimed to investigate the association between anaerobicㆍaerobic exercise intensity and hand steadiness. Hand steadiness is the decisive contributor to affecting the job performance just as in the rifle shooting and archery in sports and the microscope-related jobs requiring hand steadiness in industries. In anaerobic exercise condition hand steadiness is measured through hand steadiness tester having 9 different diameter holes after each subject exerts 25%, 50%, 75%, and 100% of maximum back strength. In aerobic exercise occasion it is evaluated at each time heart rate reaches 115%, 130%, and 145% of reference heart rate measured in no task condition after they do jumping jack. The results indicate that an increased intensity in both types of exercise reduces hand steadiness, but hand steadiness at 25% of maximum back strength and 115% of reference heart rate is rather greater than at no exercise. Just as the relation between cognitive stress and job performance has upside-down U form, so does the association of physical loading to hand steadiness, which means that a little exercise tends to improve hand steadiness in comparison with no exercise.

HMD 기반 가상현실 자전거의 영상피로 분석

김선욱(Sun-Uk Kim),한승조(Seung Jo Han),구교찬(Kyo-Chan Koo) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.5

본 논문의 목적은 자전거를 사용할 경우 제시되는 2D 영상과 비교하여 HMD기반의 3D VR 영상 유발하는 영상피로를 정성적으로 분석하는 것이다. 2D에 비해 3D 영상이 더 많은 영상피로를 유발할 것이라고 일반적으로 알려져 있었지만, 과학적으로 영상피로를 측정하고자 하는 연구는 많지 않았다. 20명의 20대 남․여가 2D와 HMD 기반의 3D VR 영상을 자전거 패달을 밟으면서 5분간 경험한 한 후, 경험 전과 후의 사이버 멀미(Cyversickness)와 Flicker Fusion Frequency(FFF)가 측정되었다. 경험 전과 후의 두 종속변수를 비교함으로써 정량적으로 3D VR 영상이 2D에 비해 어느 정도 영상피로를 발생시키는지를 이론적 고찰과 함께 과학적인 기기와 방법으로 측정하였다. 주관적인 척도인 사이버 멀미 증가율은 2D에 비해서 3D VR 영상에서 통계적으로 유의하게 높게 나타났으며, FFF 감소율도 3D VR 영상이 2D에 비해 높은 결과를 보였다. 본 연구는 VR 기술이 운동기구 등에 접목됨에 따라 일반적으로 3D VR 영상이 2D 영상에 비해 영상피로를 크게 유발함을 과학적인 방법과 객관적인 데이터로 증명했다는데 의의가 있다. The purpose of this study is to investigate the display fatigue quantitatively when operating 2D and HMD-based 3D VR bicycles. Though it is generally accepted that the display fatigue induced by 3D VR is greater than that induced by 2D VR, there have been few studies which attempted to measure the display fatigue scientifically. The subjective degree of cybersickness and quantitative flicker fusion frequency (FFF) were measured in twenty subjects (Male 10, Female 10) before and after they operated 2D and 3D VR bicycles for 5 min. Two dependent variables affected by the 2D and 3D VR displays were analyzed and compared statistically based on scientific evidence and research. This study showed that 3D VR resulted in a significantly higher cybersickness rate and a significant lower FFF rate than 2D VR. Given the current propensity to couple VR techniques with exercise equipment, it seems appropriate to verify the general beliefs through scientific methods and experimental measures such as the FFF and cybersickness questionnaires.

랩탑 컴퓨터 터치패드와 클릭버튼 위치에 따른 손목과 어깨 부위 근육의 EMG 진폭 및 중앙 주파수 변화

한승조(Han, Seung-Jo),김선욱(Kim, Sun-Uk),구교찬(Koo, Kyo Chan) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.3

본 논문의 목적은 랩탑 컴퓨터의 터치패드 및 두 개의 클릭 버튼 위치에 따른 손목과 어깨 부위 근육의 EMG 진폭 및 중앙 주파수 변화를 알아보는 것이다. 기존 연구결과를 바탕으로 손목과 어깨의 외전현상이 근골격계 질환으로 이어지는 메커니즘을 살펴보고, 이를 토대로 연구가설이 설정되었다. 실험에서 터치패드 및 클릭버튼의 위 치는 기존의 중앙 아래(bottom center, BC)와 중앙 아래에 위치하지만 45˚ 반시계방향으로 회전된 방식(bottom center with rotation, BCR), 그리고 회전없이 중앙 오른쪽에 위치한 경우(bottom right, BR)가 비교되었다. 10명의 피실험자는 오른 손으로 5분 동안 터치패드 및 두 개의 버튼을 이용하는 task를 각각의 시행하는 동안 EMG 진폭과 중앙 주파수 가 측정되었다. 손목 부위의 근육은 척측수근굴근, 어깨부위의 근육은 위쪽 승모근이 선정되었다. 실험결과 손목부위 에서는 BC의 경우가 진폭은 크게 나타나고 중앙 주파수는 작게 나타났으며, 어깨부위에서는 BC와 BCR이 BR보다 진폭은 크고 중앙 주파수는 작게 나타났다. 또한, 손목부위에서는 진폭과 중앙 주파수 모두에서 BCR과 BR의 차이가 유의하게 나타나지 않았고, 어깨부위에서는 BC와 BCR에서의 차이가 나타나지 않았다. 이러한 결과는 BC에서는 손 목과 어깨의 외전이 동시에 나타나고, BCR은 어깨의 외전만, 그리고 BR은 손목과 어깨에서 외전이 모두 나타나지 않기 때문이다. The objective of this study is to investigate the association between touchpad &buttons locations in a laptop computer and EMG amplitude and median frequency in muscles related with wrist and shoulder. Based on previous studies it was shown how abductions in wrist and shoulder could cause musculoskeletal disorders in those body parts, on which research hypotheses were established. Touchpad &buttons positions consisted of bottom center(BC), bottom center with 45˚rotation counterclockwise(BCR), and bottom right(BR). 10 subjects performed the task that required only touchpad &buttons usage with their preferred hand and EMG amplitude and median frequency data were recorded during 5min and analyzed afterwards. Upper trapezius and flexor carpi ulnaris were selected as target muscles. The results showed that in flexor carpi ulnaris BC resulted in greater amplitude and less median frequency than BCR and BR, but there was no significant difference between BCR and BR. In upper trapezius BC and BCR induced higher amplitude and lower median frequency than BR, but the significant difference between BC and BCR was not observed. Those phenomena occurred since BC gave rise to both wrist and shoulder abduction, BCR caused only shoulder one, and BR did not lead to abductions in both wrist and shoulder.