신뢰관계 네트워크 분석을 활용한 추천 알고리즘 개선

최슬비 국민대학교 비즈니스IT전문대학원 비즈니스IT전공 2018 국내석사

Among recommendation techniques, collaborative filtering (CF) is commonly recognized as the most effective for implementing recommender systems. The basic idea of Typical CF is to explicit numeric rating of products of users when calculating the correlations between users (i.e. similarities among users). CF systems compare users based on their similarity, and recommend products to users based on the product evaluations of like-minded users. Thus, it is very important to compute evaluation similarities among users in CF because the recommendation quality depends on it. Typical CF uses explicit numeric ratings of items (i.e. quantitative information) of users when computing the similarities among users. In other words, users’ numeric ratings have been the main source that indicates user preference information in traditional CF. However, user numeric ratings are sometimes unable to fully reflect the actual users’ preferences. According to several studies on trust information, users may more positively accept the recommendations of reliable others when purchasing goods. Trust relationships among users can therefore be regarded as the informative source for identifying users’ actual preferences with accuracy. Under this background, we propose a new hybrid recommender system that fuses CF and social network analysis (SNA). The proposed system adopts the recommendation algorithm which additionally reflects the results analyzed by SNA. Specifically, our proposed system is based on conventional memory-based CF, but it is designed to use both the numeric ratings of and trust relationship information between users when calculating user similarities. For this, our system creates and uses both a user-item rating matrix and user-to-user trust network. As the methods for calculating user similarity, we proposed two alternative algorithms: the first calculates the degree of similarity between users by utilizing in- and out-degree centrality—the indices which represent the central location of the social network. We named these approaches ‘Trust CF-All’ and ‘Trust CF-Conditional’ respectively. The alternative algorithm gives a high score to a neighbor when the target user trusts that neighbor directly or indirectly. Such trust relationships can be identified by searching the trust network of users. In this study, we call this approach ‘Trust CF-Search’. In validating the proposed system’s applicability, we used experimental data provided by LibRec that crawled from the entire FilmTrust website. The data consisted of movie ratings and trust relationship networks, indicating which users to trust. The experimental system was implemented using Microsoft Visual Basic for Applications (VBA) and UCINET 6. To examine the effectiveness of the proposed system, we compared our proposed method to a conventional CF system. The recommender system’s performances were evaluated through average MAE (mean absolute error). The analysis results confirmed that in the case of applying the in-degree centrality index of trusted network of users (i.e. Trust CF-All) without conditions, the accuracy (MAE = 0.565134) was lower than conventional CF (MAE = 0.564966). Then, in the case of applying the in-degree centrality index only to users with an out-degree centrality above a certain threshold value (i.e. Trust CF-Conditional), the proposed system slightly improved the accuracy (MAE = 0.564909) compared to traditional CF. Furthermore, the algorithm search based on the trusted network of users (i.e. Trust CF-Search) showed the best performance (MAE = 0.564846). The paired samples t-test showed that Trust CF-Search outperformed conventional CF, with a 10% statistical significance level. Our study illuminates the application of users’ trust relationship network information for facilitating electronic commerce by efficiently and accurately recommending items to users. 협업 필터링(Collaborative Filtering)은 추천시스템을 구현하는 대표적인 추천 알고리즘으로 알려져 있으며, 유용성과 정교성 면에서 가장 우수한 성능을 보이는 알고리즘으로 평가받고 있다. 협업 필터링은 내용기반 필터링이나 지식기반 필터링과 같은 여러 가지 추천 알고리즘 기술들과 비교했을 때, 상대적으로 높은 정확도를 보인다는 장점으로 산업계나 학계에서 많은 관심과 함께 연구 및 활용되고 있지만, 사용자 평가 점수에만 기반하여 상품 및 서비스를 추천한다는 한계점을 갖는다. 이러한 한계점을 극복하기 위해, 본 연구에서는 사용자의 평점뿐만 아니라 사용자 간 신뢰관계를 추가적으로 추천 알고리즘에 반영하는 새로운 접근법을 제안하고자 한다. 구체적으로 사용자가 상품 A를 구매하고자 할 때, 평소 자신이 신뢰하고 있던 타인 B가 상품 A를 추천한다면 사용자는 구매 의사결정 과정에서 타인 B의 추천을 좀 더 적극적으로 수용할 것이다. 본 연구는 이러한 점에 착안하여 사용자 평가점수 외에, 추가적으로 사용자 간 신뢰관계를 소셜네트워크분석(사회연결망분석)으로 분석한 결과를 반영하는 하이브리드 추천시스템을 제안한다. 아울러, 본 연구에서는 네트워크 구조를 파악하기 위한 다양한 중심성 척도 중, 네트워크 내에서의 중심적 위치를 나타내는 연결정도 중심성 척도를 활용한다. 이 때, 신뢰관계 데이터의 특징을 고려하여 내향 및 외향 연결정도 중심성을 계산하였다. 본 연구가 제안하는 추천 알고리즘은 사용자 간의 유사도를 산출할 때, 신뢰관계 네트워크 분석 결과를 추가적으로 반영하여 유사도를 다시 재조정(통합)하는 과정을 거치도록 설계하였다. 특히, 본 연구는 유사도를 보다 정밀하게 산출하는 방법으로 크게 3가지 접근법을 제시하였다. 첫 번째 접근법은 사용자 신뢰관계 네트워크에 내향 연결정도 중심성만을 고려하는 것이다. 두 번째 접근법은 앞서 제시한 첫 번째 접근법을 좀 더 확장한 방법으로, 외향 연결정도 중심성과 내향 연결정도 중심성을 동시에 고려하는 접근법이다. 구체적으로, 이웃 사용자의 내향 연결정도 중심성을 고려할 때, 특정 임계치 이상의 외향 연결정도 중심성을 갖는 사용자에 대해서만 고려하는 것이다. 세 번째 접근법은 신뢰 네트워크 데이터를 직접 탐색한 후 그 결과를 유사도에 반영하는 방법이다. 제안 알고리즘의 성능을 비교하기 위해 실제 데이터에 적용하여 분석한 결과, 신뢰관계 네트워크의 내향 연결정도 중심성 지수를 아무런 조건 없이 적용한 경우, 오히려 예측 정확도가 감소하는 것으로 나타났다. 하지만, 일정 임계치 이상의 외향 연결정도 중심성 지수를 갖는 사용자에 한해 내향 연결정도 중심성 지수를 고려했을 때, 전통적인 협업 필터링에 비해서 어느정도 정확도 개선을 보였다. 아울러, 성능을 비교해 본 결과, 사용자 신뢰관계 네트워크를 탐색하는 알고리즘이 가장 우수한 성능을 보였으며, 전통적인 협업 필터링과 비교했을 때 통계적으로 유의한 정확도 개선이 이루어짐을 확인하였다.

국가대표 크로스컨트리 스키 선수들의 Start & Finish 구간에 대한 Double Poling 기술의 운동학적 분석

최슬비 경희대학교 2012 국내석사

ABSTRACT Kinematic analysis about Double poling technique of National Cross-country skiers at Start & Finish. Seul-Bi Choi Department of Physical Education Graduate School of Kyung Hee University (Advised by Prof. Jae-Kyun Ryu, Ph. D.) The purpose of this research study is targeted to national cross-country ski representatives to implement hypothetical experiment on their patterns of the movements and analysis on kinematic variables occurred while Double Polling was conducted between Starting and Finishing phase of 56 meter. and it aims to provide a set of quantitative data to illustrate how to improve one’s skill and performance of Sprint. Firstly, to monitor the players, we used 12 individual cameras. after the analysis on the results through a programme called Kwon3D, we conducted 3-Dimension analysis on speed, time, distance, frequency of cycle characteristics, hip angle, knee angle, elbow angle and pole angle. at last, we concluded with followings: 1. At the starting phase, the players did not show a significant difference in attributes of time and distance. And there was a major significantly in the time and frequency of Heat 2 and 3 showing the longest time taken and a relatively low frequency. accordingly, the player could not perform fast in polling movements in Heat 1 at the starting phase. 2. At the finishing phase, players illustrated a similar polling frequency in both Heat 1 and Heat 2, however, there was a considerable distinction with a high frequency in performing a short polling time and high speed. All of the players conducted their performance best in Heat 3. 3. At the starting of polling phase, there was no significant distinction between hip angles over the three heats. But during the polling phase, where it finishes with hip angles and polling. In heat 3, the hip angles were the highest and were not able to show a major extension. Knee angles did not vary significantly in all 3 heats. Lastly, in heat 1 where elbow angle and polling starts, the pole angle was noticeably high in heat 1. 4. The change of hip angles at the finishing phase showed the lowest angle all in the lowest angle of the hip angle and knee angle, the finishing point of polling and the highest angle of swinging phase in polling at heat 3. There was no major difference in elbow angle in all 3 heats playings but the pole angle decreased at heat 3. At heat 3, the players showed large extension between the flexion and of the hip angle which indicates high contribution given from the movement of lower body(hip, knee).

나노메디신이 초래한 질병관의 변화와 생명윤리 쟁점에 대한 고찰

최슬비 이화여자대학교 대학원 2012 국내석사

나노메디신은 질병의 치료, 진단 및 예방을 위한 목적으로 나노기술을 이용하여 분자수준에서 설계 및 제조된 제제, 디바이스 등을 말한다. 일반적으로 나노메디신은 진단용과 치료용으로 구분된다. 나노메디신은 질병의 신속하고 정확한 진단을 현실화 시키고, 질병의 치료가능성을 높이는데 기여할 것으로 기대되고 있다. 나노메디신이 가져다 줄 사회적, 경제적 이익은 매우 크다. 그러나 나노메디신에 대한 적절한 영향 평가가 이루어 지지 않은 채 성급한 임상적용은 인간을 위험에 노출시키는 결과를 초래할 것이다. 나노메디신은 질병의 개념을 변화시킬 것이다. 나노메디신은 1개의 암세포만 발견되어도 이를 감지하고 우리에게 알려줄 것이다. 분자수준에서 질병을 진단한다는 것은 증상이 아직 나타나지 않았어도 질병에 걸린 것으로 간주될 수 있으며, 병에 걸린 사람과 건강한 사람의 경계가 불분명해진다는 것을 의미한다. 나노메디신은 의사와 환자관계에도 영향을 줄 것이다. 나노메디신 시대에는 나노바이오센서나 나노로봇을 이용하여 환자 스스로의 진단과 치료가 가능해진다. 따라서 의사는 직접 시술에 참여하는 것이 아니라 나노메디신에서 수집된 정보를 분석하고 처방을 하는 상담자 역할을 하게 될 것이다. 나노메디신에서 끊임없이 논쟁이 되는 것은 바로 안전성이다. 나노입자는 동일한 화학조성을 가진 큰 크기의 입자에 비하여 더 강한 독성을 가졌으나 기존의 독성평가 방법으로는 나노입자의 독성을 정확히 평가할 수 없다. 나노메디신의 임상시험은 나노메디신이 의약품과 의료기기의 성격을 모두 지닌 경우가 있기 때문에 현행 규정으로는 임상시험을 적절히 규제할 수 없다는 문제를 갖는다. 또한 기기의 소형화와 대량 정보의 획득이 용이하다는 점에서 개인정보 침해의 가능성도 커진다. 인간능력증진도 나노메디신이 야기하는 문제 중 하나이다. 나노메디신 기술의 발달은 치료와 인간능력증진의 경계를 더욱 불분명하게 만들 것이다. 따라서 나노메디신을 올바르게 사용하기 위해서는 적절한 규제가 필요하다. 우선 나노메디신의 안전성을 평가하기 위한 방법이 마련되어야 한다. 그리고 임상시험을 실시할 때 나노메디신을 적절하게 분류할 수 있는 새로운 제도나 기존의 제도 보완이 필요하다. 피험자를 안전하게 보호하고, 충분한 정보에 의한 동의가 이루어 질 수 있도록 해야 한다. 뿐만 아니라 인간능력증진이나 사회정의에 대한 사회적 논의와 합의가 이루어져야 하며, 개인정보보호를 위한 기존의 규제들의 재정비가 필요하다. 나노메디신이 사회 전반에 거쳐 영향을 주는 만큼 나노메디신 관련 정책 결정 과정에는 다양한 분야의 전문가들과 함께 일반시민들도 참여하여야 하며, Nanomedicine means materials, devices, and others that are made by nano technology in molecular level so as to treat, diagnose and prevent human diseases. Generally, it is classified into nanomedicine for diagnosis and nanomedicine for treatment. Social and economic benefits of nanomedicine seem to be very great. However, hasty clinical application without the proper evaluation would cause a physical or environmental harm for humankind. In addition, nanomedicine could change the concept of the disease; if one cancer cell is discovered in a person by the application of nanomedicine before the symptom appears, the person is considered to have the disease and the demarcation between a person who catches disease and a person who is healthy would be blurred. In addition, it will make an effect on the relationship between doctors and patients. In the era of nanomedicine, patients could diagnose and treat diseases for themselves with nano biosensors or nano devices. Then doctors will play the role of the consultant rather of the surgeon. In nanomedicine, the issue of safety has been continuously raised. But, the toxicity of nanoparticle can't be accurately evaluated with existing toxicity-evaluating methods and there is no sufficient technology as to control the toxic nanoparticle properly. In certain cases the nanomedicine in clinical trial has dual characteristic of "medicine" and "device", and the current regulatory framework for the trial could not be properly applied. In addition, there is a huge possibility that the private information of an individual could be inflicted in the application of nanomedicine due to the easiness of diagnosis and handling of large database. Human enhancement is also one of the issues addressed by nanomedicine. The traditional borderline between treatment and enhancement would be blurred by the technological development of nanomedicine. Therefore, appropriate regulatory framework should be adopted to use nanomedicine wisefully. First, the method to evaluate the safety of nanomedicine must be prepared. When conducting clinical trials, new regulatory system dealing nanomedicine properly should be employed or current system should be complemented. Human subjects should be protected from any possible harms and provided with sufficient information regarding the trial. In addition, societal discussion on the implication of human enhancement or social justice should be executed. As nanomedicine makes an effect on the whole society, not only experts of various areas but also general citizens have to participate in the process to make a decision in the policy of nanomedicine.

해외 유학생의 문화적응력 강화를 위한 소집단 노래심리치료

최슬비나 이화여자대학교 교육대학원 2012 국내석사

해외 유학생들은 학업을 위해 외국으로 이주하면서 성장해 온 사회 문화적 환경과는 다른 이질적인 환경과 문화와의 접촉에 의해 다양한 적응문제를 경험한다. 유학생들이 성공적으로 적응하고 학업을 이어가기 위해서 자신의 보호요인을 적절히 활용하여 극복하는 문화 적응력이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 해외 유학생들의 문화적응력 강화를 위한 노래심리치료 프로그램을 실시하여 참여자들의 문화적응력 강화에 도움을 주었는지 알아보고, 노래심리치료를 통한 유학생들의 문화적응력의 변화가 어떻게 언어적으로 나타났는지 살펴보았다. 본 사례연구는 뉴욕 맨해튼에 소재한 각 대학의 한인 유학생 커뮤니티와 한인을 위한 홈페이지를 통해 모집한 문화적응의 어려움을 지각하고 프로그램 참여의 필요를 느끼는 한인 유학생 5명을 대상으로 주 1회 9주간 총 9회기 노래심리치료 프로그램을 실시하였다. 노래심리치료 프로그램은 대상자들이 치료사와 대상자 간의 관계를 형성하는 내적 작업을 위한 준비단계(1단계), 문화적응 문제 및 자원 탐색단계(2단계), 문화적응력 강화를 위한 창작단계(3단계), 그 동안의 활동을 돌아보고 정리하는 종결단계(4단계)로 구성되었다. 노래심리치료 프로그램이 대상자들의 문화적응력 강화에 도움을 주었는지 확인하기 위하여 프로그램 평가 설문지에서 프로그램 효과성에 대한 대상자들의 응답 수치를 평균치를 계산하여 분석하였다. 또한 문화적응력의 변화가 어떻게 언어적으로 나타났는지를 알아보기 위하여 세션 내 언어를 문화적응력의 하위요인별로 범주화하여 주제를 도출하고 대상자별로 내용단위 변화를 분석하였으며, 노래자료에 대한 언어적 반응을 분석하여 서술하였다. 본 연구의 결과, 대상자들은 노래심리치료 프로그램이 대상자들의 문화적응력 강화에 도움이 되었다고 지각하는 것으로 나타났다. 또한 세션 내에서 문화적응력 강화가 어떻게 언어적으로 나타났는가를 살펴본 결과, 대상자들이 노래심리치료를 통하여 자신과 환경에 대한 낙관성이 증가하였고 부정적 정서의 표출과 긍정적인 정서의 함양을 통하여 정서 조절 능력이 증가하였다. 더불어 기존의 사회적 지지망을 재확인하고 구성원과의 지지적 관계를 형성하는 가운데 지각된 사회적 지지감이 증가한 것으로 나타났다. 즉, 노래심리치료를 통해 대상자들은 문화적응력을 강화시킬 수 있었다고 볼 수 있다. 이상의 연구결과는 노래심리치료 프로그램이 유학생을 위한 하나의 중재 프로그램이 될 수 있음을 의미한다. 나아가 유학생들의 심리 치료적인 중재의 필요성을 알리고 다양한 각도의 치료 프로그램의 개발을 유도한다는 점에 의의를 가진다고 할 수 있다. This study aims to conduct a song psychotherapy program on International students and discover the effects of the program on the participants' cultural resilience. The participants were five Korean students studying in New York City, who perceive difficulties in living and studying abroad. Each session was for 100 to 120 minutes long and totally nine sessions were given. The song psychotherapy program was largely made up of four steps. The first step was a preparing stage, which was composed of activities to develop the participants-therapist-music relations. As an exploring phase, the second step comprised activities for the participants to explore their cultural problems and inner resources. In the creating stage, the participants composed songs to empower their cultural resilience. The fourth stage was a time for looking back over the whole sessions. In order to discover the effects of the program, the study analysed the mean of the participants' scores of responses on questions from the program evaluation questionnaire about effect of the song psychotherapy program on their cultural resilience. Also, the researcher analyzed and delineated the contents of the participants' verbal responses during sessions. The results include the following. First of all, the mean of the scores of participants responses on questions about the effect of the program on their cultural resilience shows they perceived that this program helped them to reinforce their cultural resilience. Furthermore, their verbal responses, which was demonstrated in the sessions, in relation to optimism and abilities to control emotions, increased by expressing their negative emotions and cultivating positive emotions. Also, Their verbal responses related to the perceived feeling of social support increased by reconfirming their social resources and forming a new supportive relationships with the group members. In other words, the song psychotherapy program helped the participants to reinforce their cultural resilience. The result of the research as described above has a meaning and significance that the song psychotherapy can be introduced as a method of psychotherapy for International students. Moreover, this study presents the need of psychotherapy for International students and suggests the development of various therapy programs for them.