Elastic net 기반 특징 선택을 적용한 fNIRS 기반 뇌-컴퓨터 인터페이스 데이터셋 분류 정확도 평가

신재영,Shin, Jaeyoung 대한의용생체공학회 2021 의공학회지 Vol.42 No.6

Functional near-infrared spectroscopy-based brain-computer interface (fNIRS-based BCI) has been receiving much attention. However, we are practically constrained to obtain a lot of fNIRS data by inherent hemodynamic delay. For this reason, when employing machine learning techniques, a problem due to the high-dimensional feature vector may be encountered, such as deteriorated classification accuracy. In this study, we employ an elastic net-based feature selection which is one of the embedded methods and demonstrate the utility of which by analyzing the results. Using the fNIRS dataset obtained from 18 participants for classifying brain activation induced by mental arithmetic and idle state, we calculated classification accuracies after performing feature selection while changing the parameter α (weight of lasso vs. ridge regularization). Grand averages of classification accuracy are 80.0 ± 9.4%, 79.3 ± 9.6%, 79.0 ± 9.2%, 79.7 ± 10.1%, 77.6 ± 10.3%, 79.2 ± 8.9%, and 80.0 ± 7.8% for the various values of α = 0.001, 0.005, 0.01, 0.05, 0.1, 0.2, and 0.5, respectively, and are not statistically different from the grand average of classification accuracy estimated with all features (80.1 ± 9.5%). As a result, no difference in classification accuracy is revealed for all considered parameter α values. Especially for α = 0.5, we are able to achieve the statistically same level of classification accuracy with even 16.4% features of the total features. Since elastic net-based feature selection can be easily applied to other cases without complicated initialization and parameter fine-tuning, we can be looking forward to seeing that the elastic-based feature selection can be actively applied to fNIRS data.

비점오염원 관리지역의 저감시설의 문제점 및 개선방안

신재영 ( Jaeyoung Shin ),이수인 ( Sooin Lee ),전제홍 ( Jehong Jeon ),신민환 ( Minhwan Shin ),최중대 ( Joongdae Choi ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

환경부는 지난 2007년 8월 소양호 유역을 비점오염원관리지역으로 지정하여 소양호 말단지점의 탁도를 50 NTU 이하로 유지하는 것을 목표로 관리하고 이 지역에 비점오염저감사업을 추진하였다. 하지만 지난 2014년 12월에 소양호 유역의 목표수질인 50 NTU의 탁도를 유지하는 것으로 판단되어 양구군, 인제군, 홍천군이 포함되는 총면적 2,227.81㎢를 관리지역에서 지정해제 하게 되었다. 하지만 장마철이나 집중호우 기간에 여전히 소양호 유역에서는 흙탕물이 발생하고 수질 및 수생태계에도 악영향을 미치고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 소양호 유역중 하나인 홍천군 내면 자운리에 적용된 비점오염 개별저감시설에 대해 문제점을 조사하고 개선방안을 마련하고자 하였다. 자운지구에 적용된 개별저감시설로는 우회수로, 배수로, 식생밭두렁, 완충식생대, 사면보호공, 소규모 저류지, 침사지, 개비온옹벽, 저감휀스 등이 있다. 이러한 개별저감시설들은 발생된 흙탕물의 유속을 저감시키고 여과 및 침전을 통해 흙탕물을 저감시키는 효과를 보이고 있지만 모두 발생 후 관리라는 공통점을 가지고 있으며, 발생된 흙탕물을 제어하는 근본적인 해결책이라고 보기에는 무리가 따른다. 침사지의 경우 하천흐름의 일부만 취수하여 처리할 수 있도록 설계되어 있는 곳이 있어 흙탕물을 전량 취수할 수 없다는 단점이 있으며, 개비온 옹벽은 농민들의 객토로 인해 옹벽보다 밭 높이가 높아져 본래의 기능을 상실하는 문제가 발생하고 있다. 또한 농기계의 진입로는 개비온 옹벽을 설치할 수 없기 때문에 진입로를 통해 토사가 다량 유출되는 추가적인 문제점도 있다. 농로포장은 농로주변의 밭표고가 도로의 표고보다 높게 설치되어 있는 곳이 있어 농로가 배수로의 역할을 하고 있으며, 배수로의 경우 밭의 표고보다 낮아 흙탕물이 그대로 유입되고 유속이 증가하여 다량의 토사가 하천으로 유입되고 있는 실정이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 개비온 옹벽이 설치되지 않은 구간에는 초생대나 두둑을 설치하여 유출수를 개비온 옹벽으로 우회시켜 여과될 수 있도록 하고 개비온 옹벽보다 높게 설치된 밭은 객토하여 밭의 표고를 낮춰야 할 것이다. 배수로의 경우 밭에서 발생한 유출수가 일정 너비의 완충지대를 거쳐 배수로로 유입되어야 하며, 완경사지에는 콘크리트 배수로보다 흙배수로, 식생배수로를 설치해야 한다. 또한 경사가 급한 곳에 배수로를 설치할 경우 침사기능이 추가된 배수로를 설치하거나 낙차공 등을 이용하여 유속을 저감시키는 것이 중요하다. 농로포장의 경우 밭과 포장지역의 경계를 명확하게 구분할 수 있는 경계석을 설치하여 밭에서 발생되는 유출수가 농로가 아닌 배수로로 유입될 수 있도록 대안을 마련해야 할 것이다. 또한 현재 설치되어 있는 발생 후 관리시설 보다는 발생원에서 오염물질의 이탈을 제어하고 유출량을 저감시킬 수 있는 방안이 도입되어야 할 것이며, 발생원 관리에 대한 활발한 연구와 농민 참여형 비점오염 저감사업이 진행될 때 효과적인 비점오염 저감사업이 진행될 것으로 판단된다.

무인기를 이용한 동계 사료작물의 생육현황 파악

신재영 ( Jaeyoung Shin ),이준민 ( Junmin Lee ),이효진 ( Hyojin Lee ),임경재 ( Kyoungjae Lim ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

최근 농업분야에서 드론은 파종, 시비, 생육 모니터링, 생산량 예측 등 다양한 방법으로 이용되고 있으며 특히 드론과 다중분광 카메라를 활용하여 작물의 생장을 모니터링하고 생산량을 예측하는 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 그러나 대부분의 연구대상이 논작물과 밭작물에 집중되어 있고 동계 사료작물의 경우는 관련 연구가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 드론과 다중분광 카메라를 활용하여 동계 사료작물의 생육현황을 파악하는 것을 목적으로 동계 사료작물의 검량식을 개발하였다. 연구대상지는 전라북도 나주시 동강면 일대로 영농활동이 이루어지고 있는 실경작지이며 4월부터 9월까지 벼농사를 하고 10월에 동계 사료작물을 파종하여 다음해 4월에 수확하고 있다. 본 연구에서는 호밀, 총체보리, 이탈리안 라이그라스(이하 IRG)를 연구대상으로 하였으며 2018년 10월에 파종을 하고 월동 후인 2019년 2월부터 4월말까지 대상지의 분광영상 획득 및 지상식생조사를 실시하였다(2월 26일, 3월 26일, 4월 4일, 4월 22일). 분광영상은 드론에 장착한 다중분광카메라(RedEdge; MicaSence Inc., Seattle, WA, USA)로 획득하였고 촬영된 영상은 NDVI(Normalized Differential Vegetation Index) 영상으로 변환하였다. 지상식생조사는 초종별로 10개 지점을 무작위로 선정하여 건물수량과 조사 위치를 측정하였다. 그리고 NDVI에서 건물수량을 예측하기 위한 검량식을 초종별로 작성하고 상관관계를 분석하였다. 조사결과 2월부터 4월까지의 초종별 NDVI는 호밀이 0.38∼0.92(평균:0.80), 총체보리가 0.47∼0.92(평균:0.75), IRG가 0.57∼0.99(평균:0.84)로 나타났고, 건물수량은 호밀이 44.4∼4,888.9(평균:1,950.7) ㎏/ha, 총체보리가 46.7∼6,111.1(평균:2,410.8) ㎏/ha, IRG가 32.2∼9,333.3(평균:2,863.3) ㎏/ha으로 조사되었다. 그리고 세 작물 모두 NDVI와 건물수량의 상관관계가 높게 나타났다(호밀; R²=0.91, 총체보리; R2=0.96, IRG; R2=0.92). 본 연구에서는 드론과 다중분광 카메라를 활용한 동계사료작물의 생육 모니터링 가능성을 확인하였으나 연구결과의 현장 활용을 위해서는 호밀, 총체보리, IRG 이외의 사료작물에 대한 추가 연구와 지역별 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다. 그리고 향후에는 사료작물의 작황예측에 활용될 수 있도록 연구를 지속할 계획이다.

다중 사용자 환경 옥내 전력선 통신 outage 확률 변화 연구

신재영(Jaeyoung Shin),정지채(Jichai Jeong) 대한전기학회 2011 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2011 No.7

리모델링 주거 설계 지원을 위한 BIM기반 대안분석 접근방법

신재영(Shin, Jaeyoung),이진국(Lee, Jin-Kook) 한국실내디자인학회 2016 한국실내디자인학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.05

As housing deterioration has become a serious issue, the demand of building remodeling as one of the practicable solutions is growing. In order to support building remodeling project from design to construction, BIM (Building Information Modeling) technology is getting attention in these days. This paper aims to introduce BIM-enabled analysis approach for determining optimal design alternatives mainly in early phase of remodeling projects. For building remodeling various requirements such as residents’ characteristics and existing building and its regional conditions are needed to be considered. In this paper, housing building alternative models are generated on the basis of housing unit models for specific users. Among the various BIM-enabled applications for analyzing those alternatives, this paper focuses on 1) preliminary energy and daylight analysis, 2) space program review and 3) indoor circulation analysis based on specific scenarios. As one of the design supporting tools, BIM-enabled applications enable diverse design alternatives to be compared quantitatively in effective ways by use of rich building information. This paper also tests the applicability of suggested BIM-enabled analysis approach through an actual case of a remodeling project and represents that quantity-based analysis between design alternatives can be objective references to support design-decision making process.

BIM기반 설계 품질검토 자동화를 위한 건축 관련 법규문장의 객체 및 속성 표현에 대한 체계화 접근방법

신재영(Jaeyoung Shin),이진국(Jin-Kook Lee) (사)한국CDE학회 2016 한국CDE학회 논문집 Vol.21 No.3

This paper aims to classify objects and their properties represented in Korea Building Act sentences for applying to BIM-enabled automated code compliance checking task. In order to conduct automated code compliance checking, it is necessary to develop translation process of converting the building act sentences into computer-executable forms. However, since Korea building act sentences are written in natural language, some of requirements are ambiguous to translate explicitly. In this regard, the building act sentences regarding building permit requirements are analyzed focusing on the regulation-specific objects and related properties representation from noun phrases within the scope of this paper. From 1977 building act sentences and attached reference regulations, 1200 regulation-specific objects and about 220 related properties are extracted and classified. In the application for the classification, object-property database is implemented and some of application using the database and the regulation-specific classification is suggested to support to generate rule set written in computable codes.

건설 설계분야 인공지능 연구 동향 및 기술 수요 분석

신재영(Jaeyoung Shin),원지선(Jisun Won) 한국정보기술학회 2022 Proceedings of KIIT Conference Vol.2022 No.12

고랭지 밭에서 경사도의 차이에 의한 비점오염물질 유출특성

신재영 ( Jaeyoung Shin ),신민환 ( Minhwan Shin ),최용훈 ( Yonghun Choi ),황문영 ( Moonyoung Hwang ),양희정 ( Heejung Yang ),최중대 ( Joongdae Choi ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-

밭에서 발생하는 비점오염물질은 강우조건(강우량, 강우강도), 토양, 시비량, 경사도 등에 따라 다양한 형태로 나타난다. 따라서 밭에서 발생하는 비점오염물질의 효율적인 관리를 위해서는 영향인자에 대한 자세한 분석이 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 경사도가 다른 고랭지 밭 두 지점을 선정하여 비점오염물질 유출특성에 대해 파악하고 효율적인 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 연구지점은 강원도 평창군 대관령면에 위치하고 있으며 두 지점의 경사도는 각각 4.9%와 16.8%로 나타났다. 연구기간은 2011년 4월부터 10월까지 유출이 발생한 8회의 강우사상에 대해 모니터링을 수행하였다. 연구 결과 유출이 발생한 강우량의 범위는 42.0 ~ 293.5 mm이며 강우강도는 1.03 ~ 6.31mm/hr의 범위를 나타냈다. 유출률은 경사도 4.9%의 밭에서 0.05 ~ 0.54(평균 0.31)이며 경사도 16.8%의 밭에서는 0.26 ~ 0.57(평균 0.42)의 범위를 나타냈다. 또한 채취된 수질 시료를 이용하여 EMC를 산정한 결과 경사도 4.9%의 밭에서 SS 762.1 ~ 3,155.1(평균 1,956.8) mg/L, BOD5 4.5 ~ 14.9(평균 9.6) mg/L, CODCr 16.1 ~ 62.0(평균 42.6)mg/L, CODMn 7.5 ~ 43.2(평균 17.9) mg/L, TN 9.602 ~ 21.021(평균 15.8) mg/L, TP 2.544 ~ 6.763(평균 4.634) mg/L로 나타났으며, 경사도 16.8%의 밭에서는 SS 79.2 ~ 2,015.5(평균 938.5) mg/L, BOD5 6.0 ~ 64.7(평균 14.6) mg/L, CODCr 21.9 ~ 75.4(평균 53.2) mg/L, CODMn 4.3 ~ 33.1(평균 23.2) mg/L, TN 10.937 ~ 46.295(평균 24.9) mg/L, TP 2.611 ~ 11.197(평균 5.358) mg/L으로 나타났다. 두 지점의 유출률은 경사도와 비례하여 증가하였으며, SS를 제외한 모든 수질항목의 EMC 값도 증가한 것으로 나타났다. SS의 경우에는 경사도 16.8%의 밭이 4.9%의 밭에 비해 낮은 값으로 나타났는데 이는 등고선 방향으로 경운을 하여 토양 입자의 유실이 적었으며 16.8%의 밭에 설치되어 있는 자연배수로의 영향으로 판단된다. 본 연구 결과와 같이 동일한 강우조건의 밭이라 할지라도 경사도에 따라 유출률에 차이를 보이게 되고 유출률의 차이는 비점오염물질의 농도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 밭에서 발생하는 비점오염물질의 효율적인 관리를 위해서는 장기적인 모니터링을 통해 영향인자에 대한 파악이 필수적이라 판단된다.

케이블 공진을 이용한 600V 제어/계측용 꼬임쌍선 차폐 케이블의 열화상태 진단에 대한 연구

신재영(JaeYoung Shin),김광호(KwangHo Kim),나완수(WanSoo Nah) 대한전기학회 2015 전기학회논문지 Vol.64 No.12

Recent major domestic facilities, such as nuclear power plants, many control cables are installed and are degraded by long-term use, but research on deterioration diagnosis is lacking. In the event of a fault in the cable due to deterioration can be developed into a major accident such as the main plant is stopped, so the deterioration diagnostic techniques of high reliability for the cable is required. In this paper, proposes a methodology using a cable resonance that can effectively diagnose the deterioration of the cable. Prior to the test, we developed a setup for stable measuring the characteristics of the cable and it verified the suitable of the measurement set-up in terms of interactivity and reliability, also measured S-parameters applying verified measurement set-up to the cables that deterioration degree is different. Then, we had amplified the difference in resonance frequency between the healthy state and the deteriorated state using connection in a series of measured S-parameters. In a result from the method, we have verified that the more deteriorate the cables is, the more decrease the resonance frequency is. Measured results are justified by inducing the resonance frequency calculation of the cable from the S- parameters represented by the hyperbolic function formula. VNA(Vector Network Analyzer) for S-parameter measurements used in this study is Agilent E5061B and shielded twisted-pair cables was used for deterioration diagnostic test.

고령자 주거 공간 배치 계획을 위한 BIM기반 정량지표를 활용한 실내동선의 보행친화성 검토 사례 연구

신재영(Shin, Jaeyoung),이진국(Lee, Jin-Kook) 한국실내디자인학회 2016 한국실내디자인학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.10

The analysis of indoor circulation, closely associated with spatial allocation issues plays an important role to plan overall quality of building design in the beginning of the design. Therefore, diverse requirements such as design purposes, building usage and residents’ characteristics are needed to be considered and checked for a feedback to the design. In this research, we demonstrated analyzing walkability of indoor circulation between design alternatives using BIM-enabled quantitative index through an actual case of remodeling project. For analyzing walkability of indoor circulation, following steps are required; 1) determination of design requirements in a quantitative way, 2) modeling a given building model and acquisition of related data, 3) calculation BIM-enabled indoor walkability indices and analysis between design alternatives. The demonstration results suggested that quantity-based analysis between design alternatives using BIM-enabled quantitative index can be objective references to support design-decision making process. Based on the result of this research, we will further develop BIM-enabled analysis approach to reviewing indoor walkability.