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남상하 ( Sang-ha Nam ),김인철 ( In-cheol Kim ) 한국정보처리학회 2014 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.21 No.1
Jeopardy 퀴즈쇼와 같은 DeepQA 환경에서 인간을 대신해 컴퓨터가 효과적으로 답하기 위해서는 인물, 지리, 사건, 역사 등을 포함하는 광범위한 지식베이스와 이를 토대로 한 빠른 시공간 추론 능력이 필요하다. 본 논문에서는 대표적인 병렬 분산 컴퓨팅 환경인 하둡/맵리듀스 프레임워크를 이용하여 방향 및 위상 관계를 추론하는 효율적인 대용량의 공간 추론 알고리즘을 제시한다. 본 알고리즘에서는 하둡/맵리듀스 프레임워크의 특성을 고려하여 병렬 분산처리의 효과를 높이기 위해, 지식 분할 문제를 맵 단계에서 해결하고, 이것을 토대로 리듀스 단계에서 효과적으로 새로운 공간 지식을 유도하도록 설계하였다. 또한, 본 알고리즘은 초기 공간 지식베이스로부터 새로운 지식을 유도할 수 있는 기능뿐만 아니라 초기 공간 지식베이스의 불일치성도 미연에 감지함으로써 불필요한 지식 유도 작업을 계속하지 않도록 설계하였다. 본 연구에서는 하둡/맵리듀스 프레임워크로 구현한 대용량 공간 추론기와 샘플 공간 지식베이스를 이용하여 성능 분석 실험을 수행하였고, 이를 통해 본 논문에서 제시한 공간 추론 알고리즘과 공간 추론기의 높은 성능을 확인 할 수 있었다.
인공지능 : 맵리듀스 프레임워크를 이용한 대용량 공간 추론기의 설계 및 구현
남상하 ( Sang Ha Nam ),김인철 ( In Cheol Kim ) 한국정보처리학회 2014 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.3 No.10
미국의 Jeopardy! 퀴즈쇼와 같은 DeepQA 환경에서 인간을 대신해 컴퓨터가 효과적으로 답하기 위해서는, 광범위한 지식베이스와 빠른 시공간 추론 능력이 요구된다. 본 논문에서는 대표적인 병렬 분산 컴퓨팅 환경인 맵리듀스 프레임워크를 이용해, 새로운 방향 및 위상 관계를 효율적으로 추론할 수 있는 대용량 공간 추론 알고리즘을 제시한다. 이 추론 알고리즘은 CSD-9 방향 관계들과 RCC-8 위상 관계들을 포함한 대용량 공간 지식베이스를 입력으로 가정하며, 이로부터 새로운 방향 관계와 위상 관계들을 추론해내기 위해 지식베이스에 대한 경로 일관성 검사와 교차 일관성 검사를 수행한다. 맵리듀스 프레임워크의 원리에 따라 추론 계산의 병렬성을 극대화하기 위해, 맵 단계에서는 대용량의 지식베이스를 다수의 노드들에 효과적으로 분할하여 분산시키고, 리듀스 단계에서는 분산된 지식베이스들로부터 새로운 공간 지식을 유도하도록 공간 추론 알고리즘을 설계하였다. 본 연구에서는 맵리듀스 프레임워크로 구현한 대용량 공간 추론기와 샘플 공간 지식베이스를 이용한 실험들을 수행하고, 이를 통해 본 논문에서 제안한 대용량 공간 추론기의 높은 성능을 확인할 수 있었다. In order to answer the questions successfully on behalf of the human in Deep QA environments such as Jeopardy! of the American quiz show, the computer is required to have the capability of fast temporal and spatial reasoning on a large-scale commonsense knowledge base. In this paper, we present a scalable spatial reasoning algorithm for deriving efficiently new directional and topological relations using the MapReduce framework, one of well-known parallel distributed computing environments. The proposed reasoning algorithm assumes as input a large-scale spatial knowledge base including CSD-9 directional relations and RCC-8 topological relations. To infer new directional and topological relations from the given spatial knowledge base, it performs the cross-consistency checks as well as the path-consistency checks on the knowledge base. To maximize the parallelism of reasoning computations according to the principle of the MapReduce framework, we design the algorithm to partition effectively the large knowledge base into smaller ones and distribute them over multiple computing nodes at the map phase. And then, at the reduce phase, the algorithm infers the new knowledge from distributed spatial knowledge bases. Through experiments performed on the sample knowledge base with the MapReduce-based implementation of our algorithm, we proved the high performance of our large-scale spatial reasoner.
방향 및 위상 관계들 간의 교차-일관성 검사를 지원하는 정성적 공간 추론기
남상하(Sang-Ha Nam),한상두(Sang-Du Han),차영일(Young-Il Cha),김인철(In-Cheol Kim) 한국정보과학회 2014 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.20 No.4
본 논문에서는 방향 및 위상 관계 추론을 위한 효율적인 공간 추론 알고리즘을 제시하고, 이 알고리즘 기반의 공간 추론기 구현에 대해 설명한다. 본 공간 추론 알고리즘은 CSD-9 방향 관계 집합과 RCC-8 위상 관계 집합에 관한 경로 일관성 검사뿐만 아니라, 이들 간의 상호교차 일관성 검사 기능도 포함하고 있다. 본 논문에서는 공간 추론기의 응용 가능성을 보여주기 위해 개발된 응용 시스템을 소개하고, 끝으로 추론 알고리즘의 성능을 평가하기 위한 실험 결과에 대해서도 설명한다. In this paper, we present an efficient spatial reasoning algorithm for handling directional and topological relations. And then we explain the implementation of a spatial reasoner based on the algorithm. Our algorithm includes not only the path-consistency checks on the Cone-Shaped Directional(CSD)-9 relation set and the Region Connection Calculus(RCC)-8 relation set, but also it includes the cross-consistency checks between them. In this paper, we introduce an application system developed to show the potential of our spatial reasoner. Finally, we present the result of experiments to evaluate the performance of our algorithm.
스마트 스크립트 시스템을 이용한 자동 응답 문자 서비스의 구현
남상하 ( Sang-ha Nam ),정보영 ( Bo-young Jeong ),김인철 ( In-cheol Kim ) 한국정보처리학회 2011 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.18 No.2
본 논문에서는 스마트 폰 사용자가 회의나 다른 일정상의 이유로 걸려오는 전화를 받을 수 없을 때, 사용자를 대신해 자동으로 응답 문자 메시지를 보내주는 편의 서비스의 설계와 구현에 대해 소개한다. 이 서비스는 선행 연구를 통해 개발된 스마트 스크립트 시스템의 실행 엔진과 사건-주도 스크립트를 이용해 구현되었다. 스마트 스크립트 시스템은 인공지능 자동 계획 기술을 바탕으로 개발된 모바일 퍼스널 어시스턴트 개발도구이다. 본 논문에서는 실험을 통해 스마트 스크립트 시스템 및 자동 문자 응답 서비스의 편리성과 효율성을 분석해본다.
가속도 센서 데이터를 이용한 스마트폰 사용자의 제스처 인식
남상하 ( Sang-ha Nam ),김주희 ( Joo-hee Kim ),허세경 ( Se-kyeong Heo ),김인철 ( In-cheol Kim ) 한국정보처리학회 2012 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.19 No.2
본 논문에서는 스마트 폰에 내장된 3축 가속도 센서를 이용해 제스처 훈련 및 테스터 데이터를 수집하고, DTW(Dynamic Time Warping) 알고리즘을 근간으로 하는 효과적인 제스처 인식 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 제스처 인식 방법의 성능을 분석하기 위해 안드로이드 스마트 폰에서 동작하는 제스처 인식 프로그램을 개발하였고, 이것을 이용해 수행한 성능실험 결과를 소개한다.
미지의 환경 지도 작성을 위한 이동 로봇 시스템의 설계와 구현
정보영 ( Bo-young Jeong ),남상하 ( Sang-ha Nam ),이준수 ( Jun-soo Lee ),김인철 ( In-cheol Kim ) 한국정보처리학회 2011 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.18 No.1
본 논문에서는 센서 데이터의 불확실성을 고려한 효과적인 점유 격자 지도 작성 방법을 제안하고, Lego Mindstorm NXT Kit과 leJos NXT를 이용하여 개발된 환경 지도 작성을 위한 자율 이동 로봇 시스템의 설계와 구현에 대해 소개한다. 그리고 제안된 점유 격자 지도 작성 방법의 효과와 성능을 확인하기 위한 실험 결과도 소개한다.
김종환 ( Jong-hwan Kim ),남상하 ( Sang-ha Nam ),김인철 ( In-cheol Kim ) 한국정보처리학회 2013 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.20 No.1
본 논문에서는 로봇 제어 목적의 응용을 위해 SVM 알고리즘과 HMM 알고리즘을 근간으로 하는 효과적인 뇌파 데이터 자동 분류 방법을 제안한다. Emotive Epoc 헤드셋 뇌파 측정 장비를 이용하여 뇌파 데이터를 수집하고, 수집된 뇌파 데이터로부터 FFT알고리즘을 이용하여 특징 추출을 수행한다. 그리고 SVM 알고리즘을 이용한 1단계 분류 방법과 SVM 알고리즘의 분류 결과를 다시 입력 시퀀스로 삼아 시계열 학습 알고리즘인 HMM에 적용하는 2단계 분류 방법의 실험 결과를 소개한다.
스마트폰 내장형 가속도 센서를 이용한 사용자 행위 인식
김주희 ( Joo-hee Kim ),남상하 ( Sang-ha Nam ),허세경 ( Se-kyeong Heo ),김인철 ( In-cheol Kim ) 한국정보처리학회 2012 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.19 No.2
스마트폰의 내장형 3축 가속도 센서를 이용한 사용자 행위 인식은 사용자 개개인의 행위 패턴이 모두 달라 사용자에 따른 의존성이 크고, 스마트폰의 위치나 방향이 일정하게 고정되어 있지 않기 때문에 센서 데이터를 토대로 서로 다른 행위들을 정확히 분류하는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 특정 사용자나 스마트폰의 특정 위치에 대한 의존성이 적은 효과적인 행위 인식 방식을 제안하고, 이를 기초로 안드로이드 스마트폰 기반의 실시간 행위 인식 시스템을 구현하였다. 총 6642개의 데이터 집합을 이용하여 본 논문에서 제안한 행위 인식 시스템의 사용자 의존성 및 폰 위치 의존성 분석 실험을 수행하고, 그 결과를 소개한다.