트위터를 이용한 위치기반의 실시간 재난탐지 시스템

우승민 ( Seungmin Woo ),하현수 ( Hyunsoo Ha ),황병연 ( Byung-yeon Hwang ) 한국정보처리학회 2016 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.23 No.1

본 논문에서는 트위터를 이용하여 위치기반의 실시간 재난탐지 시스템을 제안한다. SNS 중 트위터는 정보의 빠른 전파력과 확산을 특징으로 갖는다. 이러한 특성은 긴급한 재난 상황에서 트위터를 통해 재난상황을 공유하기 때문에 트위터 사용자를 센서로 이용하여 재난을 탐지할 수 있다. 재난정보 수집과 재난탐지 과정을 병렬적으로 처리하여 실시간으로 재난을 탐지하고 시스템 사용자에게 재난발생 위치를 기반으로 전파한다. 실험결과 본 논문의 시스템 정확도는 88.14%로 측정되었고 재난 키워드 예외처리의 필요성을 확인하였다.

데이터 공학 : 트위터 기반 이벤트 탐지에서의 기계학습을 통한 지명 노이즈제거

우승민 ( Seungmin Woo ),황병연 ( Byung Yeon Hwang ) 한국정보처리학회 2015 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.4 No.10

본 논문에서는 트위터 기반 이벤트 탐지에서의 기계학습을 통한 지명 노이즈제거 방식을 제안한다. 최근 스마트폰 이용자의 증가로 소셜 네트워크 서비스(SNS) 이용자가 증가하고 있는 추세이다. 그중 트위터는 140자 이내의 단문서비스와 팔로우 기능으로 정보의 빠른 전달력과 확산성을 가지고 있다. 이러한 특성과 모바일에 최적화된 트위터의 특성상 정보 전달 속도가 매우 빠르기 때문에 재난 상황이나 이벤트 전달의 매개체 역할을 하고 있다. 이와 관련된 연구로는 트위터 사용자 개개인을 이벤트 탐지의 센서로 사용하여 현실에서 발생하는 이벤트를 탐지하였는데 이벤트가 특정 장소에서 발생한다는 특성을 이용해서 지명 키워드를 사용하였다. 그러나 지명과 동형이의어 관계에 관한 노이즈제거에 대한 부분이 누락되어있어서 이벤트 탐지의 정확도를 낮추는 요인이 된다. 이에 본 논문에서는 제거와 예측 두 가지 방식으로 노이즈제거 기법을 적용하였다. 먼저 노이즈 관련 데이터베이스 구축을 이용하여 제거 필터링을 진행한 후에 나이브 베이지안 분류를 이용해서 지명 유무를 결정하였다. 실험 데이터를 이용해서 기계학습을 위한 확률값을 구했으며, 지명마다 본 논문에서 제시하는 예측기법을 검증했을 때 89.6%의 신뢰도로 노이즈제거 기법의 필요성을 보였다. This paper proposes geographical name denoising by machine learning of event detection based on twitter. Recently, the increasing number of smart phone users are leading the growing user of SNS. Especially, the functions of short message (less than 140 words) and follow service make twitter has the power of conveying and diffusing the information more quickly. These characteristics and mobile optimised feature make twitter has fast information conveying speed, which can play a role of conveying disasters or events. Related research used the individuals of twitter user as the sensor of event detection to detect events that occur in reality. This research employed geographical name as the keyword by using the characteristic that an event occurs in a specific place. However, it ignored the denoising of relationship between geographical name and homograph, it became an important factor to lower the accuracy of event detection. In this paper, we used removing and forecasting, these two method to applied denoising technique. First after processing the filtering step by using noise related database building, we have determined the existence of geographical name by using the Naive Bayesian classification. Finally by using the experimental data, we earned the probability value of machine learning. On the basis of forecast technique which is proposed in this paper, the reliability of the need for denoising technique has turned out to be 89.6%.

공정 시뮬레이션을 통한 로봇적용 시설온실의 모델개발

우승민 ( Seungmin Woo ),두윰우예다니엘 ( Uyeh Daniel Dooyum ),김준희 ( Junhee Kim ),김국환 ( Gukhwan Kim ),이종원 ( Jongwon Lee ),하유신 ( Yushin Ha ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

국내에서는 농진청을 중심으로 스마트팜 기술을 1세대, 2세대, 3세대로 구분하고, 복합에너지 관리와 자동화· 로봇 기술을 기반의 3세대 모델을 ’20년까지 개발하는 연구가 진행 중에 있다. 그 일환으로 본 연구에서는 시뮬레이션(ARENA V15)을 통하여 3세대 시설온실 모델에 적용되는 로봇의 종류 및 용량을 산정하여 그 모델을 개발하였다. 재배작물은 국내 시설온실에서 활용도가 높은 딸기를 선정하였으며 10a 당 생산량 작업공정별 재배시간을 조사하고, 레이아웃을 작성해 시뮬레이션의 입력변수로 적용하였다. 제한조건은 로봇의 고장율, 배터리 구동에 있어 충전시간, 딸기 베드의 배치에 따른 작업동선으로 하였으며, 이를 통하여 출력변수로 총 작업시간, 생산량, 로봇의 가동률, 병목현상 등을 조사하였다. 그 결과 10a 당 인력작업의 가동률은 하루 24시간 중 8시간 작업기준으로 수확의 경우 19%, 선별 및 포장의 경우 10%, 운반의 경우 2.6%로 나타나 낮은 가동률을 높이기 위한 조정이 필요한 것으로 분석되었다. 로봇 작업의 경우 수확 작업 8%, 선별 및 포장작업 91%, 운반작업 0.7%의 가동률로 나타나 선별 및 포장작업은 병목구간이 발생하여 이에 선별 및 포장작업에 투입되는 로봇의 용량을 조정하여야 하는 것으로 분석되었다. 이상의 결과는 3세대 로봇적용 시설온실의 재배환경과 작업시간에 따른 변화를 예측해 볼 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다. 또한 추가적으로 모빌리티를 활용한 시설온실 내부의 로봇적용을 고려하여 공정을 세부적으로 묘사한 시뮬레이션에 대한 연구도 필요한 것으로 판단된다.

시설온실 내부 로봇거치 시스템의 구조해석

우승민 ( Seungmin Woo ),강석호 ( Seokho Kang ),두윰우예다니엘 ( Uyeh Daniel Dooyum ),김영수 ( Yeongsu Kim ),김준희 ( Junhee Kim ),김윤수 ( Yunsu Kim ),김경철 ( Kyoungchul Kim ),이종원 ( Jongwon Lee ),하유신 ( Yushin Ha ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2

노동력이 감소하고 있는 농업 현안 문제해결을 위해 로봇화된 스마트팜 기술 개발이 국내외적으로 활발히 추진중에 있다. 그 일환으로 수확 및 이송, 방제 작업에 로봇을 활용하여 시설온실의 완전 무인화 시스템을 구축하는 연구가 진행되고 있다. 시설온실에 적용되는 로봇은 자율 주행형 로봇과 시설온실 내부에 거치되는 겐트리 로봇으로 분류된다. 본 연구에서는 겐트리 로봇이 시설온실 내부에서 X, Y, Z 방면으로 이동할 수 있는 겐트리 로봇 거치 시스템 개발의 기초 연구로서 시설온실 트러스에 설치되어 겐트리 로봇 거치 시스템을 지지하는 브라켓의 두께 및 설치각도에 따른 구조해석을 실시 최적화된 사향을 결정하였다. 내재해형 단동 시설온실 측면 트러스에 적용된 파이프는 일반 구조용 탄소강관(SPS) 재질의 ø 31.8 에 두께 1.4 mm 이다. 여기에 동일한 사향의 파이프 300 mm 를 수평된 방향으로 설치하여 볼팅으로 고정하였으며, 하중의 분산을 위하여 하단에 브라켓을 설치하였다. 브라켓은 시설온실 측면 트러스 파이프와 겐트리로봇 거치 시스템 파이프에 볼팅으로 체결하였다. 구조해석에 적용된 겐트리 로봇 거치 시스템의 하중은 파이프와 형광류 로봇의 무게 및 수확작물의 무게를 고려하여 총 200 kg 으로 설정하였으며, 분산되어 하나의 브라켓에 적용되는 하중 50 kg 이, 브라켓의 두께 및 설치 각도에 따라 겐트리 로봇 거치 시스템에 어떠한 변형량으로 나타나는지 조사하였다. 그 결과 브라켓을 설치하지 않았을 경우 겐트리 로봇 거치 시스템이 아래로 2.16 mm 휘어지는 것으로 나타났으며, 브라켓의 두께가 2 mm, 3 mm, 4 mm 일 경우 각각 0.1718 mm, 0.1550 mm, 0.1482 mm 의 변형량이 나타나 브라켓의 설치 필요성이 입증되었고 그때의 두께는 2 mm 가 적합한 것으로 분석되었다. 설치 각도에 따른 시스템의 항복응력은 45°, 50°, 55°, 60°의 4 수준으로 구분하여 시뮬레이션 하였으며 그 결과 256.11 Mpa, 239.79 Mpa, 226.53 Mpa, 215.67Mpa 로 나타나 설치각도가 50° 일 때 일반 구조용 탄소강관(SPS)의 항복응력점 250 Mpa 미만으로 나타났으며, 55° 에서 60° 일때의 차이점은 크지 않아 55° 일 경우 가장 적합한 것으로 분석되었다. 이상의 시뮬레이션 결과는 겐트리 로봇 거치 시스템 설계에 적용할 것이며, 재현성 실험을 실시하여 유의성 분석을 진행할 것이다.

시뮬레이션을 이용한 로봇적용 시설온실 모델개발

우승민 ( Seungmin Woo ),두윰우예다니엘 ( Uyeh Daniel Dooyum ),김준희 ( Junhee Kim ),김영수 ( Yeongsu Kim ),김국환 ( Gukhwan Kim ),김경철 ( Kyoungchul Kim ),이종원 ( Jongwon Lee ),하유신 ( Yushin Ha ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1

국내에서는 농촌진흥청을 중심으로 스마트팜 기술을 1세대, 2세대, 3세대로 구분하고, 복합에너지 관리와 자동화·로봇 기술기반의 3세대 모델을 ’20년까지 개발하는 연구가 진행 중에 있다. 그 일환으로 본 연구에서는 시뮬레이션(디지털팩토리 퀘스트)을 통하여 3세대 시설온실 모델에 적용되는 로봇의 용량을 산정하여 그 모델을 개발하였다. 재배작물은 국내 시설온실에서 활용도가 높은 딸기를 선정하였으며 10 a 당 생산량에 있어 로봇운용률과 인력운용률을 산정하여 생산성을 분석하였고 이를 바탕으로 경제성 분석을 실시하여 손익분기점을 나타냈다. 시뮬레이션의 진행 방법은 상수형 변수 (로봇의 성능, 인력의 작업률)를 고정하고 일일 목표 생산량에 따라 투입되는 로봇 및 인력을 증가시키면서 대기 및 병목 현상을 해소해 나가는 방법으로 진행하였다. 또한 제한조건으로 인력작업시 휴게시간, 로봇의 충전시간 시설온실 내부 레이아웃에 따른 작업동선으로 설정하였다. 그 결과 10 a 당 수확로봇의 가동률은 84 % 운반로봇의 가동률은 53 % 로 분석되었다. 인력작업 숙련자의 경우 24.8% 초보자의 경우 20.6%의 운용률로 분석되었으며 일일 평균 딸기 수확량은 로봇의 경우 일일 평균 생산량 212.54 kg 숙련자의 경우 171.32 kg로 초보자의 경우 86.74 kg으로 나타났다. 생산성 분석을 바탕으로 경제성 분석을 실시한 결과 로봇의 비용이 현행비용에서 약 1/4로 절감되어야 2명의 작업자를 대체할 수 있고 11년 지난 후 손익분기점이 나타나는 것으로 분석되었다. 하지만 이는 매년 증가하는 노동비용 및 딸기가격 상승 가치를 고려하지 않은 결과이며 추후 시간이 지남에 따라 손익분기점은 줄어들 것으로 판단되며 로봇 기술 발전과 이에 따른 비용 절감 또한 손익분기점을 줄일 수 있는 요인이 될 수 있을 것으로 예상된다.

윤거조절에 따른 다목적 주행 플랫폼 안전성 시뮬레이션 분석

강석호 ( Seokho Kang ),우승민 ( Seungmin Woo ),두윰우예다니엘 ( Uyeh Daniel Dooyum ),김영수 ( Yeongsu Kim ),김준희 ( Junhee Kim ),김윤수 ( Yunsu Kim ),하유신 ( Yushin Ha ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2

국내 농촌은 규격화되지 않은 두둑 크기, 경사지, 노동력 부족, 고가의 작업기로 인해 작업기 진입이 어렵고 작업 시간이 오래 소요된다. 본 연구는 이러한 농촌 현황을 고려하여 윤거 조절이 가능한 다목적 주행플랫폼 개발(크롤러)의 일환으로 작업 안전성을 확보하기 위한 주행 시뮬레이션을 수행하였다. 크롤러의 재원은 길이 4 m, 폭 1.5 m, 높이 2 m, 지상고 600 mm, 윤거 폭은 1200 ~ 1500 mm 조절이 가능하며, 공차 무게 2020 kg으로 동양물산기업㈜에서 제작한 테스트기이다. 주행 시뮬레이션은 윤거 폭을 100 mm간격으로 조절하여 Pitch와 Roll에 대해 작업 가능한 안전 각도에 대해 RecurDyn 소프트웨어를 통하여 분석하였다. 국내 선도 농장을 방문해 측정한 현장 최대 각도인 35 deg와 비교하였을 때, 윤거 1200 mm에서 Pitch 각도는 13 ~ 18 deg 차이의 안전성으로 작업이 가능한 것으로 분석되었다. 윤거 폭에 따른 Roll 최대 각도는 각각 1200 mm에서 37 deg, 1300 mm에서 39 deg, 1400 mm에서 41 deg, 1500 mm에서 43 deg로 분석되었다. 공차임을 고려했을 때 기존 윤거 폭 1200 mm에서는 Roll-over의 위험이 있고 현장 최대 각도인 35 deg에서 작업하기 위해서는 최소 윤거 폭 1400 mm로 조절해야 6 deg 차이의 안전성으로 작업이 가능한 것으로 분석되었다. 본 연구에서 분석된 데이터는 차후 크롤러 개발의 기초 자료로 사용될 수 있을 것으로 기대되어 진다.

수직 모노폴 방사패턴을 갖는 인체표면 통신용 평면형 안테나 설계

권재광(Jaekwang Kwon),우승민(Seungmin Woo),탁진필(Jinpil Tak),최재훈(Jaehoon Choi) 한국전자파학회 2015 한국전자파학회논문지 Vol.26 No.4

본 논문에서는 수직 모노폴 방사 패턴을 갖는 인체표면 간 통신을 위한 평면형 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 3개의 split-ring 구조를 사용하여 모노폴과 같은 표면지향성 방사특성을 가지며, 인체착용 환경을 고려하여 저자세를 갖도록 설계하였다. 제안된 안테나는 5.8 ㎓ ISM 대역(5.725~5.875 ㎓)에서 0.29 λ0×0.29 λ0×0.008 λ0의 크기를 갖는다. 인체의 영향을 고려하기 위해 2/3 근육-등가 반고체형 모의인체를 제작 및 사용하였으며, 제안된 안테나는 반고체형모의인체 위에서 280 ㎒(5.68~5.96 ㎓)의 10-㏈ 반사손실 대역폭을 갖고, 1.96 ㏈i의 최대 이득을 갖는다. In this paper, a planar antenna with monopole-like radiation pattern for on-body communications is proposed. The proposed antenna consists of three split-rings(SR) to generate a monopole-like radiation characteristic. To account for the on-body application, the proposed antenna is designed to have a low-profile. The antenna has an overall dimensions of 0.29 λ0×0.29 λ0×0.008 λ0 at 5.8 ㎓ industrial, scientific, and medical(ISM) band(5.725~5.875 ㎓). To verify the body effect, a two-thirds muscle equivalent semi solid phantom is fabricated and used to measure the antenna performance. The 10-㏈ return loss bandwidth is 280 ㎒(5.68~5.96 ㎓) and the measured peak gain is 1.91 ㏈i.

트위터에서의 연관어 군집화를 이용한 이벤트 지역 탐지 기법

하현수 ( Hyunsoo Ha ),우승민 ( Seungmin Woo ),임준엽 ( Junyeob Yim ),황병연 ( Byung-yeon Hwang ) 한국정보처리학회 2015 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.22 No.1

최근 스마트폰의 보급으로 소셜 네트워크 서비스를 이용하는 사용자들이 급증하였다. 그 중 트위터는 정보의 빠른 전파력과 확산성으로 인해 현실에서 발생한 이벤트를 탐지하는 도구로 활용하는 것이 가능하다. 따라서 트위터 사용자 개개인을 하나의 센서로 가정하고 그들이 작성한 트윗 텍스트를 분석한다면 이벤트 탐지의 도구로써 활용할 수 있다. 이와 관련된 연구들은 이벤트 발생 위치를 추적하기 위해 GPS좌표를 이용하지만 트위터 사용자들이 위치정보 공개에 회의적인 점을 감안하면 명확한 한계점으로 제시될 수 있다. 이에 본 논문에서는 트위터에서 제공하는 위치정보를 이용하지 않고, 트윗 텍스트에서 위치정보를 추적하는 방법을 제시하였다. 트윗 텍스트에서 키워드간의 관계를 고려하여 이벤트의 사실여부를 결정하였으며, 실험을 통해 기존 매체들 보다 빠른 탐지를 보임으로써 제안된 시스템의 필요성을 보였다.

마늘 줄기절단기 개발을 위한 줄기 절단 시험

김준희 ( Junhee Kim ),우승민 ( Seungmin Woo ),두윰우예다니엘 ( Uyeh Daniel Dooyum ),유민근 ( Mingeun Yu ),하유신 ( Yushin Ha ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

기존 마늘 수확은 줄기를 절단하지 않고 굴취 수확하여 노지에 건조를 한 후 출하하기 전에 마늘의 줄기를 절단하는 수작업을 통해 출하되고 있다. 현재 농촌의 고령화 및 작업 자동화를 고려하였을 때 마늘줄기절단기의 필요성이 요구되고 있으며, 개발하고자하는 마늘 줄기절단기는 줄기를 1차와 2차에 나누어 절단하는 형식으로, 1차 절단(마늘 위 15 cm)하여 줄기를 파쇄하고, 2차 절단(마늘 위 5 cm)을 하는 방식이다. 이에 본 연구에서는 마늘 줄기의 절단 특성을 분석하기 위해 인장압축기(LTCM-100, Ametek, USA)를 이용하여 마늘 줄기의 1차, 2차 절단부의 절단 실험을 진행하였으며, 줄기의 함수율, 굵기에 따른 절단력을 분석하였다. 충청남도 서산의 마늘 농가에서 당일 수확한 육쪽마늘로 절단 실험을 진행하였으며, 줄기의 초기 함수율은 오븐법을 이용하여 측정하였으며, 85%로 분석되었다. 줄기의 함수율이 85%, 70%, 60%일 때의 절단력과 마늘 줄기의 직경에 따른 절단력을 측정하였으며, 1차 절단부위의 최대 절단력은 함수율 85%, 직경 15.87 mm일 때 326.27 N으로 분석되었고, 2차 절단부위의 최대 절단력은 함수율 85%, 직경 17.81 mm일 때 379.38 N으로 분석되었다. Minitap을 이용하여 ANOVA분석을 진행하였으며, 직경에 따른 절단력의 r²값은 1차 절단부 77.03, 2차절단부 61.62로 분석되었다. 함수율 및 직경에 따른 다중회귀분석결과 1차 절단력의 F값은 63.2, P값은 <0.001으로 분석되었으며, 2차 절단력의 F값은 35.52, P값은 <0.001으로 분석되어, 함수율과 줄기의 직경에 따라 절단력이 높아지는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 측정되고 분석된 마늘 줄기의 특성들은 마늘 줄기절단기 개발을 위한 기초 자료로 사용 될 수 있을 것으로 기대되어진다.

시뮬레이션을 이용한 고추 수확기의 동적 특성 연구

강석호,김준희,김영수,우승민,두윰우예다니엘,하유신,Kang, Seokho,Kim, Junhee,Kim, Yeongsu,Woo, Seungmin,Daniel, Dooyum Uyeh,Ha, Yushin 한국시뮬레이션학회 2020 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.29 No.3

밭 농업 기계는 심한 경사지와 험로, 재배 작물별 정형화되지 않은 재배양식으로 인해 개발이 어렵다. 특히 고추 수확 작업은 많은 시간과 인력이 요구되는 작업으로 고령화가 가속화되는 국내 농촌의 큰 문제점이다. 본 연구는 부족한 인력을 대체하고 작업 시간을 줄이며 수확 작업을 기계화하기 위해 개발된 고추 수확기의 동적 특성을 연구하고자 한다. 고추 수확기의 동적 특성을 분석하기 위해 동역학 프로그램인 Recurdyn을 이용하여 진행하였으며 모든 분석은 공차를 전제로 분석을 진행하였다. 시뮬레이션 결과에 따라 주행 플랫폼이 주행할 수 있는 안전 범위를 제시하였다. The field farming machine is difficult to develop due to its heavy slopes, tough roads and unformatted cultivation by growing crops. In particular, harvesting is a major problem in rural areas in Republic of Korea where aging is accelerated with work requiring a lot of time and manpower. This study seeks to analyze the dynamic characteristics of hot pepper harvester developed to replace manpower, reduce working hours and mechanize harvesting operations. To analyze the dynamic characteristics of a hot pepper harvester, the dynamic program Recurdyn was used and all analysis were performed as case of an empty vehicle. Based on the results, this study can suggest dynamic safety range of multi-purpose driving platform with hot pepper harvester.