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      • KCI등재

        Bioreactor mimicking knee-joint movement for the regeneration of tissue-engineered cartilage

        정훈진,곽소정,강내운,홍명화,김영율,조영삼,이승재 대한기계학회 2019 JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.33 No.4

        Efforts to minimize the sacrifice of laboratory animals have become a recent worldwide trend. This trend has triggered a number of studies toward developing effective methods to replace the animal experiments. In this study, we developed a biomimetic bioreactor system that simulates the movements of the human knee joint. The system consists of a knee-joint drive and a unit capable of culturing cells at the joint surface. The knee-joint drive is designed to apply dynamic stimulation similar to the real bending motion of the knee joint. We employed a commercial incubator for comparative evaluation and validation of our laboratory-made cell-culture unit mounted in a bioreactor. The results revealed that the ability of the proposed system in culturing cells was similar to that of the commercial incubator. The cell culture was evaluated by dividing the knee joint into zones according to the size of the stimulus. The results confirmed that the cell assessment stimulated by the knee-joint movement was two times higher than that having no stimulation. Overall, the study helped establish that the cell characteristics is more effective when an appropriate external stimulus is applied according to the target tissue. The study is also expected to form the basis for implementing an ex-vivo environment that can potentially replace animal and cadaver experiments in the future. In the future, follow-up studies will be conducted on the in-vivo environment and the characteristics of each organ and tissue for effective tissue regeneration.

      • 네트워크 기반 클러스터 시스템을 위한 적응형 동적 부하균등 방법

        정훈진,정진하,최상방,Jeong, Hun-Jin,Jeong, Jin-Ha,Choe, Sang-Bang 한국정보과학회 2001 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.28 No.11

        클러스터 시스템을 계산능력과 메모리 크기에 있어서 바람직한 확장성을 제공한다. 또한 고속의 컴퓨터 네트워크 기술의 발달로 인해 클러스터 시스템은 값비싼 MPPs (Massively Parallel Processors)와 비교하여 경쟁력을 얻고 있다. 부적당한 작업 스케줄링은 시스템의 기능을 충분히 이용할수 없고, 병렬처리 프로그램에서 프로그램 실행 전에 각 태스크의 부하를 예측하기 어려우며, 태스크들은 다양한 형태로 서로 의존적이다. 동적 부하균등 알고리즘에서는 실행시간에 각 프로세서의 부하를 평가한 후, 각 태스크를 적절한 크기로 분할하고 그것들을 각 프로세서의 수행능력에 비례하여 클러스터 시스템에 할당한다. 그러나, 프로세싱 노드간의 통신비용이 높으면, 모든 노드들이 부하분산에 참여하는 것은 효율적이지 못하다. 본 논문에서는 부하분산에 참여하는 프로세서를 통신비용과 평균 부하로부터의 편차를 고려하여 제한하였다. 기존의 부하균등 방식과 제안된 동적 알고리즘을 비교하기 위하여, 통신비용, 노드 수, 그리고 부하의 범위와 같은 파라메터를 사용하여 다양한 모델의 클러스터 시스템에 관한 시뮬레이션을 수행하였다. Cluster system provides attractive scalability in terms of compution power and memory size. With the advances in high speed computer network technology, cluster systems are becoming increasingly competitive compared to expensive MPPs (massively parallel processors). Load balancing is very important issue since an inappropriate scheduling of tasks cannot exploit the true potential of the system and can offset the gain from parallelization. In parallel processing program, it is difficult to predict the load of each task before running the program. Furthermore, tasks are interdependent each other in many ways. The dynamic load balancing algorithm, which evaluates each processor's load in runtime, partitions each task into the appropriate granularity and assigns them to processors in proportion to their performance in cluster systems. However, if the communication cost between processing nodes is expensive, it is not efficient for all nodes to attend load balancing process. In this paper, we restrict a processor that attend load balancing by the communication cost and the deviation of its load from the average. We simulate various models of the cluster system with parameters such as communication cost, node number, and range of workload value to compare existing load balancing methods with the proposed dynamic algorithms.

      • KCI등재

        고고학적 공간정보의 취득관리와 GIS

        정훈진,강동석 한국문화유산협회 2010 야외고고학 Vol.0 No.9

        고고학적 조사연구는 유물, 유적 등 과거 인간이 남긴 물질자료가 가지고 있는 시간적·공간적 정보를 통해 인간의 문화활동을 이해하려는 일련의 과정이다. 특히 공간정보는 단순한 절대적 위치정보의 의미뿐만 아니라, 과거 인간의 정치적, 경제적, 사회적 행위에 대한 해석이 가능한 의미화된 장소로 인식되고 있으며, 전통고고학을 비롯한 경관고고학에 이르기까지 연구목적에 따라 정확한 공간정보를 취득하고, 분석·이해하려는 다양한 시도가 있었다. 고고학적 공간정보는 공간적 위치, 고고학적 자료와 타 객체와의 관계, 고고학적 자료의 속성 등 세 가지로 구성되는데, 일반적으로 점, 선, 면의 형태로 지형도 또는 주제도에 추상화되며 설명 자료와 함께 지표·발굴조사보고서에 표현된다. 그렇기 때문에 조사보고서는 고고학적 공간정보를 취득·관리하는 매우 중요한 매체로서 역할을 담당하고 있다고 할 수 있다. 그러나 최근 5년간 발간된 지표·발굴조사보고 서를 살펴보면, 유적·조사지역 위치도 등 필수주제도를 누락하거나, 국가기본도의 미사용, 공간정보의 부적절한 표현 및 부정확성 등의 문제점을 지니고 있다. 이러한 조사보고서의 공간정보 관리에 따른 문제점은 보고서에 수록해야 할 필수주제도를 규정하고, 국토지리정보원 제작 수치지도의 사용, 유적성격과 특성에 맞는 표현방식의 선택, 고정밀GPS를 이용한 공간좌표 획득 등을 통해 극복할 수 있다. 조사보고서의 고고학적 공간정보는 GIS 공간데이터베이스 구축을 통해 공간분석 및 통계 등 조사연구 분야에 효과적으로 활용될 수 있다. DB구축은 일반적으로 개념적·논리적·물리적 모델링 과정을 거치게 되는데, 개념적 설계과정은 유적분포범위 및 위치, 유구배치구역, 개별유구 등에 표현된 고고학적 공간정보의 특성을 반영하고, GIS DB로서의 활용성, 확장성 등을 결정하므로 가장 중요한 단계에 해당된다. 고고학적 공간데이터베이스는 GIS를 통해 문화유산의 보존관리, 학술조사연구에 활용된다. 문화유산 관리 차원의 GIS는 국가 또는 공공단체에 의해 주도되며, 자료관리 및 정보서비스, 보존정책수립에 따른 의사결정 지원 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 학술적 조사연구 분야에서 GIS의 활용은 단순한 유적분포도 작성을 비롯하여 패턴·입지분석, 유적분포가능지 예측 모델링까지 매우 다양하며, 유적·유물의 고고학적 현상을 시각화·객관화하여 보다 설득력 있는 고고학적 해석을 유도할 수 있다. Archeological study consists of a series of interpretative procedures for the understanding of human cultural through chronological and spatial information obtained from the remains of past human action. In the case of spatial information, not only does it provide absolute locational information, it is also significant in terms of the political, economical and social activities of past populations. From traditional archaeology to more recent landscape approaches, there have been many attempts to acquire, analyze and understand precise spatial information. Archeological spatial information is composed of three sub-categories: spatial location, the relationship between archeological data and other objects, and the characteristics of archeological data. This information is generally represented on a topographic map through points, lines and polygons, or is abstracted into a thematic map and used in field survey and excavation reports. Therefore it can be said that such reports represent the most important medium involved in the acquisition and management of archeological spatial information. Yet, field survey and excavation reports published in the last five years demonstrate various problems, such as the omission of necessary thematic maps, the absence of the national basic map, the unsuitable representation of spatial information, and inaccurate spatial information. However, those problems can be overcome by regulations which make it compulsory to use the national basic map, the utilization of digital maps produced by the National Geographic Information Institute (NGII), the selection of data expression methods suitable to the material, and the use of high precision GSP, such as DGPS and RTK. By implementing a GIS spatial database, the archeological spatial information contained within field survey and excavation reports can be effectively utilized in many ways, such as for data management, spatial analysis, and statistics. The construction of an archeological spatial database will require processes of conceptual, logical and physical modeling. As the conceptual planning stage determines the extensibility and usability of the database, the range of the archeological information which is to be dealt with should be carefully considered. An archeological spatial database can be effectively utilized, through GIS, for conservation management and academic research. GIS for the management of cultural remains is generally carried out by the government or public organizations, and is widely used in data management, information systems, and decision making when formulating policies. From an academic research perspective, it can be used in various ways, such as in the production of site distribution charts, as well as for geographical condition analysis and predictive modeling in particular. In facilitating the visualization and the objective analysis of archaeological data, it will also lead to tighter archeological interpretations.

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