신경충동현상의 모형화를 통한 인공감정모델

손충연(ChoongYeon Sohn),함준석(JunSeok Ham),정찬순(ChanSoon Jung),박준형(JoonHyung Park),여지혜(JiHye Yeo),배대용(DaeYong Bae),이장우(JangWoo Lee),고일주(IlJu Ko) 한국HCI학회 2010 한국HCI학회 학술대회 Vol.2010 No.1

인간은 감정을 갖고 살아간다. 감정은 인간에 대한 추상적 상태이기에 명확한 정의가 어려운 특성을 지니며, 감정은 심리학적으로 일련의 현상에 대한 복합적인 정보의 인식을 통한 일련의 상태내지 표현으로써, 이를 밝히는 연구가 생리심리학과 신경과학적 관점을 통해 진행되고 있다. 로봇의 활용이 증대됨에 따라 로봇에 감정을 부여해야 될 필요성이 증대되고 있으며 이를 위한 인공감정모델은 인간과 로봇 내지 컴퓨터 간의 감정교류를 목적으로 한다. 본 논문은 뇌신경망 속, 시냅스의 각성으로 발생하는 흥분성 시냅스 후 전위 그래프와 활동전위 그래프를 단위감정 그래프의 기본 형태로 이용하여 생성된 감정그래프로 신경충동을 모형화 한 인공감정모델의 제안을 목적으로 한다. 또한 단위감정그래프에 임계수치의 적용을 통하여 감정의 생성과 소멸에 결정적인 역할을 하는 성격이 반영이 가능하도록 한다. 제안된 인공감정모델은 감정의 생성과 소멸, 성격의 반영에 있어서 효율성을 향상을 증명하기위한 실험으로 텍스트기반으로 간소화시킨 시뮬레이터를 이용했다. 이를 통하여 로봇에서 적용 할 인공감정모델에서 인공감정의 주체의 성격을 부여 할 수 있고 반영할 수 있음을 확인했다. Human has emotion. Emotion is an abstract side of human, so it is difficult to define clearly. And emotion is a result of the expression or state which is made by the recognition to the series of actual states; the research that will clear up the process is proceeding in a view of physiological psychology and neuroscience. As a utilizing robot is enlarging, the demand for giving emotion to the robot is increasing. So in this point' artificial emotion model is for emotional communication between human and robot or computer. This paper intends to offer the developed model that is similar to the emotion process of human by using the action potential as a basic format of an emotion unit graph caused by disillusion of synapse. And also, character which is decisive for human process through all-or-none principal based on critical value is applied to the artificial emotion model. The offered artificial emotion model is applied to simpler simulator based on text foundation in order to experiment improvement of immediacy. Through these courses, artificial emotion model for applying to robot is confirmed the possibility to make similar emotion of human.

관계적시점지도로 구성된 SOM을 이용한 가스배관 부식상태의 자율적 판단 방법

손충연(Choong-Yeon Sohn),여지혜(Ji-Hye Yeo),고일주(Il-Ju Ko) 한국컴퓨터정보학회 2011 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.19 No.1

시설의 안전성 평가에 대한 연구는 안전성에 영향을 주는 데이터를 정량화하여 획일적인 자동 수행하는 안전관리가 주를 이루고 있다. 이와 달리 자율수행은 수집 된 상황 정보나 상태 데이터를 이용하여 안전성을 예측하고 사고 위험성을 경보하여 사고를 예방 할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 시설물 중에서 가스배관의 부식에 대한 판단을 위해서 신경망의 대표적 비지도학습인 자기조직화지도를 적용한다. SOM의 적용에서는 주변효과를 보완하기 위해서 관계적관점지도로 맵을 구성한다. 학습 할 데이터는 가스배관의 방식전위이다. 배관의 부식상태를 확인하기 위하여 수집 된 데이터인 방식전위에는 부식에 대한 위험요인이 내재되어 있다. 학습 후 새로운 데이터가 입력되면 각 상태 군집의 중심뉴런과 맵핑된 뉴런의 유사도를 측정하여 배관의 부식상태를 결정한다. 제안 된 방법으로 판단 된 결과를 기존에 사람이 판단한 결과와 비교하여 검증한다. 이를 통해 배관의 부식상태를 자율적이고 신속하게 판단하여 지능화 된 가스배관 관리로 활용한다.

구두논문 : 감정의 시각화를 위한 인공감정 설계

함준석,손충연,정찬순,박준형,여지혜,고일주 한국감성과학회 2009 추계학술대회 Vol.2009 No.-

인공감정에 관련된 기존의 연구는 대부분 감정의 인식과 물리적 표현에 중점 되어 연구 되었다. 하지만 감정은 성격에 따라 달리 표출되고, 시간에 따라 변화 양상을 갖는다. 또한 새로운 감정자극을 받기 이 전의 감정상태에 따라서 표출 될 감정은 달라진다. 본 논문은 감정을 성격, 시간, 감정간의 관계에 따라 관리하여 현재 표출될 감정을 시각화 해주는 인공감정을 제안한다. 감정을 시각화하기 위해서 본 논문의 인공감정은 감정그래프와 감정장을 갖는다. 감정그래프는 특정 감정을 성격과 시간에 따라 표현하는 2차원 형태의 그래프이다. 감정장은 감정그래프에서 표현된 서로 다른 종류의 감정들을 시간과 감정간의 관계에 따라 시각화 해주는 3차원 형태의 모델이다. 제안된 인공감정을 통해 감정을 시각화해 보기 위해, 감정의 인식과 물리적 표현을 텍스트 기반으로 간소화시킨 시뮬레이터에 적용했다.

원전 상태 감시 및 조기 경보용 빅데이터 시범 플랫폼의 설계를 위한 시스템 엔지니어링 방법론 적용 연구

차재민,손충연,황동식,신중욱,염충섭,Cha, Jae-Min,Shin, Junguk,Son, Choong-Yeon,Hwang, Dong-Sik,Yeom, Choong Sub 한국시스템엔지니어링학회 2015 시스템엔지니어링학술지 Vol.11 No.2

With the era of big data, the big data has been expected to have a large impact in the NPP safety areas. Although high interests of the big data for the NPP safety, only a limited researches concerning this issue are revealed. Especially, researches on the logical/physical structure and systematic design methods for the big data platform for the NPP safety were not dealt with. In this research, we design a new big data pilot platform for the NPP safety especially focusing on health monitoring and early warning services. For this, we propose a tailored design process based on SE approaches to manage inherent high complexities of the platform design. The proposed design process is consist of several steps from elicitate stakeholders to integration test via define operational concept and scenarios, and system requirements, design a conceptual functional architecture, select alternative physical modules for the derived functions and assess the applicability of the alternative modules, design a conceptual physical architecture, implement and integrate the physical modules. From the design process, this paper covers until the conceptual physical architecture design. In the following paper, the rest of the design process and results of the field test will be shown.

실시간 대기확산 시스템의 누출원 자율추천 방법론

오정석(Jeong Seok Oh),손충연(Choong yeon Soh),성종규(Jong Kyu Sung) 한국정보과학회 2011 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.38 No.2A

대규모 산업시설에서 사용하는 유해물질의 사고는 누출 화재 및 폭발 등으로 직·간접적으로 막대한 피해를 발생시킬 수 있다. 특히 최초사고 가능성이 높은 유해물질 누출사고는 물질 대상시설 대기 상태에 따라 누출 확산 속도 및 범위가 틀리기 때문에 이를 예측할 수 있는 대기확산 시스템이 사용되어왔다. 대기확산 시스템은 사용목적에 따라 시뮬레이션 기반 대기확산 시스템 및 사고대응형 대기확산 시스템으로 개발되어 왔다. 시뮬레이션 기반 대기확산 시스템은 대상시설 설계 시에 안전성을 위하여 가상의 데이터를 위해 사용되며 사고대응형 대기확산 시스템은 대기정보만을 실시간으로 입력받아 대상시설 운전 중에 사고대응을 위하여 이용되었으나 가상의 데이터 생성을 위한 전문적 지식수준의 사용자 입력과 시스템의 성능저하로 즉각적인 사고대응 및 사고피해 최소화에 한계가 존재하였다. 이를 위하여 다양한 센서를 통해 직접 입력을 받는 실시간 대기확산 시스템이 연구되어 전문적 지식에 의한 가상화 시나리오 생성은 해소되었으나 대상시설의 누출시점 및 지점 선정 등 전문가 의존문제가 여전히 잔존하였다. 본 논문은 실시간 대기확산 시스템에서 전문가에 의존하는 문제를 최소화하기 위하여 신경망 모델과 베이지안 추론을 이용하여 대상시설의 누출시점과 지점 결정을 지능화하며 더 나아가 대상 시설의 누출 위험성을 미리 예측함로써 실시간 사고예방형 대기확산 시스템에 대한 방법론 제시를 목적으로 한다. 본 연구는 지능형 산업시설 안전관리에 기여하며 토대를 제공할 수 있다.

에너지 플랜트 환경에서 독성가스를 위한 대기확산 시스템에 관한 연구

오정석 ( Jeong Seok Oh ),손충연 ( Choong Yeon Sohn ),성종규 ( Jong Gyu Sung ) 한국정보처리학회 2011 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.18 No.1

국내외 대규모 산업시설은 유해물질과 직·간접적으로 밀접하게 관련되어 유해물질 누출사고는 막대한 물적, 인적 피해를 발생시키며 누출물질, 저장시설, 대기 상태에 따라 유해물질 확산 속도 및 범위가 다르기 때문에 이를 예측하는 대기확산 시스템이 필요하다. 또한 기존의 대기확산 시스템은 산업시설 구조물 설계 단계에서 안전성을 확인하는 시뮬레이션용으로 사용되었기 때문에 누출사고 발생 시 즉각적인 처리와 대응이 어려우며 전문적 지식수준의 사용자 입력을 요구한다. 본 논문은 에너지 플랜트 환경의 특수성과 효율성을 고려하여 운영 중인 시설에 적용 가능한 대기확산 시스템 연구를 목적으로 한다. 이를 위하여 신속하고 효율적인 대기확산 모델을 선정·정의하고 융통성 있는 대기확산 시스템의 구성요소를 컴포넌트화하여 구현하였으며 사고 발생 시 빠르게 피해범위를 예측할 수 있는 실시간 대기확산 시스템 설계 방안을 제시하였다.

능동적 사고대처를 위한 유해화학물질의 실시간 대기확산시스템 개발

오정석(Jeong-seok Oh),손충연(Choong-yeon Sohn),현지이(Ji-i Hyun),성종규(Jong-kyu Sung) 한국정보과학회 2011 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.38 No.1C

에너지플랜트는 위험성이 높은 유해화학물질을 취급해서 누출사고가 발생 할 가능성이 높다. 유해화학물질이 누출되어 대기 중에 확산되면 강한 유독성으로 인해 대형피해를 불러온다. 유해화학물질의 누출로 인한 대기 중의 확산피해 최소화하는 방안에는 확산 될 범위를 산출하여 적절한 사고대응조치를 취하는 것이다. 대기확산모델의 시뮬레이션을 이용한 대기확산범위 산출은 가상으로 설정 된 시나리오의 데이터를 사용자가 수동으로 입력하여 결과를 도출한다. 가상 데이터로 산출 된 결과는 정확성이 결여 될 수 있으며 실시간 대기확산범위 산출이 불가능하다. 본 연구에서는 유해화학물질의 대기확산범위를 즉각적으로 산출 할 수 있는 실시간 대기확산시스템을 설계하고 구현한다. 대기확산범위 산출에 필요한 데이터는 실시간으로 수집 된 실제 데이터를 이용한다. 실시간으로 수집된 실 데이터를 토대로 데이터마이닝기법을 통해 자율적인 누출사고를 탐지하고 누출지점을 특정 할 수 있는 지능화모듈을 설계한다. 대기확산모델은 유해화학물질의 증기운의 무게에 따라 가우시안과 SLAB모델을 이용한다. 실시간으로 산출 된 대기확산범위는 ERPG의 각 단계의 농도 기준에 근거하여 총 3단계로 구분해서 GIS맵 상의 유저인터페이스에 표현한다. 산출된 대기확산피해범위는 현장 작업자의 모바일기기로 사고와 관련 된 대응조치와 함께 신속히 전파할 수 있도록 구현해서 누출로 인한 유해화학물질의 확산사고피해 최소화를 도모한다.

관객의 생체신호 분석을 통한 감성 변화

김완석(Wan-Suk Kim),함준석(Jun-Seok Ham),손충연(Choong-Yeon Sohn),윤재선(Jae-Sun Yun),임찬(Chan Lim),고일주(Il-Ju Ko) 한국콘텐츠학회 2010 한국콘텐츠학회논문지 Vol.10 No.8

영상을 주의 깊게 시청하는 관객은 보이는 영상의 성격에 따라 여러 심적 변화를 경험한다. 기쁨, 슬픔, 놀람 등 관객이 느낄 수 있는 다양한 감정 상태는 심리학에서 많이 활용되는 제임스 러셀(James Russell)이 정의한 감정 원형모형을 통해 정리된다. 관객이 느낄 수 있는 감정들 중에서도 특히 지그문트 프로이트(Sigmund Freud)가 언급한 언캐니(uncanny)는 기존의 명료한 정서적 개념들의 틈새에 존재하는 첨예한 중간자로 대변된다. 언캐니 현상은 비윤리적으로 인식되는 영상을 시청하는 관객이 보편적으로 느끼는 불쾌한 부분이 쾌로 수용되는 상태, 즉 사회적 금기에 대해 긍정적인 상태이기 때문에 이는 사회윤리적인 해석과 더불어 명확한 수리적 분석이 후행될 때 비로소 첨예한 심리상태로서 분석 가치를 지닌다. 따라서 본 논문에서는 감정 원형모형과 언캐니 상태를 분석하고, 관객의 언캐니 상태에 관한 가설을 설립하여 ECG(Electronic Cardiogram)와 GSR(Galvanic Skin Response) 신호 측청과 같은 생체신호 실험을 수치화한 결과를 러셀의 감정 원형모형을 기반으로 분포, 거리, 시간 등을 분석하는 방향으로 진행된다. Audience observing visual media with care experience lots of emotional transition according to characteristics of media. Enjoy, sadness, surprising, etc, a variety of emotional state of audiences is often arranged by James Russell’s ‘A circumplex model of affect’ utilized on psychology. Especially, in various emotions, ‘Uncanny’ mentioned by Sigmund Freud is represented a sharp medium existing in a crack of clearly emotional conception. Uncanny phenomenon is an emotional state of changing from unpleasant to pleasant on an audience observing visual media is been aware of immoral media generally, therefore, because this is a positive state on a social taboo, we need to analyze with a scientific analysis clearly. Therefore, this study will organize James Russell’s ‘A circumplex model of affect’ and uncanny phenomenon, will be progressed to establish a hypothesis about a state of uncanny on audiences observing visual media and analyze results of the physiological signals experiment based on ECG(Electronic Cardiogram), GSR(Galvanic Skin Response) signals with distribution, distance, and moving time in a circumplex model of affect.