Carbonation of reinforced concrete is a major factor in the deterioration of reinforced concrete, and prediction of the resistance to carbonation is important in determining the durability life of reinforced concrete structures. In this study, basic research on the prediction of carbonation penetration depth of concrete using Deep Learning algorithm among artificial neural network theory was carried out. The data used in the experiment were analyzed by deep running algorithm by setting W/B, cement and blast furnace slag, fly ash content, relative humidity of the carbonated laboratory, temperature, CO2 concentration, Deep learning algorithms were used to study 60,000 times, and the analysis of the number of hidden layers was compared.

The statistical data from WIM has been used only for traffic management and fatigue evaluation of structures. In this study, the algorithm using ESAL for assessment of pavement condition is proposed. To verify the algorithm, WIM system using PVDF sensor was installed on the pavement of bridge deck, also the automatic assessment software was developed. For the reliability verification of the alogorithm, further comparative study based on the long-term data is needed.

In this paper, we propose an algorithm that estimates the location of lunar rover using IMU and vision system instead of the dead-reckoning method using IMU and encoder, which is difficult to estimate the exact distance due to the accumulated error and slip. First, in the lunar environment, magnetic fields are not uniform, unlike the Earth, so only acceleration and gyro sensor data were used for the localization. These data were applied to extended kalman filter to estimate Roll, Pitch, Yaw Euler angles of the exploration rover. Also, the lunar module has special color which can not be seen in the lunar environment. Therefore, the lunar module were correctly recognized by applying the HSV color filter to the stereo image taken by lunar rover. Then, the distance between the exploration rover and the lunar module was estimated through SIFT feature point matching algorithm and geometry. Finally, the estimated Euler angles and distances were used to estimate the current position of the rover from the lunar module. The performance of the proposed algorithm was been compared to the conventional algorithm to show the superiority of the proposed algorithm.

Reinforcement learning has been applied to various problems in robotics. However, it was still hard to train complex robotic manipulation tasks since there is a few models which can be applicable to general tasks. Such general models require a lot of training episodes. In these reasons, deep neural networks which have shown to be good function approximators have not been actively used for robot manipulation task. Recently, some of these challenges are solved by a set of methods, such as Guided Policy Search, which guide or limit search directions while training of a deep neural network based policy model. These frameworks are already applied to a humanoid robot, PR2. However, in robotics, it is not trivial to adjust existing algorithms designed for one robot to another robot. In this paper, we present our implementation of Guided Policy Search to the robotic arms of the Baxter Research Robot. To meet the goals and needs of the project, we build on an existing implementation of Baxter Agent class for the Guided Policy Search algorithm code using the built-in Python interface. This work is expected to play an important role in popularizing robot manipulation reinforcement learning methods on cost-effective robot platforms.

최근 경주, 포항 등 국내에서 지진으로 인한 피해가 지속적으로 발생하면서, 우리나라가 더 이상 지진의 안전지대가 아니며 이에 대한 대비가 필요함을 알게 되는 계기가 되었다. 또한 내진설계 개념 도입 이전에 건설된 교량들은 적절한 보강 대책이 마련되지 않은 상태로 남아있는 실정으로 경제성과 구조적 안전성이 고려된 내진보강이 순차적으로 이루어져야한다. 기존 교량의 내진성능 예비평가는 교량이 위치한 지역의 지진세기를 고려한 지진도와 취약도 및 영향도를 고려하여 4개의 그룹으로 내진 그룹화하고 이를 통해 내진성능 상세평가를 위한 우선순위가 결정된다. 본 연구에서는 기존의 방법과 다르게 교량의 중요도와 취약조건, 도로교의 세부사항을 기준으로 선정하여 도로교의 내진 보강 우선순위를 결정하는 보다 간편하고 객관적인 알고리즘을 제안하고 이를 실제 교량에 적용하여 적합성을 확인하였다.

In this study, we adapted very low resolution (240x320 = 76,800 pixels) images by which it is difficult to detect cracks. An automatic crack detection technique has been studied using digital image processing technology for low resolution images of sewage pipeline. Authors have developed two algorithms to detect cracks. The third step covers an algorithm developed to find optimal threshold value, and the sixth step deals with algorithm to determine cracks. As the result, in spite of very low-resolution images, the performance of crack detection turned out to be excellent.

This paper deals with the development and application of control algorithms for series elastic relief robots for rescue operations in harsh environment like disasters or battlefield. The joint controller applied in this paper has a cascade structure combining inner loop for torque control and outer loop for position control. The torque loop contains feedforward and feedback controller and disturbance observer for independent, decentralized joint control. The effect of the elastic component and motor dynamics are treated as the nonlinear disturbance and compensated with the disturbance observer of torque controller. For the collision detection, Band Designed Disturbance Observer is configured to recognize/respond to external disturbance robustly in the continuously changing environment. The controller is applied to a 7-dof series elastic manipulator to evaluate the torque tracking and collision detection/response performance.

본 연구는 다목적함수를 고려한 입자군집최적화(Particle Swarm Optimization, PSO) 알고리즘을 Python으로 개발하고, Soil and Water Assessment Tool (SWAT) 모형에 적용하여 자동보정 알고리즘의 적용 가능성을 평가하였다. SWAT 모형의 유출 해석은 안성천의 공도 수위 관측소 상류유역(364.8 km2)을 대상으로 하였으며, 공도 지점의 2000년부터 2015년까지의 일 유량 자료를 이용하였다. PSO 자동보정은 결정계수 (coefficient of determination, R2), 평균제곱근오차(RMSE), NSE 모형효율계수(Nash-Sutcliffe Efficiency, NSEQ), 특히 중간유출과 기저유출의 보정을 위해 NSEINQ (Inverse Q)를 활용하여 SWAT을 보정하였다. PSO을 통한 SWAT 모형의 자동보정과 수동보정의 유출해석 결과, 각각 R2 는 0.64, 0.55, RMSE는 0.59, 0.58, NSEQ는 0.78, 0.75, NSEINQ는 0.45, 0.09의 상관성 분석결과를 보였다. PSO 자동보정 알고리즘은 수동보정에 비하여 높은 향상을 보였는데 특히 유출의 감수곡선을 개선시켰으며 적절한 매개변수 추가(RCHRG_DP)와 매개변수 범위의 설정으로 수동 보정의 한계를 보완하였다.

보드게임에서는 많은 경우의 수의 말들과 많은 상태공간들을 가지고 있다. 그러므로 게임은 학습을 오래 하여야 한다. 본 논문에서는 Q러닝 알고리즘을 이용했다. 그러나 강화학습은 학습초기에 학습속도가 느려지는 단점이 있다. 그러므로 학습을 하는 동안에 같은 최선의 값이 있을 때, 게임트리를 고려한 문제영역의 지식을 활용한 휴리스틱을 사용하여 학습의 속도향상을 시도하였다. 기존 구현된 말과 개선하여 구현된 말을 비교하기 위하여 보드게임을 제작했다. 그래서 일방적으로 공격하는 말과 승부를 겨루게 하였다. 개선된 말은 게임트리를 고려하여 상대방 말을 공격하였다. 실험결과 개선하여 구현된 말이 학습속도적인 면에서 향상됨 것을 알수 있었다

게임 캐릭터의 성장은 능력 수치의 가감으로 표현되는데, 이때 능력 요소는 게임에 따라 다양하게 정의되고, 사용된다. 본 논문에서는 캐릭터의 능력 요소가 어떻게 정의되고 사용되는지 알아보고, 캐릭터의 생성할 때, 능력 수치를 부여하는 방식에 대해 제안하고자 한다. 본 방식은 캐릭터의 성장을 시간이라는 요소와 연결하여 시간의 변화에 맞추어 캐릭터가 적합한능력 수치를 가지고 생성되도록 유전 알고리즘을 활용하여 디자인한다. 시간의 변화에 맞춘실험을 통해 제안한 방식의 유효성을 검증한다.

This paper proposes a unified framework that overcomes four motion constraints including joint limit, kinematic singularity, algorithmic singularity and obstacles. The proposed framework is based on our previous works which can insert or remove tasks continuously using activation parameters and be applied to avoid joint limit and singularity. Additionally, we develop a method for avoiding obstacles and combine it into the framework to consider four motion constraints simultaneously. The performance of the proposed framework was demonstrated by simulation tests with considering four motion constraints. Results of the simulations verified the framework’s effectiveness near joint limit, kinematic singularity, algorithmic singularity and obstacles. We also analyzed sensitivity of our algorithm near singularity when using closed loop inverse kinematics depending on magnitude of gain matrix.

최근 들어 증강현실 시장이 급성장하고 새로운 패러다임으로 자리를 잡아가면서 다양한 플랫폼 인터페이스가 등장하였다. 스마트폰 기반으로 사용자 개개인에 따라 맞춤식으로 추천 여행 정보를 제공하며 추천 여행 정보를 토대로 맞춤식 동선 가이드 정보를 제공함으로써 제한된 시간 내에 효율적인 여행이 가능하도록 하고 있으나 지도 중심의 단순 여행 동선을 제공하는데 불과하여 트레일이 나 트레킹 등의 도보 여행 시 기존 지도 애플리케이션과 차별화된 서비스를 제공하기에는 한계가 있다. 모바일 기기에서 구현되면서도 서버와의 지속적인 통신이 없더라도 사용자 동선에 따라 가이드가 가능하면서도 해당 지역의 문화나 유적 등 엔터테인먼트 서비스도 부가적으로 제공될 수 있는 새로운 증강현실기법이 필요하다.

본 연구는 두부 인체모형 팬텀을 컴퓨터 단층촬영 장치를 이용하여 스캔 후 영상에서 발생한 선속경화현상을 고 관전압 적용 방법과 본 연구에서 적용한 금속인공물감소 알고리즘 적용 영상을 비교하여 금속인공물감소 알고리즘 적용의 유용성을 알아보고자 하였다. 그 결과 관전압을 140 kVp로 높여 스캔 시 CT value가 0.02～0.05 % 감소하여 선속경화현상 감소 효과가 상대적으로 낮았으며(P>0.05), 금속인공물감소 알고리즘 적용 시 CT value가 12.4～26.9 % 감소하여 선속경화현상 감소 효과에 상대적으로 의미가 있는 것으로 분석되었다(p<0.05). 또한 임상영상평가표에 의한 정성적 평가에서도 인공물의 경우 MAR알고리즘 적용 후 1.8점으로 평가 되었고, 해상도 및 대조도 평가에서 MAR알고리즘 후 7.2점으로 평가되어 선속경화현상 감소에 있어 금속인공물감소 알고리즘 적용이 의미가 있는 것으로 평가되었다. 따라서 불가항력적으로 발생하는 선속경화 현상에 의한 인공물의 경우 기존연구에서 도출한 다양한 방법과 더불어 본 실험을 통해 제시한 금속인공물 감소 알고리즘을 적용하여 스캔한다면 선속경화현상에 의해 발생한 인공물 감소에 유용할 것으로 사료된다.

골반저근은 골반기관을 지지하는 기능을 가지고 있으며 요자제를 유지하는 여성의 주요 하부조직이다. 골반저근의 약화는 복압성 요실금의 원인이 되는데, 이러한 골반저근의 기능 정도는 복압성 요실금의 병증정도를 평가하는 지표로 사용될 수 있다. 이에 본 연구에서는 골반저근의 수축 압력을 측정하여 복압성 요실금의 병적 진행정도를 정량적으로 진단할 수 있는 요실금 진단 알고리즘을 제안하였다. 이를 위하여 골반저근의 수축압력 정보를 측정할 수 있는 시스템을 제작하였으며, 측정된 데이터의 특징 분석을 위한 측정 프로토콜을 제안하였다. 복압성 요실금 환자로부터 획득한 데이터를 이용하여 5개의 진단 파라미터를 추출하였으며, 이를 이용한 진단 알고리즘을 구현하였다. 임상시험을 통하여 진단 알고리즘의 정확성을 평가한 결과 80%의 정확성을 보였으며, 20%의 위양성 진단 결과를 보였다. 반면에 위음성 진단 결과는 확인되지 않았다. 본 연구에서 제안한 요실금 진단 알고리즘은 복압성 요실금의 병적 진행 정도를 정량적으로 진단할 수 있으며, 요실금 진단 시스템 개발에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

This research and development analysis provides numerical analysis techniques that can be used conveniently to determining the safety of the current state and to predict the stability in the future. It also seeks to present algorithms of back analysis to develop unified management system for control, prediction, coordination, and information modeling that can reasonably handle appropriate responses to structural behavior at project sites and design changes.

축구 시뮬레이션 게임에서 축구 선수들의 능력치를 현실에 가깝게 만드는 것은 게임의 흥미 를 위해 매우 중요한 요소이다. 스포츠 시뮬레이션 게임에 경영 개념이 도입되면서 장시간 게 임을 플레이하게 되면 기존 선수 캐릭터의 은퇴문제가 발생하고 새로운 선수 캐릭터를 생성하 여 게임의 환경을 유지하게 된다. 본 연구에서는 새로운 선수 캐릭터를 생성할 때 유전 알고리 즘을 활용하여 기존의 선수와 유사하면서 최적의 능력을 갖추게 하는 방식을 제안한다. 기존의 랜덤 생성방식, 보정 랜덤방식과 제안한 알고리즘으로 선수 캐릭터를 생성하여 비교, 평가하여 제안한 방식의 유효성을 검증한다.

As drones gain more popularity these days, drone detection becomes more important part of the drone systems for safety, privacy, crime prevention and etc. However, existing drone detection systems are expensive and heavy so that they are only suitable for industrial or military purpose. This paper proposes a novel approach for training Convolutional Neural Networks to detect drones from images that can be used in embedded systems. Unlike previous works that consider the class probability of the image areas where the class object exists, the proposed approach takes account of all areas in the image for robust classification and object detection. Moreover, a novel loss function is proposed for the CNN to learn more effectively from limited amount of training data. The experimental results with various drone images show that the proposed approach performs efficiently in real drone detection scenarios.

경로 탐색 알고리즘은 이동 가능한 에이전트가 게임 내의 가상 월드에서 현재 위치로부터 목적지까지 가는 경로를 탐색하는 알고리즘을 뜻한다. 기존의 경로 탐색 알고리즘은 A*, Dijkstra와 같이 비용 기반으로 그래프 탐색을 수행한다. A*와 Dijkstra는 월드 맵에서 이동 가능한 노드와 에지 정보들을 필요로 해서 맵의 정보가 다양하고 많은 온라인 게임에 적용하기 힘들다. 본 논문에서는 가변환경이나 맵의 데이터가 방대한 게임에서 적용 가능한 경로 탐색 알고리즘을 개발하기 위해 맵의 정보 없이 교배, 교차, 돌연변이, 진화 연산을 통해 해를 찾는 유전 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 활용한 Heuristic-based Genetic Algorithm Path–finding(HGAP)를 제안한다. 제안하는 알고리즘은 Binary-Coded Genetic Algorithm을 기반으로 하며 목적지에 더 빨리 도달하기 위해 목적지로 가는 경로를 추정하는 휴리스틱 연산을 수행하여 경로를 탐색한다.

많은 사용자가 함께 즐기는 온라인 게임(MMOGs)에서 IoT의 확장은 서버에 엄청난 부하를 지 속적으로 증가시켜, 모든 데이터들이 Big-Data화 되어가는 환경에 있다. 이에 본 논문에서는 딥러 닝 기법 중에서 가장 많이 사용되는 Sparse Autoencoder와 이미 잘 알려진 부하분산 알고리즘 (ProGReGA-KF)을 결합한다. 기존 알고리즘 ProGReGA-KF과 본 논문에서 제안한 알고리즘을 이동 안정성으로 비교하였고, 제안한 알고리즘이 빅-데이터 환경에서 좀 더 안정적이고 확장성이 있 음 시뮬레이션을 통해 보였다.

In this paper, we propose a new collision detection algorithm for human-robot collaboration. We use an IMU sensor located at the tip of the manipulator and the kinematic behavior of the manipulator to detect the unexpected collision between the robotic manipulator and environment. Unlike other method, the developed algorithm uses only the kinematic relationship between the manipulator joint and the end effector. Therefore, the collision estimation signal is not affected by the error of the dynamics model. The proposed collision detection algorithm detects the collision by comparing the estimated acceleration of the end effector derived from the position, velocity and acceleration trajectories of the robot joints with the actual acceleration measured by the sensor. In simulation, we compare the performance of our method with the conventional Residual Observer (ROB). Our method is less sensitive to the load variation because of the independency on the dynamic modeling of the manipulator.