최근 인공지능 분야에서 가장 활발히 연구되고 있는 거대 언어 모델은 교육에 대한 응용 가능성을 보 이며, 교육학의 거의 모든 분야에서 그 활용 방안이 연구되고 있다. 이러한 연구는 공학 교육에서도 주목 받고 있다. 그러나 구체적인 활용 분야와 방법에 대해서는 아직 많은 연구가 필요한 상황이다. 특히, 거대 언어 모델을 이용한 교육과정 설계와 개선에 대한 연구는 인공지능 공학과 교육학 두 분야에서 모두 중요한 연구 과제로 부각되고 있다. 이러한 응용 필요성에 대한 예시이자 전략으로써, 본 연구는 OpenAI에서 발표한 최신 거대 언어 모델인 ChatGPT-4o를 이용하여 한국과학기술원(KAIST) 공과대학 학부 전공 과 목과 S전자 DS부문(반도체사업부) 직무 사이의 연관성을 분석하고, 그 결과를 기반으로 대학과 기업체 양측에 반도체 산업 인력 양성과 채용에 대한 실질적인 응용 전략을 제안한다. 이를 위해 KAIST 공과대 학 학부과정에 개설된 모든 전공 과목과 S전자 DS부문(반도체사업부)의 직무기술서를 ChatGPT-4o에 학습시켜 각 과목이 특정 제품군, 직무와 가지는 연관성을 특정 범위와 기준에 의거하여 정량화된 점수로 평가했다. 또한, 각각의 직무, 전공, 과목별로 확보한 데이터를 기초적인 통계 분석을 통해 평가했으며, 구직자와 구인자의 활용 가능성에 초점을 두고 특정 전공의 각 직무별 연관성과 특정 직무의 각 전공별 연관성, 그리고 특정 직무 및 전공의 반도체 제품군별 연관성 등 다양한 조건에서 분석을 진행하였다. 또 한 본 전략에 대한 반도체 산업 실무자 견해를 수집하여 실제 전략으로의 활용 가능성을 검증하였다. 분 석 결과, 간단한 질문과 분석만으로도 전공, 교과목별로 유의미한 직무 연관성의 차이를 확인했다. 이러한 결과를 바탕으로 본 연구는 대학 교육과정의 개선과 기업 채용 및 양성 과정에서의 응용 전략을 제시한 다. 이 연구는 대학과 산업 간의 협력을 통해 인적자원 개발과 채용 효율성 증대에 기여할 것으로 기대한 다. 또한, 후속 연구로 구직자와 구인자, 교수자 등 본 연구의 효과를 확인할 수 있는 집단을 대상으로 한 대규모 설문조사 및 전문가그룹 대상 질적연구 등을 제안하여 실제 활용도와의 비교 분석 연구를 제안 한다. 결론적으로, 본 연구는 거대 언어 모델을 활용하여 필요한 인재를 양성하기 위한 교육 과정 설계의 구체적인 응용 가능성을 제시함으로써, 인공지능을 이용한 교육 분야에 대한 기여 방안을 모색한다.

The design variables and material properties as well as the external loads concerned with structural engineering are used to be deterministic in optimization process. These values, however, have variability from expected performance. Therefore, deterministic optimum designs that are obtained without taking these uncertainty into account could lead to unreliable designs, which necessitates the Reliability-Based Design Optimization(RBDO). RBDO involves an evaluation of probabilistic constraints which constitutes another optimization procedure. So, an expensive computational cost is required. Therefore, how to decrease the computational cost has been an important challenge in the RBDO research field. Approximation models, response surface model and Kriging model, are employed to improve an efficiency of the RBDO.

본 논문에서는 상용 프로그램 MIDAS GEN을 활용하여 플랜트 시설물의 특성을 반영한 골조와 단일 부재의 비선형 동적 해석을 수 행하였으며 이에 따른 결과를 분석하였다. 플랜트에 배치되는 일반적인 구조 부재의 크기와 재료적 특성을 고려하였으며, 수치해석 방법 중 뉴마크 평균 가속도법, 재료 비선형을 고려하기 위한 소성 힌지를 적용하였다. 플랜트 폭발의 대표적 유형인 증기운 폭발의 폭 발하중을 산정하였으며, 이를 골조 및 단일 부재에 적용하여 비선형 동적 해석을 수행하였다. 동적 거동의 결과는 고유주기와 하중지 속시간의 비율, 최대변위, 연성도, 회전각으로 정리하였으며 골조를 단일 부재로 해석할 수 있는 조건과 범위를 분석 및 확인하였다. 보-기둥 강성비가 0.5, 연성도가 2.0 이상인 NSFF는 FFC로 단순화할 수 있으며, 보-기둥 강성비가 0.5, 연성도가 1.5 이상인 NSPF는 FPC로 단순화하여 해석할 수 있다. 본 연구의 결과는 플랜트 시설물의 내폭설계 가이드라인으로 활용될 수 있다.

본 논문에서는 다이나믹크리깅 대리모델 기반 자동차 브레이크 패드 마모량 측정센서 브라켓의 설계최적화를 소개한다. 브레이크 작동시 마찰재 바닥의 온도가 600°C 이상으로 상승하고, 이 열이 전달되어 센서의 기능을 상실시킨다. 따라서 열전달을 최소화하는 브라켓 형상의 설계최적화는 필수적이다. 최적화에 소요되는 계산비용을 절감하기 위해 다이나믹크리깅 대리모델로 열전달 시뮬레 이션을 대체하였다. 다이나믹크리깅은 최적의 상관함수와 기저함수를 선정하였으며, 정확한 대리모델을 도출하였다. 최적화 결과 센 서위치의 온도가 초기모델에 비해 7.57% 감소하였으며, 이를 열전달 시뮬레이션으로 다시 한번 확인하여 대리모델 기반 최적설계가 유의미함을 검증하였다.

이 논문은 직전 연구인 메타버스의 함정을 극복하기 위한 게임화된 동적 습관 형성 모델의 후 속 연구다. 2022년 12월 논문 연구에서는 사용자 참여를 방해할 수 있는 일반적인 함정을 극 복하기 위해 메타버스 공간을 설계하는 데 초점을 맞춘 게이미피케이션 동적 습관 형성 모델 을 제안하였다. 당시 제안했던 4단계 접근법을 통합한 역학 모델은 낮은 상호작용(P4)의 온보 딩 접근법, 기본 상호작용(P3) 온보딩 접근법, 중간 상호작용(P2)의 온보딩 접근법, 높은 상호 작용(P1) 온보딩 접근법의 네 단계로 구성되었으며, 간단한 모델의 개요를 설명한 바 있다. 본 고에서는 4단계의 세부 연구에 집중하였는데, P4-튜토리얼, 시즌 이벤트, 소셜 이벤트 및 모 임, P3-기본 아바타, 가상경제 및 아이템 획득/거래, 소셜경쟁과 리더보드, 도전과 경쟁, 커뮤 니티 강화, P2-아바타 개인화, 사용자 제작 콘텐츠. 보상 메커닉스 강화, 피드백 및 진행 상황 추적, P1-대화형 튜토리얼, 사회적 상호작용, 내러티브 중심 퀘스트, 스토리 기반 업적, 인터 렉티브 스토리 요소 등의 습관형성 증진 방안을 제시하였다. 각 단계는 게이미피케이션 및 게 임디자인 기법과 사용자 중심 디자인 원칙을 통합하여 사용자의 참여를 유도하고, 습관 형성 을 촉진하는 방향에서의 온보딩 접근법을 제시하고자 하였다. 이 논문에서는 게이미피케이션 및 게임디자인 이론과 실무를 바탕으로 각 단계에 대한 예시와 전략을 제공하여 메타버스에서 학습환경을 구현하는 데 도움을 줄 것이다. 다만, ‘게임’과 ‘메타버스’와의 개념과 용어에서의 명확한 구분이 어려운 상황이어서, 게이미피케이션 및 게임디자인 분야의 기초적인 이론과 온 보딩 방법론을 다룰 수 밖에 없었다.

본 논문에서는 확률론적 처리기법을 적용하여 플랜트 시설물의 폭발 재현주기에 따른 폭발 위험도를 분석하였다. HSE에서 제공하 는 누출 데이터, DNV에서 제시한 플랜트당 연간 누출 빈도, 다양한 연구진이 제시한 점화 확률을 고려하여 누출량에 따른 폭발 재현 주기를 산정하였다. 산정된 폭발 재현주기를 통해 폭발 위험도를 증기운의 부피 및 반경, 폭발하중에 대하여 평가하였다. 재현주기에 따른 증기운의 반경과 과거 실제 증기운 폭발 사례, 내폭설계 가이드라인을 비교 분석하여 설계폭발하중 모델을 위한 기준거리를 제 시하였다. 멀티에너지법을 통하여 폭발 재현주기에 따른 폭발하중의 범위를 분석하였으며, 설계폭발하중 모델의 기준이 되는 재현주 기를 제안하였다. 본 연구의 결과로 플랜트 시설물에 대한 성능기반 내폭설계의 간략한 표준안으로 활용이 가능하다.

본 논문에서는 위상최적설계를 위한 입자-구조 충돌 모델을 제시한다. 위상최적설계를 위해서는 민감도 분석이 선행되어야 하며, 민감도 분석이 가능한 새로운 모델이 필요하다. 본 논문에서는 위상최적설계를 위한 민감도 분석을 수행하기 위한 입자-구조 충돌 모 델을 제시한다. 이후 이 모델을 이용하여 위상최적설계를 위한 민감도 분석을 수행한다. 제안한 모델의 정확도를 평가하기 위해 먼저 단순화된 1차원 충돌 문제에 적용한다. 이후, 이 모델을 이용하여 위상 최적화를 통해 입자의 최종 위치를 최적화하여 위상 최적화에 대한 이 모델의 적용 가능성을 확인한다. 이러한 결과는 위상 최적화에서 입자-구조 충돌을 고려하는 것이 가능하다는 것을 보여준다.

본 연구는 테이블 탑 보드게임 개발 방법론인 CDR 모델을 제안하여 보드게임 개발과정에서의 어려움을 일 부 해소하고 나아가 디자이너가 개발 경험을 지속할 수 있는 토대를 마련하는 것이 목적이다. 이를 위해 보 드게임 개발 방법론인 CDR 모델을 설계하고 보드게임 개발 경험이 있는 전문가 패널 15명을 대상으로 인터 뷰를 진행하였다. 연구 결과 CDR 모델이 기존의 개발 방법론보다 체계적인 개발이 가능하도록 설계되어 개 발 시 단계별 작업 내용을 확인하고, 오류를 줄이면서 누락내용 없이 개발이 가능한 것으로 나타났다. 본 연 구에 의한 CDR 모델을 통해 보드게임을 만들고자 하는 디자이너는 보드게임을 디자인하는 데 있어서 가장 중요한 게임요소와 그것을 어떻게 부각할지에 대한 고민을 해결하고 개발을 지속할 수 있는 토대를 마련하 는 데 도움이 될 것으로 기대한다.

생물환경조절학회지 31권 4호에 게재된 논문의 사사가 잘못 기재되어 있어 바로 잡습니다.

In the automobile manufacturing industry, lightweight design is one of the essential challenges to be solved fundamentally. The vehicle wheels are classified as safety related components as the main substructure of the vehicle. In this study, we illustrate a technique for selecting the appropriate number of spokes. Based on the basic model of the selected number of spokes, we propose a method to maintain stiffness and design lightweight using topology optimization software. Based on the basic model of the selected number of spokes, it was redesigned to be lightweight while maintaining stiffness by utilizing topology optimization software. By comparing and reviewing the structural analysis results of the basic model and the redesigned model, a design technique that can maintain structural safety and reduce wheel mass was proposed.

Currently, agriculture in Korea is facing a manpower shortage due to a decrease in the population and an aging workforce. Involving disabled people in agriculture as a solution to the problem of manpower shortage in agriculture can help both farmers and people with disabilities. For this, it is necessary to develop agricultural tools that disabled people can use in agricultural activities. This study tried to design agricultural work equipment for the disabled by applying a design technique using a digital human body model. To this end, in this study, a human body model for the disabled was created using anthropometric data for the disabled. After that, the agricultural work simulation using human body models was used to identify the problems in agricultural work of the disabled, and design supplementation was performed to solve the problems. As a result, design dimensions such as the height of the farm work bench for the disabled, the length of the fruit harvester, the length of the sprayer, and the height of the starter switch were determined. This study has significance in that the digital human body model-based design method was applied to the design of agricultural work equipment for the disabled.

국내외로 첨단 ICT 융합기술이 농업 분야에 적용되기 시작 하면서, 시설원예 설비들이 고도화되고, 스마트팜 구축 기술 및 인력이 축적되기 시작하였다. 그러나 우리나라 농촌의 경 우, 농업생산 연령의 고령화, 국내 농촌 인구의 지속적인 유출, 저출산 등으로 인하여 스마트팜 확대 및 적용에 어려움이 많 은 실정이다. 따라서 공간 및 시간에 구속을 받지 않는 간편한 농업인 교육 프로그램이 필요하며, 최근 부상하고 있는 시뮬 레이션 기술을 활용한다면 농업 교육용 시뮬레이션 툴 개발도 가능할 것으로 판단된다. 온실 환경 제어 모델을 이용한 시뮬 레이션은 다양한 지역과 기상 조건 하에서 대상 온실의 열과 물질에너지의 상호작용을 합리적으로 예측할 수 있게 해준다. 본 연구에서는 온실 환경 제어 모델을 활용하여 외부 기상 데 이터를 통해 온실의 환경 변화를 예측하고 가상의 환경 제어시스템을 통해 환경 제어 시 필요한 에너지값들을 시뮬레이션 할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 이용자가 직접 맞춤형 환경 제어를 할 수 있도록 편의성을 고려한 사용자 인터페이스를 구축할 것이며, 실제 파프리카 재배 온실의 제어 요소들을 반 영할 수 있도록 설계될 것이다. 농업용 교육 시뮬레이션 툴을 최근 활발하게 연구가 이루어지고 있는 작물 생육 모델링 기 술 및 전산유체역학 기술과 융합하면 더욱 타당한 결과를 보 일 것이다.

This paper describes the design of H-infinity controller for robust control of a DC motor system. The suggested controller can ensure robustness against disturbance and model uncertainty by minimizing H-infinity norm of the transfer function from exogenous input to performance output and applying the small gain theorem. In particular, the controller was designed to reduce the effects of disturbance and model uncertainty simultaneously by formalizing these problems as a mixed sensitivity problem. The validity of the proposed controller was demonstrated by computer simulations and real experiments. Moreover, the effectiveness of the proposed controller was confirmed by comparing its performance with PI controller, which was tested under the same experimental condition as the H-infinity controller.

The PoN (Proof of Nonce) distributed consensus algorithm basically uses a non-competitive consensus method that can guarantee an equal opportunity for all nodes to participate in the block generation process, and this method was expected to resolve the first trilemma of the blockchain, called the decentralization problem. However, the decentralization performance of the PoN distributed consensus algorithm can be greatly affected by the network transaction transmission delay characteristics of the nodes composing the block chain system. In particular, in the consensus process, differences in network node performance may significantly affect the composition of the congress and committee on a first-come, first-served basis. Therefore, in this paper, we presented a problem by analyzing the decentralization performance of the PoN distributed consensus algorithm, and suggested a fairness control algorithm using a learning-based probabilistic acceptance rule to improve it. In addition, we verified the superiority of the proposed algorithm by conducting a numerical experiment, while considering the block chain systems composed of various heterogeneous characteristic systems with different network transmission delay.

In this paper, design of a recumbent bicycle for loading cargo is introduced as an application example of practical engineering. This device consists of a main frame due to the main load, an occupant seat considering the human body structural condition, a steering device(handle), a power transmission device (gear/chain, pedal, and crank), and a braking device (disk brake). In order to design and manufacture of the device, various subjects learned during the school year are reviewed and practiced. In particular, by designing the shape considering the load acting on the recumbent and the structural conditions of the human body, it is possible to understand the detailed mechanical mechanism as well as the understanding for the basic design. Through this case study, students can develop and enhance their creativity and practical skills for related industries by designing and manufacturing a real recumbent bike and, if necessary, industrializing these skills.

This paper proposes a model predictive controller of robot manipulators using a genetic algorithm to secure the best performance by performing parameter optimization with the genetic algorithm. Genetic algorithm is a natural evolutionary process modeled as a computer algorithm and has excellent performance in global optimization, so it is useful for tuning control parameters. The sliding mode controller and inverse dynamics controller are included in the lower part of the model prediction controller to minimize the problems caused by non-linearity and uncertainty of the robot manipulator. The performance superiority of the proposed method as described above has been confirmed in detail through a simulation study.

In system design, it is not always possible that all decision makers can cooperate fully and thus avoid conflict. They each control a specified subset of design variables and seek to minimize their own cost functions subject to their individual constraints. However, a system management team makes every effort to coordinate multiple disciplines and overcome such noncooperative environment. Although full cooperation is difficult to achieve, noncooperation also should be avoided as possible. Our approach is to predict the results of their cooperation and generate approximate Pareto set for their multiple objectives. The Pareto set can be obtained according to the degree of one's conceding coupling variables in the other's favor. We employ approximation concept for modelling this coordination and the mutiobjective genetic algorithm for exploring the coupling variable space for obtaining an approximate Pareto set. The approximation management concept is also used for improving the accuracy of the Pareto set. The exploration for the coupling variable space is more efficient because of its smaller dimension than the design variable space. Also, our approach doesn't force the disciplines to change their own way of running analysis and synthesis tools. Since the decision making process is not sequential, the required time can be reduced comparing to the existing multidisciplinary design optimization. This approach is applied to some mathematical examples and structural optimization problems.

A60 급 갑판 관통 관은 선박과 해양플랜트에서 화재사고가 발생할 경우 화염의 확산을 방지하고 인명을 보호하기 위해 수평구조에 설치되는 방화장치이다. 본 연구에서는 다양한 대리모델과 다중 섬유전자 알고리즘을 이용하여 A60 급 갑판 관통 관의 방화설계에 대한 이산변수 근사최적화를 수행하였다. A60 급 갑판 관통 관의 방화설계는 과도 열전달해석을 통해 평가하였다. 근사최적화에서 관통 관의 길이, 지름, 재질, 그리고 단열재의 밀도는 이산설계변수로 적용하였고, 제한조건은 온도, 생산성 및 가격을 고려하였다. 대리모델 기반의 근사최적설계 문제는 제한조건을 만족하면서 A60 급 갑판 관통 관의 중량을 최소화할 수 있는 이산설계변수를 결정하도록 정식화 하였다. 반응표면모델, 크리깅, 그리고 방사기저함수 신경망과 같은 다양한 대리모델이 근사최적화에 사용되었다. 근사최적화의 정확도를 검토하기 위해 최적해의 결과는 실제 계산 결과와 비교하였다. 근사최적화에 사용된 대리모델 중 방사기저함수 신경망 모델이 A60 급 갑판 관통 관의 방화설계에 대해 가장 정확한 최적설계 결과를 나타내었다.

PURPOSES : The purpose of this study is to contribute to the utilization of standards while considering the possible upgrade of a local system as a subject of the application. Therefore, this study aims to explore the possible application of LandInfra for a local road management (maintenance) system in the context of enabling the basis of 3D geospatial road information management in Korea. METHODS : Based on a review of related literature and international standards, an analysis of the current system is performed. After reviewing the LandInfra standard, an examination of corresponding classes between each data model (HMS and LandInfra) is performed for the mapping process. After the mapping process, a data model of the LandInfra-based HMS pavement data model is proposed. RESULTS : To apply the LandInfa to the HMS pavement part, an examination of each data model is performed. After this procedure, a LandInfra-based HMS pavement database schema is proposed in the context of enabling 3D geospatial road information management and maintenance, particularly for pavement management information. CONCLUSIONS : This paper presents how the LandInfra international open geospatial standard can be applied to the local road management system (HMS pavement part). As a result of this study, the LandInfra standard could be applied to the HMS; however, an encoding of the standard is required for conformance. Thus, further studies would be the encoding of the proposed data model for conformance with InfaGML encoding standards. In addition, a system prototype may be needed for complete application.