Transcript 인공지능 매크로를 이용한 Voltammetry 반복실험

인공지능 Siri를 탑재
www.aistudy.com 를 운영한다
인간 (인공지능 프로그램)
컴퓨터 (기존 프로그램)
경험을 통해 학습 (패턴인식 가능)
학습 불가능 (입력된 것만 처리)
귀납법 사용 가능 (실험을 통한 개선)
연역법만 사용 가능 (논리에 집착)
휴리스틱 사용 가능 (느낌, 감으로 처리)
알고리즘만 사용 가능
불확실성 처리 가능 (애매함 처리 가능)
불확실성 처리 불가능
대용량 계산 불가능 (병렬처리시 가능)
대용량 계산 가능
처리 속도 느림 (인간은 계산이 느림)
처리 속도 빠름 (컴퓨터의 장점)
효율성 좋음 (휴리스틱을 사용하기 때문)
효율성 떨어짐 (모든 데이터 검색)
인공지능 기법의 종류
1) 전문가시스템 (expert system)
2) 패턴인식 (pattern recognition)
3) 신경망 (neural network)
4) 자기조직화지도 (self organizing map)
인공지능 기법의 종류
5) 퍼지 논리 (fuzzy logic)
6) 기계학습 (machine learning)
7) 유전 알고리즘 (genetic algorithm)
8) 휴리스틱 (heuristic)
매크로 익스프레스를 활용한 인공지능 기법
매크로 익스프레스란 각종 단순한 작업을 기록
한 번의 키 조작으로 실행하는 프로그램
매크로 기능을 윈도우 전체에 가능
주 용도는 각종 반복 작업을 컴퓨터 스스로 실행
사용자의 스트레스와 피로를 줄여줌
다양한 활용 가능
DENDRAL
Stanford 에서 개발, Bruce Buchanan 등이 팀을 이루어
질량분석기에서 얻은 정보를 이용 분자 구조 추론
세계 최초의 전문가 시스템 (규칙 기반)
화학의 연구에 인공지능을 최초 사용한 사례
화학전문가의 지식을 활용하여 새로운 화학식을 찾음
매크로 익스프레스 기본화면
매크로에서는 마우스 좌표 옮기기, 엔터 누르기 등의
명령어들을 조합하여 하나의 명령을 만든다.
이런 명령들을 잘 배열하여 CV, SW실험과 같은
특정한 실험용 알고리즘의 형태를 구성할 수 있다.
초기 설정
실험 시간 조절,
진행중인 실험에 따른 저장
변인 설정
저장 및 변인 조절
구리용액 이용해서 실험
구리용액은 실험 시마다 손수 투여
Frequency는
30Hz에서 증감이 변화하였으나
50Hz에서 최대의 피크 값이,
Amplitude는
0.08V에서 최대의 피크값이,
Increment E는
0.01V에서 최대의 피크 값이 나왔다.
Initial E가
-2V에서 최대의 피크 값을,
Final E가
1V에서 최적의 피크 값을,
Deposition time이
240초에서 최적의 피크 값을 가진다.
저농도 실험
낮은 농도의 구리 용액을 측정하는
실험의 결과 그래프
전기 화학 분석기, 애나멜 구리선 ,구리판, 의료용 전극패드 이용
Init E (V)
2
High E (V)
2
Low E (V)
-2
Initial Scan
Negative
Scan Rate
0.5
Sweep Segments
2
Sample Interval (V) 0.001
Quiet Time (sec)
1.00E-07
정지상태
정방향시 움직임
역방향시 움직임
종합 및 개구리 응용
정방향 역방향 종합
개구리
응용
20
0
123456
뒷다리움직임
개구리 박수
1.5
1
0.5
123456
생리식염수 1ml에 구리 전극을 담그고 그래프 그림(blank)
blank 측정을 15회 반복
생리식염수 1ml에 E.coli을 10ppm 넣고 15회 반복 실험
피크 값을 측정·기록한다
5
43
40
37
34
31
28
25
22
19
16
13
10
7
4
1
0
0
blank
3
6
9
12
0
15
E.coli
10
해수에서 구리를 검출하기 위한
initial E
2V
최적의 조건
final E
1V
increment
0.01V
Amplitude
0.08V
Frequency
50Hz
컴퓨터 자체의 지능적 화학 실험
컴퓨터가 자체적으로 조건 탐색 실험
고농도, 저농도 미지시료 실험 수행
자동적으로 저장 가능
우리가 제작한 매크로는 인공지능 기법 중에서
휴리스틱을 활용한 전문가 시스템이다.
비록 그 규모는 작은 것이지만, 많은 시간과 노
력이 주어진다면 훌륭한 전문가 시스템을 만들
수 있는 가능성을 보였다.
아쉬운 점은 스스로 학습하는 기능이 부족하다
는 것이다.
처음 실험실에 왔을 때 여러 가지 실험 주제 중에
‘인공지능 매크로’라는 주제를 주저 없이 선택했다.
왜냐하면, 우리가 지금까지 공부해왔고
앞으로 우리의 연구 주제일 것이라 생각하기 때문이다.
초기에 ’매크로‘라는 프로그램에 대해서는
잘 모르고 있었다.
연구실 교수님이나 조교 분들 또한 모두
매크로에 대해서 잘 알고 계시지 못했다.
그래서 우리는 인터넷에서 동영상 자료
등을 보면서 스스로 매크로 사용법을 익혔다.
스스로 매크로 알고리즘을 짤 수 있게 됨
컴퓨터에 대한 이해도 및 관심이 높아짐
아직 매크로를 사용하는데 익숙지 않다고 느낌
매크로 프로그램을 인공지능에 접목시키는데 아직
부족하다고 느끼고 있음
대학 실험실을 직접 와서 대학생들 같이 실험해
본 것은 매우 새로운 경험
인공지능에 대해서 더욱 깊이있게 알게된 계기
매크로를 통한 이후
빠르고 편리하게 실험이 가능하다는 것이 놀라움
간단한 반복 실험을 기초로 해야 더 복잡하고
어려운 실험을 할 수 있다고 생각하니 함
간단하나마 인공지능을 활용한
결과라고 생각됨