[논문]복잡계 네트워크를 활용한 건설분야 미래 주요키워드 분석

정철우; 김재준

복잡계 네트워크를 활용한 건설분야 미래 주요키워드 분석
Analysis of foresight keywords in construction using complexity network method 원문보기

한국 디지털 건축·인테리어학회 논문집 = Journal of The Korean Digital Architecture · Interior Association, v.12 no.2 = no.26, 2012년, pp.15 - 23

정철우 (KIST) , 김재준 (한양대학교)

Abstract ▼ AI-Helper

Today, rapid changes in technologies and everyday lives due to the Internet make it is difficult to make predictions about the future. Generally, the best way to predict the future has been proposed by experts. Although expert opinions are very important, they are liable to produce incorrect results due to human error, insufficient information regarding future outcomes and a state of connectedness between people, among other reasons. One of the ways to reduce these mistakes is to provide objective information to the experts. There are many studies that focus on the collection of objective material from papers, patents, reports and the Internet, among other sources. This research paper seeks to develop a forecasting method using World Wide Web search results according to the Google search engine and a network analysis, which is generally used to analyze a social network analysis(SNA). In particular, this paper provides a method to analyze a complexity network and to discover important technologies in the construction field. This approach may make it possible to enhance the overall performance of forecasting method and help us understand the complex system.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

그러나, 현재까지 기술간 상호연관관계는 결정하기 위하여 일반적으로 전문가들의 정성적인 평가에 의해 결정되었다. 따라서, 본 연구에서는 정량적인 상호연관관계를 분석하기 위하여, 현재 기술들이 인터넷에 얼마만큼 노출된 정도(인터넷에 노출된 검색 결과값)에 따라 네트워크간의 상호관계를 결정하게 된다.
본 연구는 미래지향적인 기술을 도출할 수 있는 방법을 제시하였다. 특히, 전문가가 예측할 수 있도록 부가적인 정보를 제공하는 방법을 제시하였으며, 일부는 전문가 예측을 대치할 수 있을 것으로 예상된다.
본 연구에서는 미래예측시 전문가들의 정성적인 의견과 평가를 보조할 수 있는 정량적이고 객관적인 자료를 도출하기 위하여, 인터넷과 네트워크기법 및 텍스트마이닝기법을 활용한 방법을 제시하고자 한다.

가설 설정

• 복합공간과 생태도시 개발 기술은 육상 공간의 과밀화와 생활 패턴 변화 등에 대응하기 위해서 점차그 중요성이 높아질 것이다.

제안 방법

검색엔진을 활용한 검색결과를 도출하기 위하여, Google AJAX Search API를 이용하여 웹시스템을 개발하였다. 개발된 웹시스템을 이용하여 구글 검색사이트에서 기술들의 검색값들을 도출하였다. 웹시스템에 활용된 Google AJAX Search API는 Google API를 활용해 자신의 홈페이지에 구글 검색엔진을 서비스하거나 구글검색 결과값을 다양하게 활용하도록 지원하는 구글의 공개 API 서비스이다.
검색엔진을 활용한 검색결과를 도출하기 위하여, Google AJAX Search API를 이용하여 웹시스템을 개발하였다. 개발된 웹시스템을 이용하여 구글 검색사이트에서 기술들의 검색값들을 도출하였다.
1984년 브래스(Brass)는 중심에 위치하는 행위자는 집난내 파워가 강하다고 발표하였으며, 1993년 아이바라(Ibarra)는 중심이 개인적인 혁신이 용이하기 이루어진다고 발표하였으며, 같은해 프라이드킨Friedkin)은 중심이 의사결정에 중요한 영향력을 미친다고 발표하였다. 따라서, 네트워크에서 노드의 중심을 어떻게 분석하는 것이 중요한 이슈가 되고 있으며, 본 연구에서는 중심성 분석(Centrality Aanlysis)을 통해 네트워크의 중요성을 분석하였다.
또한, 이렇게 작성된 네트워크는 노드갯수 n에 대해 n(n-1)만큼 링크수가 존재하기 때문에 네트워크 구조 분석시 링크가 너무 많아 중심성 분석에 많은 어려움이 있으며 시각적으로 표현하는데 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 전체 네트워크에서 중요한 역할을 담당하는 링크만을 남겨두고 나머지를 제거하는 방법으로 간략화 및 최적화 방법을 활용하여 네트워크를 구성하였다.
해당 기술들을 분석하면, 각 기술별로 과거·현재·미래와 관련된 기술들이 혼재하거나 각 기술별 레벨이 맞지 않는 기술들이 존재하고 있었으나, 같은 기술을 비교 및 검증하기 위하여 기술명은 수정하지 않았다. 또한, 검색되는 데이터의 양과 질을 확보하기 위하여 한글을 영문으로 1차 번역하였으며, 웹검색의 통일성과 적절한 수준의 검색결과를 위하여 1차 번역된 기술명을 검색용으로 단순화시켰다. 또한, 검색범위를 로봇분야로 한정하기 위하여, 검색키워드에 'construction'이라는 검색어와 두 키워드를 같이 검색하였다.
또한, 검색범위를 로봇분야로 한정하기 위하여, 검색키워드에 'construction'이라는 검색어와 두 키워드를 같이 검색하였다.
향 후 이러한 방법을 활용하여 선거, 게임예측 등 미래예측이 필요한 분야에 다양하게 응용될 것으로 예상된다. 또한, 본 연구에서 제시된 연구방법은 IT, 공학, 자연과학, 사회과학들간의 학문을 연결하는 학문의 방법으로 통섭(Consilience)이 자유롭게 이루어질 것으로 예상된다.
본 연구에서도 인터넷의 다양한 정보(웹페이지, 논문검색, 특허검색, 블로그 등)를 검색결과값을 빈도수로 산정하였다. 특히, 여기에 사용되어진 구글 검색엔진은 페이지랭크(page rank)라는 알고리즘(algorithm) 을 통해 구현되었으며, 웹페이지에 연결된 하이퍼링크를 수에 따른 가중치를 분석하여 검색 결과값으로 표현한 일종의 네트워크 알고리즘으로 만들어진 검색엔진이다.

대상 데이터

2010.2월에 발표된 과학기술 미래비전의 내용중 건설분야와 관련된 내용을 선정하여 미래기술을 도출하였다. 특히, 초고층빌딩, 대량운송수단과 연료전지운송 수단, 통합물류정보기술이 중요한 기술로 나타났다.
연구범위는 2010.2월에 발표된 과학기술 미래비전의 내용중 건설분야와 관련된 내용을 연구대상으로 선정하였다. 특히, 4대분야(자연과 함께하는 세상, 풍요로운 세상, 건강한 세상, 편리한 세상)에서 건설과 관련된 편리한 세상의 6대 트랜드 중 건설분야의 관련된 6개중 2개의 트랜드에서 기술들을 선정하였다.
2월에 발표된 과학기술 미래비전의 내용중 건설분야와 관련된 내용을 연구대상으로 선정하였다. 특히, 4대분야(자연과 함께하는 세상, 풍요로운 세상, 건강한 세상, 편리한 세상)에서 건설과 관련된 편리한 세상의 6대 트랜드 중 건설분야의 관련된 6개중 2개의 트랜드에서 기술들을 선정하였다.

이론/모형

또한, 각 기술별로 연결된 링크의 최적화를 위하여 패스파인더방식(Pathfinder : PFNet) 방식을 이용하여 비방향성의 n(n-1)/2 링크수를 간소화하였다.

성능/효과

특히, 여기에 사용되어진 구글 검색엔진은 페이지랭크(page rank)라는 알고리즘(algorithm) 을 통해 구현되었으며, 웹페이지에 연결된 하이퍼링크를 수에 따른 가중치를 분석하여 검색 결과값으로 표현한 일종의 네트워크 알고리즘으로 만들어진 검색엔진이다.¹⁾ 이렇게 구현된 검색엔진은 기존의 검색엔진과 달리 임의로 검색결과를 조작하기 어려워 검색결과에 대한 신뢰성이 높은 것이 특징이다. 최근 구글에서는 Open API(application programming interface)를 제공하여 논문검색사이트, 특허검색사이트, 구글 사전 등을 제공하여 다양한 목적을 위해 사용하게끔 공개되어 있다.
연결중심성(Degree Centrality)을 분석한 결과, 대량 물류 수송수단, 연료전지 교통기관 순으로 나타났다. 과학기술 미래비전에서는 대량 물류수송과 새로운 교통기관과 관련된 기술들이 허브역활을 담당하고 있는 것으로 나타났다.

후속연구

또한, 본 연구에서는 복잡계 네트워크의 방법론을 도입하여 활용하였지만 좀더 다양한 정량적인 방법을 지속적으로 연구할 필요가 있다.
향 후 이러한 방법을 활용하여 선거, 게임예측 등 미래예측이 필요한 분야에 다양하게 응용될 것으로 예상된다. 또한, 본 연구에서 제시된 연구방법은 IT, 공학, 자연과학, 사회과학들간의 학문을 연결하는 학문의 방법으로 통섭(Consilience)이 자유롭게 이루어질 것으로 예상된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	본 논문에서 연결중심성을 분석한 결과 과학기술 미래비전에서는 무엇이 허브 역할을 담당하고 있는 것으로 나타났는가?	연결중심성(Degree Centrality)을 분석한 결과, 대량 물류 수송수단, 연료전지 교통기관 순으로 나타났다. 과학기술 미래비전에서는 대량 물류수송과 새로운 교통기관과 관련된 기술들이 허브역활을 담당하고 있는 것으로 나타났다. 특히, 미래에서는 교통수단이 중요하다고 나타났다.
	델파이기법은 무엇인가?	델파이조사는 1948년 미국의 국방연구소인 RAND 연구소에서 개발되어 군사, R&D, 교육 분야 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 델파이기법은 예측할 수있는 자료가 부족하거나 거의 없을 때 전문가의 직관에 의해 합의점을 도출하는 방식을 말한다. 즉, 익명의 전문가들의 설문조사를 통해 반복정인 피드백을 통해 미래에 대한 자료를 수집하는 방법이다. 현재, 리얼타임델파이(Gordon & Pease, 2006)가 등장하면서 다양한 형태의 델파이조사 방법이 개발되고 있다.
	네트워크의 중심성을 분석하기 위해서는 무엇이 필요한가?	네트워크의 중심성을 분석하기 위해서는 노드간의 어떤 상호연관관계가 필요하다. 그러나, 현재까지 기술간 상호연관관계는 결정하기 위하여 일반적으로 전문가들의 정성적인 평가에 의해 결정되었다.

참고문헌 (9)

B. Park,. Development of method and framework for Korean Technology Foresight Program, KISTEP Press(2007)
M. Marien, Future Studies in the 21st Century: A Reality-Based. View, Futures, Vol. 34 261- 281(2002) OECD, Governance in the 21st Century: FUTURE STUDIES, OECD Press, Paris(2001)
J.Ginsberg, M.H. Mohebbi, R.S. Patel, L. Brammer, M.S. Smolinski & L. Brilliant, Detecting influenza epidemics using search engine query data, Nature 457, 1012-1014(2009)

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J.A. Dator, Advancing Futures: Futures Studies in Higher Education, Westport Press(2002)
J.Y.Lee, A Study on the Network Generation Methods for Examining the Intellectual Structure of Knowledge Domains, Korean Society for Library and Information Science 40 333-355(2006)
S.H. Lee, P.J. Kim, Y.Y. Ahn, H. Jeong, Googling hidden interactions: Web search engine based weighted network construction, PACS(2008)
H. Grupp and H.A. Linstone, National Technology Foresight Activities Around the Globe: Resurrection and New Paradigms, Technological Forecasting and Social Change, Volume 60, Issue 1, 2 January 85-94(1999)

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M. Hilbert, I.Miles, and J. Othmer, Foresight tools for participative policy-making in inter-governmental processes in developing countries: Lessons learned from the eLAC Policy Priorities Delphi, Technological Forecasting and Social Change, Volume 76, Issue 7 880-896(2009)

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J.H. Pau, 1995. Scenario Planning: A Tool for Strategic Thinking, Sloan Management Review. Winter 25-40(2007)

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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