초록 ▼

□ 연구개요
기계학습에서 희소패턴은 일반적인 패턴보다 더 중요한 통찰력을 제공할 수 있다. 그러나 희소패턴을 탐지하는 것은 몇 가지 한계점으로 인해 많은 어려움이 있어 왔다. 또한 인공지능이 발달함에 따라 인공지능의 판단 이유를 설명하는 XAI의 연구 필요성이 증가하고 있다. 본 과제는 고차원 데이터에 대한 설명 가능한 희소 패턴 마이닝 방법론 개발과 적용을 목표로 한다. 이를 위해 1) 도메인에 맞는 평가 지표 개발, 2) 앙상블 기법과 매니폴드 기법을 이용한 희소패턴 예측 알고리즘 개발, 3) 실제 데이터에 개발된 방법을

□ 연구개요
기계학습에서 희소패턴은 일반적인 패턴보다 더 중요한 통찰력을 제공할 수 있다. 그러나 희소패턴을 탐지하는 것은 몇 가지 한계점으로 인해 많은 어려움이 있어 왔다. 또한 인공지능이 발달함에 따라 인공지능의 판단 이유를 설명하는 XAI의 연구 필요성이 증가하고 있다. 본 과제는 고차원 데이터에 대한 설명 가능한 희소 패턴 마이닝 방법론 개발과 적용을 목표로 한다. 이를 위해 1) 도메인에 맞는 평가 지표 개발, 2) 앙상블 기법과 매니폴드 기법을 이용한 희소패턴 예측 알고리즘 개발, 3) 실제 데이터에 개발된 방법을 적용하고 탐지된 희소 패턴에 대한 해석방법 개발을 하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구개발과제를 통해 고차원 텍스트, 이미지, 시계열 데이터의 희소패턴이나 이상치를 탐지하는 알고리즘을 개발하였다.
1차년도에는 고차원 텍스트 데이터에 대한 분류 모형 및 평가 방법을 개발하여 실제 교육용 텍스트 데이터에 적용하였다. 고차원 데이터의 차원 축소를 통한 효율적인 예측 모형을 만드는 방법을 제안하여 우수한 결과를 보였다.
2차년도에는 토픽 모델과 언어 모델을 결합한 앙상블 모형을 개발하여 다양한 주제들이 들어 있는 문서 데이터의 차원을 축소하는 효과와 보다 좋은 분류 예측 성능을 보이는 것을 다양한 데이터 셋에서 확인하였다.
3차년도에는 이미지와 금융 시계열 데이터 분석에서 활용할 수 있는 방법론을 개발하여 고차원 데이터에서 데이터가 부족할 때의 해결 방안과 금융 데이터 분석에 XAI 알고리즘을 적용해서 더 나은 예측 성능을 보이는 모형을 개발하는데 도움을 줄 수 있음을 확인하였다.
개발된 방법론들은 실제 교육 관련 텍스트 데이터나 농업관련 이미지 데이터, 금융 시계열 데이터 등에 적용되어 우수한 성능을 보이는 것을 확인하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
마케팅, 교육, 금융, 의료 등 대부분 응용분야 뿐 아니라 과학 분야에서 희소 패턴을 감지하는 것은 중요한 문제이다. 본 연구를 통해 개발된 고차원 텍스트 데이터 분류 알고리즘과 앙상블 모형, 금융데이터 예측의 XAI기법 적용 등은 다양한 산업 및 과학 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한 본 과제를 통해 개발된 방법론들은 레이블 값이 존재하지 않거나 적은 데이터에도 적용 가능하여 데이터의 활용성을 높이는 효과를 줄 수 있을 것으로 기대된다.
최근 기계학습 모형의 판단 이유를 설명하는 XAI의 중요성이 점점 커지고 있다. 희소패턴이나 이상치를 탐지하는 것만큼이나 식별된 자료에 대한 해석이 중요하지만 어려운 문제이다. 본 과제를 통해 이에 대한 깊이 있는 연구가 진행되어 관련 파생 연구들도 생성될 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구의 특성상 여러 분야와의 연계를 통한 응용이 필요하여 학술 세미나, 산학 협력 등을 통해 이론과 실제의 창조적 융합을 통하여 새로운 지식을 창출할 수 있으며 유연한 사고를 지닌 인재를 양성하였다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 20