결정 경계와 어텐션 캡슐 네트워크를 이용한 잠재공간 특성백터 분석

학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 자연과학대학 협동과정 계산과학전공, 2022.2. 강명주.While the deep learning model produces overwhelming performance in many domains, it is not known what latent space the deep learning model embedding, what features it learns, and how it separates features. An accurate understanding of the learning process of deep learning is not perfect until now and is still an open problem. In this thesis, we try to broaden our understanding of the latent space of the deep neural network in two ways. In the first chapter, we experimentally investigate the relationships with the vision boundary in the latent space of the deep neural network through several toy experiments. The decision boundary is obtained by using and adversarial attack methods in the latent space where deep neural network embeds. We analyze the relationship between the decision boundary and the latent space manual obtained by perturbing the image. In the second chapter, the characteristics of the latent space is examined by constraining a network architecture design. We propose a new network module called an attention-style capsulenet with improved version of capsulenet. The value of each capsule is perturbed to determine which image feature is trained by the deep neural network.딥러닝 모델이 많은 도메인에서 압도적인 성능을 내는데 반해 딥러닝 모델이 어떤 잠재 공간을 만드는지, 어떤 특징를 학습 하는지 정확히 알려지지 않고 있다. 딥러닝의 학습 과정에 대한 정확한 이해는 현재까지 완벽하지 않고 열린 문제이다. 이번 연구에서는 크게 2가지 방법으로 딥러닝이 학습한 잠재공간에 대해 이해를 넓히고자 하였다. 첫번째 챕터에서는 딥러닝 모델의 잠재공간에서 결정 경계를 이용하여 잠재공간의 특성을 여러 실험들을 통해 분석하였다. 적대적 공격 방법을 이용해서 결정경계 벡터를 구하고 인풋에 노이즈를 추가하여 잠재공간의 다양체 벡터를 구하였다. 결정경계 벡터와 잠재공간의 다양체 벡터 사이의 관계를 통해 잠재공간의 다양체의 구성을 분석하였다. 두번째 챕터에서는 캡슐이라는 특수한 설계로서 잠재공간을 제한하여 학습된 잠재공간의 특징을 살펴보았다. 네트워크 구조는 캡슐넷을 개선한 어텐션 스타일의 캡슐넷을 제안하고, 각 캡슐들을 값을 변동시켜 딥러닝 모델이 실제 이미지공간의 어떤 특징을 분석하여 캡슐 잠재공간으로 매핑하는지 확인하고 인풋 데이터에서의 변형에 대한 캡슐값의 변동을 분석하였다.1 Introduction 1 2 Relation between Feature Manifold and Decision Boundary 4 2.1 Related Work 7 2.1.1 Manifold Hypothesis 7 2.1.2 Manifold Learning Methods 8 2.1.3 Adversarial Attack 12 2.1.4 Explain AI (Visualization methods) 14 2.2 Distribution of angles between latent manifold and the decision boundary 16 2.2.1 Experiment detail 16 2.2.2 Experiment results 18 2.3 Near-local manifold curvature 23 2.3.1 Experiment detail 23 2.3.2 Experiment results 23 2.4 Miscellaneous experiments 28 2.4.1 Does adversarial attack really mean a vulnerability in deep learning models 28 2.4.2 Is the manifold's shape related to the performance of the model 30 3 Attention style Capsulenet 32 3.1 Related Works 36 3.2 Proposed Method 39 3.2.1 Primary Caps Layer 40 3.2.2 Capsule Activation 40 3.2.3 Conv Caps Layer 41 3.2.4 Fully Conv Caps Layer 44 3.2.5 Margin Loss and Reconstruction Regularizer 44 3.3 Experiments 46 3.3.1 Classiffication Results on MNIST and affNIST 47 3.3.2 Classiffication Results on CIFAR-10 49 3.3.3 Robustness to hyperparameters 51 3.3.4 Transformation Equivariance 52 4 Conclusion and Future Works 57박

The Settlement of Korean Residential Bathroom in the 1910~1970s

한국의 주택화장실은 1910~70년대를 통해 서양식 통합형, 비외기 내부실 그리고 습식공간으로 보편화되었다. 70년대 이후 부가적인 구성의 변화와 설비, 재료의 개선이 있었지만, 기본구성은 큰 변화를 겪지 않고 현재까지 유지되고 있다. 1970년대까지 어떻게 변화해왔는지의 상세한 연구는 70년대 이후 현재까지 약 50여 년간 기본구성의 변화 없이 유지되고 있는 한국 주택화장실의 특성을 이해하기 위해 필요하다. 이에 이 연구는 한국 주택화장실에 근대적인 변화가 시작된 일제강점기부터 현재와 같은 구성으로 자리 잡은 1970년대까지의 정착과정을 도면수집에 근거해서 공간적으로 분석하고, 변화의 요인과 특성을 파악하는 것을 목적으로 한다. 연구는 일제강점기(1910~1945)와 해방 후 주택혼재기(1945~70), 아파트정착기(1970년대)로 시기를 구분하여 주택평면도를 수집하고 변화를 분석했다. 단순히 서양문화의 도입으로 인식되어온 한국 주택 화장실의 변화과정은 그리 단순하지 않았다. 일본식에 한국식 그리고 서양식이 겹쳐지고, 주택의 변화과정에 부응하면서, 가능한 기술의 범위 안에서, 한국인의 생활문화를 담아온 과정이 있었다. 앞으로도 주택화장실은 기본구성, 부가구성, 설비, 재료 등이 개선되면서 변화를 겪을 것이다. 그 변화의 바탕에 한국 주택화장실의 역사와 특성에 대한 이해가 필요하다는 점에서 이 연구의 의의가 있다.N

A study on the direct dehydrogenation of n-butane over Pt/Sn/Al2O3catalyst: Effect of promoter

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 화학생물공학부, 2014. 8. 송인규.본 연구에서는 노르말-부탄의 직접 탈수소화 공정을 통해 노르말-부텐 및 1,3-부타디엔을 제조하기 위한 촉매 연구를 수행하였다. 먼저 기본 촉매로 Pt/Sn/Al2O3 촉매를 선정하였고, 비활성화를 억제하고 활성을 증가시키기 위해 다양한 조촉매를 탐색하였다. 먼저, 담체의 산점을 조절하기 위하여 알칼리 금속을 조촉매로 도입한 Pt/Sn/M/Al2O3 (M=Li, Na, K, Rb) 촉매를 순차적 함침법으로 제조하였으며, 상기 촉매의 알칼리 금속의 도입이 촉매의 반응 활성에 미치는 영향을 조사하였다. XRD, ICP-AES 및 XPS 분석을 통하여 촉매가 성공적으로 제조된 것을 확인하였으며, 촉매의 산특성이 반응 활성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 암모니아 승온탈착실험을 수행하였다. 그 결과, Pt/Sn/M/Al2O3 (M=Li, Na, K, Rb) 촉매의 산량이 감소함에 따라 코크 형성이 감소하고 부텐 및 1,3-부타디엔의 생성량이 증가하는 경향을 보였다. 또한, 활성금속의 활성증진을 위하여 알칼리 금속외에 다양한 전이 금속을 조촉매로 도입한 Pt/Sn/M/Al2O3 (M=Zn, In, Y, Bi, Ga) 촉매를 순차적 함침법을 이용하여 제조하였고, 직접 탈수소화 반응에 적용하였다. 상기 촉매는 XRD, ICP-AES 및 XPS 분석을 통하여 촉매가 성공적으로 제조된 것을 확인하였다. 또한 금속-담체간 상호작용을 알아보기 위하여 승온환원 분석을 수행하였고, 활성금속의 분산도와 활성금속의 표면적을 확인하기 위하여 수소 화학흡착 분석을 수행하였다. 그 결과, 상기 촉매의 경우 금속-담체간 상호작용이 강할수록 활성금속 입자크기가 감소하며, 담체 내에 고루 분산되어 촉매의 활성이 증가하고 부텐 및 1,3-부타디엔의 생성량 또한 증가하는 경향을 보였다. 따라서 상기 실험 결과로부터, 촉매의 금속-담체간 상호작용 및 활성금속의 표면적과 반응 활성 사이의 상관관계를 규명하였으며 본 반응에 적합한 촉매 시스템을 확립하였다. 또한 조촉매로서 검토한 다양한 금속들 중, Zn 금속을 조촉매로 도입하였을 때 촉매 활성이 가장 우수함을 확인하였다. 다음으로, 탐색한 조촉매 중 가장 활성이 우수하였던 Pt/Sn/Zn/Al2O3 촉매에서 Zn의 함량 변화가 노르말-부탄의 직접 탈수소화 반응에서의 촉매 활성에 미치는 영향을 알아보기 위해 Pt/Sn/XZn/Al2O3 (X=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0) 촉매를 순차적 함침법을 통하여 제조하였다. XRD, ICP-AES 및 XPS 분석을 통하여 촉매가 성공적으로 제조된 것을 확인하였다. 또한 금속-담체간 상호작용을 알아보기 위하여 승온환원 분석을 수행하였고, 활성금속의 분산도와 활성금속의 표면적을 확인하기 위하여 수소 화학흡착 분석을 수행하였다. 그 결과, 금속-담체간 상호작용과 활성금속의 분산도 및 표면적이 노르말-부탄의 직접 탈수소화 반응에 있어서의 반응 활성을 결정하는 중요한 인자로서 작용함을 다시 확인하였다. 제조된 촉매들 중에서 가장 큰 활성금속 표면적을 가진 Pt/Sn/0.5Zn/Al2O3 촉매가 노르말-부탄의 직접 탈수소화 반응에서 가장 높은 촉매활성을 보였다.Catalysts for direct dehydrogenation of n-butane to n-butene and 1,3-butadiene were investigated in this work. A series of Pt/Sn/M/Al2O3 catalysts with different third metal (M = Li, Na, K, and Rb) were prepared by a sequential impregnation method, and they were applied to the direct dehydrogenation of n-butane to n-butene and 1,3-butadiene. Successful formation of Pt/Sn/M/Al2O3 catalysts was well confirmed by XRD, and ICP-AES measurements. Surface acidity of Pt/Sn/M/Al2O3 catalysts was measured by NH3-TPD experiments. A correlation between catalytic performance and surface acidity of Pt/Sn/M/Al2O3 catalysts revealed that the catalytic performance increased with increasing surface acidity of the catalyst. In order to decrease deactivation rate of Pt/Sn/Al2O3 catalysts, various transition metals were also investigated as a promoter of Pt/Sn/Al2O3 catalysts. A series of Pt/Sn/M/Al2O3 catalysts with different third metal (M = Zn, In, Y, Bi, and Ga) were prepared by a sequential impregnation method with a variation of promoter (M), and they were applied to the direct dehydrogenation of n-butane to n-butene and 1,3-butadiene. Successful formation of Pt/Sn/M/Al2O3 catalysts was well confirmed by XRD, ICP-AES, and XPS measurements. Metal-support interaction was measured by TPR experiments, and Pt surface area was measured by H2-chemisorption experiments, respectively, to elucidate the effect of metal-support interaction and Pt dispersion on the catalytic performance in the reaction. Amount of n-butene and 1,3-butadiene increased with increasing both metal-support interaction and Pt surface area of the catalysts. Among the catalysts tested, Pt/Sn/Zn/Al2O3 catalyst also showed the best catalytic performance in the direct dehydrogenation of n-butane. In order to investigate the effect of zinc content on the physicochemical properties and catalytic activities of Pt/Sn/Zn/Al2O3 catalysts, a series of Pt/Sn/XZn/Al2O3 catalysts with different zinc contents (X= 0, 0.25, 0.5, 0.75, and 1.0) were prepared by a sequential impregnation method with a variation of Zn content (X, wt%). Successful formation of Pt/Sn/XZn/Al2O3 catalysts was confirmed by XRD, ICP-AES, and XPS measurements. Metal-support interaction was measured by TPR experiments, and Pt surface area was measured by H2-chemisorption experiments, respectively, to elucidate the effect of metal-support interaction and Pt dispersionon the catalytic performance in the reaction. Correlationsbetween catalytic performance and TPR peak temperature, and between catalytic performance and Pt surface area revealed that the catalytic performance increased with increasing metal-support interaction and Pt surface area. Thus, both metal-support interactionand Pt surface area of the catalysts played important roles in determining the catalytic performance in the direct dehydrogenation of n-butane to n-butene and 1,3-butadiene. Among the catalysts tested, Pt/Sn/0.5Zn/Al2O3 catalyst, which retained the strongest metal-support interaction and the highest Pt surface area, showed the best catalytic performance in terms of yield for TDP and conversion of n-butane. Suitable addition of Zn (0.5 wt%) can reduce the size of the platinum ensembles by geometric effect, thus increasing the Pt surface area. However, when the content of Zn is excessive, the character of active metal has been modified by the formation of PtZn alloy and the decrease of Pt surface area is observed.1. 서 론 2. 이론 및 배경 2.1. 노르말-부텐 및 1,3-부타디엔 제조 공정 2.2. 탈수소화 반응 촉매 및 공정 2.3. 직접 탈수소화 반응 3. 실 험 3.1. 촉매 제조 3.1.1. 시약 3.1.2. Pt/Sn/M/Al2O3 (M=Li, Na, K, Rb) 촉매의 제조 3.1.3. Pt/Sn/M/Al2O3 (M=Zn, In, Y, Bi, Ga) 촉매의 제조 3.1.4. Pt/Sn/XZn/Al2O3 (X=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0) 촉매의 제조 3.2. 촉매 특성 분석 3.2.1. XRD (X-Ray Diffraction) 3.2.2. ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectroscopy) 3.2.3. N2 adsorption-desorption measurement 3.2.4. H2 Chemisorption 3.2.5. NH3-TPD (Temperature Programmed Desorption) 3.2.6. CHNS 3.2.7. TPR (Temperature Programmed Reduction) 3.2.8. XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) 3.3. 노르말-부탄의 직접 탈수소화 반응 3.3.1. 직접 탈수소화 반응 시스템 3.3.2. 촉매를 통한 직접 탈수소화 반응의 구성 4. 실험 결과 및 고찰 4.1. Pt/Sn/M/Al2O3 (M=Li, Na, K, Rb) 촉매를 통한 노르말-부탄의 직접 탈수소화 반응 4.1.1. Pt/Sn/M/Al2O3 (M=Li, Na, K, Rb) 촉매의 제조 및 결정 구조 확인 4.1.2. 노르말-부탄의 직접 탈수소화 반응 활성 4.1.3. 촉매의 산 특성과 반응 활성 사이의 상관관계 4.2. Pt/Sn/M/Al2O3 (M=Zn, In, Y, Bi, Ga) 촉매를 통한 노르말-부탄의 직접 탈수소화 반응 4.2.1. Pt/Sn/M/Al2O3 (M=Zn, In, Y, Bi, Ga) 촉매의 제조 및 결정 구조 확인 4.2.2. 노르말-부탄의 직접 탈수소화 반응 활성 4.2.3. 촉매의 금속-담체간 상호작용 및 환원 특성과 반응 활성사이의 상관관계 4.2.4. 촉매 활성금속의 분산도 및 표면적과 반응 활성 사이의 상관관계 4.2.5. 환원된 촉매의 전자적 특성 4.2.6. 촉매의 환원 특성 및 활성금속의 특성과 반응 활성 사이의 상관관계 4.3. Pt/Sn/XZn/Al2O3 (X=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0) 촉매를 통한 노르말-부탄의 직접 탈수소화 반응 4.3.1. Pt/Sn/XZn/Al2O3 (X=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0) 촉매의 제조 및 결정 구조 확인 4.3.2. 노르말-부탄의 직접 탈수소화 반응 활성 4.3.3. 촉매의 금속-담체간 상호작용 및 환원 특성과 반응 활성사이의 상관관계 4.3.4. 촉매 활성금속의 분산도 및 표면적과 반응 활성 사이의 상관관계 4.3.5. 환원된 촉매의 전자적 특성 4.3.6. 촉매의 환원 특성 및 활성금속의 특성과 반응 활성 사이의 상관관계 5. 결 론 참고문헌 AbstractMaste

An Analysis of Apartment Complex’s Main Entrance’s Architectural Expression Based on the Changes of an Apartment’s Social Perception

© 2022 Architectural Institute of Korea.This study aims to analyze the transformation of architectural expressions involving an apartment complex’s main entrance and reveal the changes made on an apartment’s social perception. An apartment’s social perception was segmented into five distinct stages of time based on previous research that include the bourgeosify stage, commercialize stage, recession stage, differentiation stage and the intense-differentiation stage. Photographs of the architectural expressions of the main entrances were taken at actual apartment complex visits to use as data. The collected photographs were analyzed and placed into two categories: the physical forms of the main entrances and the apartment brand locations. The main entrance of an apartment complex’s physical transformation occurred when an underground parking lot was built due to the increase in vehicles and traffic in the area. For pedestrian safety, vehicle roads and pedestrian walkways were separated at the main entrance. The location of an apartment complex’s brand dramatically changed following the increase of social value regarding these brand-name apartments. Throughout the branding process, apartments showcased an ostentatious display of wealth due to the residents’ change in social perception of apartments. During the early 2000s to early 2010s, to satisfy these architectural expression changes, gate-shaped structures were installed at a complex’s main entrance during the differentiation stage. The gate-shaped structure not only functioned to separate the vehicle and pedestrian pathways, but also served as a display of a complex’s name as their prominent ostentation strategy.N