가우시안 상태를 이용한 양자 계측과 효율적인 베이지안 오류 검정

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :자연과학대학 물리·천문학부(물리학전공),2020. 2. 정현석.Precise measurement of physical quantities plays a crucial role in the development of science and technology. The main purpose of the dissertation is two-fold: to investigate the ultimate precision for estimation of physical quantities using Gaussian states and to propose an efficient method for certification of Bayesian error region in general quantum parameter estimation. In the first part, we begin with analyzing sensitivity for estimating a phase difference in an optical interferometer. Optical interferometry is widely used in science and industry for measuring small displacements. Recently, a large-scale optical interferometer so-called the Laser interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) has succeeded in detecting a gravitational wave, the signal of which is extremely small. On the other hand, it has been shown that a non-classical feature of quantum states can improve the sensitivity of estimation, such as in optical interferometer, including the LIGO. From a practical point of view, we inspect the practically achievable precision using non-classical Gaussian states in Mach-Zehnder interferometer with feasible measurements and realistic photon loss. We then investigate the precision of single-mode phase estimation using Gaussian measurement, which can be realized by using homodyne detection, and show that non-Gaussian measurement is necessary to utilize the power of Gaussian input probes optimally. Finally, we find the optimal measurement for general Gaussian quantum metrology and identify three distinct optimal measurements corresponding to different circumstances. In the second part, we study the Bayesian error region, which is a crucial concept for a general estimation process. When estimating a physical quantity, one has to supply the error interval (single-parameter) or error region (multi-parameter) as well as the estimate. However, it has been shown that as the dimension of quantum systems of interest grows, it becomes intractable to calculate the size and credibility of Bayesian error regions. As an alternative, we derive an analytical expression for the properties, the size and credibility, of Bayesian error regions, in an asymptotic regime. We then propose an efficient numerical method to calculate them for high-dimensional quantum systems even in a non-asymptotic regime.물리적인 양의 정확한 측정은 과학 기술에서 핵심적이다. 본 학위 논문의 주제는 가우시안 상태를 이용한 양자 계측과 양자 계측에 있어서 효율적인 베이지안 오류 검정 방식을 제안하는 것이다. 먼저 우리는 광학적 간섭계에서 위상 차이를 계측하는 것을 분석한다. 광학적 간섭계는 매우 작은 변위를 측정하고자 할 때 과학 및 기술에 있어서 광범위하게 사용되는 도구이다. 최근에는 레이저 간섭계 중력파 관측소라고 불리는 곳에 있는 큰 규모의 광학적 간섭계를 이용하여 매우 작은 신호의 중력파를 관측해내는데 성공하였다. 한편, 비고전적인 양자 상태를 사용할 경우, 광학적 간섭계 등에서 높은 정확도를 같게 된다는 것이 알려졌다. 우리는 먼저 비고전적인 가우시안 상태와 실험적으로 구현 가능한 측정을 사용하였을 때, 마흐-젠더 간섭계에서 얻을 수 있는 정확도에 대해서 분석한다. 그리 고 단일 모드 위상 추정에서 호모다인 측정만을 이용하여 구현 가능한 가우시안 측정을 사용하였을 때 최적의 정확도를 도달할 수 있는지 알아보고, 결론적으로 비가우시안 측정이 반드시 필요하다는 것을 밝혀내었다. 마지막으로 일반적인 가우시안 양자 계측에 있어서 최적의 측정을 찾고, 단일 모드의 경우에는 상황에 따라 세 가지 서로 다른 최적의 측정 장치가 존재한다는 것을 규명하였다. 두 번째로 우리는 양자 계측에서 핵심적인 역할을 하는 베이지안 오류 영역에 대 해서 알아본다. 어떤 물리적인 값을 추정함에 있어서 우리는 추정값 뿐만 아니라 그에 대응하는 오류 영역을 반드시 제공하여야 한다. 하지만 양자 계측에 있어서 다루고자 하는 계의 차원이 커짐에 따라 오류 영역의 크기와 신용도를 계산하는 것이 기하급수적으로 오래걸린다는 것이 밝혀졌다. 우리는 이러한 문제를 해결하기 위해 점근적인 영역에서 오류 영역의 크기와 신용도의 근사적 표현을 유도 하였다. 또한, 비점근적인 영역에서도 적용할 수 있는 효율적인 수치적 방법을 제시하였다.I. Introduction 1 II. Preliminary 5 2.1 Continuous variable system 5 2.2 Gaussian states 10 2.3 Quantum estimation theory 12 III. Quantum Metrology using Gaussian states 17 3.1 Introduction 17 3.2 Advanced Mach-Zehnder Interferometer 19 3.2.1 Comparison between Coherent & Squeezed vacuum state and two-mode squeezed vacuum state 24 3.2.2 Remarks 32 3.3 Gaussian measurements for single-mode phase estimation with Gaussian states 33 3.3.1 Optimal Sensitivity 34 3.3.2 Optimal Gaussian measurement 36 3.3.3 Optimal measurement 41 3.3.4 Remarks 42 3.4 Optimal measurements for Quantum fidelity and Quantum Fisher information of Gaussian states 44 3.4.1 Optimal measurement for Gaussian quantum fidelity 45 3.4.2 Optimal measurements for single-mode Gaussian states 49 3.5 Conclusion 58 3.6 Appendix 59 IV. Bayesian Error Certification 77 4.1 Introduction 77 4.2 Bayesian Error Region 78 4.3 Analytical approximation 82 4.3.1 Case 1: Interior-point theory for a full likelihood 83 4.3.2 Case 2: Interior-point theory for a truncated likelihood 85 4.3.3 Case 3: Boundary-point theory 88 4.3.4 Remarks on logarithmic divergence and V_{R_0} 91 4.3.5 Examples in quantum-state tomography 92 4.3.6 Remarks 99 4.4 Efficient Monte-Carlo Method 100 4.4.1 In-region sampling 101 4.4.2 Region capacity 103 4.4.3 Numerical Complexity estimation of hit-and-run algorithm 108 4.4.4 Remarks 112 4.5 Conclusion 113 4.6 Appendix 114 V. Conclusion 127 Bibliography 131 Abstract in Korean 143Docto

인공지능을 이용한 알고리즘 기반의 시스템과 사용자의 인터랙션에 대한 이해

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 융합과학기술대학원 융합과학부(디지털정보융합전공), 2019. 2. 서봉원.컴퓨팅 파워의 개선, 인터넷과 소셜미디어, 모바일 디바이스 등의 보급을 통한 수많은 데이터의 축적, 딥러닝을 비롯한 기계학습 알고리즘의 발전으로 인공지능 기술이 어느때보다 더욱 큰 성과를 보이고 있다. 음성 인식, 컴퓨터 비전, 자연어 처리 등의 분야에서 인공지능은 이미 인간에 필적하거나 혹은 인간을 뛰어넘는 성능을 보이고 있으며, 자율주행, 로봇, 의료서비스 등의 다양한 분야에 적용되어 우리의 삶에 많은 변화를 가져올 것으로 기대된다. 하지만 알고리즘 측면에서의 기술적인 발전에 비해 인공지능의 인간공학적 요소와 사용자 경험에 대한 관심과 논의가 상대적으로 부족한 편이다. 이에 이 연구는 인간컴퓨터상호작용의 관점에서 인공지능과 사용자가 상호작용 하는 방식에 대해 다층적이고 통합적으로 이해하는 것을 목표로 하고 이를 통해 인공지능 기반의 사용자 인터페이스 디자인을 위한 함의점을 도출하는 것을 목표로 한다. 특히 이 논문은 인공지능 기술을 이용한 알고리즘 기반의 시스템과 사용자의 상호작용에 주목하고, 이를 대상으로 인지, 해석 및 평가, 지속적인 인터랙션, 실용적인 어플리케이션을 주제로 한 네 단계의 연구를 기획하고 진행하였다. 첫번째 연구는 인공지능 알고리즘에 대한 사람들의 선험적 인식을 조사하였다. 연령과 성별, 직업의 다양성을 고려하여 인구통계학적 대표성을 갖는 참가자를 모집하였으며, 이들을 대상으로 인공지능 인식에 대한 정성적 방식의 조사를 진행하였다. 조사 결과 사람들이 인공지능 알고리즘에 대해 갖는 선입견과 고정관념을 확인할 수 있었으며, 사람들이 인공지능을 의인화 할 뿐만 아니라 타자화 하는 경향이 있음을 확인할 수 있었다. 또한 인공지능 알고리즘과 사용자의 관계에서 지속적이고 전체적인 경험이 중요함을 확인하였다. 두번째 연구는 인공지능 알고리즘에 대한 사용자의 해석과 평가에 관한 것이다. 이를 위해 이미지의 미적 점수를 계산해주는 신경망 기반의 알고리즘이 구현된 AI Mirror라는 연구 프로토타입을 제작하였으며, 인공지능/기계학습 분야의 전문가, 사진전문가, 일반인으로 구분된 세 집단의 사용자를 모집하여 실험을 진행하였다. 사용자는 저마다 다른 배경 지식을 반영해 인공지능 알고리즘을 해석하고 평가하는 경향을 보였다. 사진전문가 집단이 알고리즘을 가장 높은 정도로 해석하였으며 합리적이라고 여긴 반면, 인공지능/기계학습 전문가 집단은 가장 낮은 정도로 알고리즘을 해석하고 평가했다. 사용자는 다양한 전략을 통해 인공지능 알고리즘의 원리를 추론하고자 하였으며 이를 통해 인공지능 알고리즘과의 차이를 좁혀갈 수 있었다. 또한 사용자는 인공지능 알고리즘과 쌍방 소통을 통해 의견을 교환하고자 하는 니즈를 표출하였다. 세번째 연구는 인공지능 알고리즘과 사용자가 공동의 목표를 두고 지속적인 인터랙션을 이어가는 과정에 대한 이해를 목표로 하였다. 사용자가 일부 그린 물체를 완성하고 스케치에 색칠을 자동으로 완성해주는 신경망 기반의 알고리즘 API를 이용하여 DuetDraw라는 리서치 프로토타입을 제작하였고, 정량 및 정성적 방법으로 이에 대한 사용자 평가를 진행하였다. 사용자 평가 결과 사용자는 인공지능 알고리즘과의 협업 과정에서 인공지능으로부터 단순한 피드백 보다는 자세한 설명을 제공받기를 원했으며, 알고리즘과의 관계에서 항상 주도적인 위치에 있고자 하였다. 인공지능과의 인터랙션은 과업 수행에 대한 사용자의 예측가능성, 이해도, 통제력을 낮추는 경항이 있었지만, 사용자에게 상대적으로 높은 사용성을 제공하였을 뿐만 아니라 사용자가 전반적으로 만족스러운 경험을 할 수 있도록 하였다. 끝으로, 네번째 연구는 보다 실용적인 어플리케이션을 제작하여 이에 대한 사용자 인터랙션을 이해하고자 하였으며, 이에 최근 큰 각광을 받고 있는 로봇저널리즘 기술을 구현한 NewsRobot을 제작하였다. NewsRobot은 2018 평창동계올림픽의 주요 경기 결과를 자동으로 수집하고 요약하며, 내용과 형식을 각각 종합뉴스-선택뉴스, 텍스트-카드-동영상으로 달리하여 뉴스를 생성한다. 정량 및 정성적 방법의 사용자 평가 결과, 선택뉴스가 종합뉴스에 비해 낮은 신뢰도를 보였음에도 불구하고 선택뉴스에 대한 사용자의 높은 선호도를 확인할 수 있었다. 또한 멀티미디어 모달리티가 높아질수록 사용자의 뉴스에 대한 만족도가 높아지지만 사용자의 기대수준에 어긋난 경우 오히려 낮은 평가를 받는 것을 확인하였다. 사용자는 알고리즘이 자동으로 생성한 뉴스에 대해 정확하고 객관적이라고 평가하였으며, 빠른 뉴스 생성 속도와 다양한 정보 시각화 요소에 대해서도 만족감을 드러냈다. 본 연구는 이 네 가지 연구의 결과들을 바탕으로 인간-인공지능 상호작용에 대한 다양한 시사점들을 도출하였으며, 인공지능을 이용한 알고리즘 기반의 시스템의 사용자 인터페이스 디자인을 위한 함의점들을 제안한다.The recent development of artificial intelligence (AI) algorithms is affecting our daily lives in numerous areas. Moreover, AI is expected to evolve rapidly, bringing tremendous economic value. However, compared to the attention these technological improvements receive, there is relatively little discussion on human factors and user experience related to AI algorithms. Thus, this thesis aims to better understand how users interact with AI algorithms. Specifically, this work examined algorithm-based human–AI interaction in four stages, through various modes of human-computer interaction: The first study investigated how people perceive algorithm-based systems using AI, finding that people tend to anthropomorphize as well as alienate them, which is distinct from their perceptions of computers. The second study investigated how people interpret and evaluate the output from AI algorithms through a prototype, AI Mirror, which assigned aesthetic scores to images based on a neural network algorithm. The results revealed that people interpret AI algorithms differently based on their backgrounds, and that they want to understand and communicate with AI systems. The third study investigated how people build a sequence of actions with AI algorithms through a mixed method study using a research prototype called DuetDraw, a drawing tool in which users and AI can draw pictures together. The results showed that people want to lead collaborations while hoping to get appropriate instructions from the AI algorithm. Lastly, a case study on a practical application of AI was conducted with a research prototype called NewsRobot, which automatically generated news articles with different content and styles. Findings showed that users prefer selective news and multimedia news that have more functionality and modality, but at the same time they do not want AI to boast about its ability. With these distinct but intertwined studies, this thesis argues the importance of understanding human factors in the user interfaces of AI-based systems and suggests design principles to this end.1 INTRODUCTION 1 1.1 Background 1 1.2 Research Goal 10 1.3 Research Questions 11 1.4 How People Perceive Algorithm-based Systems Using Artificial Intelligence 12 1.5 How People Interpret and Evaluate Algorithm-based Systems Using Artificial Intelligence 13 1.6 How People Build Sequential Actions with Algorithm-Based Systems Using Artificial Intelligence 15 1.7 How People Use a Practical Application of an Algorithm-based Systems Using Artificial Intelligence 17 1.8 Thesis Statement 18 1.9 Contributions 18 1.10 Thesis Overview 20 2 RELATED WORK 22 2.1 Human Perception of AI Algorithms 22 2.1.1 Technophobia 22 2.1.2 Anthropomorphism 23 2.2 Users Interpretation and Evaluation of AI Algorithms 24 2.2.1 Interpretability of Algorithms and Users Concerns 24 2.2.2 Sense-making and Gap between Users and AI algorithms 25 2.2.3 User Control in Intelligent Systems 26 2.3 How People Build Sequential Actions with AI Algorithms 26 2.3.1 AI, Deep Learning, and New UX in Creative Works 27 2.3.2 Communication and Leadership among Users and AI 28 2.4 Practical Design of Algorithm-based Systems Using AI 29 2.4.1 Automated Journalism 30 2.4.2 Personalization of News Content 31 2.4.3 Effect of Multimedia Modality on User Experience 32 3 HOW PEOPLE PERCEIVE ALGORITHM-BASED SYSTEMS USING ARTIFICIAL INTELLIGENCE 33 3.1 Motivation 34 3.2 Google DeepMind Challenge Match 36 3.3 Methodology 38 3.3.1 Participant Recruitment 38 3.3.2 Interview Process 39 3.3.3 Interview Analysis 40 3.4 Findings 41 3.4.1 Preconceptions about Artificial Intelligence 41 3.4.2 Confrontation: Us vs. Artificial Intelligence 43 3.4.3 Anthropomorphizing AlphaGo 47 3.4.4 Alienating AlphaGo 49 3.4.5 Concerns about the Future of AI 52 3.5 Limitations 55 3.6 Summary 56 4 HOW PEOPLE INTERPRET AND EVALUATE ALGORITHM-BASED SYSTEMS USING ARTIFICIAL INTELLIGENCE 57 4.1 Motivation 58 4.2 AI Mirror 60 4.2.1 Design Goal 60 4.2.2 Image Assessment Algorithm 61 4.2.3 Design of User Interface 61 4.3 Study Design 62 4.3.1 Participant Recruitment 63 4.3.2 Experimental Settings 64 4.3.3 Procedure 65 4.3.4 Analysis Methods 66 4.4 Result 1: Quantitative Analysis 67 4.4.1 Difference 68 4.4.2 Interpretability 69 4.4.3 Reasonability 70 4.5 Result 2: Qualitative Analysis 71 4.5.1 People Understand AI Based on What They Know 71 4.5.2 People Reduce Difference Using Various Strategies 73 4.5.3 People Want to Actively Communicate with AI 76 4.6 Limitations 78 4.7 Conclusion 78 5 HOW PEOPLE BUILD SEQUENTIAL ACTIONS WITH ALGORITHM-BASED SYSTEMS USING ARTIFICIAL INTELLIGENCE 80 5.1 Motivation 81 5.2 Duet Draw 84 5.2.1 Five AI Functions of DuetDraw 84 5.2.2 Initiative and Communication Styles of DuetDraw 85 5.3 Study Design 86 5.3.1 Participants 87 5.3.2 Tasks and Procedures 87 5.3.3 Drawing Scenarios 88 5.3.4 Survey 89 5.3.5 Think-aloud and Interview 89 5.3.6 Analysis Methods 90 5.4 Result 1: Quantitative Analysis 92 5.4.1 Detailed Instruction is Preferred over Basic Instruction 93 5.4.2 UX Could Be Worse with Lead-Basic than Assist-Detailed 94 5.4.3 AI is Fun, Useful, Effective, and Efficient 94 5.4.4 No-AI is more Predictable, Comprehensible, and Controllable 95 5.4.5 Even if Predictability is Low, Fun and Interest Can Increase 96 5.5 Result 2: Qualitative Analysis 96 5.5.1 Just Enough Instruction 97 5.5.2 Users Always Want to Lead 99 5.5.3 AI is Similar to Humans But Unpredictable 101 5.5.4 Co-Creation with AI 102 5.6 Limitations 105 5.7 Conclusion 105 6 HOW PEOPLE USE A PRACTICAL APPLICATION OF AN ALGORITHM-BASED SYSTEM USIGN ARTIFICIAL INTELLIGENCE 107 6.1 Motivation 108 6.2 News Robot 110 6.2.1 Selecting Main Event and Data Source 111 6.2.2 Designing News Article Structure 113 6.2.3 Content and Style 113 6.2.4 Generating News Articles 115 6.2.5 Designing NewsRobot User Interface 116 6.3 Study Design 117 6.3.1 Participants 117 6.3.2 Procedures 118 6.3.3 Analysis Methods 119 6.4 Results 1: Quantitative Analysis 120 6.4.1 Selective News Is Less Credible 120 6.4.2 Users Like Both Multimedia and Personalization 121 6.4.3 Quality of Video Is Not Rated Highest 122 6.4.4 NewsRobot Is Accurate but Not Sensational 123 6.5 Results 2: Qualitative Analysis 124 6.5.1 Users Evaluate NewsRobot Features Highly 124 6.5.2 NewsRobot Is Unbiased but Predictable 127 6.5.3 Benefits and Drawbacks of Using Multimedia 128 6.6 Limitations 130 6.7 Conclusion 130 7 DISCUSSION 131 7.1 Human Perception of AI Algorithms 131 7.1.1 Cognitive Dissonance 131 7.1.2 Beyond Technophobia 132 7.1.3 Toward a New Chapter in Human-Computer Interaction 134 7.1.4 Coping with the Potential Danger 135 7.2 Users Interpretation and Evaluation of AI Algorithms 135 7.2.1 Integrate Diverse Expertise and User Perspectives 136 7.2.2 Take Advantage of Peoples Curiosity about AI Principles 137 7.2.3 Provide AI and Users with Mutual Communication 138 7.3 How People Build Sequential Actions with AI Algorithms 139 7.3.1 Let the User Take the Initiative 140 7.3.2 Provide Just Enough Instruction 140 7.3.3 Embed Interesting Elements in the Interaction 141 7.3.4 Ensure Balance 142 7.4 Practical Design of Algorithm-based Systems Using AI 142 7.4.1 Provide Selective news with Adaptable Interface 142 7.4.2 Present Various Multimedia Elements but Not Too Many 144 7.4.3 Importance of Quality Data and Algorithm Refinement 145 7.5 Principles 146 8 CONCLUSION 148 8.1 Summary of Contributions 149 8.2 Future Directions 150 Bibliography 153 논문초록 173 감사의 글 176Docto

SAMHD1 결핍에 의한 자가면역 질환 생성 기작에 대한 연구

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 자연과학대학 협동과정 유전공학전공, 2018. 2. 안광석.SAMHD1 is an enzyme which has dual enzymatic activities: deoxynucleoside triphosphohydrolase (dNTPase) and phosphorolytic 3′-5′ exoribonuclease. Even though SAMHD1 was identified initially as the human ortholog of the mouse IFN-induced gene Mg11, studies about SAMHD1 have focused overwhelmingly on the inhibitory mechanism of SAMHD1 against HIV-1 replication. SAMHD1 was demonstrated to restrict HIV-1 replication by reducing cellular dNTP concentrations below the levels required for retroviral reverse transcription in dNTPase dependent manner. In addition, it is also suggested that SAMHD1 can bind to and degrade HIV-1 RNA to restrict the replication of HIV-1 through the RNase activity. A disturbance of the type I interferon homeostasis is central to the pathogenesis of the autoimmune diseases. The autoimmune disorder Aicardi-Goutières syndrome (AGS) is characterized by a constitutive type I interferon response clinically overlapping with congenital infection and systemic lupus erythematosus (SLE). All the genes that are mutated in patients with AGS encode enzymes (TREX1, RNASEH2, ADAR, SAMHD and IFIH1) that are associated with nucleic acid metabolism, leading to the hypothesis that the inappropriate accumulation of endogenous nucleic acid species resulting from the dysfunction of AGS-related enzymes triggers the chronic type I interferon response. The mechanisms by which malfunctions of TREX1, RNASEH2, ADAR1 and IFIH1 occur AGS are considerably investigated and suggested. However, how SAMHD1-deficiency causes the type I interferon response in patients with AGS remains unknown, even though mutations in SAMHD1 cause AGS. In addition, Samhd1-deficient mice did not exhibit any distinct clinical phenotypes. Therefore, it is very important to identify the mechanism by which SAMHD1-deficiency results in AGS in human patients. Here, I generated SAMHD1-deficient THP-1 cell lines and showed that those cell lines recapitulate AGS phenotypes which include the activation of type I interferon response and delayed cell cycle progression. I further showed that SAMHD1 proteins purified from undifferentiated THP-1 cells possessed RNase activity. Then, RNA derived from SAMHD1-deficient cells, but not that from wild-type cells neither DNA derived from wild-type and SAMHD1-deficient cells, significantly activated IFN-α expression. In addition, the reconstitution of wild-type SAMHD1 and SAMHD1D137N, which possess RNase activity, only repressed the IFN- induction in SAMHD1-deficient cells. These results suggest that cytosolic RNA species accumulated in the absence of SAMHD1 act as a major immunogenic source for the type I interferon response. I also proposed that innate sensing of the endogenous retroelements-derived transcripts accumulated in SAMHD1-deficient cells results in significant type I interferon response and this accounts for the cause of SAMHD1-related AGS. This was supported with my data showing significant portion of the retroelement RNAs identified in SAMHD1 CLIP-seq and upregulated in SAMHD1-deficient cells. Even though many nucleic acid sensing pathways were already identified, this IFN signature occurred independently of all previously known nucleic acid sensing pathways that ultimately converge on activation of TBK1. Only IRF3 was indispensable for the spontaneous IFN signature in SAMHD1-deficient cells. Therefore, I sought to identify the RNA sensing pathway associated with ISG induction in SAMHD1-deficient cells and showed that the PI3K/AKT/IRF3 signaling pathway is essential for the type I interferon response in SAMHD1-deficient THP-1 cells. AKT and IRF3 were highly activated in SAMHD1-deficient cells, as assessed by the phosphorylation levels of these molecules. Then, treatment of PI3K or AKT inhibitors dramatically reduced the type I interferon signatures in SAMHD1-deficient cells. Moreover, SAMHD1/AKT1 double knockout relieved the type I interferon signatures to the levels observed in wild-type cells. The reconstitution of wild-type SAMHD1 and SAMHD1D137N inhibited the activation of AKT in SAMHD1-deficient cells, showing that RNase activity of SAMHD1 is critical for AKT activation as well as spontaneous IFN response. In human PBMCs, siRNA-mediated SAMHD1 silencing recapitulated the phenotypes seen in SAMHD1-deficient THP-1 cells. By comparison, knockout of SAMHD1 in not only HEK293T and HeLa cells but also PMA-differentiated THP-1 cells did not result in the activation of STAT1 or the induction of ISGs, suggesting that the type I interferonopathy associated with SAMHD1-deficiency is cell type-specific. My data provide an insight not only into the pathogenesis of the type I interferonopathies but also will encourage the development and use of immunosuppressive therapies in AGS and related autoimmune diseases.INTRODUCTION 1 1 Characteristics of SAMHD1 protein 2 2. SAMHD1-mediated retroviral restriction 5 3. SAMHD1 and Aicardi-Goutires syndrome 9 MATERIALS AND METHODS 14 1. Generation of knockout cell lines 14 2. Cells and human blood cell isolation 16 3. Reagents and antibodies 16 4. RNA interference and transfection 17 5. Genomic DNA and RNA preparation 18 6. Quantitative real-time reverse transcription PCR 18 7. Cell cycle analysis 21 8. In vitro nuclease assay by immunoprecipitation 21 9. CLIP-seq and RNA-seq 22 10. Bioinformatics 24 11. Ethical statement 26 12. Statistical analysis 26 RESULTS 28 1. SAMHD1-deficient human monocytic cells display a heightened IFN signature 28 2. RNA enriched in the absence of SAMHD1 is a major source of the IFN- response 43 3. ISG activation in SAMHD1-deficient cells is dependent on IRF3 & Type I IFN receptor 68 4. The PI3K/AKT signaling pathway is involved in linking SAMHD1-deficiency to the IFN response 76 DISCUSSION 110 REFERENCES 117 ABSTRACT IN KOREAN 124 APPENDIX 129Docto

Improvement of GTTI Using non-Parametric Approach and Water Breakthrough Time Prediction

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 에너지시스템공학부, 2014. 8. 최종근.저류층특성화와 불확실성 정량화는, 유전개발과정 상의 의사결정을 위한 필수 과정이다. 초기에 제한된 정보를 바탕으로 구축된 저류층 모델은 큰 불확실성을 가진다. 따라서 추가적으로 획득한 동적자료를 결합하여 불확실 성을 줄이는 저류층특성화를 실시한다. 이를 통해 다양한 등가의 모델을 구축하고 불확실성을 분석하는 것을 불확실성 정량화라고 한다. 불확실성 정량화는 다수의 모델을 계산하며 각 모델에 대한 최적화 과정에 많은 계산량이 필요하므로 GTTI(generalized travel time inversion)와 같은 유선 시뮬레이션 기반 역산을 활용할 수 있다. 불확실성 정량화를 효과적으로 수행하기 위해서는 역산에서 도출되는 다수의 모델들이 실제 필드를 잘 대표할 수 있어야 한다. 하지만 GTTI는 실제 필드의 물성치가 강한 비정규성을 가지면 필드의 물성치 분포를 바르게 예측하지 못한다. 또한 GTTI는 기법 상의 한계로 인해 물 돌파가 발생하지 않은 유정들에 대해서는 역산을 수행할 수 없다. 따라서 이러한 경우들에 GTTI로 구축된 모델들은 실제 필드를 대표하지 못하므로, 불확실성 정량화 결과도 올바르지 않다. 본 연구에서는 GTTI 기법의 이러한 한계를 비모수접근법과 물 돌파시간 예측을 통해 극복하고자 하였다. 비모수접근법과 정규스코어변환을 활용함으 로써 물성치가 강한 비정규성을 갖는 경우에 대한 물성치분포 예측성능을 높였다. 또한 아직 물 돌파가 나타나지 않은 유정들의 물 돌파시간을 예측 하고, 역산과정에서 각 유정별로 예측된 물 돌파시간을 반영하였다. 이를 통해 해당 유정들에서 아직 물 돌파가 나타나지 않았다는 정보를 온전히 활용하고 불확실성을 최소화하였다. 본 연구에서 개선된 GTTI를 활용한 결과, 앞서 언급한 상황들에서 실제 필드를 보다 잘 대표하는 모델들을 구축하고 불확실성 정량화를 효과적으로 수행할 수 있었다.초 록 i List of Tables iii List of Figures iv 1. 서 론 1 2. 이론적 배경 6 2.1 유선시뮬레이션 6 2.2 GTTI(generalized travel time inversion) 기법 14 2.3 GTTI 기법이 갖는 한계 27 2.4 비모수접근법 29 2.5 임의최대가능도추정법 32 3. 비모수접근법과 물 돌파시간 예측을 이용한 GTTI 기법의 개선 34 3.1 비모수접근법을 적용한 GTTI 34 3.2 예측 물 돌파시간을 적용한 GTTI 38 4. 연구결과 42 4.1 참조필드의 설정 42 4.2 이중최빈값 분포 초기 앙상블 생성 52 4.3 비모수접근법 적용이 특성화 결과에 미치는 영향 57 4.4 예측 물 돌파시간 적용이 특성화 결과에 미치는 영향 78 5. 결 론 96 참고 문헌 100 ABSTRACT 105Maste

Epi poly를 이용한 MEMS 소자용 웨이퍼 단위의 진공 패키징에 대한 연구

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :전기공학부,2000.Maste

무선 네트워크를 이용한 엔진 피스톤 온도 측정 텔레메트리 시스템 개발

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :기계항공공학부,2005.Maste