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새로운 가상세포 모델링 언어 MFAML 개발
KAIST(총장 로버트 러플린)는 생명화학공학과 이상엽 교수(李相燁, 41, LG화학 석좌교수, 생물정보연구센터 소장)가 이끄는 생물정보연구센터 연구팀이 가상세포 모델의 새로운 국제표준어를 개발하는데 성공, 일반에 공개한다고 24일 밝혔다.
1. 개발 배경
현재까지 국내는 물론 전 세계 생명 과학 분야 기업이나 연구 기관들은 연구 결과로부터 얻어진 생물 정보 데이터를 각기 다른 독자적인 포맷으로 저장해 왔다. 또한 생명 과학 연구에 필요한 분석 도구들도 역시 각자의 언어와 환경을 기반으로 개발된 것이 현실이다.
단순한 서열 분석뿐만 아니라 세포내부 대사물질의 흐름 분석과 같은 복잡한 연구를 위해서는 다양한 형태의 데이터와 정보를 얻고, 이를 여러 가지 분석 도구를 통해 입력 데이터로 넣어서 처리하게 된다. 이때 필요한 데이터와 정보에 쉽게 접근하여 분석하기 위해서는 데이터 포맷의 표준화가 시급하다. 또한 기 개발된 다양한 시스템과 분석 도구들을 연구 목적에 맞게 적절히 결합하여 사용하기 위해서는 각 시스템과 분석 도구간의 상호 운용성 확보가 매우 중요하다.
2. 개발 현황
이처럼 전 세계적으로 다양한 생물 정보 데이터 처리를 위해 국제 표준화가 급속히 진행되는 시점에서 KAIST 이상엽 교수팀은 과학기술부 시스템생물학 연구개발 사업의 일환으로 가상세포 모델의 새로운 국제표준어인 MFAML 개발에 성공, 일반에 공개하게 된 것이다.
李 교수팀은 XML이 지니는 이식성, 재사용성, 확장성, 효율적인 데이터 교환 등의 이점을 활용하여 가상세포 모델을 구조적으로 표현할 수 있는 데이터 서식을 개발하였으며, 특히 가상세포의 다양한 유전학적 또는 환경적 실험조건과 분석결과를 표준화하여 누구나 쉽게 정보를 공유할 수 있고, 다른 분석 환경에서 손쉽게 이용 가능하도록 하였다.
KAIST 생물정보연구센터의 윤홍석 연구원은 “MFAML을 통해 전 세계에 퍼져있는 바이오 정보의 효율적인 활용이 기대되며 정보의 표준화를 통한 기술적, 경제적 이득을 얻을 수 있을 것이다. 또한, 함께 제공되는 라이브러리를 통해 손쉽게 이를 구현 가능하도록 하였다”고 설명했다.
3. 개발성과 및 향후계획
李 교수팀은 기존에 전세계에 공개한 가상세포 초기 모델 프로그램인 메타플럭스넷의 개발과 통합 데이터베이스 시스템인 바이오실리코 구축과 더불어 이번 개발성과를 통해 가상세포 개발에 한 발짝 더 나아가게 되었다. 李 교수는 “기존의 개발한 메타플럭스넷이나 바이오실리코의 경우는 각각의 개별 시스템으로 운용되어 왔으나 이번에 수행한 연구를 통해 각각의 시스템을 하나로 묶을 수 있는 기반을 가지게 되었다. 앞으로도 지속적인 연구와 업그레이드를 통해 다양한 가상세포 모델을 제공하도록 하며, 전 세계의 정보 교환의 기초 도구로 활용될 수 있도록 노력 하겠다”고 밝혔다.
현재 MFAML에 대한 관련 정보는 홈페이지(http://mbel.kaist.ac.kr/mfaml)에서 무료로 다운로드 받을 수 있다.
KAIST 생물정보연구센터의 이동엽 박사는 “조만간 다양한 가상 세포 시뮬레이션이 가능한 획기적인 통합 환경을 제공하게 될 것"이라고 말했다.
한편, 이 연구 성과는 생물정보학 분야 저명 학술지인 英國 옥스퍼드대학출판사가 발간하는 바이오인포메틱스(Bioinformatics)誌에 게재 승인되어 온라인상에 공개되었다. 본 MFAML 관련 개발된 표준화 기술은 대사공학과 연결시켜 현재 국내외 특허 출원중이다.
<용어 설명>
① XML(eXtensible Markup Language) : 주고받는 데이터의 포맷을 표준화해서 데이터 교환을 용이하게 하기 위해 생겨난 정보교환 기술로 인터넷 웹상의 데이터와 각종 문서에 대한 일관된 표준이다.
② MFAML(Metabolic Flux Analysis Markup Language) : 주고받는 데이터의 포맷을 표준화해서 데이터 교환을 용이하게 하기 위해 생겨난 정보교환 기술인 XML을 이용하여 생체 대사흐름을 쉽게 분석할 수 있도록 만들어진 일종의 가상세포모델 표준언어
2005.05.25
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생물정보(연), 국제학술행사 최우수논문상 석권
KAIST 생물정보연구센터(소장 이상엽 李相燁 LG화학석좌교수, 41) 소속 학생과 연구원이 최근 개최된 생물정보학 분야 국제학술대회에서 최고의 영예인 최우수 논문상을 수상했다.
생명화학공학과 박사과정 최형석(崔亨碩, 30), 석사과정 김태용(金兌勇, 28)씨와 선임연구원 이동엽(李東燁, 31)씨는 지난 1월 말 싱가포르에서 개최된 제 3회 아시아 태평양 생물정보학회(Asia Pacific Bio informatics Conference)에서 대사 흐름분석을 보다 정확하게 하기 위한 방법에 관한 공동 논문을 제출, 21개국 140여 편의 논문을 제치고 최우수 논문상을 차지했다.
이들이 수상한 최우수 논문상은 생물정보학 분야의 뛰어난 업적을 인정하여 아시아태평양 생물정보학회의 전문가들이 수여하는 상이다.
이번 수상에 대해 이상엽 지도교수는 “대사회로 분석 및 시스템생물학을 주도적으로 연구하는 KAIST 생물정보연구센터의 연구 결실”이라고 그 의미를 밝혔다.
한편, 아시아 태평양 생물정보학회(Asia Pacific Bioinformatics Conference)는 생물정보학 및 생물공정, 그리고 그 응용에 초점을 맞추어 환태평양 국가들의 관련 전문가들이 주최하는 행사이다. 이번에 개최된 제 3차 학회는 지난 1월 15일부터 21일까지 6박 7일간의 일정으로 싱가포르 국립대학(National Univ. of Singapore)에서 개최됐다. 이번 학회에는 미국을 비롯 캐나다, 일본, 호주, 대만 중국, 인도 등 미주와 아시아, 오세아니아의 약 21개국에서 200여명의 관련학자들이 참석했다.
<최형석 박사과정 외 공동논문 수상 개요>
▶논문제목 :
SRD를 이용한 내부대사흐름분석 (Constraint-based Flux Analysis :
Exploring Internal Flux Patterns Further Constrained by Split Ratio Determinant)
▶ 논문저자 : 최형석, 김태용, 이동엽, 이상엽
▶ 논문내용 :
현재까지의 세포내 대사흐름분석 방법은 크게 두가지로 나뉘어 진다. 하나는 Linear programing(LP)을 기본으로 하는 분석방법이고 다른 하나는 동위원소로 표지된 탄소원을 이용하여 나오는 결과값을 이용 파라미터 추정방법을 이용하는 방법이다. 전자는 그 계산이 비교적 쉬우나 정확한 내부대사흐름값을 얻어내기가 쉽지 않고, 후자는 비교적 정확한 내부대사흐름을 측정할 수 있으나 너무 어렵고 복잡한 단점을 지니고 있다. 본 논문에서는 동위원소로 표지된 탄소원을 이용한 실험에서의 중간과정의 생물학적 의의를 수학적으로 해석하여 내부 대사 흐름의 중요한 몇몇 갈림길에 대한 비율을 계산해 내고 이를 이용하여 LP를 이용한 대사흐름분석을 함으로써 보다 정확하고 계산이 쉬운 새로운 방법론을 제시하였다.
▶ 최우수논문상 선정이유
내부대사흐름을 결정할 수 있는 새로운 방법론을 제시하였으며 또한 이 방법론은 사용자의 이해나 접근이 기존의 다른 방법론보다 쉽다.
2005.02.07
조회수 17606
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이상엽 교수, 세계적 국제학술지 부편집인으로 선임
생명화학공학과 및 바이오시스템학과 이상엽(李相燁, 41, LG화학 석좌교수)교수는 최근 스프링거(Springer)사가 발행하는 생명공학 전문 국제학술지 "생물공정 및 바이오시스템공학 (Bioprocess and Biosystems Engineering)"지의 부편집인 (Associate Editor)으로 선임됐다.
앞으로 이 학술지에 투고되는 논문의 심사를 책임지며 학술지 기획에 참여하게 된 李 교수는 "우리나라 연구자들의 논문이 많이 게재될 수 있도록 노력하겠다"고 밝혔다.
KAIST는 스프링거사가 시스템생물학 분야에서의 이 교수 연구업적을 높이 평가해 편집위원으로 선임했다고 소개했다.
현재 과학기술부의 대사공학 국가지정연구실을 맡고 있기도 한 李 교수는 이 학술지 외에도 "바이오테크놀로지 바이오엔지니어링"지, "대사공학"지, "응용미생물 생물공학"지, "생물화학공학"지, "생물정보학 및 전산생물학" 지 등 10여개의 세계적인 생명공학 관련 학술지 편집인 및 부 편집인, 편집위원 등으로 활동하고 있다
2005.01.12
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인공지능 패턴인식 연구실 국제 학술행사 최우수 논문상 석권
박사과정 최현일 씨는 최우수 학생논문상졸업생 조성정 박사는 최우수 논문상 수상
KAIST 전산학과 인공지능패턴인식연구실(책임교수 김진형) 박사과정의 최현일 씨(崔玹一, 30)와 졸업생 조성정 박사(趙誠貞, 29)가 최근 일본 도쿄에서 열린 문서 분석과 문자 인식 분야의 세계적 학술 행사인 "제 9차 문자인식 국제 워크샵(IWFHR, International Workshop on Frontiers in Handwriting Recognition)"에서 각각 "최우수 학생논문상"과 "최우수 논문상"을 수상했다.
이들이 수상한 "최우수 논문상(Best Paper Award)"은 필기 인식 관련 분야에서 뛰어난 업적을 인정하여 IAPR(국제 패턴 인식 연합) 산하 관련 분야 전문가들이 수여하는 상이다. 후보자 자격은 학회의 제출된 논문의 제1저자여야 하며, 일반 논문분야와 학생논문 분야로 구분되어 있다.
문자인식 국제 워크샵(IWFHR)은 패턴 인식 분야 국제 패턴 인식 연합의 후원으로 필기 인식 및 관련 분야의 전문가들이 주최하는 행사이며, 이번에 개최된 제 9차 학회는 지난 10월 25일부터 29일까지 4박 5일간의 일정으로 일본의 도쿄 히타치 중앙 연구소에서 개최됐다. 이번 학회에는 미국을 비롯 영국, 프랑스, 독일 등 유럽의 여러 나라와 일본 브라질 등 약 25개국에서 백여명의 관련학자들이 참여한 학술행사였다.
<최현일 씨의 수상 개요>
논문제목 : 베이지안 네트웍 기반의 온라인 개인 필기 생성(Writer Dependent Online Handwriting Generation with Bayesian Network)
논문저자 : 제1저자 : 최현일(KAIST 전산학과 박사과정)
논문내용 : 인터넷의 급속한 보급에 따라 사용자들은 가상공간에서 자신의 존재를 부각시키는데 많은 시간을 할애하고 있다. 개인 홈페이지나 아바타 같은 매개체를 통해 자신의 특성을 표현하는 것이다. 이러한 개인적 특성이 매우 잘 표현되는 것 중 하나가 필기이다. 같은 글자를 필기하더라도 사람마다 그 모양이 서로 다르기 때문이다.그러나 문제는 한 사람이 같은 글자를 필기할 때도 모양이 조금씩 달라진다는 것이다. 이러한 이유는 필기시 손가락 관절이나 근육에서 발생하는 물리적인 힘의 양이 조금씩 달라지거나 필기자의 심리적 상태가 근육 운동에 반영되기 때문이다. 따라서 개인의 필기를 자동으로 생성하기 위해서는 1) 어떻게 컴퓨터로 하여금 개인의 필기 형태를 배우게 하는가 2) 필기 형태의 변이를 어떻게 모델링 하는가의 두 가지 문제를 해결해야 한다. 여기서 최현일 씨의 역할은 이 문제를 풀기 위한 이론적 모델을 제시하고 좀 더 발전된 새로운 모델을 제시하는 것이었다.
최우수 학생논문상 선정 이유 : 필기자 적응 기법을 통해 개인 필기의 변이를 효과적으로 모델링하는 방법을 제시함.
<조성정 박사 수상 개요>
논문제목 : Magic Wand: 관성센서가 장착된 3차원 공간상의 손동작 제스처 입력 장치 Magic Wand: A Hand-Drawn Gesture Input Device in 3-D Space with Inertial Sensors
논문저자 : 제1저자 조성정(KAIST 전산학과 학사, 석사, 박사과정 졸업)
논문내용 : 본 논문에서는 3차원 공간상에서 사용자가 손동작으로 입력한 제스처를 인식하는 신개념의 제스처 입력장치 Magic Wand(마술봉)를 제시한다. 본 입력장치에 채용한 가속도 센서와 각속도 센서는 사용자의 손동작에 따라 발생하는 가속도와 각속도를 일정주기로 측정하여 출력한다. 궤적 복원 알고리즘은 이 가속도와 각속도 신호의 시계열로부터 공간상의 손동작 움직임을 복원하고, 2차원 평면상의 궤적으로 변환한다. 베이지안 네트웍에 기반한 인식 알고리즘은 이 궤적을 입력받아, 최대모델우도(maximum model likelihood)를 갖는 제스처 모델을 탐색한다. 제안한 시스템을 15명의 제스처 데이터로 테스트한 결과 상당히 유망한 인식 결과를 획득하였다. 13개의 제스처 클래스에 대하여 평균 99.2%의 필자 독립 인식률을 달성하였다.
저자의 기여 : 3차원 제스처 인식 알고리즘 개발(제스처 입력시 발생한 가속도 및 각속도 신호를 Bayesian network 모델을 사용하여 인식하는 알고리즘 개발)
최우수논문상 선정 이유 :
기존 2차원 평면에 국한된 필기 인식기술을 3차원으로 확장
궤적 복원과 베이지안 네트웍을 적용한 인식 방법론이 우수함
필기평면의 제약을 없앰
2004.11.08
조회수 19329
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엄효준 교수, 독일의 세계적 출판사에서 대학원교재 출간
엄효준 교수, 독일 세계적 출판사에서 대학원 교재 출간
KAIST(총장직무대행 : 劉進)는 전기 및 전자공학전공, BK21 정보기술사업단 엄효준(嚴孝俊, 54) 교수가 최근 독일의 세계적인 출판사인 슈프링거(Springer-Verlag)출판사를 통해 본인의 2번째 저서인『경계치 문제를 위한 전자파 이론(Electromagnetic WaveTheory for Boundary-Value Problems)』을 발간했다고 밝혔다.
한국정보통신대학교 전파교육센터의 일부 지원을 받아 발간된 이 책은 KAIST 전기 및 전자공학전공 대학원 교재로 개발되었으며, 저자인 嚴 교수는 지난 수 년간 대학원 교과목인 전자장이론 및 파동론을 강의하는 동안 모아둔 강의노트를 책의 내용으로 담았다. 대학원 전자장 과목 교재는 현재까지 많은 종류가 개발, 사용되어 왔으나, KAIST의 대학원생들에 대한 1년 코스의 강의 교재로는 부족한 면이 많았다.
嚴 교수는 이러한 점들을 감안, 전자기학의 근본을 수학적인 경계조건 문제풀이 관점으로 해석하였으며, 약 300page에 걸쳐서 전자파 이론을 간결하게 소화할 수 있도록 수식을 전개하였다. 특히 무선통신이 IT(Information Technology)분야의 중요한 축으로 부상하는 점을 고려하여 통신공학을 전공하는 대학원생을 목표로 삼고 있다.
이 교재는 △정형화된 전자장 경계조건 문제를 제시하고 풀어봄으로써 응용수학의 여러가지 해석적 기법을 연마할 수 있도록 하였으며 △필요한 수학적인 유도과정을 자세히 제시하였고 △특히 복소수 유수정리, 푸리에 변환, 함수 직교성 등과 같은 수학적인 개념을 전자기 문제에 응용하였다는 점 등이 특징이다.
Springer-Verlag 社는 160여년의 역사를 가진 과학서적 전문 출판사로 1842년 독일 Berlin에서 처음 서적관련 사업을 시작한 이래, 역대 노벨상 수상자 다수가 이 출판사에서 서적을 출판하였으며, 아인슈타인도 이 출판사를 통해 상대성이론을 발표한 것으로 알려지고 있다.
한편, 嚴 교수는 지난 2001년 9월에도 이 출판사를 통해 『산란파이론(Wave Scattering Theory)』이란 책을 발간하였는데, 이 책은 저자가 실험실에서 10여년 동안 수행한 연구업무를 체계적으로 정리한 전문서적으로서 전자파의 산란현상을 비롯한 파(wave)의 산란 특성을 이해하기 쉽도록 썼으며, 특정한 경계조건을 만족하는 파동방정식의 해석을 푸리에 변환기법(사인 코사인 함수의 직교성을 이용하여 임의의 함수를 복원하는 기법)을 통해 분석적으로 제시하고 있다. 이 책은 현재 KAIST에서 대학원 교재로 사용되어지고 있으며, 세계 여러 유명대학 도서관에도 비치되어 있는 것으로 알려졌다.
2004.06.09
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KAIST 교수가 옥스퍼드 출판사에서 대학 교과서 출간
KAIST 기계공학과 이대길(李大吉, 52) 교수와 MIT 기계공학과의 서남표(68) 교수는 공저로 옥스퍼드 출판사(Oxford University Press)에서 대학 교과서를 출간하기로 최종 결정되었다고 밝혔다.
「복합재 구조의 공리설계 및 제조 - 로봇, 공작기계, 자동차구조에의 응용 (Axiomatic Design and Fabrication of Composite Structures-Applications in Robots, Machine Tools and Automobiles)」이란 제목의 이 교과서는 복합재료를 이용한 로봇, 공작기계, 자동차 등에 적용한 내용을 포함한 최초의 교과서로서, 서남표 교수가 개발한 공리설계(Axiomatic Design)원리를 복합재료로 된 구조설계에 최초로 적용한 내용이 기술되며, 750페이지 분량으로 오는 8월에 출간될 예정이다.
KAIST 이대길 교수는 “이번 교과서 출간이 최종 결정되기까지 2명의 외부 교수 심사와 Oxford 출판사의 Committee meeting 및 Delegate meeting 등 1여년간의 매우 엄격한 출판 심사를 거쳤으며, 국내대학 교수가 옥스퍼드출판사에서 책을 출간하는 경우는 거의 없다” 고 했다.
* 참고로 이 교과서의 첫 번째 저자인 KAIST 이대길 교수는 서울대 학사, KAIST 석사, MIT 박사과정을 졸업하였으며, 1986년도부터 KAIST 교수로 재직하고 있다. 현재까지 21명의 박사 배출 및 국제논문 133편, 국제특허 10편, 국내특허 52편을 등록한 실적을 가지고 있으며, 특히 지난 2003년 12월에는 전량 수입하던 자동차 엔진 가공용 텅스텐카바이드 보링바보다 성능이 훨씬 뛰어난 복합재료를 이용한 보링바를 세계최초로 개발, 현대 기아자동차에서 사용하게 한 공로를 인정받아 산업포장인 근정포장을 수상한 바 있다.
두 번째 저자인 서남표 교수는 현재 MIT의 석좌교수이자 KAIST 초빙석좌교수로서 지난 1984년부터 1988년도까지 미국 과학재단의 과학담당 부총재(Assistant Director for Engineering / 대통령 추천 및 상원 인준으로 임명)를 역임하였으며, 미국 정부의 공학담당 연구개발 총책임자로서 당시까지 일본에 뒤지던 미국의 제조업 경쟁력을 크게 향상시킨 공로를 인정받고 있다. 1992년도부터 10년동안은 MIT 기계공학과의 학과장을 역임하였으며, 공리설계(Axiomatic Design)원리의 창시자이기도 하다.
2004.03.25
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카이스트 네트워킹 세미나 시리즈 성공리에 개최
지난 3월 4일과 5일 양일간에 걸쳐 창의학습관 304호에서는 비샬 미즈라(Vishal Misra), 헤닝 슐츠린(Henning Schulzrinne) 등 컴퓨터 네트웍 분야의 세계적 학자들을 초빙한 국제 세미나가 개최되었다.
문수복(전산/왼쪽), 정송(전기전자) 교수의 초청으로 개최된 이 행사는 지난 2월 29일부터 3월 4일까지 4박 5일간의 일정으로 서울에서 열린 IETF(The Internet Engineering Task Force) 59차 회의와 3월 8일부터 12일까지 홍콩에서 개최되었던 INFOCOM(The Conference on Computer Communication) 2004를 위해 관련된 전 세계의 저명한 학자들이 한국과 아시아로 방문한 기회를 십분 활용한 것이다. 문수복 교수와 정송 교수는 이 기회를 놓치지 않고 총 275명이 세미나에 등록하여 대성황을 이룬 행사를 개최하게 된 것이다.
특히 3월 5일 KAIST를 포함한 충청지역을 강타한 폭설에도 불구하고 일정이 약간 늦춰졌을 뿐, 발표하기로 했던 모든 학자들이 참석하여 무사히 발표를 마쳤으며, 많은 관련 학자들이 참석해 활발한 토론이 이루어지기도 하였다.
이번 행사에서는 QoS, 유비쿼터스 컴퓨팅, VoIP, 애드혹 네트워크 연구분야에서의 최근 동향에 대한 전반적인 토론이 이루어졌을 뿐만 아니라, 몇몇 발표자들은 최근의 논문 연구 결과를 발표하기도 하였다.
컴퓨터 네트워크, 유비쿼터스 컴퓨팅, 애드혹 네트워크 등을 연구하는 문수복 교수와 정송 교수는 앞으로도 이러한 국제적 규모의 세미나를 자주 개최할 것이라고 말했다.
2004.03.17
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프랑스 INSA총장 초청 간담회 개최
■ 2.19(목)
16:00 INSA 총장 도착, KAIST 총장실 방문
16:50 기념식수(KAIST-INSA 학술교류협정 체결 10주년 기념)
17:10 출입기자 초청 간담회(KAIST 본관 1층 회의실) ■ INSA 총장의 KAIST 방문목적
- KAIST와 INSA-Lyon은 지난 1994년 학술교류협정을 체결한 이후, 매우 긴밀한 협력관계를 유지하고 있음. 상호간에 다수의 교수, 연구원의 교류가 있었으며, 총장의 상호방문도 모두 5회나 됨.- 매년 15명의 교환학생을 상호교류하여 10년간 누적인원이 100여명이 되며, 그동안 4회의 공동연구가 이뤄졌음. 또한 공동학위제도를 운영하고 있는데, 2002년도에는 기계공학분야에 1명(김병준)이 KAIST와 INSA가 수여하는 공동박사학위를 받은 바 있음.
- 이와 같은 성공적인 협력관계의 10주년을 기념하고, 더욱 강화된 교류관계를 위한 협약서를 체결하기 위해 INSA 총장이 오는 19일(목) KAIST를 방문하며, 당일(19일)에는 교류관계 10주년을 기념하는 기념식수(보리수 나무)와 기자 간담회를, 20일(금)에는 KAIST 학위수여식에서 축사를 하게 됨.
- 이런 KAIST-INSA의 관계를 축하하기 위해, 프랑스 정부를 대표하여 프랑스와 데스쿠엣(Francois Descoueyte) 주한 프랑스 대사도 학위수여식에서 축사를 하게 됨
2004.02.28
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