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전산학부 홍승훈 교수 연구팀, ICLR 2023 학술대회 한국인 최초 최우수논문상 수상
우리 대학 전산학부 홍승훈 교수가 이끄는 연구팀이 지난 5월 1일부터 5월 5일에 열린 기계학습 분야의 최우수 국제학술대회인 ‘표현 학습 국제 학회 2023(International Conference on Learning Representation, 이하 ICLR 2023)’에서 최우수논문상 (Outstanding Paper Award)를 수상했다고 5일 밝혔다.
ICLR 2023은 인공지능 분야의 가장 권위 있는 학회 중 하나로서, 구글 스칼라 h-5 인덱스 기준 기계학습 분야의 1위에 올라있으며, 모든 과학 분야의 출판물 중 9위를 기록하고 있다. 올해 최우수논문상은 전체 1,574편의 논문 중 상위 4편에 주어졌다.
홍 교수팀의 ICLR 최우수논문상 수상은 한국인으로서는 최초이며, 주요 기계학습 학회에서 국내 기관이 주축이 되어 진행한 연구로 최우수논문상을 수상한 최초의 사례이기도 하다.
전산학부 김동균 박사과정(제1 저자), 김진우 박사과정, 조성웅 석사과정과 마이크로소프트 리서치 아시아(Microsoft Research Asia)의 총 루오 박사(Chong Lou)로 구성된 홍승훈 교수 연구팀은 컴퓨터 비전 분야의 핵심 연구 주제인 ‘픽셀 레이블링 문제'를 획기적으로 적은 수의 데이터로 광범위하게 해결할 수 있는 범용적 방법론인 비주얼 토큰 매칭(Visual Token Matching) 기법을 제안해 최우수논문상을 받았다.
픽셀 레이블링은 물체 검출, 물체 분할, 자세 추정, 깊이 추정, 3차원 복원 등 컴퓨터 비전 분야의 거의 모든 핵심 문제를 광범위하게 아우르는 개념이다. 최근 10년간 신경망 기반의 기계학습 방법론이 적용되며 픽셀 레이블링의 다양한 세부 문제에서 괄목할만한 진전이 있었으나, 이러한 방법들은 수십만 개 이상의 방대한 학습 데이터를 요구하는 한계가 있었다.
홍승훈 교수 연구팀은 모든 종류의 픽셀 레이블링 문제에 대해 수십 개 이내의 적은 데이터로도 학습과 추론이 가능한 범용적인 퓨샷 학습 기법을 개발했고, 수많은 픽셀 레이블링 문제에서 기존 방법 대비 0.01% 이내의 데이터로도 비슷하거나 우수한 성능을 낼 수 있음을 입증했다.
홍 교수는 이번 연구를 통해 의료 영상과 같이 학습 데이터 수집이 병목이 되는 다양한 도메인에서 컴퓨터 비전 기술을 적용하는데 돌파구가 되기를 기대한다고 평가했다.
이번 연구를 주도한 김동균 박사과정은 적은 수의 데이터로 학습할 수 있는 범용적 기계학습 방법론을 계속 연구해 왔으며, 이번 연구의 이론적 토대가 되는 연구를 지난 ICLR에 출판한 바 있다. 김동균 박사과정은 이번 연구로 삼성 휴먼테크 논문대상에서 은상을 수상하기도 했다.
전산학부 홍승훈 교수는 "상을 받게 되어 영광이고, 이번 수상이 국내 기계학습 연구자들에게 자신감이 되어 한국에서 더 많은 도전적인 연구들이 나오는 데 도움이 된다면 기쁠 것 같다”라고 소감을 밝혔다.
2023.05.08
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반도체 분야 세계적인 국제학술대회 디자인콘(DesignCon)에서 최우수논문상 수상자 4명 동시 배출
반도체 설계 분야에서 세계적으로 권위를 인정받고 있는 국제학술대회인 디자인콘(DesignCon)에서 최우수 논문상 수상자 4명을 우리 대학 한 연구실에서 동시 배출해 화제다.
전체 수상자 8명 중 절반인 4명을 배출한 것도 대단한 성과인데 인텔(Intel)·마이크론(Micron)·AMD·화웨이(Hwawei)와 같이 반도체 강국으로 꼽히는 미국·중국·일본의 글로벌 빅테크 기업 소속 엔지니어 및 연구원들과 당당히 경쟁해서 따낸 것이기에 이들의 수상이 더욱 의미가 크고 값지다는 평가다.
전 세계 기업과 대학 연구실 가운데 최초이면서도 유일하게 인공지능(AI) 스스로 최적의 설계를 구현하는 강화학습(RL)을 포함한 머신러닝(ML) 기술과 3D 이종반도체 패키징(3D Heterogeneous Packaging) 기술을 결합하여 슈퍼 컴퓨터·초대형 데이터센터의 고성능 서버 등에 핵심적으로 사용되는 HBM(고대역폭 메모리) 등 차세대 인공지능(AI) 반도체를 연구하는 전기및전자공학부 김정호 교수 연구실 테라 랩(Terabyte Interconncection and Package Laboratory) 소속 박사과정 학생들의 이야기다.
이들의 연구는 인공지능이 중심이 되는 디지털 전환과 동시에 이를 가능하게 하는 인공지능 반도체와 컴퓨터의 발전을 선도하고 있다. 더 나아가 설계 과정 전체를 인공지능으로 자동화하려는 미래 방향을 제시하고 있다.
전기및전자공학부 테라 랩 소속 김성국(사진·31세)·최성욱(사진·27세)·신태인(사진·26세)·김혜연(사진·26세) 박사과정 학생 4명이 국제학회인 디자인콘(DesignCon)이 선정한 2022년 최우수 논문상 수상자로 선정됐다고 16일 밝혔다. 시상식은 오는 31일 미국 실리콘밸리 산호세 산타클라라 컨벤션센터에서 열리는 `디자인콘 2023 국제학술대회'에서 열린다.
이들 대학원 학생 4명이 수상하는 최우수 논문상은 반도체 및 패키지 설계 분야에서 국제적으로 권위를 인정받고 있는 디자인콘이 인텔·마이크론·램버스·텍사스인스트루먼트(TI)·AMD·화웨이·IBM·앤시스(ANSYS) 등 글로벌 빅테크 기업의 연구원과 엔지니어, 그리고 세계 각 대학 대학(원)생을 대상으로 매년 7월 말 논문 초안을, 12월 말까지 전체 논문을 각각 모집하고 제출받아 심사를 거쳐 수여하는 학술대회 최고상이다.
이 때문에 발표되는 논문은 실무와 매우 밀접한 관련이 있고 곧바로 제품에 적용이 가능한 실용적인 기술에 관한 내용이 대부분이다.
2022년에는 총 8명의 수상자를 선정했는데 김정호 교수가 지도하는 KAIST 테라 랩에서만 수상자의 절반인 4명을 배출했다. 수상작 가운데 2편은 인공지능을 이용한 반도체 설계, 나머지 2편은 인공지능 컴퓨팅을 위한 반도체 구조 설계에 관한 논문이다.
우선 최우수 논문상 수상자 중 김성국 학생(31세)은 고성능 인공지능 가속기를 위한 고대역폭 메모리 기반 프로세싱-인-메모리(PIM) 아키텍처를 설계했다. 최성욱 학생(27세)은 강화학습 방법론을 활용해 고대역폭(HBM) 메모리를 위한 하이브리드 이퀄라이저를 설계해 주목을 받았다. 신태인 학생(26세)은 차세대 뉴로모픽 컴퓨팅 시스템의 신호 무결성 모델링과 설계 및 분석 방법론을 제안했다.
마지막으로 김혜연 학생은 반도체 설계 문제 중 디커플링 캐패시터 배치 문제를 조합 최적화 문제로 정의하고 오프라인 학습 방법인 모방 학습을 통해 자동 최적화했다. 김혜연 학생은 이번 수상 논문 이외에도 반도체 설계 문제에 지식 증류·데이터 증강·대칭성 학습 등 다양한 인공지능 기법을 적용, 한층 성능이 개선된 결과를 얻어 관련 산업계로부터 많은 주목을 받고 있다.
특히 김혜연 학생의 연구는 기존 인공지능을 적용한 연구에서 한 발 더 나가 반도체 설계 문제의 특징을 고려한 학습 방법과 신경 구조를 직접 설계한 연구로 평가받아 2022년 초 열린 인공지능 분야 최대학회인 뉴립스(NeurIPS) 워크숍에서 발표된 적이 있다.
우리 대학 테라 랩은 2022년 4명의 수상자 외에 지난 2021년에도 김민수 박사과정 학생이 최우수 논문상을 수상했다. 불과 2년 사이에 디자인콘이 주관하는 학술대회의 꽃인 최우수 논문상 수상자를 모두 5명을 배출했는데 5편의 수상자 논문 중 3편이 인공지능을 활용한 반도체 설계에 관한 논문이다.
반도체 설계는 고성능·저전력을 목적으로 미세한 3차원 패키지에 다양한 기능을 갖춘 수많은 부품을 최적화해 배치할 뿐만 아니라 검증을 위해서는 복잡한 시뮬레이션이 필요하기 때문에 매우 어려운 분야로 꼽힌다.
김정호 교수가 이끄는 테라 랩에는 올 1월 현재 석사과정 10명, 박사과정 13명 등 모두 23명의 학생이 반도체 전·후공정에 들어가는 다양한 패키지와 인터커넥션 설계를 강화·모방 학습과 같은 인공지능(AI) 머신러닝(ML)을 활용해 최적화하는 연구를 수행 중이다.
김정호 교수는 "테라 랩은 전 세계 산·학·연구기관 중 유일하게 그간의 연구성과를 기반으로 독창적으로 개발한 반도체 설계 자동화 기술인 5I(CI, PI, TI, EMI, AI) 융합 솔루션을 갖추고 있다ˮ면서 "2030년 이후에는 이종 칩(Chip)을 하나의 패키지로 통합하는 `3D 이종 집적화(Heterogeneous Integration) 패키징' 기술이 대세로 자리를 잡을 것ˮ이라고 전망했다. 김 교수는 이어 "디지털 대전환(DX) 시대를 맞아 반도체의 역할이 갈수록 중요해지는 만큼 차세대 반도체 개발에 필요한 맞춤형 인재 양성을 위해 더욱 노력하겠다ˮ고 소감을 밝혔다.
2023.01.16
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김천곤 교수 연구팀, 항공우주논문상 최우수상 수상
우리 대학 항공우주공학과 김천곤 교수 연구팀이 지난달 24일 항공우주산업(KAI)이 주최하고 산업통상자원부, 항공우주학회가 후원하는 항공우주논문상에서 최우수논문상(KAI CEO)과 특별상을 수상했다.
김천곤 교수 연구팀은 우주 방사선을 막아내고 전자기를 흡수하는 구조를 통해 인공위성에 스텔스 성능을 더하는 동시에 우주전자장비의 신뢰성과 수명을 연장하는 다기능 복합재료를 개발해 최우수논문상을 수상했다.(논문명 : A space stealth and cosmic radiation shielding composite: Polydopamine-coating and multi-walled carbon nanotube grafting onto an ultra-high-molecular-weight polyethylene/hydrogen-rich benzoxazine composite) 항공우주공학과 차지훈 박사과정 학생이 제1 저자로, 공저자로는 장우혁, 노정언, 최주승 박사과정 학생들이 참여했다.
기존 우주재료들은 우주방사선을 막아내는데 한계가 있어 우주전자장비들의 수명이 감소되거나 오작동이 발생하는 문제가 있었다. 또한, 위성에 스텔스 설계를 적용하면 지상의 관측을 피해 정찰하기에 유리하고 요격무기의 공격을 받았을 때 생존할 가능성을 높일 수 있지만, 재료의 구조적 성능이 감소되는 제약이 있었다.
김천곤 교수 연구팀은 이같은 문제점을 해결하고 충분한 우주환경저항성을 갖는 '우주방사선 차폐-우주스텔스 복합재료 및 RAS 제조방법'을 개발했다. 우주방사선을 막아내는 성능이 기존의 재료보다 뛰어나며, 전자기 흡수 구조를 구현한 동시에 재료의 구조적인 성능을 끌어올렸다. 김 교수팀이 제안한 복합재료는 군용 위성 및 우주무기체계 외에도 유인우주전투기, 북극해를 비행하는 군용 항공기 및 핵 추진 군함에 탑승하는 승무원들의 방사선 피폭량을 줄이는 일에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.김천곤 교수는 "우주환경에서 응용할 수 있는 복합재료를 연구하기까지 오랜 시간에 걸쳐 시험 인프라를 구축하고 연구자들의 창의적인 연구 아이디어를 바탕으로 분명한 조사, 분석, 연구를 진행했다"라며, "이런 노력들이 한데 어우러져 수상이라는 좋은 성과를 맺을 수 있어 기쁘다"라고 소감을 밝혔다. 김천곤 교수는 이번 논문을 지도한 공로를 인정받아 이번 항공우주논문상에서 특별상을 수상했다. 이번 '항공우주논문상'에서 KAIST 항공우주공학과는 최우수논문상 수상 외에도 이창훈 교수 연구팀(1저자 : 정기욱, 논문명: 재사용 발사체를 위한 궤적 최적화 기반 연료 최적 착륙 유도 및 제어 알고리즘 연구)이 우수논문상을 받았다.
이정률 항공우주공학과 학과장은 "총 9개의 논문상 중 최우수논문상과 우수논문상의 동시 수상은 KAIST 항공우주공학과의 위상과 연구 우수성을 입증한 결과"라고 강조했다.한편, 올해로 20회째를 맞이한 항공우주논문상은 국내 항공우주 부문의 최고 권위의 상이다. 경영, 기계·엔진, 재료·소재, 전자·전기 등 항공우주 전 분야에 걸쳐 논문이 접수되었고 항공우주학회의 심사를 거쳐 9개 수상팀을 선정했다.
2022.12.14
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세계 최고 수준 신축성과 전도성 가진 액체금속 입자로 신축성 인쇄 전자회로 기판 구현
우리 대학 신소재공학과 강지형 교수 연구팀이 고분자 속 전도성 액체금속 입자 네트워크 제조법을 개발하고, 이를 이용해 고무 특성을 갖는 신축성 인쇄 전자회로 기판을 구현했다고 14일 밝혔다.
최근 체내 삽입형 전자소자, 웨어러블 전자소자, 소프트 로보틱스 등에 관한 관심이 증가하면서 우수한 신축성 및 전기적 성질을 갖는 신축성 전자기기에 관한 다양한 연구가 진행됐다. 이러한 신축성 전자기기의 실현을 위해서는 고집적 전자기기 제작의 바탕이 되는 신축성 인쇄 회로 기판이 요구된다.
신축성 인쇄 회로 기판의 실현을 위해 기존에 형태가 변하지 않는 인쇄 회로 기판에 사용되는 구리와 같은 금속을 신축성 고분자 기판 위에 구불구불한 형태로 패터닝을 해 신축성 인쇄 회로 기판을 구현한 연구가 제시됐으나, 이렇게 구조 공학을 통해 만들어진 신축성 인쇄 회로 기판은 신축성이 제한적이고 전자 부품의 밀도가 줄어든다는 한계가 있다. 이러한 한계를 뛰어넘기 위해 자체적으로 늘어날 수 있고 전기전도성을 갖는 전도성 고분자, 금속 나노 물질–고분자 복합체 등이 제시됐으나 이들은 신축 과정에서 급격한 저항 변화를 보여 신축성 인쇄 회로 기판으로 사용되기 어렵다는 한계를 갖고 있다.
이러한 한계를 뛰어넘을 재료로 액체금속이 큰 관심을 받게 됐다. 액체금속은 상온에서 액체의 형태를 띠는 금속으로, 높은 전기전도성과 액체와 같은 자유로운 변형성으로 인해 신축성 전자소자에 사용하기에 적합한 재료로 평가를 받는다. 하지만 액체 상태가 갖는 외부 충격에 대한 불안정성으로 인해 실제 인쇄 회로 기판의 배선으로 사용하는 것에 한계가 있었다.
이를 극복하기 위해 많은 연구진이 액체금속을 마이크로 크기의 입자로 분쇄한 후 고분자와 섞어 우수한 기계적 성질을 부여하고자 했다. 하지만 이렇게 만들어진 액체금속 입자–고분자 복합체는 액체금속 입자 간의 반발력으로 인해 입자 간의 연결이 형성되지 않아 전기가 통하지 않는다는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 강지형 교수 연구팀은 초음파를 이용해 고분자 지지체 내에서 액체금속 입자들을 조립시켜 전도성 네트워크를 형성했고 신축과정에서 저항이 변하지 않는 전극을 개발했다. 이를 이용해 세계 최초로 구조 공학 없이 고무처럼 자유자재로 변형이 가능한(5배 이상 늘어나는) 신축성 인쇄 회로 기판에 응용될 수 있음을 보였다.
연구팀은 절연성 복합체에 초음파를 가하면 액체금속 입자/고분자/액체금속 입자 계면에 나노 크기의 액체금속 입자가 집중적으로 형성되고 전도성 입자 조립 네트워크가 만들어지는 것을 확인했다.
만들어진 네트워크는 기존 인쇄 회로 기판의 배선에 사용되는 구리와 비슷한 수준의 낮은 전기 저항을 갖고, 10배까지 늘렸을 때도 저항이 거의 변하지 않는다. 이와 더불어 복합체의 우수한 기계적 성질로 인해 외부의 물리적 충격에 대한 높은 저항성을 가진다.
특히, 이번 연구는 이전의 기계적 손상을 가해 전도성을 부여하는 방식과 달리 초음파에 기반한 비 파괴적 방식을 이용해 액체금속이 새어 나오는 문제를 해결했고, 이를 통해 다양한 전자 부품과의 높은 접합력을 얻을 수 있었다.
이러한 액체금속 입자 네트워크의 우수한 전기적/기계적 성질, 그리고 높은 접합력에 기반해 연구팀은 신축성 고분자 기판 위에 액체금속 입자 네트워크를 패터닝한 후, 전자 부품과 연결해 신축성 디스플레이 및 광 혈류 측정 센서를 제작함으로써 다양한 신축성 웨어러블 전자소자로의 응용 가능성을 제시했다.
연구팀은 나아가 포토레지스트, 하이드로겔, 자가 치유 고분자 등 다양한 고분자 속에서 동일한 방식으로 액체금속 입자 네트워크를 만듦으로써, 기존의 신축성 전극 연구들이 보여주지 못한 고해상도 광 패터닝, 체내 삽입형 전자소자에 활용되기 위한 낮은 임피던스를 갖는 전극, 자가 치유가 가능한 액체금속 기반 전극 등으로의 다양한 응용 가능성을 확인했다.
신소재공학과 이원범, 김현준 박사과정이 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 `사이언스 (Science)' 11월 11일 字 표지 논문으로 게재됐다. (논문명 : Universal Assembly of Liquid Metal Particles in Polymers Enables Elastic Printed Circuit Board).
강지형 교수는 "이번 연구를 통해 개발된 액체금속 입자 조립 네트워크 기반의 복합 전극은 웨어러블 및 생체 삽입형 전자장치 발전과 상용화에 크게 기여할 것ˮ이라고 말했다.
한편 이번 연구는 한국연구재단의 나노소재기술개발사업 미래기술연구실, 우수신진연구사업, ERC 웨어러블 플랫폼 소재기술 센터의 지원을 받아 수행됐다.
2022.11.14
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최준일 교수, IEEE 최우수 이동체 전자공학 논문상 수상
우리 대학 전기및전자공학부 최준일 교수가 2022년 국제전기전자공학회(IEEE) 이동체공학 학술회(Vehicular Technology Society)의 최우수 이동체 전자공학 논문상(Best Vehicular Electronics Paper Award) 수상자로 선정되었다고 26일 밝혔다.
최우수 이동체 전자공학 논문상은 이동체/이동통신 분야 저명 국제 학술지인 국제전기전자공학회 이동기술 분과(Transactions on Vehicular Technology) 저널에 출판된 지난 5년간의 자동차 전자기술 관련 논문 중 가장 우수한 논문에 주어지는 최우수 논문상이다. 최준일 교수는 이미 2015년 국제전기전자공학회 신호처리 학술회(Signal Processing Society)에서 최우수 논문상을, 2019년 국제전기전자공학회 통신 학술회(Communications Society)에서 최우수 논문상인 스테판 오 라이스 상(Stephen O. Rice Prize)을, 그리고 2021년 국제전기전자공학회 이동체공학 학술회에서 최우수 논문상인 닐 세퍼드 상(Neal Shepherd Memorial Best Propagation Award)을 수상한 바 있다.
국제전기전자공학회의 39개 모든 학술회를 조사한 결과 국제전기전자공학회 저널 최우수 논문상을 4회 이상 받은 한국인은 최준일 교수가 유일하다.
최준일 교수는 프리티 쿠마리(Preeti Kumari) 박사(당시 박사과정 학생, 현재 퀄컴(Qualcomm) 연구원), 누리아 프렐식(Nuria Prelcic) 교수(당시 스페인 비고(Vigo) 대학, 현재 미국 노스캐롤라이나 주립대학(NCSU)), 로버트 히스(Robert Heath) 교수(당시 미국 어스틴 소재 텍사스 주립대학(UT Austin), 현재 미국 노스캐롤라이나 주립대학)가 공동으로 저술한 아래 논문으로 이번에 상을 받았다.
“IEEE 802.11ad-Based Radar: An Approach to Joint Vehicular Communication-Radar System” IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 67, No. 4, pp. 3012-3027, April 2018.
이 논문은 밀리미터파를 사용하는 차량 간 통신 환경에서 통신과 레이더를 융합한 시스템을 제안해서 현재 약 340회의 인용 횟수(구글 스칼라 기준)를 기록하고 있다. 최준일 교수는 해당 연구를 통해 이미 상용화된 밀리미터파 통신 시스템(IEEE 802.11ad)으로 데이터 통신을 하는 것과 동시에 매우 정확한 레이더 시스템을 구현하는 것이 가능하다는 것을 최초로 보였고, 이 결과는 통신-레이더 시스템 융합 연구를 촉진하는 계기가 됐다.
최준일 교수는 “선도적으로 수행한 차량 간 통신 환경에서의 밀리미터파 통신-레이더 시스템 융합 연구가 국제적으로 인정받아 매우 기쁘고, 한국인 최초로 국제전기전자공학회 저널 논문상을 4번이나 수상하게 되어 영광이다”라고 소감을 밝혔다.
시상식은 9월에 열리는 국제전기전자공학회 이동체공학 학술회 최대 학회인 이동체공학 학술회의(Vehicular Technology Conference, VTC)에서 진행될 예정이다. 또한, 국제전기전자공학회 VTC2022 가을 학회 홈페이지와 국제전기전자공학회 이동체공학 학술회 뉴스레터에 수상 소식이 게시되며, 수상자 리스트는 영구적으로 국제전기전자공학회 이동체공학 학술회 홈페이지에 게시될 예정이다.
2022.08.26
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문화기술대학원 졸업생 이세연 박사, 2022년 한국갤럽박사학위논문상 수상
우리 대학 문화기술대학원 졸업생 이세연 박사가 2022 한국갤럽박사학위논문상(Gallup Korea Dissertation Award) 우수상을 수상했다. 더불어 수상 논문의 지도교수인 디지털인문사회과학부 시정곤 교수와 문화기술대학원 도영임 초빙교수는 ‘한국갤럽박사학위논문지도상’을 받았다.
한국갤럽박사학위논문상은 한국조사연구학회가 ㈜한국갤럽조사연구소의 후원으로 수여하며, 2021년 한 해 동안 국내대학에서 수여된 박사학위 논문을 대상으로, 한국 사회조사 분야의 발전에 기여했다고 평가된 수상작을 선정한다. 2022년 5월 27일 대한상공회의소에서 시상식이 개최됐으며, 수상자에게는 상패와 함께 200만원의 상금이 지급됐다.
이세연 박사의 졸업 논문 “중노년층의 디지털 게임 경험과 인식 변화: 세대를 연결하는 게임 플레이”는 설문조사를 통한 양적 분석과 실행 연구(Action Research)를 통한 질적 분석을 적용하여, 중노년층의 디지털 게임 경험을 사회문화적인 관점으로 이해하고, 게임을 많이 접해보지 않은 중노년층이 젊은 세대와 함께 게임을 하면서 게임에 대한 인식이 어떻게 변화해 가는지 심층적으로 분석했다. 또한, 고령화 시대의 세대 단절 문제를 해결하기 위한 방향 제시로서, 서로 다른 세대가 게임을 통해 커뮤니케이션을 촉진하는 방법에 관한 연구를 담았다.
2022.05.30
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전산학부 김주호 교수 연구팀, ACM CHI 2022 학술대회 최우수논문상 및 우수논문상 수상
우리 대학 전산학부 김주호 교수가 이끄는 연구팀이 지난 4월 30일부터 5월 6일까지 열린 美 컴퓨터협회 인간-컴퓨터 상호작용 학술대회(이하 ACM CHI 2022)에서 최우수논문상(Best Paper Award)과 우수논문상(Honorable Mention Award)을 받았다고 19일 밝혔다.
ACM CHI 학술대회는 인간-컴퓨터 상호작용(Human-Computer Interaction: HCI) 분야의 세계 최고 권위 학회로 구글 스칼라 h-5 인덱스 기준 HCI 분야 저널과 학술대회를 통틀어 1위에 올라있다. 최우수논문상은 전체 논문 중 상위 1％의 논문에, 우수논문상은 상위 5%의 논문에 주어지는 상이다.
김주호 교수는 이번 ACM CHI 2022 학술대회에 총 7개의 논문을 발표해 발표 논문 수로 전 세계 연구자 중 공동 1위에 올랐다. KAIST 소속의 논문은 총 19개로, 전 세계 기관 중 5위에 올라 KAIST의 세계 수준의 연구 역량을 증명했다.
전산학부 김정연 연구원(제1 저자, 석사과정 졸업), 최유빈 전기및전자공학부 석사과정, 멍 시아 박사(전산학부 박사 후 연구원; 현재 미국 카네기멜론대학교 박사 후 연구원)로 구성된 김주호 교수 연구팀은 `Mobile-Friendly Content Design for MOOCs: Challenges, Requirements, and Design Opportunities' 라는 제목의 논문으로 CHI 2022 학술대회 최우수논문상을 받았다.
이 연구는 모바일 환경에서 영상 기반 학습 콘텐츠를 시청하는 학습자가 겪는 어려움을 분석하고 이를 해결하기 위한 가이드라인을 제시했다. 연구팀은 134명의 학습자를 대상으로 한 설문과 21명을 대상으로 한 인터뷰를 분석해 너무 작거나 과밀한 텍스트가 영상 콘텐츠의 가독성을 떨어뜨리는 것이 주요 문제임을 밝혔다. 또한 조명, 소음, 주변 환경의 잦은 변화로 인한 학습상황의 장애 또한 중요한 문제임을 밝혔다.
이러한 분석을 토대로 101개의 영상 강의 속 41,722개의 영상 프레임에 대한 모바일 환경 적합도를 분석한 결과 전반적으로 낮은 수준의 적합도를 보인다는 것을 확인했다. 예를 들어 텍스트 크기의 경우 불과 24.5%의 영상 프레임만이 모바일 환경에서의 학습에 적합한 것으로 나타났다. 연구팀은 이러한 문제를 극복하기 위해 영상 콘텐츠의 가독성을 높이고 모바일 학습 상황에서 발생하는 장애를 극복하기 위한 가이드라인을 제시했다.
팬데믹 이후 영상 기반 학습에 대한 중요성과 의존성이 더욱 높아지고 있는 상황에서, 이 연구는 작은 화면의 모바일 기기로 학습을 하는 많은 학습자의 어려움을 분석하고 극복 방법을 제시했다는 면에서 의미가 있다. 또한 나아가 학습 영상의 문제를 인간과 인공지능의 협업으로 해결하는 기술까지 제시하여 기존 학습 영상의 활용도를 높이면서 학습 경험 개선을 가능케 하였다. 이 기술은 다양한 영상 기반 학습 플랫폼이나 컨텐츠 제작 환경에 적용될 수 있다.
한편 전산학부 김태수 박사과정(제1 저자), 최다은 석사과정, 최윤서 박사과정 연구원으로 구성된 연구팀은 `Stylette: Styling the Web with Natural Language' 라는 제목의 논문으로 CHI 2022 학술대회 우수논문상을 받았다.
연구팀은 전문용어를 모르는 비전문가가 음성으로 웹사이트의 스타일을 수정할 수 있도록 지원하는 새로운 인터페이스 기술을 개발했다. 다양한 웹사이트를 사용하다 보면 접근성 문제, 기기 환경의 제약, 불편하고 보기 힘든 디자인, 스타일 선호 등의 이유로 원하는 내용을 찾기 어렵거나 사용에 어려움을 겪는 경우가 있다. 하지만 프로그래밍과 디자인의 전문성이 없는 일반인이 직접 웹사이트의 스타일을 수정하기는 어려워 대부분 사용자는 불편함을 참고 사용한다. 사용자가 "이 부분은 더 강조해줘ˮ, "좀 더 모던한 디자인으로ˮ와 같이 자신의 의도를 일상의 언어로 표현하고, 시스템이 사용자의 의도를 파악해 자동으로 스타일을 수정해 준다면 어떨까?
위와 같은 질문을 바탕으로 김주호 교수 연구팀이 개발한 `Stylette' 시스템은 사용자의 자연 언어 기반 음성 입력을 인공지능이 파악해 가장 의도에 부합하는 새로운 스타일을 자동으로 추천해 준다. 연구팀은 언어 인공지능, 시각 인공지능, 사용자 인터페이스 기술을 결합해 새로운 시스템을 만들었다. 언어 측면에서는 대규모 언어모델 인공지능이 사용자의 일상언어로 표현된 의도를 적절한 스타일 요소로 변환해 준다. 시각 측면에서는 컴퓨터 비전 인공지능이 170만 개의 기존 웹 디자인 요소 데이터와의 비교를 통해 현재 웹사이트에 적절한 수준의 스타일을 추천해 준다. 40명의 일반인을 대상으로 진행한 실험에서 이번 시스템을 사용한 사용자는 대조군과 비교해 두 배 이상 높은 성공률로 35% 적은 시간에 디자인 수정을 완료할 수 있었다.
이 연구는 최신 인공지능 기술이 직관적인 사용자 상호작용 설계에 적용되는 실질적인 사례를 제시했다는 점에서 의미가 있다. 개발된 기술은 기존 디자인 애플리케이션이나 웹브라우저에 플러그인 형태로 적용 가능하며, 사용자의 자연스러운 의도 데이터를 대규모로 수집해 웹사이트 개선이나 광고 등에도 활용할 수 있다.
2022.05.19
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제12회 KINC 융합연구상 시상식 개최
우리 대학 나노융합연구소(연구소장 정희태)는 4월 5일 본원에서 제 12회 ‘KINC 융합연구상’ 시상식을 개최했다.
‘KINC 융합연구상’은 전년도 융합연구 실적을 기준으로 우수한 연구자를 포상해 융합연구 분위기를 장려하고 연구 의욕을 고취하기 위해 제정됐다.
이 상은 포상을 통해 융합연구에 대한 적극적인 참여 동기를 부여하기 위하여 2011년 만들어졌으며, 연구 내용의 질적 수준과 연구팀의 융합성이 가장 우수한 공동 연구팀에게 주어지는 ‘최우수 융합논문’ 부문과 다양한 연구진과 공동 연구한 융합논문 실적수가 가장 많은 연구자를 선발하는 ‘최다수 융합논문’ 부문으로 나눠 시상하고 있다.
올해에는 ‘최우수 융합논문’ 부문의 수상자로 신소재공학과 강기범, 이건재 교수, 물리학과 조용훈 교수, 전기및전자공학부 장민석 교수 공동 연구팀이 선정되었으며, ‘최다수 융합논문’ 부문에서는 수상자를 선정하지 못했다.
‘최우수 융합논문’으로 선정된 공동 연구팀은 3개 학과(신소재, 물리, 전기및전자), 4개의 연구실(강기범, 이건재, 조용훈, 장민석 교수)이 협력한 연구성과로 이차원 물질의 고유한 특성을 유지하기 위하여 특정한 패턴을 지닌 포토마스크 제작하고 이것을 이차원 물질에 접속한 후 대면적 레이져를 조사함으로써 기존 포토리소 그래피의 장점을 모두 구현한 새로운 패터닝 방법을 개발하였다. 본 연구는 다양한 이차원 물질들을 다양한 기판에서 멀티 스케일의 패터닝이 가능하다는 큰 장점이 있으며, 광학/전기적 특성 평가와 광학-열 시뮬레이션을 통해 패터닝의 메커니즘과 장점에 대해 규명하며 국제 학술지 ‘Advanced Functional Materials’ 2021년 8월자 학술지에 게재됐다. (논문명: Universal Patterning for 2D van der Waals Materials via Direct Optical Lithography)
연구팀은 세계 최고 수준의 차세대 디스플레이 핵심 소재 개발 연구를 위하여 나노광학과 신소재가 결합된 다양한 융합연구를 수행하고 있으며, 특히 이번 연구는 조성래, 안성훈, 이승형 박사과정이 공동 제1 저자로 참여하며 서로 다른 기술과 전문성을 갖춘 3개 학과, 4개의 연구실이 협력한 연구 성과라는 점에서 연구팀의 융합성이 매우 높게 인정된다.
행사를 주최한 나노융합연구소 정희태 소장(생명화학공학과 교수)은 “나노기술분야는 기술의 특성상 다양한 전문성을 가진 여러 과학기술 분야의 융합연구가 절실히 필요한 분야이다.”며 “앞으로도 나노융합연구소는 기존 학과의 벽을 허무는 융합연구 시스템의 획기적 발전을 통하여 인류가 당면한 이슈를 해결하고 미래의 풍요로운 사회를 건설하기 위해 지속적으로 노력할 것이다.”고 밝혔다.
한편, ‘나노융합연구소’는 나노과학기술분야에서 학과 간의 경계를 허물어 진정한 학제 간 공동연구를 촉진하고 창조적인 융합연구를 추진하기 위해 지난 2006년 6월 KAIST 연구원 산하 조직으로 설립되었다. KAIST의 대표적인 융합연구소로 자리 잡은 나노융합연구소는 9개 학과의 75여명 교수가 참여하고 있으며, 나노융합연구소에서는 최적화된 융합연구시스템을 갖추고 나노연구 성과를 극대화함으로써 새로운 가치창출과 기술혁신을 선도하는 세계적인 연구소로 성장하는 것을 목표로 하고 있다.
2022.04.05
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제28회 삼성휴먼테크 논문대상에서 화학과 박건형, 박혜원 학생 금상, 기계공학과 고주희, 박경서, 양민진, 조준휘 학생, 생명과학과 변유경 학생 은상 수상
제28회 삼성휴먼테크 논문대상에서 우리 대학 화학과 박건형, 박혜원 석박사통합과정(지도교수 : 화학과 윤동기 교수)이 금상을, 기계공학과 고주희 박사과정(지도교수, 기계공학과 이정철 교수), 박경서, 양민진 박사과정 및 조준휘 석사과정(지도교수 : 기계공학과 김정 교수), 생명과학과 변유경 석박사통합과정(지도교수 : 정원석)이 은상을 수상했다.
삼성휴먼테크논문대상은 과학기술 분야의 주역이 될 젊고 우수한 과학자를 발굴하기 위해 1994년부터 시행 중이며 과학기술정보통신부와 중앙일보가 후원하고 있다. 이번 제28회 대회에는 114개의 대학이 참여했으며, 에너지 및 환경, 회로설계, 신호처리, 네트워크, 기계공학, 재료과학, 기초과학, 생명과학 등 10개 분야 총 2,105편의 논문이 접수됐다.
박건형, 박혜원 학생은 유기분자의 자가조립 시 발생하는 자발적 대칭파괴를 이용하여 복제 불가 기술을 새로이 제안한 점을 인정받았다. 이번 연구에서 기존에 널리 사용되는 액정영상표시장치(liquid crystal display; LCD)의 핵심 재료로 사용되는 일반형 액정분자가 아닌 굽은 모양 액정 물질을 이용해 3차원 나선형 구조체를 제작했다. 이 분자는 분자구조 내에 카이랄 중심을 포함하지 않기 때문에, 오른손성과 왼손성 나선형 구조체가 같은 확률로 생성된다. 하지만 형성되는 위치와 같은 방향의 구조체가 형성하는 도메인의 모양 및 크기는 매우 무작위로 형성된다. 연구팀은 이러한 자발적으로 발생하는 무작위한 패턴을 이미지처리를 통해 디지털 방식으로 인식하는 개발하여 이를 지문과 같이 응용하여 복제 불가능한 보안 코드로의 사용 가능성을 제시하였다.
고주희 학생은 마이크로히터와 마이크로유동채널이 내장된 미세 전기 기계 시스템 (MEMS) 소자를 이용해 극미량의 유체에 대한 열전달 관련 측정과 공정을 개발할 수 있는 새로운 실험 플랫폼 (가열 전극 통합 마이크로채널 공진기, heater integrated microchannel resonator, 이하 HMR) 을 제시하였으며, HMR의 제작, 특성화 과정과 함께 세 가지의 연구 응용안을 구현함으로써 새롭게 선보인 실험 플랫폼의 가능성을 보여주었다.
박경서, 양민진, 조준휘 학생은 전기임피던스 단층촬영법(Electrical Impedance Tomography) 및 수동음향 단층촬영법(Passive Acoustic Tomography)을 활용해 유연소재 기반 생체모사 다층구조내에서 멀티모달 촉각 자극을 효과적으로 측정할 수 있는 추론적 촉각 즉정 알고리즘을 제시했다. 이 기술은 사람 피부의 기계수용기의 특징과 구성 방식을 모사하여, 적은 수의 트랜스듀서로도 넓은 측정 영역을 효율적으로 달성하는 것을 가능케 했다.
변유경 학생은 아동기의 스트레스에 의한 뇌신경질환 발병 원인이 별아교세포임을 처음으로 발견하였다. 해당 연구를 통해 스트레스에 의해 유도된 별아교세포의 잘못된 시냅스 제거의 분자 기전을 밝히고, 이 현상이 원인이 되어 성인기에 우울증, 조현병과 같은 다양한 뇌신경질환이 일어날 수 있음을 생쥐 모델과 인간줄기세포유래 뇌 오가노이드를 활용하여 규명하였다. 본 연구는 별아교세포의 시냅스 제거 현상을 조절하는 것이 비정상적인 시냅스 수의 변화에 의해 일어나는 우울증, 조현병 등과 같은 치료에 활용될 수 있음을 제시하였다.
2022.02.21
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전산학부 권영진 교수 연구팀, 최우수 시스템 국제학회 SOSP 2021에 국내 최초 논문 게재, 최우수논문상 수상
우리 대학 전산학부 김종율 박사과정(제1 저자), 장인수 석사 졸업생, 임재성 박사과정과 the University of Texas at Austin, KTH, KAUST 연구진으로 구성된 전산학부 CASYS 연구실 권영진 교수 연구팀이 올해 시스템 분야 최고학회인 SOSP(ACM Symposium on Operating Systems Principles)에 국내에서 최초로 논문을 게재했으며, 동시에 최우수논문상(Best Paper Award)을 수상했다.
SOSP는 매 2년마다 열리는 운영체제 시스템 분야 최고의 학회 (채택율 15％ 이하)로 우리 대학 권영진 교수 연구팀과 성균관대 엄영익 교수 연구팀이 2021년 각각 국내에서 최초로 논문을 게재하였다.
권영진 교수 연구팀은 “Smart 네트워크 장치를 이용하여 분산파일 시스템의 성능 및 가용성을 높이는 연구”를 통해 클라우드 환경에서 사용자 데이터를 빠르게 저장하고 시스템 장애 시에도 지속가능한 서비스를 제공하는 분산파일 시스템을 설계/구현하였다. 스마트 네트워크 장치는 기존에 데이터만 주고 받을 수 있는 네트워크 장치에 연산장치의 기능이 탑재된 차세대 클라우드향 네트워크 장치이다. 기존의 서버에 보다 자원효율적이지만 성능은 느린 연산 기능을 제공하는데, 권영진 교수 연구팀은 스마트 네트워크 장치에서 동작할 수 있는 LineFS라 불리우는 클라우드향 분산 파일시스템을 구축했다. LineFS는 느린 Smart 네트워크 장치를 사용하면서도 기존의 분산 파일 시스템보다 빠른 성능을 낼 수 있도록 설계 되었으며, 호스트 운영체제가 멈추더라도 Smart 네트워크 장치 만으로도 구동이 가능한 고가용성 분산 파일시스템이다.
LineFS는 2020년 OSDI (SOSP와 더불어 최고의 시스템 학회)에 동일 연구팀이 게재했던 Assise 분산 파일시스템에 대한 후속 연구로 진행됐다. 이 연구 결과물은 권영진 교수가 박사과정 동안 진행했던 Strata 파일시스템에 대한 연구를 기반으로 시작됐다. 권영진 교수의 Strata 파일시스템은 2017년 SOSP에 게재됐다.
이번 연구를 진행한 김종율 박사과정은 권영진 교수 연구실에서 고성능 비휘발성 메모리를 활용한 분산 파일 시스템 연구를 계속해왔으며, ACM SoCC, USENIX OSDI, ACM SOSP와 같은 유수의 국제학회에 논문을 출판하고 있다.
관련 해외 언론보도: https://cemse.kaust.edu.sa/cs/news/kaust-collaborative-research-wins-acm-sosp-2021-best-paper-award
2021.11.25
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국제 컴퓨터 기술 활용 협업 및 소셜 컴퓨팅 학술대회 최우수논문상 수상
우리 대학 전기및전자공학부 이성주 교수 연구팀이 지난 10월 23일부터 10월 27일에 열린 세계컴퓨터연합회(ACM) 주최로 진행된 제24회 컴퓨터 기술활용 협업 및 소셜 컴퓨팅 학술대회(International Conference on Computer-Supported Cooperative Work and Social Computing, 이하 CSCW)에서 최우수 논문상과 방법론 우수상을 수상했다고 18일 밝혔다.
CSCW 는 1986년에 시작됐으며 집단과 공동체를 위한 기술을 디자인하고 활용하는 연구 분야에 초점을 맞추고 있으며, 인간-컴퓨터 상호작용(Human Computer Interaction, HCI)과 소셜 컴퓨팅 분야의 최우수 학회 중 하나로 오래동안 각광받고 있다. 올해 340개의 논문이 발표되며, 최우수 논문상은 제출된 논문의 최상위 1% 논문에만 주어진다. 또한, 방법론 우수상은 올해 신설된 상으로, 획기적인 방법론을 제시하고 구현한 논문에게 주어진다.
이번 논문(Reflect, not Regret: Understanding Regretful Smartphone Use with App Feature-Level Analysis)은 조현성 우리 대학 졸업생 (現 미국 카네기멜론대학교 박사과정), 최다은 학사과정, 김동휘 박사과정, 강완주 박사과정, 최은경 미국 메릴랜드 대학 교수가 참여했다.
연구팀은 스마트폰 화면의 사용자 인터페이스(User Interface) 배치를 기반으로, 사용자가 모바일 애플리케이션 내의 어떤 형태(feature)를 사용하는지 추출해 분석하는 방법론을 개발했다. 예를 들면, 인스타그램 앱에서, 팔로잉 포스트, 팔로잉 스토리 보기, 검색, 대화창 등 다양한 형태(feature)가 존재하는데, 형태별로 세분화된 스마트폰 사용 분석을 가능하게 했다. 이 기술을 기반으로, 특정 형태 사용 패턴은 후회가 되는 스마트폰 사용에 영향을 준다는 것을 밝혔다.
이성주 교수는 "많은 사람들이 스마트폰을 편리하게 사용하지만 과도한 사용으로 문제가 제기되고 있고, 앱 안의 다양한 형태로 세분화한 사용 분석을 가능하게 한 독창적 방법론이 학문적으로 인정받았다ˮ며 "현실적으로 디지털 웰빙에 기여할 수 있다는 점이 높게 평가되어 수상하게 된 것 같다ˮ라고 소감을 밝혔다.
우리 대학 전기및전자공학부 학부장 강준혁 교수는 이성주 교수와 학부생이 포함된 연구팀의 세계적 학술대회 수상을 더욱 높이 평가했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단과 정보통신기술진흥센터의 지원을 받아 수행됐다.
2021.11.18
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원자 하나가 촉매가 되다
우리 대학 신소재공학과 김상욱 교수 연구팀은 지난 2010년 물리학과 김용현 교수의 이론연구팀과 공동연구를 통해 세계 최초로 단일 원자촉매(Single atom catalyst)를 개발하는 데 성공한 바 있다.
이러한 `최초연구'의 성과를 인정받아 김상욱 교수 연구팀은 최근 미국화학회(American Chemical Society)에서 발간하는 신소재 분야의 가장 중요한 연구 동향을 소개하는 학술지 `어카운츠 오브 매터리얼 리서치(Accounts of Material Research)'에 특별 초청 리뷰 논문을 표지 논문으로 게재했다고 1일 밝혔다. (논문명 : Discovery of Single-Atom Catalyst: Customized Heteroelement Dopants on Graphene)
촉매는 소량의 첨가만으로 다양한 화학반응의 효율을 높이는 소재를 의미하며, 최근 그 중요성이 급속하게 커지고 있는 에너지, 환경 및 바이오/헬스 분야에서 핵심적인 요소로서 큰 관심을 끌고 있다. 대표적인 예로서 수소연료전지의 에너지 변환반응이나 환경친화적인 수소연료 생성반응 등에서 백금이나 희토류등 값비싼 촉매를 대체하기 위한 연구가 전 세계 신소재 연구의 화두가 되고 있다.
일반적인 촉매는 그 표면에서 화학반응을 일으키는데, 이상적으로는 단일 원자가 촉매가 된다면 같은 양의 촉매로 최대 효율을 낼 수 있으며 이를 세계 최초로 실현한 것이 김상욱, 김용현 교수팀이 개발한 단일 원자 촉매의 개념이다. 김상욱 교수 연구팀은 탄소나노튜브를 화학적으로 성장시키는 과정에서 철(Fe) 원자가 우리 혈액 속의 헤모글로빈 구조와 유사한 단원자 혼성구조를 생성함을 발견하고, 한 개의 원자에 기반한 새로운 연료 전지 촉매를 제시한 것이다. 해당 촉매는 입자 응집으로 인해서 수명이 짧은 기존의 백금 촉매의 한계를 극복할 수 있는 새로운 촉매의 형태로 주목을 받았다.
김 교수 팀의 연구 이후 최근에는 전 세계의 많은 연구 그룹들이 단일 원자촉매 연구에 뛰어들고 있으며, 새로운 고효율 촉매를 개발하기 위해 가장 전망이 밝은 분야로 각광받고 있다.
김상욱 교수는 "이번에 출판된 총설에는 그래핀과 같은 나노소재에 금속원소를 도핑하는 방식에서 시작된 단일 원자 촉매의 제조부터 구조와 물성, 그리고 응용까지 망라한 최신 연구 동향들이 잘 정리돼 있다ˮ며, "앞으로 해당 분야 연구에 심도 있는 통찰을 제시하길 희망하여, 향후 고효율 단일 원자 촉매 상용화의 시발점이 될 것이다ˮ라고 이번 논문의 의의를 설명했다.
이번 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 원천기술개발사업의 지원으로 수행됐다. 김상욱 교수는 국내에서 유일하게 이 권위 있는 학술지의 편집위원으로 활동하고 있다.
2021.07.01
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