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무선충전 전기열차 원천기술 개발
- KAIST, 철도연과 공동으로 60kHz 무선전력전송 원천기술 개발 성공 - 우리 학교와 한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 홍순만)은 대용량 고주파(60kHz, 180kW) 무선전력전송 원천기술을 세계 최초로 확보(2012년 12월)하고, 13일 오전 10시 충북 오송에 위치한 철도연 무가선트램시험선에서 대전력 무선급전 단위모듈시험을 공개했다. 이 기술은 지난 2011년 KAIST가 개발한 무선충전전기버스로 검증된 20kHz 급집전 기술을 크게 발전시킨 것으로 3배 이상의 전력전송 밀도를 향상시켰으며, 집전모듈의 크기와 무게 감소, 급전과 집전장치의 제작비 절감 등 경제성을 높여 무선급전시스템 상용화에 성큼 다가섰다. 그동안 소규모의 전기를 사용하는 버스만을 움직일 수 있었던 무선전력전송기술은 60kHz 대전력 무선전력전송기술의 확보로 대전력이 필요한 철도시스템, 항만과 공항 하역장비 등 물류이송시스템은 물론 전송효율 증대로 기존 무선급전 시장이었던 휴대폰, 노트북 등 휴대기기 및 가전제품, 로봇분야, 레저분야 등에도 광범위하게 활용될 것으로 보인다. 대전력 무선전력전송기술을 철도에 적용할 경우 열차가 비접촉 방식으로 전력을 공급받기 때문에 급전장치의 마모가 없어 유지보수 비용이 절감된다. 또한 전신주 등 전차선 설비가 필요하지 않아 철도부지 소요면적이 줄어들고, 터널단면적도 크게 축소돼 건설비를 낮출 수 있다. 높은 속도에서도 팬터그래프와 전차선 간에 이선문제와 소음문제 등이 해결돼 레일형 초고속열차 개발도 가속화될 것으로 보인다. KAIST와 철도연은 이번에 성공한 대전력 무선전력전송기술을 올해 무가선트램(5월경)과 차세대도시철도 및 고속열차(9월경)에 적용해 시험할 계획이다. 무선급전기술이 성공적으로 진행될 경우 독일 봄바디어(Bombardier)사의 프리모베(Primove)를 뛰어넘는 세계 최고 수준의 기술을 확보하게 된다. ※ 독일 봄바디어 프리모베 열차 - 아우크스부르크 시험선 총 800m 중 275m에 무선급전시스템설치 운영 중 20kHz, 200kW 용량, 최고속도 50km/h KAIST 서남표 총장은 “KAIST가 개발한 무선급전버스에 이어 철도까지 움직일 수 있는 대용량 무선전송기술개발에 성공함으로써 무선급전시스템의 완결판을 만들 수 있게 돼 기쁘다”고 전했다. KAIST 조동호 교수는 “2009년 무선충전전기버스 기술개발 시작 당시 관련부품의 기술 수준 한계로 20kHz 공진주파수를 이용하는 등 많은 고비가 있었으나 한국철도기술연구원과 협력해서 60kHz 대용량 급진전원천기술을 개발할 수 있었고, 향후 철도에 적용할 수 있는 가능성을 증명한 것”이라고 밝혔다. 철도연 홍순만 원장은 “무선전력전송기술은 철도 건설시 철도부지 소요면적이 줄어들고, 터널단면적 축소 등으로 인한 건설비 절감을 비롯해, 전차선이 없어 도시미관이 개선되고, 유지보수비가 절감되는 등 철도시스템 전반에 대한 패러다임을 바뀔 것으로 기대한다”며 “계속해서 좀 더 용량이 큰 대전력 기술 개발과 상용화 추진을 통해 첨단의 새로운 미래철도 기술을 개발하고, 해외시장 진출을 위한 기술경쟁력 강화에도 기여할 것”이라고 전했다.
2013.02.13
조회수 11316
KAIST 무선충전전기버스, 구미시 달린다!
- 2009년 개발착수, 4년 만에 일반도로에 선보여 - - 구미시, 2월 인프라구축공사 시작해 7월 운행실시 - 주행 중 충전 가능한 무선충전전기버스가 세계 최초로 일반도로를 운행한다. 올 7월부터 자체 개발한 무선충전전기버스 2대가 구미시 버스노선 왕복 24km구간에서 시범 운행된다. 구미역과 인동지역을 잇는 간선버스노선을 대상으로 실시되는 48억원 규모의 이번 사업은 오는 2월 인프라 구축 공사를 시작해 7월에는 시범운행이 시작된다. 이번 사업을 위해 KAIST는 지난해 10월 지자체를 대상으로 설명회를 개최했으며, 11월에는 유치희망을 제안한 지자체를 대상으로 무선충전 전기버스 시범사업 선정 평가를 실시했다. 구미시는 전력 공급을 위한 기반시설이 잘 갖춰져 있어 전력공급의 안정성이 높고, 행정 및 재정 지원 의지가 높아 시범운영의 최적지로 평가받아 선정됐다. KAIST가 개발한 무선충전전기자동차는 도로에 전기선을 매설해 자기장을 발생시킨 후 발생된 자기력을 차량이 무선으로 공급받아 이를 전기로 변환, 동력원으로 사용하는 친환경 전기자동차다. 일반 전기자동차는 충전소에 들러 충전을 해야 하는 반면 무선충전전기자동차는 달리면서도 실시간 충전이 가능해 배터리 크기가 획기적으로 작아져 가격, 무게 등의 측면에서 기존 전기자동차 보다 상용화에 유리한 조건을 갖추고 있다. 2009년 무선충전전기자동차 연구개발에 착수한 KAIST는 2010년까지 무선 전력전송 원천기술과 전력 급·집전 시스템 기술을 개발하고 구현 가능성을 입증하는 등 전기자동차의 핵심기술 개발을 완료했다. 또 2012년에는 차량 공인인증, 전기안전, 전자파안전, 도로안전 인증을 완료해 상용화를 위한 발판을 마련했다. 이와 함께 지난해 10월 주‧정차 중 충전 상황을 고려해 자동차안전연구원에서 테스트한 결과 평균 75%의 전력전송 효율을 달성해 상용화가 가능한 급·집전 시스템 성능을 확보했다. KAIST 무선충전전기자동차 연구단장 조동호 교수는 “도로에 매설되는 급전인프라는 도로 환경이나 버스 운행조건에 따라 최적으로 설계돼 이번 구미시 시범사업의 경우 전체 노선 중 10% 이하로 급전인프라를 구축하면 된다”며 “무선충전전기버스인 경우에만 자동으로 인식해 전력을 공급하는 세그멘테이션 기술을 적용함으로 다른 차량이나 보행자가 지나가도 안전에는 전혀 문제가 없다”고 말했다. 구미시 관계자는 “이번 시범사업을 통해 구미시가 저탄소 기반 대중교통체계를 구축함에 따라 살기 좋은 명품도시로서의 브랜드 가치가 향상될 것”이라며 “KAIST의 무선충전전기자동차는 친환경 교통시스템을 대중적으로 보급하는 첫걸음이 될 것으로 기대 한다”고 말했다. KAIST 무선충전전기자동차는 2010년 미국 시사주간지 타임(Time)지가 꼽은 세계 최고 50대 발명품 가운데 하나로 선정된 바 있다.
2013.01.10
조회수 11993
이상엽 특훈교수, 중국과학원 명예교수 추대
이상엽 특훈교수 - 미생물 대사공학 분야 업적 인정받아 - 우리 학교 생명화학공학과 이상엽(생명과학기술대학 학장) 특훈교수가 중국과학원 미생물연구소 명예교수로 최근 추대됐다. 이상엽 교수는 대사공학과 시스템생물학, 합성생물학 등을 접목해 시스템대사공학을 창시하고, 이를 다양한 화학물질 생산 시스템 개발에 적용해 바이오연료, 친환경 화학물질의 생산 공정을 개발한 공로를 인정받았다. 이 교수는 지난 2012년 미국화학회 마빈존슨상, 미국 산업미생물생명공학회 찰스톰상을 받았으며, 세계경제포럼 산하 생명공학 글로벌 아젠다 카운슬 초대 의장으로 선임되는 등 생명공학분야 세계적인 리더로서 인정받고 있다. 한편, 1958년 창립된 중국과학원 산하 미생물연구소는 1000여명의 교직원과 학생이 미생물관련 순수과학과 응용연구를 수행하는 이 분야 세계 최대 연구소다.
2013.01.03
조회수 11913
신인식 교수, 아시아 첫 IEEE RTSS 최우수 논문상 수상
신인식 교수 우리 학교 전산학과 신인식 교수 연구팀이 지난 6일 푸에르토리코에서 열린 국제전기전자학회(IEEE) 실시간 컴퓨터 시스템 분야(RTSS)에서 발표한 논문이 전체 157개 논문 가운데 1위를 차지해 최우수상을 수상했다. 이 학회 33년 역사상 실시간 컴퓨터시스템 분야(RTSS)에서 아시아지역 연구기관 소속 교수나 연구원 자격으로 최우수 논문상을 차지한 것은 신인식 교수가 처음이다. 신 교수는 이에 앞서 미국 펜실베니아대 박사과정에 재학 중이던 2003년 이 학회에서 펜실베니아대 소속 연구원 자격으로 최우수 논문상을 받았다. 따라서 신 교수는 전 세계에서 국제전기전자학회 실시간 컴퓨터 시스템분야의 최우수 논문상을 두 번씩이나 차지한 유일한 과학자라는 영예를 안았다. 신 교수는 이번 논문에서 자동차, 항공기와 같이 안정성이 최우선적으로 요구되는 실시간 시스템 분야에서 십여 년이 넘게 난제로 여겨지던 멀티코어 프로세서에 대한 스케줄링 기법을 체계적으로 밝혀 낸 성과를 인정받았다. 실시간 시스템은 작업이 마감시한 내에 실행을 종료하는 실시간성 보장을 목표로 하고 있다. 그러나 2개 이상의 코어를 탑재한 멀티코어 프로세서에서 다수 작업들의 병렬 수행은 성능 향상에는 유리하지만, 실시간성 보장을 매우 어렵게 한다. 신 교수는 멀티코어 환경에서 실시간 작업들의 병렬성을 체계적으로 분류할 수 있는 새로운 분류 기준을 제시하고, 기존 스케줄링 기법들의 범주를 뛰어넘는 새로운 스케줄링 기법을 제안했다. 이를 통해 멀티코어 프로세서로 진화하는 실시간 시스템 분야에 새로운 관점을 제시하며 앞으로 많은 후속 연구의 초석이 될 것으로 학계는 기대하고 있다.
2012.12.27
조회수 9749
산학협력단, 상복 터졌다
- 창업보육센터․기술사업화센터와 입주기업 수상 잇따라 - 우리 학교 산학협력단과 입주기업이 최근 들어 각종 대회에서 연이어 입상하면서 상복이 터지고 있다. 우리 대학 산학협력단 산하 창업보육센터(센터장 윤준호)는 한국창업보육협회가 지난 11월 270여개 대학 창업보육센터를 대상으로 연 ‘신규 사업 경진대회’에서 영예의 대상인 중소기업청장 상을 받는다. 부상으로 200만원의 상금은 물론 내년 11월 중국 상하이에서 열리는 ‘2013 아시아창업보육협회(AABI) 총회’에 무료로 참가하는 특전도 함께 받는다. 윤준호 센터장은 창업보육센터의 이 같은 성과에 대해 “E5-KAIST, 창업동아리, Velocity 등 단계별로 특화된 학생 및 입주기업 지원프로그램과 입주기업에 대한 공정하고도 객관적인 외부 심사운영, 다양한 창업보육시스템에 대해 높은 평가를 받았기 때문”이라고 설명했다. 윤 센터장은 또 “유럽비즈니스네트워크(EBN) 소프트랜딩클럽 프로그램은 물론 아시아연구중심대학 컨소시엄 등에 참여하는 등 관련 벤처 및 입주기업들의 해외시장 진출을 위한 글로벌 네트워크 구축에 대한 노력도 인정받은 것”이라고 덧붙였다. 창업보육센터 외에 입주기업인 ㈜미승산업(대표 정석준)도 최근 행정안전부가 주최하고 한국화장실협회가 주관한 "2012 녹색화장실문화대상"에서 기업부문 최우수상을 수상했다. 이 회사는 양변기의 물소비량을 90% 이상 절약할 수 있는 초절수형 양변기를 개발, 공급하는 업체인데 국내외 특허 등록을 통해 제품 경쟁력을 확보하고 있으며, 베트남과 대만에 수출계약을 앞두고 있는 등 해외시장 진출에 주력하고 있다. 아울러 지난 11월 29일 개최된 ‘2012 대한민국 벤처창업대전’에서는 정부포상 명단에 미래큐브 등 입주기업 및 졸업기업 4개가 동시에 이름을 올렸다. 고효율 저전력 LED 디스플레이를 개발하는 입주기업 ㈜미래큐브(대표 홍성미)는 미국, 독일, 스페인 등 해외수출을 통해 전액 매출을 달성하고 있는 공적을 인정받아 지식경제부장관 표창을 받았다. ㈜블루앤(대표 이청호)은 기능성 음이온 LED 기술 개발 등 기술혁신을 통한 국가경쟁력 강화에 기여한 공로로 중기청장 표창을 받았고 졸업기업인 ㈜나노시스템(대표 이형석)과 (주)한국터보기계(대표: 이헌석)은 각각 국무총리 표창과 지식경제부장관상을 수상했다. 이밖에 산학협력단 산하의 기술사업화센터에서도 수상이 잇따르고 있다. 우선 김희태(51) 센터장이 6일 열린 ‘2012 대한민국기술대상 시상식’에서 기술사업화 유공자로 선정돼 지식경제부장관 표창을 받았다. 지난 2002년부터 현재까지 기술사업화 부서에서만 10여 년간 근무한 김희태 센터장(51세)은 아이카이스트 등 KAIST 자회사 설립과 기업회원제 도입, 기술종합병원 등 혁신적인 산학교류촉진 프로그램 운영과 대덕밸리TLO 사업 등을 통해 기술이전 및 사업화에 기여한 공로를 인정받았다. 앞서 기술사업화센터 김진형(36) 선임기술원도 지난 11월 말 ‘전략기술 수출통제시스템’을 구축한 업적을 인정받아 지경부장관 표창을 받았다. 이 시스템은 해외기술 무역을 위해 KAIST가 국내대학 중 가장 먼저 구축한 자율준수 시스템이다. KAIST 장재석 산학협력단장은 “창업지원과 기술이전 등 KAIST만의 특화된 산학협력 프로그램이 성과를 거둔 것으로 평가한다”며 “앞으로 대학에서 창출한 우수한 연구 성과를 산업계과 공유하고, 맞춤형서비스를 제공해 입주기업이 히든 챔피언(Hidden Champion)으로 성장할 수 있도록 역량을 강화할 것”이라고 말했다.
2012.12.06
조회수 15745
고효율 바이오부탄올 생산기술 개발
- 균주 생산수율 87%, 바이오에탄올 수준으로 끌어올려 -- 발효 공정 생산성 3배 이상 향상, 반면 분리・정제 비용은 70% 절감 - 친환경 차세대 에너지 ‘바이오부탄올’의 생산성을 기존 바이오에탄올 수준으로 크게 향상시킨 반면 비용은 대폭 줄어 든 기술이 KAIST와 국내기업 연구팀에 의해 개발됐다. 우리 학교 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 GS칼텍스, 바이오퓨얼켐(주)와 공동으로 시스템대사공학 기법을 이용해 바이오부탄올의 생산성을 크게 향상시키면서도 경제성을 획기적으로 높인 공정을 개발하는데 성공했다. 바이오부탄올은 자동차 연료 첨가제로 이미 상용화된 바이오에탄올을 능가하는 친환경 차세대 에너지로 각광받고 있다. 바이오부탄올의 에너지밀도는 리터당 29.2MJ(메가줄)로 바이오에탄올(19.6MJ)보다 48%이상 높고 휘발유(32MJ)와 견줄만하다. 또 폐목재, 볏짚, 잉여 사탕수수, 해조류 등 비식용 바이오매스에서 추출이 가능하기 때문에 식량파동에서도 자유롭다. 특히, 휘발유와는 공기연료비를 비롯해 기화열, 옥탄가 등 여러 가지 연료 성능이 유사해서 현재 사용되고 있는 가솔린 엔진을 그대로 사용해도 되는 게 바이오부탄올의 큰 장점이다. 반면 바이오부탄올 생산을 위한 클로스트리듐 균주는 대장균이나 효모와는 달리 유전자 조작이 쉽지 않고, 또 복잡한 대사회로와 이에 대한 정보가 부족하기에 그동안 대사회로 재설계 자체가 어렵다는 점이 단점으로 꼽혀왔다. 이상엽 특훈교수는 자신이 창시한 시스템대사공학 기법을 도입해 산생성기와 용매생성기로 대변되던 대사회로모델 대신, 바이오부탄올 생산경로에 초점을 둔 대사회로 모델을 새롭게 고안해냈다. 연구팀은 새로운 대사회로 모델에서 바이오부탄올 생산경로를 직접경로(hot channel)와 간접경로(cold channel)로 정의했다. 이 대사회로 모델을 이용해 직접경로를 강화시키기 위한 대사공학을 수행해 이론수율 대비 49%의 생산수율을 나타내던 기존 균주를 87%까지 향상시킨 바이오부탄올 생산균주로 개량하는 데 성공했다. 연구팀은 이와 함께 GS칼텍스와 발효・분리공정 개발을 위한 연구를 수행해 흡착물질을 사용한 실시간 바이오부탄올 회수 및 제거 시스템을 개발하는 데 성공했다. GS칼텍스와 공동연구 끝에 개발한 발효·분리공정 기술은 포도당 1.8kg을 이용해 585g의 부탄올을 생산했고, 한 시간에 리터당 1.3g 이상 생산했다. 이는 현존하는 세계 최고 수준의 농도, 수율, 생산성으로 발효 공정의 생산성을 3배 이상 향상시키면서 분리·정제 비용은 기존 대비 70%까지 절감했다. 이상엽 특훈교수는 “미국, 유럽 등 선진국에서 바이오연료로 상용화된 바이오에탄올 생산기술은 이론수율 대비 90%인데, 이번에 개발된 기술은 바이오에탄올의 수율에 육박한다”며 “수율측면에서는 차세대 연료인 바이오부탄올 생산 기술이 바이오에탄올 생산기술에 근접했음을 의미한다”고 이번 연구의 의미를 밝혔다. 이 교수는 또 “클로스트리듐 아세토부틸리쿰을 세계 최초로 시스템대사공학 기법으로 개량하고 새로운 발효·분리공정을 접목시켜 생산성을 획기적으로 향상시킨 사례”라며 “재생 가능한 자원으로부터 바이오부탄올 생산 공정의 산업화를 앞당기는 계기가 될 것”이라고 강조했다. 한편, 이번 연구 결과는 미생물분야 세계적 학술지인 ‘엠바이오(mBio)‘지 9·10월호 대표논문으로 선정돼 10월 23일자에 게재됐다. 그림설명. 바이오부탄올 생산 미생물인 클로스트리듐 균주의 전자현미경 사진에 핫채널과 콜드채널을 각각 빨간색과 녹색으로 표현. 화합물 구조는 부탄올.
2012.11.06
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공간을 자유자재로 누비는 가상스피커 개발
김양한 교수 - 3D 입체 영상과 결합해 진정한 3D TV 시대 임박 -- 이론적, 실용적 측면 모두 해결해 곧 상용화 예정 - 원하는 공간 어디서나 마치 스피커가 놓여 있는 것처럼 소리를 들을 수 있는 시스템이 개발돼 곧 상용화 예정이다. 우리 학교 기계공학과 김양한, 최정우 교수 연구팀이 공동으로 3차원 공간상에 자유롭게 가상스피커를 배치할 수 있는 ‘사운드 볼 시스템’을 개발했다. 이번에 개발된 시스템은 원하는 공간상의 위치에 자유자재로 소리를 집중시킬 수 있다. 따라서 3D TV에 적용하면 마치 소리도 사람에게 다가오는 것처럼 느껴져 시각과 청각 모두 3D 기능을 갖춘 진정한 의미의 3D TV를 경험할 수 있게 됐다. 또 오케스트라의 바이올린, 첼로 등 현악기와 플루트, 클라리넷 등의 관악기 소리를 원하는 공간에서 나게 조절할 수 있어 집안에서도 마치 실제 콘서트홀에 온 것 같은 느낌을 받을 수 있다. 게다가 여러 가지 소리를 개별적으로 제어가 가능해 방송국 음향 편집에도 활용될 수 있으며, 자동차에서는 각 좌석별로 네비게이션, 음악, TV 소리 등을 따로 전달하는 등 적용범위가 매우 다양할 것으로 예상된다. 사운드 볼 시스템은 여러 개의 스피커를 이용해 공간상의 원하는 지점에 음향 에너지를 집중시킨 후, 집중된 지점에서 다시 전파되는 소리를 이용해 가상 스피커를 만드는 기술이다. 이 기술은 2002년 김 교수팀이 미국음향학회(Acoustical Society of America)에 발표한 청취공간에 있는 사람만 소리를 듣고, 다른 영역에서는 조용하게 하는 음향 밝기·대조 기술을 발전시킨 것으로 음향 에너지 집중을 통해 소리의 방향, 움직이는 소리 및 소리의 공간감을 제어할 수 있다. 연구팀은 먼저 가상스피커에 대한 이론적 해를 완전한 적분방정식 형태로 세계 최초로 풀어내 3차원 공간 어디에서도 구현 가능하도록 했다. 이와 함께, 여러 개의 단극 음원을 조합한 다극음원(multipole)을 사용하고 지향성(directivity) 조정을 통해 원하는 음장을 만들어 탁월한 청취 선명도를 이끌어 냈다. 김양한 교수는 ”2002년 논문부터 시작된 음향제어분야의 새로운 이론적 토대를 마련한 것은 중요한 의미가 있다“며 ”이 기술을 바탕으로 지난 9월 국내 굴지 전자업체와 TV용 3차원 음향시스템 개발을 착수했다“고 말했다. 최정우 교수는 “앞으로 홈씨어터, 영화관, 공공장소 등에서 개발된 시스템이 사용되면 새로운 3차원 음장 기술이 가지고 있는 효과를 느낄 수 있을 것이다”며 “3차원 영상 기술과 함께 통합돼 새로운 영상과 음향의 세계를 경험할 날이 멀지 않았다”고 말했다. 한편, 연구팀은 이번 기술에 대한 특허출원을 완료했으며, 관련 논문은 지난 달 관련 분야 최대 학술단체인 국제전기전자공학회(IEEE)가 발간하는 국제저널(IEEE Transaction of Audio, Speech, and Language Processing)에 게재됐다. ※ 기술 개요(소리의 공간감을 자유자재로 누구나 요리해 맛볼 수 있는 기술) 오래도록 우리는 완벽한 3D사운드 혹은 소리의 공간감의 완전한 재현이 가능한 이상적인 오디오 시스템을 꿈꾸어 왔다. 그러나 3D사운드는 그 정의가 명확하지 않은 주관적인 개념이며, 그 평가에 대한 절대적인 척도 또한 존재하지 않는다. 최근 다양한 3D sound 기법이 난립하고 있으나, 이는 청취 환경에 따라 변화할 뿐만 아니라, 동일한 환경에서도 청취자가 누구냐에 따라 다르게 인지되는 근본적인 문제점을 내포하고 있다. 음장 재현 방법의 이러한 근본적인 문제는 과거의 스테레오 시스템에서 볼 수 있는 밸런스 노브(balance knob)로부터 그 해결의 실마리를 찾을 수 있다. 즉, 밸런스 노브는 보편적인 최적의 소리를 찾는 대신에 청취자가 원하는 음향 효과를 얻을 때까지 직접적으로 소리를 청취하고, 스스로 조절해 평가할 수 있는 매개체의 역할을 수행한다. KAIST에서 개발한 Spatial Equalizer는 밸런스 노브와 같이 청취자가 원하는 3D 사운드를 스스로 평가하고 조절하기 위한 것이다. 즉, 청취자가 시공간적으로 원하는 3D사운드를 실시간으로 청취하고 변화시킬 수 있는 인터페이스의 개념 및 구현에 초점을 맞추고 있다. Spatial Equalizer는 인터페이스 상에서 하나의 점 또는 다수의 점으로 표시되는 가상 음원을 사용자가 조종함으로써 소리의 공간감을 제어할 수 있는 길을 열어 주고 있다. 이는 다수의 점 음원들의 위치를 변화시키거나 각 점에 위치한 가상 음원의 크기를 변화시킴으로써 청취자가 원하는 소리를 구현하는 원리다. 즉, 사용자가 원하는 소리의 공간감을 공간상에 위치하는 몇 개의 가상 음원의 조합으로 대치하고, 실제로 사용자는 원하는 공간감과 듣는 소리가 부합되도록 하나 또는 다수의 가상 음원의 위치 및 각 음원에 의한 소리의 크기를 조절하는 것이다. 여기서, 원하는 공간감을 얻기 위한 기본적인 요소로서의 가상 음원을 sound ball이라 정의하고 사용하기로 한다. 가상의 sound ball 혹은 가상의 스피커를 자유롭게 공간상에 만들어 내기 위해 스피커 어레이 제어 기술의 혁신이 필요하다. 다수의 스피커로 이루어진 스피커 어레이(loudspeaker array)를 사용하면 소리(sound)가 전파하는 모양을 자유자재로 만드는 것이 가능함은 잘 알려져 있다. 다수의 스피커를 개별적인 크기와 위상으로 구동하면, 각각의 스피커를 중심으로 하는 다수의 파면이 형성되고, 이들이 공간상에서 간섭(interference)되면서 고유의 형상을 갖게 되는 원리이다. 1678년 발표된 호이겐스(Huygens)의 원리로부터, 키르히호프-헬름홀츠(Kirchhoff-Helmholtz) 적분 방정식에 이르는 이론식이 관련 연구의 배경을 이루고 있다. 하지만, 이러한 이론들은 어디까지나 우리가 만들고자 하는 가상의 스피커, 즉 음원(sound source)이 공간 외부에 존재하는 경우에 적용할 수 있으며, 소리를 재현하고자 하는 공간 내부에 음원이 있을 경우는 물리적으로 불가능한 문제가 된다. 기존 WFS(wave field synthesis)등 관련 연구에서는 근사화한 적분 방정식을 사용하여 시간 역전(time-reversal)의 형태로 내부의 음원이 발생시키는 것과 유사한 음장을 만들어 낼 수 있음을 부분적으로 밝혀졌으나, 물리적으로 발생 가능한 이유와 온전한 형태의 해에 대해서는 알려진 바가 없었다. KAIST에서는 온전한 적분 방정식 형태로 일반해가 존재함을 수학적으로 밝혀내었으며, 이에 따라 전 3차원 공간에서 임의의 위치의 sound ball을 형성할 수 있는 이론적 토대를 마련하였다. 개발된 sound ball 형성 알고리듬을 사용하여, Spatial Equalizer를 실제 오디오 시스템의 형태로 구축하였다. 이 시스템의 목적은 다수의 sound ball을 사용자가 원하는 임의의 지점에 형성하는 것이므로, 이것을 고려하여 24개의 스피커로 이루어진 선형 어레이 및 50개 스피커로 구성된 구형 어레이를 제작하였다. 사용자와 Spatial Equalizer® 사이에 피드백이 실시간으로 이루어지는 제어를 수행하기 위해 스마트 폰을 사용하여 원거리에서 sound ball을 제어할 수 있는 장치를 구현하였다. 이 인터페이스는 OSC(Open Sound Control) 프로토콜을 사용함으로써 제어 장치인 스마트 폰과 호스트 PC가 원거리에서도 제어 변수를 주고 받을 수 있도록 하였다. 즉, 각각의 sound ball의 위치 및 크기가 Spatial Equalizer®의 노브로서 작동하게 되어, 사용자는 Sound ball의 위치와 크기를 조절함으로써 의도하는 소리의 공간감을 직관적으로 형성할 수 있다. 음식을 만드는 경우와 비유적으로 설명하면, sound ball을 이용하여 이제는 사용자가 원하는 시.공간적 소리를 만들 수 있게 된 것이다. 종래에는 특별한 청취 능력을 가진 사람이 이러한 소리를 만드는 즉 특별한 요리사 만이 소리의 공간 감을 만들 수 있었다 하면 이제는 이 기술을 이용하여 모든 사람이 자신이 느끼기에 좋다고 생각하는 소리를 공간상에 만들 수 있는 “소리 만들기” 요리 법과 도구를 가지게 된 것이다. 그림1. 여러 개의 스피커를 통해 가상다극음원을 만들었다. 지향성 조정을 통해 수렴음장을 제거했으며, 가상스피커로부터 원하는 음장을 재현했다. 그림2. 사운드 볼 시스템 개념도 그림3. 5.1채널 방식의 서라운드 스피커(좌)와 가상스피커(우) - 실제 피아노가 시청자 바로 앞에 놓인 것과 같은 소리를 들을 수 있다. 그림4. 사운드 볼이 형성 및 이동하면서 소리가 TV에서 튀어나오는 것과 같은 느낌을 받는다.
2012.10.10
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KAIST, 국내 통신3사와 콘텐츠전달망 연동기술 시연
- CDN 연동기술로 현재보다 2배 효과적인 콘텐츠유통 시장 진입 - - 방통위 지원 KT, LGU+, SKT 협력개발 KAIST에서 주관 -- APNOMS 2012 국제학회 CDN 연동기술 협력 시연 - 국내와 해외에서 인터넷의 홈페이지, 동영상, 음원 등 콘텐츠를 유통하는 CDN (Contents Delivery Network, 콘텐츠전달망) 서비스 인프라의 기술적, 사업적 진화가 빠르게 진행되고 있다. 우리 학교는 KT, LG유플러스, SK텔레콤 등 국내 통신3사와 CDN 연동 사업환경을 조성하기 위한 CDN 연동기술의 협력개발 성과를 25일부터 27일까지 코엑스에서 열리는 국제학회 ‘APNOMS 2012(아시아태평양 통신망운용관리심포지엄)’에서 시연한다. CDN 연동은 통신사가 각자 보유한 CDN 서비스를 상대방에게 교차 제공함으로써 네트워크 전달 경로를 최소화하고 사용자에게 최상의 품질로 콘텐츠를 제공하는 기술이다. 최근 IETF, ITU-T 등 국제 표준 기구에서 기술 표준화를 시작했고, 국내에서는 방송통신위원회의 지원으로 CDN 연동기술이 KAIST, KT, LG유플러스, SK텔레콤, 솔루션박스, 한국전자통신연구소, 연세대학교의 협력과제로 개발되고 있다. 향후 2~3년 안에 전체 인터넷 트래픽 가운데에서 비디오 트래픽이 80%이상 점유할 것으로 예상되며, CDN 연동을 통해 폭발적으로 증가하는 비디오 트래픽의 중복 전송 문제를 효과적으로 해소하고, 불필요한 인프라 투자비의 절감과 함께 콘텐츠 유통 사업자들에게 고품질 콘텐츠 전송을 보장해주기 위해서는 사업자간 CDNi 체계가 시급하다. 현재의 CDN 체계는 인터넷콘텐츠를 유통하기 위해 CDN 사업자가 세계 각국의 인터넷 통신사업자 데이터센터에 캐시 서버를 설치하고 콘텐츠를 유통하고자 하는 인터넷사업자의 콘텐츠를 캐시에 미리 저장했다가 인터넷 사용자의 콘텐츠의 요청이 들어오면 지역적으로 가까운 캐시 서버가 해당 콘텐츠를 제공하고 있다. 이러한 유통체계로 상당히 콘텐츠 트래픽을 저감시키고 콘텐츠 제공 품질을 향상시키고 있다. 하지만 사용자는 여러 인터넷 통신사업자를 통해 접속해 있기 때문에 인터넷의 실질적 트래픽은 여전히 기하급수적으로 증가하는 추세. CDN 연동 (CDNI)은 통신사업자가 자신의 통신망을 통해 접속하는 인터넷 사용자에게 최적화된 콘텐츠를 제공하는 통신사 CDN 서비스를 구축하고 기존 CDN 사업자, 경쟁 통신사 CDN과 연동을 하여 서비스를 상호 제공함으로써 콘텐츠의 다양화, 사용자 시장의 접근성 확대, 서비스 품질의 고급화의 효과를 얻을 수 있다. CDN연동 효과를 극대화하기 위해서 국내 통신사업자뿐만 아니라, 향후 해외 고객의 확대를 위하여 글로벌 통신사업자와의 연동 확대가 필요하다. 연동을 통한 국내 콘텐츠 해외 유통은 시장 진입 배용을 50% 이상 절감시킬 수 있을 것으로 기대한다. 이를 위해 국내 CDN 연동기술의 표준화 반영 및 글로벌 테스트 베드 구축이 필수적이다. CDN 연동 기술은 세계적으로 주요 통신사와 장비제조사의 협력으로 국제 인터넷표준화기구인 IETF에서 2013년 말 표준 제정을 목표로 활발한 연구 개발이 진행되고 있고 국내에서는 통신 3사, ETRI, 솔루션박스, KAIST가 협력과제를 통하여 지난 7월부터 서비스 리라우팅 분야 핵심기술 제안을 포함해 활발한 표준화 활동을 시작했다. 25일부터 27일까지 진행되는 APNOMS 2012에서 KAIST-솔루션박스의 CDN시험망과, KT, LG유플러스, SK텔레콤 삼사의 CDN시험망 연동이 시연된다. 본 CDN망 연동 시연을 통해 비디오스트리밍과 콘텐츠다운로드 서비스의 속도와 품질 개선을 체험할 수 있다. 아직은 기본기능의 시연이지만 2013년은 사업자의 CDN 연동 정책이 자동으로 반영되는 완성된 IETF 표준의 통신사 CDNI 시험사업 환경을 구축하게 된다. KAIST 인터넷협력에코시스템연구센터 이준구 교수는 "점점 어려워지고 있는 통신사업자 환경에서 경쟁구도의 통신3사가 모여 인터넷강국의 경쟁력 제고를 위한 공동의 사업 비전을 정립하고 협력 연구개발을 수행하는 것은 인터넷분야에서는 처음 있는 매우 중요한 대승적인 환경 변화이고 2014년 연구 개발의 성과로 국내외 CDN 연동 사업이 전개될 것으로 기대한다"고 말했다.
2012.09.25
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이상엽 특훈교수, 미국 화학공학회 펠로우 선임
- 화학공학분야 최대 규모 국제학회에 국내 과학자 최초 선임 - 우리 학교 생명화학공학과 이상엽(48, 생명과학기술대학 학장) 특훈교수가 우리나라에서는 처음으로 미국 화학공학회(American Institute of Chemical Engineers) 펠로우(석학회원)로 이달 초 선임됐다. 1908년에 창립돼 100년이 넘는 전통을 자랑하는 미국 화학공학회는 전 세계 90여 개국 43,000여명의 회원을 두고 있는 화학공학 분야 최대 규모 국제 학회다. 이 학회는 화학공학 분야에서 획기적인 기여를 한 멤버들 중 추천과 심사를 거쳐 펠로우로 선임하는데, 우리나라에서는 이 교수가 처음으로 선정됐다. 이상엽 교수는 대사공학의 전문가로, 화학공학의 시스템 디자인 기법과 최적화 전략을 생물시스템에 적용해 바이오기반 화학 산업을 위한 원천기술을 다수 개발한 공로를 인정받았다. 이 교수는 시스템대사공학 분야를 창시해 미생물의 대사회로를 시스템 수준에서 조작해 의학적 응용뿐 아니라, 다양한 원유 유래 화학물질을 바이오기반으로 친 환경적으로 만드는 연구 등에서 세계적인 업적을 내고 있다. 현재 교육과학기술부 기후변화대응 바이오리파이너리를 위한 시스템대사공학 원천기술 개발 사업과 글로벌프론티어 바이오매스 사업단, 그리고 지능형합성생물학 사업단 과제를 통해 바이오 화학 산업에 필수적인 대사공학 원천기술들을 개발 중이다. 올해 미국화학회 마빈존슨상, 미국산업미생물생명공학회의 찰스톰상을 받았고, 세계경제포럼의 바이오텍 글로벌아젠다카운슬 초대 의장으로 선임되는 등 생명공학분야 세계적인 리더로서 인정받고 있다.
2012.09.19
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총동문회, ‘제 1회 KAIST 멘토링 콘서트 개최’
- 15일까지 재학생 대상 신청 받은 후 22일 대전 본원에서 열어 -- “고민 많은 후배들에게 현장 노하우와 인생의 경험 전달할 것”- 우리 대학 동문들이 미래를 고민하는 후배들을 위해 멘토링 프로그램을 개설하고 올해부터 본격적인 운영에 들어간다. 총동문회(회장 임형규)는 22일 오후 2시부터 8시까지 대전 본원 창의학습관에서 ‘제 1회 KAIST 멘토링 콘서트’를 개최한다. 이번 행사는 학부총학생회와 대학원총학생회가 재학생을 대상으로 실시한 설문조사에서 선배에게 가장 도움을 받고 싶은 것이 무엇인지 묻는 질문에 재학생들이‘선배들이 참여하는 멘토링 시스템’을 마련해 달라는 요청에 의해 마련됐다. 총동문회는 학부 및 대학원 총학생회의 요청을 받고 주요사업으로 추진해오던 멘토링 사업 ‘선목카페’를 확대, 발전시켜 선・후배 간에 끈끈한 정과 유대감을 느낄 수 있는 이번 ‘KAIST 멘토링 콘서트’를 기획, 마련했다. 이 행사는 학계・산업계・정부기관・컨설팅・금융・예술・벤처Ⅰ・Ⅱ 등 8개 세션으로 나눠 진행되는데 각 분야에 종사하는 졸업생 선배 40여명이 멘토로, 그리고 400여명의 재학생이 멘티로 참여할 것으로 예상된다. 따라서 1개 세션별로 각각 5명의 선배와 50여명 후배들이 자리를 함께한다. 선배 멘토들은 각각 10분 동안 인생의 가치, 현장의 생생한 업무 경험, 직업 선택 동기 등을 발표한 후 후배들과 질의응답 시간을 갖는다. 이번 KAIST 멘토링 콘서트에는 김명준 한국전자통신연구원 본부장(전산 석사78), 이도헌 KAIST 교수(전산 학사86), 정택수 특허법원 판사(지식재산 석사10), 나찬기 창원지방검찰청 부장검사(지식재산 석사10), 송승헌 맥킨지그룹 파트너(물리 학사88), 차기철 (주)바이오스페이스 대표(기계 석사80), 박성동 (주)쎄트렉아이 대표(전기 학사86), 강병준 전자신문 벤처과학부장(과학저널 석사10), 고영준 EBS 교육방송 차장(과학저널 석사10)등 40여명의 동문이 멘토로 참여한다. 또, 임형규 총동문회장(전기 석사76)과 고정식 광물자원공사 사장(생명화공 석사77)이 특별 참석해 동문들과 후배들을 격려할 예정이다. 임형규 총동문회장은 “올해 처음 개최되는 멘토링 콘서트를 통해 전해지는 선배들의 진심 어린 충고는 후배들의 미래 진로에 대한 고민과 인생의 가치를 생각해 볼 수 있는 소중한 기회가 될 것”이라며 “총동문회 역점사업으로 매년 정기적으로 개최하겠다”고 말했다. KAIST 총동문회는 이번 행사와 별도로 현재 멘토의 이력・경력과 이메일 주소 등을 온라인에 통합하는 ‘온라인 멘토 시스템’도 구축중인데 추후에 멘토 정보를 후배들에게 알려 선배들의 조언이 필요할 경우 언제든 이메일로 소통할 수 있도록 할 계획이다. 한편 이번 행사에 멘토로 참가를 원하는 KAIST 동문은 총동문회 사무국(02-3498-7551)에, 멘티 참가를 원하는 재학생은 9월 15일까지 대학원 및 학부 총학생회 담당자 메일로 신청하면 된다. 문 의 : KAIST 총동문회 사무국장 전진환 jjh7235@gmail.com : 대학원 총학생회 남재현 medyboy@kaist.ac.kr : 학부 총학생회 정화영 jhy1268@kaist.ac.kr
2012.09.12
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나로과학위성, 나로호 3차발사 전 최종공개
- 8월 24일(금), KAIST 인공위성연구센터에서 대국민 공개 - 금년 10월 전남 고흥 나로우주센터에서 발사예정인 나로과학위성의 발사준비가 완료되었으며, 8월 24일(금)에 KAIST 인공위성센터에서 국민들에게 위성발사 전 마지막 모습을 공개할 예정이다. 나로과학위성은 ‘나로호 궤도검증, 우주환경 관측 등 우주과학실험, 국산화 기술 우주검증 등의 임무수행이 가능한 100kg급 소형위성 개발’을 목표로 2011년 2월부터 개발이 착수되었으며, 지난 7월 31일 발사장 이동 전 최종점검인 선적전 검토회의(Pre-Shipment Review)를 성공적으로 완료하여 나로호에 탑재될 준비를 마쳤다. 나로과학위성 개발사업은 교육과학기술부의 지원 하에 ’90년대 초부터 우리별 위성, 과학기술위성 등 소형과학기술위성을 개발하며 세계적으로 기술력을 인정받아온 KAIST 인공위성연구센터에서 개발을 주관하였으며, 한국항공우주연구원, i3시스템, KAIST, 한국항공대학교 등 국내 연구소, 산업체, 대학 등이 참여하였다. 나로과학위성은 ’92년 발사 된 우리나라 최초의 위성인 우리별 1호에 이어 KAIST 인공위성연구센터에서 일곱 번째로 개발된 위성으로 지난 나로호 1, 2차 발사 시 탑재된 과학기술위성 2호의 기술을 활용하여 순수 국내기술로 개발되었다. 나로과학위성에는 나로호 궤도진입 확인임무 수행을 위한 레이저반사경, 우주과학임무를 수행할 우주방사선측정센서, 우주이온층 측정센서(랑뮈어탐침), 국산화 기술의 우주검증을 수행할 펨토초 레이저발진기, 반작용 휠, 적외선 영상 센서 등이 탑재되어 있다. 나로과학위성의 우주과학탑재체는 우주환경 변화에 따른 방사선량 증감, 지구 이온층 변화 등을 측정함으로써 태양활동 극대기에 맞춰 우주방사선량 모델링, 우주방사선이 우주부품에 미치는 영향연구, 이온층이 통신시스템에 미치는 영향연구 등 우주과학 연구, 위성기술 연구개발 등에 기여할 예정이다. 또한 기술검증탑재체를 통해 펨토초 레이저발진기 기술검증에 성공하면 세계 최초로 광섬유를 이용한 펨토초 단위의 정밀거리 측정 관련 기반기술을 확보하게 되며, 반작용 휠, 적외선 영상 센서 등을 통해 그간 수입에 의존하던 핵심부품들의 국산화율을 높이는데 기여하게 된다. 8월 24일(금)에 예정된 위성공개는 KAIST내에 위치한 인공위성연구센터에서 오전 10시부터 오후 5시까지 매 시간마다 진행되며 당일 인공위성연구센터를 방문하는 누구나 관람이 가능하다. 나로과학위성은 금번 위성공개행사를 마치고 오는 8월 말 경으로 예정된 나로우주센터로의 이송을 위해 포장작업 등에 들어갈 예정으로 이번 행사가 나로과학위성의 실물을 관측할 수 있는 마지막 기회이다. 위성관람을 원하는 개인은 행사 당일 KAIST 인공위성연구센터에서 소정의 등록을 마치고 관람할 수 있으며, 단체관람을 원하는 경우에는 사전예약이 필요하다. 예약문의 : KAIST 인공위성센터 042-350-8613~4
2012.08.23
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문화기술대학원,‘과학전시 전문가과정’수강생 모집
- 과학전시를 담당할 현장 전문 인력 양성과정 - - 신청서는 22일까지 접수 - 우리 학교 문화기술대학원이 ‘과학전시 전문가 과정’ 수강생을 22일까지 모집한다. 우리 대학 문화기술대학원과 국립중앙과학관이 공동으로 운영하는 이번 과정은 최근 지방자치단체의 잇따른 과학관 확충과 과학관 운영 활성화를 대비한 현장 전문인력 양성을 위해 마련됐다. 프로그램은 ▲과학전시의 정책과 문화를 이해하기 위한 ‘과학전시 특강’ ▲전시기획과 컨텐츠 개발을 위한 실습위주의 ‘전문교육’ ▲과학관 현장학습 등 총 3개 모듈로 진행된다. 임창영 KAIST 문화기술대학원 교수, 박승재 서울대 명예교수, 김두희 동아사이언스 대표, 유인두 시공테크전시문화기술연구소장, 김선빈 (前) 과천과학관 전시연구단장이 강사진으로 참여한다. 수업은 7월 26일부터 3개월간 격주 단위로 금요일과 토요일에 서울 양재동 한국산업기술진흥협회 세미나실에서 진행된다. 과학기술 • 인문학 • 디자인•예술 등 다양한 융합학문을 추구하는 KAIST 문화기술대학원의 현 교육시스템을 도입한 이번 과정은 과학 전시디자인 방법, 전시 디자인 기획, 전시 콘텐츠개발을 단기간에 집중적으로 교육한다. 또한 취업 및 진학을 원하는 수강생은 개별 맞춤형 교육이 이뤄지며 성적우수자에게는 KAIST 문화기술대학원 진학추천은 물론 과학관 및 박물관 취업도 알선해준다. 이번 과정에서는 ▲인문 • 이공계 관련 전공 (과학 전시기획 및 콘텐츠개발) 대학졸업자 ▲디자인 관련 전공자 • 전시업체 종사 경력자 및 전문가 ▲ 과학관과 박물관 큐레이터 및 홍보 • 전시 업무 담당자 등 3개 지원에서 각각 10명씩 총 30여명을 선발할 방침이다. 7월 21일부터 23일까지 진행되는 ‘공개세미나’에는 일반인도 신청서를 접수하면 청강이 가능하다. 교육신청 및 세부사항은 KAIST 문화기술대학원 홈페이지(http://ct.kaist.ac.kr)를 참고하면 된다. (문의 042-350-2904)
2012.07.20
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