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박용근 교수, 홀로그래픽 촬영 카메라 개발
우리 대학 물리학과 박용근 교수 연구팀이 간유리(optical diffuser, 광 디퓨저)를 이용한 홀로그래픽 카메라를 개발했다. 연구팀의 홀로그래픽 카메라는 어떠한 가정도 필요 없이 일반적인 홀로그램을 측정하는 기술로 사진 찍듯 홀로그램을 측정할 수 있는 이상적인 홀로그래피에 근접한 기술이다. 이번 연구 결과는 네이처 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 10월 28일자 온라인 판에 게재됐다. 사진은 실제 눈으로 보는 것과 같은 원근감과 볼륨감을 표현할 수 없다. 그 이유는 현존하는 전자기기의 대역폭(~100 GHz)이 가시광의 진동수(~100 THz)에 훨씬 미치지 못하기 때문이다. 따라서 사진 기술로는 빛의 세기만 측정 가능하고, 원근감과 입체감 정보를 담은 빛의 파면 정보는 직접적으로 측정할 수 없다. 위상 문제(phase problem)라고 불리는 이 현상은 가시광 뿐 아니라 적외선, 자외선, 엑스레이 등 전자기파를 다루는 방대한 분야 전반에 큰 걸림돌로 남아 있었다. 이러한 위상 문제를 피해 간접적으로 빛의 파면을 측정하는 기술을 홀로그래피라고 한다. 그러나 이 홀로그래피 기술은 추가적인 참조 빛을 필요로 해 사진기술처럼 빠르게 전파되지 못했다. 수 세기동안 과학자들은 사진 찍듯 홀로그램을 찍기 위해 연구했으나 제안된 기술들은 대부분 특수한 입사 빛을 가정한 상황에서만 작동해 일반적인 상황에서 널리 사용되지 못했다. 연구팀은 입사 빛의 특수한 상황을 가정하는 대신 간유리를 활용해 입사 빛을 무작위로 산란시켰다. 무작위로 산란된 빛의 결맞음(파동이 간섭 현상을 보이는 성질) 정도에 대한 수학적 상관관계를 활용해 입사한 빛의 파면을 온전히 측정할 수 있음을 이론적으로 제안했다. 연구팀은 이론에 따라 렌즈 대신 간유리를 삽입한 홀로그래픽 카메라를 제작했고 실험을 통해 성공적으로 작동하는 것을 확인했다. 일상에서 쉽게 볼 수 있는 물체를 홀로그램으로 측정했고, 초점 위치를 자유자재로 바꿈으로써 이 기술이 일반적인 경우에도 작동함을 증명했다. 연구팀의 홀로그래피 카메라는 그 형태와 구성이 간단해 렌즈 대신 간유리를 카메라 센서 앞에 대는 것만으로 홀로그램의 측정이 가능해진다. 핸드폰 카메라 등에 적용해 상용화가 가능할 것으로 기대된다. 같은 원리를 활용해 다른 대역의 위상 문제도 해결할 수 있다. 특히 엑스레이 영역의 문제를 해결한다면 초고해상도 엑스레이 현미경의 구현이 가능해져 과학계 전반에 큰 발전을 가져올 수 있을 것으로 예상된다. 논문의 1저자인 이겨레 학생은 “이번 기술은 사진을 찍듯 홀로그램을 측정할 수 있는 이상적인 홀로그래픽 카메라에 가장 근접한 기술이다”며 “핸드폰 카메라 등에 쉽게 적용해 홀로그래피의 대중화가 가능할 것으로 기대된다”고 말했다. □ 그림 설명 그림1. 제안된 홀로그래픽 카메라. 일반적인 광 디퓨저를 홀로그래픽 렌즈로서 활용 그림2. 입사한 빛의 파면 (왼쪽, incident field)과 제안된 기술로 측정된 파면 (오른쪽, retrieved field) 그림3. 일반적인 물체의 (주사위) 홀로그램
2016.11.01
조회수 12364
동작 인식 증강현실 스마트 안경 개발
〈 유 회 준 교수 〉 우리 대학 전기 및 전자공학과 유회준 교수 연구팀이 동작 인식이 가능한 증강 현실 전용 초저전력 스마트 안경 ‘케이 글래스 3(K-Glass 3)’를 개발했다. 유 교수 연구팀은 2014년 증강현실을 기반으로 한 케이 글래스 1, 2015년 시선추적이 가능한 케이 글래스 2에 이어 동작 인식이 가능한 3번째 버전의 케이 글래스 3를 발표했다. 이번 연구는 지난 달 31부터 5일간 미국 샌프란시스코에서 열린 국제고체회로설계학회(ISSCC)에서 발표됐다. 케이 글래스 3의 핵심 기술은 스테레오 카메라 시스템이다. 이를 통해 사용자가 가상 키보드를 타이핑하거나 가상 피아노 연주를 하는 등의 증강 현실을 체험할 수 있다. 기존 안경형 스마트 기기에서는 텍스트 전송을 위한 UI/UX(사용자 인터페이스 및 경험)가 없어 텍스트에 익숙한 사용자들에게 유용할 것으로 기대된다. 최근 대기업에서 발표되는 증강현실 기기들은 복잡한 알고리즘 처리를 위한 컴퓨터가 추가로 요구되고, 가상 아이콘 클릭 등의 심화 동작을 인식하기 위한 전용 센서를 필요로 한다. 이는 평균 3와트(W) 이상의 많은 전력을 소모시켜 스마트폰 대비 20%에 불과한 스마트 안경 시스템에서 사용하기엔 부적합하다. 그러나 케이 글래스 3의 스테레오 카메라 시스템은 복잡한 스테레오 비전 알고리즘을 초저전력 프로세서 내에서 평균 20mW의 효율로 가속하기 때문에 24시간 이상 동작 가능하다. 이는 연구팀이 저전력 딥러닝 전용 멀티코어를 모바일 기기에서 가속할 수 있도록 개발해 전용 프로세서 내에 집적했기 때문에 가능했다. 딥러닝 멀티코어는 총 7개의 고성능 코어로 구성돼 있고 사용자 동작 인식을 33ms 이내의 빠른 속도로 가속해 편리함을 증가시켰다. 또한 동작을 탐지해 사용하지 않을 때는 작동을 멈춰 초저전력으로 가속할 수 있다. 연구팀은 스마트 안경 시장이 스마트폰을 대체하기 위해선 저전력, 소형화는 물론 편리하고 직관적인 유저 인터페이스 및 경험(UI/UX) 개발이 필수적이라고 말했다. 이에 유 교수는 “케이 글래스 3는 기존 안경형 디스플레이(HMD)가 지원하지 않는 편리하고 직관적인 UI를 결합해 하나의 저전력 시스템으로 구현하는 데 성공했다”며 “미래 스마트 모바일 IT 분야에서 혁신적 변화를 주도할 것이다”고 말했다. 박성욱 박사과정 학생이 주도한 이번 연구는 유저 인터페이스 및 경험 개발 기업인 UX Factory와의 협업을 통해 진행됐다. □ 그림 설명 그림1. 착용 이미지 그림2. 케이글래스 3 실제사진 그림3. 케이글래스 3를 통해 구현한 가상키보드,가상피아노
2016.02.25
조회수 11045
데이터 소비 없이 실시간으로 사진 공유한다
〈이 의 진 교수〉 우리 대학 지식서비스공학과 이의진 교수 연구팀이 실시간 사진 공유와 고용량 사진의 무료 고속 다운로드가 가능한 실시간 사진공유 시스템 ‘렛츠픽(LetsPic)’을 개발했다. 최근 스마트폰을 통해 시공간에 구애받지 않고 사진 촬영이 가능해져 여행, 현장학습, 레저 등의 그룹 활동에서 촬영과 동시에 SNS를 통해 함께 사진을 공유하는 문화가 보편화됐다. 하지만 그룹 활동 중 사진 촬영과 공유가 불편할 때도 있다. 예로 등산 동호회에서 등산 중 사진을 찍고 공유하는 과정을 살펴보면 개인이 찍은 사진을 일일이 선택하고 그룹 메신저나 SNS를 통해 전송하는 과정이 필요하다. 수신자도 원하는 사진을 수동으로 선별해서 다운로드해야한다. 또한 수십 장의 사진을 이동 중 전송하고 싶어도 데이터 요금 부담 때문에 현장에서 즉각적인 공유가 어렵다. 현장 체험 학습에서 실시간으로 사진을 공유하며 회의를 진행해야 할 때 데이터 소비의 부담은 더욱 커진다. 연구팀은 문제 해결을 위해 실시간 사진 공유와 고화질 사진의 무료 고속 다운로드가 가능한 렛츠픽(LetsPic) 시스템을 개발했다. 렛츠픽의 특징은 같은 그룹끼리 사진첩을 실시간 공유하는 커넥티드 그룹 카메라 기능에서 찾을 수 있다. 사진을 찍는 즉시 그룹 사진첩에 공유돼 그룹 활동 중 언제든 다 같이 사진을 감상할 수 있다. 그리고 구글 지도상에 사진 촬영한 흔적을 남겨 여행 경로를 공유할 수 있다. 무엇보다도 렛츠픽의 장점은 와이파이나 통신사를 거치지 않는 단말간 직접통신(D2D:device to device) 기술인 와이파이 다이렉트(Wi-Fi Direct) 기술에 최적화시켰다는 점이다. 이를 통해 200미터 이내 근거리에서는 데이터 소비 없이 고용량의 사진을 무료로 고속 다운로드할 수 있고, 통신망이 열악한 산악이나 통신비가 비싼 해외여행 중에도 부담 없이 사진을 주고받을 수 있다. 연구팀은 KAIST 캠퍼스 학생들 대상으로 기존 카메라와 커넥티드 그룹 카메라의 비교 평가를 실시했다. 그룹 카메라 앱이 다른 그룹원의 촬영 활동을 실시간으로 파악할 수 있고, 각자 원하는 사진을 D2D를 이용해 데이터 소비 없이 고속 다운로드 할 수 있어 흥미를 높여준다는 의견을 얻었다. 향후 연구팀은 고도화된 지능형 서비스 기술 개발을 통해 그룹의 상황을 인지해 촬영 결과물에서 유사 이미지를 자동 태그하거나 그룹에 맞는 베스트 사진을 자동 추출하는 등 맞춤형 서비스 기술을 추가 개발할 예정이다. 이의진 교수는 “기존 스마트폰에 존재하는 기술인 와이파이 다이렉트 기술을 최대한으로 활용한 차세대 커넥티드 그룹 카메라 시스템이다”며 “이를 통해 오프라인 그룹활동에 특화된 새로운 사용자 경험을 제공한다”고 설명했다. 이번 연구(총괄책임 KAIST 산업공학과 박준성 초빙교수)는 미래창조과학부 및 정보통신기술연구진흥센터의 정보통신-방송 연구개발사업의 지원을 받아 리코시스, 고려대, 명지대, 한경대, 경상대와 공동으로 진행됐다. □ 그림 설명 그림1. 렛츠픽 시작화면 그림2. 와이파이 다이렉트 기술로 다른 그룹원과 직접 공유하기 위해 연결 설정하는화면 그림3. 와이파이 다이렉트 기술로 다른 그룹원의 사진을 무료 다운로드하는 사진 그림4. 사진 촬영하면서 동시에 그룹원의 사진을 실시간 공유하는 화면 그림5. 사진 촬영 한 장소를 구글맵 상에 표시해 여행 경로를 파악 가능
2016.01.13
조회수 12426
‘지능형 SoC 로봇워’ 본선대회 개최
- 로봇 우승팀에 국기원이 인정하는 ‘태권도 명예단증’ 수여 - 24~27일 일산 KINTEX 제2 전시장에서 개최 태권 로봇대회 우승팀에게 국기원이 인정한 태권도 명예단증이 수여된다. KAIST는 24~27일 나흘 동안 일산 킨텍스 제2전시장에서 국내 최대 규모의 지능형 로봇 대회인 ‘2013 지능형 SoC 로봇워(Intelligent SoC Robot War)’를 개최한다. ‘지능형 SoC 로봇워’대회는 태권도와 국내 반도체 기술의 우수성을 전 세계에 알리자는 취지에서 시작된 태권로봇 대회로, 유회준 KAIST 전기및전자공학과 교수가 2003년에 시작했다. 올해 대회는 세계 태권도 본부인 국기원이 대회 우승팀에게 명예 태권도 단증을 수여하기로 해 태권도 단증을 받는 최초의 로봇개발팀이 탄생할 예정이다. 대회는 ‘태권로봇’과 ‘휴로경쟁(Huro-Competition)’분야로 나눠 진행된다. ‘태권로봇’은 우리나라 전통 무술인 태권도를 지능형 로봇에 접목해 태권도처럼 1:1 대련을 펼친다. 로봇은 눈 역할을 하는 카메라와 반도체 칩을 내장하고 있어 스스로 사물을 인식하고 동작을 제어하는 두뇌기능을 갖추고 있다. 경기는 로봇의 앞차기 ‧ 옆차기 ‧ 주먹지르기를 이용해 점수를 획득하는 방식으로 진행된다. ‘휴로경쟁’은 지능형 휴머노이드 로봇이 영상으로 물체를 인식해 경기장에 설치된 장애물을 회피하는 미션을 수행하는 경기다. 허들넘기 ‧ 바리게이트 통과 ‧ 다리건너기 등 장애물을 넘어지지 않고 빠르게 통과하면 높은 점수를 받는다. 올해로 12회째를 맞이하고 있는 이번 대회에는 총 107개팀 550명이 참가신청서를 제출했다. 출전자격 테스트와 예선대회를 거쳐 선발된 22개 팀이 이번 본선대회에서 격돌을 벌이게 된다. 분야별 우승팀에는 각각 대통령상과 국무총리상이 수여된다. 대회 운영위원장인 유회준 교수는 “차세대 성장 동력으로 주목받고 있는 로봇을 태권도와 함께 선보여 기술력과 전통을 동시에 알리고자 준비된 대회 ” 라며 “로봇대회에 참가한 대학생들의 경험이 미래 로봇 강국의 밑거름이 될 것”이라고 말했다. 한편, 유 교수는 세계 최고 권위의 학회인 국제고체회로학회(ISSCC)에 매년 새로 개발한 ‘물체인식 칩’을 발표함으로써 관련 분야 연구를 주도 있다. 대회의 자세한 내용은 홈페이지(http://www.socrobotwar.org)를 통해 확인 가능하다.
2013.10.24
조회수 11073
휴대용 음향카메라 개발
- 세계 3대 디자인 공모전 ‘레드 닷 디자인 어워드’ 수상 - 우리 학교 산업디자인학과 배석형 교수가 ㈜에스엠인스트루먼트 및 ㈜현대자동차와 공동으로 개발한 세계 최초의 ‘휴대용 음향카메라’가 세계 3대 디자인 공모전 중 하나인 레드 닷 디자인 어워드(Red Dot Design Award)의 제품디자인 부문 수상작으로 선정됐다. 자동차 운전자라면 한번쯤 원인을 알 수 없는 소음 때문에 골머리를 앓은 경험이 있을 것이다. 자동차를 비롯한 공업제품에서 비정상적인 소음이 발생하면 설계의 오류나 부품의 마모, 파손 등 다양한 문제가 있을 수 있는데 소음이 발생하는 위치를 사람의 청각으로 정확하게 찾아내기는 쉽지 않다. 이러한 상황에서 유용하게 쓰일 수 있는 장치가 음향카메라다. 열 감지 카메라가 온도의 분포를 색으로 표현하듯이 음향카메라는 마이크로폰 배열을 이용해 측정한 소리의 분포를 색으로 표현해 소음원의 위치를 보여준다. 하지만 기존의 음향카메라는 크고 무거울 뿐만 아니라 조립 및 설치 방법이 복잡하고 삼각대 위에 고정된 상태로만 사용할 수 있어 설치가 어려운 좁은 공간이나 자동차의 바닥면 등은 측정이 불가능한 경우가 많았다. 이번에 개발된 휴대용 음향카메라는 가로 39cm × 세로 38cm, 무게 1.78kg으로 크기와 무게가 기존 제품에 비해 각각 40%, 30%에 불과해 사용자가 자유롭게 들고 움직이면서 측정대상을 탐색할 수 있다. 다섯 가닥의 나선형으로 배치된 30개의 마이크로폰과 고해상도 카메라는 공업제품의 개발 및 수리 과정에서 중요한 350Hz~12kHz 주파수 대역의 소음의 분포를 이미지와 합성해 사용자에게 직관적으로 보여주며 동영상으로 저장할 수도 있다. 새로 개발된 제품은 기존의 제품과는 달리 일체형으로 측정에 앞서 마이크로폰을 조립하는 불편을 해소했다. 가운데 손잡이는 인체공학적으로 설계되어 사용자가 한 손으로도 음향카메라의 무게를 안정적으로 지탱할 수 있다. 또 받침대 역할을 하기도 하는 양 옆의 손잡이는 두 손을 이용해 다양한 방식으로 음향카메라를 잡을 수 있도록 설계되어 좁은 공간이나 바닥면 등도 사용자가 무리한 자세를 취하지 않고 측정할 수 있다. 현대자동차 남양연구소 이강덕 NVH 연구위원은 “지난 2월부터 휴대용 음향카메라를 신차 개발단계에서 다양하게 활용하고 있다”며 “한 손으로 들 수 있을 만큼 작고 가볍기 때문에 기존의 음향카메라로는 비추기 어려웠던 부분도 자유롭게 탐색할 수 있고 혼자서도 사용할 수 있어 작업 과정이 크게 향상됐다”고 말했다. 배석형 교수는 국제 디자인 공모전 수상과 관련해 “첨단 기술에 디자인 요소를 효과적으로 결합한 점을 인정받았다”며 “과학기술에 대한 수준 높은 이해가 가능한 KAIST 산업디자인학과의 역량을 보여준 좋은 사례”라고 말했다. 한편, 소음진동 전문기업 ㈜에스엠인스트루먼트는 지난 2006년 KAIST 창업보육센터에서 시작, 2년 만에 독자적인 기술력을 확보해 자립했으며 끊임없는 변화와 혁신을 통해 국가 소음진동 기술 발전에 기여하고 있다. 그림1. 레드 닷 디자인 어워드에서 수상한 휴대용 음향카메라 SeeSV-S205 그림2. 휴대용 음향카메라를 이용해 소음이 발생하는 위치를 찾는 모습 그림3. 휴대용 음향카메라를 이용해 자동차의 소음을 측정한 이미지
2013.04.04
조회수 13893
2010 스마트폰 소프트웨어 경진대회
우리학교 정보통신팀이 주최한 "2010년 스마트폰 소프트웨어 경진대회" 시상식을 지난 11월 29일 오후 5시 행정분관 2층에서 가졌다. 이번 대회에는 27개 팀이 참여했으며 아이디어, 활용성, 완성도 등의 엄격한 심사를 거쳐 11개팀을 선정했다. 대상은 전산학과 조영상군이 개발한 "딩글한글"이 차지했다. 스마트폰에서 한글을 쉽게 입력할 수 있게 만든 이 어플은 심사위원은 극찬을 받았다. 안드로이드폰 기반이며 이미 온라인상에 3~4만명의 사용자가 있고, 특허출원 중이다. 금상은 시각장애인이 사운드를 듣고 스마트폰으로 사진을 찍을 수 있는 ‘사운드 카메라‘와 TV를 보면서 트위트나 문자를 보내어 자막에 올릴 수 있는 ‘바글’ 어플이 선정됐다. 은상은 교내 택시를 같이 타기 위하여 제작한 ‘택시투게더’, 음감을 찾아 교습할 수 있는 ‘절대음감’과 "KAIST iNFO" 어플이 차지했다. 대상 1명, 금상 2명, 은상 3명, 장려상 5명을 선정해 상금 200만원, 100만원, 50만원, 스마트폰을 각각 지급했다. 이번 경진대회는 소프트웨어 개발 인재의 발굴과 스마트폰 활성화에 기여하고자 마련됐다. 김명호 학술정보처장은 “우리나라의 미래는 과학기술에 있으며, 그중에도 IT기술의 S/W가 높은 비중을 차지하고 있다” 며 “스마트폰 시대의 선두에 여러분이 함께하기를 희망한다”고 말했다.
2010.12.10
조회수 14273
뉴욕 필름 아카데미-KAIST 2008
- 미래를 이끌어갈 디지털 영화 제작 워크숍, 뉴욕 필름 아카데미-KAIST 2008- 오는 3일(토) 오전 11시, 서울 서머셋 팰리스 호텔에서 오픈하우스우리학교 문화기술대학원과 뉴욕 필름 아카데미가 공동으로 개최하는 ‘뉴욕 필름 아카데미(New York Film Academy)-KAIST 2008’ 오픈하우스가 오는 3일(토) 오전 11시부터 서울 서머셋 팰리스 호텔에서 열린다. 이번 설명회는 2008년 1월 4일(금)부터 1월 31일(목)까지 총 4주간 열리는 디지털 영화 제작(digital film making) 워크숍을 소개하는 자리다. `뉴욕 필름 아카데미-KAIST 2008" 워크숍은 뉴욕 필름 아카데미 전문 강사진이 직접 파견되어 현지와 같은 수업 방식으로 진행된다. 워크숍 참가자들은 두 편의 작품을 감독하고 마지막 작품은 DV(Digital Video)로 촬영하며 직접 편집도 한다. 수업은 영화연출기법, 영상편집, 영화음향녹음, 시나리오 작성법, 카메라 촬영법 및 조명 등으로 이루어진다. 영화를 직접 제작해 봄으로써 디지털 영화에 대한 전문적인 이해와 표현 능력을 기를 수 있는 좋은 기회다. 이 과정 수료자에게는 뉴욕 필름 아카데미와 우리 학교 문화기술대학원 공동 수료증이 주어진다. 뉴욕 필름 아카데미는 최고의 영화제작 교육 프로그램을 가진 세계적인 영화학교중 하나다. 세계적 수준의 전문 강사와 교수들이 영화제작에 대한 실용적 지식과 노하우를 전수하며, 학생 일인당 카메라 대수가 세계에서 가장 높은 학교로도 유명하다. 뉴욕과 LA, 파리, 런던 등에 캠퍼스를 두고 세계 각 지역에서 영화 제작 워크숍을 진행하고 있다.
2007.11.01
조회수 15376
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