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김용훈 교수, 단일 분자 소자의 전극 계면 특성 규명
〈 김 용 훈 교수와 김후성 박사과정, 김한슬 박사 〉
우리 대학 EEWS 대학원 김용훈 교수 연구팀이 10년 이상 나노 분야 주요 난제로 남아있던 단일분자 전자소자의 금속전극-분자 계면 원자구조와 소자특성 간 상관관계를 규명했다.
이번 연구 성과는 국제 과학 학술지인 ‘미국 화학회지(Journal of the American Chemical Society)’ 6월 21일자에 게재됐다.
단일분자 전자소자는 OLED 등을 통해 알려진 유기소자로서 2003년 미국에서 처음 구현됐다. 분자전자소자(molecular electronics)는 차세대 반도체 소자의 후보군으로 관련 연구들이 활발히 수행되고 있다.
분자를 전자소자로 활용하기 위해선 분자-전극 형태의 원자구조가 구체적으로 어떻게 형성되는지 이해하는 것이 중요하다. 분자 전자소자는 크게 분자, 전극, 둘을 잇는 연결자로 구성된다.
2006년 미국 애리조나 대학의 타오(Nongjian Tao) 교수를 포함한 연구팀은 한 종류의 분자에서 여러 개의 전류 값이 나올 수 있음을 규명했으나 그 전류 값의 크기와 개수, 원인 등은 명확히 밝혀지지 않았다.
특히 그 원인에 대해서는 관련된 분자와 금속전극 간 계면의 원자구조가 여러 가지 형태를 띠고 있기 때문이라는 추측만 있었고 명확히 밝혀지지는 않았다.
김 교수 연구팀은 주사탐침현미경 등을 이용해 단분자 소자가 구현되는 과정을 슈퍼컴퓨터를 활용해 재현했다.
접합 구조의 여러 가지 형태를 찾는 것은 결국 황(S) 원자 주변의 금(Au) 원자 몇 개가 어떤 형태로 배열되는지 확인하는 것인데 이것을 배위수(coordination number)라고 부른다.
〈 김 용 훈 교수와 연구팀 〉
연구팀은 분자와 금속 전극 간 결합의 원자구조 배위수에 따라 금속전극 사이에서 전류 값이 변화하는 것을 확인했다. 또한 분자가 당겨질 때 단순히 금속과 분자 사이 결합이 끊어지는 게 아니라 금속전극의 원자구조가 쉽게 변형돼 결국은 금속과 금속 사이의 결합의 끊어지는 것을 규명했다.
일본 오사카 대학의 카와이(T, Kawai) 교수는 위와 같은 김 교수의 이론을 뒷받침하기 위해 소자 인장에 따른 전류의 증가를 포함하는 실험을 수행했다.
한, 일 공동연구팀은 슈퍼컴퓨터를 이용한 제1원리 계산과 첨단 나노소자 제조 및 측정을 통해 유기 소자의 계면 특성을 원자 수준에서 성공적으로 규명했다. 연구팀은 나노과학-나노기술 분야에서 10년 이상 풀리지 않던 난제를 해결했다.
이번 성과는 향후 OLED, 바이오센서, 유기태양전지 등 다양한 유기소자 분야에 활용 가능할 것으로 기대된다.
김 교수는 “이번 연구는 나노 분야에서 이론 연구가 실험을 선도하는 역할을 성공적으로 수행함을 보여주는 예가 될 것이다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부의 중견연구자지원사업, 글로벌프론티어사업, 나노소재기술사업과 KISTI 슈퍼컴퓨터의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 분자 전기전도도 실험 측정방법의 개념도
그림2. 대표적인 세 가지 분자-금속전극 접합 원자구조와 이에 상응하는 외력에 따른 전도도 변화 패턴
2017.07.04 조회수 21131 -
이의진 교수, 스마트폰으로 문서 촬영 시 발생하는 회전 오류 문제 해결
〈 이의진 교수(좌)와 오정민 박사과정(우) 〉
우리 대학 산업및시스템공학과 이의진 교수 연구팀이 스마트폰 카메라로 문서를 촬영할 때 자동으로 발생하는 불규칙적인 회전 오류 현상의 원인을 밝히고 해결책을 개발했다.
연구팀은 스마트폰의 방위 추적 알고리즘의 한계가 회전 오류의 원인임을 규명했다.
이번 연구 결과는 인간-컴퓨터 상호작용 학회의 국제 학술지인 ‘인터내셔널 저널 오브 휴먼 컴퓨터 스터디(International Journal of Human-Computer Studies)’ 4월 4일자 온라인 판에 게재됐고 8월호 저널에 게재될 예정이다.
스마트폰을 통해 책자, 문서 등을 촬영해 업무에 활용하는 것은 자연스러운 일상이 됐다. 하지만 촬영한 문서가 자동으로 90도 회전하는 현상으로 인해 불편을 겪는 사람들이 많다.
특히 여러 장의 사진을 찍었을 때 각기 다른 방향으로 회전돼 일일이 스마트폰을 돌리거나 파일을 편집해야 하는 현상이 발생한다.
스마트폰으로 문서를 촬영할 때는 대부분 스마트폰과 책상 위 문서가 평행 상태이다.
이 때 스마트폰을 회전시키면 스마트폰의 방위 추적 알고리즘이 작동하지 않는다. 방위 추적 알고리즘은 기본적으로 사용자가 스마트폰을 세워서 사용한다는 가정 하에 한 방향으로 가해지는 중력가속도를 측정해 현재 방위를 추정하는 방식으로 설계됐기 때문이다.
연구팀은 실험을 통해 오류 발생 수치를 측정했다. 실험 결과 문서를 가로로 촬영 시 방위 추적 오류가 93%의 높은 확률로 발생함을 확인했다.
일반 사용자는 오류의 원인을 파악하기 어렵다. 대부분의 카메라 앱은 셔터 버튼에 있는 카메라 모양의 아이콘 방향을 통해 실시간 방위를 표시하고 있지만 이러한 기능에 대해서도 사용자들은 인지하지 못한 것으로 파악됐다.
연구팀은 스마트폰의 모션센서 데이터를 활용해 문서 촬영 중에 방위를 정확하게 추적해 문제를 해결했다.
모션센서 데이터의 핵심 기술은 두 가지로 구분할 수 있다. 일반적으로 스마트폰으로 문서를 촬영할 때는 스마트폰이 지면과 평행을 이루기 때문에 스마트폰에 장착된 중력 가속도 센서를 관측해 이러한 문서 촬영 의도를 쉽게 알 수 있다.
두 번째로 문서 촬영 중에 발생하는 스마트폰 회전은 회전 각속도를 측정하는 센서를 활용해 추적할 수 있다. 카메라 앱 실행 후에 문서 촬영을 위해 스마트폰을 회전시키기 때문에 이를 측정해 회전각이 일정 임계치를 넘으면 방위를 변경하는 것으로 파악할 수 있고 이를 통해 방향을 알 수 있는 것이다.
또한 연구팀은 문서 촬영 시 촬영자 쪽으로 스마트폰이 미세하게 기울어지는 마이크로 틸트(micro-tilt) 현상을 발견했다.
이 현상으로 인해 스마트폰으로 가해지는 중력가속도가 스마트폰 측면으로 분산된다. 눈에는 잘 보이지 않을 정도로 작은 기울기지만 모션센서 데이터를 활용해 마이크로 틸트 행동 패턴의 기계학습 알고리즘을 훈련시킬 수 있다. 이를 통해 정확한 방위 추적이 가능하다.
연구 팀의 실험 결과에 따르면 모션센서 데이터를 활용한 방위 추적 방식의 정확도는 93%로 매우 높아 안드로이드 및 iOS등 상용 스마트폰에도 적용 가능하다.
이 기술들은 기존 방위 추적 알고리즘의 사각지대였던 수평 촬영 상황에서 작동하기 때문에 기존 방위 추적 알고리즘과 겹치는 부분 없이 상호 보완적으로 작동할 수 있다.
이 교수는 “스마트폰을 활용한 문서 촬영은 필수가 됐지만 회전 오류의 원인 규명과 해결책이 어려워 불편함이 많았다”며 “모션센서 데이터를 통해 촬영의 의도를 파악하고 자동으로 오류를 바로잡는 기술은 사용자의 불편을 해결하고 문서 촬영에 특화된 다양한 응용서비스 개발의 기초가 될 것이다”고 말했다.
미래창조과학부의 지원을 통해 수행된 이번 기술 중 국내 특허 2건이 등록이 완료됐고 미국 특허가 3월 1일에 수락됐다.
□ 그림 설명
그림1. 방위 오류 발생으로 인해 생기는 불편함
그림2. 평면촬영시 발생하는 방위 오류 상태
그림3. 자이로스코프를 활용한 스마트폰 회전 추적 모식도
그림4. 마이크로틸트현상
2017.06.27 조회수 14970 -
김남승 美 일리노이대 교수(지도교수 경종민), 국제컴퓨터구조학회 2017년 가장 영향력 있는 논문상 수상
우리대학 졸업생(지도교수: 경종민 교수·전기및전자공학부, 2000. 8월 석사과정 졸업)이자 현재 미국 일리노이대 어바나-샴페인캠퍼스(UIUC)에서 컴퓨터공학과 교수로 재직 중인 김남승 교수(사진·42세)가 미국컴퓨터학회(ACM, Associate for Computing Machinery)와 전기전자기술 분야 세계 최대의 학술단체인 국제전기전자공학회(IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers)가 공동주관하는 ‘국제 컴퓨터 구조 학회’에서 ‘2017년 가장 영향력 있는 논문상’수상자로 선정됐다. 한국인으로서 국제 컴퓨터 구조 학회가 수여하는 가장 영향력 있는 논문상을 수상하는 것은 김남승 교수가 처음이다. 이 상은 15년 전에 국제 컴퓨터 구조 학회에 발표된 논문들 중 현재까지 학계나 산업계에 가장 많이 영향을 미친 논문을 2단계 심사를 거쳐 최종 선정해 수여하는 것이다.
수상 논문은 김 교수가 미국 미시간대에서 박사학위를 밟던 지난 2002년 국제 컴퓨터 구조 학회에 발표한 컴퓨터 마이크로 프로세서의 누설전류를 줄이는 새로운 컴퓨터 구조와 회로의 융합 연구를 주제로 한 논문이다. 김 교수는 졸업 후 마이크로 프로세서 제조업체인 인텔의 연구원으로 근무하면서 이 기술의 상용화를 위해 노력해왔으며 김 교수가 이 연구에서 제안한 방법에서 파생된 기술들은 현재 상용화되고 있는 대부분의 마이크로 프로세서에 채택돼 사용되고 있다.
김 교수는 이밖에 위스콘신대학에 재직 중 39세의 젊은 나이로 테뉴어(정년보장)를 조기에 받았고 41세 때인 작년에는 컴퓨터 구조분야에서 ‘IEEE 펠로우(Fellow)’에 한국인으로서는 처음 선정되는 등 한국을 빛낼 젊은 과학자로 세계적인 주목을 받고 있다. 시상식은 캐나다 토론토에서 열리는 국제 컴퓨터 구조 학회 학술기간 중인 6월 27일 열리는데 김 교수는 이 연구가 컴퓨터산업에 미친 영향을 간략히 소개한 후 다른 공저자들을 대표해서 이 상을 수상한다.
한편 US News World Report에 따르면 김 교수가 재직 중인 일리노이대 어바나-샴페인캠퍼스(UIUC) 컴퓨터공학과의 최근 미국 내 학과순위는 1위인 MIT에 이어 카네기멜론대·UC버클리대와 함께 공동 2위를 차지했다.
2017.06.26 조회수 21427 -
국제대학생프로그래밍 대회에서 동메달 수상
〈 한태숙 교수와 참가 학생들 〉
우리 대학 전산학부와 수리과학과 학부생 팀이 국제 대학생 프로그래밍 대회인 ACM ICPC 월드 파이널에서 동메달 및 First Problem Solver 상을 수상했다.
지난 5월 25일 미국 사우스다코다 주 래피드시티에서 열린 제 41회 국제 대학생 프로그래밍 대회는 미국 컴퓨터 협회(ACM)가 주최하고 IBM이 후원한다.
1977년 처음 개최돼 전 세계 대학생을 대상으로 열리는 권위 있는 행사로 지역대회에는 103개국 2천 900여 개 대학에서 총 5만 여 명이 참가했고 본선 대회에서는 400여 명의 대학생들이 경쟁을 벌였다.
대회는 3명이 한 팀이 돼 12문제를 해결하는 방식으로 진행되며 우리 대학에서는 신성용 전산학부 명예교수, 한태숙 교수가 코치를 맡았고, 전산학부 고지훈, 강한필 학생과 수리과학과 이종원 학생이 참가했다.
우리 대학 대표팀은 9위를 기록해 동메달과 3천 달러의 상금을 차지했고 전 참가팀 중에서 처음으로 문제를 풀어 First Problem Solver 상을 수상했다.
자세한 스코어 정보는 https://icpc.baylor.edu/scoreboard/ 를 통해 확인 가능하다.
2017.06.02 조회수 13480 -
오트프리드 정 교수, 美 컴퓨터학회 '뛰어난 과학자(Distinguished Scientist)’ 선정
〈 오트프리드 정 교수 〉
우리 대학 전산학부 오트프리드 정(Otfried Cheong) 교수가 美 컴퓨터학회(Association for Computing Machinery, ACM)의 ‘뛰어난 과학자(Distinguished Scientist)’에 선정됐다.
ACM는 뛰어난 엔지니어, 뛰어난 교육자, 뛰어난 과학자를 멤버로 선정한다.
뛰어난 과학자는 15년 이상의 전문 경력과 5년 이상의 꾸준한 ACM 활동 경력을 가진 전문가 중 의미 있는 공적을 쌓거나 컴퓨팅 분야에 영향을 끼친 회원에게 주어진다. 이는 상위 10퍼센트 미만의 회원들에게 주어진다.
정 교수는 선정된 45명의 회원 중 국내 교수진으로는 유일하게 선정됐다.
정 교수는 1992년 베를린 자유 대학(Freie Universitaet Berlin)에서 박사학위 취득 후 Utrecht, 포스텍, HKUST, TU Eindhoven을 차례로 거친 후 2005년부터 우리 대학에서 교수로 임용돼 이상기하 및 계산 기하를 연구하고 있다.
2017.04.17 조회수 9741 -
우운택 교수, 증강현실 속 캐릭터 실시간 조작기술 개발
〈 우 운 택 교수 〉
우리 대학 KI IT융합연구소 증강현실 연구센터의 우운택 교수(문화기술대학원) 연구팀이 증강현실 안경을 통해 현실공간에 존재하는 가상 객체의 이동경로를 간편하고 자유롭게 설정할 수 있는 기술을 개발했다.
이 기술은 홀로렌즈와 같은 투과형 증강현실 안경을 착용한 사용자가 스마트폰을 이용해 현실공간에서 직관적으로 동물, 식물 등의 가상 객체를 조작하면서 이동경로를 실시간으로 설정 및 변경할 수 있다.
유정민 연구교수가 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 한국 인간-컴퓨터 상호작용 학회(HCI)에서 지난 8일에 시연됐고, 관련 논문은 2017년도 국제 인간-컴퓨터 상호작용 학회(HCI International 2017)에서 발표될 예정이다.
기존의 증강현실을 저작하는 과정은 피시(PC) 환경에 특화된 저작 프로그램을 이용하거나 전문적인 프로그래밍 언어로 가상의 객체를 선택하고 조작해야 한다. 따라서 과정이 복잡하고 비용이 상대적으로 많이 소요되는 한계가 있었다.
연구팀은 특수한 입력장치를 사용하는 대신 자체 개발한 앱을 스마트폰에서 구동시켜 홀로렌즈가 부착된 안경형 디스플레이 장치와 연동했다.
이를 통해 3차원 마우스와 같은 입력장치로 사용할 수 있고 증강현실 속 가상 객체를 컴퓨터의 아이콘 옮기듯 쉽게 조정하고 이동할 수 있게 된다.
이 기술은 사용자가 스마트폰의 입력 정보와 내장된 3축 기울기 센서로부터 획득한 스마트폰의 자세 정보를 이용해 가상 객체를 선택 혹은 취소하거나 크기를 조절할 수 있다. 또한 가상 객체의 이동경로를 현실 공간에 바로 설정하거나 수정할 수 있다.
이러한 기능은 현실 공간에서 가상 객체의 이동을 직관적으로 설정할 수 있기 때문에 다양한 동적인 증강현실 환경을 현장에서 즉각적으로 구성할 수 있다.
누구나 쉽게 사용할 수 있는 저작도구는 다양한 증강현실 콘텐츠의 즉각적인 생산과 체험을 가능하게 하고 새로운 증강체험 관련 산업의 형성 및 생태계 구축에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
우 교수는 “이 기술은 스마트 폰만 있으면 누구나 콘텐츠를 현장에서 직관적으로 저작할 수 있다”며 “추가 개발될 증강현실 저작도구를 통해 누구나 포켓몬go 같이 가상 캐릭터와 현실공간이 상호작용하는 환경을 만들 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
□ 그림 설명
그림1. 증강현실 체험 위한 안경형 디스플레이기반 이동경로 저작 기술의 개념도
그림2. 기술을 활용하여 증강현실 환경을 구성하는 실제 화면
2017.02.16 조회수 14728 -
김정, 박인규 교수, 로봇의 피부 역할 할 수 있는 촉각센서 개발
우리 대학 기계공학과 김정, 박인규 교수 공동 연구팀이 실리콘과 탄소 소재를 활용한 로봇의 피부 역할을 할 수 있는 촉각 센서를 개발했다.
이 기술은 충격 흡수가 가능하면서 다양한 형태의 촉감을 구분할 수 있어 향후 로봇의 외피로 이용 가능할 것으로 기대된다.
이효상 박사과정이 1저자로 참여한 이번 연구결과는 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Report)’ 1월 25일자 온라인 판에 게재됐다.
피부는 인체에서 가장 많은 부분을 차지하는 기관이며 주요 장기를 외부 충격으로부터 보호하는 동시에 섬세한 촉각 정보를 측정 및 구분해 신경계에 전달하는 역할을 한다.
현재 로봇 감각 기술은 시각, 청각 부분에서는 인간의 능력에 근접하고 있으나 촉각의 경우는 환경의 변화를 온몸으로 감지하는 피부 능력에 비해 많이 부족한 것이 사실이다
인간과 비슷한 기능의 피부를 로봇에게 적용시키기 위해선 높은 신축성을 갖고 충격을 잘 흡수하는 피부 센서 기술의 개발이 필수이다. 전기 배선을 통해 몸 전체에 분포된 많은 센서를 연결하는 기술 또한 해결해야 할 문제이다.
연구팀은 문제 해결을 위해 실리콘과 탄소나노튜브(CNT)를 혼합해 복합재를 만들었고 이를 전기임피던스영상법(EIT)라는 의료 영상 기법과 결합했다. 이를 통해 넓은 영역에 가해지는 다양한 형태의 힘을 전기 배선 없이도 구분할 수 있는 기술을 개발했다.
이를 통해 개발된 로봇 피부는 망치로 내려치는 수준의 강한 충격도 견딜 수 있으며 센서의 일부가 파손돼도 파손 부위에 복합재를 채운 뒤 경화시키면 재사용이 가능하다.
또한 3D 프린터 등으로 만들어진 3차원 형상 틀에 실리콘-나노튜브 복합재를 채워 넣는 방식으로 제작할 수 있다. 기존 2차원 평판 뿐 아니라 다양한 3차원 곡면으로 제작이 가능해 새로운 형태의 컴퓨터 인터페이스도 개발할 수 있다.
이 기술은 다른 형태의 위치나 크기 등을 촉각적으로 구분할 수 있고 충격 흡수가 가능한 로봇의 피부, 3차원 컴퓨터 인터페이스, 촉각 센서 등에 적용 가능할 것으로 예상된다.
특히 이번 연구는 나노 구조체 및 센서 분야의 전문가인 박인규 교수와 바이오 로봇 분야 전문가인 김정 교수가 공동으로 진행해 실제 제품 적용 가능성이 높다.
김정 교수는 “신축성 촉각 센서는 인체에 바로 부착 가능할 뿐 아니라 다차원 변형상태에 대한 정보를 제공할 수 있다”며 “로봇 피부를 포함한 소프트 로봇 산업 및 착용형 의료기기 분야에 기여할 것이다”고 말했다.
박인규 교수는 “기능성 나노 복합소재와 컴퓨터단층법의 융합을 이용해 차세대 유저인터페이스를 구현한 것이다”고 말했다.
이번 연구는 1저자 이효상 박사과정 외 권동욱, 조지승 연구원과의 공동연구로 진행됐고, 미래창조과학부 이공분야 기초연구사업(중견연구자 지원사업)과 초정밀 광기계기술 연구센터(선도연구센터지원사업)의 지원으로 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 제작한 촉각 센서와 연결돼 저항에 반응하는 로봇 손
그림2. 실리콘 고무와 카본나노튜브를 이용한 압저항 복합재 제작 과정
그림3. 압저항 복합재를 활용한 컴퓨터 인터페이스
2017.02.02 조회수 21665 -
웨어러블 컴퓨터 KAIST에 다 모였다 … 2016 웨어러블 컴퓨터 경진대회
우리 대학은 오는 17일(목), 18일(금) 이틀간 본교 KI빌딩에서 입는 컴퓨터 경진대회인‘2016 웨어러블 컴퓨터 경진대회’를 개최한다.
12주년을 맞이한 ‘웨어러블 컴퓨터 경진대회’는 대학생들이 창의적 아이디어와 최신 기술을 접목해 공상과학영화나 만화 속에서 볼 수 있는 웨어러블 컴퓨터를 직접 제작해 선보이는 대회다.
전국 대학에서 총 108개 팀이 참여했으며, 서류심사·발표심사·본선대회 총 3번에 걸친 심사 과정을 거쳐 최종 우승 팀에게 미래창조과학부 장관상과 함께 500만원의 상금이 수여된다.
‘웨어러블 컴퓨터’는 사용자가 이동 중에도 자유자재로 컴퓨터를 사용하기 위해 신체와 의복 일부분에 착용할 수 있도록 제작된 기기로, 최근에는 스마트 폰과 연동되어 인터넷 기반의 다양한 서비스 제공이 가능한 제품이 주목을 받고 있다.
이날 출품된 작품 중에서 ‘아기의 수면상태 측정 인형과 엄마 손목밴드’로 대회에 참가한 원유진(숙명여대 고래고래팀)학생은 “수면 인형은 아기의 수면 상태를 실시간으로 측정하고, 아기의 뒤척임을 파악하여 잠에서 깨기 전 집안일을 하고 있는 엄마의 스마트 밴드에 진동과 라이팅으로 알림을 준다. 이로써 엄마는 마음 편히 집안일을 할 수 있다.”라고 개발 배경을 설명했다.
‘동시 자막을 제공하는 스마트 글래스(충남대 취향존중팀)’는 청각 장애인들이 영화 감상과 같은 문화생활을 즐기기 어려운 점에 착안, 어플리케이션을 통해 저장한 영화 자막을 스마트 글래스에 출력하여 불편 함 없이 영화 관람을 가능하게 해 주는 기기이다. 청각 장애인 뿐 아니라 해외 연극, 뮤지컬 등 동시 자막이 필요한 분야에서 일반인들도 활용 가능하다.
이밖에 ▲전문의들이 직접 기획한 허리디스크 예방과 치료를 위한 자세교정 허리밴드(계명대학교 Cyber팀) ▲길 고양이 중성화 사업을 돕기 위한 개체 수 파악용 목걸이(충남대학교 아침햇살팀) ▲바쁜 현대인을 위한 손을 사용하지 않고 양치질 할 수 있는 자동 칫솔(세종대학교 치 편한 세상팀) ▲언제 어디서든 음악을 연주하고 작곡 할 수 있도록 팔목 밴드와 벨트로 만든 악기(서울대학교 Gorany팀) 등 창의적이면서 실용적인 제품이 출품됐다.
행사의 상세정보는 홈페이지(http://www.ufcom.org)를 통해 확인할 수 있다.
대회 위원장인 유회준 KAIST 전기및전자공학부 교수는 “웨어러블 컴퓨터에 대한 산업계 관심이 갈수록 커지고 있다”며“머지않아 웨어러블 컴퓨터가 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI, Artificial Intelligent) 등으로 스며들어 자연스럽게 사용될 수 있는 IT세상이 곧 열릴 것”이라고 말했다.
2016.11.16 조회수 11971 -
닥터 엠(Dr. M) 컨소시엄 협약체결 및 모바일 헬스케어 심포지엄 개최
우리 대학은 지난 11일‘닥터 엠(Dr. M)’사업 컨소시엄 발족 및 업무협약식을 갖고 상호협력을 위한 협약체결 및 스마트 모바일 헬스케어 산업 발전을 위한 공동 합의문을 발표하였다.
협약식에는 LG유플러스, 한글과컴퓨터, 국립중앙의료원, 대전선병원, 서울아산병원, 더클래식500, 삼성노블카운티, 을지대학교 성남고령친화종합체험관 등 관계자 50여명이 참석하였다.
‘닥터 엠(Dr. M)’ 컨소시엄은 헬스사이언스연구소(소장 정용)에서 지난 2년간의 모바일 헬스케어관련 개발기술과 시스템을 바탕으로 실증화 및 사업화를 위해 추진되었다.
이번 협약에 따라 참여기관과 ICT 기반의 모바일 헬스케어 융합연구, 신기술 지적재산권(IP) 확보, 산업체 기술 자문, 특허기술 이전 등 관련 협력을 진행하기로 하였으며, 모바일헬스케어 산업의 문제점 및 아이디어 도출/서비스모델 개발/연구개발/테스트/시범적용/사업화 등 일련의 과정을 원활하게 진행할 네크워크를 형성하게 되었다. KAIST를 포함한 각 참여기관은 컨소시엄을 통해 모바일 헬스케어 산업에서의 시너지 창출 및 모바일 헬스케어 산업 특성화 그룹으로의 발전을 기대하고 있다.
또한 이날 오후에는 컨소시엄 발족을 기념하여 ‘닥터 엠(Dr. M)’모바일 헬스케어 심포지엄을 개최하였다.
우리 대학은 공학과 의학 기술의 융합을 기반으로 새로운 건강관리 산업 생태계 구축을 위한 스마트 헬스케어 시스템 개발을 목표로 지난 2년간 약 20억원을 투입하여 센서 및 웨어러블 디바이스, 저전력 통신기술, IoT 기술, 클라우드/빅데이터 수집 플랫폼 기술, 질병 분석/예측/처방 기술의 단위기술 개발 및 결합 서비스 플랫폼인 ‘닥터 엠(Dr. M)’모바일 헬스케어 시스템을 개발하여 대규모 연구를 위한 테스트베드를 운영하고 있다.
‘닥터 엠(Dr. M)’모바일 헬스케어 시스템은 지난 1월 스위스 다보스 포럼에서 열린 세계경제포럼 연차총회에서 휴보(HUBO)와 함께 KAIST의 대표 연구 성과로 소개되었다.
2016.11.15 조회수 17622 -
조용훈 교수, 피라미드 구조로 방향성과 집광 효율을 높인 고성능 반도체 양자 광원 개발
우리 대학 물리학과 조용훈 교수 연구팀이 반도체 피라미드 구조의 양자점이 피라미드 밑면으로 강한 빛을 방출함을 발견하고 이 빛을 높은 효율로 모을 수 있는 기술을 개발했다.
김세정, 공수현 박사가 공동 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 나노분야 국제 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 10월 12일자에 게재됐다.
반도체 양자점은 빛 알갱이를 하나씩 내뿜는 단일광자원(양자광원)으로 활용가능하다. 단일광자원은 미래의 양자컴퓨터 또는 양자암호기술 등을 구현하기 위한 필수 요소이다.
일반적인 양자점은 불규칙적인 위치에 형성되는 반면 3차원 피라미드 구조에 얇게 양자우물(Quantum well)을 성장시키면 정확히 피라미드 꼭짓점 위치에 양자점(Quantum dot)을 형성할 수 있다. 이 기술을 활용하면 위치가 제어된 단일광자원을 높은 수율로 얻을 수 있다.
하지만 양자점에서 나오는 빛은 빛 알갱이 개수가 적고 양자점이 굴절률 높은 반도체 물질에 갇혀 있기 때문에 일반적으로 구조 바깥으로 빠져나오기 어렵다. 반도체 단일광자원 소자가 상용화 단계로 나아가려면 빛의 집광 효율을 높여야만 한다.
연구팀은 일반적으로 가지고 있는 고정관념을 벗어나 문제를 해결했다. 피라미드 구조의 빛의 지향성(directionality)을 관찰했고 이를 이용했다. 그 동안 피라미드 양자점에서 나오는 빛은 피라미드의 위, 즉 꼭짓점 방향으로 나오는 신호만을 측정했다. 피라미드 밑면 방향으로는 성장 과정상 두꺼운 기판이 반드시 존재하기 때문이다.
하지만 연구팀은 시뮬레이션을 통해 양자점이 피라미드 위쪽보다 밑면 방향으로 더 많은 빛을 방출함을 확인했다.
또한 피라미드 밑면 방향으로 진행하는 빛은 가우시안 형태의 전기장 분포 형태를 갖고 있어, 광도파로 또는 광섬유의 단일 모드와 잘 일치한다. 이는 제품과 전선을 결합하듯이 광원과 광도파로 간의 결합 효율을 높일 수 있다.
이에 연구팀은 폴리머를 이용해 피라미드 구조체를 기판에서 떼어냈다. 피라미드의 밑면으로 나오는 빛이 두꺼운 반도체 기판을 거치지 않고 공기 중으로 직접 방출되도록 한 것이다.
연구팀이 떼어낸 피라미드는 쉽게 다른 광학 소자들과 직접 결합할 수 있어 피라미드 양자점의 응용분야가 확대될 수 있는 발판이 될 것으로 기대된다.
조 교수는 “이번 연구 내용은 양자 광원 뿐 아니라 LED와 같은 광원 소자에도 적용 가능해 활용도가 높을 것으로 기대된다.”고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 KAIST 기후변화연구 허브사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 폴리머로 떼어낸 피라미드 양자점의 모식도
그림2. 피라미드 양자점에서 방출된 빛의 상반구 및 하반구 먼장 (far-field) 방출 패턴(좌)와 폴리머로 떼어내기 전후의 나노 피라미드 구조체(후)
2016.10.18 조회수 19837 -
임우상, 유충국 학생, 2016 구글 PhD 펠로우 선정
〈 임 우 상 학생 〉 〈 유 충 국 학생 〉
우리 대학 전산학부 임우상(지도교수 배두환), 유충국(지도교수 송준화) 박사과정 학생이 2016 구글(Google) PhD 펠로우에 선정됐다.
올해 구글 PhD 펠로우십은 전 세계에서 52명이 선발됐으며 동아시아에서는 6명, 국내 대학에서는 유일하게 우리 대학 학생만이 구글 펠로우에 선정됐다.
구글 PhD 펠로우십은 컴퓨터 과학과 관련된 유망한 연구 분야에서 우수한 활약을 하고 있는 대학원생을 발굴하고 지원하는 프로그램이다.
2009년부터 시작된 이 장학 프로그램은 선정된 학생들에게 1만 달러의 장학금, 구글 각 분야 전문가 멘토들과 일대일 연구 토의 및 피드백 등의 혜택을 제공한다.
임우상 학생은 대규모 행렬(Large-scale Matrix)의 효율적이고 정확한 분해에 관한 연구 성과 및 후속 연구로 기계학습(machine Learning) 분야에서 펠로우로 선정됐다.
기계학습에서 자주 수반되는 PSD (Positive Semi-Definite) 행렬 분해에 대한 오차를 수학적으로 분석해 창의적인 데이터 압축 방법을 제안했고, 이에 기반한 대규모 PSD 행렬 고유분해를 기존 보다 훨씬 높은 효율성으로 정확하게 수행하는 알고리즘을 제안했다.
해당 논문은 기계학습 분야 최고 권위 국제학회 중 하나인 ICML (국제 기계학습 학술대회International Conference on Machine Learning)에 발표됐다. 그 외에도 전국 대학생 수학경시대회 입상, 기계학습 여름학교 (MLSS) 우수 연구 발표자 선정, 국제 기계학습 협회 (IMLS) 에서 장학금 수상 및 우수 국제 학회들에 논문을 출판하면서 활발한 연구 활동을 펼치고 있다.
유충국 학생은 모바일 센서를 활용한 독창적인 서비스 및 지원 시스템에 관한 연구 성과를 인정받아 모바일 컴퓨팅(Mobile Computing) 분야에서 선정됐다.
그는 스마트폰 카메라를 활용한 3차원 공간상에서 물체의 위치를 계산해내는 기술을 개발해 임의의 물체 표면상에서 손가락 상호작용을 가능하게 했다. 이 연구는 IBM 연구소와 공동으로 수행해 인간-컴퓨터 상호작용(CHI) 학회에 발표됐다.
최근에는 군중이 밀집한 환경에서도 정확하고 신속하게 위치를 탐지하는 기술을 개발 중이다. 관련 미국 특허만 5개를 출원하는 등 활발한 연구 활동을 수행하고 있다.
또한 스마트폰을 통해 일상 대화 중 비언어적인 특성을 분석해 언어발달 지체를 겪고 있는 아동을 위한 가족 언어습관 교정 훈련 서비스에 관한 연구도 진행 중이다. 소셜 컴퓨팅 분야 최정상 학회인 CSCW(컴퓨터 기반 협업 및 소셜 컴퓨팅 학술대회)에서 한국 기관 소속으로는 최초로 최우수 논문상을 수상하는 등 연구 독창성을 인정받고 있다.
2016.09.20 조회수 12753 -
이의진 교수, 美 인간-컴퓨터 상호작용 학회 최우수 논문상 수상
〈 이 의 진 교수 〉
우리 대학 산업및시스템공학과 이의진 교수가 지난 5월 9일 미국 산호세에서 열린 美 컴퓨터협회(ACM) 주최의 인간-컴퓨터 상호작용 학회(CHI, Conference on Human Factors in Computing Systems)에서 최우수 논문상을 수상했다.
미 컴퓨터협회 인간-컴퓨터 상호작용 학회(ACM CHI)는 세계 유수 대학 및 글로벌 기업들이 인간-컴퓨터 상호작용 분야의 최신 연구 결과를 발표하는 권위 있는 국제학회이다.
이 교수 연구팀의 논문은 학회에 제출된 약 2,400여 편의 논문 중 상위 1%에 선정돼 수상했다.
이번 논문의 연구는 동경대학교 야타니 교수와 공동으로 진행됐고 산업및시스템공학과 고민삼, 최승우 박사과정 학생의 주도로 수행됐다. 그룹 활동에서 스마트폰 과도사용 대응을 위한 모바일 상호작용 기술과 응용서비스에 관한 주제의 논문이다.
연구팀은 개발한 서비스를 이용해 약 한 달 간 교내에서 절제 캠페인을 실시했고, 1천 여 명의 학생들이 총 1만 시간 이상 스마트폰 사용을 절제하는 데 성공했다.
연구팀은 사용자 설문과 로그데이터 분석을 통해 응용서비스의 효용성을 검증했고 통계적 분석을 이용해 스마트폰 사용 절제와 관련한 정황적인 요인도 규명했다.
이 교수는 “기존 모바일 상호작용 기술 연구들은 사용성 및 접근성 향상 연구에 비해 문제적 사용을 대응하는 기술연구가 부족했다”며 “웨어러블 및 사물인터넷 기기가 범람하는 환경에서 디지털 기술의 폐해를 대응하는 상호작용 기술개발이 절실하며 이번연구가 중요한 사례가 될 것이다”고 말했다.
연구팀은 위치기반 상황인지 기술을 적용하는 서비스 고도화 후속 연구와 함께 청소년들의 스마트폰 사용 절제를 돕기 위한 가족참여형 어플리케이션과 온라인 교육 프로그램 출시를 계획 중이다.
이 연구는 KAIST 모바일 SW 플랫폼 연구 센터 및 마이크로소프트 애저(Microsoft Azure : 클라우드 컴퓨팅 플랫폼)의 지원을 받아 진행됐다.
2016.06.09 조회수 13234