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이병주 교수, 게임의 랙 현상 해소 기술 개발
〈 이병주 교수, 이인정 박사과정 〉
우리 대학 문화기술대학원 이병주 교수와 핀란드 알토 대학교(Aalto Univ) 공동 연구팀이 게임의 겉보기 형태를 변화시켜 게임 내 레이턴시 효과, 일명 랙(lag)을 없앨 수 있는 기술을 개발했다.
이인정 박사과정이 1 저자로 참여하고 알토대학교 김선준 연구원이 공동으로 개발한 이번 연구는 지난 5월 4일 열린 인간-컴퓨터 상호작용 분야 최고권위 국제 학술대회 CHI 2019(The ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems)에서 풀 페이퍼로 발표됐다. (논문명 : Geometrically Compensating Effects of End-to-End Latency in Moving-Target Selection Games)
레이턴시는 장치, 네트워크, 프로세싱 등 다양한 이유로 인해 발생하는 지연(delay) 현상을 말한다. 사용자가 명령을 입력했을 때부터 출력 결과가 모니터 화면에 나타날 때까지 걸리는 지연을 엔드-투-엔드 레이턴시(end-to-end latency)라 한다.
상호작용의 실시간성이 중요한 요소인 게임 환경에서는 이러한 현상이 플레이어의 능력에 부정적 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
연구팀은 레이턴시가 있는 게임 환경에서도 플레이어의 본래 실력으로 게임을 할 수 있도록 돕는 레이턴시 보정 기술을 개발했다. 이 기술은 레이턴시의 양에 따라 게임의 디자인 요소, 즉 장애물의 크기 등의 형태를 변화시킴으로써, 레이턴시가 있음에도 레이턴시가 없는 것처럼 느껴지는 환경에서 플레이할 수 있다.
연구팀은 레이턴시가 플레이어에 미치는 영향을 분석해 플레이어의 행동을 예측하는 수학적 모델을 제시했다. 시간제한이 있는 상황에서 게임 플레이를 위해 버튼 입력을 해야 하는 ‘움직이는 타겟 선택’ 과업에 레이턴시가 있을 때 사용자의 성공률을 예측할 수 있는 인지 모델이다.
이후에는 이 모델을 활용해 게임 환경에 레이턴시가 발생할 경우의 플레이어 과업 성공률을 예측한다. 이를 통해 레이턴시가 없는 환경에서의 플레이어 성공률과 비슷한 수준으로 만들기 위해 게임의 디자인 요소를 변형한다.
연구팀은 ‘플래피 버드(Flappy Bird)’라는 게임에서 기둥의 높이를 변형해 레이턴시가 추가됐음에도 기존 환경에서의 플레이 실력을 유지함을 확인했다. 연구팀은 후속 연구를 통해 게임 속 장애물 등의 크기를 변형함으로써 레이턴시를 없애는 등의 확장 연구를 기대하고 있다.
이 교수는 “이번 기술은 비 간섭적 레이턴시의 보정 기술로, 레이턴시의 양만큼 게임 시계를 되돌려 보상하는 기존의 랙 보상 방법과는 다르게 플레이어의 게임 흐름을 방해하지 않는 장점이 있다”라고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단 신진연구자지원사업(프로게이머 역량 극대화를 위한 게임 입력장치의 설계 최적화) 및 KAIST 자체 연구사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 게임의 겉보기 형태를 변화시킴으로써, 플레이어가 제로 레이턴시 환경과 레이턴시가 있는 환경에서 같은 실력을 유지
2019.07.02
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홍합모방 리튬이차전지용 분리막의 출력 특성 향상
- 재료분야 저명 국제학술지 ‘어드밴스드 머티어리얼스 (Advanced Materials)’ 인터넷판 (5월25일)에 게재
- 출력 특성 증가해 차세대 자동차용 리튬이온전지용 분리막 개발의 핵심 기술이 될 것
우리학교 EEWS 대학원의 최장욱, 박정기 교수 공동 연구팀은 유명현 박사 과정 연구원과 더불어 홍합의 족사를 모방한 고분자를 소재로 한 출력 특성 향상을 위한 분리막 코팅 기술을 개발했다.
이 연구 결과는 재료 분야 저명 국제 학술지인 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)지에 25일 인터넷판으로 게재되었다.
리튬이차전지는 현재 대부분의 휴대용 전자기기의 에너지원으로 사용되고 있으며, 전기자동차(EV)를 필두로 한 차세대 운송수단으로의 에너지원, 더 나아가 신재생 에너지를 저장하는 전력저장 수단으로 주목 받고 있다. 이에 따라 리튬이차전지는 지금보다 더 높은 에너지 밀도와 출력 특성이 절실히 요구되고 있다.
전지의 구성요소인 분리막은 음극 및 양극 사이에 위치하여 두 전극간의 기계적 접촉을 방지할 뿐만 아니라, 리튬이온이 이동할 수 있는 통로의 역할을 수행한다. 지금까지의 리튬이차전지에서는 폴리에틸렌 중심의 폴리올레핀 계열의 다공성 분리막이 사용되어 왔지만, 이들 분리막은 현재 사용중인 전해질과 표면 친화성이 떨어져, 전해질과의 젖음 특성 및 함침 특성의 저하를 초래하였다. 이러한 분리막의 특성은 막 내의 이온이동능력 저하시켜 전지의 출력 특성을 감소시키는 큰 원인이 되어왔다. 출력 특성은 전기자동차의 경우, 가속력과 직결되는 것이다.
이에 연구팀은 홍합의 족사를 모방하여 제조한 고분자를 분리막에 코팅함으로써, 리튬 이차전지의 출력특성을 획기적으로 개선하였다. 홍합은 파도에 쓸려가지 않고 바위나 선박 등에 달라붙어 있기 위해 매우 강한 접착력을 가진 접착물(족사)를 분비하는데, 주로 엠이에프피-5(Mefp-5)라는 특정 단백질로 구성되어 있다. 이번 연구에서는 홍합 족사의 해당 단백질을 모방하여 제조한 폴리도파민이라는 고분자가 핵심적인 역할을 했다. 폴리도파민 고분자 코팅은 분리막의 표면에 매우 효과적으로 친수성을 부여하기 때문에 전해질 함침양을 기존 분리막 대비 30% 정도 증가시킬 수 있었다.
그 결과 폴리도파민으로 표면을 처리한 분리막이 도입된 전지의 출력 특성은 기존의 분리막과 대비하여 방전 조건에 따라 최대 2배 정도까지의 향상을 보였다. 또한 홍합의 단백질과 마찬가지로 매우 강한 접착력을 보유하기 때문에 분리막의 표면으로부터 쉽게 떨어지지 않아, 코팅 이후에도 매우 우수한 기계적 물성을 유지할 수 있다는 것이 기존의 연구와 구별된다. 특히, 처리 과정이 쉽고 환경친화적이어서 바로 산업계의 공정에 적용될 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구는 EEWS Flagship 프로그램의 지원을 받아 수행되었다.
2011.05.31
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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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