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KAIST가 열린다! 최첨단 연구현장 공개...‘OPEN KAIST 2025’개최
우리 대학은 교내 연구·실험실 및 연구센터를 일반에 공개하는 `OPEN KAIST 2025' 행사를 10월 30일부터 이틀간 대전 본원 캠퍼스에서 개최한다고 23일 밝혔다.
2001년 시작돼 올해 13회째를 맞는 OPEN KAIST는 KAIST 공과대학(학장 이재우)이 격년제로 운영하는 대표 연구 공개 행사로, 시민이 연구 현장을 직접 체험하며 과학을 더 가깝게 만나는 프로그램을 지향한다.
올해는 16개 학과와 KAIST 우주연구원이 참여하며 △체험·시연 △랩 투어 △강연 △학과 소개 △성과 전시 등 5개 분야, 총 39개 프로그램이 운영된다. 특히 AI, 드론, 뇌과학, 원자력, 반도체 등 미래 핵심 분야를 직접 보고 배우는 과정이 대폭 강화됐다.
전산학부 한준 교수 연구실은 AI가 3차원 공간을 이해하고 가상 환경을 구성하는 기술을 소개한다. 참가자는 영상 속 사물이 재배치되는 과정을 시연으로 확인하고, 미래 사회에서 AI의 역할과 공간 인지 기술의 발전 방향을 배운다.
항공우주공학과 방효충 교수 연구실은 멀티콥터, 무인 헬기, 수직이착륙기(VTOL) 등 차세대 드론 기술을 공개한다. 참가자는 특징과 활용 환경을 이해하고, 비행까지 완료된 기술을 가까이에서 관찰하며 드론 산업이 가져올 변화상을 한눈에 볼 수 있다.
뇌인지과학과 최민이 교수 연구실에서는 뇌와 행동의 관계를 체험할 수 있다. 참가자들은 온라인 어플로 나만의 미니 뇌를 만들어 운동이나 비타민 섭취가 뇌에 미치는 영향을 가상으로 살펴보고, 연구 장비와 실험 현장을 직접 체험한다.
수리과학과는 청소년을 위한 두 편의 특별 강연을 마련했다. ‘포유류 성장 데이터 패턴에 숨은 비밀’ 강연에서는 10g 남짓한 아메리카 두더지부터 200톤이 넘는 흰수염고래까지 다양한 포유류의 성장 데이터 속 보편적 수학 규칙을 탐구한다. 이어지는 ‘이 매듭은 정말 풀 수 있을까? — 공간을 수학적으로 이해하는 방법’ 강연에서는 신발끈 등 일상 속 매듭을 사례로 공간을 이해하는 수학적 사고 방식을 청소년의 눈높이에 맞춰 설명한다.
원자력및양자공학과 프로그램에서는 방사선 탐지 실습과 함께 SMR, 마이크로리액터 등 차세대 원자력 기술의 활용 가능성을 조망한다. 산업디자인학과는 연구실 투어와 전시를 통해 디자인 연구가 실생활 문제 해결과 어떻게 연결되는지 소개한다.
반도체 연구시설 투어에서는 참가자가 클린룸에 직접 들어가 공정 장비와 제조 단계를 관찰하며 초미세 반도체가 완성되는 과정을 체험한다.
이 밖에도 문술미래전략대학원 김형준 교수의 ‘메타어스: 데이터로 보는 기후 위기와 지구의 변화’, 건설및환경공학과의 ‘원심모형실험: 원심력을 이용한 지진 연구’, 전산학부 게임 제작동아리 ‘하제’의 게임 제작 특강과 전시 등 다채로운 프로그램이 마련돼 있다.
이재우 공과대학장은 “KAIST의 교육과 연구 현장을 개방해 방문객들이 도전적이고 창의적인 과학기술 혁신을 직접 경험하고 소통할 수 있는 기회를 제공하기 위해 이번 행사를 준비했다”고 밝혔다.
이광형 KAIST 총장은 “OPEN KAIST는 연구 현장을 국민과 공유하는 뜻깊은 자리”라며 “이번 행사가 청소년과 시민이 과학의 가치를 체감하고 미래를 향한 도전의 꿈을 키우는 계기가 되길 바란다”고 말했다.
`OPEN KAIST 2025'는 개별 방문객의 경우 사전 신청 없이 행사 당일 안내소에서 배포되는 책자를 참고해 현장 상황에 맞춰 자유롭게 프로그램을 관람할 수 있다. 세부 일정과 프로그램은 홈페이지(https://openkaist.ac.kr)에서 확인할 수 있다.
2025.10.23
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KAIST 방산특화 개발연구소, '2025 민군드론봇 발전 세미나' 성료, 국방혁신의 미래를 제시하다
KAIST 방산특화 개발연구소는 지난 27일(금) 오전 9시부터 오후 1시 30분까지 KAIST 문지캠퍼스에서 “2025 민군드론봇 발전 세미나”를 성공적으로 개최했다. 본 세미나는 대전광역시, 방위사업청, 국방기술진흥연구소와 함께 공동 주관·주최 하였으며, 육군교육사령부, 해병대사령부, 방위사업청 드론사업팀, 대전시 국방팀, 관련 중소기업, 연구자 및 정책연수생 등 총 약 80여명이 참석해 드론과 복합체계 기술의 발전 방향, 방산특화 개발연구소 연구성과를 공유하고 교류하는 뜻깊은 자리가 됐다.
세미나는 KAIST 을지연구소 황승현 교수의 사회로 진행되었으며, 1부에서는 정영진 국방기술진흥연구소 방산혁신클러스터사업부장, 노민균 KAIST기계공학과 교수(代 윤용진 KAIST 방산특화 개발연구소장)의 환영사와 함께 김민석 박사의 방산특화 개발연구소 진행상황 발표로 시작되었다. 이어 육군 교육사령부 드론봇전력소요과장이 “대대급 이하 제대 정찰용 드론 플랫폼 선정 연구”를 주제로 발표하였으며, 육군미래혁신연구센터 자율시스템과장은 유무인복합체계의 운용 및 획득을 위한 발전 방향에 대한 군의 전략적 비전도 제시하였다.
특히, KAIST 방산특화 개발연구소의 6개 핵심 연구 랩(LAB)에서 진행중인 선행과제에 대한 발표는 참석자들의 큰 관심을 끌었다. 발표 내용에는 ▲적층제조 부품·소재 연구개발 LAB (KAIST 윤용진 교수) ▲전기추진 시스템 연구개발 LAB (KAIST 노민균 교수) ▲복합소재 연구개발 LAB (KAIST 김성수 교수) ▲험지 착륙 드론 연구개발 LAB (KAIST 김 정 학과장/교수) ▲모델링·제어 연구개발 LAB (충남대학교 김승균 교수) ▲로터 공기역학 연구개발 LAB (충남대학교 박재상 교수)의 주요 성과 및 향후 추진 계획이 포함되어 첨단 방산 드론 기술의 실질적인 진전을 보여주었다. 특히, 방산특화 개발연구소의 선행과제 연구실과 중소기업이 함께하는 협업 연구를 포함하여 발표하였다. 이는 방산특화개발연구소와 중소기업 협업이 방산혁신클러스터의 모범적인 모델로써 방산혁신클러스터의 본래의 목적에 부합하고 향후 타 지역 방산혁신클러스터의 방향타로써 역할을 보여준 것으로 평가된다.
이어진 중소기업 협업 발표에서는 ㈜디브레인의 초소형 드론 개발 진행 현황과 ㈜네스앤텍의 험지 착륙 드론 개발 계획이 소개되었다. 특히 초소형 드론은 군 소요와 연계 가능성이 높아 방위사업청 및 국방기술진흥연구소 등 관련 기관들의 많은 관심을 이끌어냈다.
세미나 후반에는 참석자 간의 자유로운 교류와 협업 논의가 이어진 네트워킹 시간도 마련돼, 산·학·연·군·관이 함께 방산혁신 생태계 조성을 위한 긴밀한 협력 관계를 다졌다.
이번 세미나는 KAIST 방산특화 개발연구소의 연구성과와 중소기업 협업 사례를 대내외에 알리고, 민군 기술융합 기반의 방산혁신클러스터 모델을 소개하는 뜻깊은 계기가 됐다. 향후에도 KAIST 방산특화 개발연구소는 첨단 드론기술과 복합 무인체계 개발을 통해 미래 전장환경에 대응하는 국방기술 혁신의 중심으로 자리매김할 예정이다.
2025.07.04
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세계 최대 자율드론 챔피언쉽 대회 세계 3위 쾌거
우리 대학 전기및전자공학부 심현철 교수 연구팀이 2025년 4월 12일 아랍에미리트(UAE) 정부 후원으로 개최된 아부다비 자율 레이싱 대회(Abu Dhabi Autonomous Racing League, 이하 A2RL)의 드론 챔피언십 리그( Drone Championship League, 이하 DCL)에서 세계 3위를 차지하였다.
아부다비 국립 전시 센터 마리나(ADNEC Marina) 대회장에서 개최된 본 선 대회에서는 2024년 가을 예선을 통해 선발된 14개 팀들이 참가해 실력을 겨뤘다. 참가팀들은 ▲최단 비행시간 경연(AI Grand Challenge), ▲4대동시 자율비행, ▲양쪽에서 마주 보면서 고속으로 비행하는 드래그 레이싱, ▲AI 대 인간 조정사 대결 등 총 4개 부문에서 경합을 벌였다.
그 중 8개 팀이 최단 비행시간 경연 준결승에 진출했고, 이 중 KAIST는 네덜란드 델프트공대(TU Delft), UAE 기술혁신연구소(TII), 체코 공과대학(Czech Technical University, CTU)와 함께 결승에 올랐다.
결승에서는 델프트 공대가 1위를 차지했으며, UAE 기술혁신연구소가 2위, KAIST는 그 뒤를 이어 세계 종합 3위의 성과를 거두었다.
또한, 심현철 교수팀은 세계 최초로 개최된 자율비행 드론의 동시 자율비행에서 2위를, 양쪽에서 동시에 마주 보며 출발하는 드래그 레이싱(drag racing)에서도 2위를 차지하며 뛰어난 성과를 거두었다.
심 교수팀은 팀장인 한동훈 박사과정을 비롯해 마울라나 아자리(Maulana Azhari) 박사과정, 유제인 석사과정, 박성준 석사과정 등 총 4명으로 구성되어 있으며, 자체 개발한 영상기반 측위 기술과 고기동 비행 제어 기술을 바탕으로 우수한 기량을 선보여 총 10만 5천 달러의 상금을 수상하게 되었다.
이번 대회는 외부 카메라나 라이다(LiDAR) 없이 단안 카메라만을 활용하여 자율 비행 드론에 적용한 최초의 국제 대회로, 총 12개의 게이트가 설치된 실내 경연장에서 진행되었다. 상금 총액은 100만 달러에 달하며, 드론 기술의 미래를 선도하는 경쟁의 장이 되었다.
A2RL DCL 자율비행 대회는 2017년 세계적인 로봇 기술 경연대회인 MBZIRC(Mohamed Bin Zayed International Robotics Competition) 이후 UAE 정부 지원으로 개최된 5번째 대규모 로보틱스 경진대회이다.
특히 이번 대회와 같은 카메라 기반 자율비행 드론 레이싱은 단순한 E-sports를 넘어서 현대전에 게임 체인저로 등장한 1인칭 시점(FPV) 드론에 직접적으로 적용될 수 있는 중요한 기술로서, 세계적으로 주목받고 있다.
심현철 교수는 “코로나로 인한 대회 중단과 연구팀 재편 등 연구 공백과 고속 비행을 제대로 실험할 환경을 구하기 어려운 여건 속에서도, 독자적인 측위 및 제어 기술을 완성해 결국 세계 유수의 연구팀들을 제치고 값진 성과를 거둘 수 있었다”고 밝혔다.
이어 “이번 결과에 만족하지 않고, 더욱더 경쟁력 있는 연구 역량 및 환경을 갖출 수 있다면 앞으로 열릴 국제 대회에서는 압도적인 기술력으로 세계 최고 수준의 성과를 만들어 내겠다”고 각오를 전했다.
심 교수는 2016년 세계적인 로봇 학회 IROS에서 세계 최초로 자율드론 레이싱을 개최한 자율 드론 레이싱 분야의 선구자이며, 같은 대회에서 2016년, 2018년 각각 우승 및 준우승을 차지했다.
또한, 2019년 미국 록히드 마틴(Lockheed Martin)사가 주최한 AlphaPilot 자율 드론 AI 경진대회에서는 3위를, 2019년, 2020년 과기정통부가 개최한 AI 그랜드 챌린지 드론 실내비행 부분에서 2회 연속 우승을 거두며 총 24억원의 후속 연구비를 지원받는 등 꾸준히 우수한 성과를 거두었다.
더불어 2024년 해양 환경에서 자율 로봇(무인 보트, 드론 등)의 기술 능력을 겨루는 국제 대회인 MBZIRC 해양 챌린지(Maritime Challenge)에서 KAIST 기계공학부 김진환 교수팀과 공동으로 참여하여 2등을 차지한 바 있다.
2025.04.18
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대전 방산 특화 개발연구소 구축으로 첨단 드론 연구 본격화
우리 대학 기계공학과 윤용진 교수 총괄연구팀이 지난해 12월 말 대전 방산혁신클러스터사업 중 하나인 총 사업비 129.5억 원을 지원받는‘방산 특화 (첨단 드론) 개발연구소 구축 및 운영’사업에 최종 선정됐다고 13일 밝혔다.
대전 방산혁신클러스터사업은 전담기관인 국방기술진흥연구소에서 수행하며 2026년까지 490억 원 (대전광역시 245억, 방위사업청 245억)을 투입하여 ▲드론 분야 지역특화 로드맵 수립 ▲방산특화 개발 연구소 구축 ▲드론특화 개발비 지원 ▲ 드론 분야 기술 사업화 지원 ▲시험장비 구축 및 지원 ▲ 드론 분야 신규진입 및 창업 지원 등의 핵심사업을 통해 방산 중소·벤처기업 성장을 전주기로 지원하는 사업이다.
전 세계적으로 첨단 드론 개발에 대한 관심이 증가하고 있어 미래지향적이며 발전적인 드론 연구 및 개발을 위해, 방산 특화(첨단 드론) 개발연구소는 대전지역 정부출연 연구기관 및 교육기관의 우수한 과학기술 인프라를 기반으로 첨단 드론에 특화된 핵심·소재·부품 개발에 필요한 연구 환경을 조성해나갈 방침이다.
본 사업을 통해 개발 예정인 첨단 드론은 초소형 나노 드론(Nano drone)과 다양한 험지에 착륙 가능한 형상 변형 드론(Transformable drone)이다. 선진국과 상당한 기술 격차가 있는 초소형 나노 드론의 주요 소재 및 부품 국산화와 다양한 임무를 수행할 수 있는 형상 변형 드론 개발을 목표로 하고 있다.
또 첨단 드론 산업과 관련한 대전 소재 중소기업들이 자발적으로 참여해 정보와 지식을 공유하고 시너지 효과를 창출하는 협력체계를 구축할 계획이다.
특히 지역중소기업과 협업을 통한 선도 연구를 시작으로 드론특화형 전문인력 양성과 혁신적인 개발 기술 제공, 양질의 신산업 및 일자리 창출로 이어지는 첨단 드론 개발 생태계를 구축해 드론 산업 미래시장 주도기술 확보에 기여하는 것이 이번 협력의 장기적인 목표다.
방산 특화(첨단 드론) 개발연구소 구축 및 운영 사업의 성공적인 추진을 위해 KAIST (드론특화 방산 개발연구소장 윤용진 교수, 기계항공공학부 학부장 김정 교수, 을지연구소 소장 정재원 교수 외 2명) 와 공동연구 개발에 충남대학교, 드론 및 지역 중소기업에 대한 이해도가 높은 대전 테크노파크가 참여기관으로 협력하여 사업을 수행한다.
KAIST, 충남대학교, 대전 테크노파크는 이를 위해, ▲연구 협력기반 조성을 위한 상호 인력교류 ▲공동 연구 및 기술 개발을 위한 정보 공유와 학술 교류 ▲첨단 드론 개발 기술 및 동향 등에 대한 사업화 모델 구축·운영 등 다양한 분야에서 협력하기로 했다.
윤용진 교수는“본 사업을 통해 K-방산의 최첨단 드론 단순 개발뿐만 아니라 수출 증대 효과도 기대할 수 있기 때문에 효율적인 사업 추진을 통해 최대한의 성과를 도출해 내겠다”고 말했다.
2023.03.13
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도심에서 무력화 가능한 안티드론 기술 개발
최근 각국 정부는 공항과 국가 중요 시설에서 무인 항공기를 이용한 테러를 방지하기 위해 다양한 안티드론 시스템을 구축하고 있다. 드론을 추락시키거나 원하는 방향으로 제어하는 안티드론 기술은 드론의 다양한 보안 취약점을 이용하여 구현이 가능하다. 우크라이나-러시아 전쟁은 안티드론 기술의 평가장이 되고 있다.
우리 대학 전기및전자공학부 김용대 교수 연구팀이 도심에서 사용이 가능한 협대역 전자기파*를 원격에서 드론의 회로에 주입해 드론을 즉각적으로 무력화하는 안티드론 기술을 개발했다고 31일 밝혔다.
* 기존에 사용되는 광대역 전자기파을 이용한 안티드론 기술은 주변의 전자·전기 장치에 피해를 일으켜, 도심사용이 어렵다는 점을 개선하여 매우 좁은 대역의 협대역전자기파를 이용한 안티드론 기술은 목표 드론 기종에만 그 효과를 한정할 수 있게 해준다.
김 교수 연구팀은 드론 제조사의 제어 유닛 보드가 전자파 주입에 따른 민감도가 다르다는 것을 발견하였고 각 제조사별 수집된 민감도를 극대화한 주파수를 분석하였다. 이를 통하여 매우 좁은 대역의 협대역전자파를 주입하더라도 원격에서 드론을 즉각적으로 무력화시킬 수 있음을 입증했다.
이번 기술의 특징은 이렇게 좁은 대역으로 특정 주파수로 전자파 주입을 할 경우 기존의 안티드론 기술과 달리, 주변 전자 장치에 미치는 영향을 최소화할 수 있어, 도심에서도 적용 가능한 안티드론 기술이라고 할 수 있다. 뿐만 아니라 같은 제어 유닛 보드를 사용하는 드론들을 이용한 군집 드론 공격 시 이들 드론을 동시에 추락시킬 수 있다. 즉, A 기종을 사용하는 100개의 적 드론과 B 기종을 사용하는 100개의 아군 드론이 동시에 비행하고 있을 때 아군 드론은 전혀 영향을 받지 않으면서 100개의 적 드론을 모두 격추시킬 수 있는 기술로 평가된다.
우리 대학 장준하 연구원과 조만기 연구원이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 보안최우수학회 중 하나인 `NDSS (Network and Distributed System Security)' 심포지움 2023에 채택됐다. (논문명 : Paralyzing Drones via EMI Signal Injection on Sensory Communication Channels)
드론의 구동을 위하여 관성 계측 장치(IMU)는 다양한 센서값들을 제어 유닛 보드에 전달을 한다. 제어 유닛 보드는 이 센서값들을 제어 알고리즘에 적용하여 다음 번 드론의 움직임, 즉 로터의 회전수나 드론의 자세를 계산한다. 이 연구의 핵심 아이디어는 이 관성 계측 장치와 제어 유닛 보드 간의 통신을 방해시키면 제대로된 센서값을 받을 수 없고, 이 경우 다음 번 드론의 제어가 불가능해 진다는 것이다. 이 통신을 방해하기 위한 기술로 연구팀은 전자파 간섭(EMI) 취약점을 갖는 제어 유닛 보드에 대한 전자파 주입을 선택했다. 실험을 통하여 동종의 제어 유닛 보드는 같은 주파수의 전자파에 민감하다는 것을 발견하였고, 이를 이용하여 협대역의 전자기파를 주입할 경우, 주변 전자 장치에 영향을 끼치지 않을 뿐 아니라, 군집 드론 공격에 효과적으로 대응할 수 있는 점을 발견하였다.
한편 김용대 교수 연구팀은 2015년 소리를 관성 계측 장치에 포함된 평형센서인 자이로스코프(Gyroscope) 센서에 주입하여 드론을 떨어뜨릴 수 있는 기술을 개발했었다. 2015년 연구와 이번 연구는 깊은 연관을 가지고 있다. 2015년 연구는 달팽이관(정확히는 세반고리관)에 문제가 생길 경우 인간이 평형을 유지하기 힘들다는 것과 유사한 원리라고 할 수 있다. 이번 연구는 달팽이관에 문제를 일으키는 것이 아니라 달팽이관에서 뇌로 연결되는 신경망을 잠시 막을 경우에도 인간이 평형을 유지하기 힘든 것과 비슷한 원리라고 할 수 있다.
연구팀은 실내 전자파 차폐 시설을 이용해 10m 거리에서 호버링 비행 중인 드론을 즉각적으로 추락시킬 수 있음을 확인했으며, 공격 거리와 요구 전력 간의 관계를 도출했다. 10m 이상의 거리에 대해선 시뮬레이션을 통해 가능함을 확인했다.
공동 제1 저자인 장준하 연구원은 "드론 제어 유닛 보드의 전자파 간섭(EMI) 취약성을 이용하면 특정 영역의 드론들을 즉시 무력화하는 안티드론 기술로 활용할 수 있음을 보였다ˮ며, "또한 이는 기존의 안티드론 기술이 가지는 주변 전자 장치에 대한 영향을 문제를 해결한 도심에서 적용 가능한 안티드론 기술이며 고도화 연구를 통해 자폭 드론, 집단 드론 공격 등으로부터 국민을 보호하는 기술로 활용할 수 있을 것이다ˮ 라고 말했다.
김용대 교수는 “원천 연구가 이제 끝난 시점이고 실용화 연구를 통해 실제 제품 개발까지 이어질 수 있을지 확인이 필요하다”며, “추가로 제어 유닛 보드와 IMU 센서 간의 통신 회로 뿐 아니라 다른 회로의 취약점에 대한 연구도 필요한 시점이다”라고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단 무인이동체 보안을 위한 항재밍 및 무허가 무인이동체 탐지대응 기술 개발 사업과 정보통신기술기획원 융합보안 핵심인재 양성사업 그리고 미 공군과학연구실의 지원을 받아 수행됐다.
2023.01.31
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제4회 퓨처 모빌리티상 시상식 개최
우리 대학이 '2022 퓨처 모빌리티(Future Mobility of the Year awards, FMOTY)상' 시상식을 14일 오후 부산 벡스코 국제모터쇼 컨벤션홀에서 개최했다. 퓨처 모빌리티상'은 세계 자동차 전시회에 출품된 콘셉트카 중에서 미래 사회에 유용한 교통기술과 혁신적인 서비스 개념을 선보인 모델을 선정하는 시상식이다. 우리 대학 조천식모빌리티대학원(원장 장인권)가 제정한 세계 최초의 국제 콘셉트카 시상식으로 11개국 자동차 전문기자들이 수상작을 선정한다. 2019년 첫 시상식을 개최해 지난 3년간 볼보·도요타(2019), 혼다·현대(2020), 르노·카누(2021) 등 국제적인 자동차 기업은 물론 신생 스타트업에서도 수상작을 배출했다. 이날 열린 제4회 시상식에서는 BMW가 출품한 'i비전 서큘러'와 현대차의 '트레일러 드론'이 각각 승용차와 상용차 부문에서 올해 최고의 콘셉트카로 선정됐다. 영국 BBC 탑기어의 폴 호렐(Paul Horrell) 등 16명의 국내·외 자동차 전문기자들로 구성된 심사위원단은 지난해 출품된 53종의 콘셉트카를 대상으로 평가를 진행했다. 세계 자동차 시장에 전동화 흐름이 거센 가운데 올해 수상작들이 친환경 디자인과 물류 무인화 분야의 새로운 비전을 제시했다고 총평했다.
승용차 부문 수상작인 BMW의 'i비전 서큘러'는 차량의 모든 부품을 재활용 소재와 천연 소재로 설계한 친환경 컴팩트카다. 천연고무로 타이어를 제작하고 폐차할 때 부품을 아주 쉽게 재활용할 수 있도록 설계해 미래형 친환경 자동차 콘셉트를 심도 있게 구현했다는 호평을 받았다. 상용차 부문 수상작인 현대차의 '트레일러 드론'은 두 대의 무인차가 트레일러를 밀고 끌면서 운전자 없이도 항만에서 목적지까지 대규모 물류를 운송할 수 있는 친환경 자율주행 트럭이다. 친환경 수소연료전지와 완전 자율주행 기술을 함께 적용한 획기적인 물류 서비스의 청사진을 선보여 심사위원 다수의 지지를 받았다.
해외 심사위원들은 포스트 팬데믹 시대에 맞춰 변화해가는 세계 자동차 산업에 새로운 방향을 제시한 BMW와 현대차 개발진의 성과를 영상 메시지로 축하했다.
시상자로 나선 김보원 KAIST 대외부총장은 "세계 모빌리티 산업에서도 한류가 영향력을 발휘할 시기"라면서 "KAIST는 다양한 모빌리티 기술을 선도해 글로벌 자동차 시장의 혁신을 지원하겠다"라고 말했다. 이날 시상식에는 김보원 대외부총장과 장인권 조천식모빌리티대학원장 등 KAIST 관계자와 이성권 부산시 부시장, ‘2022 퓨처 모빌리티’상 수상을 위해 방한한 장 필립 파랭(Jean Philippe Parain) BMW 아태 부사장, 이상엽 현대차 디자인센터장·부사장 등 자동차 업계 관련 인사들이 참석했다. 시상식 및 수상작에 관한 자세한 내용은 올해의 퓨처 모빌리티상 공식 홈페이지(www.fmoty.org)에서 확인할 수 있다.
2022.07.14
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USRG팀(심현철 교수, 김보성, 이승욱) 과기부 장관표창 수상
우리 대학 전기및전자공학부 심현철 교수 연구팀(Unmanned System Research Group, 이하 USRG)이 9일(목) 「인공지능 그랜드 챌린지 간담회 」에서 과학기술정보통신부 장관 표창을받았다. 심현철 교수와 김보성, 이승욱 박사과정 학생(전기및전자공학부)이 수상하는 이번 장관상은‘국내 인공지능 기술 고도화 및 산업 발전’에 크게 공헌함을 인정받아 선정됐다.
먼저 USRG팀은 2019년과 2020년 「인공지능 자율주행 챌린지 대회」에서 2년 연속 우승을 달성했다. 이 대회는 드론에 탑재된 센서로 벽, 창문, 기둥 등의 장애물을 인식하고 피하며 목적지까지 안전하게 비행하는 대회이다.
USRG팀은 2019년 대회에서 자체 개발한 미션 플래너와 위치 추정·장애물 회피·제어 알고리즘으로 터널 구간까지 통과하여 1위를 차지했다. 2020년에는 보다 복잡해진 동적 장애물 회피와 박스에 물병을 투하하는 미션을 유일하게 모두 완료했고, 3차 비행 동안 계속 기록을 단축하며 최종 우승했다.
이어, 2021년 NASA JPL과 협업하여 ‘DARPA Subterranean Challenge Final Event’에 Team CoSTAR의 일원으로 참가했다. NASA JPL 및 MIT, Caltech, LTU 등 해외 유수 대학들로 구성된 이 연구팀은 3차원 항법과 경로 계획, AI 기반의 객체 인식·위치 추정 알고리즘을 탑재한 지상 로봇과 드론을 개발했다. 그 결과 본선 최종연습에서 1, 2위를 기록하고 3일차 대회에서 5위를 달성했다.
연구팀은 이 대회에서 동굴 환경 내 위치 오차 5cm 이내의 3차원 위치 추정 알고리즘과 3차원 장애물 회피 경로 계획 알고리즘을 개발했다. 아울러 동굴 환경에서 60회 이상의 자율 비행 테스트를 진행하며 본 알고리즘 시스템의 안정성을 검증했다.
또한, 동 연구진은 2021년 10월 세계 최초 Indy Car 기반 자율주행 레이싱 대회인 Indy Autonomous Challenge(IAC)에 참가했다. 이에 고속 자율주행에 적합한 모델 예측 제어 기반의 시스템과 Head-to-head 레이싱을 위한 장애물 회피 및 추월 전략 알고리즘을 개발했다. 해당 연구 논문은 2021 ICRA 워크샵에서 Best Paper Award Winner에 선정되기도 하였다.
USRG 팀의 심현철 교수는 “박사과정 중 복잡한 실내를 자유롭게 비행하는 드론을 만들고 싶었으나 당시 기술로는 불가능했다. 그리하여 기술이 발전함에 따라 이 같은 드론을 남들보다 먼저 연구했다. 최신 인공지능 기술을 적용하며 예전에는 상상할 수 없었던 우수한 성능의 드론을 만들 수 있게 되어 매우 뜻깊다”라고 소감을 전했다.
이어, “선뜻 시작하기 어려운 주제를 맡아 그간 열심히 수행한 학생들과 같이 공을 나눌 수 있어 더욱 기쁘다. 앞으로 이런 도전적인 연구를 적극적으로 수행하는 학생들이 더 많아졌으면 좋겠다”라고 강조했다.
2021.12.09
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공학과 미술의 만남(심현철 교수, 국립현대미술관 안정주/전소정 작가 컬래보레이션)
`인공지능(AI)의 눈으로 세상을 보면 어떨까?' 라는 질문의 답이 궁금한 사람은 올여름 국립현대미술관 다원예술 2021 멀티버스관을 방문해보기 바란다.
우리 대학 전기및전자공학부 심현철 교수가 국립현대미술관에 안정주/전소정 작가의 기계속의 유령이라는 작품에 협업해 `AI in EE(Electrical Engineering)' 모델로 공학과 미술이 합쳐진 공간구성을 제시했다. 본 작품은 2021년 5월 14일부터 8월 1일까지 국립현대미술관 서울전시관에 다원예술 2021 : 멀티버스 (MMCA Performing Arts 2021 : Multiverse)관에 전시된다.
⟪국립현대미술관 다원예술 2021: 멀티버스⟫ 세 번째 작품으로 <기계 속의 유령>은 미술관을 무대로 한 영상설치 작품으로 자율주행 기술을 가진 드론이 유령과 같은 시선을 가진 퍼포머로 등장하며, 설치작품 사이를 비행하며 촬영한 이미지를 실시간 송출하여 유튜브를 통해서도 볼 수 있다. (https://www.youtube.com/watch?v=SVjoDC4eDXA&t=2s)
이 기술은 2019, 2020년 AI 그랜드 챌린지에서 제어지능 부분에서 우승한 연구진의 실내비행기술을 활용한 것으로서 과기정통부 인공지능산업원천기술개발사업의 지원으로 진행 중이다.
2021.06.01
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노용만·장동의 교수팀, 전장상황에서의 자율비행 기술경진대회 최우수상 수상
우리 대학 전기및전자공학부 노용만·장동의 교수 공동연구팀(김휘민 박사과정, 이홍주 박사과정, 김정욱 박사과정, 이창식 석사과정, 최대휘 석사과정, 김병천 석사과정, 조용준 석사과정, Tianqi Wang 석사과정, 한승희 학사과정)이 지난 2020년 10월 21일 대전 한밭체육관에서 진행된 전장상황에서의 자율비행 기술경진대회 본선에서 1등으로 최우수상(방위사업청장상)을 수상했다.
2019년 12월에 예선, 2020년 10월에 본선을 진행해 제1회를 마무리한 전장상황에서의 자율비행 기술경진대회는 방위사업청과 대전광역시에서 공동주최하고, 국방과학연구소와 대전 테크노파트에서 공동주관하는 미래도전국방기술사업 기술경진대회다. 대회에 참가하는 전국의 각 팀은 GPS 및 통신불가 환경에서 자율비행으로 사전정보가 없는 영역에 대한 정찰 임무를 수행하는 드론 기술을 개발하고 선보였다.
본선 대회에서는 주최측에서 제공한 드론으로 1. 자율비행 중 영상 기반 표적 인식, 2. 자율비행으로 장애물 회피 코스 돌파, 3. 자율비행으로 사전 정보가 없는 환경을 탐색한 후 임무 시작 지점으로 복귀하는 등 총 3가지 임무를 수행해야 하며, 노용만·장동의 교수 공동연구팀은 다른 팀들보다 우수한 성적으로 모든 임무를 완수했다.
이번 최우수상은 노용만 교수 연구팀이 보유한 최첨단 영상 기반 표적인식 기술과 장동의 교수 연구팀이 보유한 상태 추정, SLAM, 경로 및 궤적 계획, 비행 제어 등 최첨단 자율비행 기술을 융합하고 발전시켜 이루어낸 쾌거이다.
2020.11.20
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실시간 영상 전송 보안 기술 개발
전산학부 김명철 교수 연구팀이 웹캠, 영상 드론, CCTV, 증강현실(AR), 가상현실(VR) 등에 사용하는 영상 전송 장비용 실시간 영상 암호화 및 전산 자원(CPU, 배터리 등) 소모 저감 기술을 개발했다.
연구팀의 실시간 영상 전송 보안기술은 비디오 코덱 종류에 상관없이 적용될 수 있는 범용성을 가질 뿐 아니라 영상전송기기의 CPU나 배터리를 최대 50%까지 절약하면서도 최고 수준의 보안성능을 제공하는 결과를 보였다.
고경민 박사 주도로 개발된 이번 연구결과는 보안 분야의 국제 학술지 IEEE TDSC(Transactions on Dependable and Secure Computing) 3월 13일 자 온라인판에 게재됐다. (논문명: Secure video transmission framework for battery-powered video devices) 또한, 국내 특허로 등록, 미국특허로 출원돼 2차 심사가 진행 중이다. (국내특허명: 통신 시스템의 암호화 패킷 전송 방법)
기존 실시간 영상 전송 보안기술은 촬영한 모든 영상을 암호화해 전송하거나 비디오 데이터 식별 없이 무작위로 암호화하기 때문에 전산 자원이 제한된 상황에서 적용하기에는 한계가 있다. 문제 해결을 위해 연구팀은 새로운 실시간 영상 암호화 및 배터리 소모 저감 기술을 개발했다. 이 기술은 영상전송 장비에서 동작하는 자원 모니터링 결과에 따라 카메라로 촬영한 영상을 구성하는 비디오 데이터를 데이터중요도 관점에서 선별적으로 암호화 전송을 수행한다.
암호화 전송 시에는 영상 송신 장비의 가용자원량에 따라 실시간으로 암호화 정도를 조정하며, 다중 전송경로 지원을 통해 보안성을 높인다. 수신된 영상 데이터는 실시간 영상 재생이 가능한 단위로 그 순서를 복원한 후 화면에 표시된다. 이 기술은 가용 전산 자원의 모니터링 결과에 따라 촬영된 영상을 구성하는 비디오 데이터 단위로 암호화가 가능해 전산 자원 가용량에 따른 선별적 적용이 가능하다.
연구팀은 카메라 장비를 상용 영상 드론에 탑재해 무선을 통한 영상전송 시 전산 자원 소모를 낮추면서 보안성을 높일 수 있음을 증명했다. 최근 코로나로 인해 널리 활용되는 비대면 강의 및 미팅의 보안성 강화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
김명철 교수는 “영상전송 보안이 중요한 온라인 교육/회의, 스마트시티의 CCTV, 민군 드론 영상 송수신, 증강현실(AR), 가상현실(VR) 등에서 특허화된 개발기술이 원천기술로 활용될 수 있도록 산학협력을 활발히 추진하고 있다”라고 말했다.
2020.04.16
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심현철 교수 연구팀, AI 그랜드 챌린지 1위
우리 대학 전기및전자공학부 심현철 교수 연구팀이 지난 7월 12일(금) 과학기술정보통신부가 주최하고 정보통신기술평가원이 주관한 `2019 인공지능 연구개발 그랜드챌린지' 대회의 제어지능 분야에 출전해 1위를 차지했다.
지난 2017년 처음 개최된 `인공지능 연구개발 그랜드챌린지'는 높은 경제‧사회적 파급 효과가 기대되지만, 기술 난이도가 높아 해결되지 않은 문제를 발굴하고 인공지능 기술을 활용해 이를 해결하기 위한 대회다.
올해 열린 3회 대회는 드론을 활용하여 다양한 복합재난에 대응할 수 있는 기본 인지지능 소프트웨어 기술 개발이 도전 과제로 제시되었으며 오는 2022년까지 4년에 걸쳐 소프트웨어와 하드웨어를 융합해 문제를 해결하고 최종 목표를 달성하는 `그랜드 챌린지' 형태로 확대되었다.
△시각지능(상황인지), △시각지능(문자인지), △청각지능(음향인지), △제어지능(로보틱스 제어) 등 총 4개 트랙으로 구성되어 각 분야별로 상위 3개 팀이 내년에 열리는 2단계 대회 출전권을 얻게 된다.
심 교수 연구팀이 출전한 제어지능 분야는 제시된 사양으로 제작된 드론을 활용해 미로·창문·나무·기둥·테니스 네트·강풍 등의 조합으로 구성된 장애물 세트를 완전 자율비행으로 통과하는 종목이다.
인터넷 연결 없이 드론에 탑재된 인공지능만으로 미션을 수행해야 하는 고난이도 과제로 8개의 출전팀 중 대부분의 팀이 3구간을 통과하지 못해 탈락했다. 심 교수팀은 유일하게 4구간인 파이프 통과 미션을 성공하는 드론 제어 기술을 선보여 1위를 차지했다.
우승을 차지한 심현철 교수 연구팀은 과학기술부 장관상을 수상할 예정이며 상금 3백만 원과 향후 연구비로 총 6억 원을 지원받게 된다. 트랙별로 입상한 상위 3개 팀은 대회 종료 후 후속 연구를 지속해 2020년 12월에 예정된 2단계 대회에서 연구 성과를 평가받게 된다.
한편, 이번 열린 1단계 대회에는 고등학생부터 대학생·기업·연구소 등의 다양한 배경의 참가자들이 출전했으며 18세 최연소 학생부터 최고령 68세 참가자까지 총 121개 팀 617명이 경쟁을 펼쳤다.
※ 관련 영상 보러가기 => https://www.youtube.com/watch?v=jbEjqu_WDAU&t=245s
2019.07.19
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김용대 교수, 대테러 방지용 안티 드론 기술 개발
〈 (오른쪽 위부터 시계방향으로) 김용대 교수, 권유진, 노주환, 신호철, 김도현 박사과정 〉
우리 대학 전기및전자공학부 김용대 교수 연구팀이 위조 GPS 신호를 이용해 드론의 위치를 속이는 방식으로 드론을 납치할 수 있는 안티 드론 기술을 개발했다.
이 기술은 긴급 상황에서 급격한 방향 변화 없이도 드론이 원하는 방향으로 안전하게 움직이도록 유도할 수 있어 테러 등의 목적을 가진 위험한 드론에 효과적으로 대응할 수 있다.
이번 연구성과는 ‘ACM 트랜잭션 온 프라이버시 & 시큐리티(ACM Transactions on Privacy and Security, TOPS)’ 저널 4월 9일 자에 게재됐다. (논문명 : Tractor Beam: Safe-hijacking of Consumer Drones with Adaptive GPS Spoofing)
드론 산업이 발전하며 수색, 구조, 방재 및 재해 대응, 택배와 정찰 등 다양한 영역에서 드론이 활용되면서 한편으로는 사유지와 주요시설 무단 침입, 안전과 보안 위협, 사생활 침해 등의 우려 또한 커지고 있다.
이에 따라 드론 침투를 탐지하고 대응하는 안티 드론 산업 급성장하고 있다. 현재 공항 등 주요시설에 구축되고 있는 안티 드론 시스템들은 방해 전파나 고출력 레이저를 쏘거나 그물로 포획해 드론을 무력화시키는 방식이다.
그러나 테러를 목적으로 폭발물이나 무기를 장착한 드론은 사람들과 주요시설로부터 즉시 안전거리를 확보한 뒤 무력화해야 피해가 최소화될 수 있다. 예를 들어 공항에서 무단 침입한 드론을 단순 방해 전파로 대응하면 드론을 못 움직이게 할 수는 있지만 한 자리에 계속 떠 있게 돼 비행기의 이착륙이 긴 시간 중단될 수 있다.
이렇듯 위험한 드론을 발견하는 즉시 안전하게 원하는 방향으로 격리할 수 있는 새로운 안티 드론 기술의 필요성이 커지고 있다.
김 교수 연구팀은 위조 GPS 신호를 이용해 드론의 위치를 속이는 방식으로 드론을 납치할 수 있는 안티 드론 기술을 개발했다.
위조 GPS 신호를 통해 드론이 자신의 위치를 착각하게 만들어서 정해진 위치나 경로로부터 드론을 이탈시키는 공격 기법은 기존 연구를 통해 알려진 바 있다. 그러나 이러한 공격 기법은 GPS 안전모드가 활성화되면 적용할 수 없다는 문제가 있다.
GPS 안전모드는 드론이 위조 GPS 신호로 인해 신호가 끊기거나 위치 정확도가 낮아지면 드론의 안전을 보장하기 위해 발동되는 일종의 비상 모드로 모델이나 제조사에 따라 제각각이기 때문이다.
연구팀은 디제이아이(DJI), 패롯(Parrot) 등 주요 드론 제조업체의 드론 GPS 안전모드를 분석하고 이를 기준으로 드론의 분류 체계를 만들어 각 드론 유형에 따른 드론 납치 기법을 설계했다.
이 분류 체계는 거의 모든 형태의 드론 GPS 안전모드를 다루고 있어 모델, 제조사와 관계없이 GPS를 사용하고 있는 드론이라면 보편적으로 적용할 수 있다. 연구팀은 실제 총 4종의 드론에 개발한 기법을 적용했고, 그 결과 작은 오차범위 안에서 의도한 납치 방향으로 드론을 안전하게 유도할 수 있음을 입증했다.
김 교수는 “기존 컨슈머 드론들은 GPS 안전모드를 갖추고 있어 위조 GPS 공격으로부터 안전한 것처럼 보이나 초보적인 방법으로 GPS 오류를 감지하고 있어 대부분 우회가 가능하다”라며 “특히 드론 불법 비행으로 발생하는 항공업계와 공항의 피해를 줄이는데 기여할 수 있을 것이다”라고 말했다.
연구팀은 기술이전을 통해 기존 안티 드론 솔루션에 연구팀이 개발한 기술을 적용하는 방식으로 상용화에 나설 계획이다.
이번 연구는 방위사업청의 광운대학교 초소형무인기 전술신호처리 특화연구실과 국방과학연구소의 지원을 통해 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. PC로 부터 위조 GPS 전파를 생성하여 지향성 안테나를 이용해 드론에 신호를 주입하는 실험환경
2019.06.05
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