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KAI 및 대덕연구단지 벤처기업과 SAR 위성영상 정보 활용 위한 차세대 AI 연구 협력 체결
우리 대학이 SAR* 위성영상 정보 활용을 위한 차세대 AI 연구개발을 위해 한국항공우주산업주식회사(대표이사 안현호, 이하 KAI) 및 대전 지역 소프트웨어 벤처회사들과 업무협력을 추진한다.
☞SAR(Synthetic Aperture Radar, 합성 개구 레이더): 마이크로파를 사용해 영상 정보를 얻는 기술. 구름·안개·눈 등 기상 환경에 따른 제약은 물론 주야간 구분 없이 광범위한 지역의 고화질 영상을 확보할 수 있다.
전기및전자공학부 윤찬현·김문철 교수팀이 참여하는 이번 연구 협력은 설명가능한 인공지능(AI) 기술, 위성탑재형 딥러닝 가속처리 하드웨어(HW) 기술 등을 적용해 고도화된 위성영상 분석 시스템 개발하는 것이 목표다.
이를 위해 KAIST는 KAI, ㈜I-OPS(대표 김영욱) 등의 위성전문기업 및 ㈜FISYS(대표 김종오), ㈜모두텍(대표 박경숙), ㈜유니인포(대표 이동길) 등의 벤처기업과 지난 20일 'SAR 위성영상 분석을 위한 차세대 AI 연구개발에 관한 업무협약'을 체결했다.
지금까지의 위성영상 판독은 지상에 있는 판독관의 분석에 의존하는 방식으로 운영되어왔다. 판독관의 경험과 지식을 바탕으로 자신이 담당하는 주요 지역 위주의 정보를 분석하는 구조다. 그러나 인간이 분석할 수 있는 정보 처리량에는 한계가 있어 판독 대상 외의 위협지역 및 이동하는 표적을 광범위하게 전수조사하는 것은 사실상 불가능했다.
공동 연구팀은 이런 문제점을 극복하기 위해 위성 온보드 시스템에서 설명가능 인공지능(Explainable AI, XAI)을 활용해 데이터를 선별하는 연구를 수행한다. 수백 기가바이트 단위로 수집되는 위성영상 데이터를 정제해 판독관이 분석해야 할 정보량을 압축하고 광역 전수조사가 가능하도록 돕는 기술이다.
일반적인 위성영상은 촬영 시 발생한 잡음, 왜곡, 저해상도 등의 문제로 판독 결과가 불분명한 경우가 빈번하게 발생한다. 윤찬현 교수 연구팀은 주요 시각 특성(Visual Feature)을 학습할 수 있는 주의집중(Attention) 기법을 설명가능한 인공지능에 적용해 판독할 객체 검출 및 인식 성능을 향상하는 기술을 제공한다. 판독관이 위성영상의 시각적·영상 문맥적인 정보를 분석할 수 있도록 지원하는 핵심 시스템 기술이다.
이와 함께, 판독관 피드백을 반영하는 전문판독관 참여형(Human-In-the-Loop) 학습 모델을 바탕으로 한 약한 지도학습(weakly supervised learning) 기법도 적용한다. 판독관의 판단 근거를 효과적으로 추출하여 인공지능의 시각적인 설명성을 개선하고 위성영상 분석의 신뢰도를 높이기 위해서다.
또한, 윤 교수 연구팀은 위성 탑재가 가능한 인공지능 처리용 하드웨어 보드를 개발해 대용량의 위성영상 정보를 고속으로 처리하는 기술을 확보했으며, 설명가능한 인공지능 모델 처리용 칩인 EPU(Explainable Neuro-Processing Unit)를 구현하는 연구도 진행 중이다.
이뿐만 아니라, 세계 최고 수준의 위성영상 해상도 향상 기술을 보유하고 있는 김문철 교수 연구팀에서는 SAR 위성 영상의 해상도를 2배 이상 향상할 수 있는 기술 개발로 협력한다.
KAIST와 함께 공동 연구에 참여하는 KAI는 초소형위성, 중대형위성, 발사체 등 우주 제조 분야 주도한 경험을 바탕으로 고부가가치 위성 서비스 분야까지 다각화를 추진하는 중이며, 이번 연구 협력을 통해 설명가능한 인공지능 기반 초소형위성용 SAR 영상처리기술을 공동연구한다.
또한, 국내 지구관측 위성 운영 전문기업인 ㈜I-OPS는 천리안위성, 다목적실용위성(아리랑 2/3/5호) 등 다양한 국내 위성의 운영 및 관제 경험 및 축적 기술을 활용해 위성에서 수집되는 데이터의 시계열 분석 분야에서 협업한다.
대덕연구단지 벤처기업인 ㈜FISYS, ㈜모두텍, ㈜유니인포 등은 각각 인공지능 연산처리를 위한 최적의 하드웨어 설계·제작 기술 및 대규모 데이터 분석·관리를 위한 인공지능 가속 시스템 기술을 공동으로 개발할 계획이다.윤찬현 KAIST 전기및전자공학부 교수는 "뉴 스페이스시대에 수많은 초소형위성들로부터 초대규모 데이터가 수집되는 상황에서 인공지능을 활용한 지능형 데이터 분석 기술은 필수적이다"라고 강조했다. 이어, 윤 교수는 "저해상도 SAR 영상 분석의 모호성을 해결할 수 있는 영상 품질 향상과 설명가능하고 신뢰성 있는 인공지능의 핵심기술을 확보하는 성공적인 연구 개발 협력이 되길 기대한다"라고 밝혔다.
2022.07.25
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이상수 교수팀, iF 디자인 어워드 7개상 수상
이상수 산업디자인학과 교수가 이끄는 디자인팀이 세계 최고 권위의 디자인 공모전인 'iF 디자인 어워드 2022 (International Forum Design Award 2022)'에서 7개의 본상을 받았다.
iF 디자인 어워드는 제품·패키지·커뮤니케이션·서비스디자인·사용자 경험(UX)·사용자 인터페이스(UI)·콘셉트·인테리어·건축 등 총 9개 부문에서 디자인 차별성과 영향력 등을 종합적으로 평가해 수상작을 선정하고 있다. 이 교수 디자인팀은 사용자 인터페이스(UI), 사용자 경험(UX), 서비스 디자인, 제품, 커뮤니케이션 등 5개 부문에 걸쳐 본상 수상에 성공했다.
대학에서 구성된 디자인팀이 일반 기업 경쟁 부문에 참가해 다수의 상을 받는 사례는 국제적으로 매우 드문데, 이상수 교수팀은 지난해 8개의 수상 성과를 거둔 데 이어 올해까지 2년에 걸쳐 iF디자인 어워드에서만 총 15개의 상을 거머쥐게 되었다.
사용자 인터페이스(UI) 부문에서는 '그레텔'(Gretell; 신승연, 윤준우, 이재혁, 정진, 지영현, 이민하, 김우석 참여)이 수상작으로 선정됐다. 사용자들의 충동적인 투자를 억제하고 합리적인 의사결정을 지원하는 새로운 차트 인터페이스 디자인이라는 점에서 높은 평가를 받았다.
사용자 경험(UX) 부분에서는 비대면으로 소액 주주의 권한 행사를 도와 기업의 책임감 있는 행동을 유도하는 서비스를 제안한 '브라이트'(Bright; 김영윤, 김우성, 양성현, 위승종, 황인태, 이민하, 김우석 참여)가 수상작으로 결정됐다.
커뮤니케이션 부문에서는 감정 분석(sentiment analysis)를 통해 과거 주식 차트를 직관적으로 이해하도록 돕는 디자인을 고안한 '리와인드'(Rewind; 박민정, 박수민, 백선우, 정영민, Yinzhu Piao, 이민하, 김우석 참여)가 본상을 받았다.
또한, 녹색채권에 누구나 쉽게 투자할 수 있는 서비스를 고안한 '그루'(Groo; 김유몽, 박근용, 박지윤, 이수빈, 진태규, 이민하, 김우석 참여)는 서비스 디자인 부문과 사용자 인터페이스(UI) 두 개 부문에서 본상을 수상했다.
이상 다섯 개 수상 작품은 기존의 투자 서비스를 더욱 건전한 방향으로 혁신해 사회에 이바지하고자 설립된 'NH투자증권-KAIST UX디자인 연구센터'(센터장 이상수)의 산학 협력 과제를 통해 배출되었다.
이 외에도, 지적 장애 아동의 감정 훈련을 돕는 인터랙티브 동화(童話) '모두'(Modu; 박주형, 이선옥 학생 참여)가 또 다른 커뮤니케이션 부문 수상작으로 선정됐다. '모두'는 디자인 및 개발에서 한 단계 더 나아가 실제 지적 장애 아동을 대상으로 효과를 검증하는 데 성공했다.
한편, 스쿠버 다이빙 연습을 위한 가상현실(VR) 플랫폼 '블로우이언시'(Blow-yancy; 배수정 학생 참여)가 제품 디자인 부문에서 수상했는데, 작년 레드닷 디자인 어워드에서도 본상을 받아 세계 양대 디자인 공모전을 석권하는 성과를 거뒀다. 수상을 이끈 이상수 교수는 "수상작 모두가 학생들이 주도적으로 우리 사회의 문제를 발굴하고 이를 디자인으로 해결하고자 노력한 결과"라고 평가했다. 이 교수는 이어 "특히 기업과의 협업 연구센터를 설립해 현업 실무자들과 교류하는 과정에서 학생들이 사회적 문제를 실질적으로 파악할 수 있었으며, 앞으로도 적극적인 협력을 통해 학교에서는 최고의 디자인을 세상에 선보이고 기업은 이를 적용해 사회를 더 나은 곳으로 변화시키는 선순환 체계를 이어갈 것"이라고 말했다.
2022.05.06
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