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전산학부 김주호 교수 연구팀, ACM CHI 2022 학술대회 최우수논문상 및 우수논문상 수상
우리 대학 전산학부 김주호 교수가 이끄는 연구팀이 지난 4월 30일부터 5월 6일까지 열린 美 컴퓨터협회 인간-컴퓨터 상호작용 학술대회(이하 ACM CHI 2022)에서 최우수논문상(Best Paper Award)과 우수논문상(Honorable Mention Award)을 받았다고 19일 밝혔다.
ACM CHI 학술대회는 인간-컴퓨터 상호작용(Human-Computer Interaction: HCI) 분야의 세계 최고 권위 학회로 구글 스칼라 h-5 인덱스 기준 HCI 분야 저널과 학술대회를 통틀어 1위에 올라있다. 최우수논문상은 전체 논문 중 상위 1％의 논문에, 우수논문상은 상위 5%의 논문에 주어지는 상이다.
김주호 교수는 이번 ACM CHI 2022 학술대회에 총 7개의 논문을 발표해 발표 논문 수로 전 세계 연구자 중 공동 1위에 올랐다. KAIST 소속의 논문은 총 19개로, 전 세계 기관 중 5위에 올라 KAIST의 세계 수준의 연구 역량을 증명했다.
전산학부 김정연 연구원(제1 저자, 석사과정 졸업), 최유빈 전기및전자공학부 석사과정, 멍 시아 박사(전산학부 박사 후 연구원; 현재 미국 카네기멜론대학교 박사 후 연구원)로 구성된 김주호 교수 연구팀은 `Mobile-Friendly Content Design for MOOCs: Challenges, Requirements, and Design Opportunities' 라는 제목의 논문으로 CHI 2022 학술대회 최우수논문상을 받았다.
이 연구는 모바일 환경에서 영상 기반 학습 콘텐츠를 시청하는 학습자가 겪는 어려움을 분석하고 이를 해결하기 위한 가이드라인을 제시했다. 연구팀은 134명의 학습자를 대상으로 한 설문과 21명을 대상으로 한 인터뷰를 분석해 너무 작거나 과밀한 텍스트가 영상 콘텐츠의 가독성을 떨어뜨리는 것이 주요 문제임을 밝혔다. 또한 조명, 소음, 주변 환경의 잦은 변화로 인한 학습상황의 장애 또한 중요한 문제임을 밝혔다.
이러한 분석을 토대로 101개의 영상 강의 속 41,722개의 영상 프레임에 대한 모바일 환경 적합도를 분석한 결과 전반적으로 낮은 수준의 적합도를 보인다는 것을 확인했다. 예를 들어 텍스트 크기의 경우 불과 24.5%의 영상 프레임만이 모바일 환경에서의 학습에 적합한 것으로 나타났다. 연구팀은 이러한 문제를 극복하기 위해 영상 콘텐츠의 가독성을 높이고 모바일 학습 상황에서 발생하는 장애를 극복하기 위한 가이드라인을 제시했다.
팬데믹 이후 영상 기반 학습에 대한 중요성과 의존성이 더욱 높아지고 있는 상황에서, 이 연구는 작은 화면의 모바일 기기로 학습을 하는 많은 학습자의 어려움을 분석하고 극복 방법을 제시했다는 면에서 의미가 있다. 또한 나아가 학습 영상의 문제를 인간과 인공지능의 협업으로 해결하는 기술까지 제시하여 기존 학습 영상의 활용도를 높이면서 학습 경험 개선을 가능케 하였다. 이 기술은 다양한 영상 기반 학습 플랫폼이나 컨텐츠 제작 환경에 적용될 수 있다.
한편 전산학부 김태수 박사과정(제1 저자), 최다은 석사과정, 최윤서 박사과정 연구원으로 구성된 연구팀은 `Stylette: Styling the Web with Natural Language' 라는 제목의 논문으로 CHI 2022 학술대회 우수논문상을 받았다.
연구팀은 전문용어를 모르는 비전문가가 음성으로 웹사이트의 스타일을 수정할 수 있도록 지원하는 새로운 인터페이스 기술을 개발했다. 다양한 웹사이트를 사용하다 보면 접근성 문제, 기기 환경의 제약, 불편하고 보기 힘든 디자인, 스타일 선호 등의 이유로 원하는 내용을 찾기 어렵거나 사용에 어려움을 겪는 경우가 있다. 하지만 프로그래밍과 디자인의 전문성이 없는 일반인이 직접 웹사이트의 스타일을 수정하기는 어려워 대부분 사용자는 불편함을 참고 사용한다. 사용자가 "이 부분은 더 강조해줘ˮ, "좀 더 모던한 디자인으로ˮ와 같이 자신의 의도를 일상의 언어로 표현하고, 시스템이 사용자의 의도를 파악해 자동으로 스타일을 수정해 준다면 어떨까?
위와 같은 질문을 바탕으로 김주호 교수 연구팀이 개발한 `Stylette' 시스템은 사용자의 자연 언어 기반 음성 입력을 인공지능이 파악해 가장 의도에 부합하는 새로운 스타일을 자동으로 추천해 준다. 연구팀은 언어 인공지능, 시각 인공지능, 사용자 인터페이스 기술을 결합해 새로운 시스템을 만들었다. 언어 측면에서는 대규모 언어모델 인공지능이 사용자의 일상언어로 표현된 의도를 적절한 스타일 요소로 변환해 준다. 시각 측면에서는 컴퓨터 비전 인공지능이 170만 개의 기존 웹 디자인 요소 데이터와의 비교를 통해 현재 웹사이트에 적절한 수준의 스타일을 추천해 준다. 40명의 일반인을 대상으로 진행한 실험에서 이번 시스템을 사용한 사용자는 대조군과 비교해 두 배 이상 높은 성공률로 35% 적은 시간에 디자인 수정을 완료할 수 있었다.
이 연구는 최신 인공지능 기술이 직관적인 사용자 상호작용 설계에 적용되는 실질적인 사례를 제시했다는 점에서 의미가 있다. 개발된 기술은 기존 디자인 애플리케이션이나 웹브라우저에 플러그인 형태로 적용 가능하며, 사용자의 자연스러운 의도 데이터를 대규모로 수집해 웹사이트 개선이나 광고 등에도 활용할 수 있다.
2022.05.19 조회수 2151 -
국제 컴퓨터 기술 활용 협업 및 소셜 컴퓨팅 학술대회 최우수논문상 수상
우리 대학 전기및전자공학부 이성주 교수 연구팀이 지난 10월 23일부터 10월 27일에 열린 세계컴퓨터연합회(ACM) 주최로 진행된 제24회 컴퓨터 기술활용 협업 및 소셜 컴퓨팅 학술대회(International Conference on Computer-Supported Cooperative Work and Social Computing, 이하 CSCW)에서 최우수 논문상과 방법론 우수상을 수상했다고 18일 밝혔다.
CSCW 는 1986년에 시작됐으며 집단과 공동체를 위한 기술을 디자인하고 활용하는 연구 분야에 초점을 맞추고 있으며, 인간-컴퓨터 상호작용(Human Computer Interaction, HCI)과 소셜 컴퓨팅 분야의 최우수 학회 중 하나로 오래동안 각광받고 있다. 올해 340개의 논문이 발표되며, 최우수 논문상은 제출된 논문의 최상위 1% 논문에만 주어진다. 또한, 방법론 우수상은 올해 신설된 상으로, 획기적인 방법론을 제시하고 구현한 논문에게 주어진다.
이번 논문(Reflect, not Regret: Understanding Regretful Smartphone Use with App Feature-Level Analysis)은 조현성 우리 대학 졸업생 (現 미국 카네기멜론대학교 박사과정), 최다은 학사과정, 김동휘 박사과정, 강완주 박사과정, 최은경 미국 메릴랜드 대학 교수가 참여했다.
연구팀은 스마트폰 화면의 사용자 인터페이스(User Interface) 배치를 기반으로, 사용자가 모바일 애플리케이션 내의 어떤 형태(feature)를 사용하는지 추출해 분석하는 방법론을 개발했다. 예를 들면, 인스타그램 앱에서, 팔로잉 포스트, 팔로잉 스토리 보기, 검색, 대화창 등 다양한 형태(feature)가 존재하는데, 형태별로 세분화된 스마트폰 사용 분석을 가능하게 했다. 이 기술을 기반으로, 특정 형태 사용 패턴은 후회가 되는 스마트폰 사용에 영향을 준다는 것을 밝혔다.
이성주 교수는 "많은 사람들이 스마트폰을 편리하게 사용하지만 과도한 사용으로 문제가 제기되고 있고, 앱 안의 다양한 형태로 세분화한 사용 분석을 가능하게 한 독창적 방법론이 학문적으로 인정받았다ˮ며 "현실적으로 디지털 웰빙에 기여할 수 있다는 점이 높게 평가되어 수상하게 된 것 같다ˮ라고 소감을 밝혔다.
우리 대학 전기및전자공학부 학부장 강준혁 교수는 이성주 교수와 학부생이 포함된 연구팀의 세계적 학술대회 수상을 더욱 높이 평가했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단과 정보통신기술진흥센터의 지원을 받아 수행됐다.
2021.11.18 조회수 2417 -
생명과학과 조원기 교수, 서경배과학재단 2020년 신진과학자 선정
우리 대학 생명과학과 조원기 교수가 서경배과학재단 2020년 신진 과학자로 선정됐다.
아모레퍼시픽그룹 서경배 회장은 2016년 사재 3000억원을 출연해 서경배과학재단을 설립했다. 재단은 '생명과학 연구자의 혁신적인 발견을 지원해 인류에 공헌한다'는 비전 아래 매년 국내외 생명과학분야에서 새로운 연구 영역을 개척하고 있는 한국인 신진 과학자를 선정하고 있다.
서경배과학재단은 2017년부터 올해까지 17명의 생명과학분야 신진 과학자를 선정했으며, 이들에게는 1인당 매년 최대 5억원을 5년 동안 지급해 총 425억원의 연구비를 지원한다.
서 이사장은 “오랜 기간 많은 분들의 관심과 사랑을 받아왔다”며 “생명과학·바이오 분야를 장기적으로 지원해 인류에 공헌하는 것이 제가 받은 사랑을 사회에 환원할 수 있는 방법”이라고 밝히며 서경배과학재단을 통한 장기적 지원을 다짐했다.
올해는 1월 연구제안서 공모를 시작해 임용 5년 미만의 생명과학분야 신진 과학자에게 총 67건의 연구제안서를 접수받았다. 국내외 석학으로 구성된 심사위원단은 본 심사에 오른 20개 제안서를 7월까지 서면 심사하고 9월에는 12개 제안서의 발표 평가를 통해 최종 3명을 선정했다.
이에 우리 대학 조원기 교수는 살아있는 단일 세포핵 내에서 초고해상도 이미징을 통해 시시각각으로 변화하는 염색질의 단위체들과 핵내 구조체들의 4차원 상호작용을 실시간으로 관찰할 수 있는 연구를 제안했다. 이 연구는 생물학 연구의 오랜 숙제인 전사 조절 과정에 대한 이해를 크게 높일 수 있는 것으로 평가받았다.
조원기 교수와 함께 선정된 서울대학교 노성훈 교수는 현대 구조생물학 연구방법의 한계 극복을 위해 초저온 전자현미경(Cryo-EM) 기반 세포 및 분자 이미징 플랫폼을 개발하고 이를 통해 세포 노화와 질병 발생 기전을 연구하는 선도적인 주제를 제안했다. 또한 함께 선정된 캠브리지대학교 이주현 교수는 폐섬유화증 환자로부터 만들어낸 폐 오가노이드(유사 장기) 모델을 이용해 만성 폐질환으로 손상된 폐 재생 복구 기작을 이해하고자 하는 도전적이고 혁신적인 연구를 보여줬다.
앞서 뽑힌 우리 대학 과학자들의 연구성과도 국내외 학계에서 주목 받고 있다. 특히 코로나19 등 감염병 예방·치료에 기여한 정인경 교수(생명과학과, 2018년 선정)와 주영석 교수(의과학대학원, 2018년 선정)의 연구는 서경배과학재단이 강조하는 공익을 위한 생명과학분야 지원의 중요성을 다시 한 번 확인시켰다.
2020.09.16 조회수 18338 -
전산학부 김주호 교수, ACM CSCW 2020 학술대회 논문 위원장 선임
우리 대학 전산학부 김주호 교수가 제 23회 ACM CSCW(Computer-Supported Cooperative Work and Social Computing) Paper Chair로 선임되어 위원장 직을 수행한다.
ACM CSCW는 ACM의 인간-컴퓨터 상호작용(HCI) 분야 전문가 그룹인 SIGCHI에서 주최하는 대표적인 학술대회 중 하나로, Google Scholar HCI 분야에서 h5-index 기준 2위에 올라 있는 세계적인 학회다.
김주호 교수는 1986년부터 시작된 학술대회 역사상 처음으로 아시아 기관 출신으로 Paper Chair에 선임됐다. 김 교수는 작년부터 University of Michigan의 Sarita Schoenebeck 교수, Microsoft Research의 Siân Lindley 박사와 공동 Paper Chair로 위원장 직을 수행해 왔으며, CSCW 역사상 처음으로 쿼터 별 논문 데드라인을 도입하고 10월에 개최될 온라인 학회를 준비하고 있다.
김 교수는 Paper Chair로서의 공로를 인정받아 ACM Recognition of Excellent Service 상을 수상하였다.
ACM CSCW 2020 학회 홈페이지: http://cscw.acm.org/2020
2020.09.09 조회수 17077 -
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 조회수 8296 -
4차산업혁명지능정보센터(FIRIC), Tech & Talk 콘서트 개최
우리 대학 4차산업혁명지능정보센터(센터장 이상엽)가 지난 5월 10일(금) 서을 블루스퀘어 카오스홀에서 테크 앤 토크(Tech&Talk) 콘서트를 열었다.
테크 앤 토크는 ‘혁신적 미래, 도전, 공유’라는 주제로 이공계 및 인문사회 각 분야의 학자와 정부 인사, 기업인이 모여서 토론하는 자리로 마련됐으며, ㈜뷰로, ㈜데일리토큰, 씨비에이 벤처스(CBA Ventures) 등이 공동 주관사로 참여했다.
이날 인사들은 4차 산업혁명 핵심기술인 인공지능·로봇·블록체인 등의 기술 발전이 사람의 가치 및 법과 제도적 기준에 어떻게 상호작용을 하며 발전해나갈 수 있는지를 논의했다.
특히, ‘대한민국 4차 산업혁명! 스마트 시티로 그 해답을 찾다’를 주제로 한 세션에서는, 김명자 회장(한국과학기술단체총연합회), 원희룡 도지사(제주특별자치도), 정재승 학과장(KAIST 문술미래전략대학원)이 스마트 시대에 도시가 나아갈 방향을 논의했다.
전통적 의미의 도시 시스템에서는 주어진 기반 시설과 서비스에 사람이 적응해야 했지만, 네트워크로 연결된 미래 도시는 사람을 중심에 두고 맞춤형 서비스를 제공해야 한다는 점을 강조했다. 이를 위해, 개인정보의 활용성과 보안성을 동시에 보장하는 블록체인 기술 개발과 관련 제도 정비의 중요성을 지적했다.
또한, 전치형 교수(KAIST 인공지능연구소)는 ‘인공지능과 로봇 사이 사람의 자리는 어디인가?’라는 주제로 인공지능과 로봇의 현재 기술 수준과 사회적 지위에 대해 특강을 했다.
전 교수는 로봇 기술은 아직 인간의 보조가 필요한 수준이라는 점을 들어 지속적인 연구의 필요성을 제기했다. 그 과정에서 사회가 인공지능에게 필요로 하는 역할을 이해하고 수요를 파악하는 등의 시대상을 반영해야하며, 노트르담 화재에서 활약한 로봇의 예시를 들어 인간과 로봇의 협력과 공존의 길을 모색해야 한다는 점을 강조했다.
이어, ‘4차 산업혁명 기술과 거버넌스의 공진화’ 특별 세션에서는 김기배 책임연구원(KAIST 4차산업혁명지능정보센터)은 빅데이터와 기계학습 기반의 인공지능이 편향된 판단을 할 여지가 있으므로 데이터와 알고리즘의 투명성 확보에 관해 발제했다.
이에 관해 패널로 참석한 최은창 박사(Free Internet Project)와 이호영 박사(정보통신정책연구원)는 알고리즘 접근성이 권력을 형성하고 사회 비효율성을 유발한다는 점을 지적했고 양종모 교수(영남대학교)는 지적재산권 문제와 불분명한 책임소재가 인공지능에 대한 법적용을 어렵게 한다는 점을 역설했다.
4차산업혁명지능정보센터 관계자는 “이번 행사를 통해 한국 사회의 4차 산업 혁명 시대 진입을 준비하기 위해 학계와 산업계, 정부의 미래 의제를 설정하고, 이에 대한 학술 연구는 물론 정부와 민간이 나아갈 방향을 제시하는 선도적 역할을 수행하겠다”고 밝혔다.
2019.05.17 조회수 4853 -
김성용 교수, 전 세계 해양경계류 연구팀 운영위원 선정
〈 김성용 교수 〉
우리 대학 기계공학과/인공지능연구소 김성용 교수가 전 세계 해양경계류 및 연안 상호작용 (Boundary Currents and Shelf Sea Interactions; BC/SSI) 연구팀 운영위원에 선출됐다.
김 교수는 2020년 해양경계류 및 연안 상호작용 관련 워크숍을 시작으로 2021년 국제연합 (United Nations) 해양과학 10개년 사업 등에 참여하게 된다. 전지구적 환경 문제와 환경복원에 대한 관심이 커지는 가운데 전 세계 해양관측 컨소시엄을 통한 다양한 활동을 할 것으로 기대된다.
연구팀은 전 세계 해양관측 컨소시엄(Global Ocean Observing System; GOOS) 산하의 해양 물리 및 기후 관측 패널 (Ocean Observations Physics and Climate; OOPC) 소속으로 대양과 연안 사이 해양관측의 연계, 연안 커뮤니티로의 해양정보 제공을 통한 과학계와 사회에 유의미한 기여, 기존 관측 네트워크의 융합 및 활성화를 목표로 한다.
현재 북태평양해양과학기구 관측전문위원 및 연안 관측 자문위원과 OceanObs’19 프로그램 운영위원으로 활동 중인 김 교수는 북태평양 캘리포니아 해류의 장기간 연구 및 학문적 성과와 북서 태평양의 지역적 대표성을 고려해 다수의 학자로부터 추천을 받아 선출됐다.
운영위원은 전 세계 경계류가 있는 5개 대양(북태평양, 남태평양, 북대서양, 남대서양, 및 인도양)에서 각각 선출됐으며 한국 해양 과학자로는 김 교수가 최초이자 유일하다.
교내에서 전 지구를 대상으로 하는 대규모 연구 및 지구과학 관련 분야가 희소함에도 김 교수는 국제 학회에서의 학문적 수월성과 리더십을 인정받아 연구팀에 선발됐다.
□ 그림 설명
그림1. 전세계 해양 경계류 (Boundary Currents)는 5개 대양의 아열대 지역을 흐르는 주요한 해류로, 적도에서 극지역으로 또한 극지역에서 적도로 열의 이동을 통하여 전지구의 해수 순환 및 기후변화의 영향을 준다. 대양을 중심으로 서쪽 및 동쪽 경계를 흐르는 난류와 한류로 각각 구성된다.
2019.04.29 조회수 6277 -
2019년도 학위수여식 개최
〈사진설명: 15일 대전 본원 류근철 스포츠컴플렉스에서 ‘2019년도 KAIST 학위수여식'이 열려 박사 654명, 석사 1천255명, 학사 796명 총 2천705명이 학위를 받았다.〉
우리 대학은 는 15일(금) 오후 2시 대전 본원 류근철 스포츠컴플렉스에서 ‘2019년도 KAIST 학위수여식’을 개최했다.
이날 학위수여식에서는 박사 654명, 석사 1천255명, 학사 796명 총 2천705명이 학위를 받는다. 이로써 KAIST는 지난 1971년 설립 이래 박사 1만3천29명을 포함해 석사 3만2천783명, 학사 1만8천18명 등 총 6만3천830명의 고급 과학기술 인력을 배출하게 된다.
임대식 과학기술정보통신부 과학기술혁신본부장을 비롯해 이상민·조승래 더불어민주당 의원, 김경진 민주평화당 의원, 이장무 KAIST 이사장, 이수영 발전재단 이사장 등 교내외 인사와 학부모 등 5천여 명이 참석해 졸업생들을 축하했다.
학사과정 수석 졸업의 영광은 김도운(23세, 항공우주공학과)씨가 차지해 과학기술정보통신부 장관상을 받는다. 이밖에 이사장상은 이세린(23세, 신소재공학과)씨, 총장상은 김희주(23세, 물리학과)씨, 동문회장상과 발전재단이사장상은 박현성(23세, 전기및전자공학부)씨와 이경훈(24세, 수리과학과)씨가 각각 수상했다.
졸업생 대표 연설을 맡은 정은석(26, 전산학부)씨는 “졸업생 모두는 각자가 처한 불확실함과 부족함에 당당하게 맞섰기 때문에 이 자리에 설 수 있었던 것”이라며 “부디 이 흐름 그대로 각자의 자리에서 도전을 계속한다면 더욱 더 좋은 사람이 될 수 있을 것”이라는 메시지를 전했다.
또한, 코스타리카 출신 유학생으로 네덜란드 교수의 지도를 받아 ‘초보자를 위한 김치 모니터링 도구’를 제작한 학생이 석사 학위를 받는다. 건설및환경공학과에서는 부부 석사를, 전산학부에서는 쌍둥이 박사 형제를 배출한다.
〈사진설명: 2019년도 학위수여식에서 석사학위를 받는 산업디자인학과 마리아 호세 레예스 카스트로(Maria Jose Reyes Castro) 씨 〉
산업디자인학과 석사과정을 졸업하는 마리아 호세 레예스 카스트로(Maria Jose Reyes Castro, 25세)씨는 학위 이수기간 동안 네덜란드 교수의 지도 아래 ‘초보자를 위한 김치 모니터링 도구 제작’을 연구해 학과에서 주는 ‘석사 우수 논문상’을 받는다.
마리아 씨가 ‘김치 타이머’라고 이름 붙인 도구의 핵심은 모바일 앱과 스마트 센서를 이용해 김치의 숙성 정도를 실시간으로 파악하는 것이다. 김치의 숙성 정도는 수소이온농도(ph)와 밀접한 관계가 있는데 갓 담근 김치통속에 스마트 센서를 넣고 모바일 앱을 연결한 뒤 ph 변화를 관찰해 숙성에 필요한 기간을 예측하는 원리다.
사용자가 입맛에 따라 원하는 숙성 정도나 염분 농도를 사전에 설정해두면 모바일 앱은 김치가 가장 맛있게 익는 시점을 날짜와 시간 단위로 예고해준다. 마리아 씨는 “김치 담그기에 서툰 사람들이 보다 수월하게 맛있는 김치를 완성할 수 있도록 도와주기 위해 연구를 시작했다”고 말했다.
평소 와인이나 치즈 같은 발효 음식 관심이 많았던 마리아 씨는 한국에 와서 김치를 처음 접했다. 유럽이나 다른 아시아권 국가의 학생들을 만났을 때 “김치에 대한 관심은 많지만 직접 만드는 것이 너무 어렵다”는 이야기를 들은 후 연구 아이디어를 떠올린 것이다.
김치를 직접 담그기 위해 유튜브 채널을 보며 레시피를 익혔고, 관련 논문들을 통해 발효에 관한 데이터를 수집했다. 김치 전문가를 찾아가 조언을 구하며 한국의 전통 음식 문화인 김치를 이해하기 위해 노력했다.
연구를 지도한 다니엘 샤키스(Daniel Saakes) 교수는 생물학적 특성을 디자인에 반영하는 바이오 디자인 분야에서 두각을 나타내는 연구자로 지난 2017년 만두를 원하는 모양으로 손쉽게 빚을 수 있는 장치를 개발한 바 있다. 샤키스 교수는 한국 생활 7년차의 네덜란드인으로 한국 문화와 음식에 대한 경험을 공유하며 마리아 씨의 연구를 이끌었다.
석사 논문 연구로 제작된 ‘김치 타이머’는 현재 배추김치에 최적화돼 있지만, 데이터를 수집하기에 따라서 다른 종류의 김치에도 기술을 적용할 수 있다. 김치를 담그는 과정에서부터 소금 등의 재료를 적당히 넣었는지 알려주는 기능을 추가해 연구를 확장시킬 수 있다.
남택진 산업디자인학과장은 “연구의 디자인적 가치와 실용성은 물론 코스타리카 학생이 네덜란드 교수의 지도를 받아 김치 관련 연구를 했다는 점을 높이 사고 싶다”고 칭찬을 아끼지 않았다.
〈사진설명: 마리아 씨가 개발한 김치 모티터링 도구 이미지 〉
마리아 씨와 KAIST의 인연은 2011년으로 거슬러 올라간다. 당시 푼타레나스(Puntarenas)에 위치한 국립 과학고등학교 학생이었던 마리아 씨는 코스타리카 과학기술부에서 주최한 과학 경진대회에서 우승을 차지해 부상으로 독일에서 열리는 과학캠프에 참여하게 됐다.
그곳에서 다양한 국적을 가진 학생들과 교류하던 중 KAIST 물리학과 학부생이었던 노승한 씨를 만났다. 승한 씨는 마리아 씨에게 KAIST의 우수한 교육제도와 연구 인프라를 적극 추천했고, 이듬해 가을 마리아 씨는 KAIST 학사과정에 입학했다.
입학 후 1년간 무학과 제도를 통해 여러 학문 분야를 탐색한 마리아 씨는 산업디자인학과에 진학했다. 디자인을 배우며 비즈니스 모델, 코딩 등 다른 분야의 전문지식들을 함께 익힐 수 있고 실질적인 창작물을 만들어낼 수 있다는 점에 흥미를 느꼈기 때문이다. 코스타리카에서부터 교육받아왔던 ‘스스로 생각하고 창의성을 발휘하라(Think by your self and be creative)’라는 가치와도 잘 맞아 떨어졌다고 마리아 씨는 말했다.
마리아 씨는 지난 1월 첨단 농업분야 국내 스타트업에 입사했다. 생물학 관련 연구를 통해 인터렉션 디자인(Interaction design: 디지털 기술을 매개로 사람과 제품 간의 상호작용을 극대화 하는 디자인) 분야에 지속적으로 매진할 계획이다.
마리아 씨는 오는 5월 결혼도 앞두고 있다. 백년가약을 맺을 상대는 8년 전 마리아 씨에게 KAIST를 소개했던 노승한(29세)씨다. 캠퍼스에서 꿈과 사랑을 함께 키워온 예비부부는 15일 학위수여식에서는 나란히 학위모를 쓴다. 승한 씨는 나노과학기술대학원에서 통계 물리학 분야를 전공해 박사 학위를 받는다.
마리아 씨는 “KAIST에 입학해 많은 기회를 얻고 좋은 사람들을 만났다. 교수님과 연구실 동료들이 그립겠지만 이제는 앞으로 나아가야 할 때라고 생각한다.”며“떨어져 사는 것이 쉽지 않은데 먼 곳에서 지원과 응원을 아끼지 않아준 부모님께 감사드린다”고 졸업 소감을 밝혔다.
또한 “세상과 시대를 바꾸는 첨단 기술만큼이나 생활에 편리함을 더해줄 실용적인 연구도 중요하다”면서 “전문지식을 활용해 사람들이 일상에서 활용할 수 있는 다양한 제품들을 만드는 시민과학 분야에 열중하고 싶다”는 포부를 전했다.
〈사진설명: 2019년도 학위수여식에서 나란히 학위를 받는 건설및환경공학과 석사 부부. 남편 정영균 씨와 부인 한가영 씨 〉
건설및환경공학과에서도 석사 부부가 함께 학위복을 입는다. 한동대 공간환경시스템공학부에서 만나 2016년과 2017년에 차례로 KAIST에 입학한 정영균(29세)·한가영(26세)씨 부부다.
남편 영균 씨는 개발도상국의 물 문제를 해결할 수 있는 수질 분야의 연구를 희망해 물환경에너지공학 연구실(지도교수 강석태)에 진학했고, 아내 가영 씨는 구조 공학 분야 중 교량에 관심이 많아 교량에 ICT 기술을 접목한 스마트구조시스템 연구실(지도교수 손훈)에 합격해 대학원 생활을 시작했다.
작년 1월 결혼한 부부는 서로 격려하고 의지하며 학위 이수 과정에서도 탁월한 역량을 발휘했다. 영균 씨는 나노 물질을 이용한 세라믹 나노 분리막의 공극크기 조절기술을 연구해 해외 학술지에 두 편의 논문을 게재하고 한 건의 특허를 출원했다. 오는 6월에는 적정기술학회지에도 논문이 실릴 예정이다.
가영 씨는 연구실 선배와 함께 열적외선 카메라를 이용해 구조물의 결함을 검사하는 장비를 개발했다. LNG 선박의 가스 누출 방지하기 위해 고안된 이 기술은 십초 내외로 결함의 유무를 파악할 수 있어 오랜 시간 수작업으로 확인해오던 기존의 방식을 획기적으로 변화시켰다. 또한, 가스탱크의 모퉁이 부분 등 사람이 간과하기 쉬운 영역까지 놓치지 않고 파악해낼 수 있는 장점도 가졌다.
영균 씨는 지난해 8월 석사과정을 이수한 후 같은 연구실에서 박사 과정을 밟고 있으며 가영 씨는 졸업 이후 실무 경험을 쌓기 위해 준비 중이다.
두 사람은 함께 이루고 싶은 목표로 “개발도상국의 인프라와 관련된 정책이나 기술에 기여할 수 있는 엔지니어가 되고 싶다”고 포부를 전했다.
〈사진설명: 2019년도 학위수여식에서 박사학위를 받는 전산학부 쌍둥이 형제. 동생 김동규 씨(왼쪽)와 형 김형규 씨(오른쪽) 〉
한편, 전산학부에서는 쌍둥이 형제가 나란히 박사 학위를 받는다. 임베디드 컴퓨팅 연구실(지도교수 김순태)에서 컴퓨터구조의 일부인 디램(DRAM) 및 엠램(MRAM) 등의 메모리 구조를 연구한 형 김형규(31세)씨와 멀티미디어 컴퓨팅 연구실(지도교수 이흥규)에서 영상보호 및 보안기술을 연구한 동생 김동규(31세)씨가 주인공이다.
석·박사 과정 내내 기숙사 생활을 함께하며 출퇴근 시간을 맞출 정도로 우애가 돈독한 형제는 “아이디어 구상이나 실험 과정에서 어려움을 겪을 때는 서로의 배경 지식을 공유하며 복잡한 문제들을 정리했고 대학원 생활에서 오는 스트레스를 겪을 때마다 이야기를 나누며 의지하고 견뎠다”고 말했다.
형 형규 씨는 전산학부 박사과정 학생 중 우수한 연구실적을 낸 학생들에게 수여하는 ‘2018 NAVER Ph.D. Fellowship Award’를 수상했고, 동생 동규 씨는 2018년 네이버 인턴십 기간 중 개발에 참여한 영상보호 기술이 사내 Top 10 기술로 선정돼 ‘N Innovation Award’를 수상할 정도로 각자의 분야에서 두각을 나타냈다.
학부를 제외하고 초·중·고·대학원을 함께 다닌 형제는 박사과정에서 동일한 전공을 선택한 만큼 진로에 대한 고민도 함께 했다. 두 사람은 졸업 후 삼성전자에 함께 입사한다. 형 형규씨는 엠램(MRAM) 연구를 이어가고 동생 동규 씨는 영상 압축기술 연구를 수행할 예정이다.
이들은 “두 아들이 긴 시간 동안 공부하는 걸 믿고 기다려주신 부모님과 동생들을 항상 지지하고 격려해준 맏형에게 감사 인사를 전하고 싶다”고 소회를 밝혔다.
신성철 총장은 학위수여식에서 축사를 통해 “4차 산업혁명의 선봉장이 되어줄 것, 도전과 창의와 배려의 ‘C³’ 정신을 발휘해 줄 것, 대한민국의 국격을 세계에 제고해줄 것” 등의 세 가지 당부를 전하고 “인류사회에 이름과 눈부신 업적과 교훈을 남기는 것이 KAIST 졸업생들에게 국가가 부여한 시대적 책무”라고 격려했다.
2019.02.15 조회수 8025 -
김학성 교수, 세포 내 단백질 전달 효율 높이는 DNA 기반 나노구조체 개발
우리 대학 생명과학과 김학성 교수, 류이슬 박사 연구팀이 강원대 이중재 교수, 한국원자력연구원 강정애 박사와의 공동 연구를 통해 DNA를 기반으로 나노 구조체를 개발해 세포 속으로의 단백질 전달 효율을 높이는 기술을 개발했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘스몰(Small)’에 2018년 12월 28일일자 표지논문으로 게재됐다.
단백질 치료제는 저분자 화합물에 비해 반응 부위를 구별해내는 특이성이 우수해 차세대 의약품으로 활발히 개발되고 있다. 단백질 치료제가 탁월한 효과를 내기 위해서는 치료용 단백질이 세포 내로 효율적으로 전달되는 기술이 선행돼야 한다.
지금까지는 화학적 합성법 등으로 단백질 전달체를 제작해 왔지만 생체 독성, 낮은 전달 효율, 복잡한 제조공정과 효과가 일관적이지 않은 재현성 등이 해결돼야 할 과제로 남아있다.
연구팀은 생체 분자인 DNA를 기반으로 나노 구조체를 제작해 생체 친화적이면서 특정 세포로의 높은 전달 효율을 보였다. 특히 다양한 단백질을 전달할 수 있는 범용적인 기술로서 폐암 동물 모델에서도 항암 물질을 전달해 높은 항암 효과를 입증했다.
제조공정도 복잡하지 않다. 먼저 금 나노입자 표면에 DNA를 부착한다. 다음으로 징크 핑거를 이용해 각 DNA 가닥에 암세포를 표적하는 생체 분자와 항암 단백질을 결합해 제작했다.
DNA와 징크 핑거 간의 상호작용을 이용하므로 DNA 서열과 길이를 조절해 나노 구조체에 탑재되는 단백질의 양을 손쉽게 조절할 수 있다.
김학성 교수는 “생체 적합한 소재인 DNA와 단백질의 상호작용을 이용해 세포 내로 단백질을 효율적으로 전달하는 새로운 나노 구조체를 개발한 것이다”라며, “세포 내 단백질 치료제의 전달뿐 아니라 동반 진단용으로 광범위하게 활용될 것으로 기대된다”라고 말했다.
이번 연구 성과는 과학기술정보통신부‧한국연구재단 기초연구사업(글로벌연구실, 중견연구, 생애첫연구) 지원으로 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. small 표지
그림2. 나노 구조체 제조 과정 모식도
그림3. 나노 구조체의 세포 내 단백질 전달 효과
그림4. 나노 구조체의 현미경 관찰 사진
2019.01.21 조회수 6121 -
조광현 교수, 뇌파 생성, 변조 담당하는 신경회로 원리 규명
〈 조광현 교수 연구팀 〉
우리 대학 바이오및뇌공학과 조광현 교수 연구팀이 뇌파의 생성 및 변조를 담당하는 핵심 신경회로를 규명하는 데 성공했다.
이를 통해 뇌의 동작원리를 밝힐 뿐 아니라 향후 여러 뇌질환 환자에게서 발생하는 비정상적 뇌파활동을 신경세포 네트워크 수준에서 규명하는 데 활용 가능할 것으로 기대된다. 이번 연구는 4차 산업혁명의 핵심기술로 주목받는 IT와 BT의 융합연구인 시스템생물학 연구로 규명했다는 의미를 갖는다.
이병욱 박사과정, 신동관 박사, 스티븐 그로스 박사가 함께 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘셀 리포트(Cell Reports)’ 11월 6일자 온라인 판에 게재됐다.
뇌의 다양한 기능은 신경세포(뉴런) 사이의 복잡한 상호작용을 통해 이뤄진다. 특히 뉴런들의 동시다발적인 발화에 의해 형성되는 뇌파는 뇌의 활동 상태를 측정하는 가장 중요한 지표이며, 특정 기능을 수행하기 위해 영역 간 선택적 통신의 매개체 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
또한 뇌파의 비정상적인 생성 및 변조 현상은 다양한 뇌질환과 밀접한 관계를 갖는 것으로 밝혀지고 있다. 이에 따라 전 세계 신경생물학 연구자들은 뇌파의 생성 및 변조 원리를 파악하기 위해 노력해 왔다.
그러나 뇌파의 생성 및 변조는 수많은 뉴런 사이의 복잡한 상호작용을 통해 발생하는 예측할 수 없는 창발적 특성(emergent property)을 갖기 때문에 기존의 신경 생물학 실험을 통해 그 원리를 규명하기에는 한계가 있었다.
조 교수 연구팀은 시스템생물학 기반의 연구방법을 통해 뇌파의 생성 및 변조 원리를 분석했다. 연구팀은 여러 뇌 영역 중 특히 감각 피질(sensory cortex)에 주목했다. 감각 피질은 외부 감각 정보를 처리하고 통합, 조절하는 핵심 영역으로 여러 주파수 대역의 뇌파와 변조를 관측할 수 있다.
연구팀은 최근 커넥토믹스 (connectomics) 연구를 통해 밝혀진 쥐의 감각피질 내 뉴런의 종류 및 뉴런 간 연결성 정보를 이용해 감각피질을 구성하는 뉴런들과 이들을 연결하는 시냅스를 수학 모델을 통해 표현하고 이로부터 신경회로를 구축해 뇌파의 생성 및 변조 과정을 분석했다.
연구팀은 대규모 컴퓨터 시뮬레이션 분석을 통해 흥분성 뉴런과 억제성 뉴런으로 구성된 양성피드백과 음성피드백의 중첩된 구조(interlinked positive and negative feedback)가 뇌파의 생성 및 주파수 변조 현상의 핵심회로임을 최초로 규명했다.
특히 연구팀은 기존의 전기생리학 실험을 통해 측정된 뉴런 간 시냅스의 특정 연결강도가 신경회로의 뇌파 생성 및 변조 기능을 극대화시킬 수 있는 최적의 조합임을 밝혀냈다.
이번에 개발한 수학모형을 활용하면 전통적 생물학 실험을 통해 파악이 어려웠던 뉴런들 간의 다양한 상호작용을 이해하고 신경회로의 복잡한 설계원리를 파악할 수 있을 것으로 기대된다.
또한 여러 뇌질환 환자의 뇌에서 관측되는 비정상적인 뇌파 활동을 신경네트워크 차원에서 분석하고 규명할 수 있을 것으로 예상된다.
시스템생물학 접근을 통한 신경회로의 구조 및 기능 분석은 인공지능의 발전에도 기여할 것으로 기대된다. 두뇌 신경회로의 작동원리에 대한 이해를 높인다면 컴퓨터 과학자들이 이를 이용해 새로운 인공지능 기술을 개발할 수 있다. 자폐증이나 집중력 조절장애 등과 관련된 신경회로 규명, 두뇌 치료 기술 개발 등의 원천 의료기술 개발에도 혁신으로 이어질 수 있다.
조 교수는 “지금껏 뇌파의 생성 및 변조를 담당하는 핵심 신경회로가 밝혀진 바가 없었다”며 “이번 연구에서는 최근 커넥토믹스 (connectomcis) 연구를 통해 점차 밝혀지고 있는 뉴런간의 복잡한 연결성에 숨겨진 설계원리를 시스템생물학 연구를 통해 찾아냄으로써 뇌의 동작원리를 파악할 수 있는 새로운 가능성을 제시했다”고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 바이오의료기술개발사업, 그리고 삼성전자 미래기술육성센터의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 뉴런 간 연결 강도에 내제된 기능적 설계원리 파악
그림2. 뇌파의 생성 및 변조를 담당하는 핵심 신경회로
2018.11.14 조회수 8787 -
공과대학 구현진 학생, HRI 학회 디자인 경쟁 세션 1위
(왼쪽부터) 서울대 기계항공공학부 최장호, KAIST 기계공학과 구현진, 서울대 기계항공공학부 도원경.
우리 대학 공과대학 구현진(기계공학과 학부, 13학번) 학생이 지난 3월 미국 시카고에서 열린 2018 인간로봇상호작용(Human-Robot-Interaction, HRI) 학회의 학생 디자인 경쟁 세션에서 1위를 차지했다.
구현진 학생은 서울대 학부생 4명(전기정보공학부 장선호, 기계공학부 최장호, 도원경, 이수민)과 팀을 이뤄 아이들과 일대 다 상호작용을 할 수 있는 거북이 모양 로봇 ‘쉘리(Shelly)’를 출품해 수상의 영광을 안았다.
인간로봇상호작용 학회의 학생 디자인 경쟁 세션은 전 세계 대학생들을 대상으로 사람과 상호작용을 하는 로봇을 디자인해 출품하는 대회다. 로봇의 창의적 상호작용 능력과 실제 사회에서의 효용성을 주요 심사 지표로 삼고 있다.
구현진 학생은 네이버 랩스 로보틱스 그룹의 인턴 활동 과정에서 이와 같은 연구를 시행했으며, ‘쉘리(Shelly)’를 이용한 로봇 학대 억제에 관한 연구 내용은 국제전기전자공학회(IEEE)에서 발행하는 잡지인 ‘IEEE spectrum’에도 게재되었다.
【참고 동영상】 · YTN 사이언스 방송
https://www.youtube.com/watch?v=n5KVwgBk0wk
【참고 사이트】 2018 인간로봇상호작용 학회 홈페이지
http://humanrobotinteraction.org/2018/sdc/
IEEE spectrum 온라인 페이지
https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/robotics-hardware/shelly-robotic-tortoise-helps-kids-learn-that-robot-abuse-is-a-bad-thing
2018.06.29 조회수 7660 -
이상엽, 김현욱 교수, 약물 상호작용 예측기술 DeepDDI 개발
우리 대학 생명화학공학과 이상엽 특훈교수와 김현욱 교수 공동 연구팀이 약물-약물 및 약물-음식 간 상호작용을 정확하게 예측하기 위해 딥 러닝(deep learning)을 이용해 약물 상호작용 예측 방법론인 딥디디아이 (DeepDDI)를 개발했다.
김현욱 교수, 류재용 연구원이 공동 1저자로 참여한 이번 연구는 국제학술지 ‘미국 국립과학원 회보(PNAS)’ 4월 16일자 온라인판에 게재됐다.
기존의 약물 상호작용 예측 방법론은 약물-약물 간의 상호작용 가능성만을 예측할 뿐, 두 약물 간의 구체적인 약리작용에 대한 정보는 제공하지 못했다. 이러한 이유로 맞춤형 약물 처방, 식이요법 등 응용 연구에서 체계적인 근거를 제시하거나 가설을 세우는 데에 한계가 있었다.
연구팀은 딥 러닝(deep learning) 기술을 적용해 19만 2천 284개의 약물-약물 상호작용을 아우르는 86가지의 약물 상호작용을 92.4%의 정확도로 예측하는 시스템 딥디디아이 (DeepDDI)를 개발했다.
딥디디아이는 두 약물 A, B 간의 상호작용에 대한 예측 결과를 다음과 같이 사람이 읽을 수 있는 영문 문장으로 출력한다 : “The metabolism of Drug B can be decreased when combined with Drug A (약물 A를 약물 B와 함께 복용 시 약물 B의 약물 대사가 감소 될 수 있다)”
연구팀은 딥디디아이를 이용해 두 약물 복용 시 일어날 수 있는 유해반응의 원인, 보고된 인체 부작용을 최소화시킬 수 있는 대체 약물, 특정 약물의 약효를 떨어뜨릴 수 있는 음식 및 음식 성분, 지금껏 알려지지 않은 음식 성분의 활성 등을 예측했다.
이번 연구성과로 약물-약물 및 약물-음식 상호작용을 정확하게 예측할 수 있는 시스템을 활용하는 것이 가능해졌으며 이는 신약개발, 복합적 약의 처방, 투약시의 음식조절 등을 포함해 헬스케어, 정밀의료 산업 및 제약 산업에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
이상엽 특훈교수는 “이번 연구결과는 4차 산업혁명 시대의 정밀의료를 선도할 수 있는 기반 기술을 개발한 것이다”며, “복합 투여되는 약물들의 부작용을 낮추고 환자 맞춤형 약물 처방과 식이요법 제안을 통한 효과적인 약물치료 전략을 수립할 수 있다. 특히 고령화 사회에서 건강한 삶을 유지하는데 필요한 약-음식 궁합에 대한 제안을 해 줄 수 있는 시스템으로 발전해 나갈 것이다”고 말했다.
이 연구성과는 과학기술정보통신부의 바이오리파이너리를 위한 시스템대사공학 연구사업, KAIST의 4차 산업혁명 인공지능 플래그십 이니셔티브 연구사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 딥디디아이 (DeepDDI)의 모식도 및 예측된다양한 약물-음식성분의 상호작용들의 시각화
2018.04.18 조회수 9537