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2023 괴짜들의 놀이터에 질문왕은?
우리 대학이 28일 오전 학술문화관(E9)에서 '2023 KAIST 큐데이(Q-Day)'를 개최했다.올해 처음 시행되는 '큐데이'는 우리 대학의 신문화전략 'QAIST'에 적극적으로 동참한 구성원을 격려해 창의 정신 및 질문하는 캠퍼스 문화를 확산하기 위해 마련됐다. Q(창의교육), A(연구), I(국제화), S(기술사업화), T(신뢰와 소통) 등 5개 분야에서 우수한 성과를 낸 41개 팀 총 84명이 특별 포상을 받고 그중 7개 팀이 특별 강연한다. 바이오및뇌공학과 장무석 교수는 창의교육 분야 포상자로 선정돼 '질문하는 뇌'를 주제로 연단에 오른다. 장 교수는 "질문을 잘하는 학생들은 학습내용에 대한 몰입도가 높은 학생들"이라고 강조하며, "질문을 품고, 함께 나눠서 '상상의 경계'를 허물자"라는 내용을 전달할 예정이다.
특히, 교수가 전문지식을 일방적으로 전달하기보다는 학생들이 주체적으로 질문하고 답을 찾아가는 과정에서 스스로 사고하는 힘을 기르는 것은 물론, 질문에 질문으로 답하는 토론으로 소통하는 과정까지 더해 ‘문제 내는 문제’ 제도를 발전시킨 경험담을 공유한다.
'학부 교육에 관심 있는 학부가 없는 학과 교수'인 구태윤 의과학대학원 교수도 창의교육 분야 포상자로 선정됐다. 대학원 과정만 운영하는 의과학대학원 최초로 학부 교과목을 개발하여 '치아는 왜 평생 두 번만 날까?'와 같은 인체와 질병에 관한 질문을 만들고 답을 찾아가는 자기주도적 학습과제를 평가 요소로 도입했다. 그 결과 100명의 수강생이 100개의 창의적 질문을 만들어 이에 관해 두 달간 온라인으로 토론하는 수업을 진행해 학생들의 높은 만족도를 끌어냈다.
구태윤 교수는 "시험을 치를 때보다 훨씬 많은 것을 얻어가는 학생들을 보며 질문하는 학습법의 큰 가능성을 봤으며, 세상을 바꿀 참신한 질문들을 기다리며 KAIST만의 질문하는 문화조성에 앞장서겠다"라고 전했다.
우리 대학 입학 후 질문을 만들고 그에 관한 생각을 기록하는 습관을 길렀다는 이준원 씨(전기및전자공학부 학사과정)도 이날 시상대에 오른다. 그가 지금까지 노트에 손으로 적어 기록한 질문은 학업뿐만 아니라 경제, 부동산 등에 걸쳐 1,300여 개에 이른다. 신호를 공부하는 전자공학도로서 경제 분야의 거시 지표들을 기술적으로 분석하는 시도를 하기도 했다.
이 씨는 이런 습관을 토대로 소속 학부에서 개설한 제어시스템 공학(담당교수 명현) 수업에서 교과서나 교재에 출제되지 않는 형식의 전공 수업 문제를 만들었다. 그가 만든 문제를 담당 교수와 100여 명의 학생이 함께 풀이했다.
이준원 씨는 "학부 과정의 교육은 해당 분야의 거장들이 수백 년 전에 발견한 내용을 수동적으로 학습하는 단계라고만 생각했는데, 이번 경험을 계기로 교과서의 내용만으로도 새로운 탐구와 질문이 가능하다는 사실을 깨달았다"라고 소감을 밝혔다. 이 외에도, 항공우주공학과 로켓동아리 트러스트(THRUST)도 창의 인재 부분의 상을 받는다. 이 동아리는 고체 로켓을 직접 제작해 2023 전국 대학생 로켓 학술대회에서 대상을 받고 ‘동아리 활동이 사회적으로 어떤 쓸모가 있을까?’라는 질문을 바탕으로 창업 활동을 병행해 교내 창업 경진대회에서 우수상을 받은 성과를 인정받았다. 이도헌 교무처장은 "2021년 시작된 신문화전략 QAIST에 많은 구성원이 적극적으로 참여해 준 덕분에 짧은 추진 기간에도 불구하고 다양한 성과가 배출되었다"라고 말했다. 이 처장은 "그 성과들을 함께 축하할 수 있어 더욱 뜻깊은 오늘의 큐데이를 통해 앞으로 더 많은 구성원이 KAIST만의 창의적이고 혁신적인 캠퍼스 문화를 만들어가는 계기가 되기를 바란다"라고 밝혔다.
2023.11.28 조회수 3644 -
3차원 표정인식용 인공지능 라이트필드 카메라 개발
우리 대학 바이오및뇌공학과 정기훈, 이도헌 교수 공동연구팀이 근적외선 기반 라이트필드 카메라와 인공지능기술을 융합하여 얼굴의 감정표현을 구분하는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.
라이트필드 카메라는 일반적인 카메라와 다르게 미세렌즈 배열(Microlens arrays)을 이미지센서 앞에 삽입해 손에 들 수 있을 정도로 작은 크기이지만 한 번의 촬영으로 빛의 공간 및 방향 정보를 획득한다. 이를 통해 다시점 영상, 디지털 재초점, 3차원 영상 획득 등 다양한 영상 재구성이 가능하고 많은 활용 가능성으로 주목받고 있는 촬영 기술이다.
그러나 기존의 라이트필드 카메라는 실내조명에 의한 그림자와 미세렌즈 사이의 광학 크로스토크(Optical crosstalk)에 의해 이미지의 대비도 및 3차원 재구성의 정확도가 낮아지는 한계점이 있다.
연구팀은 라이트필드 카메라에 근적외선 영역의 수직 공진형 표면 발광 레이저(VCSEL) 광원과 근적외선 대역필터를 적용해 기존 라이트필드 카메라가 갖는 조명 환경에 따라 3차원 재구성의 정확도가 낮아지는 문제를 해결했다. 이를 통해 얼굴 정면 기준 0도, 30도, 60도 각도의 외부 조명에 대해, 근적외선 대역필터를 사용한 경우 최대 54%까지 영상 재구성 오류를 줄일 수 있었다. 또한, 가시광선 및 근적외선 영역을 흡수하는 광 흡수층을 미세렌즈 사이에 제작하면서 광학 크로스토크를 최소화해 원시 영상의 대비도를 기존 대비 약 2.1배 정도로 획기적으로 향상하는 데 성공했다.
이를 통해 기존 라이트필드 카메라의 한계를 극복하고 3차원 표정 영상 재구성에 최적화된 근적외선 기반 라이트필드 카메라(NIR-LFC, NIR-based light-field camera) 개발에 성공했다. 연구팀은 개발한 카메라를 통해 피험자의 다양한 감정표정을 가진 얼굴의 3차원 재구성 이미지를 조명 환경과 관계없이 고품질로 획득할 수 있었다.
획득한 3차원 얼굴 이미지로부터 기계 학습을 통해 성공적으로 표정을 구분할 수 있었고, 분류 결과의 정확도는 평균 85% 정도로 2차원 이미지를 이용했을 때보다 통계적으로 유의미하게 높은 정확도를 보였다. 이뿐만 아니라, 연구팀은 표정에 따른 얼굴의 3차원 거리 정보의 상호의존성을 계산한 결과를 통해, 라이트필드 카메라가 인간이나 기계가 표정을 판독할 때 어떤 정보를 활용하는지에 대한 단서를 제공할 수 있음을 확인했다.
정기훈 교수는 "연구팀이 개발한 초소형 라이트필드 카메라는 정량적으로 인간의 표정과 감정을 분석하기 위한 새로운 플랫폼으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다ˮ며 "모바일 헬스케어, 현장 진단, 사회 인지, 인간-기계 상호작용 등의 분야에서 활용될 것ˮ이라고 연구의 의미를 설명했다.
우리 대학 바이오및뇌공학과 배상인 박사과정 졸업생이 주도한 이번 연구 결과는 국제저명학술지 `어드밴스드 인텔리전트 시스템즈(Advanced Intelligent Systems)'에 2021년 12월 16일 온라인 게재됐다. (논문명: Machine-Learned Light-Field Camera that Reads Facial Expression from High-Contrast and Illumination Invariant 3D Facial Images).
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 및 산업통상자원부의 지원을 받아 수행됐다.
2022.01.07 조회수 8818 -
바이오 및 뇌공학의 미래를 미리 본다
- KAIST 바이오및뇌공학과 10주년 맞이해 심포지엄 개최 -
우리 학교는 바이오및뇌공학과 10주년을 맞아 이 분야 발전 가능성을 미리 엿볼 수 있는 ‘바이오 및 뇌공학의 미래’ 심포지엄이 8일 오후 1시 30분부터 300명이 넘는 고등학생과 학부모가 참가한 가운데 성황리에 개최됐다고 밝혔다.
이번 심포지엄은 KAIST 바이오및뇌공학과 이도헌 학과장의 개회사를 시작으로, 교내 응원동아리 ‘엘카’의 축하공연, 학생 3분 발표, ‘디지털생물학(Digital Biology)’의 저자인 영국 런던대 피터 벤틀리(Peter Bentley) 교수와 KAIST 정재승 교수의 기조강연, 그리고 바이오 및 뇌공학의 미래에 대한 특별강연 순으로 진행됐다.
2002년 정문술 前 미래산업 회장이 “미래 한국을 이끌어 갈 융합형 인재를 키워 달라”며 KAIST에 300억을 기부해 설립된 바이오및뇌공학과의 10주년을 기념해 개최된 이번 심포지엄은 바이오 및 뇌공학을 알기 쉽게 전하기 위해 중고등학생들의 눈높이에 맞춰졌다.
특히, ‘학생 3분(分) 발표’는 이 학과에서 치열한 예선을 거쳐 선발된 4명의 학생이 미래에 가능한 관련 기술들을 3분 이내에 영상 및 연극으로 흥미롭게 구성해 참가한 고등학생과 학부형들로부터 인기를 끌었다.
이도헌 바이오및뇌공학과 학과장은 “10년전 학과를 설립할 때 큰 도움을 주신 김영환 당시 과학기술부 장관과 홍창선 당시 KAIST 총장을 포함한 많은 분들께 깊은 감사의 뜻을 전한다”며 “앞으로 KAIST 바이오및뇌공학과가 더욱더 국민의 자랑이 되고 사랑을 받을 수 있는 학과가 되도록 노력하겠다”고 포부를 밝혔다.
[사진] 홍창선 前 KAIST 총장이 축사를 하고 있다.
2012.05.08 조회수 13407