-
암 전이‘세포 이동의 비밀’풀었다
우리 몸에 생긴 암세포가 다른 부위로 퍼지는 암 전이나, 상처를 치유하기 위해 면역세포가 이동하는 과정 등 세포의 이동은 생명현상에 꼭 필요한 과정이다. 그러나 그동안 세포가 외부 자극 없이 스스로 이동 방향을 결정하는 원리는 밝혀지지 않았다. 우리 대학과 국제 공동 연구진은 이번 연구를 통해 세포가 스스로 방향을 정해 움직이는 원리를 규명, 향후 암 전이와 면역 질환의 원인을 밝히고 새로운 치료 전략을 세우는 데 중요한 단서를 제시했다.
우리 대학은 생명과학과 허원도 석좌교수 연구팀이 바이오및뇌공학과 조광현 석좌교수 연구팀, 미국 존스홉킨스대 이갑상 교수 연구팀과 공동으로 세포가 외부의 신호 없이도 스스로 이동 방향을 결정하는 ‘자율주행 메커니즘’을 세계 최초로 규명했다고 10일 밝혔다.
연구팀은 살아있는 세포 안에서 단백질들이 서로 어떻게 상호작용하는지를 눈으로 직접 볼 수 있는 새로운 이미징 기술 ‘INSPECT(INtracellular Separation of Protein Engineered Condensation Technique)’를 개발했다. 이 기술을 이용해 세포가 스스로 어느 방향으로 움직일지를 정하는 내부 프로그램의 원리를 밝혀냈다.
연구팀은 세포 이동을 조절하는 핵심 단백질인 Rho 계열 단백질(Rac1, Cdc42, RhoA)의 작동 방식을 새롭게 분석했다. 그 결과, 이 단백질들이 기존에 알려진 이론인 단순히 세포의 앞뒤를 나누는 역할만 하는 것이 아니라, 어떤 단백질과 결합하느냐에 따라 세포가 직진할지, 방향을 바꿀지가 달라진다는 사실을 밝혀냈다.
INSPECT 기술은 단백질이 서로 붙을 때 서로 잘 섞이지 않고 구분된 영역이 자연스럽게 생기는 ‘상분리(phase separation)’현상을 인공적으로 구현하는 기술로, 세포 속에서 단백질들이 실제로 어떻게 결합하는지를 형광 신호로 직접 볼 수 있는 기술이다.
연구팀은 단백질 페리틴(ferritin)과 형광단백질 DsRed를 활용해, 단백질들이 서로 결합할 때 작은 방울처럼 뭉친 덩어리인 ‘응집체(condensate)’를 눈으로 확인할 수 있게 했다.
이 기술로 연구팀은 15종의 Rho 단백질과 19종의 결합 단백질을 조합해 총 285쌍의 상호작용을 분석했고, 그중 139쌍에서 실제 결합이 일어남을 확인했다. 특히, Cdc42–FMNL 단백질 조합은 세포의 ‘직진’을, Rac1–ROCK 단백질 조합은 세포의 ‘방향 전환’을 담당하는 핵심 회로라는 사실을 밝혀냈다.
연구팀은 세포의 방향 조절에 중요한 단백질 Rac1의 일부(37번째 아미노산)를 살짝 바꿔서, 그 단백질이 ‘핸들 역할’을 하는 ROCK 단백질과 잘 붙지 못하게 만들었다. 그러자 세포는 방향을 바꾸지 못하고 계속 직선으로만 이동했다.
반면 정상 세포에서는 Rac1과 ROCK이 잘 결합해서 세포 앞부분에 ‘아크 스트레스 섬유(arc stress fiber)’라는 구조가 생기고, 이 섬유는 세포가 방향을 바꿀 때 직각에 가까운 방향 전환이 되도록 했다.
또한 세포가 붙어 있는 환경을 변화시킨 실험에서, 정상 세포는 주변 환경에 따라 이동 속도가 달라졌지만, Rac1F37W 세포(핸들이 고장난 세포)는 환경 변화와 관계없이 속도는 항상 똑같았다. 이는 Rac–ROCK 단백질 축이 세포가 주변 환경을 인식하고 적응하는 능력을 세밀하게 조절한다는 것을 보여준다.
허원도 교수는 “이번 연구는 세포 이동이 무작위적인 운동이 아니라, Rho 신호전달 단백질과 세포 이동 관련 단백질의 앙상블이 만들어내는 내재적 프로그램에 의해 정밀하게 제어된다는 사실을 규명한 것”이라며, “새롭게 개발한 INSPECT 기술은 세포 내 단백질 상호작용을 시각화할 수 있는 강력한 도구로, 암 전이와 신경세포 이동 등 다양한 생명현상과 질병의 분자 메커니즘을 밝히는 데 폭넓게 활용될 것”이라고 말했다.
KAIST 이희영 박사, 이상규 박사(현재 기초과학연구원(IBS) 소속), 서예지 박사(현재 (주)휴룩스 소속), 김동산 박사(현재 LIBD 소속)가 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 10월 31일 게재되었다.
※논문명: A Rho GTPase-effector ensemble governs cell migration behavior
※DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-64635-0
이 연구는 삼성미래기술육성재단과 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었다.
2025.11.10
조회수 1886
-
명현 교수팀, 세계적 권위 로봇 학술대회서 챌린지 우승
우리 대학 전기및전자공학부 명현 교수 연구실의 어반 로보틱스 랩(Team Urban Robotics Lab)이 5월 19일부터 23일까지 미국 애틀랜타에서 열린 세계 최고 귄위의 로봇 학술대회인 2025 IEEE 국제 로봇 및 자동화 학술대회(International Conference on Robotics and Automation, ICRA)에서 개최된 NSS 챌린지(Nothing Stands Still Challenge) 2025에서 종합 1위를 차지하는 쾌거를 달성했다.
NSS 챌린지는 리히텐슈타인 국적의 글로벌 건설회사인 힐티(HILTI)사와 미국 스탠퍼드대 그래디언트 스페이스 그룹(Gradient Spaces Group)이 공동 주최하였고, 2021년도부터 개최되던 힐티 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)* 챌린지의 확장 버전으로 국제 로봇 및 자동화 학술대회(ICRA)에서 가장 저명한 챌린지 중 하나로 꼽힌다.
*SLAM: 동시적 위치 추정 및 지도작성을 의미하며, 로봇이나 드론, 자율주행차 등이 자신의 위치를 파악하고 주변 환경의 지도를 동시에 생성하는 기술
이번 챌린지는 건설 및 산업 환경과 같이 구조적 변화가 빈번한 상황에서, 다양한 시간대에 수집된 라이다 스캔 데이터를 얼마나 정확하고 강인하게 정합할 수 있는지를 중심으로 평가한다. 특히 단일 시점 정합 정확도만을 보는 것이 아니라 다수의 시간대에 걸쳐 발생하는 구조 변화에도 대응하는 다중 세션 위치추정 및 지도작성(Multi-session SLAM) 기술을 다루어, 기술적 수준이 매우 높은 대회로 손꼽힌다.
어반 로보틱스랩팀은 다중 시간대와 공간에서 수집된 라이다 데이터 간의 정합 문제를 해결하는 독자적인 위치 추정 및 지도작성 기술로 3위 대만국립대학교와 2위인 중국 서북 이공대를 큰 점수 차이로 제치고 전체 1위를 차지했다. 수상팀에게는 상금 4,000달러가 수여될 예정이다.
어반 로보틱스랩팀은 사전 연결 정보 없이도 다수의 스캔을 강건하게 정합할 수 있는 다중 정합(multiway-registration) 프레임워크를 자체 개발하였다. 이 프레임워크는 스캔 내의 특징점을 요약하고 대응점을 찾아내는 알고리즘(CubicFeat), 찾아낸 대응점을 기반으로 전역 정합을 수행하는 알고리즘(Quatro), 그리고 변화 감지 기반 결과 정제를 위한 알고리즘(Chamelion)으로 구성된다. 이러한 기술 조합을 통해 변화가 심한 산업 환경에서도 고정 구조물 기반으로 정합 성능이 안정적으로 구현하도록 하였다.
라이다 스캔 정합 기술은 자율주행차, 자율로봇, 자율보행 시스템, 자율비행체, 자율운항 등 다양한 자율 시스템에서의 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)의 핵심 요소다.
명현 전기및전자공학부 교수는 “이번 수상 기술은 복잡한 환경 속에서도 서로 다른 스캔 사이의 상대 위치를 정밀하게 추정하는 성능을 극대화했다는 점에서 학문적 가치와 산업 응용 가능성을 동시에 입증한 사례로 평가된다.”라며 “난이도가 높아 많은 팀들이 포기한 상황에서도 끝까지 포기하지 않고 도전해 준 학생들에게 감사하다”고 밝혔다.
한편, 어반 로보틱스랩팀은 2022년에 처음 SLAM 챌린지에 출전하여 학계 2위를 수상하고, 2023년에는 라이다 부문 전체 1위, 비전 부문 학계 1위를 수상한 바 있다.
2025.05.30
조회수 4396
-
현대차그룹과 ′차세대 라이다 시스템′ 공동연구
우리 대학이 '현대차그룹-KAIST 온칩 라이다(On-Chip LiDAR) 개발 공동연구실(이하 공동연구실)'을 대전 본원에 개소했다.
공동연구실은 발전하는 자율주행 시장에서 완전자율주행(4~5단계)을 위한 라이다 센서를 개발하기 위한 연구에 주력한다. 실리콘 포토닉스(광반도체)를 활용해 센서의 크기는 줄이는 동시에 성능은 높일 수 있는 온칩 센서 제작 기술과 차세대 신호검출 방식을 도입할 수 있는 핵심기술 개발이 목표다.
공동연구실은 김상현, 김상식, 정완영, 함자 쿠르트(Hamza Kurt) 교수 등 우리 대학 전기및전자공학부 연구팀과 현대차그룹 선행기술원 연구팀 등 약 30여 명 규모로 구성돼 2028년까지 4년간 운영된다. 우리 대학은 ▴실리콘 포토닉스 기반 소형 온칩 라이다용 소자개발 ▴라이다 구동을 위한 고속, 고출력 구동 집적회로(IC) 제작, ▴라이다 시스템 최적화 설계 및 검증 등 연구팀별로 특화된 전문 분야에서 세부 연구를 주도한다. 특히, 실리콘 포토닉스 기반의 라이다용 요소 기술을 다년간 개발해 온 박효훈 명예교수의 기술을 이어받아 응용·고도화할 예정이다.
현대차그룹은 산학협력 전문기관인 현대엔지비와 함께 공동연구실의 운영을 총괄한다. 기술 동향 파악과 연구 역량 강화를 위한 기술 및 전문가 추천 등 과제 수행 역량을 강화할 수 있도록 지원할 방침이다.
19일 오후 본원 정보전자공학동에서 열린 '현대차그룹-KAIST 온칩 라이다 개발 공동연구실' 개소 행사는 현판 전달식과 함께 진행됐다. 이상엽 연구부총장, 문재균 공과대학장, 강준혁 전기및전자공학부장 등 KAIST 관계자와 이종수 현대자동차 부사장, 오정훈 현대엔지비 대표 등 현대차그룹 관계자, 공동연구 참여 연구진들이 참석했다.
현대차그룹 관계자는 "자율주행 기술을 선도하고 있는 현대차·기아, 그리고 글로벌 최고 수준의 기술을 보유한 KAIST의 협력을 통해 완전자율주행 시대를 앞당길 수 있을 것으로 기대한다"며 "공동연구실이 가시적인 성과를 낼 수 있도록 최선을 다해 지원할 예정"이라고 밝혔다.김상현 공동연구실 책임교수는 "자동차의 눈이 되는 라이다 센서는 향후 자율주행차 기술개발을 위한 핵심기술이자 완성차 업체에서도 기술 내재화가 필수적으로 요구되는 기술"이라고 말했다. 김 교수는 이어, "기술이 매우 중요한 시점에 공동연구실이 설립되는 만큼 라이다 관련 기술을 선도하는 기술 기반을 다질 수 있을 것"이라고 전했다.
2024.02.21
조회수 9489
-
명현 교수팀, 국제 로봇-자동화 학술대회 슬램(SLAM) 챌린지 2관왕, 저널 최우수논문상 수상
우리 대학 전기및전자공학부 명현 교수 연구실(Urban Robotics lab)의 "Urban Robotics Lab @ KAIST”와, "URL @ KAIST” 두 팀이 5월 29일부터 6월 2일 동안 영국 런던에서 개최된 로봇 분야 최대 규모 학술대회(참가자 7천여 명)인 2023 국제 로봇 및 자동화 학술대회(IEEE International Conference on Robotics and Automation, ICRA) 내에서 개최된 힐티 슬램 챌린지(HILTI SLAM Challenge)에서 각각 전체 1위와 비전(vision) 분야 학계 1위의 성과를 거뒀다고 9일 밝혔다.
※ 팀 구성
- Urban Robotics Lab @ KAIST (라이다 부문): 임형태 박사, 김대범, 신건희 석사과정, 이대한 인턴, 명현 교수 (KAIST), URL @ KAIST (비전 부문): 임현준 박사과정, 명현 교수 (KAIST)
힐티 슬램 챌린지 2023은 로봇 분야에서 가장 저명한 IEEE ICRA 학회의 미래 건설 워크샵 (Future of Construction Workshop) 프로그램의 일부로, 리히텐슈타인 공국의 힐티(HILTI) 사와 영국 옥스퍼드 대학의 옥스퍼드 로봇 연구소(Oxford Robotics Institute), 스위스 취리히 공대의 로봇 인지 그룹(Robotics and Perception Group)이 함께 주최했다. 본 대회는 공사환경이나 특징점이 부족한 좁은 실내 환경, 어두운 환경 등 기존 위치 측정 및 동시 지도화(Simultaneous Localization And Mapping, 이하 SLAM) 알고리즘이 동작하기 어려운 환경에서도 강인하게 동작할 수 있는 SLAM 알고리즘을 개발해 정확한 매핑을 하는 대회다. 본 대회에 총 80여 팀의 해외 유수 기업과 연구팀들이 참가했다. 특히, 이번 대회는 2021년도부터 꾸준히 개최되어, 현재는 ICRA 내의 대회 중에서도 저명한 대회 중 하나로 손꼽힌다.
연구팀은 자체 개발한 주변 환경의 특징에 따른 적응형 라이다-관성 주행계(AdaLIO: Adaptive LiDAR-Inertial Odometry) 알고리즘과 다양한 최적화 프레임워크(Pose Graph Optimization)를 활용해 라이다(LiDAR) 세션에서 총 63팀 중 전체 1위를 하였고, 비전 부문에서는 자체 개발한 직선 특징 기반의 강인한 비전-관성 주행계 알고리즘(UV-SLAM)을 활용해 학계 1위 (전체 2위)를 수상했다. 또한 부상으로 상금 3,000 CHF(스위스 프랑)와 1,000 CHF를 각각 받을 예정이다. 연구팀은 2022년에 처음 출전해 학계 2위 (전체 4위)를 수상한 바 있다.
참고로 SLAM 기술은 자율주행(자율차/자율로봇), 자율보행, 자율비행, 자율운항 등의 핵심이 되는 위치인식 및 맵 작성을 동시에 하는 기술이다.
한편, 명현 교수 연구팀의 오민호 박사과정, 정의곤 석사(현 네이버랩스 소속), 임형태 박사, 송원호 박사과정, 허수민 석사(현 스트라드비전 소속), 이응창 박사과정이 LIG넥스원과의 산학협업을 통해 작성한 논문이 동일 학술대회인 2023 IEEE ICRA 기간 중 6월 1일 열린 시상식에서 2022년 IEEE 국제 로봇/자동화 저널(RA-L, Robotics and Automation Letter) 최우수 논문상(Best paper award)을 수상했다.
※ 저자 구성
오민호 박사과정, 정의곤 석사, 임형태 박사, 송원호 박사과정, 허수민 석사, 이응창 박사과정 (이상 KAIST), 박정희 선임연구원, 김재경 단장, 이장우 선임연구원 (이상 LIG넥스원), 명현 교수 (KAIST)
연구팀의 논문은 세계적 권위 저널인 RA-L에 2022년 한해 동안 출간된 1,100여 편의 논문 중 편집위원회의 심사를 거쳐 5편의 최우수 논문 중 한편으로 선정됐고, 상패와 함께 상금을 수여받을 예정이다. (논문 제목: “TRAVEL: Traversable Ground and Above-Ground Object Segmentation Using Graph Representation of 3D LiDAR Scans”)
본 논문에서 명현 교수 연구팀은 미지의 탐사 환경에서도 지상 로봇이 안전하게 작동하며 임무를 수행할 수 있는 자율주행 시스템을 제안했다. 특히, 지상 로봇이 도심 환경 및 숲과 같은 험난한 비정형 환경과 같은 다양한 환경에서도 그래프 구조 기반의 이동 가능 영역 탐지 및 주변 환경의 객체 인식을 통해 실시간으로 자율주행이 가능하도록 솔루션을 제안했다.
또한, 연구팀은 실제 자율주행 시스템에 적용하여 실용성을 입증한 바 있으며, 해당 기술을 공개함으로써 로봇 자율 주행 기술 발전에 이바지했다. (공개 링크: https://github.com/url-kaist/TRAVEL)
명현 교수는 “자체적으로 확보한 슬램(SLAM) 기술이 세계적으로 인정받는 기회였고, 이를 통해 다양한 자율 주행, 보행, 비행에 활용하여 로봇 산업 발전에 이바지 할 수 있으리라 생각한다”라고 수상 소감을 밝혔다.
2023.06.09
조회수 13602
-
퓨처모빌리티 기술교류회 개최
우리 대학이 28일 대전 본원 학술문화관 일대에서 '2023 퓨처모빌리티 기술교류회'를 개최한다.우리 대학과 한국자율주행산업협회(이하, KAAMI), 한국자동차연구원(이하, KATECH)이 공동 주최하는 이번 행사는 한국의 미래 성장동력인 모빌리티산업의 발전과 글로벌 주도권 확보를 위해 마련됐다. 정부-산업계-선도대학-연구소 간의 견고한 협력의 장을 만들기 위해 모빌리티 분야의 제품·기술투어 및 네트워킹, 산학연 핵심기술 교류회, 스타트업 피칭 등 다양한 프로그램이 진행될 예정이다.
대전 본원 학술문화관 실내·외에서 진행되는 모빌리티 기술 및 제품이 전시에는 총 42개 팀이 참여한다. KAAMI에서는 18개의 모빌리티 관련 기업이 제품을 전시해 기술력을 자랑한다. 도심형 근거리 운송 콘셉트카, 자율주행 플랫폼 및 차량 등을 전시하고 자율주행 시뮬레이션 영상, 라이다 센서를 활용한 도로 교통 인프라 시스템 시연 등이 포함되어 있다. KATECH에서는 산업부 지원으로 개발된 자율셔틀, 자율수소버스, 수소택시의 차량 및 핵심부품을 공개한다.
우리 대학에서는 21개 연구팀이 최신 연구 기술을 공유한다. 전기및전자공학부에서는 자율주행 데이터에 활용할 수 있는 인공지능기술 중심으로 교통인프라 지능 제어기술, 통신 및 차량 레이더를 이용한 밀리미터파 백스케터*, 자율주행 데이터 수집, 첨단 모빌리티 기술 제품 등이 전시될 예정이다. * 밀리터리파 백스케터(mmWave backscatter): 초고주파 신호의 후방산란을 통해 통신하는 초저전력 통신기술
조천식모빌리티대학원에서는 인공지능 및 디지털트윈을 활용한 미래 자율주행 차량 기술과 교통운영 기술을 소개하고, 이를 체험할 수 있는 시스템을 전시할 예정이다.
또한, 10시부터는 미래 모빌리티 기술을 이끌어갈 우리 대학 재학생과 스타트업 및 관련 기업에서 기술 피칭을 진행한다. 이들은, 소형 전기 상용차의 안정성 강화·자동차 사이버 보안·인공지능 기반 차량 실내 모니터링 등에 관한 9개의 도전적인 연구 성과들을 소개할 예정이다.
오후 1시부터는 본격적인 산학연 교류를 위한 프로그램이 이어진다. 박동일 산업자원통상부 국장의 '미래자동차 산업정책 방향'과 기아 강주엽 상무의 '기아의 트랜스포메이션 전략' 기조 강연을 시작으로 산·학·연을 대표해 문희석 KAAMI 사무국장과 강준혁 KAIST 전기및전자공학부 학부장, 김현철 KATECH 부원장이 발표자로 나서 긴밀하고 전략적인 상호협력을 주제로 발표한다.
또한, 이광형 KAIST 총장, 조성환 한국자율주행산업협회장(現현대모비스 대표이사), 나승식 한국자동차연구원장이 모빌리티 산업 대도약을 위한 산학연 협력을 도모하기 위한 MOU도 체결한다.
두 번째 세션에서는 산학연이 연합한 네 개의 연구개발협력 그룹이 모빌리티 기술 현황 및 향후 발전 방향을 발표한다.
▴소프트웨어·인공지능 분야에서는 곽수진 KATECH 부문장이 '모빌리티 산업생태계 활성화를 위한 데이터 플랫폼 구축방안'을 주제로 발표한다. 곽 부문장은 순수 국내 기술 기반으로 완성한 레벨3 자율주행 기술이 포함된 수소전기버스와 운전자 개입 없이 대중교통 서비스를 제공하는 미래형 자율주행 셔틀 기술을 소개한다. 이와 함께 연구원이 자체 개발한 전자 아키텍처와 고성능 제어기를 바탕으로 재구성된 SDV* 실증차량 기술도 함께 다룬다. ** SDV(Software Defined Vehicle): 소프트웨어로 하드웨어를 제어하고 관리하는 자동차
▴미래 교통 인프라·반도체 분야에서는 김주영 KAIST 전기및전자공학부 교수(하이퍼엑셀 대표이사)가 '거대 모델-생성 인공지능(AI)으로의 대전환과 자율주행 반도체의 미래'를 주제 발표한다. 거대 모델 연산을 가속하기 위한 새로운 반도체 기술을 세계 최초로 제안하고 자율 주행차의 시각 인식, 사용자 멀티모달 인터페이스* 등에 적용할 수 있는 거대 모델을 전망한다. *** 멀티모달(multimodal interface): 음성, 제스처, 터치 등 생체 인식을 포함한 여러 가지 도구로 데이터의 입출력 하는 장치
또한, 김인희 KAIST 조천식 모빌리티대학원 교수가 '자율주행을 위한 메타버스의 역할'을 발표한다. 실제와 매우 유사한 환경을 구현한 메타버스 공간 안에서 자율주행차량, 일반차량, 보행자 등이 안전하게 공존할 수 있는 플랫폼 개발 성과를 소개한다.
▴로보틱스 분야에서는 노민균 KAIST 기계공학과 교수가 '미래 모빌리티와 전기모터'를 주제로 퓨처모빌리티를 위한 고효율 고출력밀도 전기모터 기술의 동향과 어플리케이션 특화형 구동기에 응용될 수 있는 자기부상 및 다자유도 모터 연구를 발표한다.
▴모빌리티 서비스 분야에서는 유민상 오토노머스에이투지 상무가 발제자로 나서 '자율주행 산업 동향과 상용화 전개 방향'을 주제로 다룬다. 유 상무는 완전자율주행(레벨4) 상용화에 대비한 대중교통과 물류산업의 정책 및 산업 전개와 체감형 마스*를 중심으로 국민의 일상에서 체험할 수 있는 자율주행 체험 사업 등을 소개한다. **** 마스(Mobility as a Service, MaaS): 서비스로서의 이동 수단
마지막 세션에서는 '글로벌 탑을 위한 퓨처모빌리티 발전방안'을 주제로 산학연 전문가들이 패널 토론을 진행한다. 이를 위해, 강주엽 기아자동차 상무와 자율주행 스타트업인 모라이 홍준 대표, 송세경 KAIST 산학협력중점교수, 문희석 KAAMI 국장, 김규옥 한국교통연구원 박사, 최재범 HL클레무브 실장이 전문가 패널로 참여해 청중 Q&A와 함께 열띤 토론을 전개한다.
퓨처모빌리티 산학연 기술교류회 조직위원회(위원장 강준혁 KAIST 전기및전자공학부 학부장, 문희석 KAAMI 사무국장, 이재관 KATECH 연구소장 이하 조직위)는 "산학연을 포함한 정·관계 간 상호 전략적 협력관계를 구축해 대한민국의 미래 모빌리티 산업이 대도약하고 글로벌 주도권을 선점할 수 있는 발판을 마련하기 위해 이번 산학연 기술교류회를 준비했다"라고 밝혔다.
강준혁 KAIST 조직위원장은 "올해 첫 행사를 시작으로 산학연이 연구개발로 협력할 수 있는 체계 및 분야별 연구개발협력 그룹을 만들어 정기적으로 교류하고 모빌리티 산업을 선도할 핵심기술개발과 전문인재 양성 프로그램을 도입해 매년 세계가 주목하는 기술교류회로 발전시켜 나가겠다"라고 전했다.28일 KAIST 대전 본원 학술문화관 일대에서 현장 진행되는 이번 행사는 유튜브 'KAIST 전기및전자공학부' 채널에서 주요 세션이 실시간 중계된다.
2023.02.24
조회수 10319
-
심현철 교수팀, 현대자동차와 자율주행 파트너십 체결
우리 대학이 현대자동차와 '고속 자율주행 기술 연구를 위한 파트너십' 계약을 23일 체결했다.
심현철 전기및전자공학부 교수팀과 체결한 이번 계약은 현대차가 우리 대학에 연구비를 지원하고, 우리 대학은 고속 자율주행 기술과 관련된 전문 지식과 경험 등을 공유하고 홍보에 협조하는 내용을 골자로 한다.
심 교수팀은 국내에 자율주행기술이 보편화되기 이전인 2009년부터 자율주행 연구를 시작한 국내 자율주행 1세대 연구실이다. 지난 15년여간 지속적인 연구를 통해 '2021 현대자동차그룹 자율주행 챌린지'에서 우승하고 과학기술정보통신부가 주최하는 '인공지능 그랜드 챌린지 제어지능부문'에서 2년 연속('19~'20)으로 우승해 국토부 및 과기부 장관 표창을 받는 등 무인 시스템 분야에서 두각을 나타냈다.
또한, 2021년에는 시속 300km가 넘는 속도로 달리는 고속 자율주행 차량 경주대회인 '인디 자율주행 챌린지(Indy Autonomous Challenge, 이하 IAC)'에 아시아 유일 팀으로 참가해 4위에 입상했다.
IAC와 이어지는 'CES 자율주행 챌린지'에도 2년 연속 아시아 유일팀으로 출전해 독일과 이탈리아 등 레이싱 강국의 연구팀과 대등하게 경쟁하며 국제적인 기술력을 인정받았다. 지난 1월 열린 대회 성과를 바탕으로 다음 열리는 대회의 출전권을 획득해 올해 6월 이탈리아 몬짜(Monza) 트랙에서 열리는 대회와 내년 CES 대회에도 계속 참가할 계획이다.
성낙섭 현대자동차 연구개발경영기획실장(상무)은 "이번 파트너십을 토대로 고속 자율주행에 관한 연구가 고속 차량뿐 아니라 일반 자율주행 차량의 안전성과 성능을 높이는 계기가 될 것을 기대한다"라고 말했다. 이어, "많은 어려움 속에서도 아시아에서 유일하게 세계 무대에 도전장을 내민 KAIST 심현철 교수팀의 고속 자율주행 기술 연구에 힘을 보태겠다"고 덧붙였다.
심현철 교수는 "2010년부터 국내 자율주행대회를 계속 개최하고 여러 대학의 연구를 지원해 국내 자율주행 기술 저변 확대를 위해 힘쓰고 있는 현대자동차의 후원을 받게 되어 영광이다"라고 소감을 밝히고 "향후 이탈리아와 미국에서 개최되는 대회에서는 이번 지원에 힘입어 더욱 좋은 성과를 낼 수 있을 것으로 기대하고 있다"라고 소감을 밝혔다. 23일(목) 경기도 화성시 롤링힐스 호텔에서 열린 체결식에는 현대차 성낙섭 상무와 KAIST 심현철 전기및전자공학부 교수 및 연구진 등 주요 관계자들이 참석한 가운데 진행됐다.
2023.02.23
조회수 9026
-
심현철 교수팀, CES 2023 자율주행차 레이싱에 아시아 유일팀으로 참가
우리 대학 전기및전자공학부 심현철 교수 팀이 1월 5일부터 8일까지 미국 라스베이거스에서 열리는 세계 최대 전자·정보기술 전시회 CES 2023의 공식행사인 '자율주행 레이싱'에 참가한다.
1월 7일 라스베이거스 모터스피드웨이(LVMS)에서 개최 예정인 'CES 2023 자율주행차 레이싱'은 지난해 개최된 대회에서 개발된 기술력을 더욱 발전시켜 보다 진보된 고속 자율주행 차량 기술 개발성과를 대중에게 공유하고자 추진됐다.
이 대회는 2021년 10월 23일 미국 인디애나폴리스에서 최초로 개최된 '인디 자율주행 챌린지(Indy Autonomous Challenge, IAC)'에 이은 4번째 대회다. IAC 대회에 이어 CES 2022에서 개최된 대회에서 심현철 교수 무인시스템 및 제어 연구팀은 총 9개 팀 중 4강전에 진출해 CES 2023 참가권을 획득했다. 그 결과 아시아 유일 팀으로 CES 2023 자율주행차 레이싱에 출전해 미국·유럽 대학들과 최고 속도를 겨룰 예정이다.CES 2022 대회 참가 당시 심현철 교수 연구팀은 경기 진행 신호와 레이싱 규정을 준수하는 동시에 240km/h의 고속 자율주행이 가능한 소프트웨어를 성공적으로 구현했다. CES 2023 자율주행차 레이싱에서는 인디 레이싱용 IL-15차량을 자율주행차로 개조, 지난번 대회보다 성능이 더 업그레이드된 AV-23 차량을 사용하며 최고 300km/h까지 주행이 가능하다.
이번 대회에서는 CES2022에서 처음 시도된 레이싱 차량 2대 간의 1:1 자율주행 경주에서 보다 발전해 주행코스 제한 없이 자유롭게 다른 차를 추월해야 하며 토너먼트 형식으로 진행돼 가장 높은 속도로 계속 주행하는 팀이 우승을 차지하게 된다. 심 교수 연구팀은 CES 2022에서 검증된 SW를 보다 발전시켜 다른 차량 인식성능을 향상하고 고속으로 안정적으로 주행할 수 있도록 정밀 측위 및 주행 제어기술 개발에 주안점을 두고 있다.
심 교수 연구진은 2021년 현대자동차 주최 자율주행대회에서 우승한 바 있는데, 이번 CES 2023대회부터 현대자동차와 파트너십 계약을 체결하고 대회 참가에 필요한 금전적인 지원을 받고, 현대자동차 연구진과 자율주행 레이싱 기술 동향을 공유하게 된다.
CES 2023 기간 중 연구진은 웨스트홀(West Hall)에 위치한 IAC 공식 부스에서 KAIST 레이싱 팀의 기술 소개 등 행사에도 참여할 예정이다.
심현철 교수는 "외국에서 개최되는 대회에 계속 참가하면서 많은 어려움이 있는데 열심히 참여해준 학생들에게 깊이 감사하며, 우리 연구실에서 지난 13년간 개발한 자율주행기술을 검증할 수 있는 고속 자율주행 레이싱 대회에 계속 참여할 수 있어 무척 뜻깊게 생각한다"며, "고속자율주행기술은 우리나라 환경에서 장거리 이동 시 가장 효과적으로 적용할 수 있는 기술이며 고속철도나 도심 항공같이 막대한 인프라 구축 비용이 소요되지 않고 기상 조건의 영향도 크게 받지 않는 등 장점이 매우 크다"고 강조했다.한편, CES 2023 자율주행차 레이싱 대회는 CES 주관사인 미국소비자기술협회(CTA)와 에너지시스템즈네트워크(Energy System Network, ESN)가 공동으로 주최한다. KAIST 외 IAC 대회 우승자인 뮌헨공대, 매사추세츠공대(MIT), 취리히연방공대(ETH), 피츠버그대(PIT), 로체스터공대(RW), 워털루 대학 등이 참가할 예정이다. 인디 자율주행 대회는 2023년 6월 이탈리아 몬짜(Monza) 트랙에서 5회 대회, CES 2024에서 6회 대회를 개최할 예정이다.
2023.01.05
조회수 14039
-
국제 미래자동차 기술 심포지엄 2022 개최
우리 대학이 21일 제주시에 위치한 KAIST 친환경스마트자동차연구센터에서 ‘국제 미래자동차 기술 심포지엄’을 개최한다.
지난 수년간 코로나19 팬데믹으로 이동의 필요성이 일시적으로 줄어들었지만, 세계 각국 정부와 기업들은 지속가능한 교통과 물류 시스템을 갖추기 위해 발 빠르게 움직이고 있다. 이에 맞춰 전기차 및 자율주행은 물론 도심항공모빌리티(Urban Air Mobility, UAM)에 이르기까지 다양한 교통수단과 관련 기술에 대한 수요는 더욱 확대되고 있다.
‘미래 자동차 분야의 혁신(Innovations in Future Mobility)’을 주제로 열리는 이번 국제심포지엄은 전 세계가 직면하고 있는 모빌리티 분야의 난제와 이를 해결하기 위한 기술적·제도적 방안을 공유하고 논의하기 위해 마련됐다.
우리 대학 조천식모빌리티대학원(학과장 장인권)과 항공우주공학과(학과장 이정률)가 공동 주관하며, 자율주행, UAM 및 교통 에너지시스템 분야의 해외 석학을 초청해 세계 최고 수준의 미래자동차 기술 및 아이디어를 공유한다.
마르코 파보네(Marco Pavone) 미국 스탠포드대 교수는 ‘안전한 데이터 기반 자율성을 향하여(Towards Safe, Data-Driven Autonomy)’를 주제로 기조 강연에 나선다. 파보네 교수는 자율주행 자동차는 물론 무인 항공기, 자율 우주선 등이 완전하고 광범위한 자율성을 달성할 수 있을지에 대해 전망한다. 이를 위해, 안전한 데이터 기반의 소프트웨어 스택*(알고리즘들이 통합된 시스템)을 추구해야 한다고 설명하며, 차량 자율성 분야에서 해결되지 않은 문제들을 함께 논의한다.
이어지는 ‘자율주행’ 세션에서는 웨이 잔(Wei Zhan) UC버클리 교수와 금동석 조천식모빌리티대학원 교수가 주제 강연을 맡는다. 자율주행차가 사용될 실제 환경에서는 예측 불허한 일들이 벌어지고 여러 요소가 고도로 상호작용하며 운행에 영향을 준다.
잔 교수는 ‘확장가능하고 상호작용하는 자율성(scalable and interactive autonomy)’을 주제로 기술적 장애물을 극복할 아이디어를 청중과 공유한다. 특히, 교차방식의 자기/반지도학습(cross-modality self/semi-supervision)을 활용해 주변 환경과 상호작용하며 효율적으로 자율주행 기능을 확장하는 대표적인 방법들을 설명한다.
금동석 교수는 ‘세계적으로 확장 가능한 자율주행을 향해(Towards globally scalable autonomous driving)’를 주제로 강연한다. 최신 자율주행 인공지능 기술은 특정 지역의 환경을 위주로 학습한다는 한계를 가지고 있다. 이로 인해 제한된 범위 안에서만 주행할 수 있어 다양한 지역에서 활용하거나 사업화하는 데 많은 제약이 따른다. 금 교수는 세계 다양한 도시 및 국가에서 주행 가능한 자율주행 기술을 개발하기 위해 우리 대학이 어떤 기술적 난제를 해결하고자 하는지 소개한다.
이 밖에도 미래 항공 수단 세션에서는 신효상 영국 크랜필드대 교수와 우리 대학 이상봉 항공우주공학과 교수가 주제 발표하고, 지속가능한 운송 및 에너지시스템 세션에서는 리네트 체아(Lynette Cheah) 싱가포르 기술디자인대 교수와 박기범 조천식모빌리티대학원 교수가 참여한다.
행사를 총괄한 우리 대학 장인권 조천식모빌리티대학원장은 “이번 심포지엄은 미래자동차 기술 관련 연구를 선도하는 4개 대학 연구자들이 국제 공동연구 네트워크를 구축하는 계기가 될 것이며, 우리 대학이 그 구심점 역할을 할 것”이라고 포부를 밝혔다.
이광형 총장은 환영사를 통해 “이 자리에서 논의될 미래 모빌리티 기술은 현재 우리 사회가 직면하고 있는 교통 분야의 여러 문제를 해결할 열쇠이자, 궁극적으로는 인류의 이동 패러다임을 변화시킬 도화선이 될 것”이라고 격려했다.
2022.10.21
조회수 10682
-
악천후에서도 자율주행을 가능하게 하는 세계 최고의 4D 레이더 인공지능 기술 개발
우리 대학 조천식모빌리티대학원 공승현 교수 연구팀이 세계 최초로 악천후 상황에서 안정적인 자율주행을 가능하게 하는 4D 레이더(Radar)의 주변 객체 인지 인공지능 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 연구팀은 구축된 인공지능 학습 데이터셋(Dataset)인 KAIST-레이더(이하 K-레이더)와 개발된 인공지능 신경망(RTN4D) 그리고 전 세계 연구자를 위한 4D 레이더 인공지능 개발 플랫폼(Platform)과 관련 벤치마크(Benchmark)를 모두 공개한다고 밝혔다.
현재 전 세계적으로 개발되고 있는 자율주행 자동차는 주로 카메라와 라이다(LiDAR)에서 출력되는 이미지와 포인트 클라우드(Pointcloud) 데이터를 적절한 인공지능 신경망으로 처리해 자동차 주변의 객체들을 인식하는 방식으로 구현돼 있다. 그러나 카메라와 라이다는 각각 가시광선과 적외선을 사용하므로 눈비 또는 안개 상황에서 측정 성능이 크게 떨어지는데, 이로 인해 주변 객체들에 대한 인식이 어려워져 안전한 자율주행이 불가능하다.
더구나, 차내에 설치할 수 있는 카메라와 달리 자동차의 지붕에 설치하는 라이다는 외부 환경에 노출돼 있어서 그 표면에 눈비 또는 흙먼지가 묻는 경우 라이다를 이용한 전방 탐지가 어려워진다. 공승현 교수는 "젖은 도로에서 전방에 주행 차량이 있는 경우, 그 바퀴에서 일어나는 흙먼지가 섞인 물보라로 라이다 표면이 빠르게 더럽혀지고, 결과적으로 모든 전방 객체에 대한 라이다 측정이 불가능해진다ˮ고 설명한다. {그림 1 참조}
적외선을 사용하는 라이다와는 달리 77기가헤르츠(GHz) 대역의 자동차 레이더는 눈, 비, 안개 등의 악천후 상황에 매우 강건하며 표면에 눈비나 흙먼지가 묻은 상황에서도 안정적인 측정 결과를 보인다. 최근에는 고해상도의 4D 레이더(대상까지의 거리, 방위각, 높이, 도플러 주파수를 측정)가 개발돼 상용화되고 있으며, 그 성능도 빠르게 향상되고 있다.
이에 따라서 전 세계적으로 4D 레이더에 인공지능을 이용한 주변 인지 기술 연구가 시작되고 있지만, 4D 레이더에 필요한 인공지능 연구는 매우 더디게 진행되고 있다. 카메라나 라이다와 달리, 고성능 인공지능 개발에 필수적인 충분한 데이터셋이 구축되지 못하고 있기 때문이다. 2021년부터 4D 레이더의 포인트 클라우드 데이터셋이 일부 공개됐으나, 데이터의 양이 충분하지 않고 측정치가 매우 희소해 신뢰할 만한 객체 인식 인공지능 신경망 개발이 쉽지 않다.
연구팀이 공개하는 K-레이더는 악천후를 포함한 다양한 날씨 및 교통 상황에서 수집된 다양성 높은 데이터셋이며, 정확히 동기된 카메라와 라이다 측정 데이터와 함께 구축된 13테라바이트(TB)에 이르는 대용량으로 세계 최초의 4D 레이더 데이터셋이다. 특히, K-레이더는 포인트 클라우드 형태가 아닌 인공지능 신경망의 성능을 극대화할 수 있는 텐서(Tensor) 형태의 데이터셋으로, 이는 일반적인 레이더의 잡음 제거 방식을 사용하지 않아 잡음 수준의 미약한 미세 측정치를 온전히 담고 있는 형태의 데이터셋이다.
연구팀이 개발한 4D 레이더 인공지능 신경망(RTN4D)은 K-레이더로 수많은 학습을 진행했고, 그 결과 다양한 날씨와 도로 상황에서 70m 이내의 객체에 대해 객체 판별, 위치 추정 및 주행 방향 추정의 3가지 추정을 정확히 수행하는 경우가 최종 62.5%인 세계 최고의 성능을 가진다.
또한, 연구팀은 전 세계의 연구자들이 자체적으로 데이터를 추가 구축하고 신경망 기술을 개발하며 그 성능을 자체 평가할 수 있도록 레이더용 인공지능 신경망 개발 플랫폼과 벤치마크도 공개 제공한다.
조천식모빌리티대학원 공승현 교수는 "눈이나 비가 오는 날씨에서 4D 레이더 인공지능 신경망은 기존 라이다 인공지능 신경망 보다 훨씬 더 안정적인 주변 객체 인지 성능을 갖는데, 이는 4D 레이더가 악천후에서 자율주행을 위한 필수 센서임을 보여주는 결과이며{그림 2 참조}, 최근 미국의 웨이모(Waymo)와 이스라엘의 모빌아이(Mobileye)가 수년 내로 4D 레이더를 자율주행의 주요 인지 센서로 활용할 계획임을 공개적으로 밝힌 이유다ˮ라며 "우리 연구팀이 공개한 K-레이더와 4D 레이더 인공지능 개발 플랫폼 및 벤치마크를 통해, 향후 4D 레이더에 관한 인공지능 연구가 더욱 활발히 진행될 것으로 기대한다ˮ라고 말했다.
K-레이더, 4D 레이더 인공지능 신경망(RTN4D), 4D 레이더 인공지능 개발 플랫폼과 벤치마크는 연구실 홈페이지(http://ave.kaist.ac.kr/)와 깃허브(https://github.com/kaist-avelab/K-Radar)를 통해서 배포될 예정이다. 이번 연구는 한국연구재단(NRF) 및 정보통신기획평가원(IITP)의 지원과 ㈜스마트레이더시스템의 협력으로 수행됐으며, 연구 성과는 백동희 박사과정 학생이 2022년 12월에 열리는 세계적인 인공지능 컨퍼런스인 `뉴립스(NeurIPS) 2022' 데이터셋&벤치마크 트랙(Datasets and Benchmark Track)에서 발표할 예정이다(논문명: K-Radar: 4D Radar Object Detection Dataset and Benchmark for Autonomous Driving in Various Weather Conditions)
2022.10.20
조회수 11565
-
우리 대학, CES 2022 자율주행 레이싱 참가
우리 대학이 2022년 1월 5일부터 8일까지 미국 라스베이거스에서 열리는 세계 최대 전자·정보기술 전시회 CES 2022(Consumer Technology Association)의 공식행사인 ‘자율주행 레이싱’에 참가한다.
1월 7일 라스베이거스 모터스피드웨이(IMS)에서 개최 예정인 ‘CES 2022 자율주행차 레이싱’은 대학팀들의 기술력을 기반으로 자율주행 성능 향상과 상용화를 독려하고 대중에게 성과를 공유하고자 추진됐다.
이 대회는 지난 10월 23일 미국 인디애나폴리스에서 열린 ‘인디 자율주행 챌린지(Indy Autonomous Challenge, IAC)’에 이은 대회다. IAC 대회에서 심현철 교수 무인시스템 연구팀은 총 9개 팀 중 코스를 완주한 최종 4개 팀에 들어 CES 2022 참가권을 획득했다. 그 결과 아시아 유일 팀으로 CES 2022 자율주행 레이싱에 출전해 미국·유럽 대학들과 최고 속도를 겨룰 예정이다.
IAC 대회 참가 당시 심현철 교수 연구팀은 정찬영 박사 과정 학생을 팀장으로 하여 경기 진행 신호와 레이싱 규정을 준수하는 동시에 200km/h의 고속 자율주행이 가능한 소프트웨어를 성공적으로 구현했다. CES 2022 자율주행 레이싱에서는 인디 레이싱용 IL-15차량을 자율주행차로 개조한 AV-21 차량을 사용하며, 최대 300km/h까지 주행이 가능하다.
특히 눈여겨볼 점은 이번 대회에서는 레이싱 차량 2대 간의 1:1 자율주행 경주를 통해 토너먼트 형식으로 순위를 겨룬다는 것이다. 이에, 연구팀은 소프트웨어의 성능을 더욱 향상하여 최고 주행 속도를 내는 것은 물론이고, 다른 차량과 안정적으로 나란히 달리는 정밀측위 기술 개발에도 주안점을 두고 있다.
심현철 교수는 “이와 같은 기술은 미래의 자율주행차량이 다른 차들과 함께 고속으로 안전하게 장거리를 이동하는 데 있어 핵심 요소다. 서울-대전을 200km/h의 자율주행으로 간다고 가정할 때, 운전 피로도를 거의 느끼지 않고 1시간 내 도착이 가능하다. 또한 고속철도나 도심 항공처럼 막대한 인프라 구축 비용이 필요하지 않고 기상 조건의 영향도 크게 받지 않기 때문에 고속 자율주행은 우리나라 환경에 맞는 장거리 이동의 새로운 주역이 될 것”이라고 강조했다.
이어, “최근 10년간 CES 행사에서 자율주행이 중요한 주제로 떠올라 많은 기업이 적극적으로 참여하고 있어 매우 기쁘다. 우리 연구팀이 자체적으로 개발한 고속 자율주행기술로 세계 최고 대학 연구팀들과 경쟁하게 되어 큰 보람을 느낀다”라고 참가 소감을 전했다.
한편, CES 2022 자율주행 레이싱은 CES 주관사인 미국소비자기술협회(Consumer Technology Association, CTA)와 에너지시스템즈네트워크(Energy System Network, ESN)가 공동으로 주최한다. 우리 대학 외에도 IAC 대회 우승자인 독일 뭔헨공대와 매사추세츠공대(MIT), 스위스 취리히공대(ETH), 피츠버그대(PIT), 로체스터공대(RW), 캐나다 워털루 대학 등이 대회에 출전할 예정이다.
2021.12.09
조회수 8897
-
KI-로보틱스, 『2021 현대자동차 자율주행 챌린지』 최종 우승 차지
우리 대학 자율주행 개발팀 'KI-로보틱스(지도교수 심현철)'팀이 29일(월)에 서울 상암동 ‘자율주행자동차 시범운행지구’에서 개최된 『2021 현대자동차 자율주행 챌린지』 본선에서 최종 우승을 차지했다.이 대회는 국내 대학의 자율주행 기술 개발을 독려하고 우수 인재를 육성하기 위해 현대차그룹이 2010년부터 시행한 국내 최대의 대학생 대상 자율주행차 경진대회이다.
올해는 총 23개 대학이 참가했으며 이 중 KAIST, 성균관대, 인천대, 충북대, 인하대, 계명대 6개 대학이 예선을 거쳐 본선에 올랐다. 29일(월) 본선에는 오세훈 서울시장을 비롯해 박정국 현대차 사장, 박동일 현대차 부사장, 서정식 현대오토에버 대표이사, 장재호 현대모비스 전무 등이 참석했다.
대회는 교통이 통제된 시범운행지구 내 총 4㎞ 구간에서 자율주행 차량 6대가 동시에 주행하는 방식으로 진행했다. ▲차량 회피 및 추월 ▲교차로 통과 ▲신호등·차선·제한속도·스쿨존 등 도심 교통법규를 준수하면서 정해진 코스를 주행했다. 제한 시간 내에 빨리 완주한 순으로 순위를 매기되 법규 위반 항목에 대해서는 점수를 차감하는 방식으로 평가했다. 비상 상황을 대비해 차량에는 운전자와 평가자가 탑승했으며 주행 모습을 무대에 마련된 대형 스크린 및 유튜브를 통해 실시간으로 중계했다.
KI-로보틱스는 1차 시기에서 인천대와 접전을 펼친 끝에 11분 27초로 피니쉬 라인을 1등으로 통과했다. 2차 시기는 신호 등 교통 상황으로 인해 16분대에 들어왔으나 최종적으로 11분 27초의 기록으로 6개 대학 가운데 1위를 차지했다. 또한 페널티를 받지 않아 감점 점수가 없었다.
특히 눈여겨볼 점은 KI-로보틱스가 속도보다는 차량의 인지 판단 위주로 알고리즘을 설계했다는 것이다. 본선에 오른 6개 대학 중 유일하게 GPS(위치측정 시스템)를 차량에서 제외하여 GPS의 위험성을 최소화하는 전략을 실행했다.
이는 도심 환경에서 GPS 수신이 안정적이지 않아 위치에 오차가 생기면 안전한 주행에 문제가 생길 수 있다는 점을 고려한 것이었다. 대안으로 라이다 센서 3개와 차량 앞뒤에 카메라를 각각 한 개씩 탑재하고 자체 개발한 도심 맞춤형 SLAM 기술로 정밀 맵을 구축 및 측위 기술을 구현하였다.
또한 고속 주행에 주력한 다른 팀들에 비해 다른 차들의 위치를 고려한 추월 경로 생성 기술을 개발하여 실제 도심 교통법규를 원활히 준수하는 동시에 앞차를 추월하는 등의 장애물을 회피해야 하는 상황에 대응하는 데 유리했다. 이를 통해 1~2차 시기 통틀어 우리 대학이 가장 빠른 구간기록을 기록할 수 있었다.
우리 대학 KI-로보틱스 팀장인 전기및전자공학부 박사과정 이대규 학생은 "예선전 4위로 출발 위치가 예상보다 뒤에 배정되는 변수에도 앞차를 추월해 결국 구간기록 기록을 줄일 수 있었다” 라고 설명했다.
지도교수인 심현철 교수는 "지난 10여 년간 우리 연구실에서 독자적으로 자율주행 기술을 자체 개발하여 온 노력이 열매를 맺어 매우 기쁘게 생각하며, 어려운 여건에도 불구하고 최선 이상의 노력을 기울인 이대규 팀장과 개발에 참여한 모든 학생에게 감사의 말을 전한다” 라고 말했다.
우승의 영예를 안은 우리 대학의 KI-로보틱스팀(11분 27초) 다음으로 충북대(13분 31초)가 준우승을, 인천대(14분 19초)가 3위을 차지했다. 이어서 4위 인하대, 5위 성균관대, 6위 계명대 순으로 입상했다.
우승팀은 상금 1억 원과 함께 북미 견학 기회를 얻었으며 준우승팀은 상금 5000만 원과 함께 중국 견학 기회를 얻었다. 3위를 기록한 인천대(14분 19초)는 상금 3000만 원, 4위 인하대는 상금 1000만 원, 5위 성균관대와 6위 계명대는 각각 상금 500만 원을 받았다.
이대규 팀장은 "인생에서 가장 벅찬 순간이다. 팀원들과 17개월 동안 달려온 시간이 생각나 눈물이 날 것 같다. 함께 대회 준비한 팀원들에게 고맙고 무엇보다 이렇게 연구할 수 있게 지원해주신 교수님께 감사드린다” 라고 소감을 전했다.
현대차그룹 관계자는 "이번 대회는 국내 최초로 전기차 기반으로 실제 도심 교통환경에서 여러 대의 자율주행 차량이 동시에 주행하며 기술 시연을 펼쳤다는 점에서 의의가 있다”라고 말했다. 이어, "앞으로도 대학 및 지자체와 유기적으로 협력해 자율주행 생태계를 공고히 구축하는 데 지속해서 앞장서겠다” 라고 밝혔다.
2021.11.30
조회수 11768
-
초소형·저전력·저잡음 브릴루앙 레이저 구현 성공
우리 대학 물리학과 이한석, 이용희 교수 공동연구팀(초세대협업연구실)이 경북대학교 최무한 교수, 호주국립대학교 최덕용 교수 연구팀과 공동연구를 통해 초소형·저전력·저잡음 *브릴루앙 레이저를 구현하는 데 성공했다고 23일 밝혔다. 주파수의 흔들림이 거의 없는 초소형·저전력·저잡음 광원은 차세대 초정밀 광센서 구성에 필요한 핵심 소자다.
☞ 브릴루앙 레이저(Brillouin laser): *브릴루앙 산란에 기반해 레이저 빛을 생성 증폭하며, 따라서 레이저의 매질이 브릴루앙 산란을 쉽게 일으킬수록 더 작은 에너지로도 작동할 수 있다. 출력 레이저 빛은 입력된 펌프 빛보다 주파수의 흔들림이 작고 매우 낮은 잡음을 갖는다.
☞ 브릴루앙 산란(Brillouin scattering): 빛이 매질과 상호작용을 통해 음파(acoustic phonon)를 생성하고 산란되는 현상. 산란된 빛은 음파의 에너지에 대응되는 주파수 감소를 겪으며, 유도 방출(stimulated emission) 즉 동일한 특성의 빛을 복제하는 것이 가능해 레이저 구성에 이용될 수 있다.
공동연구팀은 기존에 주로 사용돼온 물질보다 브릴루앙 산란 현상이 수백 배 잘 일어나는 칼코겐화합물 유리를 기반으로 브릴루앙 레이저를 개발함으로써 성능을 극대화했다. 칼코겐화합물 유리는 화학적 불안정성으로 인해 칩 상에서 식각을 통한 성형이 어렵다는 근본적인 약점이 있지만 연구팀은 증착 과정에서 자발적으로 광소자가 구성되는 새로운 제작 기법을 개발해 이런 문제를 해결했다.
연구팀이 개발한 제작 기법은 겨울철 지붕 위에 쌓인 눈의 형태가 지붕의 형태에 의해 정해지므로 눈을 직접 만지지 않고서도 지붕의 형태만을 조절해 원하는 눈의 형태를 얻는 것에 비유할 수 있다. 즉, 현재 반도체 공정 기술로 가공하기 쉬운 산화규소를 이용해 바닥구조를 적절히 형성하면, 그 위에 칼코겐화합물 유리를 증착하는 것만으로도 우수한 성능의 광소자가 자발적으로 형성되는 현상을 최초로 입증한 것이다.
공동연구팀은 자체 개발한 이 제작 기법을 활용해서 칼코겐화합물 유리 기반 고성능 브릴루앙 레이저를 반도체 칩 상에 초소형 광소자의 형태로 구현하는 데 성공했다. 또 기존 기록보다 100배 이상 낮은 펌프 에너지로도 레이저 구동이 가능함을 밝혔다.
공동연구팀 관계자는 "소형화 및 저전력 구동은 상용화를 위한 필수적인 요소ˮ라면서 "공동연구팀의 브릴루앙 레이저 광원 개발은 자율주행에 필요한 거리뿐만 아니라 회전관성 센서의 감도를 획기적으로 개선하는 등 차세대 광센서 개발에 널리 활용될 것으로 기대가 크다ˮ고 말했다.
그는 또 "연구 과정에서 개발한 신공정 기법은 지금껏 활용할 수 없었던 다양한 물질을 미세 광학소자 분야에 도입, 가능케 했다는 점에서 매우 의미가 클 뿐 아니라 향후 널리 활용될 가능성이 큰 원천기술이다ˮ라고 의미를 부여했다.
이번 연구를 주도한 교신저자 이한석 교수는 "칼코겐화합물 유리는 다양한 분자의 흡수선이 존재하는 중적외선 대역에도 적용 가능해 분자 분광에 기반한 환경감시 및 헬스케어 분야까지 그 응용범위를 넓힐 수 있을 것ˮ이라고 내다봤다. 또 다른 교신저자인 최덕용 교수는 "연구 과정에서 개발된 공정기법은 다양한 물질의 이종 결합(hybrid integration)을 가능하게 해 미래 양자 인터넷의 핵심 소자인 고효율 양자 광원 및 양자 메모리 분야에도 응용될 수 있다ˮ고 강조했다.
우리 대학 물리학과 김대곤 박사과정 학생과 한상윤 박사후연구원(現 대구경북과학기술원 교수)이 공동 제1 저자로 참여한 공동연구팀의 이번 논문은 국제학술지 `네이쳐 커뮤니케이션스(Nature Communications)' 11월 23일 字에 실렸다. (논문명: Universal light-guiding geometry for on-chip resonators having extremely high Q-factor)
한편 이번 연구는 2018년 삼성미래기술육성사업에 선정돼 지속적인 지원을 받아 수행됐다.
2020.12.23
조회수 59271