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숨겨진 효소 쏙쏙 찾아내는 인공지능 개발 대장균은 가장 많이 연구된 생명체 중 하나에 해당되지만 아직 대장균을 구성한 단백질 30%의 기능에 대해 명확하게 밝혀지지 않았다. 이에 대해 인공지능을 활용하여 아직 명확하게 밝혀진 바 없던 단백질에서 464종의 효소를 발견하였으며, 이 중 3종의 단백질의 예측된 기능을 시험관 내 효소 분석 방법을 통해 검증하는데 성공하였다. 우리 대학 생명화학공학과 이상엽 특훈교수와 캘리포니아대학교 샌디에이고(UCSD) 생명공학과 버나드 펄슨(Bernhard Palsson) 교수 공동연구팀이 단백질 서열을 활용, 해당 단백질의 효소 기능을 예측할 수 있는 인공지능, `딥 EC 트랜스포머(DeepECtransformer)'를 개발해 빠르고 정확하게 효소 기능을 파악할 수 있는 예측 시스템을 구축했다고 24일 밝혔다. 효소는 생물학적 반응을 촉매하는 단백질로서, 생명체 내 존재하는 다양한 화학 반응과 이에 따라 결정되는 생명체의 대사 특성을 파악하기 위해서는 각 효소의 기능을 이해하는 것이 필수적이다. EC 번호(효소 고유 번호, Enzyme Commission number)는 국제생화학 및 분자 생물학연맹 (International Union of Biochemistry and Molecular Biology, IUBMB)가 고안한 효소 기능 분류 체계로서, 다양한 유기체의 대사 특성을 이해하기 위해선 게놈 서열에서 존재하는 효소의 종류와 EC 번호를 빠르게 분석할 수 있는 기술 개발이 필요하다. 단백질의 기능 및 효소 기능 예측을 위해 인공지능을 활용하는 다양한 예측 시스템 또한 보고됐지만, 인공지능의 추론 과정을 직접 확인할 수 없는 블랙박스(black box)의 특징을 가졌거나, 효소 서열 내 아미노산 잔기(최소 단위) 수준으로 해석하지 못하는 문제가 있었다. 공동연구팀은 심층학습 기법과 단백질 상동성 분석 모듈을 활용해 주어진 단백질 서열의 효소 기능을 예측하는 인공지능 딥 EC 트랜스포머(DeepECtransformer)를 개발했다. 연구팀은 이번 연구에서 더 다양한 효소 기능을 정확하게 예측할 수 있도록 단백질 서열 전체 문맥에서 효소 기능에 중요한 정보를 추출하였고, 이를 통해 효소의 EC 번호를 정확하게 예측할 수 있었다. 개발된 인공지능은 총 5,360종류의 EC 번호를 예측할 수 있었다. 공동연구팀은 나아가 딥 EC 트랜스포머의 인공신경망 내 정보 흐름을 분석하여 인공지능이 추론 과정에서 효소 기능에 중요한 활성 부위나 보조 인자 결합 부위 정보를 활용하고 있음을 밝혀냈다. 이처럼 인공지능의 블랙박스를 해석함으로써 인공지능이 학습 과정에서 스스로 효소 기능에 중요한 특징을 파악하고 있음을 연구팀은 확인했다. 이번 논문의 제1 저자인 우리 대학 김기배 박사과정생은 “이번에 개발한 예측 시스템을 활용해 아직 밝혀진 적 없던 효소의 기능을 새롭게 예측하고 실험으로 검증할 수 있었다”고 말했다. 그는 또한 “딥 EC 트랜스포머를 활용해 생명체 내 밝혀지지 않았던 효소를 파악함으로써 유용 화합물을 생합성하기 위해 필요한 효소나 플라스틱을 생분해하기 위해 필요한 효소 등 다양한 대사 과정을 새롭게 밝혀낼 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 또한 이상엽 특훈교수는 “효소 기능을 빠르고 정확하게 예측하는 딥 EC 트랜스포머는 기능 유전체학의 핵심 기술로서 시스템 수준에서 전체 효소들의 기능들을 분석할 수 있게 한다”며 “이를 활용해 모든 효소 정보를 포함한 대사 네트워크를 기반으로 친환경 미생물 공장 개발을 수행할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 생명화학공학과 김기배 박사과정이 참여한 이번 논문은 국제 학술지 네이처(Nature) 誌가 발행하는 `네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 동료 심사를 거쳐 11월 14일 字 게재됐다. ※ 논문명 : 트랜스포머 레이어와 딥러닝을 사용하여 효소 인코딩 유전자의 기능적 주석 달기 (Functional annotation of enzyme-encoding genes using deep learning with transformer layers) ※ 저자 정보 : 김기배 (한국과학기술원, 제1 저자), 김지연 (한국과학기술원, 제2 저자), 이종언 (한국과학기술원, 제3 저자), Charles J. Norsigian (UCSD, 제4 저자), Bernhard O. Palsson (UCSD, 제5 저자) 및 이상엽(한국과학기술원, 교신저자) 포함 총 6 명 한편, 이번 연구는 과기정통부가 지원하는 ‘석유대체 친환경 화학기술개발사업의 ‘바이오화학산업 선도를 위한 차세대 바이오리파이너리 원천기술 개발’ 과제(과제책임자 KAIST 이상엽 특훈교수)의 지원을 받아 수행됐다.
2023.11.24 조회수 681
우리 대학, 국내 최초 스프링거 네이처와 오픈액세스 계약 체결 우리 대학은 스프링거 네이처(Springer Nature)와 오픈액세스(OA) 전환계약(Transformative Agreement, TA)을 체결함으로써 스프링거 하이브리드 저널에 대해 KAIST 연구자들이 출판비용을 지불하지 않고, 자유롭게 오픈액세스 논문을 출판하는 것이 가능해졌다고 20일 밝혔다. 출판사 스프링거 네이처는 과학기술을 비롯하여 전 학술 분야를 망라하는 글로벌 학술 출판사이며, 오픈액세스란 인터넷상에서 무료로 논문을 볼 수 있게 공개하여 자유롭게 학술정보에 접근할 수 있는 것을 말한다. 구독 액세스와 OA 출판을 하나로 통합하는 전환계약은 읽기 및 출판 권한을 동시에 갖게 되어 KAIST 연구자들이 자유로운 논문 접근과 함께 자신의 연구 논문을 공개하여 모든 사람이 즉시 사용할 수 있게 된다. 연구자들은 2024년부터 2026년까지 3년 동안 약 2,350개의 스프링거 네이처 저널에 접근할 수 있으며 논문 출판비에 대한 부담도 함께 덜게 되었다. 학술문화원장 김민수 교수는 “이번 전환계약은 구독료를 오픈액세스 논문출판비로 전환하는 효과를 가짐과 동시에 우리의 연구를 전 세계 누구나 어떠한 장벽이나 제약 없이 접할 수 있게 되어 우수 연구성과를 널리 공유하는 기회가 될 것으로 기대한다”고 말했다. 또한“향후 타 출판사와도 전환계약을 추진하는 등 오픈액세스 활성화 정책을 적극적으로 지원할 계획이며 한국교육학술정보원(KERIS), 한국과학기술정보연구원(KISTI), 국립중앙도서관 등에서 추진하는 국가 차원의 오픈액세스 활성화 정책에도 적극 힘을 보탤 것”이라고 밝혔다. 스프링거 네이처와의 이번 오픈액세스 전환계약은 국내 최초 사례이며, 아시아에서는 일본에 이어 두 번째 사례로 전 세계적으로 모든 연구과제 결과를 누구에게나 볼 수 있도록 공개하는 오픈액세스 정책이 가속화되고 있음을 보여주고 있다. 한편, 우리 대학 관계자는 오늘의 성과가 있기까지 부단한 노력이 있었다고 밝혔다. 2020년부터 KAIST 도서관은 ‘OA 태스크 포스’를 운영해 전 세계 동향을 예의 주시하며 정보를 수집했고, KAIST 연구정책전략팀과의 협력을 통해 ‘OA 논문게재료 지원 사업’ 홍보 및 도서관 홈페이지에 오픈액세스 안내 페이지 개설 등으로 인식의 기반을 다졌다. 또한 최근에는 연구자들을 대상으로 관련 설문조사를 진행해 참여 인원의 93.4%가 오픈액세스 논문출판 의향이 있음을 확인하는 등 적극적으로 전환계약을 추진한 결과, 가장 먼저 스프링거 네이처와 계약을 체결하는 결실을 맺었다.
2023.10.20 조회수 2072
1형당뇨 환우 청소년에게 KAIST 과학캠프 제공 우리 대학은 한국1형당뇨병환우회(대표 김미영, 이하 1형환우회)와 함께 '2023 1형당뇨 청소년 KAIST 과학 캠프'를 개최했다. 1형환우회의 제안으로 20일부터 이틀간 KAIST 대전 본원 전산학동에서 열린 캠프에는 초등학교 5학년부터 고등학교 2학년까지 32명의 청소년이 참가했다. 학생들은 KAIST 기숙사에서 1박 2일간 생활하며, 학부생 동아리 케이렛(K-Let)의 진로 멘토링, 교원 및 대학원생 특강, 리더십 프로그램, 랩투어 등에 참가했다. 특히, 학부모도 함께 참석한 특강에는 시각장애인으로 의료 인공지능을 연구하는 가현욱 KAIST 융합인재학부 교수가 '꿈은 어디에서 오는가?'라는 제목으로 강연했다. 시각장애라는 제약 속에서 과학자를 꿈꾸게 된 계기와 이뤄가는 과정을 통해 "꿈은 경쟁하고 비교하며 확인하는 것이 아니라 자신 삶에 대한 바른 질문과 일상의 소소한 일들을 수용하고 사랑하는 태도에서 시작된다"라고 강조했다. 중증장애인 중 처음으로 KAIST에 입학한 박혜린 전산학부 석사과정 학생도 '내가 가진 특별함으로 반짝이기'를 주제로 휠체어를 타고 KAIST 학부에 입학한 뒤 대학원생이 되기까지 겪은 진솔한 삶의 이야기를 학생들과 공유하는 시간을 가졌다. 이외에도, 사람의 움직임을 돕는 착용형 로봇을 개발하는 공경철 기계공학과 교수 연구실, 영상 효과에 사용되는 컴퓨터 그래픽 기술을 개발하는 노준용 문화기술대학원 교수 연구실, 물리적 자극과 세포의 상호작용을 연구해 생명과 질병에 대해 알아보는 신현정 기계공학과 교수 연구실을 탐방하며 사람과 세상을 위한 연구 현장에서 과학 기술을 직접 보고 듣는 경험을 쌓았다. 캠프에 참석한 초등학교 6학년 이승현 학생은 "작년 12월에 발병한 뒤 이번 캠프에서 처음으로 환우회 형, 누나들을 직접 만나게 되어 기뻤고 동경했던 KAIST에서 랩투어를 하면서 사람을 이롭게 하는 과학 기술에 흥미를 가지게 되었다"고 말했다. 1형환우회 김미영 대표는 "1형당뇨병은 환자가 의학적 지식뿐만 아니라 새로운 의료기술이나 IT 기술 등도 적극적으로 받아들이고 활용하여 관리해야 하는 질환"이라고 설명하며, 이어 "1형당뇨 청소년들이 과학 기술에 관심을 가질 수 있는 좋은 기회가 된 것 같다"라고 전했다. 류석영 전산학부장은 "이번 캠프는 카카오헬스케어, 아이센스, 애보트 등의 기업이 재정을 후원하고 KAIST 과학영재교육연구원을 비롯해 생활관, 식당 등 학내 다양한 부처에서 적극적으로 도움과 지지를 보내준 교직원들 덕분에 가능했다"라며, "KAIST에서 보낸 1박 2일이 1형환우회 청소년들에게 행복한 기억으로 남길 기대한다"라고 밝혔다. 한편, 이번 캠프를 주최한 KAIST 전산학부는 지난 2월 전산학부와 카카오임팩트(이사장 홍은택)와 '사회 변화 및 사회 문제 해결에 기여하는 기술 개발 및 기술 인력 발굴' 업무 협약을 추진했다. 이후, 학부생 동아리 케이렛(K-Let)이 김미영 카카오임팩트 펠로우가 대표로 있는 1형환우회 청소년들의 멘토링을 진행해 왔다. 올해 2학기에는 전산학부에 테크 포 임팩트(Tech for Impact) 수업을 개설해 사회 문제 해결을 위한 학부생들의 관심을 제고하고, 디지털 기술의 사회적 활용을 제안하는 프로젝트를 운영할 계획이다.
2023.07.21 조회수 1875
말기 고형암 표적 2세대 면역치료제 개발 암은 현대인의 건강을 위협하는 대표적인 질병으로 꼽히고 있다. 최근의 암 연구 중에서 가장 많은 진전이 있었던 분야는 암 환자가 갖고 있는 면역체계를 활용해 암을 극복하는 면역 항암치료다. 여기 기존의 모든 항암 치료에 불응한 말기 고형암 환자들에게 적용 가능한 차세대 면역 항암 치료법이 개발되어 화제다. 우리 대학 생명과학과 김찬혁 교수 연구팀이 면역시스템이 억제되는 종양미세환경을 극복하는 ‘2세대 T세포 수용체 T (T cell receptor specific T, 이하 TCR-T) 세포’ 치료제를 개발했다고 20일 밝혔다. 연구팀은 유전자 조작을 통해 암세포를 직접 파괴할 수 있도록 하는 TCR-T 세포 치료제 제작에 크리스퍼-캐스9 유전자 편집 기술을 이용해 T 세포 수용체 신호전달의 핵심적인 CD247 유전자에 추가신호 전달체인 트레프2-결합 도메인이 포함되도록 개량했다. 이러한 유전자 편집을 통한 개량은 TCR-T 세포의 증식 및 지속성을 향상시켰고, 생쥐를 이용한 악성 흑색종 모델에서 탁월한 항암 효과를 보임을 확인했다. KAIST 생명과학과 나상준 박사와 김세기 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 '저널 포 이뮤노쎄라피 오브 캔서 (Journal for Immunotherapy of Cancer)'에 지난 4월 5일 출판됐다. (논문명: Engineering second-generation TCR-T cells by site-specific integration of TRAF-binding motifs into the CD247 locus) 초기 미비한 항암 효과를 보이던 1세대 키메라 항원 수용체 (chimeric antigen receptor, 이하 CAR)를 장착한 CAR-T 세포와 다르게, 추가신호 전달체가 포함된 2세대 CAR-T 세포는 말기 백혈병 환자들을 대상으로 80% 이상의 높은 치료 효과를 보이며 ‘기적의 항암제’로 불리고 있다. 하지만 현 CAR-T 치료제는 B세포성 급성 백혈병과 다발 골수종 같은 혈액암에만 치료 효과가 국한돼 있으며, 고형암 환자들을 대상으로 높은 치료효과를 보이는 CAR-T 치료제가 아직까지 없다는 점이 해결해야 할 과제로 대두되고 있다. 또한 TCR-T 치료제는 CAR-T와는 다르게 아직 1세대 구조에 머물고 있다. 이러한 관점에서, 연구진은 고형암을 표적으로 하는 TCR-T 세포에 추가 신호 전달체인 트레프2-결합 도메인이 포함된 2세대 TCR-T 세포 치료제를 개발했다. 단일 단백질로 이뤄진 CAR와 다르게 단백질 복합체를 형성하는 TCR에 추가신호 전달체를 포함시키는 엔지니어링은 훨씬 도전적이다. 연구진은 다양한 시도 끝에 TCR의 형성과 기존 신호전달에 영향을 주지 않으면서 동시에 추가 신호가 유발되는 최적의 TCR 모듈을 구축했다. 제1 저자인 나상준 박사는 “고형암이 형성하는 면역억제 환경에서, 기존 1세대 TCR-T 세포의 항암효과는 제한될 수 밖에 없다”라며 “반면 2세대 TCR-T 세포는 면역억제 환경에서도 지속적인 항암효과를 유지하도록 고안된 기술 전략으로, 기존 치료제의 효과를 기대하기 어려운 고형암 환자들에게 필요한 치료제가 될 것으로 기대한다”라고 말했다. 이번 연구는 삼성전자 미래기술육성센터의 지원을 받아 수행됐다.
2023.04.20 조회수 2465
카카오임팩트와 사회문제 해결 기여를 위한 기술 생태계 조성 업무 협약 체결 우리 대학이 카카오임팩트(이사장 홍은택)와 2월 28일 사회 변화 및 사회 문제 해결에 기여하는 기술 개발 및 기술 인력 발굴을 위해 업무 협약을 체결했다. 카카오임팩트와 우리 대학은 사회 변화에 기여하는 인재를 양성하고, 임팩트 기술 생태계의 조성을 위해 힘을 모을 예정이다. 이번 업무 협약은 카카오임팩트의 새로운 이니셔티브(Initiative)인 '테크 포 임팩트(Tech for Impact)'의 일환으로 진행한다. 테크 포 임팩트는 디지털 기술과 소셜 임팩트 영역이 만나면 사회 문제 해결을 위해 더 큰 변화와 영향력이 발휘될 수 있다는 것을 전제로, 소셜 벤처나 비영리 스타트업 등의 소셜 임팩트 조직과 기술 인력 간의 연결을 지향한다는 의미를 담고 있다. 카카오임팩트와 우리 대학은는 테크 포 임팩트의 추진을 위해 ▲프로젝트 수업 개설 ▲임팩트 조직 대상 기술 및 인력 지원 ▲기술 개발 및 기술 윤리 관련 연구 협력 등을 함께 진행한다. 먼저, 오는 2023년 2학기에 전산학부 학생들을 대상으로 하는 테크 포 임팩트 수업을 개설해 사회 문제 해결을 위한 인식과 감수성을 제고하고, 디지털 기술의 사회적 활용을 제안하는 프로젝트를 운영할 계획이다. 해당 수업의 멘토로 카카오임팩트의 펠로우들과 카카오 개발자들이 참여한다. 또한 수업에서 실제로 제안된 프로젝트를 토대로, 임팩트 조직을 대상으로 기술 자문 및 지원을 진행한다. 이 밖에도 사회 문제 해결에 필요한 디지털 기술 개발과 기술 윤리 관련 연구도 함께 실행해 갈 계획이다. 카카오임팩트는 이번 우리 대학과의 업무 협약을 기점으로 올 하반기부터 '카카오 테크 캠퍼스'를 운영하는 유수의 대학을 비롯해, 서울 및 지역 거점 국립대학교 등과 추가 협약을 통해 테크 포 임팩트를 지속적으로 확장 및 추진할 예정이다. 카카오임팩트 홍은택 이사장은 "KAIST와의 이번 업무 협약을 계기로 기술이 사회문제 해결을 가속화하는데 기여할 수 있을 것으로 기대한다"며 "카오임팩트의 '테크 포 임팩트' 이니셔티브의 실현을 위해 카카오와의 협력 등 폭 넓은 연결과 지원을 꾸준히 이어갈 계획"이라고 말했다. 이광형 총장은 "KAIST 전산학부 학생들이 다양한 사회혁신가를 돕는 카카오임팩트와 함께, 기술로 더 나은 세상을 만드는 귀한 경험을 할 수 있을 것으로 기대한다"며 "앞으로 KAIST 전산학부 뿐만 아니라 국내 여러 대학의 학생들이 주체적으로 참여하고 만들어가는 프로그램으로 성장할 수 있도록 돕겠다"라고 전했다.
2023.03.02 조회수 2111
KAIST-NYU[뉴욕대] 디지털 거버넌스 포럼 개최 KAIST가 오는 28일 오전 한국프레스센터에서 'KAIST-NYU 디지털 거버넌스 포럼'을 개최한다. 이번 포럼은 지난 9월 미국 현지에서 뉴욕대학교(이하 NYU) 주최로 열린 '디지털 비전포럼' 취지를 이어가며, 이와 더불어 뉴욕에서 'KAIST-NYU Joint Campus 현판전달식'을 공개한 이후 대중과 함께하는 첫 번째 공식 행사다.이번 포럼은 디지털 전환의 시기를 맞아 글로벌 난제 해결을 위한 국제연대의 장을 만들고, 새로운 거버넌스를 모색하자는 양교의 공감대를 바탕으로 추진되었다.디지털 혁신기술은 경제·산업적 편익과 동시에 디지털 격차를 가속하는 등 정치‧사회 및 윤리적 위험을 동반할 것으로 전망되고 있다. 특히 전 세계적인 디지털 전환(digital transformation)의 시기에 기술국가주의를 바탕으로 한 디지털·AI 패권 경쟁이 불붙으며, 디지털 혁신과 자유의 가치가 공존하는 글로벌 거버넌스 체계의 중요성이 대두되고 있다. KAIST는 NYU와 함께하는 이번 포럼을 통해 우리 사회의 다양한 이해당사자들을 포괄하는 미래 디지털 협력의 비전을 구체화할 예정이다. 이를 위해, 이광형 KAIST 총장이 기조 연사로 참여하고 앤드류 해밀턴(Andrew Hamilton) NYU 총장도 영상으로 연설한다. 또한, 과학기술 윤리 분야의 세계적인 석학인 매튜 리아오(Matthew Liao) NYU 교수와 제이슨 알폴드(Jason Allford) 세계은행(World Bank) 한국사무소 소장이 주제 발표한다. KAIST에서는 박경렬 과학기술정책대학원 교수와 김소영 4차산업혁명정책센터장의 주제발표자로 나서며, 이동만 공대학장을 좌장으로 한 디지털 전환기 거버넌스에 대한 패널토론이 진행될 예정이다. 먼저, 매튜 리아오 NYU 교수는 '인공지능과 윤리: 보다 안정적인 규범체계를 위해'를 주제로 인공지능의 기술발전에 따른 다양한 윤리적 이슈를 설명하면서 기술과 사회윤리가 조화할 수 있는 규범체계를 제안한다. 제이슨 알포드 세계은행 한국사무소 소장은 '디지털 거버넌스와 글로벌 발전 전략'이라는 제목으로 디지털 시대를 맞은 정부의 변화하는 역할을 투명성과 정부 효율성 관점에서 정리한다. 또한, 국제기구의 다양한 디지털 혁신 사례를 통한 글로벌 발전 전략을 설명할 예정이다. 박경렬 KAIST 과학기술정책대학원 교수는 '보다 포용적인 디지털 전환을 위해'라는 주제로 새로운 디지털 거버넌스의 핵심은 혁신기술뿐 아니라 국내·외 다양한 이해당사자의 참여와 조화라는 점을 강조한다. 이를 통해, 평면적인 '테크놀로지 지정학'을 넘어서 디지털 전환에 바탕을 둔 입체적 국제연대의 중요성을 제기할 계획이다. 김소영 KAIST 4차산업혁명정책센터장은 '디지털 플랫폼 정부와 거버넌스, 한국의 사례'를 주제로 현 정부의 디지털 플랫폼 전략에 대해 논하고 기존의 정부 거버넌스를 뛰어넘는 선도적인 디지털 전환 전략의 필요성을 강조한다. 뉴욕시 에드워드 머멜스타인(Edward Mermelstein) 국제관계 청장은 "이번에 한국에서 KAIST 주최로 열리는 협력적 거버넌스 구상에 뉴욕시도 적극적으로 지원할 것이며, 논의가 진전되면 '공공선을 위한 디지털화(Digitization for Good)'와 같은 국제조직을 함께 구상하고 협의해나갈 것"이라며 적극적인 협력 의사와 기대감을 피력했다. 앤드류 해밀턴(Andrew Hamilton) NYU 총장은 "NYU가 오랜 전통으로 이어온 국제협력에 대한 노력은 사람과 아이디어의 자유로운 이동에 근간을 두고 있으며, NYU는 KAIST와의 파트너십을 매우 크게 기대하고 있다"라며, "두 학교가 공동 개최하는 포럼에서 논의될 데이터 주도적 소프트웨어, AI, 그리고 소셜 네트워크에 관한 화제들은 새롭고 유망한 통찰력으로 이어질 것이라고 확신한다"라고 전했다. 이광형 KAIST 총장은 "다양한 사회·경제적 가치를 창출할 수 있는 매개체로 디지털 기술, 정부 플랫폼, 공공데이터 등이 주목받는 시점에서 NYU와 협력해 새로운 시대의 변화를 가늠할 수 있는 자리를 마련한 것을 뜻깊게 생각한다"라고 전했다. 이어, 이 총장은 "조인트캠퍼스로 국경을 뛰어넘는 혁신적인 협력을 선도하고 있는 KAIST와 NYU가 힘을 모은 이번 포럼은 정부, 기업, 시민사회, 학계, 국제기구를 포함한 협력적 거버넌스의 미래를 함께 구상해보는 좋은 기회가 될 것"이라고 기대감을 밝혔다.한편, ‘KAIST-NYU 디지털 거버넌스 포럼’은 KAIST 공식 유튜브 채널에서 28일 오전 9시 30분부터 한·영 동시통역으로 생중계되며 누구나 시청할 수 있다.
2022.10.26 조회수 3206
카이캐치(KaiCatch), 악성 동영상 위변조 탐지 기술 개발 우리 대학 전산학부 이흥규 명예교수 연구팀이 KAIST 창업기업인 ㈜디지탈이노텍의 후원으로 악성 위변조에 활용되는 프레임 업 변환, 보간법에 의해 생성된 프레임, 영상내 위변조 영역 등을 탐지하는 동영상 위변조 탐지 기술을 개발했다. 위변조 분야 최상위 저명 논문지인 Forensic Science International 11월호에 논문으로도 발표했다. CCTV의 대량 보급과 함께 동영상은 수많은 분쟁시 주요 증거물로 사용되고 있다. 그러나 동영상에 대한 편집 도구 기술과 인공지능 기술 발전과 함께 동영상의 편집, 프레임 삭제 및 추가 등의 위변조를 포함하여 프레임 업 변환 이라는 기술을 사용하여 위변조 동영상을 고품질 영상으로 변환함으로써 위변조 동영상을 원본과 유사하게 변환함으로써 위변조 탐지를 더욱 어렵게 하는 악성 변조 기술 등도 등장하고 있다. 이번 연구에서는 동영상내 특정 영역들의 편집 변조를 포함하여 프레임 추가, 삭제, 프레임률 변환 탐지를 포함하여 공간정보와 시간정보를 연속적으로 활용하는 프레임-업 변환을 탐지하기 위해 프레임-업 특징들을 추출하는 4개 유형의 네트워크블럭들과 보팅(voting) 기능을 채택한 프레임-업 탐지 뉴럴 네트워크를 제시하였다. 개발된 기술은 특히 동영상의 극히 작은 영역들의 정보를 사용하여 무결성 여부를 판독하기 때문에 동영상 위변조 탐지를 고속으로 수행할 수 있어 기존 기술들과 비교하여 기술의 유용성과 실용성이 매우 뛰어나다. 이번 연구는 KAIST 윤민석 박사, ㈜네이버웹튠AI의 남승훈 박사 등이 참여하였으며 KAIST에서 위변조를 잡아낸다는 의미인 카이캐치(KaiCatch) 위변조 탐지 소프트웨어 기능을 동영상으로도 크게 확장 했다는 점에서 그 의미가 있다. 개발된 기술은 영상 위변조 분야 최상위 저명 논문지인 Forensic Science International 2022년 11월호(Vol 340)에 ‘Frame-rate Up-conversion Detection based on Convolutional Neural Network for Learning Spatiotemporal Features’ 논문으로 발표 되었다. 본 연구는 한국연구재단 창의도전연구기반지원사업과 KAIST 창업기업인 ㈜디지탈이노텍의 후원으로 수행하였다.
2022.10.20 조회수 3324
최초 머신러닝 기반 유전체 정렬 소프트웨어 개발 우리 대학 전기및전자공학부 한동수 교수 연구팀이 머신러닝(기계학습)에 기반한 *유전체 정렬 소프트웨어를 개발했다고 12일 밝혔다. ☞ 유전체(genome): 생명체가 가지고 있는 염기서열 정보의 총합이며, 유전자는 생물학적 특징을 발현하는 염기서열들을 지칭한다. 유전체를 한 권의 책이라고 비유하면 유전자는 공백을 제외한 모든 글자라고 비유할 수 있다. 차세대 염기서열 분석은 유전체 정보를 해독하는 방법으로 유전체를 무수히 많은 조각으로 잘라낸 후 각 조각을 참조 유전체(reference genome)에 기반해 조립하는 과정을 거친다. 조립된 유전체 정보는 암을 포함한 여러 질병의 예측과 맞춤형 치료, 백신 개발 등 다양한 분야에서 사용된다. 유전체 정렬 소프트웨어는 차세대 염기서열 분석 방법으로 생성한 유전체 조각 데이터를 온전한 유전체 정보로 조립하기 위해 사용되는 소프트웨어다. 유전체 정렬 작업에는 많은 연산이 들어가며, 속도를 높이고 비용을 낮추는 방법에 관한 관심이 계속해서 증가하고 있다. 머신러닝(기계학습) 기반의 인덱싱(색인) 기법(Learned-index)을 유전체 정렬 소프트웨어에 적용한 사례는 이번이 최초다. 전기및전자공학부 정영목 박사과정이 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 `옥스포드 바이오인포메틱스(Oxford Bioinformatics)' 2022년 3월에 공개됐다. (논문명 : BWA-MEME: BWA-MEM emulated with a machine learning approach) 유전체 정렬 작업은 정렬해야 하는 유전체 조각의 양이 많고 참조 유전체의 길이도 길어 많은 연산량이 요구되는 작업이다. 또한, 유전체 정렬 소프트웨어에서 정렬 결과의 정확도에 따라 추후의 유전체 분석의 정확도가 영향을 받는다. 이러한 특성 때문에 유전체 정렬 소프트웨어는 높은 정확성을 유지하며 빠르게 연산하는 것이 중요하다. 일반적으로 유전체 분석에는 하버드 브로드 연구소(Broad Institute)에서 개발한 유전체 분석 도구 키트(Genome Analysis Tool Kit, 이하 GATK)를 이용한 데이터 처리 방법을 표준으로 사용한다. 이들 키트 중 BWA-MEM은 GATK에서 표준으로 채택한 유전체 정렬 소프트웨어이며, 2019년에 하버드 대학과 인텔(Intel)의 공동 연구로 BWA-MEM2가 개발됐다. 연구팀이 개발한 머신러닝 기반의 유전체 정렬 소프트웨어는 연산량을 대폭 줄이면서도 표준 유전체 정렬 소프트웨어 BWA-MEM2과 동일한 결과를 만들어 정확도를 유지했다. 사용한 머신러닝 기반의 인덱싱 기법은 주어진 데이터의 분포를 머신러닝 모델이 학습해, 데이터 분포에 최적화된 인덱싱을 찾는 방법론이다. 데이터에 적합하다고 생각되는 인덱싱 방법을 사람이 정하던 기존의 방법과 대비된다. BWA-MEM과 BWA-MEM2에서 사용하는 인덱싱 기법(FM-index)은 유전자 조각의 위치를 찾기 위해 유전자 조각 길이만큼의 연산이 필요하지만, 연구팀이 제안한 알고리즘은 머신러닝 기반의 인덱싱 기법(Learned-index)을 활용해, 유전자 조각 길이와 상관없이 적은 연산량으로도 유전자 조각의 위치를 찾을 수 있다. 연구팀이 제안한 인덱싱 기법은 기존 인덱싱 기법과 비교해 3.4배 정도 가속화됐고, 이로 인해 유전체 정렬 소프트웨어는 1.4 배 가속화됐다. 연구팀이 이번 연구에서 개발한 유전체 정렬 소프트웨어는 오픈소스 (https://github.com/kaist-ina/BWA-MEME)로 공개돼 많은 분야에 사용될 것으로 기대되며, 유전체 분석에서 사용되는 다양한 소프트웨어를 머신러닝 기술로 가속화하는 연구들의 초석이 될 것으로 기대된다. 한동수 교수는 "이번 연구를 통해 기계학습 기술을 접목해 전장 유전체 빅데이터 분석을 기존 방식보다 빠르고 적은 비용으로 할 수 있다는 것을 보여줬으며, 앞으로 인공지능 기술을 활용해 전장 유전체 빅데이터 분석을 효율화, 고도화할 수 있을 것이라 기대된다ˮ고 말했다. 한편 이번 연구는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 데이터 스테이션 구축·운영 사업으로서 수행됐다.
2022.04.17 조회수 4872
전산학부 김범준 동문 〈좌경룡-김범준 장학기금〉 1억원 기부 배달의 민족을 서비스하는 우아한 형제들 대표인 김범준 전산학부 동문(학부 93, 석사 97)이 발전기금 1억 원을 8일 기부했다. 지난해 4월 전산학부 공간 확장을 위한 발전기금 1억 원을 기부한데 이은 두 번째 기부다. 김 대표의 이번 기부는 지난해 별세한 은사인 故좌경룡 교수를 기리기 위해 “좌경룡-김범준 장학기금”으로 전달되었으며, 올해부터 4년간 한해 5명의 학생에게 장학금을 지원하는 용도로 사용된다. 김범준 대표는 국제정보올림피아드(IOI)에 한국인 최초로 참가해 고등학교 2학년이었던 1992년도 4회 대회에서 세계 1위 금메달을 수상하고 세계 대학생 프로그래밍 경진대회까지 석권한 경력을 가지고 있다. 故좌경룡 교수(1946~2021)는 국내 ‘컴퓨터 알고리즘’ 분야의 개척자이자 선구자다. 김범준 대표를 포함한 4명의 고등학생을 IOI에 참가할 수 있도록 지도했으며 총 40여 개국 중 4등이라는 우수한 성적을 거둔 것을 시작으로, 1990년대 후반부터 미국컴퓨터학회(ACM) 세계 대학생 프로그래밍 경진대회(ICPC)에 대학생들을 참가시키고 탁월한 성적을 내게 한 KAIST 전산학부 교수다. 김범준 대표 기부사 <이하 김범준 대표 기부사 전문> 저는 KAIST에서 많은 것을 받은 사람입니다. 함께 꿈꿀 수 있는 친구들을 만났고, 훌륭하신 교수님들을 만났으며, 다양한 도전과 성장을 할 수 있는 환경을 만났습니다. 후배님들도, 제가 꾸었던 꿈들을, 제가 받았던 기회를 가질 수 있기를 바라는 마음에 기부를 합니다. 지도교수님이셨던 좌경룡 교수님은, 학문적으로도 큰 업적을 남기신 뛰어난 교수님이지만, 따뜻한 눈으로 학생들을 바라보면서 이끌고 응원해 주셨던 멋진 선배님이기도 합니다. Pay It Forward 라는 말이 있죠. 좌 교수님에 대한 감사의 마음을 실천하는 가장 좋은 방법은, 그분이 보여 주셨던 마음과 행동을 이어가는 거라고 생각합니다. 후배님들이 더 큰 꿈을 꾸고 더 자유롭게 도전할 수 있도록 응원하겠습니다. 감사합니다. - 김범준 드림
2022.03.11 조회수 5069
인공지능과 미래사회 국제심포지엄 개최 우리 대학이 '인공지능과 미래사회 KAIST 국제심포지엄'을 오는 10일 온라인으로 개최한다. 인공지능연구원, Post-AI 연구소, 한국4차산업혁명정책센터 등 KAIST에서 인공지능을 이끌어가는 대표적인 연구조직이 공동으로 주관하고 동원육영재단이 후원한다. 최초의 컴퓨터가 발명된 이래로 인공지능 연구는 끊임없이 이어지고 있으며, 이러한 기술의 발전은 의도치 않은 부작용을 가져오기도 한다. KAIST는 인공지능 리스크를 포함한 자연 및 인적 재해로부터 안전한 환경을 만들기 위한 공론의 장을 마련하고자 이번 심포지엄을 준비했다. 인공지능이 인류에게 제시하는 도전과제가 무엇인지를 정의하고 이로부터 발생하는 기회와 위기를 전망하기 위해 공정성·윤리·정책·기후변화 등 인공지능을 둘러싼 총 네 가지 문제를 핵심 주제로 선정했다. 기조 강연은 인공지능 분야의 교과서로 불리는 『인공지능: 현대적 접근방식』을 집필한 스튜어트 러셀(Stuart Russell) 美 UC버클리대학교 전기공학 및 컴퓨터과학과 교수가 맡는다. 러셀 교수는 '증명 가능한 유익한 인공지능(Provably Beneficial Artificial Intelligence)'이란 제목으로 강연한다. '인간은 인간을 뛰어넘는 기계에 대한 통제력을 잃을 것'으로 내다봤던 앨런 튜링(Alan Turing)의 견해에 대해 '우려는 옳았지만, 결론은 틀렸다'라는 주장을 바탕으로 인간에게 유익한 새로운 종류의 AI 개발을 대안으로 제안할 예정이다. 이어지는 주제연설은 총 네 분야로 나눠 진행된다. 첫 번째 순서인 '인공지능과 공정성'에서는 다양성으로 인해 발생하는 정당한 차이를 공정하게 처리하는 인공지능을 만드는 것이 가능한가에 관해 발표 및 토론한다. 두 번째 '인공지능 윤리'에서는 오랜 세월 분투해왔지만, 여전히 비윤리적인 행동 문제를 해결하지 못한 인간이 과연 '윤리적인 인공지능'을 만들 수 있는지에 대해 다룬다. '인공지능 정책' 순서에는 각국 정부가 인공지능 활성화에 박차를 가하기 위해 연구 개발(R&D)과 인프라에 막대한 투자를 감행하고 있는 승자독식의 기술 경쟁 구도 속에서 우리가 설계해야 할 자율적인 관리 방식을 논의한다. 마지막 순서로는 인공지능과 기후변화'를 토론한다. 기후변화 연구는 항상 데이터를 기반으로 진행된다. 기후 영향을 추적하고 예측하려면 상당한 양의 시공간 정보가 필요하기 때문이다. 세계 각국이 최대의 공동 과제인 기후변화에 대응해 활용할 수 있는 최신 인공지능 기술을 논의하고 해결방안을 제시한다.AI로 '가능한' 것과 '가능해야만' 하는 것이 무엇인지 질문을 던지고 의견을 나누는 이번 심포지엄에는 털시 도시(Tulsee Doshi) 구글 社 '책임 있는 인공지능과 인간 중심 기술팀' 제품 총괄, 케이 퍼스-버터필드(Kay Firth-Butterfield) 세계경제포럼 집행위원, 사이몬 체스터만(Simon Chesterman) AI 싱가포르 AI거버넌스 선임이사, 에밀리 슉버그(Emily Shuckburgh) 케임브리지 제로 이사 등 인공지능 분야를 세계적으로 선도하는 13명의 해외 전문가와 7명의 KAIST 교수가 참여해 인공지능과 미래사회에 대한 심도 있는 논의를 펼칠 예정이다. 행사를 후원한 동원육영재단의 김재철 이사장은 "인공지능은 더 이상 선택이 아닌 국가 생존을 위한 필수 조건이며, 미래는 데이터의 바다를 항해하는 인공지능을 통해 발전해갈 것"이라고 환영사를 전한다. 또한, 이광형 KAIST 총장은 개회사를 통해 "인공지능과 함께 살아갈 미래 세상을 대담하게 상상해달라"고 당부하며, "인공지능에 관한 각양각색의 상상과 토론이 더 나은 인류의 미래를 견인하는 구체적인 기술과 정책, 제도로 구현되길 기대한다"라고 전할 예정이다. 한편, 심포지엄을 주관한 인공지능연구원은 인간의 삶의 질을 향상하는 혁신적인 인공지능 기술 개발을 목표로 올해 6월 출범한 KAIST의 신규 조직이다. 교내 인공지능 연구 역량을 한데 모아 관련 산업 분야와 연계하고 시너지 효과를 극대화하는 역할을 맡았다. KAIST 인공지능연구원의 본격적인 행보를 알리는 국제심포지엄은 10일 오전 10시부터 오후 6시까지 '유튜브 KAIST 채널'에서 실시간 중계된다. 누구나 무료로 시청할 수 있으며, 동시통역이 제공된다. 심포지엄에 관한 자세한 정보는 홈페이지(https://kaistai.kr/korean)에서 확인할 수 있다.
2021.12.07 조회수 6871
KAIST-한국앤컴퍼니㈜, 디지털 미래혁신센터 2기 협약 체결 우리 대학이 한국앤컴퍼니㈜와 ‘디지털 미래혁신센터 2기 협약'을 18일 유성구 한국테크노돔에서 체결하고 미래 성장 동력과 테크놀로지 기반 혁신 역량 확보를 위한 협력을 한층 강화해 가기로 했다. 'KAIST 디지털 미래혁신센터'는 지난 2019년 한국앤컴퍼니㈜와 KAIST가 디지털 전환(Digital Transformation)을 통한 혁신적 연구개발(R&D) 및 디지털 기술 역량 확보를 목표로 건립한 산학협력 조직이다. 센터장인 KAIST 산업및시스템공학과 장영재 교수를 포함하여 여러 교수진이 참여하는 생산 및 연구개발 분야 프로젝트를 통해 뉴 디지털 테크놀로지 완성과 미래 경쟁력 확보를 위한 발판을 마련하고 있다. 지난 2년 간 진행된 1기 활동을 통해 12개 과제의 연구를 추진해 연구 및 생산 현장에 적용할 수 있는 수준의 성과를 일궈냈다. AI를 활용한 타이어 컴파운드 물성 예측 모델인 ‘VCD(Virtual Compound Design) 시스템’, 디지털 센서를 접목한 자동화 검수 시스템(Automatic Inspection Process), AI와 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 기술을 활용한 설비 이상 탐지 예측 시스템 CMS+(Hankook Condition Monitoring System Plus) 등 신기술 개발을 완료했다. 18일 협약 체결을 통해 공식 개시되는 2기 활동에서는 디지털 기술을 활용해 다각도의 가상실험 데이터를 확보하기 위한 미래 기술 개발에 주력한다. 'AI 레시피 역설계 및 빅데이터 모델 생성 자동화', '분자구조에 따른 컴파운드 물성 예측 위한 머신러닝 모델 개발', 'AI 기반 Virtual 예측력 향상 기술 개발'을 비롯한 7개 과제에 대한 연구가 진행될 예정이다.우리 대학과 한국앤컴퍼니㈜는 현재 확정된 연구 과제들 외에도 산업 현장의 수요에 맞는 혁신기술 개발과 창의적 인재 양성을 위해 적극 협력할 예정이다.
2021.05.20 조회수 13565
김범준 우아한 형제들 대표, 전산학부에 1억 원 기부 배달의 민족을 서비스하는 우아한 형제들의 김범준 대표가 우리 대학 전산학부에 1억 원의 발전기금을 전달했다. 김범준 대표는 우리 대학 전산학부 동문(학사 93학번, 석사 97학번)이다. 고등학교 2학년 때 한국인 최초로 제4회 국제정보올림피아드(IOI)에 참가해 세계 1위인 금메달을 수상했으며, 우리 대학에 진학한 이후 세계 대학생 프로그래밍 경진대회까지 석권한 일화로도 유명하다. 김범준 대표는 "도움을 준 사람에게 다시 갚는 ʻPay Backʼ 보다는 내가 받은 호의를 다음 세대를 위해 사용하는 ʻPay It Forwardʼ의 방식으로 도울 수 있는 방법을 고민해왔다ˮ고 기부 배경을 밝혔다. 이어, "교수님을 통해 배운 것뿐만 아니라 캠퍼스에서 친구들과 생활하며 얻은 것들을 생각할 때 특히 감사하다ˮ고 전한 김 대표는 "KAIST가 줄 수 있는 여러 가지 경험을 통해 많은 것을 얻어가는 학창 생활이 되었으면 한다ˮ라고 당부의 말도 전했다. 전산학부는 김 대표의 기부금을 학과 공간 확장을 위해 사용할 계획이다. 류석영 전산학부장은 "2016년에 450여 명이었던 전산학부 학부생은 2021년 현재 900명을 넘어섰다ˮ라고 전하며, "인간 중심의 컴퓨팅 기술을 선도적으로 연구 개발하기 위해 더 많은 학생을 교육하고 더 많은 교원을 초빙하고 더 많은 분야와 융합하고 산업계와 함께할 공간이 절실하다ˮ라고 기부금 사용처를 결정한 배경을 설명했다. 전산학부에 1억 원의 발전기금을 전달한 김범준 대표 인터뷰 영상은 카이랑(with KAIST)의 유튜브 채널에서 시청할 수 있다. 김범준 대표 인터뷰 영상 바로가기 => https://www.youtube.com/watch?v=WtYiOF9xOg0
2021.04.28 조회수 21810

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