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음악 본능을 인공지능으로 밝혀내다
음악은 세계 공통어로 불릴만큼 문화적 보편 요소로 알려졌다. 그렇다면 어떻게 다양한 문화권의 환경 차이에도 불구하고, ‘음악적 본능’은 어느 정도 공유될 수 있는 것일까?
우리 대학 물리학과 정하웅 교수 연구팀이 인공신경망 모델을 활용해, 사람 뇌에서 특별한 학습 없이도 음악 본능이 나타날 수 있는 원리를 규명했다고 16일 밝혔다.
기존 학자들은 다양한 문화권에 존재하는 음악의 보편성과 차별성을 규명하고, 어떻게 이런 공통성이 나타날 수 있는지에 대해 이해하고자 시도해 왔다. 2019년 세계적인 과학 저널 ‘사이언스’에 게재된 연구를 통해 민족지학적으로 구분된 모든 문화에서 음악을 만들어 내고, 유사한 형태의 박자와 멜로디가 사용된다는 것이 발견됐다. 또한, 신경과학자들은 우리 뇌의 청각 피질(Auditory cortex)에 음악 정보처리를 담당하는 특정한 영역이 존재한다는 것을 밝혀냈다.
연구팀은 인공신경망을 사용해, 음악에 대한 학습 없이도 자연에 대한 소리 정보 학습을 통해 음악 인지 기능이 자발적으로 형성됨을 보였다. (그림2) 연구팀은 구글에서 제공하는 대규모 소리 데이터(AudioSet)를 활용해, 인공신경망이 이러한 다양한 소리 데이터를 인식하도록 학습했다. 흥미롭게도, 연구팀은 네트워크 모델 내에 음악에 선택적으로 반응하는 뉴런(신경계의 단위)이 발생함을 발견했다. 즉, 사람의 말(speech), 동물 소리, 환경 소리, 기계 소리 등의 다양한 소리에는 거의 반응을 보이지 않으나 기악이나 성악 등 다양한 음악에 대해서는 높은 반응을 보이는 뉴런들이 자발적으로 형성된 것이다.
이 인공신경망 뉴런들은 실제 뇌의 음악정보처리 영역의 뉴런들과 유사한 반응 성질을 보였다. 예를 들어, 인공 뉴런은 음악을 시간적으로 잘게 나누어 재배열한 소리에 대해 감소된 반응을 보였다. 이는 자발적으로 나타난 음악 선택성 뉴런들이 음악의 시간적 구조를 부호화하고 있음을 의미한다. 이러한 성질은 특정 장르의 음악에만 국한된 것이 아니라, 클래식, 팝, 락, 재즈, 전자음악 등 25개에 달하는 다양한 장르 각각에 대해서도 공통적으로 나타났다.
심지어, 네트워크에서 음악 선택성 뉴런의 활동을 억제하게 되면, 다른 자연 소리에 대한 인식 정확도를 크게 떨어뜨릴 수 있음을 보였다. 즉, 음악 정보처리 기능이 다른 자연 소리 정보처리에 도움을 주며, 따라서 ‘음악성’이란 자연 소리를 처리하기 위한 진화적 적응에 의해 형성되는 본능일 수 있다는 설명이다.
연구를 주도한 정하웅 교수는 “이러한 결과는 다양한 문화권에서 음악 정보처리의 공통된 기저를 형성하는데, 자연 소리 정보처리를 위한 진화적 압력이 기여했을 수 있음을 시사한다”며, “사람과 유사한 음악성을 인공적으로 구현하여, 음악 생성 AI, 음악 치료, 음악 인지 연구 등에 원천 모델로 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 연구의 의의를 설명했다. 그러나 “현 연구는 음악 학습에 의한 발달 과정을 고려하고 있지 않으며, 발달 초기의 기초적인 음악 정보처리에 대한 논의임을 주의해야 한다”고 연구의 한계를 덧붙였다.
우리 대학 물리학과 김광수 박사(現 MIT 뇌인지과학과)가 제1 저자로, 김동겸 박사(現 IBS)와 함께 진행한 이번 연구는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 출판됐다. (논문명: ‘Spontaneous emergence of rudimentary music detectors in deep neural networks’, 국문 번역: ‘심층신경망에서 음악 인지기능의 자발적 발생’)
한편 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 통해 수행됐다.
2024.01.16 조회수 5764 -
서양 미술사 빅데이터 분석으로 회화 속 구도 변화 규명
우리 대학 물리학과 정하웅 교수 연구팀이 충북대학교 물리학과 한승기 교수 연구팀과 공동연구를 통해 르네상스부터 동시대 미술에 이르기까지 약 500년에 걸친 풍경화 1만 5천여 점을 정보이론과 네트워크 이론으로 분석해 서양 미술사 속 풍경화의 구도와 구성 비율의 점진적 변화를 수치적으로 규명했다.
우리 대학 물리학과 이병휘 박사과정 학생과 충북대 서민경 학생이 주도한 이번 연구는 세계적인 학술지 ‘미국 국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 이하 PNAS)’에 10월 117권 43호에 출판됬다. (논문명: Dissecting Landscape Art History with Information Theory, 정보이론으로 해부한 풍경화의 역사). 해당 논문은 PNAS의 In this issue 섹션에 이번 호의 대표 논문으로 선정되었고, 코멘터리와 함께 게재됐다.
화가는 그림을 그릴 때 선, 색, 형태, 모양 등 여러 가지 시각적 구성 요소들을 다양한 ‘구성 원리’를 바탕으로 조화로운 최종 작품을 완성한다. 미술사와 미학 연구자들은 작가들이 작품을 생성할 때 잠재적으로 적용한 구성 원리가 시대와 문화를 초월하는 공통적인 특징을 가지는지, 혹은 시대나 문화적 환경에 따라 어떻게 달라지는지 이해하고자 시도해왔다. 특별히 대표적인 구성 원리중 하나인 작품구도 속 사용된 ‘비례’와 ‘비율’은 미술사가들과 미학자들의 오랜 관심사였다. 역사적으로 많은 논란을 일으킨 사례로는 황금비(Golden ratio)가 있다. 기원전 300년 전 유클리드의 원론에 의해 처음 제시된 황금비는 1500년대 초 이탈리아의 수학자 루카 파치올리의 책을 통해 ‘신성한 비율’이라는 이름으로 대중적으로 소개되며 유명해졌다. 최근까지도 황금비의 미적 선호도에 관한 논란은 계속되어 왔는데, 파르테논 신전이나 밀로의 비너스 등 여러 아름다운 미술 작품 속에 황금비가 발견되었다는 대부분의 주장들은 오늘날 근거가 부족한 것으로 밝혀지고 있다. 그렇다면 미술사 속에서 화가들이 특별히 선호한 비율은 과연 존재했을까? 혹은 시대에 따라 선호한 비율은 어떻게 변해왔을까?
연구팀은 회화 속 색상의 공간적 배치를 특징짓는 정보이론적 분할 방법론을 적용해 서양 미술사 풍경화 역사 속에서 사용된 구도와 구성 비율을 수치화하는 방법을 제시했다. (그림1 참조) *두 가지 대규모 온라인 갤러리 로부터 16세기 르네상스 시대부터 20세기 미술까지 500년 이상의 시간에 걸친 서양 미술사 속 풍경화 1만 5천여 점을 수집하여 분석한 결과, 화가들이 선호한 거시적 작품 구도와 구성 비율이 시대에 따라 일정하거나 무작위적이지 않고, 점진적이고 체계적인 변화과정을 거쳐왔음을 확인했다.
* 온라인 시각 예술 백과사전인 위키 아트(‘WikiArt’)와 헝가리 부다베스트 물리학 컴퓨터 네트워킹 연구센터에서 운영하는 온라인 갤러리인 웹 갤러리 오브 아트(‘Web Gallery of Art’)의 풍경화 데이터를 활용
연구팀은 먼저 정보이론적 분할 방법론을 이용해 풍경화 구도를 특징지었는데, 16세기부터 19세기 중반까지의 풍경화는 지배적인 수평 구조와 수직 구조가 함께 존재하는 ‘수평-수직’ 형태의 구도가 가장 빈번하게 사용되었으나, 시간이 흐를수록 전경-중경-후경과 같이 두 개의 수평 구조가 존재하는 ‘수평-수평’ 형태의 구도 사용이 점차 증가해 19세기 중반 이후부터는 ‘수평-수평’ 형태의 구도가 가장 지배적인 구도가 되었음을 확인했다. (그림 2 참조) 흥미롭게도 이러한 시간에 따른 구도 변화 패턴은 여러 국적에 걸쳐서도 유사하게 나타났다.
또한 연구팀은 색상 사용 패턴이 급격하게 달라지는 지배적인 수평선의 위치를 기반으로 시대와 작가별로 풍경 구도를 잡는데 자주 사용한 구성 비율을 측정했는데, 선호된 구성 비율은 시간에 따라 매우 점진적이고, 부드러운 변화 과정을 보였다. 작가들의 선호한 풍경화 속 지배적인 수평선은 바로크 시대 17세기 무렵 그림의 절반 아래에 해당하는 낮은 위치에서 발견되었으나, 그 후 점차 위쪽으로 움직여 19세기 이후에는 작품 위에서부터 1/3 지점에서 가장 많은 빈도로 발견됐다. 신기하게도 1/3 구성 비율을 가장 빈번하게 사용하는 특징은 다양한 현대 미술 주의(ism)에 걸쳐 유사하게 발견됐는데, 이러한 발견은 미술 양식의 폭발적인 다양성을 대표하는 현대 미술의 여러 주의들이 색채 사용과 표현 방법에선 다양성과 차별성을 추구했으나, 구도와 구성 비율의 관점에서는 유사한 사용 패턴을 보였다는 점에서 새로운 발견이다.
연구팀은 또한 네트워크 과학 방법론을 적용해 서로 유사한 구도를 적용한 작가들과 사조들로 이루어진 네트워크를 구축하여 분석했다. 이 작가-사조 네트워크는 크게 세 가지 거대 군집으로 구성돼 있었는데, 신기하게도 구도 사용의 유사성만을 바탕으로 한 작가들과 사조 속 군집은 시기적으로도 근접한 시기에 활동을 보인 작가들과 사조들로 이루어져 있었다. 이는 기존 알려진 개별 작가들의 생애와 개별 사조의 시간 범위를 초월하는 미술사 구도 양식 속 거대 군집이 있음을 시사한다.
정하웅 교수는 ‘이 같이 시대에 따른 깔끔하고 체계적인 서양 미술사 속 구도변화는 미술의 실제 역사의 모습을 반영하고 있을 수도 있지만, 동시에 높을 확률로 그동안 미술사가들과 비평가들에 의해 평가되고 정리돼 온 주류 미술사의 편향을 나타내고 있을 수 있음을 주의해야 한다’고 지적했다.
한편 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 통해 수행됐다.
2020.11.02 조회수 32049 -
빅 데이터 융합연구 워크숍 개최
우리대학 연구처(처장 김정호 교수, 전기및전자공학부)와 연구기획센터가 공동으로 20일 오전 10시 30분부터 대전 본원 교육지원동(W8) 1층 대회의실에서 ‘빅 데이터 융합연구’를 주제로 워크숍을 개최한다. 교수와 연구원, 학생 등 KAIST 구성원을 대상으로 진행되는 이번 워크숍은 교수 등 학내 연구자들이 모여 교통·문화·정보보안·헬스 케어·도시 등 다양한 분야에서 생산되는 방대한 데이터를 활용한 연구 결과를 공유하고 관련 정보를 서로 교류할 수 있는 기회를 갖고자 마련됐다.
특히 빅 데이터를 활용한 실질적 연구 사례를 중심으로 한 3개의 큰 주제를 정해 프로그램을 구성했기 때문에 평소 빅 데이터 활용에 관심 있는 연구자들에게는 좋은 기회가 될 것으로 학교 측은 기대하고 있다.
‘데이터 의사결정’을 주제로 10시50분부터 시작되는 제1 세션에서는 맹성현 교수(전산학부)가 ▲인간의 경험지식 마이닝을 주제로, 이문용 교수(산업및시스템공학과)가 ▲실거래가 데이터 기반의 부동산 가치산정 모델링을, 그리고 전기및전자공학부 신승원 교수가 ▲다크웹 빅 데이터 분석: 타크웹은 어떻게 범죄에 이용되는가를 주제로 각각 강연을 진행한다.
13시10분부터 시작하는 제2 세션의 주제는 ‘미래의 도시’인데 정하웅 교수(물리학과)가 ▲도시속의 빅 데이터와 네트워크를 주제로 발표한다. 이어 박주용 교수(문화기술대학원)는 ▲문화 데이터와 복잡성의 과학이라는 주제로, 윤윤진 교수(건설및환경공학과)는 ▲빅 데이터와 교통시스템이란 주제로, 이재길 교수(산업및시스템공학과) 교수가 ▲이동경로 빅 데이터를 통한 인간행동 이해 및 예측이라는 주제로 제2 세션의 강연자로 나선다.
‘새로운 수단’이라는 주제로 진행되는 제3 세션은 ▲빅 데이터 분석을 통한 자동화된 이동통신 성능 분석(김용대 교수·전기및전자공학부) ▲새로운 RNA 규명을 위한 빅 데이터 생산 기술(김유식 교수·생명화학공학과) ▲시스템 기술관점에서의 클라우드 컴퓨팅의 진화(허재혁 교수·전산학부) ▲가상인체 CODA를 이용한 신약개발(이도헌 교수·바이오및뇌공학과)에 관한 연구결과를 발표하는 순으로 워크숍이 진행된다.
이번 워크숍을 주관하는 김정호 연구처장은 “4차 산업혁명의 기초는 빅 데이터의 확보와 활용에 있다 말해도 과언은 아니다”라고 말하고 “세계 각국과 기업은 빅 데이터를 인공지능으로 처리하는 플랫폼 확보와 함께 이를 기반으로 새로운 가치창출은 물론 자원(자본)·노동·시간 등 생산에 들어가는 각종 요소의 절감을 통해 글로벌 경쟁력을 확보해야만 생존이 가능할 것”이라고 강조했다.
2017.09.18 조회수 18054 -
Dinner와 4.0 (제 4차 산업혁명) 정책토론회 5월부터 개최
우리대학은 4차 산업혁명이란 시대적 흐름에 적절히 대응하기 위해서는 대한민국 발전을 위한 국가적인 차원의 중장기적 전략과 비전·정책수립 및 제도개선 등이 시급하다고 인식하고 이를 위해 우선 기획재정부 등 정부세종청사와 중소기업청 등 정부대전청사 공무원과 대전시 공무원, 그리고 대덕연구단지 출연연 연구원 및 유관기관 종사자, 신성철 총장 등 학내 전문가그룹이 함께 참여하는 정책토론회를 5월부터 갖기로 했다.
스위스 글로벌 금융회사 UBS가 작년 발표한 ‘4차 산업혁명 적응수준 평가’에서 우리나라는 조사대상 139개국 중 기술 20위, 교육시스템 17위, 사회적 기반 20위 등을 기록, 종합순위에서 25위에 그쳤다. 이는 말레이시아(22위), 포루투칼(23위), 체코(24위)보다 낮은 수준이다. 주요 국가별 순위를 보면 1위는 스위스가 차지했고 3위는 네덜란드, 그리고 미국과 일본이 각각 5위와 12위로 조사됐다.
‘Dinner와 4.0’이란 주제(부제: 4차 산업혁명을 선도하기 위한 정책토론)로 4차 산업혁명을 선도할 미래 기술은 물론 정책·제도 등 여러 분야에 대한 발표와 토론을 통해 정부의 국가적 전략과 비전 및 정책수립 등을 지원하는 한편 유관기관 간 상호협력 방안을 모색하기 위해 연구처(처장 김정호)가 마련한 이 정책토론회는 5월 11일 오후 7시 KAIST 창업원 빌딩(W8)에서 처음 시작한다. 이후 6월부터 내년 4월까지는 매월 첫째 목요일 오후 7시부터 9시까지 진행된다.
5월 11일 열리는 첫 토론회에서는 신성철 총장이 ‘4차 산업혁명, KAIST의 도전과 혁신’이란 주제로 발표를 하고 6월에는 ‘4차 산업혁명의 핵심: Machine Intelligence & Deep Learning’(김종환 교수), 7월 ‘로봇기술과 미래’(오준호 교수), 8월 ‘4차 산업혁명과 무인 이동체 기술’(심현철 교수), 9월 ‘복잡계 네트워크와 데이터 과학’(정하웅 교수), 10월 ‘4차 산업혁명과 정보보호: 기술·정책 및 인재양성’(김용대 교수), 11월 ‘4차 산업혁명시대 바이오테크놀로지의 역할’(이상엽 교수), 12월 ‘4차 산업혁명시대의 인공지능 기반 가짜뉴스 탐지 연구’(차미영 교수) 순으로 열린다.
이밖에 내년 1월에는 김정호 교수의 ‘4차 산업혁명을 위한 한국 반도체 산업의 혁신: Kim’s LAW’라는 주제발표를 시작으로 2월 ‘4차 산업시대의 교육정신’(문재균 교수), 3월 ‘인공지능형 사이버전 그 현재와 미래’(차상길 교수), 그리고 4월에는 마지막으로 정재승 교수가 ‘뇌공학과 인공지능의 시대, 미래의 기회는 어디에 있는가’라는 주제로 발표한다.
토론회는 전문가그룹인 교수들이 매회 마다 4차 산업혁명을 선도할 KAIST의 물리·디지털·바이오 기술융합 등 신기술과 관련한 주제로 30분씩 발표를 하고 이어 참가자간 자유로운 토론으로 진행하는 심층토론과 사회자가 심층토론 결과를 정리 및 보고하며 질의응답 시간을 갖는 종합토론 방식으로 진행된다.
우리대학은 이 정책토론회를 통해 앞으로 다가올 제4차 산업혁명 시대에 대비하여 우리가 무엇을 준비해야 하는지 미리 살펴 볼 수 있는 좋은 기회가 될 것으로 기대하고 있다. 정부세종청사 및 대전청사 공무원과 대전시 공무원, 그리고 대덕연구단지 출연연 연구원 및 유관기관 종사자면 누구나 자유롭게 이 정책토론회에 참여가 가능하며 회당 참가비는 2만원이다.
특히 토론회에 참여하는 정부세종청사 입주 공무원들의 교통편의를 위해 우리대학과 세종청사 간 셔틀버스가 토론회 당일마다 왕복 운행한다. 우리대학은 4월 27일부터 온라인(https://startup.kaist.ac.kr/register)과 전화(☏ 042-350-2934)를 통해 참가신청을 접수받는데 매월 토론회 개최 당일 오전 12시까지 신청이 가능하다.
2017.04.26 조회수 19468 -
2017 JETS 컨퍼런스 개최
우리 대학은 오는 19일(목), 20일(금) 양일간 대전 본교 류근철 스포츠 컴플렉스에서 과학기술특성화대학과 함께‘2017 JETS 컨퍼런스’를 개최한다.
채용(Job), 전시(Exhibition), 테크포럼(Tech Forum), 스타트업(Startup)의 앞글자를 딴 JETS 컨퍼런스는 △창업기업 채용 박람회 △과학기술 창업·연구성과 전시회 △창업가·기술가 강연 △투자상담회 등의 프로그램이 준비됐다.
테크포럼에서는 미국 실리콘밸리 투자 전문가 조 제이신(Joe Jasin) 이사, 싸이월드 창업자인 이동형 대표, 복잡계 네트워크 전문가인 KAIST 물리학과 정하웅 교수를 비롯한 연사들이 국내외 벤처생태계 및 새로운 산업트렌드를 소개한다.
대학 및 정부출연기관 소속의 공공기술 기반 사업화를 진행 중인 학생 및 연구원, 그리고 과학기술특성화대학과의 산학협력을 통해 사업화를 추진 중인 스타트업 기업들이 참여하며, 창업기업의 인력난 문제를 해소하고 성장 잠재력이 높은 기업으로의 취업을 희망하는 인력들을 위해 스타트업 채용박람회도 개최한다.
배중면 KAIST 산학협력단장은 “일상에서 어렵게만 느껴지는 과학기술과 창업이 국민에게 친숙하게 다가가고 소통할 수 있도록 과학기술특성화대학의 다양한 연구개발 상용화와 창업 사례를 공유하는 장을 마련하고자 본 행사를 개최하게 되었다”며 “많은 분들의 관심과 참여를 바란다”고 말했다.
참가 신청은 홈페이지(www.jets2017.kr)를 통해 사전 접수하며 관심 있는 사람은 누구나 참여 가능하다.
참가비는 무료이다.
2017.01.18 조회수 13158 -
다빈치가 르네상스 이후에 태어났다면 모나리자를 어떻게 그렸을까
우리 학교 물리학과 정하웅 교수와 한양대학교 응용물리학과 손승우 교수는 중세부터 사실주의까지 약 1000년에 걸친 서양화 1만 여점의 빅데이터를 복잡계 이론으로 분석해 서양 미술의 변천사를 밝혀냈다. 또 이를 바탕으로 르네상스 시대의 대표 작품인 모나리자를 시대별로 재구성했다.
연구결과는 세계적인 과학저널 네이처(Nature)가 발행하는 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 11일자 온라인판에 실렸으며 리서치 하이라이트로 선정되어 네이처 홈페이지 메인 화면에 소개되기도 했다.
최근 빅데이터가 관심을 받으면서 과학자들은 예술·인문학 자료를 전산화해 분석하려는 시도가 많이 있다. 이 같은 자료는 방대하고 복잡해서 다루기가 쉽지 않다. 연구자들은 빅데이터에서 질서를 찾기 위해 복잡계(Complex Systems) 과학 방법론을 이용하며 이를 ‘데이터 과학’이라고 한다.
그동안 회화에 사용된 물감의 구성 성분, 연대측정, 회화의 진위여부를 정량적으로 판별하는 방법 등에 관한 연구결과는 꾸준히 있었다. 하지만 서양 미술사 전반을 아우르는 대규모 분석에는 데이터가 충분하지 않았다.
연구팀은 헝가리 부다페스트 물리학 컴퓨터 네트워킹 연구센터(Computer Networking Centre of the Wigner Research Centre for Physics)에서 운영하는 온라인 갤러리에서 중세부터 19세기까지 디지털 형태의 서양회화 1만여 점을 모은 데이터를 기반으로 서양 미술을 객관적으로 분석할 수 있었다.
연구팀은 물리학에서 사용하는 상관 함수를 온라인 갤러리에서 취합된 서양 미술의 빅데이터에 적용해 분석한 결과 시간이 흐를수록 명암대비 효과가 점점 높아지는 경향이 있다는 사실을 밝혀냈다.
연구팀은 여기서 사용한 상관 함수를 잭슨 폴록의 드립 페인팅에 적용한 결과, 공간적인 명암대비 효과가 거의 없어 무작위로 만든 그림에 상당히 가깝다는 것을 분석해내기도 했다.
이와 함께 이 기간 동안 서양미술은 그림 속 물체의 윤곽선이 모호해지다 낭만주의 시대 무렵 다시 뚜렷해지는 변화가 있었다.
아울러 중세 시대에는 색상을 다양하게 사용하지 않았고 정치 및 종교적인 이유로 특정 염료만을 선호했다. 같은 이유로 당시에는 색을 직접 혼합하지 않고 오직 덧칠로만 다양한 색을 표현했다. 즉, 연구팀은 염료와 채색 방식으로 인한 중세 시대 색상 표현의 한계와 그 이후 변화를 분석해냈다.
정하웅 교수는 “물질세계의 복잡성에 대한 연구는 자연과학에서 오래된 주요 관심사였지만, 예술 및 인문사회분야와 관련한 체계적인 복잡성 연구는 인터넷 대중화 이후의 일”이라며 “이번 연구는 물질세계의 복잡성을 다루던 방법으로 인류의 귀중한 문화유산인 회화에서 숨은 복잡성을 찾아 구체적인 숫자로 제시했다는데 의의가 있다”고 말했다.
손승우 교수는 “학문 사이의 통섭은 이제 융·복합이라는 키워드로 우리 사회에 자리매김하고 있다”며 “학문간 더욱 활발한 대화를 통해 미술 분야를 넘어 예술 및 인문사회 분야에 숨겨진 복잡성을 더욱 폭넓게 이해하는 것이 필요하다”고 설명했다.
미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업의 지원으로 수행한 이번 연구는 KAIST와 한양대 교수진의 지도아래 KAIST 물리학과 김영호(28) 박사과정 학생이 주도했다.
동영상 링크 http://youtu.be/SFo0h1EU2aw
[자료 그림] 중세 회화와 드립 페인팅 비교: a은 중세 회화로 구성한 밝기 표면, b은 잭슨 폴록의 드립 페인팅 작품으로 구성한 밝기 표면이다. 각 픽셀의 밝기를 픽셀 위치의 높이로 두어 표면을 구성하고 각 밝기 표면에서 거리에 따른 평균 밝기차이 상관함수를 구했다. c와 d에서 빨간색 점은 그림에서 거리에 따른 평균 밝기차이 상관함수, 파란색 점은 그림을 무작위로 섞어서 만든 이미지에서 거리에 따른 평균 밝기차이 상관함수이다. 중세 회화와 다르게 잭슨 폴록의 드립 페인팅은 무작위로 섞어서 만든 이미지와 거리에 따른 평균 밝기차이 상관함수가 거의 차이가 없다. © 2014 The Polock-Krasner Foundation/ARS, NY - SACK, Seoul
1. 르네상스 시대의 대표 작품인 모나리자를 시대별 스타일에 맞게 재구성
2. 각 그림으로 표면을 구성하고 명암 대비 기법의 강도를 측정하는 짧은 영상. 선별한 그림을 중심으로 명암 대비 기법의 강도가 시대에 따라 증가하는 경향을 영상에서 확인할 수 있다.
3. 회화에서 밝기 표면을 구성하는 방법
4. 네이처 홈페이지(12월 11일)
2014.12.15 조회수 15914 -
KAIST, 2012 하계 다보스포럼에 국내대학 중 유일하게 초청받아
- 11~ 13일 중국 텐진에서 아이디어스 랩 세션 운영 -
- 서남표 총장, 이상엽 학장 등 관계자 4명 참석 -
경제의 유엔총회로 불리는 제6차 세계경제포럼(WEF) 하계대회(일명 하계 다보스포럼)에 KAIST가 2010년에 이어 올해에도 국내대학 중 유일하게 초청됐다.
우리 대학은 9월 11일부터 13일 까지 사흘간 중국 텐진에서 열리는 ‘2012 하계 다보스 포럼’에 참가해 아이디어스 랩(Ideas lab)세션을 운영한다.
포럼에서 운영되는 여러 세션들 중 하나인 아이디어스 랩 세션은 세계적인 대학을 초청해 하나의 주제만을 가지고 현재와 미래의 기술혁신을 조명하면서 전 세계 리더들과 보다 더 나은 미래를 위해 심층토론을 벌이는 핵심 세션이다.
이번 2012 하계 다보스 포럼에 초청된 대학은 미국의 MIT 및 카네기멜론대을 포함해 중국 칭화대, 중국유럽국제경영대(China Europe International Business School)로 미국과 중국이 각각 2개를 차지했다.
이밖에 싱가폴 국립대와 영국 옥스퍼드대, 그리고 일본 도쿄대 등 전 세계에서 모두 8개 대학이 초청됐는데 국내대학으로는 KAIST가 유일하다. 이는 “KAIST가 세계 명문대 반열에 올라섰음을 충분히 입증하는 것”이라고 학교 관계자는 말했다.
아이노메자 할라 (Ainomaija Haarla) 핀란드 기술아카데미 회장 겸 CEO 사회로 진행되는 아이디어스랩 세션은 ‘생명공학의 잠재력을 연다’를 주제로 11일 메이장 컨벤션센터에서 개최되며 KAIST에서는 서남표 총장을 포함해 이상엽 생명과학기술대학장 등 모두 4명이 참석한다.
서남표 KAIST 총장은 기조연설자로 나서 ‘KAIST에 대한 소개와 글로벌 도전과제들을 풀기 위한 생물시스템 공학’을 발표한다. 이어 이상엽 생명과학기술대학장이 ‘산업적 물질생산을 위한 시스템 대사공학’을 그리고 ▲ 조병관 생명과학과 교수가 ’지능형 합성생물학‘ ▲정하웅 물리학과장이 ’네트워크 생물학을 위한 빅데이터‘를 주제로 각각 강연에 나선다.
이상엽 생명과학기술대학장은 “세계경제포럼이 KAIST를 초청했다는 것은 KAIST 국제적 위상이 그만큼 높아졌다는 것을 대내외적으로 보여주는 좋은 사례”라며 “ KAIST의 실험적이고 창의적인 연구프로젝트를 세계 각국의 리더들에게 소개할 소중한 기회가 될 것”이라고 말했다.
세계경제포럼(WEF)은 매년 1월 스위스 다보스에게 개최하는 연례총회 이외에 세계 경제문제 논의를 위해 세계 각국의 정·관·학계 주요 인사들이 참석하는 하계 다보스 포럼을 지난 2007년부터 매년 중국에서 개최 중이다.
‘미래 경제의 창조’ 라는 주제로 개최되는 이번 2012 하계 다보스 포럼에는 전 세계 90여 개국에서 원자바오 중국 총리를 포함해 폴 카가메 르완다 대통령, 라자 페르베즈 아쉬라프 파키스탄 총리, 안드리우스 쿠빌리우스 리투아니아 총리, 헬레 토르닝 슈미트 덴마크 총리 등 약 1,500명의 리더들이 참석해 정치•경제•사회•과학기술 등 다양한 분야의 주요 이슈들을 다룰 예정이다.(끝)
2012.09.10 조회수 14271 -
과학 기술을 이해하는 자가 미래를 지배한다!
- KAIST 명강시리즈 첫 번째, ‘정보의 미래에서 길을 찾다’ -
- 인정받는 KAIST 명사들의 강연 이어져 -
- KAIST 도곡캠퍼스서 10월 12일~12월 14일 총 10회 강연 -
우리 학교는 명강 첫 번째 시리즈인 ‘정보의 미래에서 길을 찾다’를 10월 12일~12월 14일, 매주 수요일 저녁 7시 30분부터 9시 30분까지 KAIST 도곡캠퍼스 AMP홀에서 갖는다.
이번에 첫 번째로 실시되는 ‘KAIST 명강’에서는 ‘정보의 미래’를 주제로 ▲최근 과학의 담장을 넘어 경제와 사회, 정치 영역에까지 커다란 파급력을 미치고 있는 복잡계 네크워크 ▲생명에 대한 정보를 고스란히 담고 있어 의학과 생명 공학의 영원한 화두인 유전자 ▲최신 물리학 이론으로 우리 주변을 감싸고 있는 매트릭스를 구성하고 파헤치는 암호학에 대해 살펴본다.
KAIST 물리학과 정하웅 교수의 강연을 시작으로 바이오 및 뇌공학과 김동섭 교수, 물리학과 이해웅 교수로 이어지는 이번 강연은 각 교수마다 3주간에 걸쳐 총 9주 동안 세부적인 주제로 강연을 진행한다.
이어서 마지막 10주차에는 KAIST 바이오 및 뇌공학과 정재승 교수의 사회로 강연자 모두가 한자리에 모여 오늘날 정보가 왜 그토록 중요한지, 실제로 우리 삶에 어떤 영향들을 미치고 있는지, 그리고 앞으로 다가올 정보 사회는 어떤 모습일지 등에 대해 자유롭게 토론하는 자리를 갖는다.
KAIST 바이오 및 뇌공학과 정재승 교수는 “이번 강의는 일반인들이 접근하기 어려운 과학기술 정보를 강단에서 인정받는 KAIST 교수들이 이해하기 쉽고 친숙하게 풀어낼 예정”이라며 “평소에 관심과 흥미를 갖고 있었던 일반인들이 관련분야에 대한 교양을 쌓기에 좋은 기회가 될 것"이라고 말했다.
앞으로도 KAIST는 ㈜사이언스북스와 공동으로 주목받고 있는 최신 과학기술 분야를 주제로 ‘KAIST 명강’ 시리즈를 이어나갈 예정이다.
한편, 이번 행사는 최첨단 과학기술연구의 선도 기관인 KAIST와 대표적인 대중과학서 전문 출판사인 ㈜사이언스북스가 과학의 대중화를 위해 최신 연구 성과를 과학에 관심 있는 일반인들과 함께 나누고자 기획됐다.
2011.10.12 조회수 12997 -
한국을 빛낼 100인에 KAIST교수 7명 선정
동아일보 2010.05.10(월) 보도에 따르면, 우리학교 교수 7명이 ‘2020년 한국을 빛낼 100인’에 선정됐다.
100인 가운데 대학교수는 36명이었으며 이중 우리학교 교수는 20%를 차지하여 서울대 교수 10명에 이어 두 번째로 많은 인원이 선정됐다.
특히, 물리·화학·생명과학과 같은 자연과학분야에서 대중의 관심 밖에서 묵묵히 정진한 세계적 수준의 우리대학 교수들이 다수 선정되어 쾌거를 이뤘다.
이번에 선정한 분야는 △자유로운 창조인(20%), △꿈꾸는 개척가(25%), △행동하는 지성인(20%), △도전하는 경제인(25%), △미래를 여는 지도자(10%) 등 5개다. 꿈꾸는 개척가 분야에는 안철수 기술경영전문대학원 석좌 교수, 이상엽 생명과학기술대학장 특훈 교수, 이지오 화학과 교수, 이효철 화학과 및 나노과학기술대학원 교수, 정하웅 물리학과 교수, 조동호 전기전자공학과 석좌교수가 선정됐고, 행동하는 지성인 분야에는 이광형 바이오및뇌공학과 미래산업 석좌 교수가 선정됐다.
안철수 교수는 의학계와 과학계 재계 교육계 정계 등 분야별로 빠짐없이 추천받은 점이 특징이다. 대부분의 100인은 같은 분야의 추천위원으로부터 표를 얻었다. 반면 안 교수는 각계전문가로부터 “다양한 분야를 넘나드는 탁월한 능력과 미래사회를 내다보는 안목, 자기 목표를 달성하려는 열정이 젊은이들에게 좋은 역할모델이 되고 있다”는 말을 들었다. 그의 장점은 헌신과 자기희생, 추천위원들은 “한국사회에서 자기 분야에서 일가를 이룬 사람들이 흔히 보여주는 리더십과는 다르게 창의적이면서 자기 헌신적인 지도상을 보여준다”고 말했다.
동아일보는 ‘2020년에는 누가, 어떤 역량과 자질을 바탕으로 한국 사회를 이끌고, 10년 뒤를 빛낼 리더십은 오늘의 한국사회에 어떤 의미를 지닐까’라는 의문을 가지고 창간 90주년을 맞아 100인을 선정했다.
선정 방법은 미래와 인재라는 두 가지 키워드에 관심을 보여 온 자문위원 8명이 조언하고 추천위원 205명이 두 차례에 걸쳐 추천한 것이다. 100인중에 나머지 한 명은 독자의 몫으로 남겼다.
2010.05.19 조회수 19784 -
정하웅 물리학과 교수, ‘이달의 과학기술자상’ 수상
- 복잡계 네트워크 과학 분야 개척 및 응용 연구에 기여한 공로 -
교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)은 복잡계 네트워크 과학이라는 분야를 개척하고 활발한 학제간 융합연구를 통해 다양한 학문분야에서 독창적인 연구결과를선보인 정하웅 물리학과 교수(鄭夏雄, 43세)를 ‘이달의 과학기술자상’ 5월 수상자로 선정했다.
정 교수는 통계물리학을 이용하여 최근 집중적인 관심을 끌고 있는 “복잡계(Complex Systems)"라는 대상을 ‘네트워크’라는 개념을 이용하여 이해하는 새로운 시도를 통해 여러 학문 분야를 아우르는 융·복합연구를 성공적으로 이끌며 복잡계 네트워크 과학의 국제적 전문가로 평가받고 있다.
정 교수는 2003년부터 교육과학기술부와 한국연구재단의 선도기초과학연구실(ABRL), 중견연구자지원사업(도약연구) 등의 지원을 받아 『복잡계 네트워크의 구조와 동역학』에 관한 연구를 꾸준히 수행하였으며, 2008년부터는 복잡계 네트워크 과학을 활용한 미래 인터넷 모델링 연구를 수행하고 있다.
특히, 정 교수는 2008년 ‘도로교통망에서 개별 운전자들의 합리적인 행동이 교통체증이라는 사회적인 비용을 발생시킨다’는 사실을 네트워크 이론을 통해 계산하고, ‘무계획적인 도로확장이나 도로건설이 교통흐름에 오히려 해가 될 수도 있음’을 정량적으로 증명해 물리학을 비롯한 다양한 분야의 주목을 받았다.
본 연구결과는 연구 주제와 방법의 창의성과 다양한 응용가능성 때문에 물리학 분야 최고 권위지인 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 발표되었을 뿐만 아니라 경제학 분야 최고 잡지인 ’이코노미스트(The Economist)‘에서도 주목할 만한 과학기술분야 논문으로 선정되는 등 다양한 국내외 언론의 주목을 받으며 커다란 관심을 끌었다.
또한, 시스템 생물학 분야의 세포 내 신진대사망의 강건성(robustness)이라는 현상을 가상세포 시뮬레이션을 이용하여 이론적으로 예측하였으며, 그 결과를 실험팀과의 공동 연구를 통해 증명하여 2007년 미국국립과학원회보(PNAS)에 게재하였다.
이 연구는 네트워크 과학의 연구기법을 이용하여 세계에서 처음으로 필수대사물질의 체계적인 발굴을 통해 생명활동의 강건성 문제를 탐구하고, 나아가 신약 개발의 가능성을 열었다는 점에서 높이 평가받고 있다.
정 교수는 복잡계 및 통계물리 연구 분야에서 네이쳐 5편, 미국국립과학원회보(PNAS) 4편, 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters) 7편의 우수논문을 비롯한 총 피인용 횟수가 8,000번이 넘는 80여편의 논문을 발표하였으며, 생물학, 사회학, 화학공학 등 다양한 분야의 국제학회에서 기조/초청강연을 하는 등 복잡계 네트워크 과학 분야의 국제적인 전문가로 인정받고 있다.
또한 “KAIST 우수강의대상”을 수상하는 등 교육에서도 남다른 재능을 보이며 과학기술 엠배서더 활동 등 활발한 대중강연을 통해 물리학의 저변확대에도 힘쓰고 있다.
정 교수는 “이번 수상은 본인과 함께 열심히 연구해 준 복잡계 및 통계물리 연구실 대학원생들의 몫이며, 앞으로도 다양한 학제간 융복합 연구를 통해 더욱 창의적이고 탁월한 연구성과를 이루어 국가 기초과학 발전에 이바지하겠다.”라고 수상 소감을 밝혔다.
2010.05.06 조회수 18249 -
정하웅 교수, 도로 교통망에서의 사회적 비효율성 규명
- 도로신설이 오히려 교통체증을 유발하는 사회적 비효율성 정량화
- 물리학 분야 세계 최고 권위지‘피지컬 리뷰 레터스’9월 18일자에 게재예정- 경제학 분야 최고저널 ‘이코노미스트’9월 13일자에 소개
교통체증을 완화시키기 위해 길을 하나 더 만들었으나 오히려 체증이 심해질 수도 있을까? 광화문 거리 하나를 막아서 서울 전체 교통 환경을 개선시킬 순 없을까? 각자 자신에게 가장 빠른 길을 이용하는 ‘합리적자기중심주의’ 운전습관이 도리어 전체 교통망의 비효율을 일으킨다는 사실이 최근 한국과 미국의 물리학자들에 의해 밝혀졌다.
네트워크 과학의 전문가로 잘 알려진 우리학교 물리학과 및 바이오융합연구소 정하웅(鄭夏雄, 40세) 교수팀은 미국 샌타페이 연구소와 공동연구를 통해 교통망에서의 사회적 비효율성을 ‘행위자 기반 모형’을 통해 구현해 냈다. 이 연구결과는 물리학분야의 세계 최고 권위지 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)’ 9월 18일자에 발표 예정이다.
복잡한 관계로 얽혀있는 인간 사회에 나타나는 비효율성을 줄이기 위한 연구가 최근 활발하게 진행되고 있지만 그동안 비효율성의 정도를 정량화하는 것조차 쉽지가 않았다. 鄭 교수팀은 출발지에서 목적지까지의 차량소요시간을 이용하여 사회적 비효율성을 정의하였다. 즉 운전자마다 가장 빠른 길을 선택하는 모형설계를 통해 도시에서의 교통흐름을 재현해 냈다. 대부분의 운전자는 출발지에서 목적지까지 가장 빠른 이동경로를 선택하게 되고, 교통체증이 덜한 먼 길로 스스로 우회를 선택하는 운전자는 없었다. 만약 일부 운전자들이 우회를 선택해 준다면 도시 전체의 교통흐름은 훨씬 빨라질 수도 있겠지만 불행히도 이런 운전자는 존재하지 않는다. 결국 개인의 이익을 극대화하려는 합리적자기중심주의 행동이 전체의 효율성을 떨어뜨려 자신과 다른 사람 모두에게 악영향을 미치게 된다. 연구팀은 교통체증이 심한 미국의 뉴욕과 보스턴, 영국의 런던 등 대도시 도로망의 비효율성을 분석한 결과 도로망 비효율성이 최고 30%에 달한다는 사실에 주목, 현재 도로망 상태를 유지한 채로 적절하게 교통량을 우회, 분산시킬 수만 있다면 1시간 걸리던 거리를 40분 만에 주파할 수도 있다는 사실을 밝혀냈다. 또한 연구팀은 연구대상 도시의 교통 상황을 오히려 악화시키는 도로를 찾아냈는데[자료그림], 흔히 교통흐름을 개선시킬 것이라고 생각했던 도로들이 도리어 반대의 역할을 하는 경우가 상당히 많았다고 한다. 즉 차량수가 늘지 않은 상태에서도 효율성을 감안하지 않은 새로운 도로로 인하여 정체가 더 심해진다는 것이다.
이와 같은 사회적 비효율성에 대한 연구는 경제학에서 주 관심사였다. 이번 물리학자들의 연구는 새로운 관점에서 현실적 숫자를 제시한 것으로 경제학자들로부터도 관심을 모으고 있다. 세계적 경제학 잡지인 ‘이코노미스트’는 9월 13일자 판에 이슈 논문으로 이 연구결과를 소개하기도 했다.
도로망 설계 시 사회적 비효율성 점검을 강조한 정하웅 교수는 “이번에 개발한 방법을 더욱 발전시켜 직접적으로는 출퇴근시간의 짜증을 없애는 것과 네트워크 과학을 활용, 다양한 분야에 산재하는 사회적 비효율성을 해결하는 것이 연구의 궁극적인 목표다”라고 말했다.
[자료그림설명] 뉴욕 맨해튼의 도로망 분석: 도로의 색은 그 도로가 통제되었을 때 더 필요한 지체소요시간을 나타낸다. 빨간 색은 도로를 막으면 안되는 것이고 파란 색일 수록 도로를 막아도 차들이 빠른 시간 내에 우회 가능하다는 것이다. 점선부분으로 된 곳이 흥미 있는 곳으로, 그 도로를 막았을 때 체증은커녕 오히려 전체 소요시간이 줄어드는 현상을 나타낸다. 이 점선 도로가 잘못 설계된 도로를 나타낸다(브래스 패러독스)
용어설명 :행위자 기반 모형: 상호작용하는 많은 행위자들로 이루어진 작은 가상세계이다. 여기서 크게 행위자, 행위자가 활동하고 상호작용 하는 시스템 공간, 시스템에 영향을 끼치는 외부환경 등의 세 가지 요소로 구성되며, 이들 요소를 설계하여 조립하는 방식으로 모형을 만든다. 이 때문에 행위자 기반 모형으로 복잡계를 탐구하는 방법을 생성적 접근법 또는 구성적 접근법이라고 한다.
정하웅 교수 소개
KAIST 물리학과 정하웅 교수는 ‘복잡계 네트워크’라는 새로운 연구 분야를 개척했으며, 지금까지 물리학, 생물학, 컴퓨터와 관련된 네이처(Nature)誌 5편, 미국국립과학원 회보(PNAS) 3편, 피지컬 리뷰 레터스(Phys. Rev. Lett.)誌 6편 등을 포함한 통산 누적 피인용회수 5천여 회가 넘는 70여 편의 논문을 발표해 주목을 받았다. 현재는 물리학, 사회학, 경제학, 인터넷, 생물정보학 등에서의 다양한 학제간 연구를 통해 21세기 과학의 연구 주제로 떠오르고 있는 복잡계(Complex Systems)의 이해를 위해 노력 중이며, 많은 학술 논문 발표뿐만 아니라 과학기술 앰배서더로서 네트워크 과학에 대한 대중강연을 활발하게 펼치며 물리학의 저변확대에도 힘을 쏟고 있다.
2008.09.18 조회수 20568