수상을 축하드립니다. 이번 대회에서 금상을 수상하신 “파이버 소재를 이용한 렌즈 없는 광학 물리적 복제 방지 기능 시스템” 연구의 주요 내용은 어떤 것인지 소개 부탁드립니다.

김민석 마치 사람의 지문과 같이 각각의 매체가 서로 다른 정보와 암호를 가지는 시스템을 구현한 것입니다. 원래 광학적 물리적 복제 불가능 소자는 벌크한 시스템을 가지는 것에 비해 불투명한 섬유 매체를 이용한 경 우, 잘 알려진 빛의 회절 현상으로 렌즈 광학계를 효과적으로 제거할 수 있습니다.
이길주 저희는 이 예측 불가능한 광학적 패턴 소재로 누에고치가 만드는 실크 소재를 이용하였습니다. 적당 한 빛 아래 실크 소재 내에서 발생하는 확률적인 회절에 의해 별도의 렌즈 없이도 아주 작고 강한 광초점을 다 수 생성할 수 있음을 이론적/실험적으로 밝혔습니다. 이러한 광학적 현상을 이용하여 비트맵을 생성하였고 생성된 비트맵이 물리적 복제 방지 시스템에 사용하기 적합하다는 것을 증명했습니다.

연구 주제를 잡게 된 과정이 궁금합니다.

이길주 실크 소재의 파이버 미디엄을 이용하는 컨셉이 아니라 산화 아연 물질 기반의 나노와이어 어레이 내에 서 발생하는 앤더슨 광 국소화라는 현상을 이용하는 내용을 먼저 연구하고 있었습니다. 복제가 불가능한 암호 소자에서는 샘플 간의 상관관계가 없어야하는데 당시 김민석 학생은 이를 산화아연 나노와이어를 이용해 구현하고 있었습니다. 그러다가 우연히 매우 랜덤한 마이크로 파이버와 그 마이크로 파이버 내에 나노파이버가 있는 소재가 실크 소재인 것을 알게 되었습니다. 실크 소재는 아시다시피 누에고치가 생성하는 것이라 모 든 소재가 서로 다르고 복제가 불가능하므로 이를 복제 방지 소자에 활용하면 좋을 것 같다고 생각하여 이를 실험적으로 검증한 상태였습니다.
김민석 저는 랜덤 배열된 산화아연 와이어에서 발생하는 랜덤레이징 효과를 이용한 복제 불가능한 암호 소자 및 모듈을 연구하고 있었습니다. 산화아연 나노와이어를 이용할 경우, 소자 자체는 작게 생성해 낼 수 있었으나 이를 동작 또는 사용하기 위해서 자외선 영역의 레이저, 샘플에 집광하기 위한 렌즈 그리고 샘플에서 방출 되는 빛을 모을 수 있는 렌즈가 필요하여 불가피하게 큰 시스템을 가지게 되었습니다. 그러다 우연히 이길주 박사님이 연구하고 있는 실크 섬유가 랜덤하게 배열되어있다는 것을 알게 되었고, 이를 물리적 복제 불가능 소자로 이용해보자고 해서 연구를 시작하게 되었습니다.

앞으로의 계획은 무엇인가요?

이길주 현재는 박사과정을 졸업하고 박사 후 연구원으로 근무하고 있습니다. 지금하고 있는 연구 주제들을 성공적으로 마무리하고 싶습니다.
김민석 박사 졸업까지 지금 하는 연구 주제 마무리와 함께 다른 분야와 접목할 수 있는 연구를 진행해보는 것 을 목표로 하고 있습니다.

지스티안들에게 하고 싶은 말이 있으시다면 부탁드립니다.

이길주 뻔하다고 생각되는 현상이나 사물에 대해서도 다시 한 번 고찰하고 돌아보는 습관이 성공적인 연구 결과물을 얻는데 중요한 것 같습니다.
김민석 지스티안들이 하는 일 그리고 연구가 다른 사람들에게도 충분히 매력적일 수 있다는 것을 생각했으면 합니다.

수상을 축하드립니다. 이번 대회에서 동상을 수상하신 “다관계 그래프를 이용한 보행자 경로예측 시스템” 연구의 주요 내용은 어떤 것인지 소개 부탁드립니다.

보행자 경로예측 시스템은 자율주행 자동차 및 서비스 로보틱스 기술을 위한 필수요소입니다. 기존의 방법론 들은 주로 일정한 구조의 딥러닝 네트워크를 이용해 보행자 간의 위치를 모델링함으로써 보행 가능 경로와 최종 도착지를 추론하는 방법을 취합니다. 반면, 이번 연구에서는 ‘그래프 컨볼루션 네트워크(GCN)’를 이용해 보행자의 위치, 속도, 거리, 변위 등 다관계 정보를 모델링할 수 있는 새로운 형태의 딥러닝 구조를 도입했습니다. 저는 먼저 보행자의 상황에 맞는 그래프 모델을 수학적으로 재정의해 보행자 환경에 적용 가능한 기법을 제안했습니다.

본 연구가 앞으로 실제 생활에 어떤 방향으로 적용될지 궁금합니다.

현재 이 시스템의 도입이 가장 많이 고려되고 있는 응용 분야는 보행자 경로 예측 기반의 자율주행 안전 회피입니다. 자율주행 자동차 및 서비스 로봇이 보행자가 있는 도로나 거리를 운행할 때, 보행자들은 위협을 느낄수 있습니다. 이때 보행자가 어디로 향할지 보행 경로를 예측하여 최적의 안전 회피 및 사람과 같은 자연스러 운 주행 모습을 보여준다면, 사람들이 자율주행 차량에 느끼는 거부감을 상당히 완화해서 자율주행 기술이 자연스럽게 일상생활에 녹아들 것으로 예상합니다.

앞으로의 계획은 무엇인가요?

석사과정 첫 주제로 이 연구를 재미있게 진행하고 있습니다. 1년 동안 다양한 아이디어를 적용해 보았으며 각 각의 추가 방법론들에 따른 의미 있는 변화를 발견하는 것에 성취감을 느끼고 있습니다. 아직 구현해보지 못한 다양한 아이디어들을 구현하며, 임베디드 시스템에 곧바로 적용될 정도로 가볍고 빠른 모델을 설계하는 것이 목표입니다. 또한, 연구 분야를 확장하여 그래프와 관련된 여러 주제로 범위로 넓히는 것이 장기적인 목표입니다.

지스티안들에게 하고 싶은 말 부탁드립니다.

다양한 주제를 시도해보며 제게 맞는 분야를 정할 수 있었고 휴먼테크 논문대상에서 동상을 받을 수 있었다고 생각합니다. 좋은 연구실 환경에서 흥미를 느끼는 주제를 열정있게 진행하다 보면 그에 따른 성과로 이어지므로 다양한 연구실을 경험하며 자신에게 맞는지를 확인하는 것이 중요하다고 생각합니다.

수상을 축하드립니다. 이번 대회에서 장려상을 수상하신 “열적으로 안정한 패치형 무선 웨어러블(wearable) 생체 신호 센서” 연구의 주요 내용은 어떤 것인지 소개 부탁드립니다.

저희가 직접 설계 제작한 무선 웨어러블 생체신호센서를 방열 특성을 최적화한 봉지층과 결합해 실외에서 심화되는 발열문제와 그에 따른 부정확한 생체 신호 측정 문제를 해결하는 것입니다. 저희가 개발한 무선 웨어러블 센서는 NFC 구동을 기반으로 하여 배터리 없이 스마트폰과 연동되어 사용 가능합니다. 또한 실외에서 태양광에 의한 발열문제를 해결하기 위해 수동복사냉각을 적용하였습니다. 수동복사냉각은 강력한 열원인 태양광을 반사하고, 적외선 대역에서 열을 방출함으로써 표면 또는 공간을 냉각하는 기술입니다. 저희는 피부에 부착되는 웨어러블 기기와의 결합이 용이하며, 무선 통신시스템에 간섭이 없도록 금속층을 포함하지 않는 수동복사냉각기를 개발하였습니다.

다양한 웨어러블 기기에 응용될 수 있다는 점이 흥미롭습니다.

최근 인구 고령화, 만성 질환 증가, 코로나바이러스 등 다양한 문제로 인해 의료에 대한 중요성 커지고 있으며, 언택트 의료가 급부상하고 있습니다. 이런 환경에서 생체 신호 센서를 부착한 웨어러블 기기를 활용하여 원거리 자료 전송 방식으로 보다 정확한 진단을 받을 수 있습니다. 또한 정확한 진단을 위해서는 웨어러블 기기 냉각기술이 꼭 필요할 것입니다. 장치발열에 의한 부정확한 생체신호가 의료인에게 전달된다면 효과가 저하될 것입니다. 최근 스마트 워치에서 발열 사례가 보고된 적이 있는데요, 저희가 개발한 냉각 구조를 활용한 다면 이러한 발열문제를 해결하는데도 도움이 될 것으로 기대됩니다.

앞으로의 계획은 무엇인가요?

강민형 저는 졸업 후 현재 LG Display 모바일패널 선행공정개발팀에서 선행공정기술관련 업무를 수행하고 있습니다. 앞으로 계획은 현업에서 선행공정기술로 얻게 되는 지식을 바탕으로 박사학위를 받는 것입니다.
이중훈 현재 송영민 교수님 연구실로 박사과정을 진학하였습니다. 석사과정동안 연구를 수행하며 습득한 연구능력과 문제해결능력을 박사과정에 진학하여 더욱 더 발달시킬 수 있을 것이라 확신합니다.

지스티안들에게 하고 싶은 말이 있으시다면 부탁드립니다.

강민형 연구는 똑똑해야만 잘하는 것이 아니라 노력이 있어야 좋은 결과물을 얻어낼 수 있다고 생각합니다. 끊임없이 고민하고 노력하여 여러분 모두 목표한 바를 이루어 내길 바랍니다.
이중훈 지금 하는 일들에 회의감이나 포기하고 싶은 마음이 들 때도 있겠지만 한번 결과물을 보고 나면 그동안 했던 노력들이 헛되지 않았다는 것을 알 수 있을 것입니다.