이화여자대학교 소식
EWHA NEWS
반효경 교수팀, 실시간 시스템의 돌발적 상황 대처가 가능한 AI 기반 스케줄링 기술 개발
세계적 학술지 <IEEE Transactions on Industrial Informatics> 게재 컴퓨터공학전공 17학번 류수현, 조예원 씨 공동 제1저자로 참여 컴퓨터공학과 반효경 교수팀이 실시간 시스템에 돌발적인 사용자 입력이 발생할 경우 이에 즉각 대처할 수 있는 스케줄링 기술을 개발했다. 본 기술 적용을 통해 미리 정의된 방식으로만 동작하던 기존 실시간 시스템의 한계를 극복하고 갑작스런 환경 변화에 즉각 대처하면서도 평균 66.8%의 전력 절감이 가능할 것으로 기대된다. 해당 기술은 4년 연속 Industrial Engineering 분야 JCR(Journal Citation Report) 1위 학술지이며 피인용지수(Impact Factor)가 9.112인 <IEEE Transactions on Industrial Informatics> 온라인 판에 지난 3월 게재됐다. 연구책임자 반효경 교수와 컴퓨터공학전공 류수현, 조예원 씨(공동 제1저자) 실시간 시스템은 각 작업들이 반드시 정해진 시간 내에 처리되어야 하는 미션 크리티컬 시스템으로 우리가 흔히 사용하는 범용 컴퓨터와 달리 하드웨어 자원의 플래닝을 미리 결정해서 한치의 오차도 발생시키지 않아야 하는 시스템을 말한다. 최근 주목받고 있는 사물인터넷(IoT), 스마트팩토리, 사이버물리시스템(CPS: cyber physical system) 등이 대부분 이러한 범주의 시스템에 속한다. 최근에는 이 실시간 시스템이 사용자의 입력을 수용해 동작하도록 하는 요구사항이 늘어나는 추세이다. 예를 들어, 스마트팩토리를 위한 실시간 시스템이 불규칙적인 사용자 입력을 수용해서 처리할 수 있을 경우 생산라인의 유연성 및 효율성이 증가하며, 자율주행 역시 미리 정해진 실시간성 작업 외에 돌발적인 사용자 입력을 처리해야 하는 것과 같은 요구가 증가하고 있다. 하지만, 작업들을 미리 정의된 방식으로 처리하는 실시간 시스템과 불규칙적인 사용자 입력을 처리할 수 있게 설계된 범용 컴퓨터 시스템은 하드웨어 자원의 관리 방식이 매우 달라 이를 단일 시스템으로 구성하는 것은 매우 도전적인 연구 분야이다. 이번 반 교수팀의 연구는 이러한 문제를 해결해 실시간성 작업(real-time task)과 대화형 작업(interactive task)을 동시에 지원하는 시스템 관리 기술을 개발하여 실시간성 작업의 데드라인 보장과 대화형 작업의 응답 시간 보장, 그리고 시스템의 전력 소모 절감 등 다양한 요구조건을 동시에 만족하는 방법을 AI 기술의 일종인 유전 알고리즘(GA: genetic algorithm)으로 풀었다. AI기반 스케줄링 기술 개념도 연구책임자인 반효경 교수는 "4차산업혁명 시대에 각종 산업 현장에서 실시간 시스템의 기능을 유연하게 확장할 수 있어 활용 가능성이 매우 높은 SW 원천 기술”이라며 기대를 나타냈다. 본 연구를 담은 논문 「Integrated Scheduling of Real-time and Interactive Tasks for Configurable Industrial Systems」에 공동 제1저자로 참여한 컴퓨터공학전공 17학번 류수현, 조예원 씨는 “학부생 신분으로 우수한 성과를 얻게 되어 실감이 나지 않지만 매우 기쁘다”는 소감을 전했다. 21년 2월 졸업한 류수현 씨는 풀브라이트 장학생으로 선정되어 박사과정으로 유학을 떠날 계획이며, 조예원 씨는 졸업 후 한국 대표 IT 기업인 카카오에 취업했다. 본교는 ‘우수 여성공학인의 양성을 통한 과학기술의 발전’이라는 시대적 소명 아래 1996년 세계 최초로 여성공과대학을 설립하고, 여성 과학기술 전문 인력을 배출해왔다. 컴퓨터공학전공은 1981년 전자계산학과로 출발해 현재까지 약 2500명의 졸업생을 배출하며 여성 S/W 리더를 양성해왔다. 미래산업의 중추적인 역할을 담당하는 정보통신기술(ICT)과 그 운영에 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 연구하는 컴퓨터공학전공은 고급 S/W 엔지니어에 대한 산업체의 수요 변화에 부응하기 위해 최신의 교육환경을 갖추고 우수한 교수진을 중심으로 첨단 교육 및 연구를 수행하고 있다. 최근 컴퓨터공학전공 학부생들이 세계적 명성의 SCI급 국제학술지에 논문을 발표하는 사례가 늘면서 첨단 학문 분야의 교육 연구를 선도해가고 있는 본교 컴퓨터공학전공이 주목받고 있다.
본교 연구소, 2021년도 핵심연구지원센터 및 기초연구실 사업 선정
‘지속가능 사회를 선도하는 창의·혁신 플랫폼’의 비전 하에 세계적 수준의 성과 창출을 위한 창의연구 생태계 조성을 목표로 연구역량 강화에 주력하고 있는 가운데 본교 약학대학 연구센터 및 자연과학대학, 엘텍공과대학 교수팀이 2021년도 ‘이공학 학술연구지원사업’ 및 ‘집단연구지원사업’에 잇따라 선정되며 연구중심대학으로서의 위상을 공고히 하고 있다. 신약개발연구코어센터 ‘핵심연구지원센터’ 선정 신약개발연구코어센터(연구책임자 : 약학대학 권영주 교수)가 2021년 핵심연구지원센터 조성 지원 사업에 선정됐다. 교육부가 주관하고 한국연구재단과 한국기초과학지원연구원이 운영하는 이 사업은 대학의 연구개발 역량 강화와 효율적인 연구생태계 조성을 위해 연구장비 이전과 유지보수, 성능향상 비용, 장비전담인력 인건비와 교육훈련비, 기타 센터운영비 등을 지원하는 사업이다. 신약개발연구코어센터는 이번 사업에 선정되어 향후 최대 6년(3+3년)간 34여억 원을 지원받는다. 본교 약학대학은 2001년 중점연구소, 2006년 BK21 2단계와 국가핵심연구센터(NCRC), 2008년 글로벌 종양치료 신약개발사업단, 2013년 BK21 PLUS, 2014년 수도권대학 특성화사업(CK-II), 2016년 제약산업특성화대학원사업, 2018년 기초의약학분야 선도연구센터(MRC)에 잇달아 선정되며 질환극복과 신약개발 관련 연구 분야에서 융복합 연구와 우수한 약학분야 인력양성을 선도해왔다. 신약개발연구 코어 센터는 약학대학 10명의 교수진과 석·박사급 전담운영인력 8명이 참여해 센터 기반을 구축하고, 타겟 발굴 및 타겟 조절물질 스크리닝팀, 조절물질의 최적화 및 타겟 검증팀, 타겟 조절물질의 효용성 평가 및 기전 연구팀의 세 개의 연구그룹으로 구성하여 유기적 협업으로 신규 약물 타겟 및 후보물질 발굴기술의 고도화와 작용기전 규명기술의 고도화를 통한 비임상 진입 연구에 집중하여 연구를 수행할 계획이다. 이와 함께 센터의 집적 기기들에 대한 높은 이해도를 바탕으로 폭넓은 융합연구에 활용 가능한 우수한 연구인력을 양성하고, 산·학·연 및 국제 공동 연구 활성화를 도모함으로써 글로벌 핵심거점신약개발연구 센터로 발전하고, 국가 기초과학연구역량 강화에 기여할 것으로 기대된다. 권영주 교수는 “이번에 핵심연구지원센터 선정으로 우리 약학대학이 연구 장비 상황을 개선하고, 특히 신약개발 연구 분야에 필요한 최첨단 분석 장비를 구축함으로서 교내 연구 환경을 획기적으로 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다”며 “아울러 신약개발 및 바이오헬스 분야의 첨단장비를 활용할 수 있는 신진연구 인력 양성 및 연구인프라 구축을 통해 세계적인 거점으로 자리매김할 수 있는 토대마련이 가능해졌다”라고 밝혔다. 화학나노과학전공, 컴퓨터공학전공 교수팀 ‘2021 기초연구실’ 사업 선정 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 ‘2021년도 집단연구지원사업’의 일환으로 지원하는 ‘2021년 기초연구실 사업’에 화학나노과학전공 및 컴퓨터공학전공 교수팀이 선정됐다. 본 사업은 특정 연구주제를 중심으로 공동연구 활성화를 견인하기 위한 소규모 집단연구 과제이다. 이상기, 김현우 교수 자연과학대학 화학나노과학전공 연구팀은 개척형 화학분야 기초연구실로 선정되어 ‘상호협동성 융합촉매반응 개발’을 주제로 연구를 수행하게 되며, 향후 33개월(‘21년 6월~‘24년 2월)간 총 13억5천500만 원의 연구비를 지원받는다. 본교 화학나노과학전공 이상기 교수(연구책임자)와 김현우 교수, 그리고 본교 화학나노과학전공에서 석사학위를 한 경희대 약과학과 박보영 교수, 그리고 성균관대 화학과 신광민 교수로 구성된 연구팀은 우수한 연구진 구성과 창의적이며 도전적인 연구주제 제시로 높은 평가를 받아 화학 분야 유일한 개척형 기초연구실 선정됐다. 연구팀은 기존의 촉매반응의 한계성을 극복하기 위한 새로운 개념의 촉매반응 시스템 개척을 목표로 ‘상호협동성 융합촉매반응 개발 연구’를 수행함으로써 ‘Fast Follow’의 국내 기초 연구를 전략을 ‘First Mover’로 전환하는 계기를 마련해나간다는 계획이다. 민동보, 김영준, 오유란 교수 엘텍공과대학 컴퓨터공학전공 연구팀은 심화형 컴퓨터·소프트웨어분야 기초연구실로 선정되어 향후 33개월(‘21년 6월~‘24년 2월)간 총 13억 7천500만 원의 연구비를 지원받아 ‘AiA(AI in Action): 자율행동계획 인공지능’ 연구를 수행하게 된다. 현재의 인공지능 기술은 학습데이터로부터 특정한 패턴을 정확하게 추정할 수는 있지만, 그 패턴에 대한 대응 계획은 여전히 인간이 설정한 규칙에 따라야 한다는 한계가 있다. 본교 컴퓨터공학전공 민동보 교수(연구책임자)와 김영준, 오유란 교수, 그리고 KAIST 전산학과 윤성의 교수로 구성된 본 연구팀은 이번 사업을 통해 주어진 상황에 대해 인공지능이 자율적으로 판단하고 계획을 수립하는 원천 기술을 확보함으로써, 인공지능의 새로운 연구 분야를 개척하고 국내 로보틱스 분야에 부족한 컴퓨터공학 기반의 인공지능 연구를 주도하고자 한다. 이를 위해 컴퓨터비전, 로보틱스, 컴퓨터그래픽스, 인간컴퓨터상호작용 분야에서 인공지능 연구가 개별적으로 진행되는 현재 연구 방향과 달리, 자율행동계획 인공지능 주제로 통합적인 연구를 진행하여 인공지능 연구의 시너지 효과를 극대화하는 것을 목표로 연구를 수행할 계획이다.
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