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2019-10 28

[학술][이달의 연구자] 박준영 교수, 단순 자율주행 너머 ‘안전’ 자율주행에 힘쓰다

바야흐로 4차 산업 혁명 시대다. 많은 사람들이 자율 주행에 관심을 두고 있다. 자율 주행이 수면 위로 떠오르자 안전을 고민하는 사람이 있다. 박준영 ERICA캠퍼스 교통물류공학과 교수는 커넥티드 환경(모바일 기기, 가전 제품 등 여러 디바이스가 연결돼 상호 작용하는 IoT 환경)에서 운전자가 안전하게 자율 주행을 할 수 있도록 운전 보조 시스템을 디자인했다. ▲박준영 ERICA캠퍼스 교통물류공학과 교수가 커넥티드 환경(모바일 기기, 가전 제품 등 여러 디바이스가 연결돼 상호 작용하는 IoT 환경)에서 차내 운전자 보조 및 안전정보 제공 개선을 위한 시스템을 설명하고 있다. 안전한 자율 주행의 상용화를 위해선 자율 주행 자체뿐만 아니라 차량과 차량, 차량과 차량 주변의 인프라 관계 구축이 잘 돼야 한다. 본인 차량 주변 차나 신호등 같은 교통 장치와도 소통을 해야 한다. 박 교수는 “본인 차량과 근처 차량 혹은 주변 인프라와 정보를 교환해야 정보망을 통한 차량 정보 보조가 가능하다”고 말했다. 안전한 자율 주행의 첫 단계는 각 차량에 칩셋(시스템 전체를 하드웨어적으로 컨트롤하는 장치)을 삽입해 차와 차 사이의 정보 교환이 가능한 환경을 만드는 것이다. 운전자 차량 앞쪽 유리창을 디스플레이 화면(헤더 디스플레이)으로 삼아 실시간으로 각종 정보들을 표출한다. 이때 주변 차의 현 정보(속력, 내 차와 주변 차 사이의 거리 등)를 도형과 색상을 통해 쉽게 알 수 있다. 예를 들어 헤더 디스플레이의 바 개수 감소는 내 차와 주변 차와의 거리가 가까워지고 있음을 의미한다. ▲앞차와의 거리와 속력 등을 수치와 바(막대기)를 통해 알 수 있다. (박준영 교수 제공) 박 교수가 유독 안전한 자율 주행을 위한 연구에 집중한 이유가 있다. 바로 ‘안개’때문이다. 그가 처음 연구를 시작했던 미국 플로리다주는 지리적 특성상 안개가 잘 끼는 지역이라 교통사고가 자주 발생한다. 특히 자율 주행은 기상이 악화될수록 기능이 떨어진다. 박 교수는 악조건의 기상 상황에서도 안전하게 자율 주행할 수 있는 방법을 고민했다. 결국 자율 주행 시 근처 차량의 패턴과 주변 정보 등을 교환해야 안전한 주행이 가능함을 깨닫고 연구를 시작했다. 연구 과정이 순탄치만은 않았다. 박 교수는 “시스템 개발 후 프로그램 시뮬레이션을 진행할 대상이 필요했다”며 “연령, 성비와 운전 경력 등을 고려해 다양한 사람들을 섭외하는 것이 쉽지 않았다”고 전했다. 또 관련 자료가 워낙 방대해 데이터 수집에도 어려움을 겪었다. 그럼에도 박 교수는 여러 난관을 극복한 끝에 안전한 자율 주행을 현실로 만들 운전 보조 시스템을 개발했다. ▲박준영 교수는 "미래 자율 주행의 키워드는 ‘안전’"이라고 말했다. 박 교수는 안전한 자율 주행 환경을 조성해 걱정 없는 자율 주행 시대를 앞당기고 있다. 박 교수는 “안전을 빼놓고는 교통을 말할 수 없다”며 “자율 주행의 기술적인 발전도 좋지만 그전에 안전이라는 전제가 꼭 있어야 한다”고 ‘안전’한 자율 주행을 강조했다. 글/ 정연 기자 cky6279@hanyang.ac.kr 사진/ 이현선 기자 qserakr@hanyang.ac.kr

2019-08 26

[학술][우수 R&D] 박태준 교수, 인공지능 기반 물품조립 협업로봇 기술 개발

박태준 ERICA캠퍼스 로봇공학과 교수와 한국산업기술평가관리원(KEIT)이 지난 7월 로봇산업핵심기술개발사업을 위한 협약을 맺었다. 이 사업은 설명서를 보고 스스로 가구를 조립할 수 있는 로봇 개발을 목표로 한다. 로봇들은 머신 비전 기반의 강화학습 인공지능(AI)을 통해 작업을 수행할 예정이다. 로봇은 가구를 조립하면서 겪는 시행착오를 통해 정보를 수집한다. 그 뒤 조립대상물을 인식하고, 설계도에 맞게 조립하는 능력을 갖추게 된다. 한편 박태준 교수는 ERICA 캠퍼스 인공지능협동로봇사업단 단장을 맡고 있다. ▲ 박태준 ERICA캠퍼스 로봇공학과 교수가 한국산업기술평가관리원 ‘인공지능 기반 물품조립 협업 로봇’ 공모전에서 당선된 인공지능 기반의 가구조립 로봇 프로젝트에 대해 설명하고 있다. 박 교수는 사람을 위한 가구 조립설명서를 시각적으로 이해해 사람의 조립 환경과 동일한 환경에서 물품을 조립하는 로봇을 개발하는 프로젝트를 기획했다. 이 프로젝트는 한국산업기술평가관리원에서 4차 산업 혁명에 대비해 진행한 ‘인공지능 기반 물품조립 협업 로봇’ 공모전에 채택됐다. 박 교수는 "4차 산업 혁명의 본질은 현실 세계인 하드웨어와 가상세계인 소프트웨어의 융합"이라며 "자율주행 자동차처럼 하드웨어와 소프트웨어가 결합하여 부가가치를 생산하는 로봇을 제작하는 것이 목표"라고 밝혔다. ▲ 박태준 로봇공학과 교수가 가구조립 로봇의 팔 부분을 제작하고 있다. (ERICA캠퍼스 산학협력단 제공) 프로젝트를 위해 지난 4월부터 선행연구를 진행했고 내년 말 완성품 제작을 목표하고 있다. 가구조립 로봇 한 대가 사람처럼 물품 조립설명서를 보고 완성품을 만든다. 카메라가 눈 역할을 하면서 팔이 작동한다. 기존 컨베이어 벨트 공정은 로봇 여러 대가 부속을 만들어 합쳤다. 가구조립 로봇에 내장된 인공지능 기술은 사람의 뇌 역할을 한다. 박 교수는 "인공지능 기반의 물품조립 기술을 확보해 산업적으로는 제조산업의 경쟁력 향상을, 사회적으로는 인간의 로봇 사용 증대를 목표로 하고 있다"고 전했다. 이세돌 9단과 구글 알파고의 대국이 끝난지 3년이 지났다. 그 후로 전 세계는 인공지능에 주목하기 시작했다. 당시 알파고의 소프트웨어는 놀라운 성과를 보였지만 실제 바둑돌은 사람이 두어야 한다는 한계가 있었다. 가구조립 로봇은 소프트웨어와 하드웨어의 융합이라는 측면에서 의의가 있다. 알파고처럼 인공지능이 탑재돼 있으며 사람처럼 움직일 수 있기 때문이다. 로봇 기술의 발달로 실생활에서 독거노인 가구나 1인 가구를 포함해 가구조립에 어려움을 겪는 사람들에게 편리함을 선사할 것으로 기대된다. 글/ 윤석현 기자 aladin@hanyang.ac.kr 사진/ 김주은 기자 coram0deo@hanyang.ac.kr

2019-08 12

[학술][이달의 연구자]이한승 교수, 오래가는 건축물을 위한 내구성 헬스 모니터링 기술을 개발하다

이한승 ERICA캠퍼스 건축학부 교수가 내구성 헬스(건정성) 모니터링(Durability Health Monitoring : DHM) 기술 센서를 개발했다. 내구성 헬스 모니터링 기술이 적용된 센서는 콘크리트 구조물의 손상 정도를 파악해 건설구조물의 수명을 획기적으로 늘릴 수 있고 세계 최초로 고체를 대상으로 한 염소 이온과 이산화탄소 측정계라는 점에서 혁신적이다. 이 교수는 건축물의 유지관리라는 관점을 중심으로 연구하고 있다. 과거 효율성 중심 건축 패러다임에서 벗어나 생애주기의 관점에서 오래 버티는 건축물이 인간에게 장기적으로 도움이 되리라 생각하기 때문이다. ▲ 이한승 ERICA캠퍼스 건축학부 교수가 기존 건축물의 수명을 획기적으로 연장할 수 있는 내구성 헬스(건정성) 모니터링(Durability Health Monitoring : DHM) 기술에 대해서 설명하고 있다. 이 교수는 염소이온과 이산화탄소의 콘크리트 내 침투를 실시간으로 확인할 필요성을 느꼈다. 이 둘은 콘크리트 내 매설된 철근을 녹슬게 하고 팽창시켜 구조물 수명을 다하게 만든다. 이 교수는 성균관대학교 김선국 신소재공학부 교수 연구팀과 함께 센서 개발 및 적용 실험을 통해 연구 개발에 성공했다. 측정 센서는 광파이버(빛을 이용해 정보를 전달하는 유리 섬유)를 이용한다. 센서에 염소 이온과 이산화탄소가 접촉하면 색이 변해 침투 정도를 확인할 수 있다. 센서를 콘크리트 구조물 안에 일정한 간격을 두고 설치해 구조물의 기능 저하 정도를 실시간으로 파악하고 적절하게 대응하면서 구조물의 수명을 연장할 수 있다. 사람의 신체 헬스 모니터링 기술과 원격진료의 원리를 건축물에 대입한 것이다. ▲ 이한승 건축학부 교수는 "이번 연구가 앞으로 인간의 생애주기에 있어 큰 도움을 줄 수 있는 건축물의 비전을 제공할 것"이라고 말했다. 이 교수는 ‘내구성 헬스 모니터링 기술’으로 인해 건설구조물에 대한 기존의 안전성의 개념을 넘어 내구성을 확보하고 오랜 기간 사용할 수 있는 건축물을 기대하고 있다. 끝으로 이 교수는 “이번 연구처럼 앞으로도 4차 산업혁명시대의 혁신기술을 적용해 혁신적인 연구성과를 내고 싶다“고 말했다. 글/ 손민서 기자 angelico008@hanyang.ac.kr 사진/ 이현선 기자 qserakr@hanyang.ac.kr