[GIST, 한국판 뉴딜 선도]AI R&D로 디지털·그린뉴딜·안전망 강화
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[GIST, 한국판 뉴딜 선도]AI R&D로 디지털·그린뉴딜·안전망 강화
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  • 승인 2020.10.14 08:00
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광주과학기술원(GIST·총장 김기선) 연구 역량은 수년째 세계 정상급이다. 영국 글로벌 대학평가기관 QS의 ‘2020 세계대학평가’에서 교수 1인당 논문 피인용 수 부문 세계 4위를 기록했다. 2015·2016년 세계 2위, 2017·2018년 세계 3위, 지난해 세계 5위를 차지하는 등 올해까지 13년째 국내 1위를 지키고 있다.

GIST는 우수한 역량을 지닌 연구자에게 최적의 연구 환경을 제공하고 있다. 최근에는 한국판 뉴딜을 선도하기 위해 인공지능(AI)대학원과 AI연구소 등 AI 분야 교육·연구 역량 강화에 집중하고 있다. 국가와 지역 경제성장을 도모하고 광주·전남지역 미래형 신산업 육성 및 일자리 창출에 기여하겠다는 전략이다.

특히 GIST는 AI 연구개발(R&D) 과제를 통해 디지털 뉴딜과 그린 뉴딜, 안전망 강화를 추진한다. AI 재난예측 솔루션, AI 자동차사고 과실비율판단시스템, AI 작곡가, AI 기반 유물 조형 분석, AI 기술의 사회적·윤리적 함의 연구 등이 대표적이다.

◇김홍국·윤진호 교수 ‘AI 기반 기후변화·미세먼지 예측기술’

최근 급속한 경제성장에 따른 에너지 소비 증가로 인해 대기오염물질 및 온실기체 배출량이 기하급수적으로 증가하고 있다. 국소적인 장마, 태풍 등 이상기후 증상이 빈번하게 나타나 환경정보 예측의 부정확성이 커지고 있다. 세계보건기구(WHO)가 1급 발암물질로 규정한 미세먼지는 한반도에 빈번하게 목격되며 시민안전을 위협하고 사회·경제적으로 치명적인 폐해를 초래하고 있다.

김홍국 전기전자컴퓨터공학부 교수팀은 윤진호 지구‧환경공학부 교수팀과 오는 2023년까지 시민안전을 위해 국소적 지역 예측 한계를 극복하는 AI 기반 기후변화 및 미세먼지 예측기술을 개발한다. GIST 국제환경연구소 기후기술연구사업 지원으로 이뤄지는 이번 연구를 통해 국가 재난·재해를 예측하고 빠르게 해결하는 데 일조해 국가 발전에 기여할 예정이다.

김 교수팀은 기상·기후·미세먼지 데이터를 새로운 형태의 자료로 재생산하고 국내 관측소에서 제공하는 자료를 융합해 기후변화와 고농도 미세먼지 장·단기 예측 모델을 개발한다. 이 모델을 사용자 위치 기반 재난예측서비스로 제공해 실생활에서 유용성을 검토한다. AI 기술 연구로 재난 상황을 예측·대비함으로써 국가 안전에 기여할 계획이다. 또 청각 AI를 이용해 위험에 빠진 사람의 구조요청 소리나 비명 소리, 혹은 폭발 소리 등을 감지해 자동으로 식별, 위치를 파악하고 구조를 요청할 수 있는 드론 AI 기술도 연구한다.

윤 교수팀은 기후변화로 증가하는 산불위험도 예측 시스템과 이를 초고해상도 자료로 생산하는 연구를 수행한다. 다양한 기상·기후 데이터와 AI 기술의 융합으로 새로운 예측자료를 생산할 계획이다.

◇김문상 교수 ‘AI 로봇이 열어가는 노약자 헬스케어’

김문상 융합기술원 교수(헬스케어로봇센터장)는 AI 기술과 다양한 센서기술를 탑재한 노인도우미 로봇을 개발하고 있다. 독거노인이 건강한 생활을 유지할 수 있도록 지원하는 치매로봇 ‘보미’는 기존 로봇이 갖지 못한 다양한 기능을 보유하고 있다. 아침에 침대에서 일어나 저녁 잠자리에 들기까지 노인의 모든 행위를 정확하게 인식하고 이를 데이터베이스(DB)에 분류, 수록한다. 또 침대에서 일어나다 낙상했을 때 로봇이 실시간 감지하고 노인과 대화, 카메라 센서를 이용해 2차로 낙상 여부를 정확하게 확인한다.

실버세대 벗이라는 뜻에서 이름을 딴 ‘실벗’ 로봇은 하루에 한 번 노인의 걸음새를 측정, AI 기술로 빅데이터와 비교해 걸음새 변화에 따른 건강이상을 사전 예측한다.

김 교수팀은 주의력결핍 과다행동장애(ADHD)나 자폐 등으로 어려움에 처한 특수아동을 위한 로봇도 개발하고 있다. 여러 아이들이 게임을 수행할 때 나타내는 비정상행동을 인식한다. 아이들이 재활게임을 통해 사회성이나 인지기능이 향상되는 지 관찰할 수 있다.

◇안창욱 교수 ‘AI 작곡가 일상 생활 활용방안 기술’

안창욱 GIST AI대학원 교수는 AI 작곡가 ‘이봄(EvoM)’을 개발했다. 이봄은 진화 음악을 줄여 만든 이름으로, 음악이 스스로 진화한다는 의미를 담고 있다.

이봄은 인간 작곡가처럼 곡 구조와 화성 흐름을 참조해 작곡 기법과 이론을 익힌 뒤 AI 기술 탐색을 활용해 작곡한다. 스스로 멜로디를 만들어내는 만큼 저작권 문제에서 자유롭다.

이봄은 단 10초 만에 4분짜리 한 곡을 만들 수 있다. 클래식 피아노·오케스트라뿐만 아니라 전자 댄스음악(EDM), 앰비언트(몽환적인 배경음악) 등도 만든다.

안 교수는 이봄을 활용해 지금까지 150여개 앨범을 발매했고, 10만개가 넘는 곡을 만들었다.

안 교수는 AI 작곡가가 일상생활에서 널리 활용할 수 있는 방안을 모색하고 있다. 귀를 피곤하게 하지 않으면서 배경음악처럼 익숙하고 편안하게 들을 수 있는 힐링곡을 많이 만들고 있다. 이를 위해 AI 기술 스타트업을 4년째 운영 중이다.

유튜브 채널 ‘뮤지아(Musia)’를 통해 이봄의 신곡을 주기적으로 업로드하고 있으며 스마트폰 애플리케이션(앱)을 출시하기도 했다. 최근 트로트 열풍에 맞춰 한국 AI만이 할 수 있는 트로트 장르를 추가 개발했다.

◇홍진혁 교수, 유물 조형정보 제공하는 ‘스마트 컬처 렌즈’ 개발

홍진혁 융합기술학제학부 교수는 이지현·김승준 교수와 함께 시각검색(비주얼 서치) 기술로 스마트폰을 이용, 현장에서 촬영한 실제 유물 사진을 분석해 유물의 조형적 정보를 제공할 수 있는 ‘스마트 컬처 렌즈’를 개발하고 있다.

이번 연구는 AI를 활용해 한국문화의 특징적 조형요소 체계화를 위한 기술로, 다양한 분야에 응용하는 문화 융합의 기반을 제공한다. 최근 머신러닝 기술을 활용, 스마트폰 카메라로 주변 사물을 인지해 분석·검색을 거쳐 필요한 정보를 제공하는 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 대표적으로 구글 렌즈나 네이버 스마트렌즈 있다.

예술계에서도 시각검색으로 쿼리(질의) 이미지 특징을 찾아 유사 이미지를 검색하는 기능을 가진 유사한 분석 검색 서비스가 등장하고 있다. 구글의 ‘아트 팔레트’ ‘런웨이 팔레트’ 프로젝트가 대표적이다.

홍 교수팀이 개발 중인 스마트 컬처 렌즈는 색상, 형태, 재질과 같은 도자기 외형의 다양한 조형요소를 다룬다. 일반 사용자가 손쉽게 활용할 수 있도록 스마트폰 앱으로 개발, 카메라로 촬영된 유물 사진에서 유물과 배경을 분리하고 분리한 유물의 색상 등을 분석하고 관련 정보를 제공한다. 도자기의 미적 가치를 높이는 조형요소인 문양을 함께 분석해 활용한다.

홍 교수팀은 또 한국문화 조형요소를 분석하고 유사 문화재를 검색하는 스마트 문화 렌즈를 개발하고 있다. 유물 연구에서 미비한 유물의 조형요소에 대한 데이터를 구축함으로써 학문·예술적 표현의 세부 자료연구에 활용할 예정이다. 현대 아티스트나 디자이너가 창작에 직접 활용할 수 있는 재료기반이 될 것으로 기대하고 있다.

◇이용구 교수 ‘교통사고 과실 여부 판단 시스템’

이용구 기계공학부 교수는 사고 상황이 담긴 블랙박스 영상을 AI로 분석해 교통사고 과실 여부를 판단할 수 있는 시스템을 연구하고 있다. 해당 시스템은 블랙박스 영상 외에 폐쇄회로(CC)TV 영상 분석 등 최근 증가하고 있는 영상 녹화물을 통한 법률 서비스에 활용하는 등 AI 법률 영상 분석의 토대가 될 것으로 기대하고 있다.

이 시스템의 핵심 기술은 사람이 사고 과실 평가에 개입하지 않고 AI가 과거 데이터를 학습해 사고 과실을 자체 판단하는 것이다. 인간 노동력이 최소화되도록 AI 네트워크 학습을 위해 사용되는 데이터는 화질 개선과 라벨링 등 데이터 가공 없이 동영상 원본으로 사용했다. 이를 통해 다수의 데이터를 보유한 업체는 추가 부대비용 없이 시스템을 활용할 수 있다.

이 교수팀은 앞으로 차 대 차 사고 외 차 대 사람, 차 대 이륜차 등 다양한 사고를 분석할 수 있도록 AI 네트워크 기능을 확장할 계획이다. 스마트폰 앱으로 개발해 사고 즉시 과실 비율을 측정할 수 있는 환경을 구축할 예정이다.

◇하대청 교수 ‘AI 기술의 사회·윤리적 함의 연구’

하대청 기초교육학부 교수는 AI 기술의 사회·윤리적 함의를 연구한다. 과학기술과 사회의 상호작용을 연구하는 과학기술학을 전공한 하 교수는 AI가 유망한 기술혁신으로서 산업진흥정책의 대상으로만 인식되면 안 된다는 입장이다. AI가 점차 인간의 의사결정을 대체하거나 보완하고 있는 가운데 AI를 둘러싼 사회·윤리적 쟁점이 부상하고 있는 시점에서 보다 폭넓은 사회·정책적 논의가 필요하다고 지적한다.

AI 결정을 얼마나 신뢰할 것인지, AI 결정에 어느 수준의 책임성을 부여할 것인지, AI 도입 이후 노동시장 변화에 어떻게 대처해야 하는지 등 까다로운 사회·정책적 문제들이 있다. AI가 인간 일자리를 위협한다는 주장이 지배적이지만 과연 그것이 얼마나 적합한 과학기술적 이해와 근거에 기초한 것인지 냉철하게 평가하는 작업은 미흡한 상황이다.

하 교수는 AI가 일자리에 미치는 영향을 비판적으로 평가하고 분석하는 연구를 수행 중이다. 딥러닝과 같은 데이터 기반 AI 수행 능력이 갖는 특성을 철학과 과학기술학, 컴퓨터과학에 기초해 분석한다. AI 도입이 단지 기술적인 능력 외에 사회적 수용성에 따라 달라지기 때문에 AI의 사회적 수용성을 결정하는 사회문화 요인을 살펴보고 있다.

또 AI 알고리즘을 사용하는 유튜브 플랫폼이 사용자의 주의 능력에 어떤 결과를 가져오는지도 추적하고 있다. 추천 동영상을 만드는 알고리즘과 행동심리학이 결합한 유튜브 설계가 어떤 사용 습관을 만들어내는지 인간-기계의 상호작용 관점에서 연구하고 있다.

이밖에 AI가 기술적 인공물이면서 동시에 하나의 문화적 상징이라는 점에 주목하고 AI라는 문화적 상상이 우리 사회의 과학기술과 인간의 이해에 어떠한 영향을 미치는지도 연구 대상이다.



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