EE 박사과정 이상민, 박성준 (노용만교수랩) Video Browser Showdown 국제대회 Ad-hoc Video Search 부문 우승

캡처

[노용만교수, 박사과정 이상민, 박사과정 박성준, 왼쪽부터]

 

전기및전자공학부 이상민, 박성준 박사과정생 (노용만교수 연구실) 이 11th Video Browser Showdown (VBS 2022)의 AVS (Ad-hoc Video Search) 부문에서 우승 (Best AVS) 을 차지하였다.

 

Video Browser Showdown 은 비디오 검색의 매년 개최되는 국제 대회이며, 이번 VBS 2022는 11번째 국제 대회이다. 

 

올해 대회는 전세계에서 본선에 선정된 16개 비디오 검색 팀이 지난 6월 6일부터 7일까지 이틀 동안 Vietnam Phú Quốc에서 진행되었다.

 

AVS 부문은 임의의 쿼리에 대해 수백만(약 250만)의 비디오에서 관련 비디오들을 빠르게 검색하여 맞추는 챌린저이다. 

 

이상민, 박성준 박사과정생이 개발한 검색엔진은 visual-audio-language 멀티 도메인의 multi-modal 연관성을 기반으로 타겟 비디오를 검색하는 멀티모달러닝 알고리즘이 기반 된 것이다. 

 

세개의 모달리티로 구성된 latent 정보로 해당 비디오를 최적으로 검색한다. 

 

그리고 이와 연관된 visual-audio 멀티모달 표현 학습 연구 결과는 AI Top tier 학술대회인 CVPR 2022에 “Weakly Paired Associative Learning for Sound and Image Representations via Bimodal Associative Memory” 논문으로 발표될 예정이다.

 

 

수상 대회 정보 

– 대회명 : 11th Video Browser Showdown 2022

– 수상명 : Best AVS (1st place winner in Ad-hoc Video Search)

– 수상자 : 이상민, 박성준 (노용만 교수 연구실)

EE 학부 김상현교수 연구팀 3차원 집적기술 적용 Micro led 디스플레이 구현 성공

 

캡처

[(왼쪽부터) KAIST 전기및전자공학부 김상현 교수, 박주혁 박사과정, 금대명 박사, 백우진 박사과정]

 
KAIST(총장 이광형)는 전기및전자공학부 김상현 교수 연구팀이 *모놀리식 3차원 집적의 장점을 활용한 1600PPI에 상응하는 마이크로 엘이디 디스플레이를 구현하는 데 성공했다고 밝혔다. 
☞ 모놀리식 3차원 집적: 하부 소자 공정 후, 상부의 박막층을 형성하고 상부 소자 공정을 순차적으로 진행함으로써 상하부 소자 간의 정렬도를 극대화할 수 있는 기술로 궁극적 3차원 집적 기술로 불린다.
☞ PPI: Pixel per Inch. 디스플레이에서 1인치에 포함되는 픽셀의 갯수
 
KAIST 전기및전자공학부 박주혁 박사과정과 금대명 박사가 제1저자로 주도하고, 백우진 박사과정과 대만의 Jasper Display의 Johnson Shieh 박사와 협업으로 진행한 이번 연구는 반도체 올림픽이라 불리는 ‘VLSI 기술 & 회로 심포지엄 (2022 IEEE Symposium on VLSI Technology & Circuits)’에서 발표됐다. 
(논문명 : Monolithic 3D sequential integration realizing 1600-PPI red micro-LED display on Si CMOS driver IC)
 
최근 수요가 급격히 증가하고 있는 초고해상도 디스플레이를 구현하기 위한 차세대 디스플레이 소자로써 무기물 기반의 III-V족 화합물 반도체를 활용한 마이크로 엘이디 소자가 핵심 소재 및 부품으로써 주목받고 있다. 마이크로 엘이디는 현재 TV, 모바일 기기에 많이 사용되고 있는 OLED, LCD 디스플레이에 비해 높은 휘도와 명암비, 긴 픽셀 수명 등의 장점이 있어 차세대 디스플레이 소자로써 장점이 뚜렷하다. 
☞ III-V 화합물 반도체: 주기율표 III족 원소와 V족 원소가 화합물을 이루고 있는 반도체로 전하 수송 특성 및 광 특성이 매우 우수한 소재.
 
기존 소자기술의 문제 해결을 위해 디스플레이 구동용 Si CMOS 회로 기판 위에 적색 발광용 LED를 모놀리식 3차원 집적하는 방식을 적용하였다. 웨이퍼상에서 연속적인 반도체 공정 과정을 통해 고해상도 디스플레이 데모에 성공하였다. 이 과정에서 조명용으로 활용되어왔던 무기물 기반 LED 반도체가 아닌 디스플레이용 LED 반도체층을 설계하여 발광을 위한 활성층의 두께를 기존의 1/3로 감소시켜, 픽셀 형성에 필요한 식각 공정의 난도를 크게 낮추어 본 연구성과를 얻어내었다. 또한, 연구팀은 하부 디스플레이 구동 회로의 성능 저하 방지를 위해 350oC 이하에서 상부 III-V 소자를 집적하는 웨이퍼 본딩 등의 초저온 공정을 활용해 상부 소자 집적 후에도 하부 Driver IC의 성능을 그대로 유지할 수 있었다.

본 연구결과는 적색 마이크로 엘이디를 3차원 적층 방식으로 집적하여 세계적인 수준의 해상도인 1600 PPI 구현에 성공한 연구로써 본 연구에서 활용된 모놀리식 3차원 집적에 관한 연구 결과는 차세대 초고해상도 디스플레이 구현을 위한 좋은 가이드로써 활용될 것으로 예상된다.

 
 
□ 그림 설명
 
dataURItoBlob 2
 그림 1. 이번 연구에서 제작한 Si CMOS 기판상 적색 발광 다이오드 단면 주사현미경 이미지.
 
dataURItoBlob 3

그림 2. 모놀리식 3차원 적층형 마이크로 디스플레이의 구동 이미지.

 

EE학부 김상현교수 연구팀 3차원 적층형 양자컴퓨팅판독 소자 제작 성공

캡처

<(왼쪽부터) 전기및전자공학부 김상현 교수, 정재용 박사과정, 한국나노기술원 김종민 박사, 한국기초과학지원연구원 박승영 교수>  

KAIST( 총장 이광형 )  전기및전자공학부 김상현 교수 연구팀이  * 모놀리식  3 차원 집적 의 장점을 활용해 기존 양자 컴퓨팅 시스템의 대규모 큐비트 구현의 한계를 극복하는  3 차원 집적된 화합물 반도체 해독 소자 집적 기술을 개발했다고   16일 밝혔다 . ‘ 모놀리식  3 차원 집적 초고속 소자 ’  연구  (2021 년  VLSI  발표 , 2021 년  IEDM  발표 , 2022 년  ACS Nano  게재 ) 를 활발하게 진행해 온 연구팀은 양자컴퓨터 판독 / 해독 소자를  3 차원으로 집적할 수 있음을 처음으로 보였습니다 .
☞  모놀리식  3 차원 집적 :  하부 소자 공정 후 ,  상부의 박막층을 형성하고 상부 소자 공정을 순차적으로 진행함으로써 상하부 소자 간의 정렬도를 극대화할 수 있는 기술로 궁극적  3 차원 집적 기술로 불린다.
 
KAIST  전기및전자공학부 김상현 교수 연구팀의 정재용 박사과정이 제 1  저자로 주도하고 한국나노기술원 김종민 박사 ,  한국기초과학지원연구원 박승영 박사 연구팀과의 협업으로 진행한 이번 연구는 반도체 올림픽이라 불리는  ‘VLSI  기술 심포지엄 (Symposium on VLSI Technology)’ 에서 발표됐다. ( 논문명  :  3D stackable cryogenic InGaAs HEMTs for heterogeneous and monolithic 3D integrated highly scalable quantum computing system ).  
 
큐비트는 비트에 비해  2 배 빠른 계산이 가능하고 , 2 큐비트 , 4 큐비트 , 8 큐비트로 큐비트 수가 선형적으로 커질수록 처리 계산 속도는  4 배 , 8 배 , 16 배로 지수적으로 증가한다 .  따라서 많은 수의 큐비트를 활용한 대규모 양자컴퓨터 개발이 매우 중요하다 . IBM 에서는 큐비트 수를  127 개로 늘린  ‘ 이글 ’ 을 작년에 발표했고 , IBM  로드맵에 따르면 오는  2025 년까지  4000 큐비트 , 10 년 이내에  10000 큐비트 이상을 탑재한 대규모 양자컴퓨터 개발을 목표로 하고 있다 .
 
특히 큐비트의 수가 많은 대규모 양자컴퓨터 개발을 위해서는 큐비트를 제어 / 해독하는 소자에 대한 개발이 필수적이다 . 
연구진은 이러한  3 차원 집적 형태의 제어 / 해독 소자를 최초로 제시 및 구현했을 뿐 아니라 소자의 성능에서도  3 차원 집적을 했음에도 불구하고 성능 저하 없이 극저온에서 세계 최고 차단 주파수 특성을 달성했다 . 
 
이번 연구는 한국연구재단 지능형반도체기술개발사업 ,  경기도 시스템반도체 국산화 연구지원 사업 ,  한국기초과학지원연구원 분석과학연구장비개발사업 (BIG 사업 )  등의 지원을 받아 수행됐다 .
 
붙임  :  연구성과도 각  1 부
 
 
□  그림 설명
dataURItoBlob

 그림 1. 이번 연구에서 제안한 대규모 양자컴퓨터를 위한 시스템 개념도.

dataURItoBlob 1 1

그림 2. 극저온 (~4K) 제어/판독 소자의 차단주파수 성능 비교

EE학부 김창익교수, 정재웅교수, KAIST Research day 수상 안내

2022년 KAIST Research day 에서 전기및전자공학부 김창익교수가 융합연구상을 수상하고,  정재웅교수가 현우KAIST 학술상을 수상하였다. 
 
dataURItoBlob 1
[김창익교수, 정재웅교수, 왼쪽부터] 
 
김창익교수는 인공지능과 컴퓨터비전 기술을 이용하여 현 인류세의 지구현상을 모니터링하는 기술을 개발하여 연구성과를 인정받았다. 
인류세는 산업혁명 이후 인간의 활동으로 인해 지구시스템에 커다란 변화가 일어나서 새로운 지질시대를 구분할 정도가 되었음을 가리키는 과학적인 개념이다. 기후위기, 생태위기 모두 인류세의 현상으로 볼 수 있다. 김창익 교수는 인공위성 사진, 컴퓨터 모델링, 딥러닝 기법을 활용해 기후변화, 해수면 상승 등 손상된 지구의 상태를 파악하고 모니터링하는 연구를 해왔다. 또한 AI 를 이용한 디지털 생태연구의 일환으로 인문지리학자, 생태학자들과의 협업을 통해, DMZ 내의 희귀 동물 검출 시스템을 개발했고, 멸종위기 야생동물인 두루미, 재두루미, 쇠기러기를 분류함과 동시에 개체수를 세는 딥 네트워크를 개발하였다. 이는 DMZ 와 철원 지역의 멸종위기 동물을 지속적이고 자동으로 모니터링할 수 있게 하는 의미있는 연구이다. 
 
정재웅교수는 인류의 난제 중 하나인 뇌 질환 극복을 목표로 사물인터넷(loT) 기반의 무선 원격 뇌 신경회로 제어 시스템을 최초로 개발하여 뇌연구 및 뇌질환 치료 자동화의 새로운 비전을 제시한 것으로 평가받았다. 이와 함께 무선 충전이 가능한 부드러운 뇌 이식용 기기를 개발하는 등 해당 분야를 선도해왔다. 본 연구들은 2021 년 의공학 분야 세계 최고 학술지인 ` 네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)’ 및 ‘ 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications )’ 에 발표되었다. 본 기술은 KAIST 정재웅교수 연구팀 주도로 미국 워싱턴대 의대와 국제공동연구를 통해 개발됐으며, 국내외 60 개 이상의 언론에 보도되며 많은 국제적 주목을 받았다.
 
dataURItoBlob 1

송익호 교수 저서 ‘확률변수론’ 영문 출판

교육부와 대한민국학술원이 선정한 ‘2020년 우수학술도서’에 지정되었던 송익호 교수의 저서 ‘확률변수론’이 영문으로 출판되었다.

“Probability and Random Variables: Theory and Applications” 라는 제목으로 출판되었으며,  관련 정보는 아래의 링크에서 확인할 수 있다.

 

Title: Probability and Random Variables: Theory and Applications

Authors:  Iickho Song,  So Ryoung Park,  Seokho Yoon

Summary:

This book discusses diverse concepts and notions – and their applications – concerning probability and random variables at the intermediate to advanced level. It explains basic concepts and results in a clearer and more complete manner than the extant literature. In addition to a range of concepts and notions concerning probability and random variables, the coverage includes a number of key advanced concepts in mathematics. Readers will also find unique results on e.g. the explicit general formula of joint moments and the expected values of nonlinear functions for normal random vectors. In addition, interesting applications of the step and impulse functions in discussions on random vectors are presented. Thanks to a wealth of examples and a total of 330 practice problems of varying difficulty, readers will have the opportunity to significantly expand their knowledge and skills. The book is rounded out by an extensive index, allowing readers to quickly and easily find what they are looking for.

Given its scope, the book will appeal to all readers with a basic grasp of probability and random variables who are looking to go one step further. It also offers a valuable reference guide for experienced scholars and professionals, helping them review and refine their expertise.

 

Link: Probability and Random Variables: Theory and Applications | SpringerLink 

EE학부 최신현교수연구팀, 고신뢰성 인공 뉴런 소자 어레이와 이를 활용한 뉴로모픽 컴퓨팅 시스템 개발

  [전기및전자공학부 박시온 석박통합과정, 정학천 석박통합과정, 박종용 석사과정, 최신현 교수, 왼쪽부터]  

전기및전자공학부 최신현 교수 연구팀이 점진적 산소 농도를 갖는 금속산화물 층을 활용하여 우리 뇌의 뉴런 세포의 동작을 모사하는
* 고 신뢰성 차세대 저항 변화 소자(멤리스터어레이를 개발했다.  

 ☞ 멤리스터(Memristor): 입력에 따라 소자의 저항 상태가 바뀌는 소자. 입력 전압의 크기와 길이 등에 따라 소자 내부의 저항 값이 바뀌며 정보를 저장하거나 처리한다.

 
최 교수 연구팀은 기존의 전도성 필라멘트를 형성하여 불안정한 특성을 보이는 필라멘트 기반 방식에서 벗어나, 점진적인 산소 농도를 갖는 금속 산화물을 이용하여 안정적이고 신뢰성 높은 인공 뉴런 소자를 설계했다. 기존의 멤리스터 소자가 낮은 안정성과 심각한 누설 전류 문제를 겪는데 비해, 최 교수 연구팀이 개발한 소자는 뛰어난 안정성을 갖췄을 뿐만 아니라, 자가정류 특성과 높은 수율을 갖춰 어레이 형태로 집적되었을 때 생기는 누설 전류 문제나 수율 문제 등에서 자유로워 대용량 어레이 형태로 집적될 수 있다. 따라서 집적도 높고 안정적인 뉴로모픽 시스템을 구현 등에 활발히 사용 될 수 있을 것으로 기대된다.  
 
KAIST 박시온 연구원과 정학천 연구원, 박종용 연구원이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 `네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’ 6월호에 출판됐다.   
(논문명 : Experimental demonstration of highly reliable dynamic memristor for artificial neuron and neuromorphic computing)  
 
이번 연구는 삼성미래육성사업의 지원을 받아 수행됐다. 

new research 캡처

[그림 1. 본 연구에서 제작한 인공 뉴런 소자 어레이와 점진적 산소 농도 금속산화물 층 어레이, 그리고 이로 인해 유도되는 소자 특성과 인공 뉴런 특성.]

EE학부 명현교수 연구팀 IEEE ICRA 2022의 SLAM Challenge에서 학생 부문 2등 수상

b

[학생 대표 임형태 박사과정,  행사 관계자, 명현 교수, 왼쪽부터] 

   

KAIST 전기및전자공학부 명현 교수 연구실 임형태, 송승원, 이준호 박사과정, 이승재 석사과정, 김대범, 김범수 인턴으로 이루어진 Team QAIST가 2022 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) 학회 내의 Future of Construction: Build Faster, Better, Safer – Together with Robots Workshop에서 개최된 HILTI SLAM Challenge 2022에서 Student 부문 2등의 성과를 거두었다. 

HILTI SLAM Challenge 2022는 로봇 분야에서 가장 저명한 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) 학회의 Future of Construction Workshop 프로그램의 일부로, 리히텐슈타인 공국의 HILTI 사와 Oxford 대학의 Oxford Robotics Institute, 스위스 취리히 공대의 Robotics and Perception Group과 함께 주최하였다. 

본 Challenge는 공사환경이나 특징점이 부족한 좁은 실내 환경, 어두운 환경 등 기존 SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) 알고리즘이 동작하기 어려운 환경에서도 강인하게 동작할 수 있는 SLAM 알고리즘을 개발하여 정확한 매핑을 하는 대회이다. 

본 대회에 총 40여팀의 해외 유수 기업과 연구팀들이 참가했으며, 본 연구팀은 주변 환경의 특징에 따른 적응형 LiDAR-Inertial Odometry 알고리즘과, 동 학회에서 구두 발표한 Quatro라는 알고리즘을 활용한 강인한 최적화 프레임워크를 제안하여 학생 부문에서 2등을 수상하였다. 부상으로 상금 US$3,000을 받을 예정이다. 

 

자세한 내용은 다음과 같다. 

 

l  학회명: 2022 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2022년 5월 23~27일, 미국 필라델피아 컨벤션 센터 개최 

l  Workshop 및 개최 일자: Future of Construction Workshop, 2022 년 5 월 23 일 

l  수상명 및 부상: 2nd Prize among Academia (3,000$) 

l  팀명: Team QAIST (Quatro + KAIST). 임형태, 송승원, 이준호 박사과정, 이승재 석사과정, 김대범, 김범수 연구실 인턴, 명현 교수 

EE학부 강준혁교수(학부장)랩 공진우(박사과정) IEEE DSLW Best Student Paper Runner-up Award 수상

[강준혁교수, 공진우학생, 왼쪽부터]

전기및전자공학부 강준혁 교수 연구실의 공진우 박사과정생이 2022 IEEE Data Science and Learning Workshop 에서 The Best Student Paper Runner-up Award 를 수상하였다.
 “Forget-SVGD: Particle-Based Bayesian Federated Unlearning” 라는 제목의 논문을 발표하였고, 그 우수성을 인정받아 수상자로 선정되었다.
 
자세한 내용은 다음과 같다.
 
 
학회명: 2022 IEEE Data Science and Learning Workshop
 
개최기간: 2022 년 5 월 22 일 ~ 23 일
 
수상명: The Best Student Paper Runner-up Award
 
저자: 공진우, Osvaldo Simeone*, Rahif Kassab*, Joonhyuk Kang
                     (* King’s College London)
 
논문명: Forget-SVGD: Particle-Based Bayesian Federated Unlearning
 
 
코로나로 인하여, 이번에는 온라인으로 개최되었는데 DSLW 학회는 IEEE Data Science Workshop 을 전신으로 하여 IEEE 에서 2021 년부터 개최하는 국제학회이며,
신호 처리, 통계, 기계 학습, 데이터 마이닝 및 컴퓨터 비전을 포함한 다양한 학문 분야를 아우르는 학술 행사이다. (acceptance rate: 26.7%).

CVPR 2022 학회 Oral Presentation_유창동 교수 연구실, SoftGroup for 3D Instance Segmentation on Point Clouds

– 논문제목: SoftGroup for 3D Instance Segmentation on Point Clouds
– 발표학회: The IEEE / CVF Computer Vision and Pattern Recognition Conference (CVPR)2022
– 발표일정/장소: 2022.6.21(TUE)/ New Orleans, Louisiana USA
 
CVPR2022학부홍보
[전기및전자공학부 유창동교수, Vu Van Thang(박사과정), 김국회(석사과정), 왼쪽부터]
 
최근 자율 주행, 로봇 운용 및 증강현실 등 많은 분야에서 3차원 데이터를 활용하고 있다. 3D point cloud는 3차원 좌표값을 가진 점들의 집합으로 이루어진 데이터이며 본 연구는 3차원 데이터 중 하나인 3D point cloud를 기반한 정밀 객체 분할 기술인 SoftGroup을 개발하였다. 각 점에 대해 예측된 다중 class 기반 그룹화 기술인 Soft Grouping을 통해 단일 class 예측 오류가 객체 분할 결과로 전파되는 것을 방지하고 정밀한 객체 분할 추론을 달성하여 기존 기술 대비 8% 이상의 정밀도 향상을 이루었다. 이 기술은 사진보다 정확한 3D 공간 정보를 담고 있는 point cloud를 분할할 수 있는 기술로 3D point cloud를 활용하는 자율 주행, 로봇, 증강 현실 등의 분야에서 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 
softgroup example cropped
 

EE학부 유회준 교수랩 이지용(박사과정), IEEE CICC에서 Outstanding Student Design Award 수상

IEEE수상사진 zy cicc award resized

[Award ceremony picture, Li Zhiyong, left side]

전기및전자공학부 유회준 교수 연구실의 이지용 박사과정생이 2022 IEEE Custom Integrated Circuits Conference (CICC)에서 Outstanding Student Design Award를 수상하였다. 이번 학술대회는 지난 4월 24일부터 27일까지 미국 캘리포니아에서 개최되었다. CICC 학회는 IEEE에서 매년 개최하는 국제 학회이며, “An 0.92mJ/frame High-quality FHD Super-resolution Mobile Accelerator SoC with Hybrid-precision and Energy-efficient Cache”라는 제목의 논문을 발표하였고, 그 우수성을 인정받아 수상자로 선정되었다.
 

자세한 내용은 다음과 같다.

 

학회명 : 2022 IEEE Custom Integrated Circuits Conference (CICC)

개최기간 : 2022년 4월 24일 ~ 27일

수상명 : Intel & Analog Devices Outstanding Student Paper Award

저자 : 이지용, 김상진, 임동석, 한동현, 유회준 (지도교수)

논문명 : An 0.92mJ/frame High-quality FHD Super-resolution Mobile Accelerator SoC with Hybrid-precision and Energy-efficient Cache