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Autonomous Driving & Smart 3D Printing Lab.

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About Lab.

Autonomous Driving - PartⅠ

자동차 분야에서는 자율주행기술 개발을 시도함에 따라 딥러닝 기반의 물체인식 기술을 빠르게 개발·적용하고 있다. 하지만 다양하지 못한 소량의 데이터로 학습된 분류모델은 오분류, 과적합 등의 문제를 지니며 이는 자율주행에서 안전사고로 귀결된다. 이에 따라 국외 연구기관들은 대용량 데이터 셋을 공개하고 있다. 그러나 국내교통상황은 해외의 교통상황과 운행위치, 신호체계 등 상이한 부분이 많기 때문에 자율주행-물체인식을 위한 최적의 학습모델을 찾는 것에 한계가 있다. 또한 공개된 데이터 셋은 라벨링 종류가 다양하지 못하며, 데이터에 물체를 추적 가능한 ID를 부여하지 않아 해당데이터의 학습만으로는 차량운행시 돌발 상황에 대처하기 어렵다.
GLAD 연구실에서는 도로주행과 고정촬영으로 수집된 데이터 셋을 공개하고 이를 기반으로한 물체검출 알고리즘 연구를 진행하고 있다. 데이터 셋은 관련된 40여개의 논문을 분석하고 산⦁학⦁연의 피드백을 받아 선정된 13가지의 카테고리로 구성되어 있다.(100,000장, 1500hr, UHD, Box-labeled) 개인정보를 위해 안면부를 모자이크처리 하였다. 또한 개발된 알고리즘을 개조된 일반차에 적용(SoC 기반)하여 자율주행 시험운행 연구를 진행한다.

Autonomous Driving - PartⅡ

GLAD 연구실에서는 Autonomous Driving – PartⅠ에서 수집한 데이터 셋과 개발한 물체검출 알고리즘을 기반으로 비전 인식 기술을 사용하는 자율주행 차량 구축을 진행하고 있다. 이를 위하여 스테레오 카메라를 이용한 거리 계산 및 추돌 방지, 보행자, 차량 및 도로상황 인지 기술을 개발하고 있으며, 임베디드 보드를 활용해 차량제어 및 주행판단을 목적으로 연구를 진행 중이다.

3D printing

3D 프린팅 연구 부분에서는 최근 새로운 제품 생산 방식으로 주목을 받는 연구 분야를 수행하고 있다.3D 프린팅 기술은 프린터가 종이 위에 글자를 인쇄하듯이 입체적인 물체가 프린터에서 인쇄되어 나오는 기술을 말한다.현재 정부가 미래 전략사업으로 육성하고 있는 3D 프린팅 사업은 이미 선진국에서 많은 선도 연구결과와 특허가 나와 있다.이에 따라 후발주자인 대한민국이 앞서 나가기 위해서는 새로운 분야를 선점 연구할 필요가 있다. 이 점에 주목하여 우리 스마트 3D 프린팅 연구실에서는 3D 프린팅 기술에 4차원 개념인 시간을 적용하는 4D 프린팅을 연구하고 있다.

4D 프린팅은 3D 프린팅 기술로 출력한 물체가 시간의 변화에 따라 스스로 그 모양을 바꾸는 것을 말한다. 그렇게 되면 3D 프린터보다 큰 물체도 작게 출력하여 부풀리는 과정을 통해 만들어 낼 수 있어서 공간의 제약이 없어지고, 외부 환경에 따라 스스로 조립되기 때문에 조립의 수고가 덜어진다.이런 4D 프린팅을 실제로 수행할 수 있는지 확인하기 위하여 시뮬레이션을 주로 수행하며, 시뮬레이션을 바탕으로 실제로 4D 프린팅 물체를 제작하기도 한다.

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스마트 소프트웨어 부분에서는 미래 스마트 자동차의 주요 기술에 적용할 수 있는 내비게이션 프로그램 을 연구하고 있다. 스마트 자동차는 차세대 자동차 기술로 전기·전자, 정보통신, 기능제어 기술을 접목하여 자동차의 내외부 상황을 실시간 인식하여 높은 수준의 안전과 편의 기능을 제공할 수 있는 인공지능적 자동차를 말한다. 스마트 자동차의 도입으로 인명사고 감소, 에너지 절감, 도로 주행 시간의 효율적 활용, 노약자 및 장애인의 이동성 제고 등 다양한 파급효과를 가지고 있어 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다

특별히 우리 연구실에서 주력하고 있는 스마트 소프트웨어는 IOT 시스템으로 주행하는 자동차가 인지한 데이터들을 클라우드 시스템을 이용하여 공유함으로써 자동차의 자율주행을 수행할 수 있게 한다. 또한, 이를 통해 실시간으로 변화하는 도로 상황을 공유함으로써, 기존 내비게이션은 수행하지 못했던, 더욱 정확한 경로 탐색을 기대할 수 있다. 기존의 내비게이션의 경우, 도로의 유동적인 상황을 고려하지 않고 경로를 탐색한다. 하지만 클라우드 기반의 스마트 소프트웨어를 통해 다른 차들이 감지한 실시간 도로 상황 데이터를 공유한다면, 동적인 도로 상황을 인지하고 최적의 경로 우회 탐색이 가능해진다. 이 부분에 주력하기 위해 여러 가지 개발 툴을 사용하여 클라우드 기반의 스마트 내비게이션 개발을 연구하고 있다.

3D Bio Printing

3차원 바이오 프린팅은 3D 프린팅 기술과 생명공학이 융합된 개념으로, 살아있는 세포를 원하는 형상으로 쌓아 올림으로써 인공적인 조직 및 장기를 제작하는 기술을 말한다. 설계된 3D 모델을 살아있는 세포, 생체 적합성 고분자, 천연고분자 등을 이용하여 3D 프린팅 기술로 적층하여 3차원 제품을 만든다. 기존의 3D 프린팅과 인쇄 방식이 비슷하나, 살아있는 세포를 인쇄하기 위해서 생체적합성을 지니는 고분자 등을 이용하여 바이오 잉크를 제작한다. 이를 통해 손상된 생체 조직을 대체하거나 생체 내에서 하기 힘든 실험을 생체와 유사한 조건으로 생체 외부에서 진행할 수 있기 해 준다.
바이오 프린팅의 출력 방법은 작은 크기의 방울을 분사하여 인쇄하는 잉크젯(inkjet)방식, 재료를 공압이나 피스톤으로 밀어내는 압출(extrusion)방식, 빛에 의해 경화되는 감광성 수지에 광원을 조사하는 레이저 보조(Laser-assist)방식이 있다. 우리 연구실에서는 주로 압출 방식의 3D 바이오 프린터로 연구를 진행하고 있다.
세포를 3D 배양하기 위해 세포가 자라는 환경을 갖추어 주어야 한다. 그 역할은 스캐폴드(scaffold)가 한다. 3D 바이오 프린팅 기술을 이용하여 스캐폴드를 프린팅 한다. 우리 연구실은 스캐폴드의 구조에 따른 세포 생존 및 증식에 대한 연구를 하고 있다.

Smart Farm


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