우리 대학 전자및항공전자전공 이형근 교수, 인문자연학부 김경식 교수, AI융합ICT전공 김태환 교수, 전자및항공전자전공 한정훈 교수의 연구과제가 한국연구재단이 주관하는 2025학년도 중견연구자 지원사업에 선정되었다.

  중견연구자 지원사업은 연구자의 생애주기에서 중요한 전환점인 ‘중견 연구자’ 시기를 집중적으로 뒷받침하는 프로그램으로, 학문적 성장을 촉진하고 연구 분야의 다양성을 넓히는 데 목적이 있다. 인문사회와 이공계를 아우르는 맞춤형 트랙이 운영되며, 과제 특성에 따라 1~3년간 연구비가 지원된다. 이번에 선정된 우리 대학 교수들의 과제를 차례로 소개한다.

도심 환경 항법 성능 혁신 – 전자및항공전자전공 이형근 교수

심층결합 LEO/GNSS/INS에 기반한 복합항법 시스템의 개형

연구 배경

  고층 건물과 복잡한 구조물이 많은 도심 지역에선 위성 신호가 약해지거나 끊어지는 경우가 잦아, 자율주행차, 드론, 로봇과 같은 미래 이동체가 정확한 위치를 파악하기 어렵다. 이형근 교수는 이러한 문제를 해결하기 위해 도심환경에서 decimeter 급 정확도의 위치 정보를 끊김 없이 연속적이고 안정적으로 제공할 수 있는 다중대역 다중센서 심층결합 항법기술을 연구할 예정이다. 

  관성센서와 다양한 보조 센서(주행거리계, 지자계, 기압/대기 센서, 영상 센서, 라이다)를 결합한 다중센서,  함께 활용하활용하고, 위성항법(GNSS) 신호를 기저대역에서 정밀하게 결합하는 방법을 연구하고 있다. 여기에 저궤도(LEO) 위성 신호까지 더하면, 기존 한계를 넘어 안정적이고 끊김없는 위치 정보를 제공할 수 있다.

기대효과

  다양한 센서를 활용해 이동체의 위치를 정밀하게 파악하는 항법 기술은 향후 교통, 통신, 감시 등 여러 분야에서 활용 폭이 크게 넓어질 것으로 기대된다. 이는 인공지능, 로봇, 드론, 자율주행, 디지털트윈 등 차세대 혁신 시스템에서도 핵심 기술이 될 전망이다. 이형근 교수는 “본 연구를 통해 유무인 이동체와 관련된 다학제적 항공우주전자 기술의 경쟁력을 강화할 수 있을 뿐만 아니라, 저궤도(LEO) 위성 기반 전파 측위 기술과 다중센서 복합항법 관련 AI 기술 발전에도 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 

중성미자 연구의 새로운 지평 – 인문자연학부 김경식 교수

연구 배경

  중성미자는 전하가 없는 경입자다. 중성미자-원자핵 산란연구는 그동안 활발히 진행되어 왔는데, 특히 미국 Fermi 가속기 연구소에서는 MiniBooNE, MicroBooNE, SciBooNE, MINERvA 등 다양한 국제 실험을 통해 방대한 데이터를 축적해 왔다. 그러나 원자핵 내부의 EMC 효과나 표적 핵 구조, 중성미자 및 약 흐름 연산자의 불확실성은 아직 완전히 규명되지 않았으며, 이를 정밀하게 밝히는 연구가 필요하다. 김경식 교수는 축적된 실험 데이터를 활용해 중성미자-원자핵 산란 현상을 분석하고 핵 구조를 규명하는 연구를 추진하고 있다.

기대효과

  이 연구는 중성미자의 전자기적 성질을 규명함으로써 현재까지 알려진 표준모형을 넘어서는 새로운 이론적 성과를 제시할 수 있다. 또한 표적 핵 구조 이해를 심화하고 입자물리학의 근본 문제를 탐구하는 데 기여할 수 있어 학문적 파급력이 크다. 

우주 AI 응용을 위한 FPGA 기반 결함 허용 이진 NPU 연구 – AI융합ICT전공 김태환 교수

연구 배경

  우주 분야에서 AI 활용 수요는 위성 영상 분석, 탐사 로버 운영 등 다양한 임무로 급증하고 있으며, 통신 제약으로 인해 온보드 AI 처리의 필요성이 커지고 있다. 특히 다품종 소량 생산 특성을 가진 우주 시스템에서는 ASIC보다 개발 기간이 짧고 재구성이 가능한 FPGA 기반 NPU가 적합하다. 그러나 저가형 FPGA는 방사선 환경에서 비트 플립 등 결함 발생에 취약하므로, 결함 허용 설계 기술이 반드시 요구된다. 이진 신경망은 경량 태스크에서 높은 효율성을 보이며, 결함 내성 측면에서도 유리한 구조적 특성을 가진다. 따라서 본 연구는 우주 AI 응용을 위한 FPGA 기반 결함 허용 이진 NPU 개발의 필요성과 당위성을 가진다. 

기대효과

  본 연구는 신경망의 내재적 중복성과 활성 추정 기법을 활용하여 저가 상용 FPGA에서도 높은 결함 내성과 효율적 추론 성능을 달성할 수 있는 새로운 NPU 아키텍처를 제시한다. 이를 통해 우주 환경에서 활용 가능한 온보드 AI 프로세싱의 실현 가능성을 높이고, 차세대 우주 AI 응용의 기반 기술을 확보한다. 연구 성과는 학술적으로는 결함 허용 인공지능 하드웨어 분야의 새로운 패러다임을 제시할 수 있으며, 산업적으로는 급성장 중인 우주 AI 시장에서의 경쟁력 강화에 기여한다. 또한 FPGA 기반 접근은 다양한 우주 임무에 신속히 적용 가능한 유연성을 제공한다. 본 과제의 선정은 연구자의 기술적 우수성과 창의성을 국가적으로 인정받은 성과라 할 수 있다.

차세대 위성 통신 안테나 – 전자및항공전자전공 한정훈 교수

저궤도 전파 위성 통신에서 DDCP MIMO 채널 개념도

연구 배경

  기존의 위성 통신은 안테나 시스템의 편파 방식과 채널 용량에 한계가 있어, 데이터 전송 효율이 떨어지는 문제가 있었다. 한정훈 교수는 이를 해결하기 위해 원형 편파 안테나를 서로 직각 구조로 배열해, 하나의 위성 플랫폼 안에서 4x4 채널 확장이 가능한 새로운 안테나 시스템, 즉 ‘Double Dual CP(DDCP) 다이버시티 MIMO 빔포밍 안테나’를 연구하고 있다. 

기대효과

  이 방식은 별도의 대규모 설비를 새로 구축할 필요 없이 기존의 우주 및 지상 통신국 자원에 간단히 모듈 형태로 결합하여 통신 채널을 확장할 수 있을 뿐만 아니라 태양 에너지를 활용함으로써 높은 경제적·산업적 가치가 있다. 연구 과제 종료 시점에는 효율이 극대화된 저궤도 위성 통신을 위한 통합 안테나 시스템으로 활용할 수 있을 전망이다.