연구실소개

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 동역학 및 제어 그룹 (Dynamics and Control Group)
휴먼 로보틱스 연구실 / 류제하 교수, Tel 2389, 2425
  • 동력학 및 제어 연구실은 최근 눈부시게 발전하는 정보통신기술과 기계전자기술을 융합하여 특화된 분야에서의 새로운 기전복합시스템을 창출하는 실험실이다. 본 실험실은 동력학 및 제어, 기계요소 및 시스템 설계, 컴퓨터 그래픽스, 컴퓨터 프로그램, 기초전기 및 전자공학 등의 핵심요소 학문을 기반으로 사람과 긴밀한 상호작용을 하는 로봇/자동차/가상현실시스템과의 인터페이스를 창출하고 있다. 최근의 주요 연구는 실제 및 원격 환경, 가상 및 증강현실 시스템과의 촉각 인터랙션(상호작용)에 주력하고 있으며 이러한 기술을 사용하여 병렬기구기반의 원격로봇, 수술로봇, 실버로봇, 촉각기반 자동차 텔리메틱스, 촉각을 가미한 방송, 게임, 교육, 커뮤니케이션 등의 다양한 분야에 응용될 수 있다.
센서 및 액추에이터 연구실 / 박기환 교수, Tel 2391, 2411
  • 현대의 첨단 공학은 기계, 전기, 자기, 유체 및 열 등이 복합된 시스템들이 많아 각각에 대한 이해는 물론 통합적인 관점에서 다학제적인 연구를 필요로 하고 있다. 여기에는 센서 및 액츄애이터 제품 기술로부터 모션운동 및 제어와 같은 시스템 기술까지 폭넓은 이해와 지식이 요구되고 있다. 이를 위해 Sensor 및 Actuator Lab.에서는 시스템 모델링, 동역학, 제어, 광학, 아나로그/디지탈 신호처리기술을 기반으로 메카트로닉스에서 가장 중요한 영역을 차지하는 다양한 센서 및 액츄애이터의 설계 및 제어를 주된 연구로 하고 있다. 세부적으로,
  • Sensor and actuator for motion and vibration control
  • - 6축 능동 방진제어, 로봇용 항법센서, 모터제어
  • Sensor and actuator for measurement instruments
  • - 광 간섭계 기반 비접촉 진동측정, CCD기반 비젼 기반 물체인식(visual servoing) 및 제어, 비행시간법 기반 3차원 측적용 라이다(LIDAR)
  • Sensor and actuator for nano technology
  • - 원자 현미경 및 공초점 현미경 용 나노 스테이지, 갈바노미러 설계 및 제어
분산제어 및 자동화 연구실 / 안효성 교수, Tel 2398, 3253
  • 분산제어 및 자동화 연구실에서는 지능형로봇, 제어시스템, 무선센서네트워크(Wireless sensor network), 우주공학을 연구한다. 분산 센싱(distributed sensing)을 통하여 유비쿼터스 환경에서 로봇의 인식 능력을 향상시키고, 학습(learning)을 통하여 로봇의 지능을 업그레이드하는 연구를 수행하고 있다. 로봇의 지능에서는 intelligent decision이 핵심 개념으로 본 연구실에서는 AI기법을 비롯한 reinforcement learning, learning control 알고리즘을 이용하여 로봇의 학습 능력을 향상시키고자 한다. 다개체 로봇(multi-agent robots)은 임베디드 네트워크(embedded network) 기반으로 상호 연결되어 스스로 학습하고 스스로 자동화되어 intelligent decision기반으로 원하는 작업을 수행되도록 설계된다. 무선센서네트워크는 로봇 자율주행 및 자동화의 핵심적 선행기술인 실내 측위를 위하여 소규모로 유비쿼터스 환경에 임베디드 분산되도록 설계되며, 현재 연구실에서는 UWB, ZigBee, WLAN, RFID 등의 센서네트워크 기반으로 다양한 연구가 진행되고 있다. 우주공학에서는 formation flying을 비롯하여 인공위성용 자세 센서 및 자세 결정 장비를 개발하는 것을 목적으로 한다. 본 연구실에서 기본적으로 요구하는 수준은 하드웨어 인터페이스, 임베디드 프로그래밍 능력, VC++ 등의 컴퓨터 프로그래밍과 수학적 백그라운드(mathematical background)이다.
지능시스템 설계 연구실 / 왕세명 교수, Tel 2390, 2429
  • 지능시스템 설계 연구실은 “지능시스템의 설계(Design of Intelligent System)”와 동시에 “시스템의 지능적인 설계(Intelligent Design of System)”를 위한 시스템해석 및 최적설계와 음향, 진동제어에 대한 연구를 수행하고 있다. 본 연구실은 크게 음향 진동 그룹(Sound & Vibration Group)과 다학제 최적화 그룹(Multidisciplinary Optimization Group)으로 나눠져 있으며, 각 그룹이 수행하고 있는 분야는 다음과 같다.
  • Sound & Vibration Group
  •  1. Sound Focusing: Projection and Capture
  •  2. Active noise and vibration control using Resonance control technique
  •  3. Vibration analaysis and Modal Testing
  • Multidisciplinary Optimization Group
  •  1. Topology Optimization: Structure, Acoustic Metamaterials, Wireless Energy Transfer
  •  2. Acoustic Simulation developments of Hybrid FEM and WBM
  • 음향진동 그룹 중 음향 파트는 소리집중(Sound Focusing) 제어관련 연구를 진행하고 있으며, 소리집중 기술을 이용하여 빌딩보안, 고층건물화재 시 생존자 위치탐지, 냉/난방기 에너지 절약, 하이브리드/전기자동차 보행자 경고음전달 및 야외공연장 소음분야의 각 문제점을 해결하고자 하는 연구재단 도약과제를 수행하고 있다. 진동 파트에서는 진동 측정 기술 및 신호적 해석 기법을 이용하여 일반적인 진동체 및 회전체에 대한 진동 분석 및 모달 테스트에 관련된 연구를 수행하고 있다. 특히, 접촉 센서의 한계를 극복하고자 EM4SYS(주)와 공동으로 비접촉 진동 센서인 LSV(Laser Scanning Vibrometer)를 상용화하는 데 성공하였으며, 이를 이용한 다양한 연구를 수행하였다. 또한, 진동과 소음을 효율적으로 저감하기 위해 일종의 공진 제어 기법을 이용한 능동 진동 제어 및 소음 제어 기법에 대한 연구도 함께 진행하고 있다.
  • 다학제 최적화 그룹은 최적화 기법을 이용하여 시스템에서 발생되는 문제점을 해결할 수 있는 방법을 제시하는 연구를 진행하고 있다. 이 최적화 기법 중 위상최적설계(Topology Optimization)는 시스템의 일정한 체적 안에서 시스템의 목적에 맞는 초기디자인을 설계하는데 매우 유용한 기법이며, 이러한 위상최적 기반으로 구조설계(가전제품 및 자동차, 선박 등), 음향 메타물질(Acoustic metamaterial) 설계, 음향문제(방음벽, 스피커 waveguide 등), 유체채널설계(해수담수화, 인공장기) 및 무선전력통신(Wireless Energy Transfer) 등 다양한 분야에서 연구를 하고 있다. 또한, 본 연구실에서는 ANSYS, COMSOL 및 NASTRAN 기반의 위상최적화 프로그램을 개발하였으며, 이를 통하여 보다 쉽게 디자인을 가능케 하였다.
바이오-로보틱스 연구실 / 이종호 교수, Tel 2397, 2757
  • 바이오-로보틱스 연구실은 기존에 불가능했던 기능을 가진 새로운 형태의 로봇이나 나노구조, 전자 기기 등을 생체모방공학을 기반으로 연구 개발한다. 자연에 오랫동안 적응해온 생물체들의 독특한 구조와 기능에 아이디어를 얻고 기계 및 전자 공학을 기반으로 실생활에 유용한 기술 개발을 목표로 한다. 현재 연구실의 세부 관심 연구 분야는 바이오-로보틱스 및 제어, 생체모방 나노/마이크로 구조, 유연성/신축성 전자기기 등 이며 각 요소에서 개발된 기술들을 생체모방 로봇이나 생체 시스템에 집적하여 복합적 기능을 수행하는 것을 궁극적 목표로 한다.
  • - 바이오-로보틱스 및 제어 : 기존의 로봇들로 불가능했던 작업을 할 수 있는 로봇 개발을 목표로 한다. 벽을 자유자재로 기어오르며 위험한 지역을 관찰할 수 있는 게코 로봇, 곤충 크기의 날아다니는 곤충 로봇, 물속을 돌아다니면서 환경을 감시할 수 있는 물고기 로봇, 장애인이나 노인을 도울 수 있는 복지 로봇, 자율주행 무인 항공기 및 잠수함 등 인간에게 유용한 정보와 서비스를 제공할 수 있는 로봇을 개발, 제작하고 제어하는 연구를 수행한다.
  • - 생체모방 나노 마이크로 구조 : 그동안 쉽게 지나쳤던 자연의 많은 생물들은 이미 인간이 관심을 갖기 전부터 오랜 기간 동안 나노/마이크로 구조들을 유용하게 사용해 왔다. 우리 연구실에서는 이러한 생물체들의 구조와 기능을 모사하여 우리 실생활에 유용하게 사용할 수 있는 나노/마이크로 구조를 제작 개발하는 연구를 수행한다.
  • - 유연성/신축성 전자 기기 : 기존의 고성능 전자기기들은 상대적으로 딱딱하고 평평하고 무겁고 깨지기 쉽다는 기계적 특성을 가지고 있다. 이러한 전자기기의 특성을 극복하고 응용 범위를 넓히기 위해 유연성과 신축성을 지니는 전자기기, 태양전지 및 LED 등을 개발하고 있다. 특히 우리 연구실에서는 자연모사를 기반으로 한 게코 접착 제어 기술을 활용해 생체나 로봇에 집적 가능한 고성능 유연성, 신축성 전자소자를 개발하는 연구를 수행한다.
시스템 건전성 및 신뢰성 연구실 / 오현석 교수, Tel 2774
  • 공학 시스템들(예, 발전소, 수송수단, 생산설비등)의 예상치 못한 고장은 사고로 이어져, 막대한 인적, 물적 피해를 초래 할수 있다. 이러한 불시 고장을 막기 위해서는, 작동 환경, 재료, 형상에 존재하는 변동성, 불확실성을 충실히 반영하여 공학 시스템을 설계하여야 하고, 동시에 실제 운영중인 공학 시스템의 건전성 파악 및 위험도 관리가 필요하다. 이러한 목표 달성을 위해, 본 연구실에서는 고장물리모델 및 데이타 기반 시스템/부품 건전성 예지진단 핵심 기술 개발 및 응용에 대한 연구를 수행하고 있다. 구체적으로 건전성 데이타 획득, 고장 특질 추출 및 건전성 지표 정의, 예지진단 및 의사 결정으로 이루어 진다. 이는 기계 공학을 바탕으로한 전자, 전기, 컴퓨터 공학의 다학제적 융합 기술로써, 다양한 지식들(예, 재료역학, 기계설계, 유한요소해석, 확률 및 통계, 신호처리, 인공지능 등등)에 기초한다. 본 연구실의 구체적 연구분야는 다음과 같다.
  • 공학 시스템 건전성 진단예지
  •  ·센서 데이터 획득처리: 필터링, 디노이징, 정규화, 스케일링
  •  ·건전성 추론: 고장 특질 추출, 진단, 예지
  •  ·고장물리, 데이터 기반 건전성 예지진단 모델 개발
  • 통계적 해석 모델 개발 및 검증
  •  ·입력변수의 변동성 및 불확실성에 대한 이해 및 정량화
  •  ·최적화 및 베이지안 이론을 통한 모델 보정 및 검증
 
 설계 및 생산 그룹 (Design & Manufacturing Group)
모델링 & 시뮬레이션 연구실 / 고광희 교수, Tel 3225, 2426
  • 오늘날 다양한 제품의 개발 프로세스에서는 디자인 단계에서 실제 프로토타입의 제작 없이 제품을 평가 할 수 있는 방법이 요구된다. 이러한 가상의 제품 품평을 위해서는 기하학 및 수치적인 완성도의 바탕위에 기능적/심미적인 요소를 반영한 디자인을 가상공간 상에서 실제에 근접하도록 표현하는 것이 필요하게 된다. 이를 위해서는 정교하고 빠른 모델링 및 실시간/실사 렌더링을 처리할 수 있는 비주얼 컴퓨팅 기술이 반드시 필요하게 된다. 따라서 본 연구실에서는 기하 모델링에 대한 심도 깊은 연구와 실사 이미지 수준의 적용이 가능한 독자적 3D 컴퓨터 그래픽스 알고리즘을 연구하고, 최근 각광받고 있는 범용 GPU 연산 기반의 다양한 컴퓨팅 솔루션을 개발하고 있다. 혼합 현실상에서 증강되는 가상 물체의 이질감을 줄이고, 전체적인 몰입감을 향상시키기 위한 방안을 연구하고 있으며, 이를 위하여 현실 세계의 광원과 물체들을 가상 물체와 상호작용하는 연구를 수행함으로써 현실과 가상과의 완전한 조화를 이루는 차세대 혼합현실 기술 개발에 노력을 경주하고 있다. 비쥬얼 컴퓨팅 기술에 대한 연구와 함께 진행 중인 연구는 다음과 같다. 센서를 통해서 들어오는 데이터의 분석 및 특징 추출을 통해서 물체를 모델링하고 분류하는 기술을 연구하고 있으며, 이를 이용해서 지뢰 탐지에 응용하는 연구를 진행 중이다. 이와 함께, 시뮬레이션 기술을 바탕으로 차세대 위성 관제를 위한 개념 및 기술에 대한 연구도 추진 중이다. 모델링 및 시뮬레이션 연구실의 주요 연구 분야는 다음과 같다.
  • - Computing and Graphics
  • General Purpose Computation on the GPU, Global Illumination, Scientific Computing and Visualization, Real-Time Acceleration Scheme
  • - Computer-Aided Design and Manufacturing (CAD/CAM)
  • Geometric Modeling and Processing, Robustness in Modeling and Computation, Reverse Engineering, Inspection, Shape Matching, Automation of Fabrication
  • - Mixed Reality (MR)
  • Physics Modeling and Simulation, Enhancement of Immersive Feelings of Mixed Reality
  • - Object Matching and Classification
  • Mine Detection and Classification
  • - Multi-satellite Control & TPF Processing
  • Propose multi-satellite architecture and multi-mission optimization, Compression of X-band data by using B-spline
지능설계 및 그래픽스(IDEG) 연구실 / 이관행 교수, Tel 2386, 2423
  • 지능설계 및 그래픽스(Intelligent Design & Graphics) 연구실은 CAD 기술과 컴퓨터 그래픽스 기술을 융합하여 신제품 개발 경쟁력을 향상시키는 연구를 하고 있다. 본 연구실의 세부 연구 분야로는 3차원 형상 복원과 편집 기술 개발(Geometric modeling and editing), 실감재질(appearance material) 측정과 렌더링, 조명환경 모델링, 그리고 3DTV 콘텐츠 제작을 위한 3차원 영상 획득 및 모델링 등이 있으며, 다음 3개 그룹을 통해서 심도 있게 연구를 진행하고 있다.
  • 첫째, Geometric modeling 그룹은 3차원 객체의 형상 분석, 노이즈 처리, 부분 형상 정합 등과 같은 3D 기하처리 알고리즘 개발을 목표로 한다. 획득한 객체의 형상은 불완전하고 노이즈가 많은 점 데이터로 표현되며 3차원 가시화를 위해서는 원본 형상을 복원하거나 3차원 영상 정합 등의 과정이 필요하다. 본 연구 그룹은 획득한 형상 데이터에 대한 정확한 분석 및 노이즈 제거 등을 통해 완전한 full 3D 객체를 획득하는 것에 초점을 맞추고 있다. 개발한 기술은 3D 영화제작 및 TV 콘텐츠, 의료영상 분석 등에 이미 사용되고 있으며, 스마트폰을 기반으로 한 실세계 객체의 3차원 형상정보 획득 기반기술로 활용될 수 있다.
  • 둘째, IDEG 연구실은 교육과학기술부 국기지정연구실(National Research Laboratory)에 선정되어 2007년 이래로 "실감재질모델링기술" 개발과 관련된 연구를 꾸준히 수행해 오고 있다. 본 연구는 재질의 반사도를 측정, 모델링하여 실사와 같이 보이게 하는 기술로써, 기존의 3차원 형상 모델에 적용하여 그 부가가치를 더 해주는 기술이다. 자동차와 전자 제픔에 많이 쓰이는 메탈릭 페인트와 같은 불투명 재질뿐만 아니라 대리석, 피부 등과 같이 내부 산란을 고려해주어야 하는 반투명 재질을 사실적으로 표현할 수 있는 기술들을 연구한바 있다. 최근에는 고급 복합재질(반투명 heterogeneous, multi-layer)과 디지털 액터(Digital Actor)에 사용할 수 있는 사람 피부, 얼굴 주름, 옷감, 머리카락 등을 대상으로 하는 연구를 진행하고 있다. 다양한 재질에 대한 다수의 반사도 측정 시스템들을 자체 구축하였으며 재질모델링 분야에 있어 국내 최고 수준의 연구를 수행하고 있다.
  • 셋째, 3차원 콘텐츠 제작에 활용할 수 있는 3차원 영상을 획득하기 위해 깊이 카메라와 다수의 카메라를 사용하여 새로운 형태의 이미지 기반 형상 모델링 및 처리기술을 연구한다. 또한 생성된 형상을 자연스러운 3차원 영상으로 재현하기 위해 색상전환(Color Transfer) 등의 영상처리 기술 또한 연구하고 있다. 본 연구실은 다수의 형상 및 색상 측정 장치들과 고급 모델링 소프트웨어를 보유하고 있다.
  • < 주요 연구 분야 >
  • - 차세대 CAD 기반 기술 연구
  • - 3차원 형상 복원 및 메쉬 편집 기술 개발
  • - 재질 반사도 측정, 모델링 및 실사 렌더링
  • - 인간피부의 photo-realistic 모델링/렌더링 기술
  • - 깊이정보 카메라 및 다중 카메라 이용 3차원 형상 복원 기술 개발
  • - 색상 전환(Color Transfer) 기술
스마트 3D 프린팅 연구실 / 이용구 교수, Tel 3267, 2396
  • 스마트 3D 프린팅 연구 부분에서는 최근 새로운 제품 생산 방식으로 각광을 받고 있는 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 4D프린팅을 연구하고 있다.
  • 4D프린팅은 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 4D프린팅을 실제로 수행할 수 있는지 확인하기 위하여 시뮬레이션을 주로 수행하며, 시뮬레이션을 바탕으로 실제로 4D 프린팅 물체를 제작하기도 한다.
바이오 MEMS 연구실 / 양성 교수, Tel 2407, 3257
  • 본 연구실에서는 마이크로/나노 기술을 이용하여 질병 진단 등의 의료용 목적에 부합하는 미소유체소자를 개발하는 데 주력하고 있다. 이와 같은 의생명 공학(Biomedical Engineering)은 의학 뿐만 아니라 기계, 전자, 재료, 물리, 화학, 생물 등의 다양한 학문 사이의 연계 및 적용이 필요한 대표적인 다학제적 연구 분야이다. 본 연구실에서는 미세유체소자를 이용해 혈액의 특성 분석에서부터 관련 질병의 진단에 이르기까지 다양한 응용 분야에 대해 연구하고 있다. 현재 연구실에서 진행되는 중점 연구는 다음과 같다.
  • 1. 전혈로부터 혈구 및 혈장 성분 분리 및 추출이 가능한 시료 준비용 미세유체소자에 대한 연구
  • 2. 임상학적 시료로부터 특정 질병의 유무를 알 수 있는 바이오마커(Biomarker)의 검출이 가능한 바이오센서 개발
  • 3. 혈액의 적혈구 용적률(Hct), 점도, 응집성, 침강 속도 등의 물리적 특성 분석이 가능한 미세유체소
  • 4. 미세유체소자 내에서 선택적으로 고정화된 단백질 및 세포의 분석이 가능한 기술
  • 5. 유체 유동의 효과적인 생성 및 제어를 위한 미세유체소자 기반 시스템 설계에 대한 연구
  • 본 연구실에서는 위와 같은 다양한 연구 분야들의 연계를 토대로 수십 마이크로 리터의 혈액만으로도 종합적인 진단이 가능한 미세유체소자 기반의 통합혈액분석시스템 개발을 목적으로 연구하고 있다.
레이저 나노가공 연구실 / 정성호 교수, Tel 2393, 2402
  • 레이저나노가공연구실은 레이저를 이용하여 수십 나노미터에서부터 수백 마이크로미터 크기의 매우 작고 정교한 마이크로 및 나노구조물의 제조, 가공, 합성, 열적·기계적·광학적 특성평가 및 물성치 예측에 관련한 새로운 기술개발 및 응용 연구를 수행하고 있다. 레이저 마이크로 및 나노가공 기술은 포토리소그라피, 실리콘 결정화, TFT-LCD 회로생성, 웨이퍼 다이싱 등과 같은 반도체 분야, PCB, BGA등과 같은 전자소자 패키징, 바이오 소자 및 의료용 소자 제조, 탄소나노 입자 및 탄소나노 튜브와 같은 나노물질 제조, LED 기판, 마이크로 히트파이프와 같은 초소형 기계 및 열소자 제조, 그리고 박막형 태양전지와 같은 신재생에너지 기술 등에 응용되고 있으며, 본 연구실에서는 관련 연구에 대한 경험과 기술 및 최고의 연구환경을 구비하고 있다.
  • 산업체 응용 뿐 아니라 레이저는 또한 LASIK수술로 잘 알려진 안과, 치과, 피부과, 암치료 등과 같은 의료분야에서 광범위하게 활용되고 있으며, 레이저 의료기술 개발 및 임상의료 분야에서의 응용 범위는 지속적으로 확대되고 있다. 본 연구실은 효과적인 레이저의료응용기술 개발을 위해 광주과학기술원 의료시스템학과에 참여하고 있고, 의과대학 및 한의과대학 임상의들과 공동연구를 통해 실제 치료에 사용할 수 있는 레이저시스템을 개발하고 있으며 피부과, 이비인후과, 한방치료 등을 대상으로 적용연구를 수행하고 있다. 레이저나노가공연구실의 대표적인 주요 연구분야는 아래와 같다.
  • - 마이크로기술 : 펨토초레이저 가공, 레이저 CVD, 레이저 에칭, 비정질실리콘의 레이저 결정화, 레이저 표면처리, 극초단레이저 어블레이션 모델링, 레이저분광기반 물질분석 및 박막태양전지 응용
  • - 나노기술 : 탄소나노튜브 및 자성탄소나노입자의 레이저 합성, 근접장 나노리소그라피, 탐침형 근접장 나노현미경에 의한 10나노급 이미징, 나노미터 정밀도 자동초점장치
  • - 의료시스템기술 : 피부과용 Long-pulse ND:YAG 레이저 설계 제작, 고출력레이저용 냉각기 설계 제작, 저출력레이저치료(LLLT)용 시스템 설계 및 패키징 기술, 한방치료용 레이저 침 시스템, 생체조직의 Monte Carlo 모델링, 생체조직 열 및 광물성치 측정
MEMS 및 나노시스템 연구실 / 이종현 교수, Tel 2395, 2424
  • 21세기 정보통신사회에서는 SOC(System-On-Chip) 구현을 위한 정보 입출력의 핵심 소자로서 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기술이 대두되고 있으며, 최근 광기술 및 NEMS(Nano Electro Mechanical Systems) 기술과 융합되면서 새로운 응용분야로 확대되고 있다. 본 연구실은 이와 같은 다학제적 MEMS/NEMS 기술을 바탕으로 미세가공 기술, 신개념의 미소기전소자 및 응용(정보, 생명, 의료, 환경 분야 등)에 대하여 기계, 전자, 물리, 생화학 등 다학제적인 구성원들이 상호협력적인 체계로 연구하고 있으며, 주요 연구 분야는 다음과 같다.
  • - MEMS optical devices for telecommunications (switch, filter, attenuator, lens array)
  • - Micro optical scanner for endoscopic medical imaging and micro display
  • - X-ray optical components for medical imaging
  • - Bio-cell characterization for cancer diagnosis using microcantilever or ultrasonics
  • - Biomedical microdevices (micropump, valve, needle array, PCR device)
  • - Micro/nano sensor (Si nanowire bio-sensor, inclinometer, etc.)
  • - Micro/nano actuator (latch-up, digital/discrete, thermal/magnetic, RF switch, optomechanics)
초정밀기계시스템 연구실 / 이선규 교수, Tel 2388, 2430, 2405
  • 현대의 제품기술과 실험기술이 끊임없이 혁신과 진화를 거듭해서 발전해 가는 데는 초정밀기계시스템, 초정밀측정, 초정밀제조장치의 발전에 기반을 두고 있으며, 현실적인 기계기술은 한 두 가지의 개별지식이 아닌 매우 다양하고 복합적인 기술결합으로써, 최종 작업 목표로 하는 한 점에서의 마이크로/나노미터 수준의 미세한 운동과 측정을 달성하게 되어 있다. 이러한 정밀기계의 운동성능은 역학적인 기계설계위에 장치 내?외부의 환경적인 요인으로서 열전달과 기계자체의 열변형 및 운동면 마모가 장기적인 성능과 신뢰성에 큰 영향을 미치고, 정밀계측기술이 항상 짝을 이루면서 제어성능을 결정하기 때문에 이들 영역간 지식을 자유자재로 결합한 설계위에, 초정밀가공, 반도체미세가공, 레이저가공을 체험토록 하여, 현대의 복합적이고 융합적인 기술발전에 유연한 사고로 대처하고 도전 할 수 있는 자질을 함양하여, 연구실과 현장에서의 공정혁신을 위한 새로운 기계장치개발을 도전하고 리드해 갈 전문 연구자와 고급엔지니어를 육성함을 목표로 하고 있다. 수행하는 연구들은 모든 분야의 최첨단 아이디어를 실제 제품제조와 활용에 적용하고자 할 때 발생하는 역학설계, 전열설계, 제조 및 측정문제를 대상으로 마이크로/나노 수준의 운동 및 측정정도를 달성할 mechanics, dynamics, vibration, control 등 역학설계, 초정밀가공, 전자기, 광학설계, 재료과학이 결합되는 주제를 다룬다.
  • - 초정밀기계설계 : 정밀조립 및 결합구조의 정?동특성 해석, 열-기계(thermo-mechanical) 최적설계
  • - 초정밀 액츄에이터 기술 : 초정밀 이송스테이지 설계 및 제어, 운동마찰특성, 열-기계-전기 복합시스템의 다이나믹 시뮬레이션
  • - 초정밀 계측 : 마이크로 광스캐닝, 회절광학설계, 레이저간섭엔코더, 미세힘측정, 미세열류계측
  • - 초정밀 가공 : 기계-레이저-화학 복합가공, 회전공구가진 가공
  • - 주요 프로젝트 : 공작기계 이송장치의 설계플랫폼개발, 회전 스핀들의 능동제어를 이용한 표면텍스쳐링장치, 직선형 초음파모터를 이용한 고속?고출력 나노모션장치, 마이크로 광스캐닝 및 네비게이션 장치, 고효율 태양광집광장치, 고효율LED광도파로설계제조, 전자패키지의 thermo-mechanical 시뮬레이션, 신개념 국소능동냉각기술, 의료바이오반응열 검출 나노열전센서
 열유체 그룹 (Thermofluid Group)
나노 에너지 및 열 전달 연구실 / 설재훈 교수, Tel 2764
  • 본 연구실은 기계공학의 한 분야인 열전달에 관련된 문제들에 대한 깊이 있는 학문적 접근 및 해결 방안의 제시를 목표로 하고 있다. 최근 들어 급속하게 발전하고 있는 마이크로 나노 기술에 힘입어 마이크로 나노 스케일에서의 열전달 현상들이 주목받기 시작했고 현재도 활발하게 연구 활동이 이루어지고 있다. 이런 새로운 연구의 흐름은 단지 흥미로운 과학적 사실의 발견에 그치지 않고 에너지, 환경, 의료 관련 신기술 개발에 밑거름이 되고 있다. 본 연구실은 나노 물질의 열적 물성치의 측정 기술을 (nW/K 이하의 열전도도까지 측정가능) 보유하고 있으며 이 기술은 열전효과나 태양열을 이용한 발전이나 다양한 정밀 측정기기의 개발에 응용될 수 있다. 또한 최근 학계의 다학제적 연구 흐름에 맞춰 재료, 고체물리 등등의 영역에 전문성을 가지는 연구실들과의 활발한 협업을 통해 당면한 문제들에 대한 다각적이면서도 근본적인 해결 방안을 제시하려고 한다. 본 연구실의 구체적인 연구 분야는 아래와 같다.
  • - Fundamental thermal science
  • Thermal characterization of nanomaterials, e.g., graphene, carbon nanotube and nanowires
  • - Exploration of renewable energy
  • Exploration of novel energy conversion and storage methods, e.g., thermoelectric (TE) and solar thermophotovoltaic energy conversion.
  • - MEMS/NEMS device development
  • Development of MEMS/NEMS devices for various applications based on the wide experience of fabrication techniques.
유체역학 연구실 / 지솔근 교수, Tel.2773
  • 유체역학은 기계, 항공, 의료 산업 등의 중요한 유동현상을 연구하는 학문이다. 본 연구실은 유동현상을 물리적으로 이해하고, 그 이해를 바탕으로 복잡한 난류 유동을 분석하며, 궁극적으로 유동을 제어하는 것을 목표로 하고 있다. 이 목표를 위해 이론과 수치해석 기법을 이용하여 난류 모델을 개발하고 유동을 정확히 예측하며 효과적인 유동 제어 기법을 실현하고 있다. 본 연구실의 구체적인 연구분야는 다음과 같다.
  • 난류 모델 (turbulence models)
  • - 기존 Reynods-averaged Navier-Stokes (RANS) 모델의 예측력 향상 연구
  • - 높은 예측력을 가지는 large-eddy simulation (LES) 및 hybrid LES/RANS 모델 개발

  • 난류 유동 분석 (turbulent flow analysis)
  • - 경계층이 난류로 전이되는 메커니즘 연구 및 모델 개발
  • - 유동 박리와 와류구조 해석

  • 유동 제어 (flow control)
  • - 유동 박리를 억제하기 위한 능동제어 기법 개발
  • - 횡단류 제트유동을 이용한 터보머신 표면의 냉각기법 개발
  • - 소형항공기 공기역학을 분석하고 유체 액츄에이터를 이용하여 항공기 민첩성 향상 연구
연소추진연구실 / 이복직 교수
  • 연소 및 추진 연구는 열유체역학을 기본으로 하여 화학반응을 수반하는 연소 및 에너지 변환과정을 응용함으로써 다양한 에너지, 항공우주, 국방 시스템의 연구개발에 주요하게 기여하는 연구 분야이다. 본 연구실은 반응 유동의 전산유체해석 기법을 활용하여 다양한 스케일의 유체/물리/화학적 현상을 포착하고 규명하며 연소 및 추진 시스템의 모델링-시뮬레이션을 가능하게 하는데 중점을 둔다. 이를 바탕으로 에너지 변환 과정의 효율 최적화, 배출가스의 환경 영향 최소화 등을 위한 연소 조건을 찾고, 연소 불안정 또는 폭발 등의 위험 가능 조건을 예측하고 배제한다. 기계공학과 함께 응용수학, 물리, 화학, 전산학 등이 융합되는 다학제 연구분야이다.
  • 연소 및 화염 (Combustion and Flame)
  • ·고신뢰도 직접모사해법 (Direct Numerical Simulation, DNS)을 이용한 화염 불안정 조건 규명
  • ·비균질 온도 및 혼합 조건 하에서의 점화 과정 연구
  • ·화염과 전기장의 상호작용 및 연소 제어 연구

  • 초음속 연소 (Supersonic Combustion)
  • ·마찰 및 열손실 환경에서의 데토네이션 비정상 전파특성 연구
  • ·극초음속 유동 및 초음속 연소에서의 열화학적 비평형 효과 연구
  • ·증기 적층 또는 고압 누출 등에 의한 자발 점화 또는 데토네이션 전이 연구

  • 반응유동 전산해석기법 개발 (Numerical Methods for Reacting Flows)
  • ·오픈소스 기반 매니폴드(Flamelet Generated Manifold, FGM) 연소모델 개발
  • ·생성항을 고려한 고해상도 Godunov 방법 및 리만 솔버 개발
  • ·대규모 해석을 위한 하이브리드 컴퓨팅 환경에서의 계층적 병렬 계산기법 개발
  • Local extinction and recovery of bluff-body-stabilized flames (Hydrogen vs. Syngas)

  • Shock-induced combustion using adaptive mesh refinement (AMR)

  • Spontaneous Ignition of Hydrogen Release (Fuel-cell safety)

  • Shock-bubble Interaction using multiphase model LES of a premixed flame (DLR)

 
 Signal Processing & Microwave Electronics Engineering
신호 및 영상처리 연구실 / 최태선 교수, Tel 2392, 2419
  • 본 연구실은 각종 멀티미디아에서 획득된 영상정보, 신호정보를 처리, 압축, 분배, 저장하여 시스템을 지능적으로 제어하기 위한 인식정보를 제공하는 관련 핵심기술에 대한 연구를 수행한다. 신호처리분야에서는 디지털 신호처리, 적응신호처리, 통계 신호처리, 실시간 고속신호처리 등에 관한 연구를 수행하고, 영상처리분야에서는 영상패턴의 재현, 물체 인식 및 판독을 위한 알고리즘 이론 개발을 주력한다. 관련 요소기술로는 컴퓨터비젼기술, 대용량 영상정보 압축기술(MPEG), 정보전송기술, 영상복원기술, Microprocessor 응용기술, 병렬처리기술에 대한 연구를 수행한다. 또한,각종 첨단시스템의 핵심기술인 디지탈 비디오 정보처리용 시스템 개발과 디지탈 카메라의 영상처리 기술에 대한 연구가 중점적으로 이루어진다.
마이크로파 센서 시스템 연구실 / 김용훈 교수, Tel 2427
  • 마이크로웨이브 센서시스템 연구실에서는 RF & Microwave & Millimeter 시스템을 중점적으로 연구하고 있다. 활동영역은 Radiometer, Antenna / Radar 분야의 system, component, circuit, SOC, Application design 이다. 구체적으로: 지능로봇, 무인차량, 자동항해의 항공기, 우주의 무인 비행체, 군용장비, 첨단 의료장비 등의 Intelligent System 구현에는 센서가 필요함에 따라, 관련 기술에 대한 이론 개발과 핵심소자, chip, 시스템 설계와 어플리케이션, 측정 기술을 연구한다. 초고주파 레이더 시스템 및 신호처리, 밀리미터 목표물 감지 시스템, 지능형 차량 시스템, 의료 진단 시스템 및 안테나, Microwave RF Chip 및 SOC가 그 예이다. 또한 우리나라 최초로 한국 우주 발사기지에서 발사하는 과학위성2호의 주 탑재체인 지구관측 밀리미터파 라디오미터 시스템 DREAM을 개발하였다.
  • - System & components & circuits & SOC
  • - Algorithm & applications
  • - Radar & Radiometer & Antenna
  • - Signal processing & imaging system
마이크로웨이브 센싱, 이미징 연구실 / 김강욱 교수, Tel 3226, 3256
  • 본 연구실(Microwave Remote Sensing Lab) 에서는 초소형 안테나, 초광대역 안테나 등의 안테나 분야와, RFID 시스템, 지표 투과 레이더 등의 리모트 센싱 분야, 그리고 물리 기반신호처리, 레이더 이미징 등의 신호 처리 분야에 역량을 집중한다. 전자파는 현대와 미래에 필수 불가결한 기술이 되었다. 전자파는 통신, 레이더, 센싱, 전력 송수신, 의학적 치료 등에 응용되며, 이러한 시스템은 어떤 형태로든 안테나를 가지고 있다. 안테나는 회로와 공기의 인터페이스서 대부분의 시스템에서 물리적으로 큰 부피를 차지한다. 안테나는 전자파 응용시스템의 첫 단이므로, 시스템 성능의 상당부분이 안테나의 적절한 디자인, 제작, 그리고 사용에 달려있다. 전자파 시스템의 현 추세는 작으면서도 제대로 동작하는 안테나를 요구한다.
  • 본 연구실은 이러한 요구에 부응하는 초소형 안테나, 초광대역 안테나 등에 대해 연구한다. 본 연구실은 또한 주 마이크로웨이브 센싱, 신호처리 및 이미징에 중점을 둔다. 리모트 센싱은 전자파를 이용하여 대상물의 정보를 얻어내는 기술로서 전자파 응용 중 가장 어려운 분야의 하나이다. 마이크로웨이브 센싱은 전자파를 이용하여 대상물의 정보뿐만이 아니라 주변 환경, RF 시스템, 초광대역 안테나, 안테나-시스템 상호작용, 물리기반 신호처리 등에 대한 지식을 모두 필요로 한다. 본 연구실은 마이크로웨이브 센싱분야 중 레이더를 이용한 은폐 타겟 센싱/이미징 등을 연구한다.
정보 및 신호처리 연구실 / 황의석 교수, Tel 3223
  • 본 연구실에서는 통계적 신호 및 정보처리 관련 핵심 기술 및 여러 응용 기술에 대한 연구를 수행한다. 신호 및 정보처리 기술을 다양한 응용 분야에 적용될 수 있으며, 전력 및 에너지 네트워크 관련 정보 통신 기반 기술, 무인 자동차 관련 다양한 센서의 융합 신호 및 정보처리, 차세대 하드디스크와 flash 메모리 등의 대용량 초고속 정보 저장기기 채널 신호처리 및 코딩 등에 관한 연구 (아래 그림참조) 등을 중점적으로 연구하고 있으며, 새로운 정보통신기술 (ICT) 기반의 클라우드 스토리지, 사물 인터넷 (IoT) 과 big data 분석 및 응용 등 관련 분야로의 확장 연구를 진행할 예정 이다.

(61005) 광주광역시 북구 첨단과기로 123 광주과학기술원 기계공학부 / Tel. +82-62-715-2382 / Fax +82-62-715-2384
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