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AI 시대, 측정표준을 향한 KRISS의 혁신

  • 작성자관리자
  • 작성일2021-12-29 11:05
  • 분류With KRISSian
  • 조회수1422

AI 시대, 측정표준을 향한 KRISS의 혁신



 

4차 산업혁명 물결과 함께 우리나라에서도 빅데이터와 인공지능 바람이 불고있다. 측정표준을 연구하는 이들에게도 인공지능은 새로운 기회이자 도전적인 과제다. 전통적인 연구 방법과 다른 접근이 필요하기 때문이다. 가보지 않은 길이기에 더 의미 있는 걸음이다. AI 시대, 측정표준의 새로운 길을 열어가고 있는 KRISS 연구진들을 만나본다.

 


 

 

구조안전모니터링팀 조승현 책임연구원(), AI메타연구팀 최원재 책임연구원()

 



차세대 비파괴검사의 초석을 놓다

데이터과학 기반 차세대 비파괴검사기술 개발

 

비파괴검사란 기계나 장치, 공업제품의 일부를 철거하거나 손상을 주지 않고 행하는 검사를 말한다. 원자력발전소, 항공기, 도로 시설물 등 안전진단이 필요한 산업시설의 내부 결함을 확인하는 데 사용되는 기술로 이상 신호를 미리 찾아낼 수 있기때문에 산업현장의 재해를 방지하고, 대형 사고를 예방하는 데 중요한 역할을 하고 있다.

기존에는 사람이 직접 현장에 가서 비파괴검사를 수행했으나, 현재는 인공지능을 활용하여 검사의 신뢰성을 높이고 기술 한계를 극복하기 위한 연구가 진행되고 있다.

 

(조승현 책임연구원) 인공지능의 적용 시도가 가장 활발한 분야가 의료진단인데, 비슷한 이유로 인체 대신 재료나 구조물을 대상으로 한 비파괴검사 분야 역시 활용 가능성이 높습니다. ‘데이터 과학 기반의 차세대 비파괴검사기술 개발이 비파괴검사의 신뢰성 문제를 획기적으로 개선하고 시장의 높은 진입장벽을 넘는 데 도움이 될 거라고 생각합니다.”

 

현재 국내에서 이뤄지는 비파괴검사는 대부분 해외 검사 장비에 의존하고 있어 시장의 벽이 높은 편이다. 하지만 인공지능이라는 새로운 패러다임을 이용해서 검사 방식에 혁신을 가져올 수 있다면 새 돌파구가 생길 수 있다.

KRISS는 이를 위해 데이터 기반 차세대 비파괴 검사 기술 개발을 수행하고 있다. 그 한 축으로서 재난복원력 강화에 필요한 구조 안전 감시 및 측정 기술 개발과 인공지능 비파괴검사 데이터 인프라 기술개발을 진행하고 있다.

 

 

 

 데이터과학 기반 차세대 비파괴검사 기술을 개발하고 있는 조승현 책임연구원()과 최원재 책임연구원()



더불어 인공지능을 이용한 검사·진단 기술을 개발하고 음향 메타물질 등 기존에 없던 특이구조를 이용한 측정 및 이미징 기법 연구를 통해 비파괴검사 분야에 인공지능을 도입할 수 있는 환경을 구축해나가고 있다.

 

(최원재 책임연구원) 지난 6월부터 데이터 과학을 기반으로 차세대 비파괴검사 기술개발을 시작했습니다. 올해는 데이터의 개념을 확립하고 인공지능 솔루션 기초 데이터를 수집하는 단계인데요. 처음 시도하는 분야의 연구이다 보니, 데이터의 형식을 정해야 하고 라벨링*도 필요하거든요. 이와 같은 참조표준 데이터화 작업을 진행 중입니다.”

 데이터 라벨링: 인공지능 알고리즘 고도화를  저위해 AI가 스스로 학습할 수 있는 형태로 데이터를 가공하는 작업

 

연구팀은 5년 후 비파괴검사 데이터 센터를 구축하고, 그 후 운영기술 및 상용화 시기를 거쳐 외부솔루션 업체들이 시스템을 활용해 검사솔루션을 개발할 수 있도록 연구를 진행할 계획이다. 하지만 새로운 분야를 개척하는 일이기에 어려움도 따른다.

 

(조승현 책임연구원) 국제적으로도 첫 시도이다 보니 참고할 만한 사례가 많이 부족하고, 어떤 데이터를 우선 확보해야 하는지 등과 같은 많은 고민거리가 있습니다. 연구 필요성이나 시급성에 대한 근본적인 논리를 통해 이해관계자들이 공감할 수 있도록 지속적인 설득이 필요합니다.”

그럼에도 불구하고 연구자들은 성공여부를 떠나 이러한 기초 데이터 연구가 의미 있는 과정이라고 강조했다.

 

(최원재 책임연구원) “5년 후에 현장에서 금방 쓰일 수 있는 시스템이 만들어지는 것은 아니거든요. 저희는 장기적으로 그 길을 가기 위한 초석을 놓는다는 마음으로 뒷받침하겠습니다.”

 

 

  

국가소재연구데이터센터 허용학 책임연구원(), 스마트소자팀 신호선 책임연구원()

 

 

소재 연구데이터 플랫폼을 구축하다

‘AI 활용 소재 신뢰성 평가기술 개발

 


흔히 데이터를 ‘4차 산업혁명의 쌀이라고 표현한다. 데이터를 얼마나 체계적으로 관리하고 활용하느냐에 따라 미래 산업의 먹거리를 선점할 수 있기 때문이다.

 

(신호선 책임연구원) 저는 원래 소재연구와 측정기술을 개발하는 연구자였기 때문에 데이터 기반의 인공지능 기술은 상당히 거리가 있는 분야였습니다. 하지만 측정기술 개발도 결국 데이터를 다루는 것이라서 인공지능이 좋은 도구가 될 수 있다고 생각했죠.”

지금까지 소재 개발 방식은 시행착오를 통해 개발하는 구조였기 때문에 방대한 데이터 기반의 인공지능을 활용한 소재 개발은 새로운 패러다임이다. 그래서 양질의 데이터 확보가 중요해졌다. 바이러스에 감염된 혈액은 사용할 수 없듯이 부정확한 데이터는 가치가 떨어지기 때문이다.

 

(허용학 책임연구원) 저희 센터는 국내·외 분산돼 있는 소재 연구 데이터를 안정적으로 수집·생성·활용할 수 있는 플랫폼을 구축하기 위해 노력하는데요. 이러한 소재 연구데이터를 기반으로 빅데이터를 구축하고, 신소재 검색 및 설계 등이 가능한 인공지능 모델 기술을 개발함으로써 소재 연구자들에게 효율적인 연구 기반을 제공하려고 합니다.”

 

인공지능의 활용을 위해서는 다양한 학습 데이터가 필요한데 이때 성능을 좌우하기 것이 바로 양질의 데이터다. 데이터 수집 단계부터 고품질의 데이터 확보가 중요한 이유이다.

(신호선 책임연구원) 수집한 데이터가 신뢰성이 높을수록 일관성 있는 결과를 얻을 수 있기 때문에 데이터 생산에 필요한 측정표준은 데이터 연구의 첫 단추라고 생각합니다. 그래서 현재 정제되고 호환성 높은 형태로 데이터를 수집하는 초기 단계가 중요합니다. 궁극적으로는 이런 데이터를 자동으로 수집할 수 있는 체계를 만들어야겠죠.”


 

 

 

 국내·외 소재 연구 데이터를 안정적으로 수집하고 생성·활용할 수 있는

플랫폼 구축 연구를 진행 중인 허용학 책임연구원()과 신호선 책임연구원()




이미 소재 분야 선진국들은 인공지능 플랫폼을 활용한 소재 개발 프로젝트를 가동하고 있다. 빅데이터를 활용하면 소재 물성의 예측시간을 단축할 수 있어 소재 분야 연구의 경쟁력을 획기적으로 높일 수 있기 때문이다. 반면 국내 데이터 표준화 시스템은 시작단계다.

 

현재는 과기부 사업으로 KRISS에 설립된 국가소재연구 데이터센터 주도로 소재 연구데이터 표준 어휘 및 데이터 등록 시스템을 개발 중이다. 향후엔 소재 응용분야별 연구데이터를 활용한 신소재 탐색과 역설계가 가능한 인공지능 기술개발도 추진할 계획이다.

(허용학 책임연구원) 가장 큰 기대효과는 데이터 기반 신소재개발 문화의 확산을 통해 소재분야 산업경쟁력을 확보하는 것입니다. 데이터 기반으로 소재 개발이 이뤄지면 기간이 단축되고 비용절감이 이뤄지게 될 겁니다. 또한 데이터의 국가 자원화가 이뤄질 수 있어서 차세대 소재개발 원천 기술도 확보할 수 있겠죠.”

 

 

누구도 가보지 않은 길, 기술혁신을 위하여

 

소재분야에서 인공지능을 활용한 연구는 연구자들 사이에서도 아직 낯선 분야다. 그래서 기반구축을 하는 데 더 많은 연구자들의 관심과 협력이 필요하다고 강조했다.

(허용학 책임연구원) 측정기술은 나라의 근간이 되는데 연구자들이 인공지능의 바탕이 되는 데이터에는 아직 둔감한 것 같습니다. 그런 부분의 인식 개선과 저변확대가 필요하겠죠. 그렇게 된다면 더 많은 연구자들이 데이터를 활용해서 좋은 결과를 얻을 수 있을 겁니다.”

 

(신호선 책임연구원) 다행히 KRISS에는 여러 분야의 전문가들이 많기 때문에 저희가 성공적인 예를 만든다면 추후 연구는 보다 쉽게 해결될 거라고 생각합니다. 연구원에서 적극적으로 지원해 주고 있기 때문에 좋은 결과가 있으리라 생각됩니다.”

 

기반을 구축하는 일이 때로는 고되고 지치는 일이지만 연구자들은 인공지능이 측정표준과 만날 때 더 안전해지고 국민의 삶의 질을 높일 수 있다는 확신을 갖고 있었다. 이를 위해 KRISS는 소재 분야 간 융합연구를 지속적으로 지원할 계획이다.

 

(최원재 책임연구원) 결국 최종 수혜자가 될 검사업계에서 사용될 수 있는 솔루션을 만드는 것이 중요하기 때문에 현장과 소통하면서 기본에 충실하려고 노력하겠습니다.”

 

(조승현 책임연구원) 많이 부딪치면서 연구하다 보면 성공하든지 실패를 하든지 배울 것이 생기겠죠. 그런 점에서 연구의 의미가 있다고 생각하고, 앞으로 현장에 도움이 되는 기술이 개발돼 우리나라 산업 경쟁력이 높아졌으면 좋겠습니다.”

 

누구도 가보지 않은 새로운 길을 개척하고 있는 KRISS의 연구자들. IT강국을 넘어 AI강국으로 나아가기 위한 그들의 열정과 노력이 빛나는 성취로 이어지길 바란다.

 


첨부파일
  • jpg 첨부파일 KRISS_2021_겨울_단면_페이지_04.jpg (835.38KB / 다운로드:64) 다운로드

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