스마트 정보 시스템 연구실 (성영철 교수님)

Smart Information Systems Research Lab. (SISReL)

교수님 연구실 : N1 614호 (T. 3484)

학생 연구실 : N1 619호 (T. 5484)

URL : http://sisrel.kaist.ac.kr

EMAIL : ycsung at kaist.ac.kr

연구실 현황 및 소개

스마트 정보 시스템 연구실은 2007년 2월 성영철 교수님이 KAIST에 오시면서 설립된 연구실입니다. 현재 박사과정 6명 (배소희, 한승열, 정휘영,김우준,박기승, 조명식)과 석사과정 3명 (최성호,박종의,채종성)이 각자 신호처리, 머신러닝, 강화학습, 및 통신 분야의 연구를 자유롭고 학문적인 분위기에서 수행하고 있습니다. 교수님은 1989.03~1993.02 서울대학교 전자공학과 학사, 1993.03~1995.02 서울대학교 전자공학과 석사 학위를 취득하시고, 1995.01~2000.06까지 LG 정보통신에서 전문연구요원으로 근무하여 병역을 마치신 후, 2000.08~2005.05 미국 코넬대학교에서 주전공 전기및컴퓨터공학, 부전공 응용수학으로 박사 학위를 받으신 뒤, 2005.06~2006.09 잠시 박사과정 동연구실 Post-Doc 과정에 있다가, 2005.10-2007.01 미국 Qualcomm 사 Coorporate R & D Center에서 무선 통신 및 모뎀 설계 관련 연구를 수행하신 후, 2007년 2월 카이스트로 부임하셨습니다. 교수님은 수학적 이론적 배경과 더불어, 실제 개발 과정 에서의 지식과 경험을 겸비하시고, 학생 지도 및 연구에 매우 열정적으로 임하고 계십니다.

연구실 연구분야 및 현재 진행중인 & 진행할 프로젝트

스마트 정보 시스템 연구실은 확률론/통계학, 최적화 및 Combinatorics에 바탕을 두고 신호 처리, 통계 추정, 기계학습 및 무선 통신 등의 주제를 연구하고 있습니다. 연구실의 연구 방향은 크게 두 갈래로 나눌 수 있는데, 먼저, 거대 데이터를 효율적으로 처리하는 신호및정보처리, 기계학습, 강화학습 분야 연구입니다. 그리고, 이를 이용한 Internet-of-Things 와 같은 차세대 통신 시스템에 적용에 관해서도 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 두 분야 모두 핵심 원천 기술과 핵심 이론을 얻기 위해 노력하고 있습니다. 현재 연구실에서 진행 중인 프로젝트는 과기정통부의 후원으로 인공지능 관련 적응적 강화학습 알고리즘 개발 연구가 진행 중입니다. 한국전력과 함께 기계학습을 적용하여 자동 검침 데이터 분석 및 처리에 관한 연구를 수행하였고, 개발된 알고리즘은 실제 현장에서 사용되고 있습니다.

연구 성과

앞으로의 시스템 분야에서 통신 및 네트워크과 접목된 머신러닝, 인공지능이 점점 중요해 지고 있습니다. 스마트 정보 시스템 연구실은 머신러닝 분야에서 앞으로의 Autonomous Vehicle, Smart Cities, Smart Infrastructure 운용에 통신과 결합되어 가장 효용성이 클 것으로 예상되는 강화학습(reinforcement learning) 연구에 주력하고 있습니다. 그리 오래되지 않은 연구 기간에도 불구하고 다양한 수학적 지식과 훈련을 바탕으로 SISReL에서는 강화학습 분야에서 좋은 성과를 거두고 있습니다. 2017년 인공지능 축구대회 국내대회 준우승, 2018년 봄 인공지능 축구 카이스트 교내대회 우승, 2018년 8월 세계 최초로 열린 인공지능 월드컵에서 우승을 차지하였습니다. 또한, SISReL에서는 2018년말 강화학습 분야에서 어려운 문제인 High Dimensional Continuous Action Space를 가진 강화학습 문제에서 세계 최고 성능을 발휘하는 Dimension-wise Importance Sampling Weight Clipping (DISC) Algorithm을 개발하였습니다. 이 연구 결과는 머신러닝 최고 학회 중 하나인 International Conference on Machine Learning (ICML) 2019에 발표 예정입니다. 뿐만 아니라, Parallel Reinforcement Learning, Sparse-Reward Reinforcement Learning에서도 현재 세계 최고 성능 강화학습 알고리즘을 보유하고 있습니다. 앞으로도 계속해서 강화학습 및 Internet-Of-Things와 연관하여 연구를 진행할 계획입니다.

또한, 교수님의 LG 정보통신과 Qualcomm 연구소에서의 경험을 바탕으로, 5G 및 그 이후의 통신 시스템에 관련된 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 특히, 논문을 위한 논문이 아니라, 통신 시 스템 성능을 획기적으로 개선하거나 차세대 통신 시스템의 핵심 기술로 쓰일 만한 기술을 얻고자 노력하고 있습니다. 5G 이동통신 실현을 위한 핵심 기술인 무선 간섭 해결 연구 분야, massive MIMO 연구분야, millimeter-wave 통신 분야, 새로운 다중접속 방식 분야 등 에 활발한 연구가 진행되고 있습니다. 특히, 5G 이동통신 핵심 기술 중의 하나인 massive MIMO 통신 분야에서 세계적인 결과들을 도출하였습니다. Multi-user MIMO 하향링크에서 피드백 문제를 해결하는 새로운 사용자 스케줄링 방식 Reference-based Distributed semi-Orthogonal user Selection with Postselection Beam Refinement (ReDOS-PBR) 개발하였으며, massive MIMO에서 시공간의 채널 correlation을 이용하는 최적의 파일롯 신호 설계 등 획기적인 연구결과들을 도출하였습니다. 이러한 연구 업적 으로 스마트정보시스템 연구실의 연구결과들은 2011, 2012, 2013년 3년 연속 카이스트 우수 연구 결과에 선정되었습니다. 특히, 최근에는 5G 핵심기술인 millimeter-wave massive MIMO에서 스케줄링을 통한 다중 사용자 이득 해석, 하이브리드 빔포밍, 효율적 빔트레이닝 등 핵심 분야에서 세계를 선도하는 연구 결과를 도출하였습니다.


더 이상 남을 따라가지 않고, 세계와 분야를 선도할 꿈을 가진 학생을 환영합니다.


연구실 홍보

스마트 정보 시스템 연구실의 졸업생의 진로는 여러 가지가 가능합니다.

  • 학계 (교수)
  • 정부 출연 연구소
  • 국가 공무원
  • 산업체: 제조업체(삼성전자, LG전자 등) 및 통신망서비스업체 (KT, SKT, LGT등)
  • 그 외 다른 분야

우선 학문과 지속적인 연구에 뜻이 있는 졸업생은 학계(교수)로 진출할 수 있습니다. 다음은, 산업체 진출을 들 수 있습니다. 산업체로는 삼성전자, LG전자와 같은 제조업체와 더불어 통신 및 신호처리, 시스템 전공이므로, KT나 SKT와 같은 통신 서비스업체로도 진출할 수 있습니다. 아울러, 국가 및 정부 연구소로도 진출하여 연구를 수행할 수 있으며, 박사특채 등을 통하여 정부 공무원으로 진출하여 국가 정책입안에 기여할 수도 있습니다. 현재 스마트 정보 시스템 연구실의 졸업생의 진로는 아래에 잘 설명되어 있습니다. 지도 교수님은 학생의 희망 진로에 따라 학생을 진로에 맞추어 지도하며, 지도학생이 지나가는 단편적 지식 습득보다는 근본 원리와 체계적으로 사고하는 능력을 길러 주는 데 더 목표를 두고 있습니다. 이를 통해 연구실에서 배양한 사고/연구 능력이 급변하는 연구 주제와 환경에서 출신학생들이 앞으로 살아가는데 밑거름이 되도록 하고자 합니다. 이를 위해, 수학에 많은 초점을 두지만, 프로그램 language, computer architecture 등 기본적인 기술 습득도 장려하고 있습니다. 이러한 훈련을 바탕으로 2015년 8월 졸업 삼성전자에 입사한 SISReL 출신 김동건 박사는 2017년 삼성전자 최우수연구원상을 수상하였습니다.

스마트 정보 시스템 연구실은 자유롭고 화목한 분위기에서 통신, 신호 처리, 통계 학습, 시스템 분야의 기초 이론 및 핵심 기술에 관한 연구를 열심히 수행하고 있습니다. 모든 일에 적극적이고 도전적으로 참여하고 있습니다. 우리 연구실은 기초 핵심 이론 및 차세대 통신 시스템 분야에서 창의적이고 도전적이며 분야를 선도할 연구를 함께 할 많은 학생의 지원을 기다리고 있습니다.

졸업생 현황

스마트 정보 시스템 연구실 졸업학생들은 모두 공부를 계속하거나, 산업체, 대학, 연구소에 가서 훌륭히 뻗어 나가고 있습니다. 지금까지 스마트 정보 시스템 연구실은 박사 졸업생 5명, 공동 지도 박사 졸업생 4명, 석사졸업생 17명을 배출하였습니다. 그 중, 박사 졸업생 박주호 박사는 현재 ETRI에서 5G Giga Korea 과제에서 시스템 디자인 핵심 역할을 수행하고 있고, 김동건 박사는 삼성전자 DMC 연구소에서 5G 표준화에 선도적 역할을 수행, 2017년 삼성전자 DMC 최우수 연구원으로 뽑혔으며, 이길원 박사는 현재 Univ. Texas Austin의 Robert Heath 교수님 하에 PostDoc 후, 미국 San Jose Intel 연구소에서 재직하고 있으며, 서준영, 소정호 박사는 같이 삼성전자 5G 모뎀팀에서 통신분야의 가장 핵심인 모뎀을 설계하고 있습니다. 공동지도 박사 졸업생 정조운 박사는 미국 Texas 주의 Texas Tech. University에서 조교수로 재직 중이며, 공동지도 박사 졸업생 유희정 박사는 현재 영남대에서 부교수로 있습니다. 나머지 두 공동지도 박사 졸업생들(김학수, 김철순)도 국가 보안 연구소와 ETRI에서 개인과 사회와 국가를 위해 열심히 일하고 있습니다. 17명의 석사 졸업생 중 9명은 성영철 교수 지도 하의 박사과정으로 진학하였고, 나머지는 해외 유학이나, 국내 연구소 및 기업에서 열심히 일하고 있습니다.

박사학위

  • 정조운 (2009.8): 미국 Texas Tech. University, 조교수
  • 유희정 (2011.2): 영남대 부교수
  • 김학수 (2013.2): 국가보안연구소
  • 김철순 (2013.2): ETRI
  • 박주호 (2013.8): ETRI 통신인터넷연구소 무선전송연구부 Giga Korea 핵심 과제 수행
  • 김동건 (2015.8): 삼성전자 DMC 연구소 5G 표준화팀 (2017년 삼성전자 최우수연구원상 수상)
  • 이길원 (2016.8): 미국 Intel, San Jose 연구소 (after postdoc under Prof. Robert Heath, Univ. Texas, Austin)
  • 서준영 (2018.8): 삼성전자 5G modem 팀
  • 소정호 (2018.8): 삼성전자 5G modem 팀

석사학위

  • 노 송 (2010.2): 국립 인천대 조교수 (전 미국 Intel 사 연구원, 미국 Purdue University 박사 취득)
  • 임이랑 (2010.2): 하나카드, 전략기획팀
  • 이준세 (2011.2): 삼성전자 (Univ. of Texas, Austin 박사 취득)
  • 임보라 (2011.2): 삼성전자
  • 이윤이 (2011.8): Personal Business
  • 이길원 (2012.2): 미국 Intel, San Jose 연구소 (KAIST EE SISReL 박사 취득, UT Austin 포닥 후)
  • 서준영 (2013.2): 삼성전자 5G Modem Team (KAIST EE SISReL 박사 취득)
  • 소정호 (2013.2): 삼성전자 5G Modem Team (KAIST EE SISReL 박사 취득)
  • 정지훈 (2014.2): WorldQuant
  • 곽상운 (2014.2): ETRI
  • 문권한 (2015.2): ETRI
  • 권용진 (2016.2): ADD
  • 한승열 (2016.2): KAIST EE SISReL 박사과정
  • 정휘영 (2017.2): KAIST EE SISReL 박사과정
  • 김우준 (2018.2): KAIST EE SISReL 박사과정
  • 노형철 (2018.2): TmaxSoft 인공지능 연구
  • 박기승 (2018.8): KAIST EE SISReL 박사과정
  • 조명식 (2019.2): KAIST EE SISReL 박사과정

연구 외 활동

매주마다 연구실 세미나를 진행하고 있습니다. 연구실 세미나에서는 앞으로 연구에 필요한 기초 이론이나 최근 연구 결과를 체계적으로 배우고 있습니다. 그 밖에 연구실원 간의 화목 및 건강을 위해 매주 운동을 함께하고 있습니다. 동측 운동장에서 달리기를 하고 그 옆 테니스장에서 테니 스를 함께 치며 건강과 단합을 다지고 있습니다.

연구실 관련 정보

(학부 때 미리 듣고 오기를 추천하는 과목과 졸업 후 진로)

학부생 때에는 기초 수학 및 이론 관련 과목을 듣고 오길 추천합니다. 전자과 내에서는 신호 및 시스템, 통신 공학, 통신 시스템, DSP, 기계학습 등 통신, 신호 처리, 정보처리 관련 과목을 수강하길 추천하고 여기에 더해 수학과에서 열리는 해석학, 위상수학, 기초 확률 및 통계, 통계학, 르벡 적분론, 그래프 이론, 미분기하학, 이산수학, 최적화 등을 수강하고 오시길 추천합니다. 스마트정보시스템 연구실을 졸업하면 학계, 국가 연구소, 기업 연구소 등 다양한 분야로 진출이 가능합니다. 연구실에서는 기초 통신, 신호 처리, 정보 처리 이론을 깊게 배우기 때문에 어느 곳에든지 연구실에서 배운 기초 이론을 응용하여 진출할 수 있습니다.