SMILE Lab은 KAIST 전기 및 전자공학부 소속으로, 차세대 무선 통신과 사물인터넷(IoT) 분야를 선도하는 연구실입니다. 본 연구실은 밀리미터파(mmWave) 백스캐터, 초정밀 위치 인식, 배터리 없는 IoT, 인공지능 융합 시스템, 그리고 크로스-테크놀로지 통신 등 다양한 첨단 기술을 개발하고 있습니다.
밀리미터파 백스캐터 및 초정밀 위치 인식 분야에서는, 수백만 개의 IoT 태그를 동시 인식할 수 있는 대규모 시스템과, 실내외를 아우르는 수 센티미터 이하의 위치 정확도를 달성하는 기술을 연구합니다. 이러한 기술은 물류, 스마트 팩토리, 자율주행 등 다양한 산업 분야에서 혁신적인 변화를 이끌고 있습니다.
배터리 없는 IoT와 인공지능 융합 시스템 분야에서는, 에너지 하베스팅 기반의 초저전력 IoT 기기와, 실시간 데이터 분석이 가능한 임베디드 AI 시스템을 개발합니다. 데이터 익명성과 에너지 효율을 동시에 만족시키는 Mosaic 등 혁신적인 시스템을 통해, 스마트 홈, 헬스케어, 산업 현장 등에서 새로운 가치를 창출하고 있습니다.
크로스-테크놀로지 통신 및 차세대 모바일 네트워킹 분야에서는, WiFi, BLE, ZigBee 등 이기종 무선 기술 간의 직접 통신과, 5G/6G 기반의 실시간 재구성 가능 네트워크 기술을 연구합니다. 이를 통해, 미래의 초연결 사회를 위한 완벽한 상호운용성과 초고속, 초저지연 네트워크 인프라 구축에 기여하고 있습니다.
SMILE Lab은 국내외 유수 학회에서 다수의 논문 수상 및 특허를 보유하고 있으며, 삼성전자, IITP 등과의 산학협력을 통해 실제 산업 현장에 적용 가능한 혁신적인 솔루션을 지속적으로 개발하고 있습니다. 앞으로도 SMILE Lab은 무선 통신과 IoT, 인공지능 융합 분야에서 세계적인 연구 성과를 창출하며, 미래 스마트 사회의 핵심 기술을 선도할 것입니다.
SMILE Lab은 밀리미터파(mmWave) 백스캐터 기술을 기반으로 한 차세대 무선 통신 및 초정밀 위치 인식 시스템을 연구합니다. 밀리미터파 대역의 백스캐터 기술은 기존의 무선 통신 한계를 극복하며, 수십 dB의 SNR 향상과 기존 실내 위치 인식 대비 20배 이상의 정확도, 13배 이상의 커버리지, 21배 이상의 확장성을 달성하였습니다. 이러한 연구는 대규모 IoT 환경에서 수백만 개의 태그를 동시에 인식하고, 실내외를 막론한 광범위한 공간에서 수 센티미터 이하의 위치 정확도를 제공합니다.
특히, SMILE Lab이 개발한 Hawkeye, OmniScatter, SuperSight 등의 시스템은 상용 FMCW 레이더와의 호환성을 바탕으로, 3D 공간에서 수백 개의 객체를 동시 추적할 수 있으며, 단일 배터리로 수십 년간 동작 가능한 초저전력 설계를 자랑합니다. 또한, Van Atta 배열 및 레트로 반사 구조를 활용하여 멀티패스 환경에서도 신호 품질을 극대화하고, 신호 스펙트럼 누설을 이용한 미세 위치 추정이 가능합니다.
이러한 기술은 물류, 산업 자동화, 스마트 팩토리, 자율주행 등 다양한 분야에서 대규모 사물인터넷의 실현을 가능하게 하며, 미래의 초연결 사회를 위한 핵심 인프라로 자리매김하고 있습니다. SMILE Lab은 지속적으로 밀리미터파 백스캐터 기반의 초정밀 위치 인식 및 대규모 IoT 네트워킹 기술을 선도하고 있습니다.
배터리 없는 사물인터넷과 인공지능 융합 시스템
SMILE Lab은 배터리 없는 사물인터넷(Battery-free IoT)과 인공지능(AI) 융합 기술을 연구하여, 에너지 하베스팅 기반의 초저전력 IoT 기기와 지능형 센서 네트워크를 구현합니다. 배터리 없는 IoT는 태양광, RF, 진동 등 다양한 에너지원을 활용하여, 유지보수 비용 없이 대규모로 배치 가능한 친환경 IoT 인프라를 제공합니다. SMILE Lab은 이러한 배터리리스 IoT 기기에 최적화된 하드웨어-소프트웨어 코디자인, 초저전력 회로 설계, 임베디드 프로그래밍 기술을 개발하고 있습니다.
더불어, 인공지능 기술을 저전력 IoT 기기에 내장하여, 스마트 홈, 헬스케어, 산업 현장 등에서 실시간 데이터 분석 및 지능형 서비스가 가능하도록 연구를 진행합니다. 예를 들어, Mosaic 시스템은 초저해상도 RFID 비전 기반의 행동 인식 프레임워크로, 데이터 익명성과 배터리 없는 연속 모니터링을 동시에 달성하였습니다. 이러한 기술은 개인정보 보호와 에너지 효율을 동시에 만족시키며, 미래의 스마트 환경 구현에 필수적인 요소로 주목받고 있습니다.
SMILE Lab은 배터리 없는 IoT와 AI의 융합을 통해, 지속가능하고 확장성 높은 스마트 사회를 위한 핵심 기술을 개발하고 있습니다. 이를 통해, 대규모 IoT 배치, 실시간 지능형 데이터 처리, 친환경 에너지 활용 등 다양한 사회적 요구에 부응하는 혁신적인 솔루션을 제시하고 있습니다.
크로스-테크놀로지 통신 및 차세대 모바일 네트워킹
SMILE Lab은 이기종 무선 기술 간의 장벽을 허무는 크로스-테크놀로지 커뮤니케이션(CTC) 연구를 선도하고 있습니다. WiFi, BLE, ZigBee 등 상용 기기 간의 직접 통신을 실현하여, 다양한 무선 기술이 협력적으로 스펙트럼을 효율적으로 활용하고, MIMO와 같은 고급 무선 기술을 이기종 네트워크에 적용할 수 있도록 합니다. 이러한 연구는 드론 및 스파이캠 탐지, IoT 보안 강화 등 실질적인 사회 문제 해결에도 기여하고 있습니다.
또한, SMILE Lab은 5G/6G 시대를 대비한 차세대 모바일 네트워킹 기술 개발에도 집중하고 있습니다. 메타서피스 기반의 실시간 재구성 가능 무선 인터페이스, NR(5G New Radio) 표준 호환성, 마이크로와트급 초저전력 동작 등 혁신적인 시스템을 통해, 대규모 커버리지 확장과 다중 사용자 지원을 동시에 달성합니다. 이러한 기술은 미래의 초고속, 초연결, 초저지연 네트워크 인프라 구축에 필수적입니다.
SMILE Lab의 크로스-테크놀로지 통신 및 차세대 모바일 네트워킹 연구는, 이기종 기기 간의 완벽한 상호운용성과 미래형 무선 네트워크의 실현을 목표로 하며, 국내외 유수 학회에서 다수의 수상 및 논문 발표를 통해 그 우수성을 입증하고 있습니다.
