산업인공지능 연구실(iAI KAIST)은 기계공학을 기반으로 다양한 산업 분야에 인공지능(AI) 기술을 융합하여 혁신적인 연구를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 스마트 제조, 기계 시스템, 재료과학, 헬스케어 등 다양한 공학 시스템에 AI를 적용하여, 산업 현장의 실제 문제를 해결하고 새로운 가치를 창출하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이를 위해 기계학습, 딥러닝, 최적화, 통계, 제어 등 다양한 AI 기법과 공학적 지식을 융합한 융복합 연구를 수행하고 있습니다. 스마트 제조 분야에서는 AI 기반 진동 신호 분석, 결함 진단, 공정 변수 최적화, 설명 가능한 인공지능(XAI) 등 다양한 기술을 개발하여 실제 산업 현장에 적용하고 있습니다. 대기업, 연구기관과의 협업을 통해 생산성 향상, 품질 개선, 비용 절감 등 실질적인 성과를 창출하고 있으며, 데이터 부족 문제를 해결하기 위한 능동 학습, 시뮬레이션 데이터 활용, 가상 데이터 생성 등 첨단 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 물리기반 인공지능(Physics-Informed Neural Networks, PINN) 및 연산자 학습(Neural Operator) 분야에서는 물리 법칙을 신경망에 내재화하여 적은 데이터로도 높은 예측 정확도와 물리적 일관성을 확보하는 연구를 선도하고 있습니다. 복잡한 유동, 열전달, 구조 해석 등 다양한 공학 문제에 대해 PINN, DeepONet, Operator Learning 등 최신 기법을 적용하여 시뮬레이션 계산의 속도를 비약적으로 향상시키고, 실시간 예측 및 최적 설계에 활용하고 있습니다. 생성형 인공지능과의 융합을 통해 불확실성 하에서의 최적 설계, 역문제 해결 등 새로운 응용 분야도 개척하고 있습니다. 재료과학 및 헬스케어 분야에서는 AI를 활용한 이미지 초해상화, 재료 특성 예측, 신소재 탐색, 의료 영상 및 신호 기반 진단 등 다양한 연구가 진행되고 있습니다. 데이터 부족 환경을 극복하기 위해 능동 학습, 전이 학습, 자기 지도 학습 등 첨단 AI 기법을 도입하고 있으며, 실제 임상 및 산업 현장과의 협업을 통해 실용화에 앞장서고 있습니다. 이러한 연구는 재료 및 의료 분야의 데이터 특성과 도메인 지식을 AI에 효과적으로 융합하여, 기존의 한계를 뛰어넘는 혁신적인 솔루션을 제시하고 있습니다. 산업인공지능 연구실은 이론적 연구와 실용적 응용을 동시에 추구하며, 다양한 산업 파트너 및 연구기관과의 협력을 통해 AI 기반 스마트 제조, 물리기반 AI, 재료 및 헬스케어 혁신 등 미래 산업의 디지털 전환과 자율화에 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 앞으로도 AI와 공학의 융합을 통해 산업 현장의 혁신과 사회적 가치를 창출하는 데 앞장설 것입니다.