XR 환경에서 신경 표현 학습을 이용한 대용량 3차원 바이오·의료 영상 데이터의 효과적인 저장, 처리 및 시각화 기술 연구
대용량의 3차원 바이오·의료영상 데이터를 XR 환경에서 시각화하고 분석하는 시스템을 구축하기 위한 최신의 신경 표현 학습(Neural Representation Learning) 기반 영상 데이터 처리, 표현 및 사용자 인터랙션 기술을 개발하고, 이를 활용하여 프로그래밍 전문지식이 없는 사용자가 영상분석 프로세스를 구축할 수 있게 하는 고수준의 XR 시각화...
시각화
확장현실
신경표현학습
생성모델
생체의료영상
2
주관|
2021년 5월-2030년 5월
|808,000,000원
융합소프트웨어연구소
본 과제는 웨어러블 기기에서 모은 헬스 데이터를 클라우드에서 안전하게 다루는 클라우드 기반 디지털헬스 플랫폼 원천기술을 구축하고, 대사증후군 및 만성질환 관리 연구에 활용하는 연구임.
연구목표는 보안성, 프라이버시, 데이터고립, 무결성 제공을 만족하는 디지털헬스 플랫폼 원천기술 개발과 인공지능 모델 개발임. 핵심연구내용은 개인 단위 컨테이너 기반 보안 컨테이너 플랫폼 연구, 차분 프라이버시 적용 및 유용성 향상, 프로그래머블 네트워크 가상화로 네트워크 단위 데이터고립, 헬스 데이터를 분산된 블록체인 ledger로 저장해 위/변조 방지 및 확장성 개선, 영상 인식 증강기술 및 분류모델 정확도 개선과 만성 질환 증상 예측 모델 연구임. 기대효과는 디지털 웰니스·디지털 테라피 서비스 상용화, 만성질환 선제관리로 의료비 감소 및 시장 선점 기여, 비대면 질환 관리와 예방 중심 패러다임 전환임.
o 주요내용: 생명의학, 인문사회학, 뇌공학, 지능정보과학 등의 융합으로 인간과 미래 사회 선도연구를 통한 Super Sapiens 명품인재 양성
·상호연결의 한계 극복을 위한 Super-Interaction, 인지·추론 능력의 한계 극복을 위한 Super-Intelligence, 의료융합의 한계 극복을 위한 Super-Augmentation, 사회 융합의 한계 극복을 위한
Super-Orchestration 추구
- Medical·ICT융합, Social·ICT융합, Neural Interaction, Artificial Superintelligence 분야 연구
사업 개요
- 미래 사회는 첨단기술의 인간과 상호작용으로 인간의 단점을 보완하고 장점을 증가시키는, ‘인간을 위한 공학’으로 발전이 필요하며, Neural Link, BMI 등 기술로 질병, 정신적, 육체적 장애 극복으로 활용이 인간과 사회를 위한 기술의 바람직한 가치임 (인간의 성능과 효율만 강조되는 ‘인간 공학화’에서, 인간이 삶을 주체적으로 살 수 있도록 유도 필요)
- 따라서, 성균관대는 인간 삶의 가치를 존중하는 기술 활용의 미래 신인류를 Super Sapiens로 정의하고, 이 기술로 인간이 지성적, 공동체적, 생태적 가치를 창조해 낼 수 있도록 연구분야를 선정하고 교육해 미래 사회의 프론티어 인재를 양성함
· ICT 및 AI 기술 고도화와 함께 Neural Interaction, Artificial Superintelligence, Medical·ICT융합, Social·ICT융합 등 연구를 수행하며, 이를 통해 상호연결과 인지·추론 능력의 한계를 극복하고, 증강화된 의료 및 공감의 사회 구현
☞ Super Sapiens와 초지능은 필연적인 미래이나 10년의 연구로 도달이 불확실한 주제로, 뇌신경공학, 의공학 분야의 융복합 연구와 더불어 새로운 사회 질서에 대한 인문학적 고찰을 필요로 하는, 기술적·인문사회과학적 차원의 도전임
배출하고자 하는 인재상 및 필요 역량
- 성균관대학교의 인재상인 글로벌 창의 리더의 핵심요소(자기주도, 융합, 기업가정신, 시민의식, 글로벌 역량)와 연계한 인재를 양성하며, 미래 Super Sapiens의 핵심역량(S.A.P.I.E.N.s)과 인자(D.N.A.)를 갖춘 인재를 육성함
·S.A.P.I.E.N.s: 공동체 의식(Society), 가치증대(Augmentation), 도전/선도(Pioneering), 창의/혁신(Innovation), 기업가정신(Entrepreneurship), 글로벌 네트워크(Networking)을 갖춘 인재를 양성함
·D.N.A.: Data 기반의 Information/Knowledge Asset, 인간-사물-환경을 연결하는 Connectivity & Sympathy의 Networking 및 AI를 기반으로 한 Computational Ability의 기술력
스마트 현미경을 위한 AI/AR/VR 기반 실시간 신호처리, 영상분석 및 가시화 기술 개발
? AI기반 자동 뇌신경 구조별 분할 및 종류 분류 알고리즘 개발
▷ 딥러닝 기반의 뉴런 구조별 분할 및 추적 알고리즘 개발
▷ 딥러닝 기반의 뇌세포 종류 (Cell Type) 자동 분류 알고리즘 개발
? AI기반 현미경 영상 및 스마트 플레이트 (Smart Plate) 신호 처리 및 품질 향상 알고리즘 개발
▷ 다광자 현미경 영상 품질 향상을 위한 전처리 알고리즘 개발
▷ 스마트 플레이트에서 생성된 전기 및 형광신호 처리 기술 개발
? 실시간 ROI (Region Of interest) 추적 및 위치 예측 기술 개발
▷ 다광자 현미경 영상으로부터 뉴런이 존재하는 ROI를 실시간으로 추적
▷ 스마트 플레이트로부터의 전기 및 형광 신호를 이용한 동적 ROI 추적 기술 개발
? AR/VR기반 뇌신경 영상 및 뇌신호 실시간 가시화 기술 개발
▷ 3차원 볼륨 영상 가시화 기술 개발
▷ 뇌신경망의 3차원 구조 및 기능 가시화 기술 개발
? 대화형 뇌신경 영상 획득 및 분석 시스템 개발
▷ AR/VR 기기를 이용한 대화형 뇌 신경망 추적 및 복원 시스템 개발
▷ AR/VR기반 시각분석 (Visual Analytics) 기술 개발
▷ 다중 사용자를 위한 실시간 협력적 영상분석 시스템 개발