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김무철 연구실
중앙대학교 소프트웨어학부 김무철 교수
재난정보시스템
그래프 신경망
지오펜싱
김무철 교수 연구실
기본 정보
연구 분야
프로젝트
논문
구성원

김무철 연구실

중앙대학교 소프트웨어학부 김무철 교수

김무철 연구실은 소프트웨어 관점에서 재난정보시스템과 안전 의사결정을 구현합니다. 도시 도로 데이터를 그래프 구조로 변환하고 재난 내구성 및 위상 관계를 반영해 대피·긴급수송 경로를 생성하며, GIS 지오펜싱과 크라우드센싱을 결합해 위험 영역을 동적으로 갱신하는 방식의 연구를 수행합니다. 또한 그래프 신경망 샘플링 편향을 완화하는 모델, 한국어 형태소 기반 언어모델, BERT 기반 이종 스키마 매칭과 데이터 큐레이션을 통해 데이터 표준화와 정보 필터링 문제를 다룹니다. 고성능컴퓨팅 성능 예측, 그래프 임베딩 기반 취약점 분류, IoMT 기반 의료영상 분할 연구도 병행합니다.

재난정보시스템그래프 신경망지오펜싱크라우드센싱한국어 언어모델
대표 연구 분야
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GIS·도로 네트워크 기반 재난 대피 및 대응 의사결정 연구 thumbnail
GIS·도로 네트워크 기반 재난 대피 및 대응 의사결정 연구
GIS and Road-Network Based Disaster Evacuation and Response Decision-Making
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

23총합

5개년 연도별 피인용 수

237총합
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
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인용수 1
·
2025
WalkGCN: a biased sampling strategy for GNNs on non-attributed graphs
Mincheol Shin, Tae-Young Choe, Yejong Ryu, Yanggon Kim, Mucheol Kim
IF 6.4 (2025)
Journal Of Big Data
그래프 신경망(Graph Neural Networks, GNN)은 일반적으로 그래프 구조에서의 상호작용을 포착하기 위해 노드 속성이 존재한다고 가정한다. 그러나 실제 그래프 데이터는 종종 불완전하거나 완전히 누락된 속성 정보를 갖는다. 불완전한 속성을 다루기 위한 GNN 접근법은 널리 구현되어 있으나, 속성이 없는 그래프에 대한 연구는 부족한 실정이다. DeepWalk 및 node2vec은 그래프 합성곱 신경망(Graph Convolutional Networks, GCN)에서 인공적인 속성을 생성하는 데 활용될 수 있다. 하지만 무작위 보행의 확률적 특성은 일관되지 않은 성능을 초래한다. 또한 이는 차수 편향(degree bias)을 도입하여 허브 노드가 과도하게 샘플링되고, 저차수 노드는 과소 표현되는 문제를 유발한다. 이러한 한계를 해결하기 위해 우리는 인공 노드 속성 생성을 위한 Walk Graph Convolutional Networks (WalkGCN)를 제안한다. WalkGCN은 노드 시퀀스 생성 과정에서 차수에 의한 편향을 완화하는 편향 샘플링 전략을 사용한다. 학습 데이터의 균형을 맞추기 위해 리프 노드(leaf nodes)의 샘플링 빈도를 증가시킨다. 선행 단계에서 생성된 노드 임베딩(node embeddings)을 각 노드의 인공 속성으로 활용한다. 이후 인공 속성을 포함한 그래프를 표준(vanilla) 그래프 합성곱 신경망 모델에 입력하여 노드 분류를 수행한다. 세 개의 그래프 데이터셋에 대해 광범위하게 수행한 실험 결과는 WalkGCN이 무작위 보행의 하이퍼파라미터 또는 무작위성(randomness)과 무관한 인공 속성을 효과적으로 생성함을 보여준다. 또한 제안된 모델은 다양한 기준(baseline) 모델보다 성능이 우수하다. 코드는 https://github.com/mincheol-shin-cau/WalkGCN 에서 제공된다.
https://doi.org/10.1186/s40537-025-01270-y
Graph
Randomness
Random walk
Node (physics)
Random geometric graph
Null model
Hyperparameter
Sampling (signal processing)
2
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2025
KRongBERT: Enhanced factorization-based morphological approach for the Korean pretrained language model
Hyunwook Yu, Yejin Cho, Geunchul Park, Mucheol Kim
IF 6.9 (2025)
Information Processing & Management
변환기(transformers) 기반 양방향 인코더 표현(BERT) 모델은 라틴 기반 언어를 대상으로 다양한 자연어 처리 과제에서 괄목할 만한 성과를 거두었다. 그러나 한국어는 제한된 데이터 자원과 복잡한 언어 구조로 인해 고유한 도전 과제를 제시한다. 본 논문에서는 이러한 한국어의 고유한 언어적 복잡성을 효과적으로 해결하기 위해 형태론적 접근을 통해 설계된 언어 모델인 KRongBERT를 제안한다. KRongBERT는 한국어에서 바이트 쌍 인코딩(byte-pair-encoding) 토크나이저로 인해 발생하는 어휘 외(out-of-vocabulary) 문제를 완화하고, 이해를 향상시키기 위해 언어 특화 임베딩 층을 통합한다. 본 모델은 기존 BERT 구현에 비해 특정 자연어 이해 과제에서 최대 1.56%의 성능 향상을 보인다. 특히 KRongBERT는 다른 모델들이 필요로 하는 데이터의 11.42%만을 사용하면서도, 기존의 최신 한국어 BERT 모델들보다 우수한 성능을 달성한다. 본 실험 결과는 KRongBERT가 한국어의 복잡성을 효율적으로 처리하며, 현재의 최신 접근법을 능가함을 보여준다. 코드는 https://github.com/Splo2t/KRongBERT 에서 공개되어 있다. • 형태론적 접근에 기반한 한국어 사전학습 모델 KRongBERT를 제시 • 한국어 NLP에서 어휘 외 문제를 해결하기 위해 접사(affix)를 인식하는 토크나이저를 제안 • 한국어의 위치 정보를 포착하기 위한 형태소 임베딩 층을 통합 • 더 적은 학습 데이터로 한국어 NLU 과제에서 최신 모델을 능가
https://doi.org/10.1016/j.ipm.2025.104072
Computer science
Factorization
Natural language processing
Artificial intelligence
Language model
Algorithm
3
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인용수 1
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2023
Adaptive variable sampling model for performance analysis in high cache-performance computing environments
Mincheol Shin, Mucheol Kim, Geunchul Park, Ajith Abraham
IF 3.4 (2023)
Heliyon
고성능 컴퓨팅은 다양한 과학 분야에 컴퓨팅 성능을 제공하며, 메타인지 이상의 통찰을 제공함으로써 발전을 뒷받침한다. 자원을 낭비하지 않으면서 컴퓨팅 성능을 극대화하는 것은 주요 연구 과제이다. 컴퓨터의 다음 상태에 대한 성능을 예측하는 것은 스케줄링에 효과적이다. 그러나 컴퓨터의 상태를 나타내는 하드웨어 성능 모니터는 높은 수준의 전문 지식이 요구되며, 표준화된 모델은 존재하지 않는다. 본 논문에서는 고성능 컴퓨팅 환경에서의 성능 분석을 위한 적응형 변수 샘플링 모델을 제안한다. 우리의 방법은 성능 예측과 관련된 수많은 변수들로부터 최적의 변수를 자동으로 분류하고, 샘플링된 변수를 사용하여 성능을 예측한다. 성능 분석을 위한 최적 변수는 샘플링 과정에서 전문 지식을 필요로 하지 않는다. 우리는 본 방법을 검증하기 위해 다양한 아키텍처와 응용 분야에서 실험을 수행하였다. 본 모델은 정확도 손실 없이 최소 24.25%에서 최대 58.75%까지 더 빠르게 수행되었다.
https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e16777
Computer science
Supercomputer
Performance prediction
Scheduling (production processes)
Machine learning
Variable (mathematics)
Cache
Sampling (signal processing)
Variety (cybernetics)
Artificial intelligence
최신 정부 과제
11
과제 전체보기
1
2025년 3월-2032년 12월
|112,520,000
발생가능한 복합재난 신속 예측 및 연속적인 재난 예방을 위한 디지털 혁신요소기술 개발
대한민국 전역을 하나의 이기종 그래프로 표현하고 사람 중심 실시간 재난 인지 데이터를 언어모델로 학습해, 복합재난을 사전에 예측하고 자율 대응하는 AGI 개발
인공 일반 지능
이기종 그래프
거대 언어모델
멀티모달
재난관리
2
주관|
2021년 8월-2024년 2월
|95,515,000
필터 버블 완화를 위한 그래프 기반 데이터 큐레이션 모델 연구
GrC 기반 정보 네트워크 구성 연구 - 집단지성에 의한 소셜 데이터를 기반으로 문서 간 동질성과 이질성이 반영되는 특징 매트릭스 구성 연구를 수행 - 모호성을 고려하기 위해 세분화 컴퓨팅 패러다임을 활용한 특징 매트릭스 구성 연구를 수행 - 그래프 분석 과정에서 부하를 줄이기 위해 그래프 차원 감소(graph dimension reduction) 기법 연구를 수행 그래프 분석을 위한 문서 전처리 연구 - 다양한 매체에서 발생하는 정보를 추출 및 요약하기 위해 인공신경망(Artificial Neural Network) 기반 RNN(Recurrent Neural Networks) 및 LSTM(Long Short-Term Memory), BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers), GPT-3(Generative Pre-trained Transformer 3)를 이용한 연구를 진행함 - 대용량 그래프 처리를 위한 그래프 전처리 기술을 연구함 - 단어 임베딩(word embedding) 기법을 활용하여 ‘클릭 베이트’를 유도하는 특징을 추출하고 신뢰성이 떨어지는 컨텐츠의 특징을 추출함 대용량 그래프 데이터 분석 및 처리 연구 - 매체 간 관계, 정보의 특성을 반영하기 위해 어탠션 메커니즘(Attention Mechanism)을 활용한 그래프 구축 - 대용량 그래프를 생성하기 위한 소셜 데이터 전처리 기술 연구 - 사전 학습된 그래프를 활용하여 추가되는 노드와 속성에 대해서 fine tuning할 수 있는 기술 연구 - 그래프 분석 과정에서 batch, attention, layer의 3중 병렬화를 통해 대규모 그래프 데이터 효과적으로 처리하는 기술 연구 GNN 기반 그래프 분석 연구 - 다른 성질의 node와 edge를 포함한 방향성 그래프를 분석하기 위해 HetSANN(Heterogeneous Graph Structural Attention Neural Network)를 이용한 연구를 진행함 - 그래프의 구조적인 정보를 분석하기 위해 meta-path와 RandomWalk를 이용한 연구를 진행함 GCN기반 이기종 정보 그래프 분류 모델 - 출처에 따라 인접행렬의 가중치를 다르게 구성하여 출처, 문서 정보를 모두 반영하는 GCN 모델의 성능 향상 연구 - 어탠션 메커니즘을 사용하여 매체 간 관계를 저차원 인접행렬에 반영하는 기법 연구를 수행 - 동질성있는 문서를 분석하고 이를 그래프 단위로 분류하는 그래프 분류기술 연구를 수행 그래프 Link Prediction 기술 - 기존의 휴리스틱(heuristic)한 방법이 아닌 GNN 기반의 Link Prediction을 통해 node간의 edge에 대한 가정 없이 link prediction 기술 연구 - 그래프의 편향성을 완화하기 위해 어탠션 메커니즘을 통해 각기 다른 가중치를 부여하여 편향성 완화 기술 연구 그래프 기반 데이터 큐레이션 - 매체 간 관계, 정보의 특성을 반영하기 위해 어탠션 메커니즘(Attention Mechanism)을 활용 - 딥러닝을 기반으로한 큐레이션 연구 진행 - (GNN)이웃 노드(Data)의 요소(Attribute)간 상관관계를 가중치로 대상 정점마다 다른 연결성과 영향력을 데이터 편향을 방지하기 위한 ‘이질성’ 값으로 사용하기 위한 학습 연구를 수행 - (GCN)인접 노드의 요소 정보를 바탕으로 학습을 진행하고 인접 노드의 요소정보 평균을 취하여 반영하여 노드 간 동질성 관계를 파악하기 위한 연구를 수행 그래프 기반 애플리케이션 기술 연구 - 일부 라벨링(labeling)된 ‘클릭 베이트’의 특성을 통해 신뢰성이 떨어지는 문서, 매체를 식별하는 준 지도학습(semi-supervised learning)기술을 연구를 수행 - 큐레이션 정보의 신뢰성 평가 및 제공 기술 연구를 수행
그래프 분석
지식 큐레이션
필터버블
정보 네트워크
딥러닝
그래프 신경망
세분화 된 컴퓨팅
3
주관|
2021년 8월-2024년 2월
|95,515,000
필터 버블 완화를 위한 그래프 기반 데이터 큐레이션 모델 연구
- 집단지성에 의한 소셜 데이터를 기반으로 문서 간 동질성과 이질성이 반영되는 특징 매트릭스를 구성했습니다. - 모호성을 고려하기 위해 세분화 컴퓨팅 패러다임을 활용한 특징 매트릭스를 구성했습니다. - 그래프 분석 과정에서 부하를 줄이기 위해 그래프 차원 감소 기법을 연구했습니다. - 다양한 매체에서 발생하는 정보를 추출 및 요약하기 위해 인공신경망 기반 RNN, LSTM, BERT, GPT-3를 이용한 연구를 진행했습니다. - 대용량 그래프 처리를 위한 그래프 전처리 기술을 연구했습니다. - 단어 임베딩 기법을 활용하여 ‘클릭 베이트’를 유도하는 특징을 추출하고 신뢰성이 떨어지는 컨텐츠의 특징을 추출했습니다. - 매체 간 관계, 정보의 특성을 반영하기 위해 어탠션 메커니즘을 활용한 그래프를 구축했습니다. - 대용량 그래프를 생성하기 위한 소셜 데이터 전처리 기술을 연구했습니다. - 사전 학습된 그래프를 활용하여 추가되는 노드와 속성에 대해서 fine tuning할 수 있는 기술을 연구했습니다. - 다른 성질의 node와 edge를 포함한 방향성 그래프를 분석하기 위해 HetSANN을 이용한 연구를 진행했습니다. - 그래프의 구조적인 정보를 분석하기 위해 meta-path와 RandomWalk를 이용한 연구를 진행했습니다. - 출처에 따라 인접행렬의 가중치를 다르게 구성하여 출처, 문서 정보를 모두 반영하는 GCN 모델의 성능을 향상시켰습니다. - 어탠션 메커니즘을 사용하여 매체 간 관계를 저차원 인접행렬에 반영하는 기법을 연구했습니다. - 동질성있는 문서를 분석하고 이를 그래프 단위로 분류하는 그래프 분류기술을 연구했습니다. - 기존의 휴리스틱한 방법이 아닌 GNN 기반의 Link Prediction을 통해 node간의 edge에 대한 가정 없이 link prediction 기술을 연구했습니다. - 그래프의 편향성을 완화하기 위해 어탠션 메커니즘을 통해 각기 다른 가중치를 부여하여 편향성 완화 기술을 연구했습니다. - 매체 간 관계, 정보의 특성을 반영하기 위해 어탠션 메커니즘을 활용하여 개인에게 적합한 정보를 큐레이션하는 연구를 진행했습니다.
그래프 분석
지식 큐레이션
필터버블
정보 네트워크
딥러닝
그래프 신경망
세분화 된 컴퓨팅
최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2024행동 주파수 분석 기반 수어 번역 장치 및 그 방법1020240123638
등록2022재난 대응을 위한 도로 네트워크 관리 시스템 및 방법1020220029593
등록2020개인정보 보호를 위해 개선된 스마트 컨트랙트 기반의 지능형 중개를 위한 장치 및 방법1020200134466
전체 특허

행동 주파수 분석 기반 수어 번역 장치 및 그 방법

상태
공개
출원연도
2024
출원번호
1020240123638

재난 대응을 위한 도로 네트워크 관리 시스템 및 방법

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220029593

개인정보 보호를 위해 개선된 스마트 컨트랙트 기반의 지능형 중개를 위한 장치 및 방법

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200134466

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