김대연 연구실은 광전자 기술을 기반으로 한 차세대 이미지 센서 및 광전자 소자 개발에 집중하고 있습니다. 본 연구실은 유기 광전지(OPV)와 광검출기(OPD)를 결합한 자가 구동형 센서 디바이스를 개발하여, 실내 환경에서의 에너지 하베스팅과 고성능 감지 기능을 동시에 구현하는 데 성공하였습니다. 이러한 연구는 복잡하고 비용이 많이 드는 기존의 제조 공정을 개선하고, 다양한 실내 응용 분야에 적용할 수 있는 실용적인 솔루션을 제시합니다. 특히, 2차원 반데르발스 이종접합 구조를 활용한 선형 편광 감지 및 디지털 홀로그래피 이미징 기술은 미래 광전자 응용 분야에서 큰 주목을 받고 있습니다. 연구실은 WSe2/ReSe2, MoTe2/MoS2 등 다양한 2D 소재를 활용하여, 넓은 스펙트럼 범위와 높은 선형성, 빠른 응답 속도를 갖는 광검출기를 개발하고 있습니다. 이러한 소자는 3차원 이미징, 양자 광학, 암호화 등 첨단 분야에 적용될 수 있습니다. 연구실의 광전자 소자 연구는 실내 사물인터넷(IoT) 환경, 스마트 센서 네트워크, 차세대 디스플레이 및 이미징 시스템 등 다양한 산업 분야로의 확장 가능성을 보여주고 있습니다. 이를 통해 실용적이고 혁신적인 광전자 기술의 상용화를 목표로 하고 있으며, 실제 상업적 환경에서의 적용을 위한 프로토타입 개발에도 성공하고 있습니다.

김대연 연구실은 혼합현실(MR)과 증강현실(AR) 환경에서의 사용자 경험 향상을 위한 휴먼팩터 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 최근 비대면 소통의 증가와 함께 AR 기술에 대한 관심이 높아지면서, 연구실은 AR 자막 및 텍스트 콘텐츠의 위치, 크기, 밝기 등이 사용자의 시각적 편안함과 가시성에 미치는 영향을 체계적으로 분석하고 있습니다. 다양한 실험과 통계적 분석을 통해, 사용자에게 최적화된 콘텐츠 표시 방법을 제안하고 있습니다. 특히, 무대 조명과 AR 자막 밝기 변화에 따른 사이버 멀미 현상, 텍스트 위치와 크기에 따른 시각적 피로도 및 몰입감, 다화면 3D 디스플레이에서의 현실감 평가 등 다양한 응용 환경에서의 실험적 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 연구는 실제 공연장, 교육, 엔터테인먼트 등 다양한 분야에서 AR/MR 기술의 실용적 적용을 위한 과학적 근거를 제공합니다. 연구실은 또한, AR/MR 환경에서의 자막 동기화, 관람 위치에 따른 자막 위치 조정, 인공지능 기반 홀로그래피 복원 등 관련 특허를 다수 보유하고 있습니다. 이를 통해 인간 중심의 인터페이스 설계와 사용자 경험 최적화에 기여하고 있으며, 미래 디지털 콘텐츠 환경에서의 새로운 표준을 제시하고 있습니다.