반효경 교수팀, 실시간 시스템의 돌발적 상황 대처가 가능한 AI 기반 스케줄링 기술 개발
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- 등록일2021.06.18
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세계적 학술지 <IEEE Transactions on Industrial Informatics> 게재
컴퓨터공학전공 17학번 류수현, 조예원 씨 공동 제1저자로 참여
컴퓨터공학과 반효경 교수팀이 실시간 시스템에 돌발적인 사용자 입력이 발생할 경우 이에 즉각 대처할 수 있는 스케줄링 기술을 개발했다. 본 기술 적용을 통해 미리 정의된 방식으로만 동작하던 기존 실시간 시스템의 한계를 극복하고 갑작스런 환경 변화에 즉각 대처하면서도 평균 66.8%의 전력 절감이 가능할 것으로 기대된다. 해당 기술은 4년 연속 Industrial Engineering 분야 JCR(Journal Citation Report) 1위 학술지이며 피인용지수(Impact Factor)가 9.112인 <IEEE Transactions on Industrial Informatics> 온라인 판에 지난 3월 게재됐다.
연구책임자 반효경 교수와 컴퓨터공학전공 류수현, 조예원 씨(공동 제1저자)
실시간 시스템은 각 작업들이 반드시 정해진 시간 내에 처리되어야 하는 미션 크리티컬 시스템으로 우리가 흔히 사용하는 범용 컴퓨터와 달리 하드웨어 자원의 플래닝을 미리 결정해서 한치의 오차도 발생시키지 않아야 하는 시스템을 말한다. 최근 주목받고 있는 사물인터넷(IoT), 스마트팩토리, 사이버물리시스템(CPS: cyber physical system) 등이 대부분 이러한 범주의 시스템에 속한다.
최근에는 이 실시간 시스템이 사용자의 입력을 수용해 동작하도록 하는 요구사항이 늘어나는 추세이다. 예를 들어, 스마트팩토리를 위한 실시간 시스템이 불규칙적인 사용자 입력을 수용해서 처리할 수 있을 경우 생산라인의 유연성 및 효율성이 증가하며, 자율주행 역시 미리 정해진 실시간성 작업 외에 돌발적인 사용자 입력을 처리해야 하는 것과 같은 요구가 증가하고 있다. 하지만, 작업들을 미리 정의된 방식으로 처리하는 실시간 시스템과 불규칙적인 사용자 입력을 처리할 수 있게 설계된 범용 컴퓨터 시스템은 하드웨어 자원의 관리 방식이 매우 달라 이를 단일 시스템으로 구성하는 것은 매우 도전적인 연구 분야이다.
이번 반 교수팀의 연구는 이러한 문제를 해결해 실시간성 작업(real-time task)과 대화형 작업(interactive task)을 동시에 지원하는 시스템 관리 기술을 개발하여 실시간성 작업의 데드라인 보장과 대화형 작업의 응답 시간 보장, 그리고 시스템의 전력 소모 절감 등 다양한 요구조건을 동시에 만족하는 방법을 AI 기술의 일종인 유전 알고리즘(GA: genetic algorithm)으로 풀었다.
AI기반 스케줄링 기술 개념도
연구책임자인 반효경 교수는 "4차산업혁명 시대에 각종 산업 현장에서 실시간 시스템의 기능을 유연하게 확장할 수 있어 활용 가능성이 매우 높은 SW 원천 기술”이라며 기대를 나타냈다. 본 연구를 담은 논문 「Integrated Scheduling of Real-time and Interactive Tasks for Configurable Industrial Systems」에 공동 제1저자로 참여한 컴퓨터공학전공 17학번 류수현, 조예원 씨는 “학부생 신분으로 우수한 성과를 얻게 되어 실감이 나지 않지만 매우 기쁘다”는 소감을 전했다. 21년 2월 졸업한 류수현 씨는 풀브라이트 장학생으로 선정되어 박사과정으로 유학을 떠날 계획이며, 조예원 씨는 졸업 후 한국 대표 IT 기업인 카카오에 취업했다.
본교는 ‘우수 여성공학인의 양성을 통한 과학기술의 발전’이라는 시대적 소명 아래 1996년 세계 최초로 여성공과대학을 설립하고, 여성 과학기술 전문 인력을 배출해왔다. 컴퓨터공학전공은 1981년 전자계산학과로 출발해 현재까지 약 2500명의 졸업생을 배출하며 여성 S/W 리더를 양성해왔다. 미래산업의 중추적인 역할을 담당하는 정보통신기술(ICT)과 그 운영에 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 연구하는 컴퓨터공학전공은 고급 S/W 엔지니어에 대한 산업체의 수요 변화에 부응하기 위해 최신의 교육환경을 갖추고 우수한 교수진을 중심으로 첨단 교육 및 연구를 수행하고 있다. 최근 컴퓨터공학전공 학부생들이 세계적 명성의 SCI급 국제학술지에 논문을 발표하는 사례가 늘면서 첨단 학문 분야의 교육 연구를 선도해가고 있는 본교 컴퓨터공학전공이 주목받고 있다.