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사이버-물리 융합 연구실은 최근 큰 관심을 받고 있는 4차 산업혁명의 핵심기술인 사이버-물리 시스템(Cyber-Physical Systems, CPS) 연구를 주로 수행하고 있습니다. 사이버-물리 시스템이란 소프트웨어를 의미하는 사이버시스템이 통신망을 통해 물리세계의 다양한 시스템을 원하는 방식으로 제어하는 통합 시스템을 의미합니다. 사이버-물리 시스템은 새로운 시스템을 칭한다기보다는 소프트웨어, 물리시스템, 통신망 3요소를 갖추고 있는 인공시스템(Engineering System)을 바라보는 새로운 패러다임으로, 기존 임베디드 시스템의 발전된 형태라고 할 수 있습니다.

사이버-물리 시스템은 사물인터넷(Internet of Things, IoT)과 유사한 개념으로 생각할 수 있지만, 가장 큰 차이로 사물인터넷이 주로 사물의 연결성에 주목하는 반면, 사이버-물리 시스템은 물리시스템의 실시간 제어에 더 초점을 맞추고 있습니다. 사이버-물리 시스템에서는 통신망의 통신기능과 사이버 시스템의 연산기능이 주어진 데드라인 내에 이루어지는 것이 보장되어야 합니다. 즉, 시스템의 실시간성(real-time) 만족이 필수적입니다. 결국, 사이버-물리 시스템은 실시간 사물인터넷(real-time IoT)이라고도 부를 수 있습니다.

최근의 대부분 인공시스템은 소프트웨어, 물리시스템, 통신망 3요소를 갖추고 있기 때문에 많은 인공시스템이 사이버-물리 시스템의 관점에서 접근할 수 있습니다. 중요한 것은 전통적인 접근방식과 비교하여 보다 더 통합적(holistic)인 시각을 제공함으로써 기존의 성능 및 기능을 뛰어넘는 설계 및 분석기법을 개발하는 것입니다. 이와 더불어 이러한 기법들을 다양한 응용분야에 적용하여 실제성능을 검증하는 것이 중요합니다. 이와 같은 목표로 본 연구실에서는 다음과 같은 연구를 수행하고 있습니다.

Major research interests

Design of cyber-physical systems (CPS)

사이버 물리 시스템의 불확실한 상황에서 네트워크의 모델링, 분석 및 제어 연구를 진행하고 있다. 주로, 사이버 물리 시스템의 신뢰성과 강인성을 향상 시키는 연구를 수행하고있다.
- Software Defined Networking (SDN) for resilient CPS
소프트웨어 정의 네트워크 (Software-Defined Networking, SDN)는 관리가 용이하며, 비용 효율적이고 적응력이 뛰어난 새로운 아키텍처입니다. SDN은 네트워크 제어부와 데이터 전송부를 분리하여 네트워크 제어를 직접 프로그래밍 할 수 있고, 응용프로그램 및 네트워크 서비스에 대한 부분을 추상화합니다.
SDN구조에서, Application, Control Layer는 소프트웨어 적으로 관리하고, Infrastructure Layer는 실제 네트워크 장비로 구성되며, Openflow 프로토콜을 통해서 네트워크 제어계층과 데이터계층의 통신이 이루어집니다.
SDN을 이용하여 저희 연구실은 다양한 응용분야(열차, IoT)에서 네트워크의 성능을 보장하고 네트워크 공격에 대해 유연한 대처를 하는 네트워크를 연구합니다. ONOS와 Opendaylight와 같은 오픈소스 기반 SDN컨트롤러와 함께 MIninet을 이용한 가상네트워크를 설계하거나, OpenFlow프로토콜을 지원하는 오픈소스 멀티레이어 가상스위치인 OpenV Switch를 라즈베리파이에 설치하여 실제 테스트베드를 구현하여 네트워크 성능향상을 위한 알고리즘을 개발하고 성능을 측정합니다. 또한 실제 SDN을 이용하여 통신기반 열차 제어(Communication-Based train Control, CBTC)를 위한 네트워크 환경을 구성해서 공격에 유연하게 대처하기 위한 연구를 진행하고 있습니다.
- Control of physical system through wireless sensor network
기존의 무선 센서 네트워크는 환경의 상태를 모니터링하기 위해 정보를 수집하는 용도로만 사용되어 왔지만, 현재는 무선 센서 네트워크를 통해 물리 시스템을 제어하는 연구가 진행 중입니다.
무선 센서를 통해 물리 시스템을 제어하기 위해서, 데이터의 실시간성 보장을 위한 네트워크의 실시간 스케쥴링, 제어 성능 향상을 위한 네트워크의 최적화 등과 같은 많은 이슈들이 있습니다.
본 연구실에는 5층 전체에 라디오 통신이 가능한 모트를 설치해 위와 같은 연구를 진행하고 있고 물리시스템과 무선 센서 액츄에이터 네트워크를 연결하여 제어 성능 테스트를 진행하고 있습니다.
- Neutralization of UAVs through wireless communication protocol analysis
무인기의 통신프로토콜의 취약점을 분석하고 분석된 취약점을 통해 무인기 무력화 연구를 수행하고있다.

Optimization of smart factory

스마트 팩토리의 생산성 극대화를 위한 파라미터 모델링 및 분석 연구를 수행하고있다.

Design and analysis of self-adjusting protocols for wireless environments

무선 환경에서 다양한 응용 분야에 안정적이고 효율적이며 적응 가능한 프로토콜을 설계한다. 특히, 주로 불확실한 상황에서 신뢰성에 초점을 맞추고 있습니다. 즉, 우리는 무선환경의 불확실한 상황에서 강인한 성능을 제공하는 것을 목표로하고 있습니다.
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Page last modified on April 26, 2018, at 08:34 PM EST