#01. 시작하며,

Capstone Design Project

K-SW 퍼듀 프로그램에 참여함으로서 해야 할 일들이 몇 가지 있었는데 그 중 가장 메인이 되는 것이 바로 캡스톤 디자인 프로젝트였다.

처음 프로그램을 안내받을 때도 연구실에서 프로젝트를 진행할 것이라고 설명을 들었고, 비자를 받을때도, 입국심사를 할 때도, 퍼듀에 캡스톤 디자인 프로젝트를 하러 간다고 대답했었다.

출처 : 한경 경제용어사전

네이버에서 찾은 설명을 보니까, 한국 대학에 다닐 때 있던 종설프^[각주:1] 과목이랑 비슷한 맥락인 것 같다. 학부과정에서 배운 내용을 토대로 좀 더 기업과 연관된 프로젝트를 진행하는 것.

퍼듀 대학교는 미국 내에서 랭킹도 꽤나 높고, 컴퓨터 분야에서 강세를 보이는 우수한 공과대학이지만, 인디애나 주의 옥수수밭 한 가운데에 있다.

천조국의 화려한 미국 라이프! 같은 걸 기대하진 않았어도 생각한 것보다 훨씬 더 시골이라 마치 공부하러 유배온 것 같은 기분이 문득 들 때가 있다..

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Project List     Project List v1_20170821.docx

이 곳에 오기 전 미리 메일로 프로젝트 리스트를 안내받았었는데, 오기 전에 하나씩 꼼꼼히 읽어보고 조사를 해 보았다.

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1. IoT for Agriculture

역시 미국! 이란 생각이 드는 프로젝트. 농업에 IoT를 도입하는 프로젝트다.

환경 조건을 Monitoring 하기 위해 다양한 센서들을 배치하고, 그 센서들이 수집한 다량의 정보는 메인 시스템으로 전송해 저장 및 분석한다.

따라서, 센서를 메인 시스템으로 연결하기 위해 사용할 수 있는 다양한 무선 네트워크들을 분석·비교·구현 하는 프로젝트.

개념이 세워지고 나서 시간이 된다면, 실제로 농장에 가서 구현하는 것 까지 계획되어 있다.

관련 키워드 : 임베디드, 네트워크

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2. Wireless Network Infrastructure for Emergency Services and Remote Event Location Services

미국은 땅덩어리가 크다보니, 아직도 Wireless Network 가 제공되지 않는 곳이 많다. 특히, 동떨어진 시골 지역과 거친 지역은 커뮤니케이션과 위치 서비스가 가장 필요하지만, Wireless system 이 가장 부족한 지역이다. 산불과 같은 응급한 상황에, 기본적인 communication 을 제공하는 빠르게 설치할 수 있는 Data Network 에 대한 연구. 

관련 키워드 : 네트워크

※ 하려는 사람이 없어 프로젝트가 사라졌다.

이제 와서 생각해 보니 저번주에 그랜드캐년에 갔을 때만 해도, 전화도 인터넷도 되지 않는 걸 직접 체감할 수 있었다. 그 와중에 지금 LA에 난 산불은 여의도 260배나 되는 면적을 엄청난 속도로 태우고 있다고 하니, 이 연구의 필요성이 근래에 갑자기 확 실감되어서 조금 아쉽다.

3. Counter UAV Radar Development

UAV(Unmanned Aerial Vehicle, 무인항공기)를 탐지하고 비행 목적 추측을 위해 궤적을 추적할 수 있는, 작고, 저렴하고, 휴대가능한 radar system 을 개발하는 프로젝트. UAV 를 감지하는 레이더 시스템 뿐 아니라, 레이더에서 전송된 데이터를 표시하는 모니터링 시스템을 안드로이드로 구현하는 것 까지 Radar System 에 포함된다.

rabbitmq 라는 메세지를 보내는 소프트웨어를 사용해 데이터를 포착하고, 실시간으로 디바이스에 데이터(거리, 각도)를 띄우는 작업이 필요하다.

이 때 사용되는 데이터는 Signal-Processed 데이터로, Time-frequency한 성질을 가지는 refined form의 데이터이다. 

관련 키워드 : Android, Data Processing

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4. Automate the aiming of a mortar (UCI)

박격포 자동 조준 시스템. 

크게 관심이 없어서 + 이미 정리가 잘 되어있어서 따로 정리를 안했는데, 참여하려는 사람이 아무도 없어서 결국 사라진 프로젝트.

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5. Goal Oriented Robot and Sensor-based Teams

해야 할 일들이 여러가지가 있고, 그 일을 할 로봇들이 여럿 있을 때, 주어진 일들을 각 로봇들에게 어떻게 distribution & allocation 하는 것이 효율적일지를 연구하는 프로젝트. 큰 Goal 을 성취하기 위해 각 로봇들은 서로 communication 을 하며 큰 Goal 을 작은 sub-goal 로 나누어 각각 수행한다.

각 로봇은 독립적으로 작동하는 프로그램이고, 다른 로봇들과 소통하며 다음 행동을 생각해야 한다.

키워드 : Python이나 JAVA , Socket Programming, AI, Algorithms(Heuristic, DP)

처음 봤을 때 가장 끌렸던 프로젝트인데, 여러 키워드가 잘 맞았다.

우선, 지금 있는 연구실에서 하는 것과 키워드가 비슷했고^[각주:2], 아직 네트워크 수업을 안들은 상태라 다른 프로젝트의 네트워크 배경지식이 다소 부담스러웠는데 이 프로젝트는 내가 공부했던 Python 이나 JAVA, 소켓프로그래밍이 Preferred Skills로 언급되어 있었다.

또, 좀 더 깊게 공부해 보고 싶었지만 상황이 맞지 않아 항상 아쉬웠던 알고리즘 역시 Preferred Skills에 언급되어 있어 가장 관심이 갔다.

6. Tethered UAV System

얘도 크게 관심이 없어 따로 정리하지 않은 프로젝트. 신기한 건, 얘도 결국 사라졌다. 다들 관심 가는 프로젝트는 비슷비슷한가 보다.

간단히 요약하면, 값싼 비용의 실에 묶인(?) UAV를 띄워 경찰이나 소방관이 재난 현장을 모니터할 수 있도록 하는 프로젝트로, 실에 묶인 UAV는 unlimited time 동안 공중에 떠있을 수 있어야 한다는 연구.

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7. IoT Infrastructure for a SMART Building

우리가 지낼 KSQ 건물에 IoT 를 도입해 스마트 빌딩으로 탈바꿈시키는 프로젝트! 

IoT를 위한 어플을 개발해, 청소로봇이나, 온도와 습도 조절 등과 같은 환경제어가 가능하도록 하는 것이 목표로 되어있다. 더불어, Human-Building, Human-Robot, Human-Sensor 간의 interface 와 보안 문제도 결합되어 있다.

키워드 : 네트워크, 안드로이드 App, IoT

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8. HARMS

Human, Agents, Robots, Machines, Sensors 의 앞글자를 딴 프로젝트로, 사람과 장치를 연결하는 5계층의 모델을 개발하는 장기 프로젝트.

5계층에는, Networking, Communication, Interaction, Organization, and Collective behavior 가 있다. 

키워드 : JAVA, C, C++, 자연어처리, 마이크로컨트롤러, 센서, 로봇, 인공지능

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9. Autonomus, Mobile Acoustic Listening nodes for Counter UAV Detection and Analysis

위협이 될 수 있는 UAV를 감지하고 분류하기 위해, acoustic node 를 사용한다고 되어있는데, 설명도 짧고 잘 이해가 되지 않았다.

키워드 : UAV, JAVA, C, C++, 라즈베리파이, 아두이노, 머신러닝

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10. Big Data

프로젝트 설명은 굉장히 길었지만, 빅데이터에 대한 전반적인 배경지식을 긁어온 것 같아 가볍게 읽고 넘겼다.

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My Team 

미국에 오기 전부터 고민을 했었고, 오고 나서 교수님의 설명을 듣고 나서도 많이 고민을 했다.

우선 사람이 모이지 않아 없어진 주제가 몇 되었고, 내가 크게 관심가지 않던 주제를 제외하고 두 세개의 주제 중에서 갈등을 했는데, 

결과적으로 난 5번 Goal Oriented Robot and Sensor-based Team 에 들어오게 되었다.

프로젝트 선택에 있어 고려했던 사항들이 몇 가지 있었는데, 

  첫째. 흐지부지 제대로 진행되지 않는 프로젝트보다는 바쁘더라도 무언가 제대로 진행되어 결과물이 있는 것이 좋다.

  둘째. 설명이 명확하지 않거나 정확히 이해가 가지 않는 프로젝트는 방향이 제대로 잡혀있지 않을 거란 생각이 들었다.

  셋째. 함께 일할 대학원생이나 회사가 배정되어 있는 프로젝트에서 더 배울점이 많을 것 같았다.

  넷째. 실제 장비(센서, 로봇 등)를 가지고 하는 프로젝트는 변수가 많을 것 같았다. (장비 주문과 배송 문제, 오작동 문제 등)

Goal Oriented Robot 프로젝트는 우선 처음부터 가장 관심이 가던 주제였고, 키워드가 관심분야와 많이 겹쳤으며, Argonne National Laboratory 과 진행하기 때문에 시골을 벗어나 시카고에 갈 기회가 더 자주 올 것 같았다. 

본격적인 프로젝트 이야기는 뒷 글에서 다룰 예정.

1. 창의적 종합 설계 프로젝트 [본문으로]
2. 전혀 같은 연구를 하는 것 같지는 않지만 어쨌든 [본문으로]