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에너지·AI·미래산업에 집중하다

UNIST는 에너지 전환, AI, 미래산업이라는
대한민국의 핵심 과제에 연구 역량을 집중합니다.

  • 에너지 전환
  • 이차전지 · 수소 · 탄소중립
  • Ai 기반 산업 혁신
  • 반도체 · 소재 · 양자
EDUCATION INNOVATION

교육혁신프로그램

EDUCATION
INNOVATION

이론을 배우는 것을 넘어 직접
연구하며 성장하다

UNIST의 학부생부터 대학원생까지 연구의
보조가 아닌 주체로 성장하는 경험을 제공합니다.

  • 학부생 연구참여
  • 국제학회·논문참여
  • 소수정예 밀착 연구지도
industry collaboration

산학협력

industry
collaboration

연구에서 산업까지, 현장과 가장
가까운 UNIST

대한민국 최대 산업도시 울산에 위치한
UNIST는 연구 성과가 기업과 산업 현장으로
가장 빠르게 연결되는 구조를 갖추고 있습니다.

  • 기술사업화·창업지원
  • 울산 산업단지
  • 대기업 · 공기업과의 공동연구
Research support

연구지원

Research
support

젊은 UNIST, 연구에 최적화된
유연한 캠퍼스

UNIST는 가장 늦게 출범한 과기원으로,
관행에 얽매이지 않는 유연한 연구·교육 시스템을
갖추고 있습니다.

  • 빠른 신흥 분야 대흥
  • 단일 캠퍼스 기반
  • 생활.연구 일체형 구조
  • 개방형 연구 공간

Research Impact

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구부리면 숨겨진 그림 나타나는 투명 보안 필름 개발

평소에는 투명했다가 구부리면 숨겨진 이미지가 드러나는 보안 필름이 새롭게 개발됐다. 보는 각도를 1도만 바꿔도 색이 또렷하게 변해 같은 각도 범위 안에 더 많은 보안정보를 담을 수 있고, 정품 여부도 더 쉽게 확인할 수 있게 됐다. UNIST 기계공학과 김태성 교수팀은 기하학적으로 설계한 주름 구조를 활용해 평소에는 보이지 않던 이미지가 구부렸을 때 보는 각도에 따라 다채로운 구조색으로 나타나는 ‘광학 보안 필름’을 개발했다고 8일 밝혔다. 구조색은 염료가 아닌 표면의 미세구조가 빛을 반사하거나 회절시켜 나타나는 색이다. 연구팀이 개발한 필름은 표면의 주름이 미세구조 역할을 한다. 주름은 필름을 구부린 상태에서만 생기기 때문에 평소에는 보이지 않던 이미지가 구부렸을 때 색을 띠며 나타나는 보안 표식으로 쓸 수 있다. 이 필름은 표면에 생기는 주름의 간격은 일정하게 유지하면서도 주름의 진행 방향은 다양하게 만든 덕분에 보는 각도를 살짝 틀어도 색 변화가 또렷하다. 연구팀은 주름의 진행 방향을 바꾸기 위해 표면의 주름층 일부를 원형으로 비워내는 기술을 고안했다. 원형 공간에서 먼 곳에는 직선 주름이 생기지만, 원형 공간 주변에서는 주름이 부채살이 펼쳐지듯 여러 방향으로 퍼지며 휘어진다. 직선 주름과 방향이 서로 다른 곡선 주름이 함께 만들어지면서 빛을 여러 방향으로 회절시켜, 필름을 조금만 돌려도 색이 바뀌게 된다. 실험에서 보라색부터 빨간색까지 가시광선 영역의 색을 모두 나타내는 데 필요한 각도 변화는 약 7도에 불과했다. 기존 직선형 주름 필름은 색을 또렷하게 바꾸려면 약 5도, 가시광선 영역의 색을 모두 나타내려면 약 30도 정도 각도를 바꿔야 했다. 연구팀은 이 기술로 구부렸을 때만 앵무새 그림이 보이는 보안 필름을 만들었다.새로운 기술을 적용한 필름은 특정 방향에서만 앵무새 그림이 나타나던 기존 필름과 달리, 0도부터 90도까지 돌리는 동안에도 이미지와 구조색이 계속 관찰됐다. 같은 보안 이미지가 보이는 필름이라도 주름이 갈라지거나 끝나는 위치는 미세하게 달라지는데, 이를 제품마다 고유한 광학 지문으로도 활용할 수 있다. 내구성도 뛰어나 필름을 500차례 반복해서 구부린 뒤에도 같은 방향의 주름과 구조색 반응이 안정적으로 되살아났다. 한편, 개발된 필름은 부드럽고 투명한 실리콘 소재인 폴리다이메틸실록세인(PDMS) 위에 키토산 막을 얇게 입혀 만들었다. 그 위에 원형 포토마스크를 올린 뒤 자외선을 쬐면, 가려지지 않은 부분은 단단하게 굳고 포토마스크가 입혀진 부분은 굳지 않아 물로 씻겨 나간다. 부드러운 PDMS 위에 단단하게 굳은 키토산 막이 얹힌 필름을 구부리면 두 소재의 강성 차이로 인해 키토산 막이 압축되면서 표면에 미세 주름이 잡힌다. 김태성 교수는 “주름이 여러 방향에서 잡히도록 설계해 작은 각도 변화에도 색이 빠르게 달라지도록 했다”며 “화폐와 신분증, 고가 제품과 의약품 포장 등의 위조방지 표식뿐 아니라 작은 움직임을 색으로 감지하는 광학 센서와 유연 디스플레이에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구는 UNIST 칼리안난 티야가라잔(Kaliannan Thiyagarajan) 박사와 지성준 연구원이 제1저자로 참여했으며, 기능성 소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)’에 6월 25일 출판됐다. 연구 수행은 과학기술정보통신부 한국연구재단과 울산과학기술원의 지원을 받아 이뤄졌다.

2026.07.21

  • 감응형디스플레이
  • 구조색
  • 기계공학과
  • 나노구조
  • 나노구조설계
  • 나노주름
  • 보안필름
  • 주름

양자컴퓨팅으로 ‘강인한 AI’ 학습 부담 최대 80% 줄였다

양자 컴퓨팅을 활용해 돌발 환경에서도 잘 작동하는 강인한 인공지능(AI)을 기존보다 훨씬 효율적으로 학습시키는 기법이 개발됐다. 양자의 강력한 연산 능력을 통해 계산 비용은 기존의 최대 5분의 1 수준으로 줄이는 데 성공하면서 환경 변화적응력이 뛰어난 ‘강인한 AI’ 상용화에 대한 기대감이 높아지고 있다. UNIST 인공지능대학원 윤성환 교수팀과 고려대학교 전기전자공학부 김중헌 교수팀은 양자 알고리즘을 이용한 ‘강인한 강화학습’의 계산 비용을 획기적으로 줄인 학습 기법인 ‘QRIM(Quantum Robust Inner Minimization)’을 개발했다고 6일 밝혔다. 이번 연구는 세계 3대 인공지능 학회인 국제머신러닝학회(International Conference on Machine Learning, ICML) 2026에 채택됐다. 올해 ICML에 채택된 양자 인공지능 논문 중, 국내 연구기관이 주도한 논문은 이 연구가 유일하다. 강화학습은 AI가 시행착오를 거치며 스스로 행동 전략을 찾아간다는 점에서 인간에 가까운 학습 방식이지만, 실제 환경이 학습한 상황과 조금만 달라져도 성능이 급격히 떨어진다. 예를 들어 맑은 날의 도로만 학습한 자율주행차는 비나 눈이 내려 노면이 미끄러워지면 제대로 대응하지 못할 수 있다. 이를 보완하기 위해 등장한 것이 ‘강인한 강화학습’이다. 학습 과정에서 발생할 수 있는 최악의 상황을 미리 찾아내고, 이에 대비하도록 AI를 훈련하는 것이다. 문제는 이 ‘최악의 상황’을 찾는 과정이 매우 비효율적이라는 점이다. 가능한 모든 경우의 수를 하나씩 확인해야 해서, 환경 변화의 가능성이 많아질수록 계산 비용이 폭증한다. 이런 계산 부담은 강인한 강화학습을 실제 현장에 적용하는 데 큰 걸림돌로 지적돼 왔다. 연구팀은 이 문제를 양자 컴퓨팅의 ‘중첩(superposition)’ 원리로 풀어냈다. 양자 컴퓨팅 기술은 여러 경우의 수를 동시에 표현할 수 있는데, 연구팀이 개발한 QRIM은 이 특성을 활용해 최악의 시나리오를 빠르게 찾아낸다. 예를 들어 만 개의 시나리오를 검토할 때, 기존에는 만 번의 계산이 필요했지만 QRIM은 백 번의 확인만으로 같은 결과를 얻을 수 있다. 실제 실험에서 QRIM은 기존 방식 대비 약 20~30% 수준의 계산량만으로 더 강인한 성능을 보였다. 또 QRIM을 실제 IBM의 양자컴퓨터에서 돌려 검증하는 실험에서도 정상적으로 작동했으며, 양자 하드웨어 잡음(noise)이 있는 환경에서도 강인성을 유지하는 것으로 나타났다. 제1저자인 이현규 연구원은 "강인한 강화학습의 가장 큰 병목인 '최악의 상황 탐색' 과정을 양자 알고리즘으로 가속할 수 있는 구조로 새롭게 설계한 기술"이라며, "기존 강화학습 알고리즘은 그대로 두고 이 탐색 부분만 양자 모듈로 교체할 수 있어, 다양한 강화학습 분야에 폭넓게 적용할 수 있다"고 설명했다. 윤성환 교수는 "이번 연구는 양자 컴퓨팅이 기존 인공지능의 한계를 어떻게 보완할 수 있는지를 구체적으로 보여준 사례"라며, "환경 변화에 대한 적응이 필수적인 로보틱스, 자율주행 등 분야에 활용될 수 있을 것"이라고 기대했다. 한편, ICML(International Conference on Machine Learning)은 ICLR, NeurIPS와 더불어 세계 3대 AI 학회로 꼽힌다. ICML 2026은 7월 6일부터 11일까지 서울 코엑스에서 개최되며, 전 세계에서 23,918편의 논문이 제출되어 6,352편이 채택됐다. 이번 연구는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단(NRF)의 ‘중견연구사업’및 정보통신기획평가원(IITP)의 ‘인공지능대학원지원사업’, ‘AI 스타펠로우십사업’, ‘지역지능화혁신인재양성사업’, ‘SW Star Lab’ 사업의 지원을 받아 수행됐다.

2026.07.21

  • Robust AI
  • 강건성
  • 강인한AI
  • 강화학습
  • 알고리즘
  • 양자컴퓨팅
  • 인공지능대학원
  • 중첩

유기 반도체 미세 회로 정밀도·안정성 높인 ‘분자 접착제’ 개발

유기 반도체 ‘잉크’로 그려낸 회로를 더 미세하고 반듯하게 만들 수 있는 물질이 개발됐다. 가볍고 휘어지는 디스플레이와 웨어러블 전자기기에 들어가는 유기 반도체 회로를 보다 정밀하게 패터닝하는 데 도움이 될 기술이다. UNIST 화학과 김봉수 교수팀은 연세대학교 조정호 교수팀과 공동으로 유기 반도체 고분자와 잘 섞이면서 고분자 사슬을 효율적으로 연결해주는 새로운 광가교제인 ‘Diazo-6Bx’를 개발했다고 2일 밝혔다. 광가교제는 유기 반도체 용액공정에 쓰이는 물질이다. 광가교제가 들어간 반도체 잉크를 기판에 바른 뒤 회로 모양대로 자외선을 쬐면, 빛을 받은 부분의 잉크가 단단하게 굳어 고정되는데, 이를 용매로 씻어내면 나머지가 씻겨 나가면서 자외선을 쬔 부분만 회로 형태로 남게 된다. 개발된 광가교제는 탄화수소 계열 유기 반도체와도 잘 섞이고, 고분자 사슬을 촘촘하고 균일하게 연결할 수 있다. 덕분에 세척할 때 회로 가장자리가 덜 깎여 나가고, 빛을 받은 영역과 받지 않은 영역의 경계도 또렷해진다. 기존 광가교제인 6Bx는 플루오린이 많이 붙은 형태의 광가교제라 탄화수소 기반 유기 반도체와 잘 섞이지 않았다. 이 때문에 가교제가 뭉치거나 고르지 않게 퍼져 회로 가장자리가 깎여 나가기 쉬웠다. 또 소자 성능을 떨어뜨리는 ‘전하 트랩’도 잘 생겼다. 전하 트랩은 회로 내부 물질에 생긴 결함 등으로 인해 반도체 내 전하 흐름이 방해받는 현상이다. 연구팀은 기존 6Bx의 테트라플루오로페닐 아지드기를 플루오린이 없는 페닐 다이아조 에스터기로 바꿔서 새로운 광가교제를 개발했다. 다이아조기는 자외선을 받으면 반응성이 높은 카벤으로 바뀌어 고분자의 탄소-수소 결합 사이로 들어가 사슬들을 3차원 그물망 형태로 연결해 준다. 실제 개발된 광가교제를 넣어 직선을 패터닝한 결과, 설계한 선폭에서 벗어나는 정도인 선폭 편차가 기존 10.3마이크로미터(㎛)에서 2.5㎛로 약 4분의 1 수준으로 줄었다. 가장자리 각도도 67.9도에서 수직에 가까운 87도로 높아졌다. 전하 트랩으로 인한 소자 성능 저하도 줄어들어, 트랜지스터에 4,000초 동안 일정한 전압을 가한 뒤에도 기존 광가교제를 쓴 트랜지스터보다 전류 감소와 문턱전압 변화가 작았다. 또 연구팀은 이 물질로 p형 및 n형 고분자 반도체를 패턴화했으며, 이를 바탕으로 기판 위에 84개의 트랜지스터 소자로 구성된 유기 박막 트랜지스터(OTFT) 어레이 및 상보형 논리 회로(NOT, NAND, NOR 게이트)를 만드는 데까지 성공했다. 김봉수 교수는 “이번 광가교제는 유기 반도체 회로를 더 미세하고 균일하게 만들면서도 소자의 작동 안정성을 높일 수 있는 물질”이라며 “같은 용매로 p형과 n형 반도체를 연속해서 패터닝할 수 있어 용매 선택과 공정 설계의 부담을 줄이고, 대면적 유연 디스플레이와 웨어러블 전자기기의 생산 공정을 단순화하는 데 도움이 될 것”이라고 기대했다. 이번 연구는 ‘삼성미래기술육성사업’과 과학기술정보통신부 및 한국연구재단(NRF)의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 세계적인 나노분야 학술지인 ‘에이씨에스 나노(ACS Nano)’에 지난달 23일 출판됐다.

2026.07.17

  • 6Bx
  • 광가교제
  • 유기반도체
  • 전하트랩
  • 직접패터닝
  • 화학과

AI가 뭘 배웠는지 척 보면 딱 안다

AI 모델에 대한 설명서인 메타데이터 없이도 모델 내부의 학습 흔적만을 분석해 무엇을 학습한 모델인지를 가려내는 기술이 새롭게 개발됐다. 홍수처럼 쏟아져 나오는 수백만 개의 공개 AI 모델 가운데 원하는 분야의 데이터를 학습한 모델을 정확하고 빠르게 찾아낼 수 있게 됐다. 인공지능대학원 유재준 교수팀은 AI 모델의 가중치를 네 가지 관점에서 분석해 해당 모델이 어떤 종류의 데이터를 학습했는지 식별하는 기술인 ‘MVProbe(Multi-view Probe)’를 개발했다. 최근에는 AI모델을 처음부터 새로 학습시키기보다 이미 공개된 모델 가운데 필요한 것을 찾아 재사용하는 경우가 늘고 있다. 이처럼 AI 모델을 부품처럼 찾아 다시 쓰거나 서로 다른 능력을 조합하려면, 설명서인 메타데이터가 없는 모델도 어떤 자료를 학습했는지 알아낼 수 있어야 한다. 모델을 일일이 실행하지 않고 내부에 남은 학습 흔적인 가중치를 분석 이를 알아내는 ‘가중치 공간 학습’ 기술이 주목받는 이유다. 연구팀의 기술은 한 레이어의 가중치 행렬만으로도 모델의 학습 데이터 범주를 정확히 판별할 수 있다. AI는 입력된 정보를 여러 단계의 층, 즉 레이어를 거쳐 처리하는 데, 각 레이어에는 학습하면서 조정된 수많은 숫자가 표 형태의 가중치 행렬로 저장된다. 개발된 기술은 가중치의 개별 값 뿐만 아니라 숫자들이 서로 맺고 있는 관계까지 함께 읽기 때문에, 기존 방식에서는 비슷하게 보이던 서로 다른 모델도 구분할 수 있다. 또 어떤 레이어를 골라 분석하느냐에 따라 성능이 바뀌던 기존 기술과 달리, 여러 레이어에서 안정적인 판별 성능을 보였다. 연구팀은 기존 기술이 가중치 행렬을 한 방향에서만 분석해 서로 다른 모델을 구분하지 못할 수 있다는 근본적인 한계를 수학적으로 증명해 이 같은 분석법을 개발했다. 또 가중치 행렬을 네 가지 관점에서 분석할 때, 각 분석 결과의 크기 차이까지 보정하도록 설계해 모든 정보가 반영되도록 했다. 개발된 모델을 대형 모델들로 구성된 벤치마크에서 검증한 결과, 기존 최고 성능 방법 대비 최대 5.96%p 높은 정확도를 달성하며 모든 실험 대상에서 최고 성능을 기록했다. 특히 레이어 선택에 민감하게 반응하던 기존 방법과 달리, MVProbe는 전 구간에 걸쳐 안정적으로 높은 성능을 유지했다. 이번 연구는 UNIST 인공지능대학원 허은우, 서경국 연구원이 제1저자로 참여했으며, , 머신러닝 분야 최고 권위 학회인 ICML 2026에 채택됐다. 유재준 교수는 “공개된 모델을 제대로 골라 재사용하면 모델을 처음부터 다시 학습시키는 데 드는 비용과 에너지도 줄일 수 있으며, 어떤 모델에서 파생됐는지 추적하거나 저작권과 보안 문제를 점검하는 데도 활용할 수 있다”며 “이번 기술은 모델을 직접 실행하지 않고도 내부에 남은 학습 흔적을 읽어 대규모 모델 저장소를 검색하고 관리하는 데 활용할 수 있다”고 설명했다. 연구 수행은 과학기술정보통신부 정보통신기획평가원, 한국연구재단의 지원을 받아 이뤄졌다.

2026.07.16

  • ICML
  • 가중치공간학습
  • 리니어프로브
  • 메타데이터
  • 인공지능대학원
  • 프로브

"부정맥부터 가스 위험 감지까지"… 패치 안에서 바로 판단하는 온칩 AI 기술 개발

심전도, 혈압과 같은 생체 신호와 대기 가스 정보를 동시에 분석해 질병이나 위험 상황을 알 수 있는 부착형 패치가 개발됐다. 대기오염에 민감한 기저질환자, 노약자의 맞춤형 건강관리나, 밀폐 공간 작업자 모니터링에 쓸 수 있는 기술이다. UNIST 전기전자공학과 김재준 교수팀과 기계공학과 정훈의 교수팀은 심전도, 혈압과 같은 생체 정보와 함께 주변 유해 가스를 동시에 감지해 심혈관 질병이나 이상 상태를 즉시 판별할 수 있는 가슴 부착형 패치를 개발했다고 30일 밝혔다. 이 패치는 아날로그 연산 기반 온칩 인공지능 회로를 이용해 센서가 측정한 측정 데이터를 외부로 보내지 않고 패치 내부에서 바로 분석해 낸다. 판단 결과를 블루투스를 통해 외부로 전송할 수 있어, 관리자가 여러 명을 동시에 원격으로 모니터링할 수 있다. 무거운 원시 데이터(Raw data) 대신 칩이 자체 판단한 가벼운 결괏값만 전송하므로 통신 끊김과 지연은 최소화하고, 통신 자체에 드는 전력 소모를 줄였다. 또 광학 센서를 선택적으로 작동시키는 저전력 회로 설계 기술이 적용돼 한 번 충전으로 장시간 착용할 수 있다. 광학 센서는 혈류 정보를 얻는 역할을 하는데, 기기에서 전력 소모가 가장 많다. 연구진은 심전도 신호 주기에 맞춰 센서를 켜고 끄는 저전력 기술(RPT-PW)을 적용한 결과, 기존 대비 해당 센서부의 전력 소모가 약 83%나 줄었다. 개발된 패치는 고혈압이나 부정맥을 90% 이상의 정확도로 진단했으며, 유해가스 혼합물 분류 실험에서, 92.46%의 진단 정확도를 기록했다. 패치 접착면에 미세 구조 기술이 적용돼, 거친 피부에도 잘 접착되며, 패치를 떼어낼 때는 한쪽 방향으로 쉽게 떨어져 잔여물이 남지 않는다. UNIST 전기전자공학과 조상현 연구원과 김현중 연구원이 제1저자로 참여한 이번 연구는 회로 설계 분야 최고 학술지인 ‘IEEE 저널 오브 솔리드 스테이트 서킷스(Journal of Solid-State Circuits)’ 7월호에 정식 게재될 예정이다. 한편 연구진이 공동 창업한 ㈜앤빅스랩(Anvix Lab)은 개발된 기술을 이전받아 온칩 AI 기반의 차세대 바이오일렉트로넥스 패치 플랫폼 상용화를 추진 중이다. 이번 연구는 산업통상부, 교육부, 과학기술정보통신부의 지원을 받아 수행되었다.

2026.07.15

  • 고혈압진단
  • 기계공학과
  • 반도체회로설계
  • 부정맥
  • 온칩AI
  • 위험가스감지
  • 전기전자공학과
  • 헬스케어기기

AI는 왜 보고 들을 때 더 잘 배울까?

이미지나 소리, 텍스트 등 다양한 형태의 데이터를 함께 학습하는 멀티모달 AI가 왜 한 종류의 데이터만 학습한 AI보다 더 정확하고 안정적인지 수학적으로 설명됐다. UNIST 인공지능대학원 윤성환 교수팀은 멀티모달 인공지능이 단일모달 인공지능보다 더 좋은 성능을 내는 원리를 ‘손실 지형’의 평탄화 관점에서 규명했다고 26일 밝혔다. 멀티모달 학습은 이미지, 음성, 텍스트처럼 서로 다른 ‘모달리티’의 데이터를 함께 활용해 AI가 같은 대상이나 상황을 더 잘 이해하도록 하는 학습 방식이다. 일반적으로 단일모달 학습보다 성능이 뛰어나다고 알려졌지만, 그 이유를 실제 딥러닝 학습 과정과 연결해 설명하는 이론적 근거는 부족했다. 연구에 따르면, 음성이나 이미지와 같은 여러 모달리티의 데이터를 함께 학습하는 경우 손실 지형이 더 평탄해져 학습 과정에서 배우지 못한 상황에 대응하는 능력인 ‘강건성’이 향상된다. 손실 지형은 AI가 학습 과정에서 겪는 오차와 모델 내부 설정값들의 관계를 산과 골짜기 같은 공간으로 나타낸 개념인데, 넓고 완만하면 경험하지 못한 새로운 데이터가 들어와도 성능을 안정적으로 유지하기 쉽다. 연구팀은 손실 지형이 평탄화되는 이유를 서로 다른 데이터가 오차의 거친 변화를 평균 내듯 완화하는 수학적 ‘합성곱 스무딩 효과’로 설명했다. 이미지 하나만 보고 학습할 때 생기는 뾰족한 오차 변화가 음성이나 문장 정보와 함께 학습되면서 눌리고 퍼지는 것이다. 이 같은 증명을 기반으로 멀티모달 학습 성능을 더 높일 수 있는 새로운 학습법인 ‘분포 기반 멀티모달 학습(DML, Distributional Multimodal Learning)’도 제안했다. 기존 멀티모달 학습은 이미지 하나와 그에 정확히 대응하는 음성이나 문장 하나를 고정된 쌍으로 묶어 학습하는 반면, DML은 같은 정답 범주 안에서 서로 다른 모달리티의 데이터를 무작위로 다시 짝짓는 방식이다. 이 방식이 학습 데이터 조합을 훨씬 다양하게 만들면서, 평탄화 효과가 극대화된다. 여러 종류의 멀티모달 실험용 데이터셋에서 DML의 성능을 검증한 결과, DML은 기존처럼 정해진 데이터 쌍만 학습하는 방식보다 분류 정확도가 높았다. 또 사진을 보고 맞는 설명문을 찾거나, 설명문을 읽고 맞는 사진을 찾는 실험에서도 더 많이 정답을 맞혔다. 이번 연구는 UNIST 인공지능대학원 이재준 연구원이 제1저자로 참여했다. 연구팀은 “이번 연구는 멀티모달 AI가 왜 더 강건하게 일반화될 수 있는지에 대한 이론적 근거와 그 근거를 좀 더 활용한 단순하지만 효율적인 새로운 멀티모달 샘플링 학습 방법을 제시했다”고 설명했다. 연구팀은 “향후 데이터를 보다 효율적으로 활용하면서도, 외부 노이즈나 교란에도 흔들림 없이 안정적으로 작동하는 강건한 AI를 설계하는 중요한 기반 기술이 될 것”이라고 강조했다. 이번 연구는 인공지능 분야 세계 최고 권위의 국제 학술대회인 국제 머신러닝 학회 (ICML 2026)에서 발표될 예정이다. 올해 ICML은 다음 달 6일부터 서울에서 열린다. 연구 수행은 과기정통부・한국연구재단(NRF)의 지원을 받는 ‘중견연구사업’과 과기정통부・정보통신기획평가원의 지원을 받는 ‘초거대산업AI연구지원(R&D)사업’, ‘인공지능대학원지원사업’, ‘AI 스타펠로우십사업’, ‘지역지능화혁신인재양성사업’의 지원을 받아 이뤄졌다.

2026.07.13

  • 강건성
  • 멀티모달AI
  • 손실지형
  • 손실함수
  • 인공지능대학원
  • 합성곱스무딩

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Research Impact

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Quantum Algorithm Cuts the Cost of Training Robust AI by 80%

Abstract Robust reinforcement learning (RRL) aims to tackle unexpected environmental changes by optimizing policies against the worst case. However, RRL remains impractical due to the cost of the Max-Min optimization, where it suffers from the exhaustive query complexity for finding the worst-case (dubbed 'Min') within the environmental uncertainty set U , ie, O (|U|). By viewing this via a lens of quantum perspective, we raise a pivotal question: If we can query from the environment with quantum superpositions, is it possible to accelerate the Max-Min optimization of RRL? Our answer is 'Yes'. Our method, called quantum robust inner minimization (QRIM), encodes the uncertainty set with quantum superposition and amplifies low-return cases, thus enabling RL for solving the robust (ie, worst-case) Bellman equation. Importantly, QRIM achieves a quadratic speed-up in query complexity without altering the outer RL pipeline, ie, O (|U|). Validated through classical simulations to real quantum hardware execution, QRIM learns more robust policies with quadratically reduced queries than classical RL. Artificial intelligence systems deployed in the real world must continue to make reliable decisions even when conditions differ from those encountered during training. Robust reinforcement learning (RRL) addresses this challenge by preparing AI agents for the worst-case scenarios they may face. However, identifying those worst-case conditions requires searching a large uncertainty space, making training increasingly expensive as the number of possible environmental variations grows. To this bottleneck, Professor Sung Whan Yoon of the Graduate School of Artificial Intelligence at UNIST, in collaboration with Professor Joongheon Kim of Korea University, developed Quantum Robust Inner Minimization (QRIM), a method that replaces only the inner optimization responsible for identifying worst-case environments, while leaving the overall reinforcement learning pipeline unchanged. QRIM exploits quantum superposition to evaluate many possible environmental conditions simultaneously rather than examining each one individually. By amplifying the worst-case scenarios through a quantum search routine, the method reduces the number of required environment queries from N to √N—a quadratic improvement in query complexity—without modifying the surrounding reinforcement learning procedure. Across a series of experiments, QRIM learned more robust policies while requiring only 20–30% of the computation used by conventional methods. The researchers validated the algorithm through both classical simulations and experiments on IBM's 127-qubit quantum processor, demonstrating that the quadratic speed-up remained effective even in the presence of hardware noise. “QRIM redesigns the most computationally demanding component of RRL—the search for worst-case environments—using a quantum algorithm,” said first author Hyun Kyu Lee. "Because only the inner optimization is replaced, existing reinforcement learning algorithms can be readily incorporate the quantum module, making the approach broadly applicable across robust reinforcement learning." “This study demonstrates how quantum computing can complement artificial intelligence by addressing a well-defined computational bottleneck,” said Professor Yoon. "As quantum hardware continues to advance, approaches like QRIM could help make RRL practical for applications that require reliable decision-making under uncertainty, including robotics and autonomous driving." The findings have been accepted for presentation at the International Conference on Machine Learning (ICML) 2026, one of the world's leading conferences on machine learning. Among the quantum AI papers accepted to ICML 2026, QRIM is the only study led by a Korean research institution. The research was supported by the National Research Foundation of Korea (NRF) and the Institute for Information & Communications Technology Planning & Evaluation (IITP) through programs funded by the Ministry of Science and ICT (MSIT). Journal Reference Hyun Kyu Lee, Joongheon Kim, and Sung Whan Yoon, “Quantum Robust Inner Minimization for Reinforcement Learning with Quadratic Speed-Up in Query Complexity,” ICML, (2026) .

2026.07.21

  • AI
  • ICML
  • Machine Learning
  • QRIM
  • Quantum Computing
  • Quantum Robust Inner Minimization
  • Robust Reinforcement Learning
  • Robustness
  • RRL
  • Sung Whan Yoon
  • Superposition

Understanding What AI Models Have Learned

Abstract The explosive growth of open-source model repositories has created a Model Jungle, where checkpoints are frequently shared without adequate documentation or metadata. While weight-space learning offers a pathway to identify and analyze these models directly from their parameters, processing full-scale weights is computationally prohibitive. Probing-based methods have emerged as a lightweight alternative, extracting permutation-equivariant representations via learnable probe vectors. However, existing probing methods are limited by a single-view design: they capture first-order structures but fail to encode the rich, higher-order correlation patterns inherent in row-column interactions. To bridge this gap, we introduce MVProbe, a multi-perspective probing framework that synthesizes first-order signals with interaction-aware (Gram-based) views. Our approach is theoretically grounded; We analyze the scaling laws of different probing orders to derive a principled standardization and fusion strategy that ensures balanced contributions from all branches. On the Model Jungle benchmark, MVProbe consistently outperforms the state-of-the-art ProbeX across diverse architectures, including discriminative backbones (ResNet, SupViT, MAE, DINO) and large-scale generative LoRA adapters (Stable Diffusion LoRA). Not every AI model comes with a manual. As open-source model repositories continue to grow, many checkpoints are shared with little information about how they were trained or what data they learned from. As a result, identifying suitable models for reuse—or tracing where they came from—is becoming increasingly difficult. To address this challenge, Professor Jaejun Yoo and his team at the UNIST Graduate School of Artificial Intelligence developed MVProbe (Multi-view Probe), a method that identifies what an AI model has learned by analyzing its internal parameters alone, without relying on metadata or executing the model itself. Conventional probing methods analyze model weights from only a single perspective, limiting their ability to distinguish between closely related models. MVProbe overcomes this limitation by examining neural network parameters from four complementary perspectives, capturing not only individual parameter values but also the relationships among them to build a more complete representation of a model. The researchers also showed why existing probing methods struggle to distinguish similar models, demonstrating mathematically that important information embedded in model parameters is overlooked when weights are analyzed from only a single perspective. By integrating multiple complementary views, MVProbe overcomes this limitation while remaining reliable regardless of which neural network layer is analyzed. The team evaluated MVProbe on the Model Jungle benchmark, a large collection of modern AI models spanning image recognition networks and large generative models. Across all evaluated architectures, the method consistently outperformed the previous state-of-the-art approach, improving identification accuracy by as much as 5.96 percentage points while maintaining stable performance across different network layers. Beyond making large model repositories easier to search and organize, MVProbe could support a wide range of applications, including model reuse, provenance analysis, copyright verification, and AI security auditing—all without requiring models to be executed. “As more pretrained AI models become publicly available, the ability to identify and reuse the right one is becoming increasingly important,” said Professor Yoo. "MVProbe makes it possible to search and manage large model repositories by reading the information already encoded in a model's parameters, without running the model itself." The study was co-first authored by Eunwoo Heo and Kyungguk Seo of the UNIST Graduate School of Artificial Intelligence. It has been accepted for presentation at the International Conference on Machine Learning (ICML) 2026. This work was supported by the Institute for Information & Communications Technology Planning & Evaluation (IITP) and the National Research Foundation of Korea (NRF). Journal Reference Eunwoo Heo, Kyeongkook Seo, and Jaejun Yoo, "What Linear Probes Miss: Multi-View Probing for Weight-Space Learning,"

2026.07.20

  • AIGS
  • Computer Vision
  • Foundation Models
  • Graduate School of Artificial Intelligence
  • ICML
  • Jaejun Yoo
  • Linear Probes
  • Machine Learning
  • Metadata
  • Model Jungle
  • MVProbe
  • Pattern Recognition
  • Weight-Space Learning

New Material Enables More Precise Patterning of Organic Electronics

Abstract Direct photopatterning with photoactivated cross-linkers provides a powerful route to highly integrated, solution-processed electronics. We introduce Diazo-6Bx, a six-branched diazo-based cross-linker that combines high miscibility with organic semiconductors and efficient C–H insertion reactivity. Comparative studies with azide-functionalized cross-linkers (phenyl- and tetrafluorophenyl-based structural analogues, namely, Ph-6Bx and 6Bx, respectively) reveal that the fluorine-free structure of Diazo-6Bx and its superior compatibility with host materials enable highly uniform cross-linking. This results in high-fidelity photopatterning with steep taper angles, excellent pattern retention, and minimal line-width variation. In solution-processed organic thin-film transistors (OTFTs), Diazo-6Bx enables the fabrication of unit devices that outperform those based on 6Bx, as well as large-area, high-resolution transistor arrays and logic circuits with excellent operational stability and scalability. These results demonstrate that a careful cross-linker design will play a crucial role in patterning next-generation electronic materials in extremely high fidelity. Printing electronic circuits from solution offers a promising route to lightweight, flexible electronics, but producing fine circuit patterns without sacrificing device performance remains a persistent manufacturing challenge. Professor BongSoo Kim and his research team in the Department of Chemistry at UNIST, working with collaborators at Yonsei University, have developed a new photo-crosslinker that enables more precise patterning of organic semiconductor circuits while improving the stability of the resulting devices. The material, Diazo-6Bx, was designed to blend more uniformly with hydrocarbon-based organic semiconductors than existing photo-crosslinkers. During ultraviolet patterning, it forms cross-linked networks that preserve circuit geometry, producing cleaner edges and more consistent feature sizes. In photopatterning experiments, Diazo-6Bx reduced line-width variation from 10.3 μm to 2.5 μm—roughly one quarter that of a widely used conventional photo-crosslinker. Circuit edges also became significantly sharper, with taper angles increasing from 67.9° to 87°, approaching nearly vertical sidewalls. The improved material compatibility also reduced charge-trapping defects, resulting in more stable transistor performance during prolonged operation. Organic thin-film transistors fabricated using Diazo-6Bx maintained more stable electrical characteristics under prolonged operation than devices produced with conventional crosslinking materials. The researchers also demonstrated that both p-type and n-type organic semiconductors could be patterned sequentially using the same solvent process. Using the same process, the researchers fabricated an 84-transistor organic thin-film transistor (OTFT) array together with complementary NOT, NAND, and NOR logic gates, demonstrating the scalability of the approach for complex organic electronic circuits. “This photo-crosslinker improves both patterning precision and device stability,” said Professor BongSoo Kim of the Department of Chemistry at UNIST. "Its compatibility with both p-type and n-type organic semiconductors simplifies solution processing and could help simplify manufacturing of large-area flexible displays and wearable electronic devices." The study was conducted in collaboration with Professor Jeong Ho Cho of Yonsei University. The findings were published in ACS Nano on June 23, 2026. The research was supported by the Samsung Future Technology Incubation Program and the National Research Foundation of Korea (NRF) through funding from the Ministry of Science and ICT (MSIT). Journal Reference Hyobin Ham, In Cheol Kwak, Daeyeon Lee, et al. , “Diazo-6Bx, a Six-Branched Diazo Cross-Linker, Enables High-Fidelity Patterning for Solution-Processed Electronics with Stable Operation,” ACS Nano, (2026).

2026.07.16

  • ACS Nano
  • BongSoo Kim
  • Chemistry
  • Department of Chemistry
  • Diazo-6Bx
  • Direct Photopatterning
  • GIWAXS
  • Organic Thin-Flim Transistor
  • OTFT
  • Photo-Crosslinker

New Wearable Patch Combines Multimodal Sensing with On-Chip AI

Abstract A proposed chest patch device and its interface IC are configured to allow detection of multi-domain signals in the form of optical, electrical, acoustic, and chemical signals at a single body spot. The IC integrates on-chip classification capabilities for cardiovascular diseases (CVDs) based on photo-plethysmogram (PPG) and electrocardiogram (ECG), along with hazardous gas analysis. For low-power multimodal sensing, an ECG R-peak_triggered PPG window (RPT-PW) is proposed as an inter-sensor scheme to reduce activity on the PPG channel, which is the dominant energy consumer. Additionally, the PPG and ECG readout channels incorporate analog peak detection to enable normalized on-chip extraction of pulse arrival time (PAT) and RR interval (RRI). For minimal computation and communication power, a multi-domain convolutional neural network (MD-CNN) processes both analog and digital inputs, and a reconfigurable analog ternary/binarized neural network (a-TNN/BNN) provides additional computation capability for multi-domain applications. The IC was fabricated in an 180-nm BCD process and integrated into a chest patch device prototype with an in-house adhesive meta patch. The RPT-PW demonstrated adaptive operation with an effective LED duty cycle (EDC) as low as 0.02%. The on-chip computation achieved average sensitivity and specificity of 90.87%/95.38% for three-label hypertension, 92.80%/96.36% for three-label arrhythmia, and 92.46%/97.50% for four-label gas mixture classification. Continuous wearable monitoring often requires transmitting large volumes of sensor data to external devices for analysis, increasing power consumption and limiting operating time. A joint research team, led by Professor Jae Joon Kim of Electrical Engineering and Professor Hoon Eui Jeong of Mechanical Engineering, has developed a wearable chest patch that analyzes physiological and environmental signals directly on the device, reducing both communication and sensing power while enabling continuous real-time monitoring. The wearable integrates optical, electrical, acoustic, and chemical sensing into a single device capable of simultaneously monitoring cardiovascular signals and hazardous gases. Rather than transmitting raw sensor data, it processes the information using an on-chip AI processor and sends only the analysis results via Bluetooth. This reduces communication overhead while allowing multiple users to be monitored remotely. To extend battery life, the researchers introduced an adaptive sensing scheme that selectively activates the optical sensor—the most power-intensive component of the device. By synchronizing optical measurements with ECG signals, the system reduced power consumption in the optical sensing channel by approximately 83%, enabling longer operation on a single charge. The device achieved more than 90% sensitivity and specificity in classifying hypertension and cardiac arrhythmias. It also classified hazardous gas mixtures with 92.46% accuracy, demonstrating its ability to monitor both physiological conditions and environmental hazards using a single wearable platform. The chest patch incorporates a microstructured adhesive interface that conforms securely to rough skin while allowing clean removal without leaving residue, making it better suited for long-term wear. “This work brings multimodal sensing and AI inference together on a single wearable platform,” said Professor Kim. “By processing information directly on the device, the system reduces communication demands while enabling continuous monitoring of both health conditions and environmental hazards.” The study has been participated by Sanghyeon Cho and Hyunjoong Kim as co-first authors. Their findings will appear in the July 2026 issue of the IEEE Journal of Solid-State Circuits (JSSC) , one of the leading journals in integrated circuit design. The technology has been licensed to Anvix Lab, a startup co-founded by the research team, which is pursuing commercialization of next-generation bioelectronic patch platform based on on-chip AI. The research was supported by the Ministry of Trade, Industry and Energy (MOTIE), the Ministry of Education (ME), and the Ministry of Science and ICT (MSIT). Journal Reference Sanghyeon Cho, Hyunjoong Kim, Dong Kwan Kang, et. al., “An Energy-Efficient Chest Patch Interface With Inter-Sensor PPG Windowing and Multi-Domain On-Chip Analog Computing,” JSSC , (2026).

2026.07.14

  • Department of Electrical Engineering
  • Department of Mechanical Engineering
  • EE
  • Hoon Eui Jeong
  • IEEE
  • Jae Joon Kim
  • ME
  • Multimodal Sensing
  • On-Device AI

Understanding Why Multimodal AI Learns More Robustly

Abstract A surge of recent advancements has consistently highlighted the superiority of multimodal learning over unimodal approaches across a variety of tasks. However, the theoretical foundations elucidating this advantage remain underexplored: existing theoretical analyzes are often constrained by tight assumptions, and lack empirical validation. In this paper, we bridge this gap by proposing a novel theoretical framework grounded in convolutional smoothing, offering a new perspective on how multimodal learning contributes to a smoother loss landscape compared to unimodal learning. Building upon this theoretical foundation, we introduce a simple yet effective distributional training strategy based on stochastic modality pairing instead of a fixed pairing; Thus, further promoting a flatter landscape via convolutional smoothing. Our empirical results across various multimodal datasets demonstrate that multimodal models not only achieve higher performance but also exhibit flatter loss landscape, which represent better generalization and robustness. Artificial intelligence models trained on combinations of images, speech, and text consistently outperform those that learn from a single type of data. While this advantage has been widely observed, the reason multimodal learning produces more accurate and reliable models has remained largely unexplained. Researchers at UNIST have now provided a mathematical explanation for this phenomenon and used it to develop a new training strategy that further improves multimodal learning. The study, led by Professor Sung Whan Yoon of the Graduate School of Artificial Intelligence, shows that learning from multiple data modalities produces a flatter loss landscape—a property associated with models that generalize more effectively to unfamiliar data and remain more resilient to noise and perturbations. The researchers demonstrate that this effect arises through a mathematical mechanism known as convolutional smoothing. By learning from different types of information simultaneously, multimodal models naturally smooth abrupt changes in the optimization process, creating a more stable learning landscape than models trained on a single modality. Building on this theoretical framework, the team developed Distributional Multimodal Learning (DML), a simple training strategy that replaces fixed image-text or image-audio pairs with randomly sampled combinations drawn from the same class. This broader variety of training examples further enhances the smoothing effect, leading to stronger generalization and more robust learning. Across multiple multimodal benchmark datasets, DML consistently outperformed conventional multimodal training. The method improved both classification accuracy and cross-modal retrieval tasks, including matching images with their corresponding text descriptions and retrieving images from textual queries. “Our work provides a theoretical foundation for understanding why multimodal learning consistently outperforms unimodal learning,” the research team said. “It also demonstrates how that understanding can be translated into a simple yet effective training strategy that improves both robustness and generalization.” The study's first author is Jaejun Lee, a researcher in the UNIST Graduate School of Artificial Intelligence. The work has been accepted for presentation at the International Conference on Machine Learning (ICML) 2026, one of the world's leading conferences on artificial intelligence, to be held in Seoul from July 6–11. The research was supported by the National Research Foundation of Korea (NRF) and the Institute for Information & Communications Technology Planning &Evaluation (IITP) through programs funded by the Ministry of Science and ICT. Journal Reference Jae-Jun Lee and Sung Whan Yoon, "Understanding Multimodal Learning: A Loss Landscape Smoothness Perspective," ICML '26 ., (2026).

2026.07.10

  • AI
  • AIGS
  • Convolutional Smoothing Effect
  • Graduate School of Artificial Intelligence
  • Learning Theory
  • Loss Landscape Smoothness
  • Multimodal Learning
  • Robustness
  • Sung Whan Yoon

New Deep Learning Model Extends Reliable Wildfire Forecasts Beyond Two Weeks

Abstract The 2025 Los Angeles wildfires highlighted growing risks from climate-driven extremes and the need for reliable wildfire forecasting beyond short lead times. Although the European Center for Medium-Range Weather Forecasts provides global fire weather index forecasts, these products are primarily designed for long-range climate outlooks, and their practical effectiveness remains uncertain in regions with limited local forecasting infrastructure. Here we show that a global deep learning framework, forecasting daily fire weather index values up to 31 days ahead, consistently improves forecast accuracy and reduces bias relative to operational numerical forecasts. The framework learns nonlinear and lagged fire–weather relationships by integrating past fire weather index dynamics and future meteorological conditions. Importantly, forecast bias is reduced in 85% of grid cells where high wildfire exposure coincides with high socioeconomic vulnerability. This demonstrates that data-driven forecasting can help bridge critical information gaps in underserved regions and support more equitable climate risk management. Reliable wildfire forecasts become increasingly difficult beyond the first few weeks, limiting their value for medium-range decision-making. A research team, led by Professor Jungho of the Department of Civil, Urban, Earth, and Environmental Engineering at UNIST, has shown that a global deep learning framework can extend reliable daily wildfire forecasts to 31 days while reducing forecast bias compared with existing operational forecasting systems. Known as FWI-Net, the framework predicts daily values of the Fire Weather Index (FWI), a widely used measure of wildfire danger. Unlike conventional forecasting methods, it combines historical fire-weather conditions with future meteorological forecasts, allowing it to capture the cumulative effects of prolonged heat and drought on future wildfire risk. Across the full 31-day forecasting period, FWI-Net reduced prediction error by 6.6% compared with the operational forecasting system of the European Center for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). During the first week, prediction error decreased by 12.4%. The model also extended the period of meaningful forecasts under very high wildfire danger by five days. The model performed particularly well in regions where high wildfire exposure coincides with high socioeconomic vulnerability. Forecast bias was reduced across 85% of these areas, and in regions with limited forecasting infrastructure, FWI-Net maintained useful forecasting skill for an average of 22 days. “By combining historical fire-weather conditions with future weather forecasts, the model captures patterns that conventional forecasting systems often miss,” the research team said. “Most importantly, it provides more reliable forecasts for regions facing high wildfire risk despite limited forecasting infrastructure.” “As climate change increases wildfire risk around the world, reliable forecasting is becoming essential for disaster preparedness,” said Professor Im. “We expect this framework to support medium-range wildfire planning while helping reduce information gaps in regions with limited forecasting capacity.” The study was co-led by Professor Yoojin Kang of Kookmin University and Sihyun Lee of UNIST, who served as first authors. The findings were published online in Communications Earth & Environment on June 28, 2026. The research was supported by the Ministry of Environment (ME), the Korea Forest Service, and the National Research Foundation of Korea (NRF). Journal Reference Yoojin Kang, Sihyun Lee, Dongjin Cho, and Jungho Im, "Deep learning-based forecasting provides a pathway to closing wildfire information gaps in underserved regions," Commun. Earth Environment. , (2026).

2026.07.08

  • AI
  • Communications Earth & Environment
  • Deep Learning
  • Department of Civil Urban Earth & Environmental Engineering
  • FWI-Net
  • Jungho Im
  • UEE
  • Wildfire

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