해커톤은 해킹Hacking과 마라톤Marathon의 합성어로, 마라톤처럼 일정 시간과 장소에서 프로그램을 해킹하거나 개발하는 행사를 뜻한다. 지난해 11월 6일 대한민국 벤처·스타트업의 중심인 판교 테크노밸리에서 ‘2020 제8회 K-HACKATHON해커톤 실감콘텐츠 앱 개발 챌린지(이하 해커톤 챌린지)’ 시상식이 개최되었다. 과학기술정보통신부가 주최, (사)소프트웨어교육혁신센터가 주관하는 이 대회는 국내 최대 규모 대학생 앱 개발 챌린지다.

[사진설명] 해커톤 챌린지에서 최우수상을 수상한 컴퓨터정보과 오리너구리 팀 박건우, 박현호, 한유나 씨(사진 왼쪽에서부터)

이번 대회에는 포항공대 등 전국에서 내로라하는 공학계열 학생들 다수가 참가해 치열한 선의의 경쟁이 펼쳐졌다. <증강현실을 이용한 인터랙티브 K-POP댄스>, <태양계 탐험을 통한 지구과학 교육 4D VR> 등 참신한 아이디어로 중무장한 출품작들을 꺾고 우리대학 컴퓨터정보과 오리너구리 팀(2학년 박건우, 박현호, 한유나)의 <딥 마스크Deep Mask 코로나-19 확산 방지를 위한 마스크 미착용자 자동식별 인공지능 시스템>이 대회 최고상인 과학기술정보통신부 장관상(최우수)을 받는 쾌거를 거뒀다.

■ 딥 마스크, AI 활용해 마스크 착용, 발열 측정, 출입 통제 전 과정을 무인으로 하는 시스템

컴퓨터정보과 오리너구리 팀은 학과 동아리인 ‘웹 개발 동아리’ 출신들로, 올해 2월 졸업을 앞둔 그들은 마지막 2학기를 근사하게 마무리 짓기 위해 지난해 의기투합했다. 팀 대표인 박건우 씨는 “평소에 경진대회에 관심이 많았기에 전국 대학생들이 참여한 해커톤 챌린지는 한 번쯤 꼭 도전해보고 싶었던 대회입니다”라고 출전 계기를 밝혔다. 한유나 씨도 “저 역시도 같은 마음이었죠. 이전에도 스마트시티 아이디어 경진대회, 딥레이서 대회 등 여러 가지 교외 대회에 참가해왔고, 그 과정에서 많은 보람과 성취감을 느껴왔기에 흔쾌히 대회 출전을 결심하게 되었어요”라며 말을 덧붙였다.

대회 준비부터 최종 시상식까지는 꼬박 반년의 시간이 걸렸다. 박현호 씨는 “6월 중순부터 7월 초까지 예선이 진행되었습니다. 예선에는 완성품이 아니라, 기획안에 대한 평가가 이뤄졌습니다. 아이디어나 제품의 취지와 활용도가 무엇인지, 그리고 이러한 아이디어를 어떻게 구체화할 것인지에 대한 내용을 정리했어요”라며 예선 준비과정을 설명했다. 이어, “팀원들과 머리를 맞대어 주제를 고민했고, 공통된 결론은 ‘너무 멀리서 찾지 말자’였어요. 우리 일상생활과 밀접한 것에 주목해보기로 했죠. 자연스럽게 최근 자주 접하는 전자출입명부가 눈에 들어왔어요”라고 말했다.

[사진설명] 오리너구리 팀이 제작한 '딥 마스크' 작동 방식

① AI를 통한 마스크 착용 여부 식별 ② 열화상 카메라를 통한 체온 측정 ③ QR 코드를 통한 역학 조사 데이터 수집 ④ 경광등 및 차단기를 통한 출입 제어

해를 넘기며 장기화하고 있는 코로나-19로 인해 많은 것이 변했다. 매번 건물 및 매장 등을 출입할 때마다 대면으로 발열을 체크하고 출입기록을 인증해야 하는 번거로운 절차 또한 그중 하나다. 오리너구리 팀의 출품작은 이런 생활 속 불편을 해소하기 위한 것이다. 한유나 씨는 “어디를 가든 체온을 측정하고 방문일지를 작성해야 하는 수고를 덜고자 했어요. 저희는 인공지능 기술을 활용해 출입자의 마스크 착용 여부와 발열을 측정하는 것 외에도 출입기록과 통제 등의 모든 과정을 무인으로 하는 시스템 구축을 목표로 했어요”라고 설명했다.

■ 개발 플랫폼 변경, CNN 기반 인공지능 알고리즘 도입 등 기나긴 본선 준비 과정

수도권·호남권·충청권·영남권·제주권 등 5개 권역별 예선을 뚫은 50개 팀은 8월 말 예정된 본선을 준비해야 한다. 본선은 예선 이후 해당 아이디어 개발 및 심화 내역에 대한 평가한다. 본선을 거친 20개 팀만이 11월 최종 결선 무대에 설 자격을 부여받는다. 예선에서 주제의 시의성과 기술성을 인정받은 오리너구리 팀은 본격적으로 데모 제작에 착수했다. 박건우 씨는 “IoT의 유연함과 인공지능의 정확성을 합치는 것이 중요했어요. 컴퓨터 프로그래밍을 전공하는 저희에게도 인공지능 분야는 생소했기에 큰 도전이었죠”라고 당시를 떠올렸다.

출입자의 마스크 착용 여부를 판별하기 위한 인공지능 프로그램을 짜기 위해서는 복잡한 연산을 수행할 수 있는 임베디드 시스템이 필요했다. 박건우 씨는 “처음에는 라즈베리파이Raspberrypi(*교육용으로 개발된 소형 싱글보드 컴퓨터)를 기반으로 제작했지만, 높은 연산량을 감당하지 못하는 문제가 발생했죠. 그래서 이를 뒷받침할 수 있는 것을 찾다, 젯슨 나노Jetson Nano(*엔비디아의 고성능 싱글 보드 컴퓨터) 쪽으로 눈을 돌리게 되었습니다”라고 플랫폼 선정 간의 비화를 밝혔다. 이어, 그는 “이를 열화상 카메라와 일반 카메라에 연결하고, 파이선Python(*프로그래밍 언어 중 하나)으로 코딩 작업을 했습니다”라고 데모 제작에 관해 설명했다.

데모 구현에 가장 많이 신경을 썼던 부분은 인공지능의 출입자 마스크 착용 여부 판별 문제였다. 박현호 씨는 “시중에 활용되고 있는 출입자 발열 검사 시스템과 가장 큰 차이점이 바로 이 지점입니다”라고 강조했다. 이를 위해 오리너구리 팀은 CNN(Convolution Neural Network, 합성곱신경망)을 기반으로 인공지능 알고리즘을 고안했다. CNN은 데이터의 특징을 추출하고 이러한 특징들의 패턴을 분석하는 것으로, 이미지 인식 분야에서 가장 널리 쓰이는 인공신경망이다. 그는 “마스크 착용과 미착용 사진을 각각 천장씩 준비해서 컴퓨터를 학습시켰습니다. 데이터 편향과 정확성을 위해 인종, 성별, 나이 등을 다양하게 반영하는 데이터 세트를 준비하는 것 또한 참 많이 힘들었어요”라고 당시를 회상했다.

한유나 씨는 “제 경우에는 처음 파이선을 접하다 보니 많이 막막하기도 했어요. 또한 카메라 외에 출입을 제어하는 경광등과 출입 차단기 등 장비 간의 호환성 문제로 어려움도 많았죠. 그럴 때마다 팀원들과 함께 개발자 커뮤니티에서 오픈 소스도 찾아보고, 학과 교수님들께도 늘 신경 써주셔서 무사히 완성할 수 있어요”라며 본선 출품작을 차곡차곡 완성하는 과정에 관해 설명했다.

■ “자신감”, “가능성” 대회를 통해 그들이 얻어간 것

6개월간 대회를 준비하면서 팀워크는 더욱더 단단해졌다. 코로나-19, 개발 플랫폼 변경, 새로운 프로그래밍 언어와 생소한 인공지능 기술 등 쉽지 않은 여건 속에서도 서로가 서로에게 의지하고 신뢰하면서, 그들은 11월 6일 열린 결선 무대에서 최우수상이란 값진 성과를 거둘 수 있었다. 한유나 씨는 “시험공부와 과제 제출 그리고 대회를 병행한다는 점에서 시간이 정말 부족했어요. 그래도 팀원들 모두가 한마음 한뜻으로 똘똘 뭉쳐 잠을 줄여나가면서 대회를 준비한 덕분에 이렇게 큰 상을 받을 수 있었습니다. 지금 다시 하라고 하면은 못 할 것 같아요”라고 말하며 웃었다.

[사진설명] 컴퓨터정보과 오리너구리 팀이 수상패를 들고 단체 기념 촬영을 하고 있다. (사진 왼쪽에서부터 박현호, 박건우, 한유나 씨)

수상소감에 관해 묻자, 박건우 씨는 “대회를 마치면서 느낀 건 자신감이에요. 고등학교 때 성적이 높지 않았던 제가 전국 대회에서 1등을 했다는 것에 스스로가 자랑스럽고, 앞으로 무엇이든 할 수 있다는 자신감을 얻었어요”라고 말했다. 박현호 씨는 “데모 영상을 만들면서 영상 편집 도구도 사용해보고 납땜, 전선 연결 등 다양한 경험을 해보았던 점이 제게는 기억에 남아요. 코딩 외에도 동영상 편집을 더 공부해보고 싶어요”라고 답했다.

한유나 씨에겐 이번 수상이 더욱 각별했다. 그는 고등학교 졸업 후 제약회사에서 직장생활을 하다 대학에 입학한 학생으로, 프로그래밍에 대한 경력은 다른 팀원보다 짧은 편이었다. 그는 “고등학교 때 비주얼 베이직을 처음 접하고 프로그래밍에 흥미가 생겼지만, 당시 경제적 사유로 취업을 택할 수밖에 없었어요. 남들보다는 조금 늦게 출발했지만, 좋은 교수님과 교육 덕분에 이렇게 큰 상을 받게 되어 기쁩니다. 또한, 매체를 통해서 접해봤던 AI 분야에 직접 발을 담가봤다는 것만으로도 큰 의미가 있었습니다”라고 말했다.

현재 박건우 씨와 박현호 씨는 부산에 있는 소프트웨어 개발 전문회사 엔컴(주)에 조기 취업한 상태다. 이들은 스마트개발팀 부서에서 자바스크립트 프레임워크를 기반으로 웹 UI 및 게시판 개발에 참여하고 있다. 두 사람 모두가 ‘현업에서 인정받는 개발자가 되는 것이 목표’라고 말했다. 또한, 자신만의 애플리케이션을 제작해 마켓에 출시하겠다는 욕심도 있었다. 한유나 역시 현재 일본 치바현에 위치한 SI 전문기업SMILE에 취업을 확정 지은 상태다. 그는 “현재 일본어 회화는 물론, 프레임워크와 데이터베이스에 관한 공부를 열심히 하고 있어요. 실무와 경력을 충분히 쌓아 멋진 개발자로 다시 인사드리고 싶어요”라며 인터뷰를 마쳤다.