울산과학기술원(UNIST) 연구진이 부생가스를 활용해 고부가가치 화학물질인 알데하이드를 생산하는 기술을 개발했다. 안광진 에너지화학공학과 교수팀은 한정우 서울대 교수팀, 한국에너지기술연구원과 함께 성능이 뛰어난 로듐 기반 촉매를 개발했는데, 이 촉매는 부생가스에 포함된 올레핀을 고부가가치 알데하이드로 효율적으로 전환한다고 23일 밝혔다. 올레핀은 이중결합 구조를 가진 불포화 탄화수소 화합물로, 파라핀과 함께 화학산업에서 중요한 원료로 사용된다. 연구진은 이번 연구를 통해 부생가스를 재활용할 수 있는 새로운 방법도 제시했다. 부생가스는 합성가스를 액체로 전환하는 화학 반응에서 나오는 부산물로, 그동안 크게 주목받지 못했다. 연구진은 로듐 촉매의 성능을 높이기 위해 산화 세륨을 도입해 촉매의 화학적 성질을 개선했는데, 기존 기술과 견줄만한 높은 반응 성능을 가진 비균질계 촉매를 사용해 부생가스에 포함된 올레핀을 알데하이드라는 고부가가치 화학물질로 성공적으로 전환한 것이다. 이번에 개발한 로듐 촉매는 크기를 줄이고 분산성을 높여 재사용이 가능하면서도 성능이 크게 향상, 부생가스의 산업적 가치를 크게 높이게 될 것으로 평가받고 있다. 특히 고부가가치 화학물질 생산으
국내 연구진이 100배 정밀한 신개념 빛 측정 센서를 개발했다. 한국과학기술원(KAIST)은 바이오및뇌공학과 장무석 교수 연구팀이 세계 최초 메타표면으로 성능이 대폭 향상된 파면 센서를 이용해 복잡한 물체의 단일 측정 위상 이미징 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 파면은 파동이 동일한 위상을 가지고 있는 지점들을 연결한 면이다. 바다에서 보이는 파도는 일상생활에서 볼 수 있는 파면의 한 예다. 파도가 장애물을 만나거나 환경이 달라지면 모양이 바뀌듯 빛의 파면도 물체를 통과하거나 반사될 때 물체의 모양에 따라 변한다. 따라서 물체를 통과하거나 반사된 빛의 파면을 분석하면, 물체에 의해 변화되는 빛의 위상 정보를 얻을 수 있다. 샥-하트만 파면 센서(Shack-Hartmann wavefront sensor)는 렌즈 배열과 카메라가 결합된 구조로, 각 렌즈에 입사하는 파면의 경사도에 따라 달라지는 초점의 위치를 분석해 입사된 빛의 파면을 복구한다. 샥-하트만 파면 센서는 간단한 구조와 높은 견고성으로 천문학 및 광학 시스템 평가 등 산업 현장에서 널리 사용되고 있다. 하지만 기존 샥-하트만 파면 센서는 마이크로 렌즈 크기 때문에 공간해상도가 1㎟ 당 100개 수준
달리는 전기차에 무선으로 전력을 공급하는 기술을 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 개발했다. UNIST는 전기전자공학과 변영재 교수팀은 이동 중인 전기차에 끊김이 없이 전력을 공급하는 '무선 전력 공급 트랙'을 고안했다고 16일 밝혔다. 일자 형태의 전자파 발생기에 전류를 흐르게 하면 근처에 원형의 자기장이 생긴다. 이 자기장이 고리 형태의 전력 수신기를 통과하면서 전력이 무선으로 전달되는 방식이다. 또 여러 개의 전선으로 전자파 발생기를 구성해 자기장의 범위가 넓어지면서, 전력 수신기가 전선의 수평 방향과 수직 방향으로 자유롭게 이동할 수 있다. 이 덕분에 전기차는 넓은 자기장이 형성한 전력 공급 트랙 위에서 앞뒤 좌우 유연하게 주행 가능하다. 연구팀은 전력 공급 트랙과 전력 수신기의 구조를 최적화하는 알고리즘도 개발했다. 특히 전기차 전력 전달 효율을 최대 90%까지 끌어올리는 데 성공했다. 기존 기술은 고가 자석인 강자성체를 사용해 효율을 높이려고 했지만, 높은 가격과 약한 내구성 문제로 실제 적용이 어려웠다. 이에 연구팀은 기술이 실생활에 적용될 수 있도록 전기전자공학자협회(IEEE)와 국제비전리복사보호위원회(ICNIRP) 표준 인증 등 인체 안전성
한국과학기술원(KAIST)은 안전성 논란이 제기된 C언어를 러스트로 변환할 수 있는 코드 번역 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 컴퓨터 프로그래밍 언어인 C언어는 실행 속도가 빠르고 유지 보수가 쉬워 널리 쓰이고 있지만 메모리 할당과 관리에 치명적인 문제점을 갖고 있다. 이 때문에 지난 2월 미국 백악관은 C언어의 사용 중단을 촉구했고, 미국 국방고등연구계획국(DARPA)도 C언어로 작성된 코드를 러스트로 자동 번역하는 기술을 개발하는 연구 과제를 발표했다. DARPA는 C의 메모리 문제를 막기 위해 러스트와 같이 안전한 언어를 사용해야 한다고 강조했다. 2015년부터 개발된 러스트는 운영 체제, 웹 브라우저 개발 등에 쓰이는 프로그래밍 언어로, C와 달리 프로그램 실행 전에 메모리 문제를 탐지하고 예방할 수 있다. C언어를 러스트로 번역하기 위한 연구가 시도되고 있지만, 큰 간극으로 인해 번역에 성공한 팀은 극소수다. 그마저도 '포인터'(pointer·데이터 저장 위치를 표현하는 기능)를 변환하는 수준에 머물고 있다. 전산학부 류석영 교수 연구팀은 C언어의 '유니언'(union·여러 종류의 데이터를 같은 공간에 보관해 메모리 효율을 높이는 C언어의 핵심 기
한국과학기술원(KAIST)은 전산학부 한동수 교수 연구팀이 무선 신호가 없는 건물에서도 동작하는 ‘범용 실내외 통합 GPS 시스템’을 개발했다고 12일 밝혔다. 휴대전화 위치 추적은 GPS나 기지국 신호를 받아 이뤄지지만, 실내에서는 위치정보시스템(GPS) 신호가 잡히지 않아 무선랜이나 블루투스 등을 이용해야 한다. 이에 연구팀은 무선 신호가 없는 건설 현장이나 사용자의 행동반경이 넓은 공장 건물 등에서도 위치 서비스를 제공할 수 있는 위치인식 서비스를 개발했다. 실내외 전환 탐지 AI 기법과 건물 출입구를 탐지하는 AI 기법을 이용, 건물 출입구, 층, 계단, 엘리베이터 등 랜드마크에서의 동작과 보행자 항법 기법(PDR·사람이 이동하는 속도·방향·거리 등을 파악해 출발 지점으로부터의 위치를 산출하는 기법)을 연계시켜 작동하는 원리다. 구체적으로 GPS 신호와 관성센서(IMU)에서 얻은 신호를 활용, 사용자가 들어가는 건물을 판별하고 건물에 진입하는 시점과 위치를 실시간으로 탐지한다. 건물 내에서는 기압과 관성센서를 활용해 계단 혹은 엘리베이터를 이용한 수직 이동을 탐지하고 기압 정보를 활용해 사용자가 있는 층을 찾아내는 기법도 개발했다. 연구팀은 이와 함께
소리는 작은 구멍이나 틈새만으로도 잘 빠져나가는 특징이 있다. 이러한 틈새를 통해 빠져나오는 소리는 보다 넓은 공간까지 잘 전파되며, 틈새를 전혀 막지 않으면서 외부 소리가 안에서 들리지 않게 하거나 내부 소리가 바깥에서 들리지 않도록 하는 것은 음향학적으로도 매우 도전적인 문제다. 이에 KAIST 연구진은 다양한 산업 현장의 소음 문제 해결에 새로운 솔루션이 될 뿐 아니라 최근 가속화되고 있는 미래 기술인 항공 택시, 드론과 같은 도심 항공 모빌리티(UAM) 등에서 발생하는 소음을 효과적으로 저감할 수 있는 획기적 기술을 개발했다. KAIST는 기계공학과 전원주 교수 연구팀이 구조물의 틈새나 개구부를 통한 열 교환과 공기의 흐름은 자유롭게 허용하면서도 소음은 효과적으로 차단하기 위해 음향 임피던스를 원하는 복소수 값으로 조절할 수 있는 신개념 음향 메타물질인 ‘복소 임피던스 타일’을 개발했다고 6일 밝혔다. 음향 임피던스란 소리가 전파되는 매질(예: 공기, 물)이 가진 고유의 음향학적 특성으로, 일반적으로 매질의 밀도와 음속의 곱셈으로 표현되기 때문에 그 값이 실수이며 매질이 정해지면 원하는 값으로 자유롭게 조절하는 것이 불가능하다. 하지만 연구팀이 개발한
이 글의 큰 주제이기도 한 ‘데이터로 구동하는 시스템 제어—이론과 응용의 새로운 전개와 최신 동향—’에 대해서, 총론의 목적은 데이터 구동 제어의 지금까지 흐름과 최근 동향에 대해서 간단히 해설하는 것이다. 우선 데이터 구동 제어의 아웃라인을 그림 1에 나타냈다. 제어계를 설계하기 위해서는 시스템 동정 등에 의해 대상의 동특성 법칙을 나타내는 수식 모델을 작성하고, 그것에 근거한 설계를 추진하는 것이 통상의 합리적인 수단이다. 이것이 그림 1에서 보면 중심의 세로 화살표의 흐름이다. 한편 그림 1에서 대상의 수식 모델을 거치지 않고 데이터를 직접 이용함으로써 제어계를 갱신하거나(그림 1에서 A), 데이터에 직접 근거해 설계하는(그림 1에서 B나 C) 접근법이 활발히 연구되고 있다. 이들이 이른바 데이터 구동 제어라고 불리는 접근법이다. 최근 몇 년간 데이터 구동 제어에 관한 많은 연구 성과가 발표되고 여러 학회의 해설 기사나 논문 특집호에서도 많이 다루고 있으며, 국제회의에서도 관련된 OS 기획이나 강연이 활발하게 이루어지고 있다. 예를 들면 2023년 7월에 일본 요코하마에서 개최된 IFAC World Congress에서도 매우 많은 관련 세션이 편성되어
가짜 분유 파문은 현재까지도 지속적으로 발생하고 있으며 수만 명의 영유아의 생명을 위협하는 심각한 전세계적 문제다. 하지만 이러한 가짜 분유의 진위 여부를 쉽게 확인하는 것은 거의 불가능에 가깝다. KAIST(총장 이광형)는 전산학부 한준 교수 연구팀이 연세대, POSTECH, 싱가포르국립대와 공동연구를 통해서 스마트폰을 이용한 가짜 분유 탐지 기술을 개발했다고 2일 밝혔다. 한준 교수 연구팀은 스마트폰에 탑재된 일반 카메라만을 사용해 위조 분말을 탐지하는 ‘파우듀(PowDew)’ 시스템을 개발했다. 연구팀이 최초 개발한 이 시스템은 분말 식품의 성분 및 제조 과정 등에 따라 결정되는 고유한 물리적 성질(습윤성 및 다공성 등)과 액체류와의 상호작용을 이용했다. 이 시스템을 활용하면 소비자가 본인의 스마트폰 카메라로 분유 가루 위에 떨어진 물방울의 움직임을 관측해 손쉽게 분유의 진위를 확인할 수 있다고 전했다. 또한 연구팀은 실험을 통해 6개의 서로 다른 분유 브랜드에 대해 최대 96.1%의 높은 정확도로 위조 분유를 탐지할 수 있음을 확인했다. 나아가 이 기술의 응용 분야는 향후 분유 뿐만 아니라 다양한 식품 및 의약품군으로 확장될 수 있을 것으로 기대된다.
한국과학기술원(KAIST)은 전산학부 박종세 교수 연구팀의 '자율 시스템의 비디오 분석을 위한 연속학습 가속화 기법' 논문이 지난 6월 29일∼7월 3일 아르헨티나 부에노스아이레스에서 열린 '2024 국제 컴퓨터 구조 심포지엄'(ISCA 2024)에서 '최우수 연구 기록물 상'(Distinguished Artifact Award)을 받았다고 1일 밝혔다. 국제 컴퓨터 구조 심포지엄(ISCA)은 컴퓨터 아키텍처 분야의 권위 있는 국제 학회로 올해 423편의 논문이 제출돼 그중 83편(채택률 19.6%)만 채택됐다. 채택된 논문 가운데 연구 기록물의 혁신성, 활용 가능성, 영향력을 고려해 최우수 연구 기록물 상을 수여한다. 박 교수팀의 연구는 온디바이스 자원만으로 적응형 인공지능(AI)을 실현할 수 있는 기술이다. 온디바이스 AI는 서버와의 통신 과정 없이 기기 자체에서 AI가 연산을 처리하는 기술로, 클라우드를 통해 구동되는 AI에 비해 빠르게 작업을 처리할 수 있어 AI 스마트폰이나 AI PC 기술로 주목받고 있다. 하지만 제한적인 연산과 메모리 자원으로 인해 경량화된 AI 모델을 사용하기 때문에 정확도가 떨어지는 문제가 있다. 이를 해결하기 위한 적응형 A
로맹 피숑(Romain PICHON) 시스템 및 애플리케이션 엔지니어 소개 지난 10년간 신규 서버 설치에 대한 시장 수요가 2015년부터 2022년까지 연평균 11%의 높은 성장률로 급격히 증가했다. 이러한 가속화의 첫 번째는 업무용 또는 개인용 문서의 전반적인 프로세스가 디지털화하면서 발생했다. 다음 두 번째는 전 세계적인 보건 위기로 업무적으로는 재택 근무가 증가하거나 개인적으로는 새로운 미디어 플랫폼이 등장하면서 스크린 소비가 늘어나면서 발생했다. 세 번째. 가속화는 이제 AI 개발과 상용화로 시작되고 있다. 이러한 환경에서 서버용 SMPS를 설계할 때 가장 어려운 과제는 높은 전력 분산을 관리하거나, 확장 가능하고 규모가 큰 유형의 인프라의 유지보수 비용을 줄이는 것이었다. 최소한 이 두 가지 주요 문제에 대한 답을 찾기 위해 실리콘 제어 정류기(SCR, Silicon-Controlled-Rectifiers) 전력 디스크리트에 기반을 둔 새로운 트렌드가 탄생했으며, 이는 SMPS의 AC/DC단과 시동 기능으로 기존의 전기 기계식 스위치에 대한 혁신적 대안을 제시한다. 최첨단 기술 a) 원리 AC-DC 전력 컨버터를 시동하는 동안 DC 벌크 커패시터의
차세대 연료전지인 프로톤 세라믹 전지의 가격은 낮추고 성능은 높이는 전해질 합성법이 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 수소에너지소재연구단 지호일 책임연구원 연구팀이 금오공대 최시혁 교수와 공동으로 프로톤 세라믹 전지 전해질의 소결 온도를 낮출 수 있는 새로운 합성법을 개발했다고 28일 밝혔다. 소결은 가루 형태 물질을 뭉쳐 녹는점보다 낮은 열을 가해 서로 엉겨 붙게 해 입자가 조밀한 소재로 만드는 공정이다. 고체산화물 연료전지 등의 전해질을 만드는 데 활용된다. 고체산화물 연료전지는 전해질과 전극 등 모든 구성요소를 세라믹 같은 금속산화물로 만든 것으로 전력 생산과 수소 생산이 동시에 가능하고 600도 이상 고온에서도 작동해 효율이 높은 게 장점이지만, 값이 비싸고 오랜 기간 쓰면 성능이 떨어지는 문제가 있었다. 이를 극복하기 위해 산소이온 대신 크기가 작은 수소이온(프로톤)으로 이온 전도도를 높인 프로톤 세라믹 전지가 대안으로 떠오르고 있으나, 전해질을 만드는 데 1천500도 이상 고온이 필요하고 이 과정에서 전해질 구성 물질이 빠져나오는 현상이 상용화에 걸림돌이었다. 연구팀은 전해질 소결 온도를 낮추기 위해 하나 화합물로 구성한 분말을 소결하는 대
국내 연구진이 향후 차세대 디스플레이 및 초저전력 반도체 소자 성능개선에 널리 활용 가능한 p형 반도체 소재와 이를 활용한 박막 트랜지스터 개발에 성공했다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 텔레륨(Te) 기반의 칼코지나이드계 p형 반도체 소재를 활용해 상온증착이 가능하면서도 공정이 단순한 p형 Se-Te(셀레늄-텔레늄) 합금 트랜지스터를 개발했다. 아울러 n형 산화물 반도체와 p형 Te의 이종접합 구조에서 Te 박막의 전하 주입 제어를 통해 n형 트랜지스터의 문턱전압을 체계적으로 조절할 수 있는 기술도 개발했다. 반도체는 도핑의 여부에 따라 진성반도체와 불순물 반도체로 구분된다. 진성반도체는 불순물을 첨가하지 않은 순수한 상태의 반도체다. 반도체에 흔히 사용되는 실리콘의 경우 순수한 실리콘은 전자가 움직일 수 없기에 전압을 걸어도 전류가 흐르지 않는다. 때문에 진성반도체에 특정 불순물을 첨가, 반도체의 특성과 전기전도도를 조절해 활용한다. 불순물 반도체는 이렇게 첨가된 불순물에 따라 n형 반도체와 p형 반도체로 구분된다. 현재의 디스플레이 분야에 널리 활용되는 소재는 주로 인듐갈륨아연산화물(IGZO) 기반의 n형 산화물 반도체다. p형 산화물 반도체의 경우 n
한국과학기술원(KAIST)은 산업및시스템공학과 박찬영 교수 연구팀이 네이버와 공동으로 ‘협업 필터링’(Collaborative filtering)을 통해 대형언어모델(LLM)의 상품 추천 성능을 획기적으로 높일 수 있는 기술을 개발했다고 17일 밝혔다. LLM은 챗GPT와 같이 사람의 개입 없이 임무를 수행할 수 있는 생성형 AI의 기반이 되는 기술이다. 최근 전자상거래 플랫폼 등에서 LLM을 이용한 상품 추천 서비스가 주목받고 있다. ‘영화 극한직업, 범죄도시1, 범죄도시2를 봤을 때 다음 시청할 영화는 무엇인가?’라고 소비자가 상품 이름을 텍스트로 나열해 LLM에 입력하면 답을 제시하는 방식으로 작동한다. 하지만 기존 서비스는 LLM이 추천을 목적으로 학습·설계돼 있지 않아 저조한 성능을 보인다. 상품 추천을 위해 ‘파인 튜닝’(사전 학습된 LLM을 특정 작업이나 데이터셋에 맞게 최적화하는 과정)을 거쳐야 하지만 학습과 추론에 시간과 비용이 많이 든다는 한계가 있다. 연구팀은 LLM을 직접 학습하는 대신 사용자와 비슷한 상품을 소비한 다른 사용자들에 대한 정보를 활용하는 ‘협업 필터링’ 방식으로 신경망을 경량화했다. 협업 필터링은 유사 사용자 기반 추천,
"촉매 표면 소수성 지질 처리…효율 3배 이상 높여" 이산화탄소를 유용한 화합물로 전환하는 탄소 포집·저장·활용(CCUS) 기술에서 효율을 떨어트리는 요인 중 하나인 '전해질 범람' 문제를 해결한 은 나노 촉매가 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 청정에너지연구센터 오형석 센터장과 이웅희 선임연구원 연구팀이 KIST 반도체기술연구단 황규원 책임연구원 연구팀 및 LG화학 노태근 박사팀과 공동으로 이산화탄소 전환 장치에서 발생하는 전해질 범람을 막는 새로운 촉매를 개발했다고 밝혔다. 전해질은 이산화탄소를 전기를 이용해 일산화탄소 같은 쓸모 있는 화합물로 전환하는 전기화학적 CCUS 기술에서 반응 속도와 효율성을 결정짓는 핵심 요소다. 하지만 환원 전극에서 전해질이 전극 사이에 과도하게 흐르는 전해질 범람이 일어나 이산화탄소가 전극 촉매층에 닿는 걸 방해해 전환 효율이 떨어지는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 약 7나노미터(㎚, 10억분의 1m) 크기 정이십면체 구조의 은 나노입자에 지질 유기물을 결합, 표면이 물 분자가 잘 붙지 않는 소수성을 띠면서도 주변 환경을 제어할 수 있도록 했다. 소수성 지질이 전극 주변에 물이 축적되는 것을 방지해 전
한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 이정용 교수 연구팀이 차세대 디스플레이로 주목받는 진청색 페로브스카이트 LED의 색 불안정성과 낮은 밝기 문제를 해결할 수 있는 기술을 개발했다고 10일 밝혔다. 페로브스카이트는 부도체·반도체·도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 갖는 산화물로, 발광 효율이 높아 차세대 디스플레이 소재로 활발히 연구되고 있다. 특히 색 조절이 가능하면서도 경제적인 할라이드(할로젠화합물) 페로브스카이트 발광체가 주목받는다. 여러 할라이드 이온을 혼합해 만드는데, 이온들이 이동하면서 생기는 상 분리 현상으로 인해 색이 변하는 등 불안정성 문제가 있었다. 연구팀은 ‘할라이드 공석’(할라이드 이온들이 이동하는 통로)을 막을 수 있는 물질을 이용해 이온 이동을 억제하는 방법으로 색이 변하지 않는 진청색 페로브스카이트 LED를 개발했다 지금까지 보고된 진청색 페로브스카이트 LED 성능 중 가장 높은 수준의 밝기인 2700니트(nit·1니트는 촛불 한 개의 밝기)를 구현하는 데 성공했다. 햇빛이 강하게 비치는 야외 환경에서도 사용할 수 있는 수준이다. 이승재 박사과정생은 “녹색과 적색 LED와의 격차를 줄임으로써 적녹청(RGB) 3가지 색을 모