광주과학기술원(GIST)은 환경·에너지공학과 박기홍 교수 연구팀이 중국과 한국에서 수집한 초미세먼지(PM2.5)의 화학 성분과 산화잠재력(OP)을 분석하고, 이를 기반으로 건강 유해성을 정밀하게 예측할 수 있는 인공지능(AI) 모델을 개발했다고 30일 밝혔다. 현재 국내에서는 초미세먼지 위험성을 주로 농도 기준으로 평가한다. 그러나 실제 건강에 미치는 영향은 농도뿐 아니라 초미세먼지를 구성하는 성분과 독성에 따라 크게 달라진다. 이에 연구팀은 미세먼지가 체내에서 산화스트레스를 유발하는 능력, 즉 산화잠재력을 새로운 건강위험 지표로 활용했다. 문제는 초미세먼지의 성분과 독성을 직접 측정하는 데 많은 시간과 비용이 소요된다는 점이다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 수년간 한국과 중국의 도심과 농촌 지역에서 농도, 화학 성분, 산화 독성 데이터를 동시에 수집해 AI 모델을 학습시켰다. 그 결과 농도와 화학적 성분만으로 산화 독성을 정확히 예측할 수 있는 모델을 구축했다. 특히 연구팀은 ‘설명 가능한 인공지능(XAI)’ 기법을 적용해 초미세먼지 산화 독성에 가장 큰 영향을 주는 성분을 규명했다. 분석 결과 망간(Mn), 납(Pb), 구리(Cu), 아연(Zn), 수용성
단일 센서로 원전 139개 지점 지진 응답 추정...점검 효율 혁신 원자력 발전소의 보조 건물에 몰려 있는 배전반, 비상발전기 같은 전기 설비는 진동에 취약하다. 실제 2016년 경주 지진 때도 콘크리트 건물은 큰 피해가 없었지만 전기 설비 점검을 위해 가동을 중단한 사례가 있다. 이를 일일이 점검하지 않고도 보수가 필요한 설비를 신속히 가려낼 수 있는 기술이 나왔다. UNIST 지구환경도시건설공학과 이영주 교수팀과 한국표준과학연구원 물리측정본부 비파괴측정그룹 이재범 박사팀은 원자력발전소 보조건물 내 139개 세부 지점의 진동 현황을 추정하는 인공지능 모델을 개발했다고 30일 밝혔다. 개발된 인공지능 모델은 단일 센서가 실측한 지진 데이터를 입력받아 건물 내 139개 지점의 지진 가속도 응답을 0.07초 안에 산출한다. 가속도 응답은 지진파가 지나갈 때 설비가 얼마나 빠르고 강하게 흔들렸는지를 보여주는 지표다. 이를 분석하면 우선 점검이 필요한 설비 구역을 파악할 수 있다. 139개 지점의 가속도 응답을 실제로 측정하려면 수백 대의 센서가 필요하지만, 인공지능이 가상 센서 역할을 해 설치 비용과 유지·보수 부담을 줄일 수 있다. 연구팀은 인공지능 모델을 여섯
KAIST 연구진이 병원에 가지 않고도 옷을 입은 채 침대에 눕기만 하면 심전도(ECG)와 심박변이(HRV)를 실시간으로 측정할 수 있는 기술을 개발했다. 이번 기술은 원격 의료와 연계해 일상적인 심장 건강 모니터링 플랫폼으로 발전할 수 있으며, 수면·스트레스 분석 등 다양한 바이오 헬스케어 분야로 확장돼 환자 맞춤형 예방과 조기 진단에 기여할 수 있다. KAIST는 바이오및뇌공학과 김철 교수 연구팀이 ‘침대형 심장 모니터링 온디바이스 시스템’을 개발했다고 19일 밝혔다. 연구팀은 전자회로와 전극을 하나로 통합한 유연성 기판 센서를 제작해 정밀도를 높였으며, 온디바이스 신호처리를 통해 신호-잡음 분리, 심장 박동 신호(R-피크) 검출, 심박변이 분석을 실시간으로 수행할 수 있는 통합 시스템을 구현했다. 기존 심전도 측정은 병원을 방문해 옷을 벗고 피부에 습식 전극을 부착해야 하는 불편이 있었다. 이 때문에 장기 모니터링이 어렵고, 특히 고령자나 만성질환 환자는 일상적으로 활용하기 쉽지 않았다. 비접촉 방식은 외부 잡음에 취약하다는 한계도 있었다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 능동 차폐를 적용해 외부 잡음을 차단하고, 인체의 미세한 전류 변화를 안정적
10억 차례 이상 반복 구동해도 끄떡없는 차세대 반도체 소재가 개발됐다. 한국연구재단은 서울대 손준우 교수, 포항공대 최시영 교수 연구팀이 ‘상전이 바나듐 산화물 반도체’의 결정구조 상변이를 제어해 열화(소재가 외부·내부적 영향으로 화학·물리적 성질이 나빠지는 현상)를 막을 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 상전이 바나듐 산화물 반도체는 임계 전압에 이르면 소재 특성이 절연체에서 금속으로 바뀌어 전기전도도가 급격히 증가하는 ‘금속-절연체 상전이’ 현상을 보이는 데, 저전력 광전자 소자와 뉴로모픽(뇌신경 모방) 신소자용 차세대 소재로 주목받고 있다. 다만 급격한 전기적 상전이에 동반하는 결정구조의 상전이가 스위칭 속도를 떨어뜨리고, 부피 변화로 인해 응력(외력에 의해 변형된 물체 안에서 발생하는 힘)이 발생하면서 소재의 내구성에 치명적인 영향을 준다는 문제가 있다. 연구팀은 상전이 바나듐 산화물에 과냉각된 타이타늄 이온을 도핑해 구조적 상변이의 원인인 결정구조의 규칙적인 질서를 교란하는 방법으로 부피 변화를 없애는 데 성공했다. 전자현미경 분석을 통해 물에서 급속도로 냉각된 얼음처럼 나노 영역에서의 구조적 이질성과 무질서함이 부피 변화 없는 상전이를 구
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
다공성 금속유기구조체 레이저 가공…고민감도 하이브리드 센서 국내 연구팀이 자동차 안전 및 환경과 식품 모니터링 등 다양한 산업 분야에서 활용되는 고성능 에탄올 센서의 효율과 안정성을 높이는 새로운 방법을 제시하였다. 한국연구재단(이사장 이광복)은 대구경북과학기술원 권혁준 교수 연구팀(제1저자 임형태 석박사통합과정)이 금속유기구조체에 레이저 공정을 적용해 상온에서 다양한 농도의 에탄올을 즉각적으로 감지할 수 있는 에탄올 센서를 개발했다고 밝혔다. 에탄올 센서는 차량의 시동 잠금장치를 비롯해 의료, 화공, 식품 등 산업 전반에서 사용된다. 하지만 고성능 에탄올 센서는 일반적으로 250도(℃) 이상 높은 온도에서 작동하여 측정 준비에 시간이 소요되고, 전력 소모에 큰 한계가 있었다. 이에 따라 고감도, 고신뢰성, 저전력, 신속한 반응/회복 속도 및 일관된 제조 공정을 갖춘 에탄올 센서 개발의 필요성이 대두되었다. 이에 연구팀은 금속유기구조체에서 유래한 다공성 금속산화물/탄소 소재를 개발하고 최대 3,500%의 반응성을 보이는 고성능 에탄올 센서를 개발하였다. 연구팀은 금속과 유기물이 규칙적으로 배열되어 있는 금속유기구조체에 미세 레이저 광열 공정을 수행하여 금속산
최근 친환경 수소 자동차 보급이 증가함에 따라 안전과 직결된 필수 요소인 수소 센서의 중요성이 더욱 높아지고 있다. 특히 빠른 수소 누출 감지를 위한 핵심 성능 지표인 센서 감지 속도의 경우 1초 이내로 감지하는 기술이 도전적인 과제로 남아있다. 이에 세계 최초 미국 에너지청(U.S.Department of Energy) 기준 성능을 충족하는 수소 센서가 개발돼 화제다. KAIST는 KAIST 조민승 박사(전기및전자공학부 윤준보 교수팀)가 현대자동차 기초소재연구센터 전자기에너지소재 연구팀, 부산대학교서민호 교수와의 협업을 통해 모든 성능 지표가 세계적인 공인 기준을 충족하면서 감지 속도 0.6초 이내의 기존보다 빠른 수소 센서를 세계 최초로 개발했다고 10일 밝혔다. 기존 상용화된 수소 센서보다 빠르고 안정적인 수소 감지 기술 확보를 위해 KAIST는 현대자동차와 함께 2021년부터 차세대 수소 센서 개발에 착수했고, 2년여의 개발 끝에 성공했다. 기존의 수소 센서 연구들은 수소 센서에 많이 활용되는 팔라듐(palladium,Pd) 소재에 촉매 처리를 하거나 합금을 만드는 등 주로 감지 소재에만 집중해 연구됐다. 이러한 연구들은 특정 성능 지표에선 매우 뛰어
구김과 펼침을 반복해도 주름이 잡히지 않는 새로운 디스플레이 기술이 제시됐다. 한국연구재단은 아주대 한승용, 강대식, 고제성 교수 연구팀이 형상기억 폴리머 소재를 활용해 자유롭게 형태를 변형할 수 있으면서도 접힌 부분의 구겨진 주름을 스스로 펼 수 있는 전자 장치를 개발했다고 7일 밝혔다. 폴더블 디스플레이의 반복되는 접힘 자국으로 발생하는 주름은 장치의 성능을 저하하거나 화면 왜곡과 같은 문제를 야기한다. 연구팀은 우화 과정 중 체액을 활용해 강성(어떤 물체가 외부로부터 압력을 받아도 모양이나 부피가 변하지 아니하는 단단한 성질) 변화를 나타내는 나비 날개 메커니즘에 착안했다. 부드러움과 딱딱함을 약 700배까지 조절할 수 있는 형상기억 폴리머로 전자 장치를 제작하고, 구겨진 상태에서의 소성 변형(주름)을 회복하는 데 성공했다. 개발된 전자 장치는 강성이 낮은 엘라스토머(고무와 같은 특성을 가진 폴리머 재료)층을 결합해 회복 불가능한 소성 변형을 방지하는 완충 기능을 갖추고 있고, 변형에 강한 은 나노와이어 전극을 내장했다. 작은 알약에도 압축해 보관할 수 있는 이 장치는 단단한 강성을 유지하지만, 꺼내서 열을 가하면 형상기억 폴리머의 강성이 순간적으로 낮
경희대·한국기술교육대 연구팀 "기존 대비 발전량 30% 향상" 마치 트램펄린처럼 탄성이 있는 표면에 물방울을 떨어뜨려 기존 물방울 기반 발전기 효율을 획기적으로 높이는 하이브리드 발전기가 개발됐다. 한국연구재단은 경희대 최동휘 교수 연구팀이 한국기술교육대학교 박성제 교수, 라문우 교수와 함께 압축 좌굴 현상에 기반한 4차원 프린팅 공정 기술을 새롭게 제안, 이 공정을 활용해 떨어지는 물방울로부터 전기를 생산할 수 있는 물방울 기반 하이브리드 발전기를 개발했다고 6일 밝혔다. 물방울 기반 발전기는 물방울과 고체 재료가 접촉하면서 발생하는 정전기를 활용해 전기 에너지를 생산하는 소자다. 떨어지는 물방울은 자연환경에 존재하는 역학적 에너지원 중 하나로 이를 활용한 에너지 수확 기술은 2020년 처음 제안된 후 소형 전자기기의 분산형 전력원 등으로 활용 가능성이 높아 전기 에너지 생산량을 높이기 위한 연구가 활발하다. 연구팀은 기존 물방울 기반 발전기가 적용한 딱딱한 고체 표면 충돌 방식에서 벗어나, 탄성을 갖는 구조를 채택해 낭비되는 에너지까지 회수하는 실마리를 찾았다. 떨어지는 물방울이 고체 표면과 충돌하면서 낭비되는 에너지를 소자 내 탄성에너지 형태로 변환,
서울대 AI연구원 "AI 연구 세계 3대 거점 연구소로 성장하는 것이 목표" 서울대학교는 지난 8일 AI연구원이 교육부와 한국연구재단이 지원하는 2023년 대학중점연구소지원사업에 선정돼 출범식을 개최했다고 밝혔다. 이날 행사에는 서울대 홍유석 공과대학장, 장병탁 AI연구원장, 이우인 연구부처장, 한국연구재단 이재방 실장을 비롯한 AI 연구 전문가들이 참석했다. 대학중점연구소지원사업은 교육부가 이공분야 학술연구를 지원하는 사업으로, 대학의 연구기반 구축과 학문 균형발전 및 후속세대 양성을 목표로 대학연구소를 지원하는 사업이다. 올해 사업은 서울대의 1차 내부 선정을 거쳐, 전국 대학연구소 중 5개 연구소만이 선정됐다. 서울대 AI연구원은 9년간 약 70억 원의 사업비를 지원받을 예정이다. 이번 사업으로 AI연구원은 ChatGPT로 대표되는 생성 AI의 근본 한계를 극복하는 차세대 인간 수준 AI 기술인 신체를 가지고 인간과 소통하며 현실세계에서 이해하며 행동하는 ‘체화 인공지능’의 핵심 원천기술을 연구 개발한다. 궁극적으로는 AI 연구의 세계 3대 거점 연구소로 성장하는 것이 목표다. 체화 인공지능 개발을 위해서는 5개의 핵심 연구 분야인 언어와 인지, 시각과
차세대 QLED 디스플레이, 증강현실, 센서 등 다양한 산업 적용 기대 디스플레이 패널에 쓰이는 차세대 발광소재로 양자점(Quantum dot)이 각광을 받고 있다. 특히 카드뮴이나 납과 같은 유독성 물질을 포함하지 않는 친환경 인듐 포스파이드(InP) 양자점이 주목을 받고 있으나 현재 기술로는 초고해상도 구현이 어려워 양자점 LED(QLED) 디스플레이 및 안경형 증강현실/가상현실 기기 적용에 있어 한계를 지닌다. KAIST는 신소재공학과 조힘찬 교수 연구팀이 친환경 InP 양자점의 우수한 광학적 특성을 유지하며 초고해상도 패턴을 제작하는 신기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 현재 국제 유해물질 제한지침(RoHS, Restriction of Hazardous Substances) 규정을 만족하지 못하는 제품은 많은 나라에서 판매가 금지되므로, 최근 많은 디스플레이 기업은 환경친화적인 특성을 갖춘 InP 양자점을 디스플레이에서의 빛 방출 소재로 채택, TV 등 중대형 디스플레이에 적용하기 시작했다. 그러나 InP 양자점은 외부 환경에 매우 민감한 성질을 가지고 있어 픽셀을 만드는 패터닝 공정 적용시 소재의 광학적 특성이 크게 저하되는 단점이 있어 우수한 광학적
KAIST는 전기및전자공학부 윤영규 교수 연구팀이 기존 기술 대비 10배 이상 정밀하게 생체 형광 신호 측정을 가능하게 하는 인공지능(AI) 영상 분석 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 연구팀은 별도의 학습 데이터 없이, 낮은 신호대잡음비를 가지는 형광현미경 영상으로부터 데이터의 통계적 분포를 스스로 학습해 영상의 신호대잡음비를 10배 이상 높여 생체신호를 정밀 측정할 수 있는 기술을 개발했다. 이를 활용하면 각종 생체 신호의 측정 정밀도가 크게 향상될 수 있어 생명과학 연구 전반과 뇌 질환 치료제 개발에 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 윤 교수는 "이 기술이 다양한 뇌과학, 생명과학 연구에 도움이 되길 바라는 마음을 담아 '서포트(SUPPORT, Statistically Unbiased Prediction utilizing sPatiOtempoRal information in imaging daTa)'라는 이름을 붙였다"며 "다양한 형광 이미징 장비를 활용하는 연구자들이 별도의 학습 데이터 없이도 쉽게 활용가능한 기술로, 새로운 생명현상 규명에 폭넓게 활용될 수 있을 것"이라고 말했다. 공동 제1 저자인 엄민호 연구원은 "서포트(SUPPORT) 기
성균관대학교 생명과학과 배용수 교수 연구팀은 종양성장을 효과적으로 억제할 수 있는 면역원성이 강화된 수지상세포가 인터류킨-33에 의해 새롭게 분화됨을 발견하고 그 분화기전을 규명했다고 7일 밝혔다. 수지상세포는 병원체 또는 외부항원을 포획한 뒤, T세포에 항원을 제시해 항원 특이적 면역반응을 유도하는 강력한 항원제시세포다. 수지상세포 중에서도 제1형 수지상세포(이하 cDC1)가 세포독성 T임파구의 활성을 효과적으로 유도하는 것으로 잘 알려져 있다. 이러한 특징으로 인해 수지상세포는 오랜 기간 항암 세포치료제로의 개발 가능성을 두고 연구돼왔다. 그러나 실제 임상에서 기대만큼 항암 면역 유도능이 높지 않아 지금까지도 면역원성을 높이는 것이 학계에서는 과제로 남아있다. 인터류킨-33은 조직손상 시 손상부위 회복을 위해 분비되는 사이토카인으로 암성장에 대해서는 오랫동안 상반된 연구결과가 보고돼왔다. 이런 가운데 최근 IL-33이 cDC1을 매개로 항종양면역반응을 유도한다는 연구가 발표됐다. 그러나 인터류킨-33의 자극을 받은 cDC1의 특성 및 분화기전에 대해서는 전혀 알려진 바가 없어 이를 규명한다면 면역원성이 강화된 새로운 수지상세포 암백신으로 개발이 가능할 것
KAIST는 전기및전자공학부 김동준 교수 연구팀이 고성능 조립형 SSD 시스템 개발을 통해 차세대 SSD의 읽기/쓰기 성능을 비약적으로 높일 뿐 아니라 SSD 수명연장에도 적용 가능한 SSD 시스템 반도체 구조를 세계 최초로 개발했다고 15일 밝혔다. 김동준 교수 연구팀은 기존 SSD 설계가 갖는 상호-결합형 구조의 한계를 밝히고 CPU, GPU 등의 비메모리 시스템 반도체 설계에서 주로 활용되는 칩 내부에서 패킷-기반 데이터를 자유롭게 전송하는 온-칩 네트워크 기술을 바탕으로 SSD 내부에 플래시 메모리 전용 온-칩 네트워크를 구성함으로써 성능을 극대화하는 상호-분리형(de-coupled) 구조를 제안했다. 연구팀은 이를 통해 SSD의 프론트-엔드 설계와 백-엔드 설계의 상호 의존도를 줄여 독립적으로 설계하고 조립 가능한 '조립형 SSD'를 개발했다. 김동준 교수팀이 개발한 조립형 SSD 시스템 구조는 내부 구성요소 중 SSD 컨트롤러 내부, 플래시 메모리 인터페이스를 기점으로 CPU에 가까운 부분을 프론트-엔드(front-end), 플래시 메모리에 가까운 부분을 백-엔드(back-end)로 구분했다. 백-엔드의 플래시 컨트롤러 사이 간 데이터 이동이 가능
교육부와 한국연구재단은 4단계 두뇌한국21(BK21) 혁신 인재 양성사업 지능형 반도체(시스템 반도체 포함) 분야에 7개 교육연구단을 추가로 예비 선정했다고 29일 밝혔다. 4단계 BK21은 4차 산업혁명, 인구 구조 변화 등에 선도적으로 대응할 석·박사급 인재를 양성하고 세계 수준의 연구 중심 대학을 육성하고자 정부가 추진하는 사업이다. 세부 지원 분야인 혁신 인재 양성사업 지능형 반도체 분야로 서강대, 한양대 에리카 캠퍼스, 울산과학기술원(UNIST) 등 3곳이 현재 지원받고 있는데, 이번에 대구경북과학기술원, 동국대, 숭실대, 아주대, 연세대, 중앙대, 경북대 등 7개 대학 교육연구단이 새롭게 선정돼 석박사 대학원생 350여명이 추가로 BK21 지원을 받게 될 전망이다. 추가 선정된 교육연구단은 2027년 8월까지 4단계 BK21 사업비를 지원받는다. 올해의 경우 각 교육연구단에 평균 5억원 내외의 사업비를 지원한다고 교육부는 설명했다. 각 교육연구단은 사업비를 대학원생 연구장학금, 신진연구인력 인건비, 교육과정 개발비, 국제화 경비, 연구 활동·산학협력 지원비 등에 활용할 수 있다. 교육부는 추가 예비 선정 결과에 대한 이의 신청을 받아 이상이 없을
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