역동적 연구문화가 `강한 한국` 만든다

 

대한민국의 관문 인천국제공항은 명실상부한 세계 최고의 공항이다. 국제공항협의회(ACI) 세계 공항 서비스 평가(ASQ)에서 12년 연속 1위를 차지했다. ASQ에서 5점 만점에 4.994점이라는 만점에 가까운 점수를 받았다. 올해는 인천공항이 세계 공항 서비스 수준 향상에 크게 공헌했다는 점을 특별히 인정해 '특별 공로상'도 수여했다. 학회, 국제협력사업 등 해외 출장으로 인천공항을 이용할 때마다 뿌듯함을 느낀다. 세계 어떤 공항도 부럽지 않았다. 하지만 얼마 전 유럽 출장 중에 경험한 로마 피우미치오 공항에서의 경험은 두고두고 생각난다. 피우미치오 공항에서 출국심사소를 지나 대합실에는 생뚱맞게 그랜드 피아노가 한 대 놓여 있었다. 장식이라고 하기엔 너무 거하고 피아노 공연을 위한 것이라 하기에는 준비가 너무나 부족했다. 음향시설도, 최소한의 관람용 좌석도 없었다. 그런 엉성한 곳에서 엄청난 일이 일어났다.  비행기를 기다리던 승객 한 명이 용감하게 피아노 덮개를 열고 의자에 앉아 연주를 시작했다. 여러 국가에서 온 승객들이 하나둘 모여 들었다. 그 정도는 우리에게도 일어날 수 있는 일이었다. 하지만 여기서부터 달랐다. 피아노를 연주하던 승객이 익숙한 가곡의 선율을 연주하기 시작하자 하나둘 행복 가득한 얼굴로 동참하여 합창을 시작했다. 어떤 이가 신청곡을 외치면 다른 이는 스마트폰으로 악보를 찾아 연주자에게 보여줬다. 낯선 이와 스스럼없이 어깨동무를 하고 서툴지만 아름다운 화음을 만들어 내는 것이었다. 피우미치오 공항의 품격은 로봇, 사물인터넷, 빅데이터, 생체인식 등 첨단기술을 총동원해 스마트 공항으로 만들겠다는 우리의 계획과는 차원이 달랐다. 비행기 시간에 맞춰 탑승 게이트로 향한 뒤로도 합창은 계속 되었다. 생뚱맞은 피아노 한 대로 감동적인 공간과 시간을 만들어 낸 것이다. 

 

어떻게 이러한 일이 가능했을까? 단순히 유럽의 문화라고 넘어가기엔 인상이 너무도 강렬했다. 유럽에 머무는 동안 어떤 차이가 이러한 일을 가능하게 했는지 묻고 또 물었다. 가장 설득력 있는 설명은 그들이 보유한 다양성과 포용성이었다. 다양한 사람들이 어우러져 있기에 그 예상치 못한 상황이라도 대응이 가능하며, 다양성을 인정하고 장점으로 받아들이고 있어 새로운 시도를 긍정적으로 바라보고 동참할 수 있다는 것이다. 또한 다름을 배척하지 않고 배움을 얻고, 협력으로 시너지를 만들어 내는 원천으로 본다. 그렇기에 나의 다름을 이상하게 보지 않으리라는 믿음이 있기에 서툰 연주, 노래 실력이라도 거리낌 없이 발산할 수 있었던 것이다.  사실 유럽 사회가 역사적으로 다양성과 포용성을 가진 사회는 아니었다. 효율성을 추구하며 획일적 사회를 지향한 나치즘과 파시즘이 사회의 주력이었던 시절도 있었다. 또 독일은 게르만족의 활동할 충분한 지리적 사회경제적 공간을 확보해야 한다는 라벤스라움을 주장하며 배타적으로 살인적인 이주 정책을 펴기도 했다. 7300만 명 이상의 귀한 목숨을 앗아간 제 2차 세계대전이라는 참화를 겪고서야 뼈에 새긴 교훈이 다양성과 포용이었다. 

 

지난 20세기 우리는 눈가면을 하고 앞만 보고 달리는 경주마와 같이 좌고우면하지 않고 효율성을 무기로 경제를 발전시켜왔다. 이를 통해 전쟁의 폐허에서 자동차, 조선, 반도체, 스마트폰 등 첨단의 주력산업 기반도 다졌다. 우리가 밟아 온 성공의 길은 효율성이라는 DNA를 우리의 유전자에 각인하는 과정이기도 했다. 당연히 다양성을 키울 여유를 갖기 어려웠다. 짧은 시간 내에 산업 일꾼을 길러내느라 교육도 획일화가 불가피했다. 효율성이라는 프레임 속에서 치열한 경쟁을 하는 우리에게 포용은 사치였는 지 모른다.  물론 지난 10여 년간 변화를 위한 노력을 경주해 온 것이 사실이다. 하지만 3년간의 국가과학기술연구회 융합연구본부장 재임 기간을 되돌아보면 아직 갈 길이 멀다. 저성장이라는 뉴노멀 속에 창의를 토대로 한 혁신성장만이 유일한 대안이 된 지금, 우리 과학기술계 또한 다양성의 부족이라는 한계를 절감하고 있다. 또한 융합의 중요성을 강조하지만 자발적으로 경계를 허무는 융합을 기대하기에 우리의 포용성 수준 역시 아직은 끓는 점에 이르지는 못했다. 2016년도 기준, 상향식 개인기초연구사업 규모는 1조1085억으로 전체 국가연구개발사업 중 5.8%에 불과한 실정이다. 같은 맥락에서 이정동 교수도 '축적의 길'에서 다양성을 중심으로 하는 스몰베팅 스케일업 전략을 강조하고 있는 것이다.  유럽도 세계대전이 끝난 후 바로 다양성과 포용성을 보유한 사회로 변모한 것이 아니다. 지독한 내부갈등과 반작용을 견뎌내야만 했다. 우리가 효율성이라는 성공의 덫에서 빠져나와 다양성과 융합을 통한 효과성을 지향하는 사회가 되는 데에는 앞으로도 많은 노력과 고통을 필요로 할 것이다. 우리 과학기술계가 새로운 길에 선두에 섰으면 한다. 피아노를 치듯 누군가는 새로운 연구를 제시하고, 합창에 참여하듯 다양한 연구자들이 융합해 문제를 해결해 내는 역동적인 연구문화를 필자는 꿈꾼다. "꿈은 이루어진다!"는 친숙한 구호를 마음에 새기며…

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4차 산업혁명과 '과학기술 상륙작전'

 

1950년 9월 15일, '크로마이트(Chromite) 작전'을 위해 8개국 261척의 함정이 월미도 앞바다에 집결했다. 00시 05분 팔미도 등대가 켜지고 05시 함포사격이 시작됐다. 06시30분 해병대 상륙으로 본격화된 이 군사작전이 바로 67주년을 맞은 인천상륙작전이다. 6.25전쟁 개전 이후 철저히 패하며 낙동강 전선까지 밀린 전황이 반전되는 순간이었다. 인천은 조수간만의 차가 최대 9미터에 달해 상륙작전을 감행하기에는 너무 큰 위험성을 안고 있었다. 미 합동참모본부가 반대를 굽히지 않았던 것이 당연했다.
 
불가능해 보였던 작전의 성공으로 경부선 철도와 경부 가도를 이용하던 북한군 보급선을 끊어냈고, 북한군은 9월 23일 총후퇴를 결정했다. 대한민국의 운명을 바꾼 역사적인 군사 작전이었다. 2017년 9월, 우리 대한민국은 또 한 번의 인천상륙작전이 필요한 처지에 놓였다. 북한은 핵무기 개발이라는 무모한 도발을 계속함으로써 한반도를 위기 상황으로 몰아넣고 있다. 특히 핵무기는 더 이상 자산이 아니라 인류에 대한 부채라는 전 세계가 공유하고 있는 기본을 저버리고 국제사회에서 고립의 길을 가고 있다. 필자는 우리 대한민국이 자유민주주의와 국민 안전을 굳건히 지켜낼 역량이 있다고 믿는다. 위기에 일치단결하는 국민, 국가 위기관리 능력과 이를 뒷받침할 탄탄한 국력이 있기 때문이다. 지난 50년 국가 발전을 함께 해온 과학기술계도 국가적 위기 상황에서 흔들리지 않고 더 크게 더 멀리 보는 지혜로움을 발휘해야 한다.

 

그리고 미래 국가 경쟁력 확보를 위한 과학기술 상륙작전을 준비해야 할 것이다. 과학기술 상륙작전은 4차 산업혁명이라는 새로운 바다와 땅에서 이루어질 것이다. 초연결, 초지능의 4차 산업혁명 개념은 2016년 다보스포럼에서 클라우스 슈밥 회장이 소개한 이후 미래 경쟁력을 좌우할 핵심 요소로 인식되고 있다. 우리 정부 또한 그 중요성을 평가하고 국정과제에 포함해 추진하고 있다. 우리나라는 세계적인 정보통신 인프라와 기술력을 갖춰 높은 잠재력을 갖췄다. 이에 반해 이미 수년간 인더스트리 4.0을 추진해 온 독일과 산업인터넷의 개념을 성숙시켜 온 미국 등에 비해 구체성이 떨어진다는 평가다. 게다가 우리는 할 수 있는 것들을 명시한 포지티브 법 제도를 채택하고 있어 새로운 제품, 서비스가 속속 등장할 새 시대에 대응하기 어렵다는 지적이다. 결국 4차 산업혁명의 하드웨어 파워는 강한 반면 소프트웨어 파워가 약하다는 평가인 것이다.

 

이런 상황에서 우리가 할 일은 명확하다. 먼저 4차 산업혁명 경쟁에서 뒤처진 것으로 평가되는 요소를 최대한 빨리 추격하는 것이다. 4차 산업혁명이 가져오고 있는 변화를 누구보다 먼저 수용하는 용기가 필요하다. 또 현재 활용 가능한 4차 산업혁명 기술을 업무와 비즈니스에 적용하는 영민함과 적응력을 보여야 한다. 산업계는 한 목소리로 4차 산업혁명의 확산을 더디게 하는 규제를 개혁해야 한다고 주장한다. 물론 무차별한 규제철폐가 목표가 되어서는 안 될 것이다. 사실 규제란 경험을 통해 획득한 국가 사회적 위험 요소를 통제하고 장기적 관점에서 국가 사회적 이익을 최대화하려는 목적을 담고 있기 때문이다.

 

두 번째로 앞서 나갈 준비를 해야 한다. 우리는 선진국이 밟아 갔던 길을 빠른 속도로 추격했고, 같은 궤도에서 추월하려 노력해 왔다. 하지만 11년째 2만달러 함정에서 벗어나지 못하며 성공했다는 평가를 내리지 못하고 있다. 4차 산업혁명 시대에 지금까지 우리가 해왔던 방법을 답습함으로써 새로운 시대가 주는 기회마저 잃는 우를 범해서는 안 된다. 먼저 4차 산업혁명의 흐름을 정확하게 보고 지나갈 길을 예측해야 한다. 초연결 속성에 의해 생성될 상상하기 힘든 규모의 빅데이터를 처리하고 초지능으로 연계하려면 엄청난 컴퓨팅 파워가 필요하다. 필자가 속한 KIST가 양자컴퓨팅과 신경모사반도체와 같은 완전히 새로운 컴퓨터 기술을 연구개발 하는 것도 이와 같은 이유에서다.

 

우리는 이미 4차 산업혁명 시대라는 바다에서 과학기술 상륙작전을 시작했다. 합리적 규제 개선이라는 등대를 점등하고, 선제적 R&D라는 해병대 상륙으로 미래 핵심기술을 선점해야 할 것이다.

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고성능 집광형 태양전지와 열전모듈을 융합한 고효율 융합 전지 개발
태양광과 발생하는 열을 동시에 전기로 바꿔 클린 에너지 분야 활용 기대

 

갈륨아세나이드(GaAs) 기반 집광형 태양전지*는 현재 가장 효율이 높은 태양전지 기술로 알려져 있다. 이 태양전지는 태양광을 전기로 바꿔주는 광변환 효율이 실리콘 태양전지보다 두 배 이상 높으며, 렌즈나 거울 등을 사용하게 되면 광변환 효율은 더욱 높아진다. 그러나, 집광정도가 높아질수록 많은 열이 발생하게 되는데, 이는 태양전지의 효율을 급격하게 저하시키게 된다. 이러한 현상은 집광형 태양전지의 효율 증가를 가로막는 가장 큰 장벽이 되어왔다.
*집광형 태양전지(CPV, Concentrator photovotaic) : 3족과 5족 화합물계를 결합한 갈륨아세나이드를 기반으로 기존 위성용을 벗어난 태양광을 모아서 발전하자는 새로운 컨셉을 적용한 태양전지

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 광전소재연구단 최원준 박사는 갈륨 아세나이드 화합물 반도체를 이용한 고효율 집광형 태양전지기술을 연구해 왔으며, KIST 전자재료연구단 백승협 박사는 비스무스 텔루라이드(Bi2Te3)** 열전반도체를 이용하여 버리게 되는 열을 이용한 발전 소자 연구를 수행해 왔다. 본 연구진은 울산과학기술연구원(UNIST)의 이기석 교수와 백정민 교수 연구팀의 이론적인 지원을 받아, 이 두 가 상이한 분야의 융합연구를 통해 기존의 집광형 태양전지 기술이 갖고 있는 한계를 극복한 고효율 융합전지를 개발했다.
**비스무스 텔루라이드(Bi2Te3) : 상온에서 가장 높은 열전 변환 계수(효율)를 가지고 있는 열전반도체 소재.  이 소재는 현재 냉매를 사용하지 않는 냉각시스템에 열전소자로 널리 활용

<그림 1> 광전·열전 융합 전지의 모식도

KIST 공동연구팀은 비스무스 텔루라이드 열전반도체가 열을 전기로, 전기를 열로 바꾸는 열전현상(thermoelectricity)이 매우 탁월한 것에 주목했다. 이 열전 반도체는 냉매를 이용하지 않는 전자냉각 시스템이나 자동차 등 버리는 열을 이용한 전기생산 시스템에 응용 가능한 기술이다. 현재 실생활에서는 와인 냉장고, 자동차 시트 쿨러, 순간냉각정수기 등에 이 기술이 사용되고 있고, 폐열을 이용한 발전시스템 개발에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다.

본 KIST-UNIST 공동연구진은 기존의 집광형 태양전지가 발생하는 열 때문에 효율이 저하되는 문제를 해결하기 위해서, 열을 전기를 바꿀 수 있는 열전 소자를 집광형 태양전지와 융합하는 기술에 관한 아이디어를 구상하고 이를 융합전지로 구현하였다. 집광형 태양전지에서 고집광시 발생하는 열은 태양전지의 효율을 저하시키는 주요한 원인으로 작용하는데, 이때 발생하는 열을 이용해 열전모듈이 전기 에너지를 추가적으로 생산하므로 융합전지의 효율은 단일 태양전지 효율에 비해 크게 향상될 수 있으며, 기존 집광형 태양전지의 집광한계를 극복할 수 있다.

KIST 최원준, 백승협 박사는 “융합연구를 통해 기존의 집광형 태양전지의 고집광시 발생하는 태양전지 효율저하 문제를 극복하는 집광형 광전·열전 융합전지의 가능성을 확인했다.”라고 말하며, “앞으로 고효율 클린 에너지 발전 산업에 크게 기여할 것으로 기대된다.”고 밝혔다. 

 

본 연구는 KIST-UNIST-울산시가 공동으로 지원하는 융합신소재연구센터의 지원으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야의 권위지인 ‘Nano energy’(IF : 11.53)에 5월 19일(금) 온라인 게재되었다. 

 * (논문명) A highly-efficient, concentrating-photovoltaic/thermoelectric hybrid generator    
        - (제1저자) 한국과학기술연구원 길태현 박사과정
        - (공동 제 1저자) 한국과학기술연구원 광전소재연구단 김상현 선임연구원               

        - (교신저자) 한국과학기술연구원 전자재료연구단 백승협 선임연구원
                        한국과학기술연구원 광전소재연구단 최원준 책임연구원

 

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스마트팜 2.0 핵심기술 8개 테스트할 수 있는 실증팜 오픈식 개최
KIST 강릉분원 내 실증팜 구축으로 스마트팜 2.0 기술 상용화에 박차

           

한국과학기술연구원(이하 KIST, 원장 이병권)을 비롯한 5개 출연연구기관들이 한자리에 모여 스마트팜 2.0 기술*의 핵심기술인 작물생육계측 및 분석기술, 온실 맞춤형 복합환경시스템 등을 개발하고 이 기술들을 테스트할 수 있는 실증팜을 KIST 강릉분원 천연물연구소(분원장 오상록) 내 설치하고 4월 21일(금) 개소식을 개최하였다.

*스마트팜 2.0 기술 : 온실 내 작물 생육 중심의 복합환경제어시스템을 구현하여 작물의 생산성 증대를 이끄는 기술

이날 개소식 행사에는 국가과학기술연구회 이상천 이사장을 비롯하여 KIST 이병권 원장, 한국생산기술연구원 이성일 원장, 한국식품연구원 박용곤 원장과 스마트팜 관련 학계, 기업과 연구소 등의 주요 인사들이 참석하여 SFS융합연구단에서 개발한 핵심기술 설명회 및 시연회를 관람했다.  미래창조과학부와 국가과학기술연구회의 지원으로 2015년 10월부터 시작된 스마트팜 2.0 기술개발 연구는 KIST를 주관기관으로 하여 한국전자통신연구원(ETRI), 한국생산기술연구원(KITECH), 한국에너지기술연구원(KIER), 한국식품연구원(KFRI) 등 5개 연구기관이 참여하고 있다.

이번에 설치된 실증팜은 건축면적 1,386m2(420평)의 규모로서 내부에는 본 연구를 통해 개발된 각종 요소기술의 성능을 검증할 뿐 아니라 기존 제품과의 성능 비교도 할 수 있도록 4개로 구성된 작물재배실(총 792m2(240평)) 및 기계실, 온실통합운영실로 구성되어 있다. 연구진들은 본 실증팜을 통해 연구실에서 개발된 기술을 즉시 테스트할 수 있어 기술개발에 시너지 효과를 기대하고 있다. 본 실증팜에서 테스트할 핵심기술들은 1)작물 생육계측 및 분석기술, 2)복합생리/환경 계측 센서기반 스마트 관수시스템, 3)스마트 양배액 처리기술, 4)스마트 복합환경제어시스템, 5)스마트 온실작업관리시스템, 6)에너지 최적관리시스템(복합열원이용 포함), 7)스마트팜 정보활용시스템, 8)식의약 원료용 기능성 작물 재배기술 등 8개이다. 향후 실증팜은 테스트베드 역할 외에도 스마트팜 기술을 이용하여 창업하려는 창농인들의 체험을 통한 교육의 장으로도 활용될 예정이다.
 
또한 SFS융합연구단에서는 개발된 기술을 다양한 작물 및 환경조건에서 테스트하기 위하여 이번 개소한 실증팜 외에도 이미 강릉 사천, 충남 천안에도 실증팜을 설치하여 운영 중이며, 특히 현재 지자체를 중심으로 스마트팜 단지를 조성 중인 태안군과 포항시와도 업무 협약을 체결하여 SFS융합연구단이 개발한 스마트팜 2.0 기술을 적용하여 올해 말부터 본격적으로 대규모 실증사업에 착수할 예정이다. SFS융합연구단 노주원 단장은 “KIST 강릉분원 내에 실증팜이 설치됨으로써 그동안 개발된 기술들의 즉각적인 실증이 가능케 되어 상용화에 더욱 박차를 가하게 됐다”면서 “앞으로 추가 기술개발 및 농가 보급확산은 미래창조과학부, 농림축산식품부, 농촌진흥청과 스마트팜 R&D협업체계 하에 진행할 예정이며, 지자체와 공동으로 스마트팜 시범사업을 통해 개발된 기술을 발전시켜 나갈 계획”이라고 밝혔다.

 

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안녕하세요! 한국과학기술연구원 서포터즈 5기 김용민, 최나영입니다!  앞으로 활동기간동안 여러분과 만날 수 있게 되어 너무 기쁩니다!  저희는 KIST인들이 어떤 연구를 하는지부터 시작해서 KIST인이 된 계기, 배경뿐만 아니라 취미까지! 그야말로 KIST인들의 머리부터 발끝까지 알아볼 예정입니다.  저희가 이번에 처음으로 만나본 KIST인은 바로 뇌과학분야와 로보틱스분야의 융합에 선두에 계신 ’바이오마이크로시스템연구단의 양성욱 박사님’이십니다!!(짝짝)
양성욱 박사님은 초소형 로봇을 이용한 바이오 분야나 의료분야에 관련된 응용연구를 수행하고 계시는 데요. 먼저 영상으로 만나보시죠!

 
Q1. 안녕하세요! 박사님, 먼저 간단하게 자기소개 부탁드립니다!

 

저는 바이오마이크로시스템연구단 양성욱입니다. 현재는 초소형 로봇을 이용한 바이오 분야나 의료분야에 관련된 응용연구를 수행하고 있습니다.  KIST는 2006년부터 2010년까지 있다가 2010년부터 2015년까지는 카네기멜런대학교에서 로보틱스 분야 박사학위를 전공하고 2015년에 복직해서 근무하고 있습니다.

 

Q2. 로보틱스를 전공하신 박사님께서 초소형 로봇 기술을 이용해 뇌과학분야에 도전하신 것이 굉장히 흥미롭습니다.  이렇게 다른 분야를 선택하게 되신 배경에는 어떤 일들이 있었나요?

 

기본적으로 관심이 있었던 분야는 기계와 전기&전자 분야였습니다.  그래서 관련된 실험실에 들어갔고 새롭게 정밀 광학측정 시스템을 구축하는 연구를 하였습니다.  연구를 위해서 과학 분야, 시스템에 관련된 프로그램을 공부하게 되면서 분야가 조금씩 변했습니다.  더욱이 KIST에서는 마이크로 로봇형태인 심장 세포를 올려놓으면 기어가는 초소형로봇을 본격적으로 연구하였습니다.  박사학위 들어가서는 컴퓨터 사이언스와 가까운 조금 더 제어 적인 연구들을 결합하면서 조금씩 분야가 변해간 것 같습니다. 
 

Q3. 박사님께서는 로보틱스를 전공하셨고, 다른 박사님들도 전기전자공학, 재료공학으로 연구 개발 응용 분야를 뇌과학/신경과학과의 새로운 접목을 꾀한 것은 대단히 도전적인 시도라고 생각하는데요. 뇌과학연구소 참여 초기에는 상이한 전공자들 간의 소통에 애로 사항들이 종종 있었다고 들었습니다. 어떤 애로 사항들이 있었나요?

 

가장 문제가 되었던 것은 기본적으로 서로 가지고 있는 백그라운드와 쓰고 있던 용어가 달라서 소통하는 데 어려움이 있었다는 점입니다.  두 번째로는 공학 분야와 기초과학 분야의 연구방법이 달라 접근방식이 다르다는 점이었습니다.  저희 쪽에서는 주로 사회에 흩어져 있는 문제를 해결해 내는 과정인데, 기초과학을 연구하시는 분들은 세상에 알려지지 않은 문제들을 밝히기 위하여 가정을 새우고 실험을 통하여 풀어내 가는 방법론적인 차이가 있어요.  같이 연구를 하게 되면서 서로 이해하고 보조해주는 역할을 하기 위해 서로가 노력 하고 있습니다.

 

Q4. 뇌신경과학 분야에서 초소형 로봇 기술은 기존의 방법과 비교해 어떤 장점이 있을까요? 

 

뇌신경과학 분야에서 초소형 로봇 기술은 기존에는 뇌를 이해하기 위해서 생체정보를 수집하고 해석하는데 초점이 맞춰져 있었어요.  근데 이제는 그것을 뛰어넘어서 컨트롤하고 변환해서 동작을 수행 할 수 있도록 하고 있습니다.  예를 들어서 쥐의 머리위에 초소형 로봇을 올려놓고 뇌 신호를 제어해 움직임을 컨트롤 할 수 있는 연구를 진행중입니다.
또한 예전에는 뇌신호를 분석하기 위해 사람의 컨트롤로 쥐의 머리위에 전극을 삽입하는 힘든 작업을 하였는데, 지금은 로봇이 그런 과정을 대신 하기 때문에 동물입장에서도, 인간입장에서도 편하게 연구를 할 수 있게 되었습니다.  

 

Q5. 뇌 신경신호 측정을 위한 전극 이동용 마이크로 매니퓰레이터를 발명하셨다고 하는데, 마이크로 매니퓰레이터에 대해 설명 부탁드립니다!

먼저 마이크로 매니퓰레이터를 이용해 머리에 전극을 이식해서 생체정보를 뽑아냅니다.  뽑아낸 정보를 통해 어떻게 움직이겠다, 어디로 움직이겠다는 것을 기기학습을 통해 인식시킵니다.  인식된 학습을 바탕으로 생각만으로 로봇을 움직일 수 있게 하는 것이 마이크로 매니퓰레이터의 주요 기능입니다.  이를 통해 전신마비환자도 생각만으로 몸을 움직일 수 있게 하도록 신경을 제어할 수 있습니다. 
그런데 이런 기계 하나에도 수 많은 기술들이 들어가게 됩니다. 신경신호를 분석할 수 있는 기술, 컴퓨터 사이언스에서 알고리즘을 생성하는 기술, 전극이 생체내에 들어갔을 때 안정적이게 하는 생체적합성 기술, 기계를 지고 다닐 수 있게 초소형으로 만들 수 있는 기술등이 복합적으로 작용한다고 보면 됩니다. 

 

Q6. 2015년도 IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 저널에 출판한 논문으로 2016년도 IEEE/ASME Best Mechatronics Paper Award를 지난 6월 20일에 수상하였습니다만, 박사님 논문의 간략한 컨셉과 수상을 하게된 계기가 어떠한 부분이라고 혹시 생각하시는지요?

기존에 논문은 큰 시스템에 관련된 것은 많지만, 초소형화 시스템에 걸맞은 알고리즘은 별로 없었습니다.  현재 상용화되어있는 큰 것을 초소형화 시켜 동작하기 위해서는 기능적으로 고려할 것들이 많습니다.  소형모터들은 힘이 약하고 센서를 가져다 쓰기도 어렵습니다.  그래서 이 논문에는 단순히 크기만 소형화하는 것이 아니라 초소형 모터들의 작은 힘을 고려해서 어떻게 구조를 만들면 최대의 힘을 낼 수 있을지 크기, 길이를 최적화하는 내용이 담겨있습니다.  이런 디자인을 최적화하는 기술을 통해서 초소형 모터에 기반을 둔 최적화 설계 알고리즘을 기반으로 매니퓰레이터 디자인하고 성능 검증하는 내용을 담고 있습니다.

 

Q7. KIST에 들어온 계기는 무엇이며, KIST의 융합연구는 어떻게 시작 된 것인가요?

서울대학교에서 학부 석사를 마치고 병역특례를 하기 위해서 KIST에 들어왔습니다.  병역특례 기간보다 조금 더 있으면서 몸속을 기어가는 내시경 로봇을 만들었는데, KIST의 융합연구는 그때부터 시작되었습니다.  기본적으로 몸에 들어갈 수 있는 로봇을 개발하기 위해서는 기계 자체가 작아질 수밖에 없습니다. 그래서 ‘초소형 바이오 마이크로 시스템과 뇌과학 분야를 합쳐 시너지를 내자‘라는 움직임이 있었습니다.  그 일환 중에 하나로 ’동물의 움직임에서 센서를 만들어 내는 것‘, ’몸에 붙이는 센서를 만드는 것‘과 같은 다양한 융합연구가 시작된 것입니다. 해외 어디를 봐도 KIST처럼 융합연구를 하기 적합한 곳은 별로 없는 것 같아요.

 

Q8. 향후 초소형 로봇기술은 어떤 곳에 쓰이고, 어느 정도까지 변화가 있을 것으로 생각하시나요?

로보틱스라는 학문 자체가 융합연구이기 때문에 로봇이 적용되는 분야는 다양할 수 있습니다.  초소형 로봇기술은 Cell Manipulation에 적용될 수 있고, MIcro patterning쪽에도 적용할 수 있습니다.  제가 생각하고 있는 로봇 분야는 사람처럼 동작하는 것뿐만 아니라 사람이 제어하는 것의 한계를 극복할 수 있는 로봇입니다.  아직 바이오, 의학 분야에는 인체의 한계 때문에 탐구하지 못하는 분야가 있으므로 초소형로봇기술을 이용한다면 새로운 문제를 풀어나갈 수 있을 것입니다.

 

Q9. 박사님께서 생각하는 좋은 연구는 뭐라고 생각하세요?

대학원을 진학하는 과정에서 내가 어떤 분야를 잘할 수 있고, 부족한 분야는 어떻게 메이크업을 해야 내가 생각 하는 것을 구연할 수 있을지, 만들 수 있을지 생각하게 됩니다.  그런 과정에서 연구는 경쟁적 일수밖에 없습니다.  좋은 연구는 사회적 연구 의미가 있는 연구일 수도 있고 경쟁적으로는 세계적으로 살아남는 연구들일 수도 있습니다.  경쟁적이라는 것이 싸우고 좋은 성과를 내고 이런 것이 아니라 이제는 연구의 눈높이를 텍스트가 아닌 같이 연구하는 연구원들과 눈높이를 만들 수 있도록 하는 것이 노력하는 것이라고 생각합니다.

 
Q10. 박사님처럼 여러 분야의 학문을 접목시켜 연구하기 위해 꿈을 키워가는 청년들에게 해주고 싶으신 말이 있나요?

기회가 된다면 다른 분야의 공부를 접할 수 있었으면 좋겠습니다.  다른 분야의 공부를 시작할 때 나보다 오래 공부한 사람들보다 잘할 수 있을까? 라는 물음표를 던지기보다는 도전하는 것을 두려워하지 않았으면 좋겠습니다. 제가 주변에서 성공하시는 분들을 봤을 때는 분야를 바꿀 때 어려움이 많지만, 주변에 노력으로 허들을 뛰어넘은 분들이 많습니다. 본인이 새로운 것에 대해 도전하는 두려움이 없는 것이 가장 중요할 것 같습니다.

 

 

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[디지털타임스] [르포] KIST 치매DTC연구단을 가다

 

지난 3일 서울 하월곡동 한국과학기술연구원(KIST) 치매DTC융합연구단 연구실. 연구원들이 유전자 변형으로 치매에 걸린 초파리의 뇌를 살펴보고 있었다. 연구단에서는 유전학 연구에 많이 쓰이는 실험동물인 초파리와 제브라피시로 치매를 일으키는 다양한 원인을 연구하고 치료제 후보물질의 효과를 검증하는 모델을 개발하고 있다.[...]

 

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- 전통문화산업육성을 위한 전통문화융합연구사업 출범식 개최

- 첨단과학기술 융∙복합을 통한 전통문화산업 생태계 활성화

 

  한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 전통문화과학기술연구단(단장 한호규)은 ‘전통과 과학기술이 함께 만드는 미래’라는 주제로 10월 4일(화) KIST 서울본원에서 ‘전통문화융합연구사업’ 출범식을 개최했다.

 

 

  미래창조과학부(장관 최양희) 주최로 개최된 이번 행사는 KIST 전통문화과학기술연구단(단장 한호규(KIST)) 주관으로 ‘과학기술이 선도하는 전통문화산업’이라는 비전을 발표하고, 전통문화융합연구사업과 전통르네상스지원단 발족 및 3개 연구개발과제를 소개했다. 이어지는 행사에서는 전통문화산업 업무협약식을 체결하는 등 전통문화산업의 육성을 위한 자리를 가졌다. 전통문화융합연구사업 출범으로 ‘전통르네상스지원단(단장 홍경태(KIST))’을 구성해 전통문화와 현대과학기술의 융·복합을 통해 전통문화에 내재된 가치의 산업화, 고부가 가치화 및 ‘문화융성’을 촉진, 지원한다. 전통르네상스지원단은 전통문화산업의 기반을 구축하고 R&D활성화 및 전통문화의 자생적 산업 생태계 구축을 지원한다.

 

  전통문화융합연구사업의 3개 연구개발과제는 한국형 글로벌 장건강 프로젝트(청국장 발효균 프로바이오틱스)와 전통공예, 건축소재 기반 스마트 3D프린팅용 소재개발, 그리고 전통 제철기술을 활용한 고강도 소재(고급 칼 등) 개발 및 상품화이다. 이러한 연구과제는 전통문화가 우리의 식습관에서 생활도구 건축과 소재에 이르기 까지 대중에 친근한 내용으로 기존 전통문화시장을 확대할 뿐만 아니라 새로운 시장을 창출하는 것도 염두에 두고 있다.

 

  이번 출범식에서는 당해 사업의 비전에 걸맞게 앞서 언급한 3개 연구과제 외에도 전통문화산업의  R&D 플랫폼을 구축해 기술개발의 주제를 발굴하고 기존 업체들의 애로사항을 해결하며, 미래 지속가능한 발전을 위한 교육과 인력양성, 마지막으로 연구결과의 사업화와 홍보에 이르는 사업단이 수행할 핵심 내용도 소개되었다. 전통르네상스지원단 홍경태 단장은 출범식을 마치면서 “전통문화의 강점을 재조명하고 현대 과학기술 융합을 통해 전통문화자원의 산업적 가치 제고 및 전통 소재·공정혁신을 위한 산․학․연․관 협력 네트워크의 ‘장’을 마련하겠다”라는 포부를 밝혔다.

 

 

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매일경제 

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