한국과학기술원(KAIST) 바이오·뇌공학과 장무석 교수 연구팀은 이종층 메타표면 설계 방식을 적용해 고해상도 분광기를 소형화하는 데 성공했다고 13일 밝혔다. 이종층 메타표면은 두 겹의 무질서한 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 크기 인공 구조물을 통해 빛을 산란시켜 파장별로 패턴을 만들어내는 방법으로 빛을 제어할 수 있는 차세대 광학 소자다. 분광기는 빛을 파장별로 분해해 물성을 분석하는 광학 장비로 재료 분석, 화학 성분 검출, 생명과학 연구 등 다양한 분야에 쓰인다. 기존 고분해능 분광기는 수십 센티미터(㎝) 수준으로 폼팩터(외형)가 크고, 정확도를 높이기 위해 복잡한 교정 과정이 필요하다. 무지개처럼 색을 분리하듯 빛의 파장을 진행 방향으로 분리하기 위해 분산 부품이 쓰이기 때문인데, 이로 인해 실험실이나 산업 제조 현장 등으로 활용성이 제한적이었다. 연구팀은 빛의 색 정보를 빛의 진행 방향으로 일대일 대응시키는 기존 분광 패러다임에서 벗어나, 무질서한 구조를 광학 부품에 도입하는 방법을 고안했다. 수십∼수백 나노미터 크기 이종층 메타표면을 활용해 스페클 패턴(여러 파면의 빛이 간섭해 만들어지는 무작위 패턴)을 생성하고, 카메라가 측정한 스페클 패턴에서
한국과학기술원(KAIST)은 비싼 백금 촉매 없이도 수소를 생산할 수 있는 수전해 기술(물을 전기분해 해 수소를 생산하는 기술)을 개발했다고 11일 밝혔다. 최근 고순도 수소를 고압으로 생산할 수 있는 양이온 교환막 수전해(PEMWE) 기술이 차세대 수소 생산 기술로 주목받고 있다. 다만 고가의 귀금속 촉매에 대한 의존도가 높아 상용화에 어려움이 있었다. 생명화학공학과 김희탁 교수 연구팀은 한국에너지기술연구원 두기수 박사와의 공동 연구를 통해 계면 구조 설계를 최적화하는 방법으로 고가의 백금 코팅 없이도 고성능을 낼 수 있는 양이온 교환막 수전해 기술을 개발했다. 연구팀은 수전해 전극에서 이리듐 산화물이 제 성능을 내지 못하는 원인에 주목했다. 촉매와 기판 사이의 절연층에 가까운 이오노머가 전자의 흐름을 방해해 전자 통로가 차단되는 현상이 발생한다는 사실을 밝혀냈다. 이에 다양한 입자 크기의 촉매를 비교·분석하는 등 시뮬레이션을 통해 20㎚(나노미터·10억분의 1ｍ) 이상 크기의 촉매 입자를 사용할 때 전도성이 회복된다는 것을 실험적으로 입증했다. 촉매 입자 크기, 이오노머 분포, 촉매층 구조를 통합적으로 고려한 계면 설계를 통해 귀금속 사용량을 획기적으로
한국과학기술원(KAIST)은 주변의 미세한 진동 에너지를 전기로 바꿔 외부 전력 없이도 이산화탄소 농도를 측정할 수 있는 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 최근 산업계에서 이산화탄소 배출량 규제 흐름이 확산하면서 효율적이고 지속적인 이산화탄소 모니터링 시스템에 대한 요구가 커지고 있다. 기존 이산화탄소 모니터링 시스템은 배터리나 유선 전원에 의존해 설치와 유지 보수에 제약이 따른다. 전기·전자공학부 권경하 교수팀은 중앙대 류한준 교수팀과 공동연구를 통해 에너지 하베스팅(일상생활에서 버려지는 진동, 압력 등 에너지를 수확해 전기 에너지로 변환할 수 있는 기술)을 이용해 외부 전력 없이 작동할 수 있는 자가발전 무선 이산화탄소 모니터링 시스템을 개발했다. 이는 산업 장비나 배관에서 발생하는 진동을 전기로 바꾸는 ‘관성 구동 마찰전기 나노 발전기’ 기술이다. 나노 발전기에 탄성 스프링을 결합, 미세 진동을 증폭시키고 공진 현상을 유도해 0.5㎽(밀리와트)의 전력을 안정적으로 생산해 냈다. 생산된 전력은 이산화탄소 센서와 저전력 블루투스 통신 시스템을 구동하는 데 사용됐다. 권경하 교수는 “앞으로 다양한 센서를 통합한 자가발전형 환경 모니터링 플랫폼의 기반 기술로 활
한국과학기술원(KAIST)은 과학기술정책대학원 최문정 교수 연구팀이 젠더에 따라 디지털 해킹 피해 경험과 대응 방식이 다르다는 사실을 규명했다고 8일 밝혔다. 해킹으로 인한 사이버 범죄 우려가 커지고 있음에도 기존 연구는 주로 기술적 측면에만 집중돼 있을 뿐 사회인구학적 특성에 대한 분석은 부족한 실정이다. 연구팀은 유사한 디지털 접근성과 사용 능력을 갖췄음에도 디지털 활용 결과에서 사회적 불균형이 나타나는 ‘제3레벨 디지털 격차’ 관점에서 젠더 차이에 주목했다. 해킹 피해를 본 사회관계망서비스(SNS)의 게시물 1만3000여건을 수집해 인공지능으로 분석한 결과, 여성은 게임을 제외한 거의 모든 온라인 서비스 영역에서 남성보다 해킹 피해 경험을 더 많이 보고했다. 남성은 게임 관련 서비스의 해킹 피해가 두드러졌다. 여성은 해킹으로 인해 평판 손상, 금전적 손실, 개인화된 콘텐츠의 변경 등 부정적인 결과를 겪을 가능성이 더 높은 것으로 분석됐다. 해킹에 대한 대처 전략에서도 젠더 차이가 뚜렷하게 나타났다. 남성은 해킹 출처를 추적하거나 계정을 복구하는 등 능동적인 전략을 주로 사용했지만, 여성은 피해 사실을 공유하거나 도움을 요청하는 등 사회적 자원을 활용하는
불연속 지형 고속 이동 기술 개발 발표...벽·계단·징검다리 넘나들며 시속 14.4km 질주해 삼성전자 미래기술육성센터 지원 속 재난 현장 등 실질적 임무 투입 기대 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 황보제민 교수 연구팀이 개발한 사족 보행 로봇 '라이보(Raibo)'가 불연속적이고 복잡한 지형에서도 고속으로 이동하는 성능을 입증했다. 연구진은 수직 벽을 달리고, 1.3m 폭의 간격을 뛰어넘으며, 징검다리 위를 시속 약 14.4km로 질주하는 라이보의 모습을 공개했다. 심지어 30° 경사, 계단, 징검다리가 혼합된 지형에서도 빠르고 민첩하게 움직이는 능력을 선보였다. 이러한 보행 기술은 라이보가 빠른 기간 안에 재난 현장 탐색, 산악 수색 등 실질적인 임무 수행에 투입될 것이라는 기대를 높였다. 연구팀은 복잡하고 불연속적인 지형에서 로봇이 빠르고 안전하게 목표 지점까지 도달하도록 사족 보행 내비게이션 시스템을 개발했다. 이를 위해 문제를 두 단계로 분해하여 접근했는데, ▲발 디딤 위치(foothold)를 계획하는 플래너(Planner) ▲계획된 발 디딤 위치를 정확히 따라가는 트래커(Tracker) 등 두 가지 트랙으로 기술을 개발했다. 먼저, 플래너 모
한국과학기술원(KAIST) 전기·전자공학부 정재웅 교수와 신소재공학과 스티브 박 교수, 서울대 박성준 교수 공동 연구팀은 온도에 따라 딱딱함과 부드러움을 자유자재로 조절할 수 있는 액체금속 전자잉크를 개발했다고 4일 밝혔다. 연구팀은 기존 딱딱한 전자기기의 한계를 극복하기 위해 체온 근처(29.8도)에서 녹는 액체금속 갈륨에 주목했다. 갈륨은 고체 상태에서는 매우 단단하지만 녹으면 부드러운 액체가 돼 큰 폭의 강성 변화가 가능하다. 다만 물방울처럼 뭉치려는 성질과 액체 상태에서의 불안정성 때문에 정밀한 회로 제작이 어려웠다. 연구팀은 갈륨의 산성도(pH)를 제어해 자유자재로 강성을 조절할 수 있는 기술을 개발했다. 우선 ㎛(마이크로미터·100만분의 1ｍ) 크기의 갈륨 입자를 중성 용매에 고분자와 함께 섞어 전자 잉크를 제작했다. 용매의 중성 상태 덕분에 갈륨 입자가 고분자에 고루 분산돼 안정적으로 잉크가 만들어진다. 회로를 인쇄한 후에는 중성 용매가 가열되는 과정에서 산성 물질을 생성하면서 잉크가 산성화되고, 갈륨 입자 표면의 산화막이 제거되면서 전도성을 띠게 된다. 상온에서 고해상도 인쇄가 가능하면서도, 인쇄를 끝낸 뒤에는 우수한 전기전도성과 가변 강성을
한국과학기술원(KAIST)은 전기·전자공학부 명현 교수 연구팀의 ‘어반 로보틱스 랩’(Team Urban Robotics Lab)이 최근 미국 애틀랜타에서 열린 권위 있는 학술 대회인 ‘2025 IEEE 국제 로봇 및 자동화 학술대회’(ICRA)의 NSS 챌린지에서 우승했다고 30일 밝혔다. NSS 챌린지는 ICRA에서 가장 저명한 챌린지 중 하나로 건설·산업 환경 등 분야에서 다양한 시간대에 수집된 라이다(LiDAR·자율주행 동체의 눈 역할을 하는 핵심 센서) 스캔 데이터를 얼마나 정확하게 정합할 수 있는지를 중심으로 평가한다. 어반 로보틱스 랩팀은 사전 연결 정보 없이도 다수의 라이다 스캔을 강건하게 정합할 수 있는 위치 추정·지도작성 기술인 ‘다중 정합 프레임워크’를 개발해 중국 서북 이공대(2위), 대만국립대학교(3위)를 큰 점수 차이로 제치고 1위를 차지했다. 라이다 스캔 정합 기술은 자율주행차, 자율로봇, 자율보행 시스템, 자율비행체, 자율운항 등 다양한 자율 시스템의 핵심 요소다. 명현 교수는 “복잡한 환경 속에서도 서로 다른 스캔 사이의 상대 위치를 정밀하게 추정하는 성능을 극대화함으로써 학문적 가치와 산업적 응용 가능성을 입증했다”고 말했다.
국내 연구진이 유기물 없이도 안정적으로 빛의 방향성 정보를 구분할 수 있는 반도체 소재를 개발했다. 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 염지현 교수 연구팀은 셀레늄(Se)의 카이랄성(거울에 비출 때 대칭이지만 서로 겹치지 않는 ‘거울상 이성질’) 구조를 이용해 좌우회전 빛을 구분할 수 있는 ‘원형편광’(CPL) 검출 반도체 소재를 개발했다고 28일 밝혔다. 빛은 파장, 진폭, 위상뿐 아니라 편광이라는 또 하나의 물리적 특성을 갖는다. 광소자가 다양한 신호를 받아들이기 위해서는 빛의 편광까지 인식하는 기능이 필요하다. 그중에서도 원형편광은 빛의 전기장이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 고차원적인 빛의 상태로, 양자 정보·스핀 광학·광 기반 암 진단 등 차세대 광소자 분야 핵심 기술이다. 원형편광을 감지하기 위해 유기 고분자나 하이브리드 페로브스카이트(부도체·반도체·도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 갖는 산화물) 소자를 활용한 센서가 개발되고 있지만, 습도나 자외선에 쉽게 분해되는 등 안정성이 떨어지는 문제가 있다. 연구팀은 좌우 회전 방향이 다른 빛의 방향에 대해 선택적으로 반응할 수 있는 카이랄성 소재에 주목했다. 무기 소재인 셀레늄은 고유의
인공지능 분야에서 지식 체계나 데이터베이스를 그래프로 저장하고 활용하는 사례가 급증하지만, 일반적으로 복잡도가 높은 그래프 연산은 GPU 메모리의 제한으로 인해 매우 작은 규모의 그래프 등 비교적 단순한 연산만 처리할 수 있다는 한계가 있다. KAIST 연구진이 25대의 컴퓨터로 2000초가 걸리던 연산을 한 대의 GPU 컴퓨터로 처리할 수 있는 세계 최고 성능의 연산 프레임워크를 개발하는데 성공했다. KAIST는 전산학부 김민수 교수 연구팀이 한정된 크기의 메모리를 지닌 GPU를 이용해 1조 간선 규모의 초대규모 그래프에 대해 다양한 연산을 고속으로 처리할 수 있는 스케줄러 및 메모리 관리 기술들을 갖춘 일반 연산 프레임워크(일명 GFlux, 지플럭스)를 개발했다고 27일 밝혔다. 연구팀이 개발한 지플럭스 프레임워크는 그래프 연산을 GPU에 최적화된 단위 작업인 ‘지테스크(GTask)’로 나누고, 이를 효율적으로 GPU에 배분 및 처리하는 특수한 스케줄링 기법을 핵심 기술로 한다. 그래프를 GPU 처리에 최적화된 자체 개발 압축 포맷인 HGF로 변환해 SSD와 같은 저장장치에 저장 및 관리한다. 기존 표준 포맷인 CSR로 저장할 경우 1조 간선 규모의 그래
한국과학기술원(KAIST) 디지털바이오헬스AI연구센터는 질병을 스스로 판단해 신약을 발굴하는 인공지능(AI) 기술과 플랫폼 개발에 나선다고 23일 밝혔다. 과학기술정보통신부의 ‘AI 최고급 신진연구자 지원사업’의 일환으로 2030년 12월까지 115억 원을 들여 바이오·의료 분야에 특화된 한국형 챗GPT 플랫폼을 개발한다는 목표다. 구체적으로 다양한 의료 지식체계를 통합해 진단과 치료의 정밀성과 신뢰성을 높이는 고성능 추론 모델 구축, 기호 기반 추론과 신경망 모델을 효율적으로 결합한 융합형 추론 플랫폼 개발, ‘셀 온톨로지’(cell ontology) 기반의 신약 개발·바이오마커 발굴 AI 기술 확보 등을 추진한다. 삼성서울병원, 네이버클라우드, 신약 개발 기업 히츠 등과 협력해 의료 지식체계를 활용한 임상 진단 AI 구축, 신약 개발을 위한 AI 기반 분자 타깃 탐색, 지식 확장이 가능한 AI 추론 플랫폼의 상용화까지 실현하는 것을 목표로 한다. 예종철 디지털바이오헬스AI연구센터장은 “AI 추론 모델 개발 경쟁이 본격화되는 시점에서 KAIST가 바이오·의료 분야에 특화된 AI 기술 개발을 이끌게 돼 영광”이라고 소감을 밝혔다. 헬로티 이창현 기자 |
전류없이 자석으로 정보 전달이 가능한 마그논(스핀파)으로 처리하는 마그논 홀 효과는 지금까지 2차원 평면에서만 가능하다고 알려져 있다. 그런데 그 한계를 뛰어넘는다면 어떨까? 마그논이 3차원 공간에서 활용가능하다면 입체적 회로 등 자유로운 설계부터 인간의 뇌 정보와 같이 차세대 뉴로모픽(뇌 모사형) 연산 구조 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다. KAIST와 국제공동연구진은 기존에 마그논 개념을 뛰어넘어 3차원 공간에서도 자유롭고 복잡하게 움직일 수 있다는 3차원 마그논 홀 효과를 세계 최초로 예측했다. KAIST는 물리학과 김세권 교수가 독일 마인츠 대학의 리카르도 자르주엘라 박사와 공동연구를 통해 복잡한 자석 구조(쩔쩔맴 자성체, topologically textured frustrated magnets) 내에서 마그논(스핀파)과 솔리톤(스핀들의 소용돌이)의 상호작용이 단순하지 않고 복잡하게 설명된다는 사실을 세계 최초로 밝혀냈다고 22일 밝혔다. 전자의 움직임처럼 정보를 전달할 수 있는 마그논은 전류를 쓰지 않고 정보를 전달해 열이 나지 않는 차세대 정보 처리 기술로 주목받고 있다. 지금까지의 마그논 연구는 스핀들이 한 방향으로 가지런히 정렬된 단순한
한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 정동영 교수 연구팀이 수전해 장치의 촉매 수명을 예측할 수 있는 평가 지표를 처음으로 개발했다고 21일 밝혔다. 수전해 장치는 물을 전기분해 해 수소를 분리하는 장치이다. 태양력·풍력 등 재생에너지를 활용해 수전해 방식으로 만들어내는 그린 수소는 생산 과정에서 탄소를 배출하지 않아 청정 연료로 불린다. 다만 간헐성과 불안정성이 높은 재생에너지 특성상 발전량이 불규칙해 수전해 장치의 부하 변동이 잦고 정지 상태가 빈번하게 일어난다는 한계가 있다. 촉매 수명 평가를 통해 안정성을 높이려는 연구가 시도되고 있지만, 실제 운전 환경을 충분히 반영하지 못했다. 연구팀은 재생에너지 연계 수전해 시스템의 실질적인 운전 환경을 반영하기 위해 고부하와 저부하가 반복되는 조건을 설정, 시스템 정지·저부하 구간에서 발생하는 촉매 열화(성능 저하) 현상을 규명했다. 이어 수전해 장비가 반복적으로 작동·정지하는 과정에서 일어나는 열화 정도를 정량적으로 평가할 수 있는 지표인 ‘운영 안정성 지수’를 제안했다. 이 지수가 100%면 부하 변동 중에도 촉매가 전혀 손상되지 않는다는 뜻이고, 99%면 매번 시스템이 꺼질 때마다 1%씩 촉매가 손상
대화형 인공지능 에이전트 ‘젠투(Gentoo)’ 개발사 와들의 공동 창업자인 박지혁 대표와 조용원 CSO가 ‘포브스 아시아 30세 미만 리더 30인’ AI 부문에 선정됐다. 포브스는 매년 아시아 지역의 젊은 리더 중 국제 무대에서의 성과와 영향력, 성장 가능성을 평가해 ▲엔터테인먼트 및 스포츠 ▲금융 및 벤처캐피탈 ▲AI ▲리테일 및 이커머스 등 10개 부문에서 주목할 만한 30세 미만 리더 30인을 발표하고 있다. 포브스는 대화형 AI를 기반으로 온라인 쇼핑 경험을 혁신하는 와들의 성과와 기술력을 선정의 배경으로 밝혔다. 와들의 공동 창업자인 박지혁 대표와 조용원 CSO는 한국과학영재학교와 한국과학기술원(KAIST)에서 만나 10년 이상 학업과 창업의 여정을 함께하며 팀워크와 기술 역량을 구축해왔다. 와들이 개발·운영하고 있는 대화형 AI 에이전트 젠투는 온라인 쇼핑몰 이용 고객의 구매 결정을 돕는 멀티 에이전트(Multi-Agent) 기반 B2B SaaS 솔루션이다. 온라인 쇼핑몰에서 고객이 상품을 탐색할 시 플로팅 버튼이 활성화되며, 오프라인 매장 점원처럼 자연스러운 대화를 통해 구매 의도를 파악하고 적절한 상품을 추천, 구매 전환율을 높여주는 것이 특
한국과학기술원(KAIST)은 백금 사용량을 100분의 1로 줄인 프로필렌 생산용 촉매를 개발했다고 12일 밝혔다. 프로필렌은 플라스틱, 섬유, 자동차 부품, 전자제품 등에 쓰이는 석유화학 산업의 핵심 원료다. 프로판에서 수소를 떼어내는 프로판 탈수소화 공정을 통해 생산할 수 있는데, 이 공정에는 백금 촉매가 널리 쓰인다. 백금은 수소를 제거하는 데 효과적이지만 가격이 비싸고 반복적으로 사용 시 성능이 떨어지는 단점이 있다. 최민기 교수 연구팀은 값싼 금속 갈륨(Ga)과 알루미나(Al2O3)를 바탕으로 백금을 극소량(100ppm)만 사용한 촉매를 개발했다. 갈륨은 프로판의 탄소-수소 결합을 활성화해 수소를 떼어내는 역할을 하며, 백금은 촉매 표면의 수소 원자를 수소 기체로 전환해 표면에서 제거하는 역할을 하는데 둘의 이상적인 조성 비율을 설계해 백금 사용량을 획기적으로 줄였다. 또 세륨(Ce)을 소량 첨가, 기존 백금 촉매의 약점이었던 반복 사용에 의한 백금 입자의 뭉침을 억제함으로써 성능 저하 문제를 해결했다. 20차례 이상의 반응과 재생을 반복한 뒤에도 성능이 안정적으로 유지됐다. 최민기 교수는 “백금 사용량을 기존(1만ppm)의 100분의 1 수준으로 줄
LG에너지솔루션과 서울대학교가 차세대 배터리·소재 관련 우수 인재 양성을 위한 협력을 더욱 강화한다. LG에너지솔루션은 8일 서울대에서 산학협력센터 설립 협약식을 열고 2022년부터 공동으로 운영해온 산학협력센터를 확대 개편하기로 했다고 9일 밝혔다. 이번 협약에 따라 기존 서울대 화학부와 화학공학부 중심으로 이뤄졌던 협력 대상을 기계공학부까지 확장해 총 3개 학부를 아우르는 통합 산학협력센터로 확대하고 협력과제도 늘리기로 했다. 기존에 진행되던 9건의 산학협력과제는 기계공학부의 해석·시뮬레이션 과제 등이 더해져 총 13건으로 늘어나게 됐다. LG에너지솔루션은 30여년간 쌓아온 배터리 설계와 제조 경험을 바탕으로 지속적인 연구개발(R&D)을 지속하고 있고, 서울대는 기초과학과 공학 분야에서 탄탄한 연구 기반과 우수 인재를 보유하고 있다. 양측은 이번 산학협력을 통해 각자의 강점을 바탕으로 실질적인 기술 개발과 인재 양성에 박차를 가할 예정이다. 김제영 LG에너지솔루션 최고기술책임자(CTO) 전무는 “서울대와의 통합 산학협력센터 출범은 세계 최고의 배터리 기술력을 갖추기 위한 중요한 발걸음”이라며 “R&D 협력을 넘어 인재 양성과 미래 기술 선도
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