KAIST

우리 대학 생명화학공학과 이진우 교수팀이 서로 다른 크기의 기공을 동시에 가지고 있는 다공성 2차원 무기질 *나노코인을 합성하는 새로운 기술을 개발했다. ☞ 나노코인: 동전과 같이 둥근 모양이면서 두께가 약 3나노미터인 2차원 나노 소재  연구팀의 합성기술은 다공성 무기질 소재를 동전처럼 둥글고 납작한 형상으로 제어할 수 있고, 크기 및 두께 등의 물성을 정밀하게 제어할 수 있는 새로운 원천 기술이다. 이는 리튬-황 이차전지의 분리막에 사용돼 리튬-황 전지의 성능 저하 원인으로 꼽히는 리튬폴리설파이드의 용출을 효과적으로 억제해 성능을 높이는 데 성공했다.  이진우 교수 연구실의 김성섭 박사(現 전북대학교 교수)가 주도하고 임원광 박사가 참여한 이번 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지 `미국화학회지(Journal of the American Chemical Society, JACS)' 2021년 9월 1일 字 온라인판에 게재됐다. (논문명: Polymer Interface-Dependent Morphological Transition toward Two-Dimensional Porous Inorganic Nanocoins as an Ultrathin Multifunctional Layer for Stable Lithium–Sulfur Batteries)  기존의 다공성 2차원 무기질 소재의 합성 방법은 기판을 이용하거나 별도의 주형을 사용하는 방식으로 소재의 형상 원판처럼 제어함과 동시에 두께를 조절하는 것에 한계가 있다. 또한, 다공성 구조를 형성하기 위해서는 추가적인 공정을 도입해야만 한다. 이를 해결하기 위해서 용액에서 양친성 분자를 이용한 구조를 도입하려 시도했지만, 무기질 전구체의 반응을 제어하기 쉽지 않다는 문제가 발생했다.  이 교수 연구팀은 블록공중합체와 단일중합체의 고분자 블렌드의 상거동을 이용해 기존의 문제를 해결하는 새로운 합성 방식을 제시했다. 이를 통해서 연구팀은 다공성 2차원 무기질 나노코인을 3나노미터(㎚) 두께로 합성하는 데 성공했다. 서로 섞이지 않는 단일중합체와 블록공중합체의 계면에너지가 달라짐에 따라서 나노구조의 배향과 입자의 모양이 달라지는 원리를 이용했다. 또한, 나노구조의 형성을 위해서 무기질 소재 내부에 함께 자기조립 된 블록공중합체가 제거되면서 마이크로 기공이 형성됐다. 이 합성 방법은 별도의 주형이 필요하지 않은 간단한 원팟(one-pot) 방법으로 기존의 복잡한 과정을 혁신적으로 줄여 생산력을 증대시켰다. 이를 이용해 연구팀은 다공성 2차원 알루미노실리케이트 나노코인을 차세대 전지인 리튬-황 이차전지의 분리막에 코팅해 리튬-황 전지의 성능을 높이는 데 성공했다.  기존의 리튬 이온 이차전지보다 약 2~3배 높은 에너지 밀도를 발현할 수 있을 것이라 기대되고 있는 리튬-황 이차전지의 큰 문제점은 황이 충·방전 과정에서 새어나가는 현상이다. 다공성 2차원 알루미노실리케이트 나노코인은 분리막에 약 2 마이크로미터(㎛)로 얇게 코팅돼 용출되는 리튬폴리설파이드를 물리적, 화학적으로 억제했다. 나노코인의 다공성 구조는 전해질과 리튬이온은 통과시키는 반면, 리튬폴리설파이드는 필터처럼 걸러 물리적으로 막아준다. 또한 알루미노실리케이트는 고체산으로 염기성질을 가진 리튬폴리설파이드를 흡착하여 용출을 억제한다. 이를 통해서 분리막의 두께 대비 용량 향상시켜 세계 최고 수준의 결과를 얻었다.  연구팀의 합성기술은 블록공중합체의 분자량 및 고분자 대비 질량을 조절해 손쉽게 나노구조(넓이 및 두께)를 조절할 수 있고 다른 소재로의 확장도 가능하여 맞춤형 나노소재로도 활용할 수 있을 것으로 보인다.  우리 대학 생명화학공학과 이진우 교수는 "고분자에서 일어나는 현상을 이용한 새로운 다공성 2차원 무기 소재를 합성기술이 기존 기술의 문제점을 해결할 수 있음을 보여줬다ˮ고 설명하면서 "고분자 분야와 무기 소재 합성을 잇는 연구가 실용적인 에너지 장치 성능 향상에 큰 기여를 할 수 있을 것이다ˮ고 설명했다.  한편 이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 중견연구의 지원을 통해 수행됐다.

우리 대학 기계공학과 유승화 교수 연구팀이 능동-전이 학습 (active-transfer learning)과 데이터 증강기법(Data augmentation)에 기반해, 심층신경망 초기 훈련에 쓰인 소재들과 형태와 조합이 매우 다른 우수한 특성을 지닌 소재를 효율적으로 탐색하고 설계하는 방법론을 개발했다고 16일 밝혔다.  인공신경망에 기반해 방대한 설계 공간에서 새로운 소재를 찾기 위한 역설계 연구는 최근 매우 활발하게 진행되고 있다. 하지만 이러한 기존 설계 방식은 목표로 하는 소재의 형태와 조합이 심층신경망 훈련에 활용된 소재들과 매우 다를 때 인공신경망이 가지는 낮은 예측능력으로 인해 극히 많은 수의 소재 데이터 검증이 요구되며, 이에 따라 제한적으로만 활용이 가능하다.  연구팀은 이번 연구에서 이를 극복하기 위해 초기 훈련 데이터 영역에서 벗어나 우수한 소재를 효율적으로 탐색할 수 있는 인공신경망 기반 전진 설계 (Forward design) 방법론을 제안했다. 이 방법론은, <그림 1>에 도시된 바와 같이 유전 알고리즘과 결합된 능동-전이 학습 및 데이터 증강기법을 통해 심층신경망을 점진적으로 업데이트함으로써, 초기 훈련데이터를 벗어난 영역에서 심층신경망의 낮은 예측능력을 적은 숫자의 데이터 검증 및 추가로 보완한다.  유전 알고리즘에 의해 제안되는 우수 소재 후보군은 기보유한 소재 데이터를 조합해 도출하기 때문에 심층신경망의 신뢰할 수 있는 예측 영역과 설계 공간 측면에서 상대적으로 가까워 예측정확도가 유지된다. 이 후보군과 능동-전이 학습을 활용해 점진적으로 심층신경망의 신뢰성 있는 예측 범위를 확장하면, 초기 훈련데이터 영역 밖에서도 적은 데이터를 생성해 효율적인 설계 과정이 가능하다.  이번 방법은 천문학적인 수의 설계 구성을 가지는 그리드 복합소재 최적화 문제에 적용해 검증했으며, 이를 통해 전체 가능한 복합재 구조의 1029분의 1 가량인 10만 개의 복합재들만 초기 훈련 데이터로 활용해 심층신경망을 학습한 후, 이후 약 500개에 미치지 못하는 데이터 검증을 통해 초기 훈련에 쓰인 복합재와 매우 다른 구조를 가지고 우수한 특성을 지닌 복합재 구조를 설계할 수 있음을 보였다.  연구진이 개발한 방법론은 국소 최적점(Local optima)에 수렴하는 문제를 완화하면서도 인공신경망의 신뢰할 수 있는 예측 영역을 점진적으로 확장하는 효율적인 방법을 제공하기 때문에, 큰 설계 공간을 다루는 다양한 분야의 최적화 문제에 적용할 수 있을 것으로 기대되며, 특히 설계에 요구되는 데이터 검증의 숫자가 적기 때문에 데이터 생성에 시간이 오래 걸리고 비용이 많이 드는 설계 문제에서 이 방법론이 크게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.  이번 연구는 공동 제 1저자 김용태 박사과정, 김영수 박사(한국기계연구원) 주도하에 진행됐으며, 유승화 교수(우리 대학 기계공학과)가 교신저자로 참여해, 국제학술지인 `npj 컴퓨테이셔널 머터리얼(Computational Material, IF:12.241)'에 `Deep Learning Framework for Material Design Space Exploration using Active Transfer Learning and Data Augmentation' 라는 제목으로 게재됐다. 이번 연구는 한국연구재단의 중견 연구자지원사업(3D 프린팅 복합재의 최적설계기법 및 피로수명 예측기법 개발)과 미래소재 디스커버리 사업 (레이저-물질 상호작용 멀티스케일 모델링을 통한 분자디자인), KAIST 글로벌 특이점 프렙 사업의 지원을 통해 수행됐다.

우리 대학 의과학대학원 서재명 교수 연구팀이 서울대학교 화학부 이현우 교수, 서울대학교 생명과학부 김종서 교수 연구팀과 공동연구를 통해 생체 내 조직 특이적 분비 단백질 표지 기법을 개발했다고 13일 밝혔다.  공동연구팀은 근접 표지 효소를 활용해 생쥐의 혈장 내에서 특정 조직이 분비하는 단백질만을 분리할 수 있는 기법을 개발했다. 이러한 체내 표지 기법은 지금까지의 체외 세포주 실험의 한계를 뛰어넘어 질병과 관련된 바이오마커 및 치료 표적 발굴에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.  의과학대학원 김광은 석박사통합과정, 서울대학교 화학부 박이삭 석박사통합과정이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 `네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 9월 1일 字 온라인판에 출판됐다. (논문명 : Dynamic tracking and identification of tissue-specific secretory proteins in the circulation of live mice).  분비 단백질은 세포 및 조직 간의 신호 전달을 매개해 생리학적 기능을 조절하는 주요한 인자이며 질병 치료제의 주요 표적으로도 활용되고 있어 분비 단백질 연구는 생물학적, 의학적으로 중요한 의미가 있다.  현재까지 대부분의 분비 단백질 연구는 세포주 배양 수준에서 배양 상층액을 분석하는 것이지만, 체외 세포 배양은 체내 생리학적 환경을 충분히 반영하지 못한다는 한계가 잘 알려져 있다. 이를 극복하기 위해서는 체내 특정 조직이 혈액으로 분비하는 단백질을 연구해야 한다. 그러나, 체내의 혈액에는 수천 종의 단백질이 혼합되어 있어 특정 조직이 분비하는 단백질만을 분리하는 기법이 요구되는 상황이다. 공동연구팀은 문제 해결을 위해 근접 표지 효소를 활용해 소포체 내강을 통하는 분비 단백질을 바이오틴으로 표지했다. 표지된 단백질은 스트렙타비딘을 이용해 손쉽게 검출하거나 분리할 수 있었다.  이 효소를 생쥐의 간에 전달한 후 바이오틴을 투여한 결과, 생쥐의 혈장에서 간 유래 분비 단백질만을 검출할 수 있었다. 생체 내 간 유래 분비 단백질은 세포 배양을 통한 간 세포주의 분비 단백질과는 확연한 차이가 있음을 확인했다. 나아가 공동연구팀은 이 기법을 질병 모델에서 검증하기 위해 인슐린 저항성 생쥐 모델에 적용했고, 그 결과 인슐린 저항성과 관련이 있는 것으로 보고된 단백질들을 성공적으로 검출할 수 있었다. 공동연구팀은 추후 이 기법을 체내의 다양한 조직에 적용하거나 질환 모델과 결합해 질병의 진행 과정과 관련된 단백질을 검출할 수 있을 것으로 예상했다.  공동 제1 저자인 김광은 석박사통합과정은 "체내에서 간이 분비하는 단백질들은 세포주의 결과와는 크게 달랐고, 이는 기존 세포주를 이용한 분비 단백질 연구의 한계와 그 한계를 극복할 수 있는 이번 기법의 차별성을 보여주는 결과다ˮ라며 "체내 생리학적 상태를 더 온전하게 반영할 수 있는 바이오마커 및 치료 표적 발굴에 활용될 수 있을 것ˮ이라고 말했다.  한편 이번 연구는 한국연구재단, KAIST 중점연구소(융합연구단), 기초과학연구원의 지원을 받아 수행됐다.

우리 대학 기계공학과 박인규 교수 연구팀이 삼성서울병원 임효근 박사 연구팀, ㈜알에프메디컬 이진우 박사 연구팀과 공동 연구를 통해 암 소작 시술 시 실시간으로 고주파 소작 중인 조직의 온도와 압력의 측정이 가능한 소작용 바늘을 개발했고, 이 기술의 유효성을 전임상/임상 실험을 통해 검증했다고 2일 밝혔다.  고주파 소작술(Radiofrequency ablation, 이하 RFA) 은 암 조직에 도체 바늘을 삽입한 뒤 전기 소작을 통해 암 조직을 고온 가열해 제거하는 최소침습적 방법으로 시술 과정이 편리하고 효과적일 뿐만 아니라 환자에게도 부담이 적어 암 치료 시술에 널리 사용되고 있다. 하지만 소작 중 발생하는 열에 의해 체액이 기화되며 내부의 압력을 증가시키는데, 이는 스팀 팝(steam pop)이라는 소작 중 소규모 폭발 현상으로 연결된다. 이러한 폭발 현상은 환자에게 악영향을 끼칠 수 있을 뿐만 아니라, 만약 암조직의 소작이 완전히 이루어지지 않은 상황에서 발생하면 암의 전이까지 유발될 가능성이 있어 매우 위험하다.  박인규 교수 연구팀은 이러한 문제의 해결을 위해, RFA용 바늘에 집적 가능한 얇은 필름 형태의 생체적합성 온도/압력 센서를 개발해 소작 부위의 조건을 실시간으로 모니터링할 수 있는 RFA용 센서 집적 바늘(sRFA-needle)을 구현했다. 전임상/임상 실험을 통해 신뢰성있게 스팀 팝을 감지할 수 있으며, 조직 내부의 온도, 압력, 그리고 전기전도성의 변화를 동시에 측정함으로써 스팀 팝이 어떠한 식으로 이뤄지는지에 대한 실마리를 제공하는 기술을 세계 최초로 개발했다.  이번 연구에 사용된 압력 센서는 피라미드 형태로 초미세 3차원 형태화된 전도성 나노 복합재 필름과의 기판 전극 사이의 접촉 저항 변화로 압력을 측정하며, 연구진은 온도에 따른 금속 저항 변화를 통해 온도를 측정했다. 또한 개발된 센서가 체내 고주파 소작술 중 발생 가능한 고온/고압 조건에 높은 신뢰성을 가짐을 검증했다. (그림 1) 제작된 집적 바늘의 전임상/임상 실험 수행 전에 시뮬레이션을 통해 소작 과정이 모사됐는데, 그 결과 RFA용 바늘의 전도성 영역의 양 끝단에서 가장 활발하게 소작이 일어남이 확인됐으며, 이를 통해 스팀 팝은 소작이 진행되는 앞부분과 뒷부분의 각 소작 영역이 합쳐지며 급격한 소작 영역의 팽창에서 나타나는 결과임을 유추할 수 있었다. 이에 더해, 연구팀은 기존에 고주파 소작술에서 사용되던 임피던스 측정만으로는 모니터링할 수 없던 스팀 팝을 온도/압력 측정을 통해 감지할 수 있음을 확인했으며, 세부적인 스팀 팝 메커니즘이 시뮬레이션과 비슷하게 구현됨을 센서를 통한 소작 환경 모니터링을 통해 확인했다. 그리고 이를 통해 고주파 소작술의 안정성 및 수술 유효성 증진에 기여할 수 있는 가능성을 보였다. (그림 2) 또한, 실제 암 환자들의 고주파 소작술 모니터링에 임상 적용돼 의학적으로 유용성을 입증했으며 (그림 3), 의료기기 인증을 획득하고, ㈜알에프메디컬을 통해 상용화에 성공했다.   이번 연구를 주도한 우리 대학 박인규 교수는 "암, 하지정맥류 등의 질병에 최소침습적 치료 방법으로 널리 사용되고 있는 고주파 소작술에서 조직 내의 온도, 압력을 측정할 수 있는 기술이 세계 최초로 개발됐으며, 이를 통해 고주파 소작술의 안정성과 정확성을 획기적으로 향상할 수 있는 계기가 될 것으로 기대한다ˮ고 밝혔다.  이번 연구는 공동 제1 저자 KAIST 기계공학과 박재호 박사, KAIST 기계공학과 정용록 박사과정 학생 및 삼성서울병원 차동익 교수 주도하에 진행됐으며, 삼성서울병원 임효근 교수와 KAIST 기계공학과 박인규 교수가 교신저자로 참여했다. 또한 이번 연구는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단의 선도연구센터 지원사업(ERC, 초정밀 광기계기술 연구센터)의 지원을 받아 수행됐다. 이번 연구 결과는 재료과학 및 융합연구 분야 최상위 학술지 중 하나인 `어드밴스드 사이언스(Advanced Science, 2020 impact factor 16.806)' 誌 2021년 8월 6일자 온라인 판에 게재됐고, 연구의 우수성을 인정받아 표지논문(frontispiece) 으로 선정됐다.

우리 대학 의과학대학원 신의철 교수, 이호영 박사, 정성주 대학원생이 감염질환에서 방관자 (bystander) T세포 활성화의 중요성을 강조하는 주제로 세계적인 면역학 권위지인 `네이처 이뮤놀로지(Nature Immunology)' 8월호에 초청 리뷰 논문을 게재했다고 31일 밝혔다.  인간 질병에서 방관자 T세포의 역할에 관한 연구를 세계적으로 선도하고 있는 신의철 교수 연구팀은 이번 리뷰 논문을 통해 다양한 감염질환에서 방관자 T세포의 역할과 이를 조절하는 기전들을 총체적으로 고찰하고 인간 질병 치료에 응용할 수 있는 미래 연구의 방향을 제시했다.  일반적으로 인체는 바이러스에 감염되면 항바이러스 작용을 하는 T세포가 활성화되어 질병으로부터의 회복을 촉진한다고 알려져 있다. 이때 특정 바이러스에 대응하는 T세포만 활성화되고 관련 없는 T세포들은 활성화되지 않는데, 이러한 현상을 선택적 면역반응이라고 한다. 선택적 면역반응은 T세포가 바이러스의 항원 펩타이드를 인식하면서 이뤄진다.  하지만 바이러스의 종류 및 환자의 면역 체계에 따라, 감염을 일으키는 바이러스와는 상관없는 T세포의 활성화가 일어나게 되는데 이를 방관자 T세포의 활성화라고 이야기한다. 방관자 T세포의 활성화는 바이러스 항원 펩타이드의 존재와는 상관없이 사이토카인(cytokine)에 의해 유발된다고 알려져 있다. 이러한 방관자 T세포의 활성화는 복잡한 감염 이력을 가진 사람의 면역반응을 더 정교하게 이해하기 위해 반드시 고려해야 하는 현상이다.  과거 신의철 교수 연구팀은 2010년대에 한국에서 유행했던 A형 간염 바이러스 감염환자에서 간세포가 심하게 파괴되는 원인으로 방관자 T세포의 활성화 현상을 새롭게 발견해 그 결과를 2018년 권위 있는 면역학 학술지 `이뮤니티(Immunity)'에 보고한 바 있다. 이는 인간 질병에서 방관자 T세포의 역할을 체계적으로 증명한 세계 첫 논문으로 인정받고 있다.  이후 연구팀은 관련 연구를 활발히 지속하며 더 상세한 기전들을 발견해왔다. 간 조직에 상주하며 방관자 활성화를 일으킬 수 있는 T세포를 조절하는 분자를 발견하여 2020년 국제적 학술지 `저널 오브 헤파톨로지 (Journal of Hepatology)'에 보고했고, 특수한 T세포인 점막연관 불변사슬 T세포(MAIT: Mucosal-associated invariant T)도 유사한 활성 과정을 거쳐 간 손상에 기여할 수 있음을 발견해 같은 해 동일 저널에 발표했다.  또한, 최근에는 활성화된 방관자 T세포들이 감염된 조직으로 이동하는데 필요한 세포이동 관련 기전을 발견하여 국제학술지 `셀 리포트 (Cell Reports)'에 보고한 바도 있다.  현재 연구팀은 방관자 T세포 활성화 특성 및 관련 기전을 바이러스 질환 그리고 종양질환에서 밝혀내는 후속 연구를 진행 중이다. 또한, 현재 전 세계적으로 유행 중인 코로나19 감염상황에서 방관자 T세포 활성화 및 역할에 관한 연구도 진행하고 있다.  신의철 교수 연구팀은 방관자 T세포 활성화 연구 분야를 개척하고 확장해 나가고 있는 공로를 인정받아 이번 초청 리뷰 논문을 게재하게 됐다. 이러한 그동안의 연구는 2014년부터 삼성미래기술육성재단의 지속적인 지원을 받아 수행될 수 있었다. 연구팀의 이번 리뷰 논문은 국제 면역학 저명 학술지인 네이처 이뮤놀로지 (Nature Immunology) 誌 8월 5일 字에 게재됐다(논문명: Significance of bystander T cell activation in microbial infection).  이번 연구의 제1 저자인 우리 대학 이호영 박사(박사후 연구원)는 "그동안 면역학계에서 그 중요성을 몰랐던 방관자 T세포 활성화 현상이 이번 리뷰 논문을 통해 크게 주목받기를 기대한다며, 앞으로 다양한 질병에서의 방관자 T세포의 역할 및 관련 기전들의 규명을 위해 노력하겠다ˮ고 말했다. 신의철 교수는 "한국에서 개척한 연구 분야가 국제 면역학계에서 인정을 받는 것이 기쁘다며, 방관자 T세포의 연구가 논문에서만 그치지 않고 신약개발의 단초가 되도록 노력하겠다ˮ 라고 말했다.

대한민국을 대표하는 이공계 대학인 KAIST와 POSTECH 학생들이 격돌하는 ʻ제2회 사이버 이공계 학생교류전ʼ이 오늘부터 이틀간 개최된다.  양교는 지난 2002년부터 매년 대전과 포항을 번갈아 오가는 종합 교류전을 개최해왔다. 그러나 코로나 19의 확산 상황을 고려해 지난해부터 비대면 온라인 교류전으로 대체하여 진행하고 있다.  올해는 해킹·인공지능(AI) 경연대회·과학퀴즈 등 3종목의 과학경기가 진행된다. 또한, 야구·축구·농구 등 대면 교류전에서 진행해오던 구기 종목을 대신해 리그 오브 레전드(공식전) 및 카트라이더 등 e-스포츠 경기 2종목을 추가해 총 5개 종목에서 대결을 펼친다.  과학도들의 사이버 교류전이라는 명성을 빛내줄 해킹 대회는 24일 오후 9시부터 25일 오전 9시까지 12시간에 걸쳐 치러진다. 각 학교를 대표하는 7명의 선수단이 문제를 풀어 점수를 많이 획득한 팀이 승리한다. AI 경연대회에는 양교 선수단이 직접 개발한 인공지능 코드가 사용된다. 주어진 지도 안에서 더 많은 지역을 차지하는 프로그램이 승리하는 방식이다. 과학퀴즈 종목에는 학교별로 6인의 선수단이 출전한다. 양교 교수들이 직접 출제한 5개 분야(수리과학·물리학·화학·생명과학·전산학)의 퀴즈를 풀어 수식 타일을 획득한 뒤, 이를 효율적으로 배치해 더 높은 점수를 얻어내는 방식이다.  e-스포츠 종목에는 전직 프로게이머인 클라우드템플러(Cloudtemplar, 이현우)와 이중선이 각각 리그 오브 레전드와 카트라이더 종목의 해설을 맡아  전문성과 재미를 더한다.  또한, 행사 전날인 23일에는 공식 종목에 포함되지 않는 번외 경기가 개최됐다. 스타크래프트 1·리그 오브 레전드(친선전)·피파온라인4 등 3개 종목에서 양교 선수단이 자웅을 겨뤄 POSTECH이 2대 1의 스코어로 승리했다.  정식 경기에서 3종목 이상 승리한 대학이 종합 우승을 차지하며, 별도의 사이버 교류전으로 분류되어 기존의 KAIST-POSTECH 학생대제전의 공식 전적에는 포함되지 않는다. 외부 해설진이 참여하는 e-스포츠 종목은 각 해설진의 개인 방송 채널에서 중계한다. 또한, 사전 경기인 피파온라인4와 스타크래프트는 KAIST 학내 e-스포츠 동아리인 옵티머스의 유튜브 채널에서, 그 외 다른 종목은 KAIST 방송국인 VOK의 유튜브 채널을 통해 중계한다. 비대면으로 진행되는 교류전에 학생들이 적극적으로 참여할 수 있도록 유도하는 이벤트도 준비됐다. KAIST는 각 종목의 결과를 예측하고 배팅한 점수를 합산해 순위에 따라 상품을 수여하는 ʻ카포전 토토ʼ를 진행한다.이번 교류전을 준비한 KAIST 기획단장 안우근 학생(전기및전자공학부)은 "비대면으로 진행되는 교류전이지만 건전한 경쟁을 통해 양교 학생들이 소속감과 자부심을 느끼고 공학도 간의 유대감을 다지는 계기가 될 것으로 기대한다"라고 전했다.

우리 대학이 '디지털 빅뱅, 메타버스 기술'을 주제로 8일(수) 오전 9시부터 'GSI-2021 국제포럼'을 온라인으로 개최한다. 메타버스는 인공지능(AI)·가상현실(VR)·증강현실(AR)·3차원(3D) 등 최첨단 기술이 집결된 3차원 가상세계로 비대면 사회가 직면한 문제의 혁신적인 대안으로 떠오르고 있다. KAIST 글로벌전략연구소(소장 손훈, Global Strategy Institute, 이하 GSI)는 메타버스 기술 혁신과 활용에 대한 국제 사회의 동향을 탐색하기 위해 이번 포럼을 개최한다. 또한, 관련 기술이 교육 분야를 포함한 미래 사회 전반에 미칠 영향력에 관해 심도 있는 논의의 장을 마련할 예정이다. 메타버스 플랫폼과 증강현실(AR)·가상현실(VR) 등의 실감형 기술을 다루는 자리인 만큼 이번 포럼에는 특수 제작된 가상의 무대가 도입된다. GSI 관계자는 "가상의 무대에서 3D 기술 등을 활용해 국제 포럼을 연출한 선구적 사례가 될 것ˮ이라고 전했다.  이광형 KAIST 총장은 환영사를 통해 "인간의 상호작용·창의성·협동 정신을 촉진하고 다양한 기술적 경험을 가능하게 만들어줄 메타버스의 발전과 혁신 방안을 국제적인 관점에서 논의하는 자리가 될 것ˮ이라고 개최 배경을 전달할 예정이다.  또한, 축사를 전할 임혜숙 과학기술정보통신부 장관은 메타버스 기반의 산업 육성을 위한 민관협력, R&D투자, 인력양성, 규제개선 등 정부의 노력에 대해 소개한다. 이와 함께, 메타버스 생태계의 활성화와 장기적인 가치창출에 대한 국제적 논의의 필요성도 당부할 계획이다. 메타버스 기술의 활용 효과를 극대화하고 이로 인해 변화될 미래 사회를 선제적으로 대비하기 위한 논의의 장에는 전문성과 통찰력을 갖춘 세계 각국의 전문가들이 연사로 나선다. KT 엔터프라이즈 사업과 메타버스 원팀을 담당하는 배기동 상무는 메타버스의 시장 동향·KT 확장현실(XR) 기술 레퍼런스·시사점 등을 통해 메타버스 생태계 구축과 활성화를 위한 전략을 소개할 예정이다. 특히, 세계 최초로 5G 네트워크를 활용해 한국-미국 대륙 간 홀로그램을 시연한 경험을 바탕으로 물리적인 제약을 실감형 기술로 극복한 사례를 공유한다. 미국 증강현실(AR) 솔루션 기업인 스페이셜(Spatial)의 공동창업자이자 최고제품책임자(CPO)인 이진하 대표는 증강현실 기술로 구현한 원격 협업 오피스를 소개한다. 재택근무가 새로운 일상이 된 포스트 코로나 시대에 대면 협업 활동의 대안으로 활용할 수 있는 기술이다. 또한, 공간과 거리의 제약이 없어지는 미래 일터의 변화가 우리의 가치관과 창의성 등에 미치는 영향에 대해 논한다.  이어, 프랭크 스타니크(Frank Steinicke) 독일 함부르크 대학 교수는 ①지능형 가상에이전트, ②혼합현실, ③사물로봇인터넷의 결합을 기반으로 한 차세대 실감형 기술의 이상적 모습을 제시하고 이로 인해 변화될 메타버스 기술의 미래상을 공유한다.  마르코 템페스트(Marco Tempest) MIT미디어랩 디렉터 펠로우도 기조연설자로 참여한다. 몰입형 기술이 미디어·마케팅·엔터테인먼트 분야에서 보여줄 수 있는 확장성에 대해 논의하고 지식은 물론 경험과 감성까지도 공유할 수 있는 실감형 기술의 발전 방향성에 대해 제시한다.'미래교육을 위한 메타버스 기술의 활용'을 주제로 진행될 초청 연설 순서에서는 김범주 유니티 코리아 본부장을 비롯해 우운택 KAIST 문화기술대학원장, 조셉 페라로(Joseph Ferraro) 랩스터 부사장, 유씨 카얄라(Jussi Kajala) 3D Bear CEO가 연사로 참여한다. 또한, 국내·외에서 활동하는 약 50여 명의 메타버스 관련 기술자·과학자·교육자 등이 온라인 패널로 참여해 메타버스와 실감형 기술의 교육적 활용과 미래 전망에 관해 연사들과 질의응답을 나누고 토론을 벌일 예정이다.이번 포럼을 총괄한 손훈 GSI 소장은 "다양한 방식의 비대면 사회가 등장할 미래에는 메타버스 기술을 필두로 한 혁신적 과학기술의 수요가 증가할 것이다ˮ라고 설명했다. 이어, 손 소장은 "기술의 수요를 새로운 기회로 전환하는 과정에서 KAIST는 국제 사회의 협력을 바탕으로 이를 위한 기술 생태계를 구축하는 일에 앞장설 것ˮ이라고 포럼의 개최 의미를 설명했다.GSI가 지난해 세 차례 개최한 포럼에 이어 네 번째로 여는 ʻGSI 2021 국제포럼ʼ은 유튜브 'KAIST 채널'을 통해 한국 시간으로 8일(수) 오전 9시부터 전 세계에 실시간 중계되며, 동시통역이 제공된다. 비대면 시대의 혁신적 대안이 될 메타버스와 실감형 기술의 미래 전략에 관심 있는 사람이라면 누구나 무료로 시청할 수 있다.

우리 대학 신소재공학과 김일두 교수가 2021년 9월 1일 개최된 제4회 지식재산의날 (대통령소속 국가지식재산위원회 주최) 기념식에서 과학기술정보통신부 장관상을 수상했다. 김일두 교수는 유해가스 검출 및 질병진단용 호흡가스 센서 분야에서 나노섬유 센서 어레이화를 통해 혁신적인 기술진보를 이룩하였으며, 나노섬유소재 원천특허 기술을 바탕으로 최근 5년간 7건의 기술이전을 실시하였다. 이를 통해 가스센서 분야 기술경쟁력 제고에 크게 기여했으며, MEMS 가스센서 실용화에 크게 공헌하고 있다. 김 교수는 현재까지 222건의 국내외 특허 등록 및 출원 실적을 발표하여 지식재산 창출에 앞장서왔으며, 2019년 3월 ㈜김일두연구소 교원창업을 통해 전기방사 제조기술 확대와 고효율 나노섬유 필터 실용화에 크게 기여하고 있다. 특히 대면적 정열 나노섬유 멤브레인 제조 양산화에 세계 최초로 성공 (미국, 중국, 한국 특허 등록 및 PCT 출원) 하였으며, 탁월한 통기성 특성을 바탕으로 재사용 마스크, 항바이러스 및 생분해성 필터 개발을 이끌고 있다. 김 교수는 표지논문 48건을 포함하여 326편의 학술지 논문을 발표하였으며, 최근 5년간 발표된 170편의 논문 중 Impact Factor 10 이상 저널에 81편을 발표하여 나노섬유 분야의 학술 연구 활성화에도 크게 기여하고 있다. 김 교수는 권위학술지인 에이씨에스 나노(ACS Nano) 저널의 부편집장으로 지난 2월에 개최된 KAIST 50주년 기념식에 맞추어 14편의 KAIST Special Review 논문집을 발간하였으며, ACS Nano 저널에 Editorial로 KAIST의 역사와 Vision에 대해 소개하여, KAIST 50주년 기념의 의미를 전 세계에 널리 홍보하기도 하였다. 김일두 교수는 “지식재산의 중요성이 더욱 강조되는 시대에, 원천특허 등록 및 기술이전 실용화 실적을 바탕으로 뜻 깊은 상을 수상할 수 있어 기쁘다고 말하며, KAIST에 우수 특허들이 더욱 많이 등록되고, 기술 창업까지 이어져서, KAIST의 기술력이 국가발전의 든든한 초석이 되길 희망한다”라고 밝혔다.

우리 대학 의과학대학원 구태윤 교수와 생명과학과 양한슬 교수가 서경배과학재단 2021년 신진 과학자로 선정됐다.  서경배과학재단은 아모레퍼시픽그룹 서경배 회장이 2016년 사재 3000억원을 출연해 설립한 공익 재단이다. ‘생명과학 연구자의 혁신적인 발견을 지원해 인류에 공헌한다’는 비전 아래 매년 국내외 생명과학분야에서 새로운 연구 영역을 개척하는 한국인 신진 과학자를 지원하고 있다  서경배과학재단은 올해 임용5년 미만의 생명과학분야 신진 과학자에게 총 53건의 연구제안서를 접수 받았다. 국내외 석학으로 구성된 심사위원단은 본 심사에 오른 27건의 제안서를 서면 심사하고 9건의 제안서를 발표 평가했으며, 최종 3명의 연구자가 제안한 연구의 혁신성과 파급력을 인정받아 2021년 서경배과학재단 신진 과학자로 선정됐다.  의과학대학원 구태윤 교수는 뉴런을 광학 소자로 바꾸는 혁신적인 기술로 복잡한 뇌의 연결망을 시각화하는 연구를 제시했다. 구 교수가 제안한 광연결체학은 뇌 연결망 지도를 완성하고 새로운 신경 회로를 발굴할 기술로 주목받았다.  생명과학과 양한슬 교수는 피부가 벗겨져도 흉터 없이 회복하는 아프리카 가시쥐에 주목, 사람에게 적용 가능한 조직 재생 기전을 밝힌다. 가시쥐 유전체 연구를 통해 피부 질환이나 외상을 입어도 흉터 없이 치료할 가능성을 제안했다.  함께 선정된 서울대학교 생명과학부 현유봉 교수는 식물이 머금은 물이 줄어들며 움직이는 ‘건습식 기관운동’을 규명한다. 제비꽃이나 봉숭아가 씨앗을 멀리까지 퍼트리는 방법이다. 꽃의 작은 움직임에서 식물 진화의 역사를 알아내고 생체 모방 기술까지 응용하겠다는 대담한 연구로 평가받는다.  서경배 이사장은 “코로나19 팬데믹을 겪으며 생명의 존엄성과 기초과학의 가치를 절감했다”며 “연구 공동체로서 서로의 연구를 돕고 인류의 더 나은 미래를 열어갈 연구를 수행해 달라”고 말했다.

우리 대학이 다음 달 14일에 ʻ2021 온라인 기술이전 설명회ʼ를 개최한다. 기술이전 설명회는 교내 연구진이 보유한 우수 기술을 소개하고 기업체와의 협력 및 기술 이전 성과를 확대하기 위해 마련된 행사다. KAIST 기술가치창출원(원장 최성율)은 2017년부터 매년 기술이전 설명회를 개최해 지난해까지 신소재·바이오·AI 등의 분야에서 약 34억 원 규모의 기술이전 계약을 성사시켰다. 이러한 성과를 바탕으로 이번 설명회에서는 일상생활과 밀접한 소재·부품·장비 및 바이오 분야에서 총 9종의 유망 신기술을 선정해 소개한다. 1부에서는 ① PROX1* 중화 항체 기반 망막재생 촉진 기술(생명과학과 김진우 교수), ② 붕괴 지역의 매몰자를 탐지하고 구조할 수 있는 자라나는 바인(vine) 로봇 기술(건설및환경공학과 유지환 교수), ③상처 치료 및 피부미용에 적용할 수 있는 치료용 광패치 기술(전기및전자공학부 최경철 교수), ④AR 및 VR의 메타버스 시장에 활용할 수 있는 형태 가변 고분자 촉각 소재의 제조 방법(화학과 윤동기 교수) 등의 기술을 소개한다. *PROX1(Prospero homeobox1): 신체 기관 및 조직 발달을 조절하는 전사인자의 일종 이어 2부에서는, ①TIMP** 단백질 억제제를 유효 성분으로 포함하는 희귀난치성 골 질환 치료용 조성물(생명과학과 한용만 교수), ②특수 임펠러 기반의 신개념 습식 유해가스 처리 장비(건설및환경공학과 한종인 교수), ③택배 차량용 디젤 트럭에 적용할 수 있는 고효율 저비용 친환경 개조기술(조천식녹색교통대학원 장기태 교수), ④자율적 IoT 서비스 운용 및 관리를 위한 분산 컴퓨팅(Edge) 환경의 IoT 시스템(전기및전자공학부 박홍식 교수), ⑤사물 표면에서 상대 좌표 기반으로 2차원 가상 이미지 공간을 다감각적으로 탐색하는 상호작용 장치(산업디자인학과 이우훈 교수) 등 총 5개의 기술을 선보인다. **TIMP(Tissue inhibitors of MMP): MMP의 조직억제제로 활성을 조절하는 프로테아제 억제제의 일종 특히, 김진우 교수의 망막재생 촉진 기술은 망막퇴행성질환자에 적용할 수 있는 범용 치료제 개발의 단초를 제공해 주목받고 있다. 황반퇴행·녹내장·망막색소변성증 등으로 대표되는 망막질환은 전 세계 인구의 약 2%(3억 명)가 앓고 있다. 망막이 손상되면 대부분 시력 상실로 이어지지만 현재까지는 병의 진행을 지연시키는 치료제만 개발된 상태다. 김 교수 연구팀은 망막이 손상 시 망막 신경 재생을 담당하는 뮬러글리아세포에 PROX1이라는 신경세포분열 억제 인자가 축적되는 것을 발견했다. 이를 바탕으로 PROX1 인자가 쌓이지 않도록 중화하는 항체를 안구에 주입해 망막 재생을 유도하는 기술을 개발해 국내·외 5개국에 특허를 출원했다. 일부 제한된 조건을 가진 환자에게만 적용할 수 있는 기존 치료제와는 다르게 다양한 망막 신경 퇴행성 질환에 폭넓게 쓰일 수 있는 치료제 개발을 목표로 연구 중이다. 또한, 유지환 교수의 바인 로봇은 나뭇가지나 뿌리처럼 자라나는 식물의 줄기를 모사해 설계된 혁신 기술이다. 빠른 속도로 먼 거리까지 도달할 수 있으며, 좁은 틈·높은 벽·미끄러운 지형에서도 이동할 수 있다. 공사장 등에서 발생하는 붕괴 사고 현장에서 불확실한 매몰 위치를 순차적으로 탐색해낼 수 있다. 그뿐만 아니라 매몰자에게 빠르게 접근한 뒤 구조되기 전까지 물·음식·산소 등을 신속하게 공급할 수 있다. 생존 골든타임을 확보할 수 있다는 측면에서 의료용으로도 확장이 가능해 사업성이 높은 우수 기술로 평가받고 있다.  유 교수와 김 교수 연구팀의 기술은 KAIST 내부 및 외부 전문가로 구성된 9명의 심사단으로부터 TOP2 기술로 평가받았다.최성율 기술가치창출원장은 "학문적인 가치뿐만 아니라 바이오 메디컬·신소재·로봇·Iot 등 산업 분야에서의 시장성과 사업성이 밝은 것은 물론 향후 파급력이 높아 산업 경쟁력을 강화할 수 있는 우수한 기술들을 엄선해 이번 기술이전 설명회를 준비했다"라고 전했다. 14일 개최되는 기술이전 설명회는 코로나 19 확산 예방 및 정부의 사회적 거리두기 방역 지침에 따라 온라인을 통해 진행된다. 기술 이전에 관심 있는 기업이라면 행사 홈페이지(https://techfair.kaist.ac.kr/)에서 9월 7일까지 무료로 참가 신청을 할 수 있다. 또한, 사전 신청을 통해 행사 당일 연구자와의 1대 1 기술 상담도 진행할 예정이다.

「미래 50년을 위한 KAIST 신문화」 비전과 학교 운영 방향 전반에 대해 학생들과 대화하는 자리 마련

한여름 캠퍼스의 풍경

KAIST 미래대화 하이라이트 : 이광형 총장과 KAIST 학생과의 비전토크