%EA%B3%B5%EA%B3%BC%EB%8C%80%ED%95%99
-
차세대 친환경 유기 이차전지 핵심기술 개발
우리 대학 신소재공학과 전석우 교수와 김일두 교수, 미국 일리노이대학 어바나-샴페인 캠퍼스 폴 브라운(Paul V. Braun) 교수 공동연구팀이 차세대 친환경 유기 이차전지의 핵심기술을 개발하는 데 성공했다고 24일 밝혔다.
연구진은 재현성 있는 광학 패터닝 기술을 통해 고도로 정렬된 나노 네트워크 구조의 유기 음극을 설계해 리튬유기전지의 성능을 획기적으로 향상시켰다. 연구진이 이번에 확보한 충·방전 특성은 현재까지 보고된 유기 음극 소재 중 가장 높은 수준으로, 무기물 기반의 현 전극 소재를 대체할 수 있으며 장기적으로는 전기차 또는 휴대용 전자기기 등 상용화에 크게 기여할 것으로 기대되고 있다.
유기 이차전지는 원료 수급에 제한이 적고 저렴한 유기 전극 소재를 기반으로 하며 전극의 경량화가 가능하고 우수한 가변성은 물론 재활용이 용이하다는 장점이 있어 지속 가능한 친환경 전지 시스템으로 각광 받고 있다.
하지만 유기물의 낮은 전기전도도를 극복하기 위해 높은 함량의 탄소계 도전재가 첨가돼 고에너지밀도 달성에는 한계가 있었다. 또한, 실제 전기차 및 휴대용 전자기기 등에 적용되기 어려운 느린 충전 속도와 수명 저하 이슈가 결정적인 걸림돌로 지적돼왔다.
연구진은 전기화학적 활성과 안정성을 제한하는 기존의 비정렬적 전극 구조 대신 정렬된 서브 마이크론(100만분의 1미터 이하) 크기의 기공 채널을 갖는 3차원 이중 연속 구조의 유기 고분자-니켈 복합전극을 도입했다.
그 결과 탄소계 도전재 없이도 속도 특성을 비약적으로 향상하는 데 성공했으며, 15 A g-1 의 높은 전류밀도에서도 250회의 충·방전 사이클 동안 전극의 용량이 83% 이상 유지되는 높은 내구성과 안정성을 확인했다.
나아가 3차원 나노 네트워크 구조를 기반으로 유기물 내 다중 탄소 고리의 불포화 결합에서의 촉진된 `슈퍼리튬화' 현상을 규명해 1,260mAh g-1의 높은 가역 용량 달성을 확증함과 동시에 우수한 전하 이동에 대한 동역학 분석을 통해 초고속 성능의 메커니즘을 검증했다.
전석우 교수는 "친환경적이고 유망한 에너지 저장을 실현하기 위한 유기 전극의 구조 공학적 설계 방향을 새롭게 제시한 결과ˮ라며 "이번 연구의 3차원 정렬 나노 네트워크 구조는 다양한 유기 화합물과 호환 가능해 유기 전극의 플랫폼으로써 일반적 활용이 가능하다ˮ라고 밝혔다.
우리 대학 신소재공학과 함영진 박사과정이 제1 저자로 참여한 이번 연구는 에너지·환경 분야 최고 권위지 `에너지와 환경 과학(Energy & Environmental Science, IF: 38.532)' 11월호에 게재되는 한편 학계 및 일반인에게 널리 알릴만한 내용으로 인정받아 내부 표지 논문(Inside Back Cover)으로 선정됐다. (논문명: 3D Periodic Polyimide Nano-Networks for Ultrahigh-Rate and Sustainable Energy Storage)
한편 이번 연구는 한국연구재단 미래소재디스커버리사업의 지원을 받아 수행됐다.
2021.11.24 조회수 4615 -
전기및전자공학부 최재혁 교수팀, '제22회 대한민국 반도체 설계대전' 대통령상 수상
우리 대학 전기및전자공학부 최재혁 교수 연구실(연구실명: 집적회로 시스템 연구실, Integrated Circuits and System Lab)에서 ‘제22회 대한민국 반도체 설계대전’의 대통령상 수상자를 배출했다.
‘제22회 대한민국 반도체 설계대전’은 산업통상자원부와 한국반도체산업협회가 공동으로 주관하는 반도체 설계 전문 공모전으로, 반도체 설계분야 대학(원)생들의 설계 능력을 배양하고, 창의적인 아이디어를 발굴하는 것을 목표로 한다.
대통령상 수상자는 최재혁 교수 연구실의 박선의 박사과정, 조윤서 박사과정, 방주은 박사과정 학생으로 6G 통신에서 통신을 방해하는 잡음(noise)을 획기적으로 낮추는 ‘초 저잡음 신호’를 생성할 수 있는 CMOS(상보형금속산화반도체) 공정 기반의 칩을 개발해 대통령상에 선정됐다.
6G 통신은 최대 20 기가bps(Gbps)의 전송 속도를 갖는 5G 통신 대비 최대 50배 빠른 1 테라bps(Tbps)를 목표로 연구가 진행되고 있다. 일반적으로 통신 주파수 대역이 올라갈수록 넓은 통신 대역폭을 사용할 수 있어 데이터 전송 속도를 높일 수 있기 때문에, 6G 통신에서 요구하는 높은 데이터 전송 속도를 위해서는 100 기가헤르츠(GHz) 이상 주파수 대역의 사용이 필수적이다.
하지만, 이러한 높은 주파수 대역에서 반송파로 사용될 수 있는 정확한 기준 신호를 CMOS 공정을 이용해 만드는 것은 큰 난제였다. CMOS 공정이 초소형, 저전력 디자인에 유리함에도 불구하고, 그 동작 주파수와 고주파 대역 이득(gain)에 한계가 있고, 저잡음 특성이 SiGe, InP 등의 현존하는 다른 공정에 비해 불리하기 때문에 100 기가헤르츠(GHz) 이상의 주파수 대역에서 초 저잡음 성능을 달성하기 어려웠기 때문이다.
하지만, 최재혁 교수팀 학생들이 개발한 칩에서는 이러한 한계를 극복하고, CMOS 공정을 사용해 처음으로 100 기가헤르츠(GHz) 이상 대역에서 고차 변‧복조 기술을 지원할 수 있는 초 저잡음 신호 생성 기술을 선보였다. 이 기술은 CMOS 공정 기반으로도 6G 통신에서 요구하는 초 저잡음 성능을 달성할 수 있다는 것을 보여줌으로써, 장차 상용화될 6G 통신 칩의 가격 경쟁력과 집적도를 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.
대통령상 수상팀에게는 상금 500만 원과 부상이 수여되며, 시상식은 11월 22일 코엑스에서 진행된다.
2021.11.22 조회수 1765 -
국제 컴퓨터 기술 활용 협업 및 소셜 컴퓨팅 학술대회 최우수논문상 수상
우리 대학 전기및전자공학부 이성주 교수 연구팀이 지난 10월 23일부터 10월 27일에 열린 세계컴퓨터연합회(ACM) 주최로 진행된 제24회 컴퓨터 기술활용 협업 및 소셜 컴퓨팅 학술대회(International Conference on Computer-Supported Cooperative Work and Social Computing, 이하 CSCW)에서 최우수 논문상과 방법론 우수상을 수상했다고 18일 밝혔다.
CSCW 는 1986년에 시작됐으며 집단과 공동체를 위한 기술을 디자인하고 활용하는 연구 분야에 초점을 맞추고 있으며, 인간-컴퓨터 상호작용(Human Computer Interaction, HCI)과 소셜 컴퓨팅 분야의 최우수 학회 중 하나로 오래동안 각광받고 있다. 올해 340개의 논문이 발표되며, 최우수 논문상은 제출된 논문의 최상위 1% 논문에만 주어진다. 또한, 방법론 우수상은 올해 신설된 상으로, 획기적인 방법론을 제시하고 구현한 논문에게 주어진다.
이번 논문(Reflect, not Regret: Understanding Regretful Smartphone Use with App Feature-Level Analysis)은 조현성 우리 대학 졸업생 (現 미국 카네기멜론대학교 박사과정), 최다은 학사과정, 김동휘 박사과정, 강완주 박사과정, 최은경 미국 메릴랜드 대학 교수가 참여했다.
연구팀은 스마트폰 화면의 사용자 인터페이스(User Interface) 배치를 기반으로, 사용자가 모바일 애플리케이션 내의 어떤 형태(feature)를 사용하는지 추출해 분석하는 방법론을 개발했다. 예를 들면, 인스타그램 앱에서, 팔로잉 포스트, 팔로잉 스토리 보기, 검색, 대화창 등 다양한 형태(feature)가 존재하는데, 형태별로 세분화된 스마트폰 사용 분석을 가능하게 했다. 이 기술을 기반으로, 특정 형태 사용 패턴은 후회가 되는 스마트폰 사용에 영향을 준다는 것을 밝혔다.
이성주 교수는 "많은 사람들이 스마트폰을 편리하게 사용하지만 과도한 사용으로 문제가 제기되고 있고, 앱 안의 다양한 형태로 세분화한 사용 분석을 가능하게 한 독창적 방법론이 학문적으로 인정받았다ˮ며 "현실적으로 디지털 웰빙에 기여할 수 있다는 점이 높게 평가되어 수상하게 된 것 같다ˮ라고 소감을 밝혔다.
우리 대학 전기및전자공학부 학부장 강준혁 교수는 이성주 교수와 학부생이 포함된 연구팀의 세계적 학술대회 수상을 더욱 높이 평가했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단과 정보통신기술진흥센터의 지원을 받아 수행됐다.
2021.11.18 조회수 1998 -
전해액 첨가제로 리튬금속전지 수명 높인다
우리 대학 생명화학공학과 최남순 교수 연구팀이 리튬금속전지의 장수명화를 가능하게 하는 전해액 첨가제 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 개발된 첨가제 조합 기술은 리튬금속 음극 표면에 바람직한 이중층 고체전해질 계면 박막을 형성해 리튬 덴드라이트 형성을 억제하고 리튬이온을 균일하게 전달해 리튬금속전지의 수명과 고속 충‧방전 특성을 대폭 향상시켰다.
오래 달리는 전기차를 실현하기 위해서는 전지의 핵심 성능인 에너지밀도를 높여야 한다. 리튬금속전지는 리튬이온전지의 흑연보다 10배 이상 높은 용량을 발현하는 리튬금속 음극을 채용하고 있어 전지의 고에너지 밀도화를 달성할 수 있다.
그러나 높은 환원력을 가지는 리튬금속 음극과 전해액의 반응을 제대로 제어하지 못하면 리튬금속전지의 장수명을 달성하기 어렵다. 리튬금속 표면에 고체전해질 계면막을 형성시키는 것에만 집중해 한계점을 보이는 기존 연구들과는 달리 연구팀은 고체전해질 계면막을 계층화하고 형성된 이중층 계면막의 담당 기능을 구체화할 수 있는 환원반응성과 흡착력이 다른 2종 이온성 첨가제를 도입해 리튬금속 전지 수명을 획기적으로 끌어올리는데 성공했다. 또한, 니켈리치 양극 표면을 보호하는 얇은 계면막을 형성하여 양극의 구조적 안정성도 확보할 수 있었다.
최남순 교수 연구팀은 리튬금속 음극이 가지는 불안정성을 해결하기 위해 전자 받음 능력과 흡착 경향성에 따른 이온성 첨가제의 순차적인 환원 분해에 의해 이중층 고체전해질 계면막이 형성되도록 설계했으며 리튬금속 음극에 근접한 계면막은 리튬 전착-탈리반응에 따른 스트레스를 견딜 수 있는 기계적 강도를 가지는 리튬플루오라이드(LiF) 성분의 물질을 가지도록 했다.
바깥쪽 계면막은 전해액으로부터 리튬이온이 균일하게 공급되도록 하는 이온 수송 능력이 우수한 리튬나이트라이드(Li3N) 물질이 포함되도록 했다. 이러한 리튬금속 음극 표면 고체전해질 계면막의 계층적 구조화 기술은 리튬-합금기반 음극재, 리튬저장 구조체 및 무음극 기술 등과도 접목이 가능해 기업에서 요구하는 수준의 리튬금속전지를 실현하는 전해액 핵심 소재 기술이 될 것으로 기대된다. 특히, 이차전지 시장 판도를 바꿔 놓을 게임 체인저(game changer)가 될 것으로 기대하고 있는 무음극 이차전지 기술의 경우 충전 시 리튬금속이 음극 기재에 생성되므로 리튬금속을 안정화시키는 전해액 첨가제 기술은 무음극 이차전지의 성능을 더욱 끌어올리는 데 기여할 것이다.
이번 논문의 공동 제1 저자인 우리 대학 생명화학공학과 김세훈 박사과정은 "리튬디플루오로 옥살레이트 포스페이트(LiDFBP)와 리튬나이트레이트(LiNO3)를 불소 도너와 질소 도너형 첨가제로 도입해 리튬금속 음극의 가역성과 형상 균일화가 가능했으며 이러한 이중층 계면막은 양극과의 크로스 토크(cross-talk)을 최소화해 4V 이상의 고전압에서 전해액이 분해되지 않도록 했다ˮ며 "기존에 보고된 리튬금속 전지용 전해액 조성 기술의 한계를 뛰어넘는 고전압·장수명 리튬금속 전지용 전해액 소재를 개발하게 됐다ˮ 라고 말했다.
개발된 리튬금속 음극 보호용 이중층 계면막 기술은 리튬금속 음극과 니켈 리치 양극으로 구성된 전지의 600회 충·방전 후에도 초기 용량의 80.9%를 발현했으며 99.94%의 매우 높은 쿨롱효율을 보였다.
최남순 교수는 “개발된 고체전해질 이중층 계면막 기술은 기존에 보고되던 고체전해질 계면막과는 달리 계층적 구조화를 통해 고강도 막과 고이온 전달성 막을 리튬금속 음극 표면에 형성하는 새로운 시도”라며 “이러한 기술은 리튬금속 전지의 최대 과제인 리튬금속 음극과 전해액의 불안정한 계면을 제어하는 첨가제 개발에 새로운 방향을 제시했다”라고 연구의 의미를 강조했다.
이번 연구에서 우리 대학 최남순 교수와 김세훈, 이민영(現 SK Innovation 연구원), 이정아 연구원은 구조화된 고체전해질 계면막을 형성하는 전해액 첨가제 기술을 개발하고 이중층 계면막의 구조를 분석해냈다. UNIST 곽상규 교수와 박성오 박사, 임마누엘 크리스탄토(Imanuel Kristanto) 연구원, 이태경 박사(現 한국에너지기술연구원 연구원), 황대연 박사(現 현대자동차 연구원)는 계산화학을 통해 음극 및 양극의 고체전해질 계면막의 구조화 기술에 대한 메커니즘을 규명했으며 UNIST 이현욱 교수와 김주영, 위태웅 연구원은 전해액 첨가제가 수지상 리튬 형성을 억제함을 시각적으로 보였다.
한편 이번 연구는 저명한 국제 학술지 `에너지 스토리지 머터리얼즈 (Energy Storage Materials)'에 10월 25일 字로 온라인 공개됐다(논문명 : Stable electrode-electrolyte interfaces constructed by fluorine- and nitrogen-donating ionic additives for high-performance lithium metal batteries).
이번 연구 수행은 과학기술정보통신부의 기후변화대응기술개발사업, 산업통상자원부의 차세대 이차전지용 극박 음극전극 개발 사업, 현대자동차의 지원으로 이뤄졌다.
2021.11.16 조회수 2476 -
학생 창업기업 엘리스, 발전기금 3억 원 약정
우리 대학 전산학부 학생 창업기업 엘리스(대표 김재원)가 모교에 발전기금 3억 원을 약정했다. 약정식은 11일 오후 서울 도곡캠퍼스에서 열렸다.
엘리스 관계자는 "이번 기부는 엘리스의 첫 번째 사회공헌 활동으로 여섯 번째 창립기념일인 11일에 약정식이 함께 열려 더욱 뜻깊은 날을 맞았다ˮ라고 설명했다.
우리 대학은 엘리스의 기부금을 전산학부 건물 증축에 사용해 소프트웨어 엔지니어를 길러낼 수 있는 학생 연구실·코딩 및 프로젝트 실습실·사회환원 교육 프로그램 장소 등을 마련할 예정이다. 엘리스는 김 대표를 주축으로 한 전산학부 연구실 동료들이 2015년 공동으로 창업한 스타트업이다. 2017년 인공지능이 코딩을 가르치는 디지털 교육 실습 플랫폼 서비스를 출시했다. 이후, SK, LG 등 재계 20위권 내 17개 기업을 포함해 대학과 정부 및 공공기관 등 100여 개의 회사가 직원 교육에 엘리스의 플랫폼을 도입했으며, 교육 이수자 20만 명, 평균 이수율 80% 이상 달성하는 등 빠른 성장세를 보이고 있다.
김재원(35) 엘리스 대표는 "이번 기부를 통해 미래 인재와 교육자 양성을 지원하며 교육 혁신에 이바지할 수 있어 기쁘다"라고 말했다. 이어, 김 대표는 "앞으로 교육 인프라를 확대해 교육자와 학습자 간 활발한 소통을 유도하며, 교육 격차를 해소하고 교육의 질을 향상시키는 선순환 구조를 만들고 싶다"라고 포부를 밝혔다. 이광형 총장은 "소프트웨어 인재 양성은 국가적으로도 매우 중차대한 과제 중 하나인데, KAIST 캠퍼스에서 탄생한 스타트업이 우리 사회에 꼭 필요한 교육을 제공하는 훌륭한 기업으로 성장한 것을 보니 매우 감격스럽다"라고 말했다. 이어, 이 총장은 "더 많은 인재가 좋은 동료와 스승을 만나 무한한 아이디어와 기술력을 펼쳐갈 수 있는 캠퍼스를 조성하는 일에 이번 기부금을 활용하겠다"라고 화답했다. 11일 열린 약정식에는 김재원(35) 대표를 포함해 김수인(32) CPO, 박정국(28) CTO, 김창현(37) 기술팀장 등 KAIST 출신 엘리스 임직원 4명이 참석했다. KAIST에서는 이광형 총장과 김보원 대외부총장, 엘리스의 기업 고문이자 공동창업자들의 지도교수인 오혜연 전산학부 교수가 자리를 함께해 감사와 격려의 인사를 전했다
2021.11.15 조회수 1789 -
제2회 KAIST 국제 이머징 소재 심포지엄 개최
우리 대학이 11월 16일(화)부터 18일(목)까지 3일간 '제2회 KAIST 국제 이머징 소재 심포지엄(2nd KAIST Emerging Materials e-Symposium)'을 개최한다.'차세대 유망 소재 분야의 방향성과 전망'을 주제로 재료공학·화학·화학공학·응용물리학 분야의 세계적인 석학 23명이 강연자로 참여해 온라인 석상에서 발표와 토론을 진행한다.
이번 심포지엄은 재료공학·화학·화학공학·응용물리학 분야의 혁신적인 기술과 최신 성과를 공유하기 위해 기획됐다. 에너지저장 및 하베스터를 위한 혁신소재, 최신 나노소재와 응용분야, 화학·생명공학 연구의 방향성 등 크게 3개의 주제를 아우르는 아이디어와 학계 주요 이슈를 전 세계 학생과 엔지니어를 포함한 연구자들에게 제공할 예정이다.이를 위해, 미국화학회가 발행하는 나노분야 대표적 학술지인 나노학술지(ACS Nano)의 편집장 폴 바이스(Paul S. Weiss) UCLA 교수와 알리 자베이(Ali Javey) UC 버클리 교수 등 9명의 부편집장까지 총 10명이 대거 참여해 신흥 유망 소재 분야의 연구 현황을 발표하고 패널 토론을 통해 국제학술지의 나아갈 방향을 논의한다. 또한, 재생 가능한 에너지를 활용한 전기 생산이 탄소 중립의 대안으로 주목받고 있는 기술 트렌드를 반영해 에너지 분야에 정통한 석학들도 초청됐다.첫째 날인 16일 오전에는 리튬이온전지를 최초로 개발한 공로를 인정받아 2019년 노벨 화학상을 수상한 스탠리 휘팅엄(M. Stanley Whittingham) 미국 빙엄턴 대학 교수가 강연한다. 휘팅엄 교수는 생산된 전기를 가장 손쉽게 저장 및 운반할 수 있는 리튬이온전지의 기본 원리와 현재의 연구 개발 현황을 소개할 예정이다.이와 함께, 전기자동차가 상용화되며 고안정성·고에너지밀도 전지를 필요로 하는 기술 수요에 부응하기 위해 고체전해질 분야의 우수 연구진들이 대거 참여해 차세대 전고체 전지 분야의 나아가야 할 방향에 대해 강연을 진행한다. 고체전해질을 사용한 전고체 배터리는 1회 충전만으로도 800km를 주행할 수 있을 것으로 기대되는 첨단 소재다. 폭발 위험이 낮고 음극과 양극 사이에 분리막이 필요 없는 구조로 기존의 배터리보다 에너지 밀도를 높일 수 있어 차세대 배터리로 각광받고 있다. 이번 국제 심포지엄은 ▴첨단 에너지 재료 ▴차세대 바이오·나노재료 ▴신소재 선도 분야 및 최신 나노연구 등 3일간 7개의 세션에서 열띤 강연이 진행된다.행사를 총괄한 김일두 석좌교수(KAIST 신소재공학과, ACS Nano 부편집장)는 "KAIST가 재료 및 화학, 생명공학, 응용물리학 분야 저명한 석학들이 한자리에 모이는 국제 학술 교류의 장을 마련해 최신 미래 기술이 활발하게 논의하는 글로벌 허브의 역할을 수행할 것ˮ이라고 강조했다.이번 행사는 KAIST 신소재공학과·웨어러블 플랫폼소재 기술센터 및 코리아21(BK21)에서 한다. 유튜브(Youtube), 코우쉐어(KouShare) 등의 중계를 통해 전 세계에서 최소 5만 명 이상이 참여할 것으로 기대되고 있다. 심포지엄과 관련한 자세한 정보는 홈페이지(ems2021.kaist.ac.kr)에서 확인할 수 있다.
신소재·화학·물리·바이오 및 화학공학 분야 미래 선도 기술들에 대한 최신 연구에 관심이 있는 연구자라면 KAIST 신소재 공학과의 유튜브 채널(www.youtube.com/c/kmaterials)에 접속해 누구나 무료로 시청할 수 있다.
한편, KAIST 신소재공학과는 `2022 QS 세계대학평가 학과별 순위'에서 전 세계 대학 중 16위를 차지한 바 있다.
2021.11.15 조회수 2066 -
핵비확산교육연구센터, 원자력 3S 시민 강좌 개최
우리 대학이 오는 10일(수)부터 이틀간 원자력 3S(Safety-원자력 안전, Safeguard-핵안보, Security-핵비확산) 인식 개선을 위한 온라인 시민 강좌를 개최한다.
ʻ다가오는 소형원전의 시대, 어떻게 준비할 것인가ʼ를 주제로 열리는 이번 시민 강좌는 과학적 근거에 바탕을 둔 원자력 정보를 국민에게 제공하고 국가의 원자력 정책이 나아가야 할 방향을 제시하기 위해 마련됐다.
우리 국민 중 원자력 및 관련 분야에 관심을 가진 사람이라면 누구나 무료로 참여할 수 있으며, 11일 오후에는 원자력 전공자는 물론 비전공 학생들까지 모두 참여할 수 있는 진로 상담이 진행된다.
이번 세미나는 소형모듈원전(Small Modular Reactor, 이하 SMR)에 대한 전반적인 지식 및 국가 차원의 쟁점들을 다룰 예정이다. SMR은 미래 저탄소 에너지 시스템을 구현할 수 있는 최적의 수단이자 최근 대두되고 있는 탄소중립 정책의 대안으로 떠오르는 기술이다.
강좌 첫날인 10일에는 황일순 UNIST 원자력공학과 석좌교수가 연사로 나서 ʻSMR의 전반적 개발 현황과 시스템 특성, 안전성 그리고 미래 전망ʼ을 설명한다. 이와 함께, 정범진 경희대학교 원자력 공학과 교수가 ʻ조 바이든 대통령은 왜 SMR을 지지할까ʼ라는 강연을 통해 미국의 소형원전 개발 상황 및 탄소중립과 SMR을 둘러싼 국제 사회의 정책 방향 및 시사점을 전달한다. 마지막으로 이정익 KAIST 원자력및양자공학과 교수는 ʻ탄소중립의 비타민 SMRʼ을 주제로 SMR의 비전력 사용과 SMR이 미래전력망에 기여할 수 있는 점들에 대해 알기 쉽게 설명한다.
이어, 둘째날에는 정용훈 KAIST 원자력및양자공학과 교수가 ʻSMR과 휴머니즘ʼ을 주제로 SMR이 가져올 인류와 사회의 변화에 대해 설명한다. 또한, 임만성 KAIST 원자력및양자공학과 교수는 ʻSMR과 핵무기 연계성ʼ 강연을 통해 소형원자로 기술이 핵무기 개발로 전용될 수 있다는 우려에 대한 전문가적 견해를 제시한다. 이날 강연 후에는 ʻ미래 원자력에서 나의 길 찾기ʼ라는 주제로 진로 상담도 진행된다. 대학생은 물론 초·중·고 학생 중에서도 원자력 분야에 관심이 있는 학생이라면 누구나 참여할 수 있다. 원자력 관련 기관의 전문가들이 산업 및 연구 현장에서 수행되는 연구 주제와 실무 경험담을 공유한 뒤 진로와 관련한 학생들의 세부적인 궁금증을 해소할 질의응답 시간도 가질 계획이다.
이번 시민 강좌 및 진로 상담은 KAIST 핵비확산교육연구센터(센터장 임만성)가 주최하고 국립외교원·한국원자력통제기술원·한국원자력안전기술원·한국원자력연구원·한국수력원자력 중앙연구원·한국전력기술·경희대학교· UNIST 등 대학 및 연구기관 소속의 핵정책 및 원자력기술 전문가들이 연사로 참가한다.
강좌를 총괄한 임만성 센터장은 "대형원전에서 소형원전으로 패러다임이 바뀌는 상황에서 다양한 미래 에너지 시스템 수요에 대응할 수 있는 원자력의 역할을 국가가 고민하고 시민 사회에 공유해 다 같이 공감할 수 있는 정책을 만들어야 한다ˮ라고 강조했다.
이어, 임 센터장은 "이번 강좌를 통해 미래 원자력 시스템인 소형원전에 대한 시민들의 이해도를 높이고 더 나아가 탄소중립 등의 에너지 문제를 개선하는 정책과 방향을 설정하는 일에 자연스럽게 기여할 수 있을 것으로 기대한다ˮ라고 전했다. 11월 10일 오후 1시 30분에 시작되는 시민강좌는 비대면 방식으로 진행되며, 사전 신청을 통해 누구나 무료로 참석할 수 있다. 참가 등록 및 자세한 내용은 KAIST 핵비확산교육연구센터 홈페이지(http://nerec.or.kr/)에서 확인할 수 있다.
2021.11.05 조회수 1660 -
홍승범 교수의 코세라(Coursera) 온라인 강의, 세계적으로 4만여 명 수강해 큰 인기
우리 대학이 세계적인 온라인 교육기관 `코세라(Coursera)'에 개설한 강의가 큰 인기다.
신소재공학과 학과장 홍승범 교수가 코세라에 개설한 `전자기학 특강(Electrodynamics Specialization)' 과목의 누적 수강인원이 4만여 명을 달성했다.
코세라(Coursera)는 미국 스탠퍼드大 컴퓨터과학과 앤드류 응 교수와 대프니 콜러가 창업한 온라인 교육기관이다. 2012년 운영을 시작해 2020년 현재 전 세계에서 7천 7백만여 명이 온라인으로 강의를 수강하고 있다.
홍 교수가 영어로 강의한 `전자기학 특강' 과목은 전자기학 기초(초급), 전기장 분석(중급), 전기 및 자기장 (고급), 맥스웰 방정식 심층 해법(고급) 등 총 4개 강좌로 구성됐다.
우리 대학에서도 고학년 학부생과 대학원생이 전공선택으로 듣는 이 과목은 다소 어렵다는 평가를 받고 있는데 전 세계 149개국에서 수강자가 몰리고 있어 다소 놀랐다고 홍 교수는 평가했다.
수강자(기초과정 기준) 상위 10개국 중 1위는 인도(37.8%)이다. 이어 미국(11.7%)· 필리핀(5.0%) ·방글라데시(2.7%) ·멕시코(2.4%) ·파키스탄(2.1%) ·이집트(2.0%) ·영국 (1.9%) ·터키(1.9%) ·캐나다(1.8%) 순으로 수강자가 많은 것으로 나타났다.
홍 교수의 강좌 인기는 구글에서도 확인할 수 있다. 검색창에 전자기학 과정(Electrodynamics course)을 입력하면 메사추세츠 공과대학(MIT)가 개설한 전자기학보다도 상위에 나타나 그 열기를 실감할 수 있다.
익명으로 진행된 강의평가도 "사례가 많아 강의가 쉽다ˮ는 표현이 많았다.
익명의 평가자 A는 "이 과목의 힘은 수강자가 전자기학을 이해할 수 있도록 쉬운 비유법을 많이 사용한 것ˮ이라며 "이 강의를 만난 것은 행운ˮ이라고 평가했다.
익명의 평가자 B는 "이 과목은 매우 잘 디자인되고 기본을 강조하고 있다ˮ며 "다음 과정도 계속해서 수강하고 싶다ˮ라며 홍 교수에게 감사를 표시했다.
익명의 평가자 C는 "이 과목은 수강자가 명확하게 이해할 수 있게 예시를 많이 제시해 줘서 쉽게 이해할 수 있다ˮ라며 "방정식의 물리학적 의미 등 새로운 지식을 얻는 계기가 됐다ˮ라는 소감을 남겼다.
한국인 교수가 코세라에 개설한 온라인 강좌 중 언어나 교양과목 초급과정에서 수만 명이 수강한 경우는 있지만 이처럼 공학 분야 고급과정을 4만여 명 이 수강한 경우는 매우 이례적이라는 평가다.
해외에서 인기 비결에 대해 홍 교수는 "어떻게 하면 학생의 눈높이에서 이해하기 쉽게 지식을 전달할 수 있을까를 고민했다ˮ라며 "기존지식과 연관 짓고 비유적인 설명이 큰 효과가 있었다ˮ라고 말했다.
이어 "같은 강의를 지난 10년간 강의실에서 500명이 수강했는데 반해 코세라에서 온라인 강의는 3년 만에 4만여 명이 수강했다ˮ라며 "온라인 강의 파급효과에 놀랐다ˮ라고 언급했다.
홍 교수는 위의 온라인 강의 성과를 인정받아 2020년 KAIST 교육혁신의 날에서 `교수학습혁신 부문 대상'을 수상하기도 했다.
홍 교수는 향후 수강생 10만 명을 목표로 신소재 양자역학, 인공지능 신소재 과목도 추가로 개설할 계획이다.
본 강좌는 코세라 홈페이지에서 유료로 수강할 수 있으며 4회 학습을 완료한 학습자는 코세라가 발급하는 `공유 가능한 수료증(Shareable Certificate)'을 발급받을 수 있다.
2021.11.02 조회수 1774 -
전산학부 이의진 교수, ICMU 21 학회 조직위원장 선임
우리 대학 전산학부 이의진 교수가 오는 11월 17-19일 동안 하이브리드로 열리는 ICMU 학회(The 13th International Conference on Mobile Computing and Ubiquitous Networking)의 조직위원장(General Chair)으로 선임되어 학술 행사 조직을 총괄하게 됐다.
올해 13회째를 맞는 ICMU 학회는 모바일 및 유비쿼터스 컴퓨팅을 다루는 국제학회로 사람, 스마트 센서, 기기가 초연결된 차세대 컴퓨팅환경에 관한 최신연구 성과를 공유하고 연구 방향을 모색하는 학술교류의 장이다. 이번 학회는 무선네트워크, 기계학습 및 센서, 애플리케이션 및 보안, 스마트 시티, 인지 컴퓨팅, 헬스케어 주제로 30편의 학술논문과 11편의 포스터가 발표된다. 또한, HCI 및 증강인간(Augmented Human)의 국제 권위자인 준 레키모토(Jun Rekimoto) 교수와 AR/VR 및 모바일컴퓨팅 분야의 국제 권위자인 판 후이(Pan Hui) 교수가 기조강연을 진행할 예정이다.
이의진 교수는 2015년도 ICMU학회에서 프로그램위원장을 역임하였으며 오랫동안 모바일 및 유비쿼터스 컴퓨팅 분야에 기여한 공로를 바탕으로 2021년도 조직위원장에 선임됐다.
홈페이지 : http://www.icmu.org/icmu2021/organizers.html
2021.11.02 조회수 1134 -
박인규 교수 연구팀, 사용자가 원하는 3D 형상의 웨어러블 신축성 전자장치 개발
우리 대학 기계공학과 박인규 교수 연구팀이 차세대 전자장치인 사용자 맞춤형 3D 형상의 웨어러블 신축성 전자장치 설계 및 제조기술 관련 원천기술을 개발했다.
웨어러블 전자장치는 미래를 바꿀 10대 기술로, 안경형 웨어러블 전자장치 (구글 글래스)에서 손목 착용형 웨어러블 전자장치 (스마트 워치)에 이르기까지 세상의 주목을 받아왔다. 최근에는 이런 웨어러블 전자장치를 착용하는 사람의 신체 부위 형태에 딱 들어맞는 디자인으로 바뀌고 있으며, 이에 따라서 착용감이 높으며, 다양한 생체 신호를 정확하게 측정하고, 정보전달을 신속하게 할 수 있는 전자장치 개발에 힘쓰고 있다.
하지만, 기존의 연구들은 대부분 2D 필름 형태의 신축성이 있는 웨어러블 전자장치이므로, 복잡한 형상을 가진 3D 형상의 표면에 부착할 수 없다는 단점이 있다.
박인규 교수 연구진은 이러한 문제를 해결을 위해, 열 성형 기술 및 사전왜곡 패터닝 기술을 개발하였다. 제작 방법은 다음과 같다. 열 성형이 가능한 전극 및 기판을 제작하고, 이를 사전왜곡 패터닝 기술을 통하여 2D 필름에 인쇄한다. 그 이후에 열 성형을 통하여 원하는 3D 형상을 가지도록 성형한다. 따라서 제작된 3D 전자장치의 경우 사용자가 원하는 디자인으로 최소의 오차를 가지며 정확히 제작이 가능하다. 또한, 사용된 전극 및 기판의 경우 열 성형이 가능한 고신축성 물질이기 때문에, 제작된 3D 전자장치의 경우 고신축성 및 기계/전기적 안정성을 보여준다. (그림 1)
이를 활용하여 다양한 사용자 맞춤형 어플리케이션에 적용하였다. 첫번째로, 손가락형 터치센서를 개발하였다. 기존의 손가락형 센서의 경우 대부분 딱딱한 물질로 되어있어서 착용감이 불편하다는 단점이 있다. 이에 반해 개발된 손가락형 터치센서는 사용자 손가락에 딱 맞는 디자인으로 사용자가 편안하게 착용이 가능하며 다양한 변형에 대해서 전기적으로 안정하기 때문에 터치센서로 활용 할 수 있다. 두 번째로, 본 기술과 NFC 시스템을 결합하여 무선 배터리-프리 발꿈치 부착 소프트 압력 센서 시스템을 개발하였다. 이를 통해 부착이 어려운 발꿈치에 센서를 균일하게 부착이 가능하며 안정적으로 압력측정이 가능하다.
박인규 교수는 “4차 산업혁명 시대에 사용자 맞춤형 전자장치는 미래의 주요 기술 중 하나라고 기대한다. 따라서 본 기술이 기존의 웨어러블 전자장치 제작공정의 문제점을 해결하여 차세대 웨어러블 전자장치 개발의 전환점이 될 수 있는 계기가 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
이번 연구는 제 1 저자 우리 대학 최중락 박사과정 학생 및 박인규 교수가 교신저자로 참여하였다. 본 연구는 이 논문은 2021년도 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단의 중견연구자 과제의 지원을 받아 수행되었다.
이번 연구 결과는 융합연구 분야 최상위 학술지 중 하나인 Science Advances (2020 impact factor 14.14) 지 2021년 10월 13일자로 논문이 게재되었다. (논문명: “Customizable, conformal, and stretchable 3D electronics via predistorted pattern generation and thermoforming”)
2021.11.01 조회수 1646 -
장순흥 명예교수, 한국원자력학회 원자력대상 수상
우리 대학 원자력 및 양자공학과 장순흥 명예교수(現 한동대 총장)가 지난 20일 열린 한국원자력학회 제 54회 정기총회 및 추계학술발표회에서 한국원자력대상을 수상했다.
한국원자력대상은 우리나라 원자력 학문·기술 또는 산업발전에 크게 기여한 개인의 탁월한 업적을 기리기 위해 제정됐다. 원자력계 종사자들의 자부심을 고취해 원자력계의 발전을 도모하는 국내 최고 권위의 원자력계 특별상이다.
장순흥 명예교수는 1982년 우리 대학에 부임한 이래 2005년~2006년 대외부총장과 2006년~2010년 교학부총장을 역임했고, 2019년까지 KAIST 원자력및양자공학과 교수로서 원자력 안전, 원자로 설계 등의 교육과 임계열유속, 신형원자로, 열수력안전해석, 확률론적안전성평가(PSA), AI 연구를 통해 원자력 공학 및 학문 발전에 크게 기여했다.
또한, 연구자로서 박사 76명, 석사 99명을 배출하여 산·학·연·관에서 원자력 산업과 안전을 견인했으며, 우리 정부의 원자력진흥종합계획 수립책임자, 원자력안전위원회 위원, 국가과학기술자문위원회 위원, 한국원자력학회장 등 다방면으로 활동했다.
이와 함께, 국제원자력기구(IAEA) 안전자문단(INSAG) 위원, 경제협력개발기구 원자력기관(OECD Nuclear Energy Agency) 원자력시설안전위원회 위원, 미국원자력학회(ANS) 석학회원, 뉴클리어 테크놀로지(Nuclear Technology) 저널 부편집장, 원자력 열수력학 국제학술대회(NURETH-10), 원자로 열수력 및 안전 국제학술대회(NUTHOS-7) 조직위원장, 일본 정부의 후쿠시마안전사고 자문위원회 국제자문위원 등을 역임하면서 원자력계의 국제협력에 기여하고 국제적 위상 강화에 공헌한 점을 인정받아 이번 한국원자력대상의 영광을 차지했다.
장 명예교수는 "그동안 같이 일했던 선배·동료·제자들이 함께 하였기에 불모지에서 세계 최고 수준의 원자력 기술을 이룩했다고 생각한다"라며, "앞으로 후배들이 항상 용기를 가지고 더욱 발전시켜 나가기를 기도한다"라고 수상 소감을 전했다. 한편, 한국원자력학회는 원자력에 관한 학술과 기술 발전을 목적으로 1969년 3월 8일 설립된 학술단체로 현재 5,800여 명의 회원이 전문분야별 12개의 연구부회에 소속되어 활동하고 있다.
2021.10.28 조회수 1544 -
소량의 데이터로 딥러닝 정확도 향상기술 발표
최근 다양한 분야에서 심층 학습(딥러닝) 기술을 활용한 서비스가 급속히 증가하고 있다. 서비스 구축을 위해서는 심층 학습 모델을 훈련해야 하며, 이를 위해서는 충분한 훈련 데이터를 준비해야 한다. 특히 훈련 데이터에 정답지를 만드는 레이블링(labeling) 과정이 필요한데 (예를 들어, 낙타 사진에 `낙타'라고 정답을 적어줌), 이 과정은 일반적으로 수작업으로 진행되므로 엄청난 노동력과 시간이 소요된다. 따라서 훈련 데이터가 충분하지 않은 상황을 효과적으로 타개하는 방법이 요구되고 있다.
우리 대학 전산학부 이재길 교수 연구팀이 적은 양의 훈련 데이터가 존재할 때도 높은 예측 정확도를 달성할 수 있는 새로운 모델 훈련 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.
심층 학습 모델의 훈련은 주어진 훈련 데이터에서 레이블과 관련성이 높은 특성을 찾아내는 과정으로 볼 수 있다. 예를 들어, `낙타'의 주요 특성이 등에 있는 `혹'이라는 것을 알아내는 것이다. 그런데 훈련 데이터가 불충분할 경우 바람직하지 않은 특성까지도 같이 추출될 수 있는 문제가 발생한다. 예를 들어, 낙타 사진의 배경으로 종종 사막이 등장하기에 낙타에 대한 특성으로 `사막'이 추출되는 것도 가능하다. 사막은 낙타의 고유한 특성이 아닐뿐더러, 이러한 바람직하지 않은 특성으로 인해 사막이 아닌 곳(예: 동물원)에 있는 낙타는 인식하지 못할 수 있다.
이 교수팀이 개발한 기술은 심층 학습 모델의 훈련에서 바람직하지 않은 특성을 억제해 충분하지 않은 훈련 데이터를 가지고도 높은 예측 정확도를 달성할 수 있게 해준다.
우리 대학 지식서비스공학대학원에 재학 중인 박동민 박사과정 학생이 제1 저자, 송환준 박사, 김민석 박사과정 학생이 제2, 제3 저자로 각각 참여한 이번 연구는 최고권위 국제학술대회 `신경정보처리시스템학회(NeurIPS) 2021'에서 올 12월 발표될 예정이다. (논문명 : Task-Agnostic Undesirable Feature Deactivation Using Out-of-Distribution Data)
바람직하지 않은 특성을 억제하기 위해서 분포 外(out-of-distribution) 데이터를 활용한다. 예를 들어, 낙타와 호랑이 사진의 분류를 위한 훈련 데이터에 대해 여우 사진은 분포 외 데이터가 된다. 이때 이 교수팀이 착안한 점은 훈련 데이터에 존재하는 바람직하지 않은 특성은 분포 외 데이터에도 존재할 수 있다는 점이다.
즉, 위의 예에서 여우 사진의 배경으로도 사막이 나올 수 있다. 따라서 다량의 분포 외 데이터를 추가로 활용해 여기에서 추출된 특성은 영(0) 벡터가 되도록 심층 학습 모델의 훈련 과정을 규제해 바람직하지 않은 특성의 효과를 억제한다. 훈련 과정을 규제한다는 측면에서 정규화 방법론의 일종이라 볼 수 있다. 분포 외 데이터는 쓸모없는 것이라 여겨지고 있었으나, 이번 기술에 의해 훈련 데이터 부족을 해소할 수 있는 유용한 보완재로 탈바꿈될 수 있다.
연구팀은 이 정규화 방법론을 `비선호(比選好) 특성 억제'라고 이름 붙이고 이미지 데이터 분석의 세 가지 주요 문제에 적용했다. 그 결과, 기존 최신 방법론과 비교했을 때, 이미지 분류 문제에서 최대 12% 예측 정확도를 향상했고, 객체 검출 문제에서 최대 3% 예측 정확도를 향상했으며, 객체 지역화 문제에서 최대 8% 예측 정확도를 향상했다.
제1 저자인 박동민 박사과정 학생은 "이번 기술은 훈련 데이터 부족 현상을 해결할 수 있는 새로운 방법ˮ 이라면서 "분류, 회귀 분석을 비롯한 다양한 기계 학습 문제에 폭넓게 적용될 수 있어, 심층 학습의 전반적인 성능 개선에 기여할 수 있다ˮ 고 밝혔다.
연구팀을 지도한 이재길 교수도 "이 기술이 텐서플로우(TensorFlow) 혹은 파이토치(PyTorch)와 같은 기존의 심층 학습 라이브러리에 추가되면 기계 학습 및 심층 학습 학계에 큰 파급효과를 낼 수 있을 것이다ˮ고 말했다.
한편, 이 기술은 과학기술정보통신부 재원으로 정보통신기획평가원의 지원을 받아 SW컴퓨팅산업원천기술개발사업 SW스타랩 과제로 개발한 연구성과 결과물(2020-0-00862, DB4DL: 딥러닝 지원 고사용성 및 고성능 분산 인메모리 DBMS 개발)이다. (끝).
2021.10.27 조회수 2821