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재료·생명화학공학 분야 세계적 석학들 KAIST에 모인다
재료과학 분야 세계적인 학술지인 네이처 머티리얼스(Nature Materials)誌 빈센트 두사스테(Vincent Dusastre) 편집장 등 국제 학술지 에디터들을 포함해 미국 MIT·스탠포드대학 신소재 및 화학과 교수 등 관련 분야의 세계적인 석학 9명이 한 자리에 동시 집결한다.
KAIST(총장 신성철)는 다음달 7일(화) 대전 본원 KI빌딩 퓨전홀에서 신소재·화학공학·생명공학 분야 전문가 500여 명이 참석해 미래 선도 기술에 대한 최신 트렌드와 학제 간 협력 강화 등을 논의하기 위해‘2018 KAIST 재료/생명화학공학 국제 워크숍’을 개최한다고 25일 밝혔다.
‘유망 소재분야의 빅 아이디어들’이란 주제로 열리는 이번 국제 워크숍에는 재료공학·화학공학·생명공학 분야의 국제 학술지 에디터와 미국 MIT·스탠포드(Stanford)대 교수, 그리고 2015년 세계 최고 응용생명과학자 20인에 선정(2015년 Nature Biotechnology 발표)된 이상엽 KAIST 특훈교수(생명화학공학과) 등이 강연자로 참여해 발표와 토론을 진행한다.
이 국제 워크숍은 KAIST 신소재공학과(학과장 이혁모)와 생명화학공학과(학과장 이재우)가 공동으로 주관, 개최한다.
신성철 KAIST 총장의 개회사를 시작으로 내달 7일 열리는 이번 국제 워크숍에서 우선 네이처 머티리얼스(Nature Materials)誌 편집장 빈센트 두사스테(Vincent Dusastre) 박사는 ‘에너지 소재의 연구동향 및 미래’를 주제로, 미국 화학회가 발행하는 나노분야의 대표적 학술지인 나노학술지(ACS Nano) 편집장인 폴 웨이즈(Paul S. Weiss) UCLA 교수(화학-바이오화학 및 재료공학과)는 ‘나노과학과 나노기술의 미래’를 주제로 각각 발표에 나선다.
재료화학 학회지(Chemistry of Materials) 편집장인 질리안 뷰리악(Jillian M. Buriak) 알버타대 교수(화학과)는 ‘유기 태양전지용 기계학습과 간이 예측모델의 최적화를 위한 응용’을 주제로, 악타 머티리얼리아(Acta Materialia)지 편집장인 크리스토퍼 슈(Christopher A. Schuh) MIT 교수(신소재공학과)는 ‘결정립계(grain boundary) 분리를 통한 나노구조 금속의 3차원 인쇄기술’을 주제로 각각 발표를 진행한다.
이와 함께 매크로몰리큘스(Macromolecules) 부편집장인 티모시 스와거(Timothy M. Swager) MIT 교수(화학과)는 ‘화학반응 및 촉매를 이용한 나노-전자 센서’를 주제로, 제프리 그로스만(Jeffrey C. Grossman) MIT 교수(신소재공학과)와 제난 바오(Zhenan Bao) 스탠포드대 교수(화학과)는 각각 ‘원자크기의 재료설계 기술’과 ‘생체 피부모방 고분자 전자재료 및 디바이스’를 주제로 발표 및 토론에 참여할 예정이다.
이밖에 국내 전문가로는 바이오테크놀리지 저널(Biotechnology Journal) 및 메타볼릭 엔지니어링(Metabolic Engineering)의 편집장인 이상엽 KAIST 교수(생명화학공학과 특훈교수)와 에너지 스토리지 머티리얼스(Energy Storage Materials)지 부편집장인 김상욱 KAIST 교수(신소재공학과)가 각각 발표자로 나선다.
이번 국제 워크숍은 △차세대 기능성 나노구조체 △환경 및 산업용 화학생명공학 소재 △미래 에너지 소재 기술 등 모두 3개 세션으로 나눠 진행되는데 신소재 및 생명화공 분야 세계적인 석학들의 강연 외에도 미래 선도 기술에 대한 최신 트렌드 소개도 함께 이뤄진다.
KAIST는 이번 워크숍을 계기로 국내·외 저명한 석학들과 정보교류를 강화하고 공동 연구를 실시해 세계 최고의 소재기술을 개발하는 기회로 적극 활용할 방침이다.
이번 워크숍의 의장 자격으로 전체 행사를 총괄하는 김일두 KAIST 교수(신소재공학과)는 “내달 7일 열리게 될 이번 국제 워크숍은 재료 및 화학생명공학 분야에서 세계적인 석학들이 한자리에 모이는 국제학술 교류의 장”이라며 “전 세계 나노 신소재 및 화학생명공학 분야의 미래기술을 알 수 있는 소중한 기회가 될 것”이라고 말했다.
한편, KAIST 신소재공학과는 ‘2018 QS 세계대학평가 학과별 순위’에서 전 세계 대학 중 13위(국내 1위), KAIST 생명화학공학과는 ‘2018 QS 세계대학평가 학과별 순위’에서 전 세계 대학 중 14위(국내 1위)를 각각 차지했다.
2018.07.25
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박정영, 정유성 교수, 합금 촉매의 화학반응 실시간 관찰 성공
〈 박 정 영, 정 유 성 교수〉
우리 대학 EEWS 대학원 박정영, 정유성 교수 연구팀이 합금 촉매 표면에서 벌어지는 화학 반응 과정을 실시간으로 관찰해 합금 촉매의 반응성 향상과 직결된 반응 원리를 규명했다.
연구팀의 관찰 결과는 차세대 고성능 촉매 설계에 활용할 수 있는 반응성 향상 원리의 기반이 될 것으로 기대된다.
GIST 물리․광과학과 문봉진 교수 연구팀과 공동으로 수행한 이번 연구 결과는 종합 과학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’ 7월 13일자 온라인 판에 게재됐다. (논문명 : Adsorbate-driven reactive interfacial Pt-NiO1-x nanostructure formation on the Pt3Ni(111) alloy surface, 백금-니켈 합금 표면위의 촉매 활성도가 높은 금속-산화물 경계 나노구조물 형성의 실시간 관찰)
합금 촉매는 단일 금속 또는 금속 산화물 촉매에 비해 뛰어난 성능을 보여 연료전지반응이나 탄소계열 공업화학반응 등에 이용되고 있다. 하지만 합금 촉매 반응의 결과에 대한 근본적인 원리는 자세히 밝혀지지 않아 촉매 연구 과정에서 발생하는 예상치 못한 결과를 설명하기 어려웠다.
연구팀은 문제 해결을 위해 기존의 표면 직접 관찰 기기의 한계점을 크게 개선한 ‘상압 주사 터널링 전자 현미경’과 ‘상압 X-선 광전자분광기’를 활용해 백금-니켈 합금 촉매 표면의 역동적인 변화 과정을 관찰했다.
이를 통해 실제 반응 환경에서 백금-니켈 합금 촉매의 반응성 향상 이유가 금속-산화물 계면 나노구조의 표면 형성으로부터 시작됨을 밝혀냈다.
또한 일산화탄소 산화반응 과정에서 백금 혹은 니켈 산화물 단일 촉매에 비해 금속-산화물 계면 나노구조가 갖는 비교적 낮은 활성화 에너지는 촉매 반응 원리 상 반응성 향상에 보다 유리한 화학 반응 경로를 제시할 수 있음을 확인했다.
이 결과는 밀도범함수 이론을 바탕으로 한 양자역학 모델링 계산 결과를 통해 입증됐다.
박정영 교수는 “초고진공 환경을 기반으로 한 기존의 표면 과학이 풀지 못한 실제 반응 환경에서의 합금 촉매 반응 과정을 직접 관찰한 첫 연구사례이다”며 “합금 촉매의 계면이 촉매 향상도를 높일 수 있고, 현재 진행 중인 촉매전자학 연구와도 밀접한 관계를 가지고 있다. 다양한 종류의 실제 반응 환경에 근접한 촉매 표면 반응을 연구할 계획이다.”고 말했다.
이론적 원리 규명 연구를 주도한 정유성 교수는 “직접 관찰과 양자 계산을 통해 합금 촉매의 주된 활성 자리가 계면임을 규명한 연구로, 다양한 합금 촉매의 설계 및 최적화에 중요한 단서가 될 것이다”고 말했다.
상압 표면 분석을 주도한 GIST 문봉진 교수는“이 연구는 외부의 분자들과 쉴 새 없이 반응하면서 움직이는 마치 살아서 숨쉬고 있는 원자의 움직임과 반응성을 동시에 측정한 완벽한 표면물리연구이다”고 말했다.
이번 연구는 기초과학연구원 및 한국연구재단, GIST 등의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 주사 터널링 전자 현미경을 이용한 실시간 표면 관찰 이미지
그림2. 시간에 따른 표면 직접 관찰 이미지
2018.07.16
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공과대학 구현진 학생, HRI 학회 디자인 경쟁 세션 1위
(왼쪽부터) 서울대 기계항공공학부 최장호, KAIST 기계공학과 구현진, 서울대 기계항공공학부 도원경.
우리 대학 공과대학 구현진(기계공학과 학부, 13학번) 학생이 지난 3월 미국 시카고에서 열린 2018 인간로봇상호작용(Human-Robot-Interaction, HRI) 학회의 학생 디자인 경쟁 세션에서 1위를 차지했다.
구현진 학생은 서울대 학부생 4명(전기정보공학부 장선호, 기계공학부 최장호, 도원경, 이수민)과 팀을 이뤄 아이들과 일대 다 상호작용을 할 수 있는 거북이 모양 로봇 ‘쉘리(Shelly)’를 출품해 수상의 영광을 안았다.
인간로봇상호작용 학회의 학생 디자인 경쟁 세션은 전 세계 대학생들을 대상으로 사람과 상호작용을 하는 로봇을 디자인해 출품하는 대회다. 로봇의 창의적 상호작용 능력과 실제 사회에서의 효용성을 주요 심사 지표로 삼고 있다.
구현진 학생은 네이버 랩스 로보틱스 그룹의 인턴 활동 과정에서 이와 같은 연구를 시행했으며, ‘쉘리(Shelly)’를 이용한 로봇 학대 억제에 관한 연구 내용은 국제전기전자공학회(IEEE)에서 발행하는 잡지인 ‘IEEE spectrum’에도 게재되었다.
【참고 동영상】 · YTN 사이언스 방송
https://www.youtube.com/watch?v=n5KVwgBk0wk
【참고 사이트】 2018 인간로봇상호작용 학회 홈페이지
http://humanrobotinteraction.org/2018/sdc/
IEEE spectrum 온라인 페이지
https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/robotics-hardware/shelly-robotic-tortoise-helps-kids-learn-that-robot-abuse-is-a-bad-thing
2018.06.29
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김희영 교수, 반도체 기판 내 불량칩 탐지, 군집화 기술 개발
〈 이영민 박사과정, 김희영 교수, 김진호 석사 〉
우리 대학 산업및시스템공학과 김희영 교수 연구팀이 반도체 기판 내 여러 형태의 혼합된 불량 칩 패턴을 효과적으로 탐지하고 군집화하는 기술을 개발했다.
이번 연구 결과는 산업공학 분야 저명 국제 학술지 ‘IISE Transactions’ 2월호에 게재됐다. 특히 이 논문은 특집 기사(featured article)로 선정돼 ‘ISE(Industrial and Systems Engineering)’ 매거진 1월호에도 게재됐다.
반도체 기판 제조공정은 기판 표면에 집적회로를 형성하는 복잡한 일련의 공정을 통해 구성된다. 기판 가공이 끝나면 기판 내 각 칩의 불량 여부를 테스트하는 과정을 거친다.
이 때 불량칩은 공정 이상 원인에 따라 특정한 패턴(예 : 원, 링, 스크래치 등)을 보이며 분포한다고 알려져 있다. 불량칩의 분포 패턴을 분석하는 것은 공정 이상을 탐지하고 그 원인을 파악하는데 중요한 단서를 제공한다.
최근 반도체 제조 공정이 점점 복잡해짐에 따라 한 기판 안에 여러 형태의 불량칩 패턴이 혼재되는 사례가 증가하고 있다. 연구팀은 다수의 불량칩 패턴을 효과적으로 파악하기 위해 일정 패턴을 형성하고 있는 불량칩을 선택한 후 여러 개의 특정 패턴으로 군집화하는 방법을 제시했다.
연구팀은 무작위 분포가 아닌 특정 패턴을 형성하고 있는 불량칩을 효과적으로 탐지할 수 있는 CPF(connected-path filtering) 기술을 개발했다. CPF는 특히 스크래치 형태로 분포된 불량칩 탐지에 탁월한 성능 향상을 보였다.
탐지한 불량칩을 다수의 패턴별로 군집화하는 과정에서는 사전에 서로 다른 몇 개의 패턴이 혼재됐는지 알지 못한다는 점과 각 패턴이 복잡한 모양을 가진다는 점이 어려움으로 남아 있었다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 무한 비선형 혼합 모형(infinite warped mixture model)을 이용함으로써 군집화 과정에서 데이터가 스스로 군집 수를 결정할 수 있도록 했다.
또한 복잡한 모양의 패턴을 바로 이용하는 대신 은닉 공간(latent space)에서의 단순한 모양의 패턴을 이용해 보다 효과적으로 군집화하는 데 성공했다.
연구팀은 SK 하이닉스의 실제 반도체 데이터를 활용해 제안된 방법을 검증함으로써 실제 반도체 제조 현장 문제를 효과적으로 해결할 수 있음을 확인했다.
이번 연구에 1저자로 참여한 김진호 석사졸업생은 SK 하이닉스의 수학 파견 인원으로 선발돼 석사과정 동안 2저자인 이영민 박사과정과 공동 연구를 수행했다. 김진호 졸업생은 현재 SK 하이닉스 수석 엔지니어로 근무하고 있으며 Alius TEST 기술팀을 이끌고 있다.
□ 그림 설명
그림1. CPF 적용 전, 후 결과
그림2. 여러형태의 혼합된 불량칩 패턴과 각 특정 패턴으로 군집화된 불량칩 패턴
2018.06.12
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KAIST 새 비전, '글로벌 가치창출, 선도대학'으로 결정
〈 비전 2031 선포식 기자간담회에서 발언하는 신성철 총장(한국프레스센터) 〉
우리 대학이 ‘글로벌 가치창출, 선도대학’을 그랜드 비전으로 확정하고 13일 발표했다.
KAIST가 마련한 새 비전은 과학기술분야 혁신으로 경제·문화 등 인류사회 전반에 큰 변화를 가져올 것으로 예상되는 4차 산업혁명 시대를 맞아 세계 10위권 선도대학(World-Leading University)으로의 진입을 위한 실제적인 전략이자 플랜이다.
KAIST는 새로운 비전을 발판삼아 제2 도약을 통해 우리 국민들의 자긍심을 높이고 우리나라가 선진국으로 진입하는데 초석이 되겠다는 모든 구성원들의 의지와 염원을 담은 ‘KAIST 비전 2031’을 이날 대내외에 처음으로 공개했다.
KAIST가 발표한 새 비전은 끊임없는 도전과 지속적인 혁신성장을 주요골자로 삼고 있다. 이를 통해 궁극적으로는 인류의 행복과 번영에 기여하는 세계 선도대학으로 제2 도약을 이루겠다는 취지다.
신성철 총장은 13일 오전 기자간담회를 갖고 1971년 개교 이후 지난 47년간 거둔 성과를 기반으로 60주년을 맞는 오는 2031년까지 글로벌 가치를 창출하는 선도대학으로 도약하겠다는 내용의 ‘KAIST 비전 2031’을 설명했다.
그는 비전달성을 위해 KAIST의 새로운 시대정신으로 ‘3C(창의 Creativity·도전 Challenge·배려 Caring) 정신’을 제시하는 한편 ‘교육·연구·기술사업화·국제화·미래전략’등 5개 분야의 혁신방안에 대한 구체적인 액션플랜도 함께 발표했다.
신 총장은 이날 KAIST 설립의 근간이 된 터먼보고서의 마지막 장인 ‘미래의 꿈’을 인용하면서 간담회를 시작했다. 터먼보고서에는 “오는 2000년대에는 KAIST가 국제적 명성의 훌륭한 과학기술대학으로 성장하여 대한민국 교육의 새로운 시대를 여는 선봉장이 될 것이다”라는 내용이 적혀있다고 신 총장은 소개했다.
약 50년 전 터먼보고서의 예상대로 KAIST는 올 3월 현재 1만2천375명의 박사를 포함해 모두 6만1천125명의 졸업생을 배출했다. 졸업생 대부분은 국내·외 대학과 기업·연구소·정부 및 공공기관 등 다양한 분야에 진출해 산업화 시대 우리나라 경제의 초고속 성장을 주도해왔다.
특히 국내 과학기술계 리더급 인력의 23%가 KAIST 출신이다. 과학기술계 리더급 인사 4명중 1명이 KAIST 출신인 셈이다.
KAIST는 창업의 산실이자 벤처 사관학교로도 유명하다. 작년 말 기준 KAIST 동문창업 기업 수는 총 1천456개로 3만2천여 명의 고용창출 효과와 함께 연간 13조 6,000여억 원의 매출액을 기록하고 있다.
반면 작년까지 46년간 정부가 KAIST에 지원한 출연금은 2조9,000여억 원 수준이다. 이를 감안할 경우 투자대비 높은 수익률을 보이고 있기 때문에 전문가들은 정부의 KAIST에 대한 투자를 가장 성공한 프로젝트 중 하나로 꼽고 있다.
KAIST는 이밖에 세계적인 대학평가 기관인 영국 QS의 2017 세계대학 평가에서 41위, 2017년 개교 50년 미만 세계대학 평가에서는 각각 3위를 차지했다. 특히, 톰슨 로이터가 선정한 세계에서 가장 혁신적인 대학평가에서는 2016년과 2017년, 2년 연속 세계 6위에 올랐다.
신 총장은 “지난 50년간 KAIST는 지속적인 성장을 통해 세계적인 대학(World-Class University) 수준의 반열에 올랐지만, 실패와 난관도 많았다”며“진정한 혁신은 실패를 감추는 게 아니라 소중한 학습의 기회로 승화시킬 때 이뤄지는 것”이라고 강조했다.
그는 또 “논문 수 등 과거에 지향해 온 양적 성장보다는 미래 인류사회에 필요한 난제해결과 요소기술 변화중심의 연구에 중점을 두는 질적 성장을 위한 전략의 재정립과 비전을 통해 새로운 KAIST로 거듭날 수 있는 성장방안 수립이 필요했다”고 말했다.
신 총장은 이어 “취임 직후인 작년 4월부터 약 1년 간 교직원·학생·동문부터 외부 전문가·외국인 교수 등 각계 인사 약 140명이 참여한 KAIST 비전 2031 위원회를 총장직속으로 가동해왔다”고 밝혔다.
그는 “치열하게 토론하며 수립한 혁신전략을 구성원과 국민이 공감할 수 있도록 공청회 등 소통의 장을 마련해 오랫동안 숙의하는 과정을 거쳐 최근에야 확정했다”며 KAIST 비전 2031을 만든 배경과 과정에 관해 설명했다.
KAIST가 이날 발표한 그랜드 비전은 교육·연구·기술사업화·국제화·미래전략 등 5대 혁신 분야로 나눠 각 분야별로 5년씩 총 3단계(1단계: ~2021년, 2단계: ~2026년, 3단계: ~2031년)로 설계된 구체적인 액션방안을 담고 있다.
우선 ❶ 교육혁신은 과학기술의 사회적 가치를 높이는 창의리더 양성을 목표로 ▲창의적 잠재력을 갖춘 인재선발 ▲교육과정 및 교육체제 혁신 ▲교육방식 혁신을 주요 추진전략으로 정했다.
창의적 인재선발을 위해서는 다양한 배경을 지닌 학생을 선발하고 학생선발 방법의 개선을 통해 고교교육의 정상화를 지원할 방침이다. 작년 말 기준 각각 16%와 22%를 차지하는 일반고 및 여학생 비율을 오는 2031년까지 각 단계마다 5%씩 확대한다.
외국인 학생 선발도 전체 신입생 수 대비 8.4%인 70여 명 수준에서 2021년 15%, 오는 2031년까지 30% 수준으로 각각 확대할 계획이다.
2019년 3월부터 시행 예정인 융합기초학부 설치를 시작으로 학사과정의 기초과정을 한층 강화하고 유연한 자유학기 및 자유학점 제도 또한 단계적으로 도입·시행한다.
4차 산업혁명에 대비한 직장인의 역량강화를 목적으로 인공지능(AI)·빅데이터 분석 등과 같은 최신 디지털기술을 수강할 수 있도록 기업 인력의 재교육(Upskilling, Reskilling) 프로그램 활성화를 위한 가상 캠퍼스(Virtual Campus)를 대폭 확대·운영한다.
이와 함께 온·오프라인 병행 학습자 중심의 토론식 학습인 ‘에듀케이션(Education) 4.0 ’교과목도 작년 말 기준 581개에서 2026년 900개, 2031년까지는 전체 교과목의 50% 수준인 1,500개로 각각 확대된다. 이밖에 KAIST 무료 온라인 강좌(KOOC) 교과목 수는 작년 12개에서 2026년까지 100개, 2031년까지는 300개로 늘어난다.
인류와 국가의 난제해결 연구를 목표로 삼은 ❷연구혁신을 위해서는 ▲지속가능한 연구혁신 ▲창의적·도전적 연구지원 혁신 ▲글로벌 선도 융·복합 연구그룹 육성을 3대 혁신전략으로 삼아 근원적이고도 지속적인 경쟁력을 확보해나갈 방침이다.
지속가능한 연구혁신을 위해서는 연구원과 연구교수 제도를 혁신하고 초세대 협업연구실 제도를 도입, 운영하기로 했다. 초세대 협업연구실이란 시니어와 주니어 교수 간에 세대를 뛰어넘어 상보적·연속적인 협력을 통해 학문의 대를 잇게 함으로써 학문의 유산을 계승·발전시켜 나가는 제도다. 신 총장이 작년 KAIST 총장에 취임하면서 국내 최초로 도입했다.
KAIST는 이 같은 초세대 협업연구실을 오는 2021년까지 30개 이상 지정, 지원하고 3단계인 2031년까지 이를 60개 이상으로 확대키로 했다. 융합연구와 융합연구가 결합하는 초학제간 융합연구소는 오는 2021년 3개에서 2031년까지 10개로 늘리는 등 4차 산업혁명 연구 활성화에도 적극 나설 방침이다.
이밖에 우수 연구 인력의 비중을 늘리기 위해 오는 2021년까지 전임직 교원의 10%, 2026년까지 20% 수준으로 채용을 확대하고 2031년까지 단계적으로 외국인 교원 수를 한국인 교원 수의 30% 이상 수준으로 증원할 계획이다.
융복합 연구그룹 육성을 위해서는 2021년까지 미래지향적인 플래그십(Flagship) 연구그룹을 5개 선정해 전체 교수의 15%가 참여토록 적극 권장할 방침이다.
KAIST는 이 플래그십 연구그룹을 2단계인 2026년까지 8개로 늘려갈 예정이다. 각 연구그룹별로 글로벌 연구기관들과의 협력연구 과제를 2개 이상 추진하도록 지원하고 전체 전임직 교수의 25% 참여를 목표치로 잡았다.
KAIST는 이를 위해 인간·환경·인공지능을 통합하는 고차원 하이퍼커넥션 포토닉스 등 4차 산업혁명 관련 핵심기술 연구 분야에서 6개, 기능성 뇌신경망 발달 및 조절연구 등 바이오·메디컬·의과학·헬스케어 연구 분야에서 2개, 에너지·환경 연구 분야와 국방과학기술 연구 분야에서 각각 1개씩 모두 10개의 융·복합 플래그십 연구 분야를 선정했다.
❸기술사업화 혁신목표는 가치창출 기업가형 대학이다. KAIST는 이를 위해 ▲기업가 정신교육 설계 및 확산 ▲창업지원 기반조성 ▲지식재산 창출 및 관리 프로세스 전문화 ▲기술출자 확대 및 산학협력 클러스터 구축을 혁신전략으로 정했다.
주요 세부내용으로는 2021년까지 학부생을 대상으로 기업가정신 교과목을 50%까지, 그리고 2026년과 2031년까지는 각각 75%와 100% 필수 수강케 하고 창업프로그램은 현행 학사에서 석·박사 과정까지로 확대한다.
대학 내 지적재산을 관리하고 보유기술을 발굴하는 역량강화에도 적극 나선다. 이를 위해 민간 기업 등으로의 기술이전 업무를 전담하는 TLO 조직에 대한 기능조정과 전문성을 보강하는 한편 자율성 확대를 통해 장기적으로 2031년까지는 이를 완전 독립조직으로 분리할 계획이다.
이와 함께 문지캠퍼스에 벤처기업을 적극 유치하고 기술출자기업 설립을 위한 기반조성과 함께 각종 제도를 손질하거나 도입한다.
기술사업화의 빠른 진행을 위해 이스라엘 요즈마 펀드와 같은 국내외 창투사로부터 기술출자를 받을 수 있도록 업무협력을 강화하는 등 기술출자 확대는 물론 KAIST 캠퍼스에 산학협력 클러스터 구축을 적극 추진할 방침이다.
KAIST의 국제적 역량을 배양하고 위상 증진을 목적으로 ❹국제화 혁신을 위한 전략은 ▲글로벌 캠퍼스 ▲해외 국제캠퍼스▲KAIST 주도의 국제연구 ▲KAIST 발전 모델 제3세계 확산 등 모두 4개로 정했다.
우선 KAIST 대전 본원과 서울 캠퍼스 등을 언어와 문화장벽이 없는 외국인 친화적인 글로벌 캠퍼스로 조성하는 한편 글로벌 우수교수와 학생·연구원유치에도 적극 나설 계획이다. 국제화를 위한 교두보 마련을 위해 해외 캠퍼스 설립도 적극 추진키로 했는데 늦어도 2031년까지는 최소 1개 이상의 해외 캠퍼스를 설치, 운영한다.
KAIST의 위상 제고를 위해서 최첨단 분야의 국제 공동컨소시엄에 참여를 확대하고 해외대학 및 기업들의 연구소 브랜치 유치를 위한 활동에도 적극 나설 방침이다.
특히, KAIST 발전 모델을 제3세계에 확산시키기 위해 케냐 등 개발도상국을 대상으로 연구봉사단을 파견해 장비 지원과 함께 적정기술을 보급하는 한편 과학기술대학원 설립과 교육을 지원할 방침이다.
이밖에 2026년까지 ASEAN-KAIST R&D Center를, 그리고 2031년까지 KAIST Spirit & Mind 재단 설립을 각각 추진할 계획이다.
신 총장은 “비전 2031은 설립 60주년을 맞는 2031년까지 세계 10위권 선도대학으로의 도약을 이루기 위한 중장기 플랜이자 전략”이라고 말했다.
아울러 신 총장은 “개교 100주년을 맞는 2071년까지 내다보는 비전까지 정하긴 어렵지만 KAIST의 설립목적을 되새기면서 급격한 사회변화에 따른 시대적인 사명과 책임, 시대정신을 새롭게 정하고, 이를 확산·전파하는 과정을 통해 향후 50년 후 미래 KAIST의 목표달성을 위한 기반을 마련했다는 점에서 의미가 크다”고 덧붙였다.
마지막으로 그는 모든 KAIST 구성원들이 뉴 비전에 대한 확신과 함께 자신감을 가지고 추진하자는 뜻에서 KAIST 비전 2031 보고서(일명 제2 터먼보고서)에 “2031년 KAIST는 교육·연구·기술사업화 혁신을 통해 4차 산업혁명의 선봉장이 될 것이다. 더욱이 국민들의 자긍심을 고양하고 대한민국을 선진국으로 발전시키는 초석이 될 것이다”라는 내용을 담았다고 소개하면서 설명회를 마무리했다.
2018.03.13
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육군-KAIST, 합의각서 체결 및 육군4.0 특별연수과정 개최
〈 신 성 철 총장, 김 용 우 육군 참모총장 〉
우리 대학과 육군이 산, 학, 연의 연구개발 역량을 공유하고 전력 증강에 기여할 수 있는 ‘육군 4.0 특별 연수과정’ 교육과정을 개설하고 육군-KAIST 간 합의각서(MOA)를 체결했다.
이번 교육과 합의각서 체결을 통해 4차 산업혁명을 선도하는 KAIST와 육군의 긴밀한 협력으로 선진화된 전투발전 시스템 구축의 계기가 될 것으로 기대된다.
우리 대학은 신성철 총장과 김용우 육군참모총장 참석 하에 7일 오후 2시에 육군-KAIST 간 합의각서를 체결했다. 협약을 통해 양 기관은 육군연구소 설치 및 운영, 교육과정 개설, 학-군 간 협력 방안 등을 논의 및 추진한다.
3월 5일부터 9일까지 퓨전홀에서 진행되는 육군 4.0 특별 연수과정은 육군본부, 교육사령부, 군수사령부 등의 육군 간부 150여 명이 참가하는 교육과정이다.
4차 산업혁명을 통해 현대전에서 발생할 수 있는 상황과 접할 수 있는 최첨단 장비들을 교육해 군 전투력 증진에 기여할 것으로 보인다.
▲1일차는 ‘4차 산업혁명 핵심기술과 국방혁신’, ‘인공지능과 딥러닝 이해’ ▲2일차는 ‘빅데이터의 활용가능성’, ‘사이버 정보전쟁’ ▲3일차는 ‘드론 및 무인항공기 기술과 발전방향’, ‘군집드론 통신 및 플랫폼’ ▲4일차는 ‘자율주행기술의 발전방향’, ‘뇌공학의 이해’ ▲5일차(3.9,금)는 ‘4차 산업혁명과 뇌과학 응용기술의 미래’순으로 진행된다.
김수현 안보융합연구원장은 “이번 협약과 육군 4.0 특별 연수과정을 통해 우리 대학과 육군은 지능화·무인화·자동화 등 4차 산업혁명의 핵심기술을 미래 전장에 활용하기 위한 다양한 교류, 협력 프로그램을 함께 기획하고 운영할 계획이며, 우리 군의 전투발전 역량을 증진시킬 좋은 기회가 될 것으로 기대한다”고 말했다.
2018.03.07
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신의철, 정민경 교수, 바이러스 간염 악화시키는 세포의 원리 규명
〈 신 의 철 교수, 정 민 경 교수 〉
우리 대학 의과학대학원 신의철 교수, 정민경 교수와 충남대 의대 최윤석 교수, 연세대 의대 박준용 교수로 이루어진 공동 연구팀이 바이러스 간염을 악화시키는 ‘조절 T 세포’의 염증성 변화를 발견했다.
이번 연구를 통해 다양한 염증성 질환을 이해하고 치료에 적용시킬 수 있을 것으로 기대된다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘소화기학(Gastroenterology)’ 2017년도 12월호 온라인 판에 게재됐다.
바이러스성 간염은 A형, B형, C형 등 다양한 간염 바이러스에 의해 발생하는 질환으로 간세포(hepatocyte)를 파괴시키는 특징을 갖는다.
이러한 간세포의 파괴는 바이러스에 의해 직접적으로 일어나는 것이 아닌 바이러스 감염으로 인해 활성화된 면역세포에 의한 것으로 알려져 있다. 그러나 그 상세한 작용 원리는 밝혀지지 않았다.
조절 T 세포는 다른 면역세포의 활성화를 억제해 인체 내 면역체계의 항상성을 유지하는 데 중요한 역할을 수행한다.
최근 연구에 따르면 염증이 유발된 상황에서는 조절 T 세포의 면역억제 기능이 약화되며 오히려 염증성 사이토카인 물질을 분비한다고 알려졌다. 그러나 A형, B형 등 바이러스성 간염에서는 이러한 현상이 과거에는 발견되지 않았다.
연구팀은 바이러스성 간염 환자에게서 나타나는 조절 T 세포의 변화에 주목했다. 이 조절 T 세포가 염증성 변화를 일으켜 TNF라는 염증성 사이토카인(면역 세포에서 분비되는 단백질) 물질을 분비할 수 있다는 사실을 처음 발견했다. 그리고 이 TNF를 분비하는 조절 T 세포가 바이러스성 간염의 악화를 유발함을 증명했다.
연구팀은 급성 A형 간염 환자를 대상으로 분석을 실시해 환자의 조절 T 세포의 면역억제 기능이 저하된 상태임을 밝혔고 TNF를 분비하는 것을 확인했다. 이를 통해 조절 T 세포 변화의 분자적 작용 원리를 밝히고 이를 조절하는 전사인자를 규명했다.
또한 조절 T 세포의 이러한 변화가 B형 및 C형 간염환자에게도 나타남을 발견했다.
이번 연구는 동물 모델이 아닌 인체에서 원리를 직접 밝히기 위해 충남대, 연세대 의대 등 임상 연구팀과 의과학대학원의 면역학 연구팀과의 협동 연구로 이뤄져 중개 연구(translational research)의 모범 사례가 될 것으로 예상된다.
신 교수는 “바이러스성 간염에서 간 손상을 악화시키는 조절 T 세포 변화에 대한 첫 연구사례이다”며 “향후 바이러스성 간염에서 효과적 치료 표적으로 이용할 수 있는 세포와 분자를 규명했다는 의의를 갖는다”고 말했다.
이번 연구는 삼성미래기술육성재단의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 조절T세포에 의해 간손상이 악화되는 현상
그림2. 간염 환자와 정상인의 조절T세포 관찰 그래프
2018.01.08
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장석복, 백무현 교수, 상온에서 아릴기의 선택적 도입 반응 개발
우리 대학 화학과 장석복 교수와 백무현 교수 공동연구팀이 이리듐 촉매를 활용해 상온에서도 분자 내 원하는 위치에 아릴기를 선택적으로 도입하는 반응을 개발하는 데 성공했다. 또한 계산화학으로 반응 원리를 밝혀내 기존의 반응과 다른 경로로 이루어진다는 사실을 증명했다.
탄화수소는 자연상태에 많이 존재하지만 일반적 조건에서는 반응성이 낮아 합성의 원료로 사용되기 어렵다. 반응을 촉진시키기 위해 금속촉매를 활용하는 등 다양한 연구가 이루어지고 있다.
특히 의, 약학이나 재료화학 분야에서 중요하게 활용되는 대다수의 화합물들이 분자 내에 아릴기를 포함하고 있기 때문에 효율적이고 위치선택적으로 아릴기를 도입할 수 있는 반응의 개발은 유기화학 분야의 지속적인 연구주제이다.
안정적인 탄소-수소 결합에 아릴기 도입 반응을 유도하기 위해서는 탄소-수소 결합에 할로젠 원자나 유기금속을 붙여 사전활성화하거나 이 과정 없이 탄소-수소 결합을 직접 활성화(C-H functionalization)하는 과정을 거친다.
직접 활성화하는 방법이 효율성과 경제성이 뛰어나지만 개발된 반응 대부분이 고온의 반응온도, 과량의 첨가물이 필요한 격렬한 반응 조건을 필요로 하고 탄소-수소 결합이 분자 내에 많이 존재하므로 선택성 확보 역시 어려웠다.
연구진은 이리듐 촉매 하에서 아릴실레인(arylsilanes)을 반응제로 사용하여 탄소-수소 결합 활성화를 통한 아릴화 반응을 상온에서 구현하는 데 성공했다.
여태껏 전이금속 촉매를 사용하는 탄소-수소 결합 활성화를 통한 아릴화 반응이 대부분 높은 온도에서 이루어진 것과 달리 상온에서도 이 반응이 가능할 뿐 아니라, 분자 내에서 위치선택적으로 아릴기를 도입할 수 있다.
상온에서 아릴기 도입 반응에 성공할 수 있었던 것은 실험과 이론연구가 동시에 이루어졌기 때문이다. 기존에 알려진 아릴화 반응경로는 과정중 생성되는 금속교환반응 중간체(transmetallation intermediate)의 안정성 때문에 반응과정에서 높은 에너지가 요구됐다.
원리 연구를 통해 전이금속을 촉매로 하는 탄소-수소 결합 활성화를 통한 아릴화 반응에서 최초로 금속교환반응 중간체를 분리, 분석했다.
이를 바탕으로 금속교환반응 중간체만을 선택적으로 산화시키는 새로운 경로를 개발하여 에너지 장벽을 효과적으로 낮췄다. 또한 밀도범함수를 활용한 계산화학으로 실험 결과를 토대로 제안된 반응경로의 타당성을 검증했다.
장 교수는 “상온에서 위치 선택적 아릴화 반응을 이끌어 낸 것과 더불어 반응 메커니즘 연구를 통해 기존에 통상적으로 제안되어져 왔던 진행경과와는 다른 새로운 반응경로로 반응이 이루어짐을 규명했다”며 “이 반응경로를 알아내고 이를 바탕으로 고온이나 과량의 첨가물 없이도 선택적인 반응방법을 개발하였다는 점에서 그 의의가 크다”고 말했다.
연구결과는 국제학술지 네이처 케미스트리 12월 11일자 온라인 판에 게재됐다.
□ 그림 설명
그림1. 금속교환반응 중간체(transmetallation intermediate)의 X-ray 결정구조
그림2. 밀도범함수를 활용한 계산화학으로 본 중간체의 산화상태와 중간체에서 일어나는 환원성 제거반응(reductive elimination)에 필요한 에너지장벽(energy barrier)간의 상관관계
그림3. 연구진이 제안한 이리듐 촉매를 활용한 아릴화 반응 메커니즘
2018.01.02
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박현욱 교수, 머신러닝 통해 MRI 영상촬영시간 단축기술 개발
우리 대학 전기및전자공학부 박현욱 교수 연구팀이 머신러닝 기반의 영상복원법을 이용해 자기공명영상장치(이하 MRI)의 영상 획득시간을 6배 이상 단축시킬 수 있는 기술을 개발했다.
이번 연구를 통해 MRI의 영상획득시간을 대폭 줄임으로써 환자의 편의성을 높일 뿐 아니라 의료비용 절감 효과를 기대할 수 있을 것으로 보인다.
권기남 박사과정이 1저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘메디컬 피직스(Medical Physics)’ 12월 13일자에 게재됐고 그 우수성을 인정받아 표지 논문에 선정됐다.
MRI는 방사능 없이 연조직의 다양한 대조도를 촬영할 수 있는 영상기기이다. 다양한 해부학적 구조 뿐 아니라 기능적, 생리학적 정보 또한 영상화 할 수 있기 때문에 의료 진단을 위해 매우 높은 빈도로 사용되고 있다.
하지만 MRI는 다른 의료영상기기에 비해 영상획득시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 따라서 환자들은 MRI를 찍기 위해 긴 시간을 대기해야 하고 촬영 과정에서도 자세를 움직이지 않아야 하는 등의 불편함을 감수해야 한다.
특히 길게 소요되는 영상획득시간은 MRI의 비싼 촬영 비용과 직접적인 연관이 있다.
박 교수 연구팀은 MRI의 영상획득시간을 줄이기 위해 데이터를 적게 수집하고 대신 부족한 데이터를 기계학습(Machine Learning)을 이용해 복원하는 방법을 개발했다.
기존의 MRI는 주파수 영역에서 여러 위상 인코딩을 하면서 순차적으로 한 줄씩 얻기 때문에 영상획득시간이 오래 걸린다. 획득 시간을 단축시키기 위해 저주파 영역에서만 데이터를 얻으면 저해상도 영상을 얻게 되고 듬성듬성 데이터를 얻으면 영상에서 인공물이 생기는 에일리어싱 아티팩트 현상이 발생한다.
이러한 에일리어싱 아티팩트를 해결하기 위해 다른 민감도를 갖는 여러 수신 코일을 활용한 병렬 영상법과 신호의 희소성을 이용한 압축 센싱 기법이 주로 활용됐다.
그러나 병렬 영상법은 수신 코일들의 설계에 영향을 받기 때문에 시간을 많이 단축할 수 없고 영상 복원에도 시간이 많이 걸린다.
연구팀은 MRI의 가속화에 의해 발생하는 에일리어싱 아티팩트 현상을 없애기 위해 라인 전체를 고려한 인공 신경망(Deep Neural Networks)을 개발했다.
연구팀은 위 기술과 함께 기존 병렬 영상법에서 이용했던 복수 수신 코일의 정보를 활용했고, 이 방식을 통해 직접적으로 영향을 주는 부분만을 연결해 네트워크의 효율성을 높였다.
기존 방법들의 경우 서브 샘플링 패턴에 많은 영향을 받았지만 박 교수 연구팀의 기술은 다양한 서브샘플링 패턴에 적용 가능하며 기존 방법대비 복원 영상의 우수함을 보였고 실시간 복원 또한 가능하다.
박 교수는 “MRI는 환자 진단에 필요한 필수 장비가 됐지만 영상 획득 시간이 오래 걸려 비용이 비싸고 불편함이 많았다”며 “기계학습을 활용한 방법이 MRI의 영상 획득 시간을 크게 단축할 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부의 인공지능 국가전략프로젝트와 뇌과학원천기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 국제 학술지 ‘메디컬 피직스 (Medical Physics)’12월호 표지
그림2. 제안하는 네트워크의 모식도
그림3. MRI의 일반적인 영상 획득 및 가속 영상 획득 모식도
2017.12.29
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김상규 교수, 화학반응 교차점에서 반응 메커니즘 규명
〈 우경철 박사과정, 김상규 교수, 강도형 박사과정 〉
우리 대학 화학과 김상규 교수 연구팀이 분자의 결합이 떨어지는 화학반응의 교차점에서 발생하는 두 가지 반응 경로를 실시간으로 관찰해 정확한 속도를 측정하는 데 성공했다.
김 교수는 지난 2010년 실험을 통해 두 반응의 위치에너지의 곡면이 만나는 화학반응의 핵심인 ‘원뿔형 교차점’의 존재와 분자구조를 규명한 바 있다.
이어서 이번 연구를 통해 화학반응의 교차점에서 발생하는 두 반응의 속도를 정확하게 측정함으로써 관련 연구의 이론적, 실험적 발전에 기여할 것으로 기대된다.
우경철, 강도형 박사과정이 1저자로 참여한 이번 연구는 ‘미국화학회지(JACS)’ 11월 7일자 온라인 판에 게재됐다.
빛을 받아 일어나는 화학반응은 전자적으로 들뜬 상태에서의 상호작용을 통해 발생한다. 일반적으로 전자상태 간의 상호작용은 한 개의 경로를 갖는 것이 보통이다. 하지만 양자상태에 따라 반응속도가 변하는 현상이 종종 발견되기도 한다.
이렇게 두 개 이상의 서로 다른 성격을 지닌 위치에너지곡면들이 교차하는 지점을 원뿔형 교차점(conical intersection)이라고 부른다. 이 구간은 화학반응에 대한 양자역학적 기술을 가능케 하는 ‘본-오펜하이머 가정(Born Oppenheimer approximation)’이 성립하지 않는 영역으로 알려져 있다.
김 교수는 2010년 분광학적 방법을 통해 이 원뿔형 교차점의 존재를 발견했고 이는 곧 에너지곡면 교차점의 양자상태 반응의 시작점임을 증명했다. 또한 여기서 출발한 반응은 매우 다른 반응속도를 가진 서로 다른 두 경로로 분리돼 진행된다는 것을 밝혔다.
그러나 일반적인 분광법을 통해서 교차점의 시작점은 알 수 있었지만 각 곡면이 갖는 속도를 측정하는 것은 불가능했다.
연구팀은 기존의 분광법이 아닌 피코초(10-12초) 시간분해능 분광법을 이용했다. 기존 기술은 나노초를(10-9초) 기반으로 한 실험을 이용한하기 때문에 에너지 부분에서는 정확하게 측정할 수 있지만 나노초로는 반응의 속도를 측정할 수 없다. 화학반응이 나노초 이내에서 이뤄지기 때문이다.
연구팀의 피코초 시간분해능 분광법은 에너지와 시간 모두 정확하게 측정할 수 있기 때문에 원하는 결과를 얻을 수 있었다.
연구팀은 본-오펜하이머 가정이 성립하는 단열 반응(adiabatic reaction)과 본-오펜하이머 가정이 성립하지 않는 비단열 반응(non-adiabatic reaction) 각각 두 개의 경로가 활성화되고 반응 속도 뿐 아니라 생성물의 에너지 분포 등이 큰 차이를 보임을 확인했다.
자유도의 수가 많은 복잡한 분자 반응에서 양자상태에 근거한 반응교차점에서의 비 단열성을 정량적으로 관찰하고 설명한 경우는 처음이다. 이를 통해 향후 있을 이론적, 실험적 연구의 촉진에 기여할 것으로 기대된다.
김 교수는 “기초과학 연구는 인류가 자연을 이해하고 지혜롭게 이용하는데 필수적이며 기초과학의 발전 없이 새로운 기술적 진보를 기대하기는 힘들다”며 “이번 연구를 통해 기초과학의 연구에 열정을 다할 수 있는 젊은 학문적 기대주들이 많이 성장할 수 있길 바란다”고 말했다.
이번 연구는 삼성미래기술육성재단의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 반응교차점에서 시작된 반응 그래프, 단열반응경로 (빨간색)와 비단열반응경로 (파란색)로 나눠짐
그림2. 반응교차점 입체도
그림3. 반응교차점 메커니즘 개념도
2017.11.30
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김지한 교수, 다공성 물질 내 가스 흡착량 증진 가능성 제시
〈 김 지 한 교수, 정 상 규 석사과정 〉
우리 대학 생명화학공학과 김지한 교수 연구팀이 결함공학을 통한 다공성 물질의 가스 흡착량 증진법을 개발했다.
정상규 석사과정이 1저자, UC 버클리 화학과의 Günther Thiele 박사후 연구원이 2저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’11월 16일차 온라인 판에 게재됐다.
금속-유기 구조체(metal-organic framework, 이하 MOF)는 금속 클러스터와 유기 리간드의 규칙적인 배위결합을 통해 합성되는 결정체이며, 넓은 표면적과 수많은 공극을 지닌 물질로서 다양한 에너지 및 환경 관련 소재로 각광받고 있다.
하지만 다른 결정성 물질들과 마찬가지로 실제 MOF는 완벽한 결정성을 가질 수 없으며 여러 종류의 결함을 가지게 된다.
이러한 결함들 중 결정체 내 유기 리간드가 불규칙적으로 본래 자리에 결합되지 않은 상태를 뜻하는 리간드 공공결함은 실험적인 기법들을 통해 공공결함의 밀도가 조절될 수 있다고 알려져 있다.
연구팀은 기존 제시된 리간드 공공결함의 조절을 통한 결함 공학 기법을 특정 MOF 내 고립된 공극의 존재여부와 접목시켜 결함공학을 통한 가스 흡착 증진 가능성을 제시했다.
김지한 교수가 직접 개발한 그래픽 프로세서(GPU) 소프트웨어 코드로 초고속 스크리닝 기법을 활용해 실험적으로 합성된 12,000 가량의 MOF들로 부터 메탄 가스에 대해 상당한 부피의 고립공극을 가지는 MOF들을 계산적으로 선별했다.
고립 공극의 판별 작업에는 안정적 에너지 구간에 대한 플러드-필(flood-fill) 알고리즘이 사용됐으며 이는 마이크로소프트 그림판에서 흔히 접할 수 있는 ‘색 채우기’ 기능과 동일한 알고리즘이다. 이를 통해 무한히 연결된 주 공극구조만 판별해내고 연결되지 않고 고립돼 존재하는 공극의 존재여부를 판단했다.
이후 많은 양의 고립공극이 파악된 MOF들에 대해 리간드 공공결함을 가상으로 결정 구조 내 도입했으며 리간드가 없어지면서 기존의 고립돼 존재하던 공극들이 주 공극구조와 합쳐지도록 유도했다.
이러한 스크리닝 작업을 통해 연구팀은 리간드 공공결함이 도입되었을 시 상당한 메탄 가스의 흡착량 증진을 겪을 수 있는 13개의 MOF를 최종적으로 선별했으며, 불과 8.33% 이하의 리간드 결함이 존재했을 시에도 최대 55.6% 의 메탄 가스 흡착량 증진을 가질 수 있다는 것을 확인했다.
본 연구팀이 제시한 리간드 공공결함을 통해 기존에 활용되지 못하던 고립 공극을 주 공극구조에 연결시켜 새로이 활용하는 기법은 단순한 가스 흡착량 증진 외에도 혼합 가스의 선택적 흡착, 반 영구적 가스 포획 등 다양한 효과를 가져올 수 있다.
이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 본 연구에서 사용된 플러드-필 알고리즘을 설명하는 도해와 플러드-필 알고리즙을 통해 고립공극이 판별된 MOF의 예시
그림2. 본 연구에서 선별된 MOF 중 두 가지 MOF의 공공결함 도입 전과 후(좌, 우)의 흡착가능 공간 비교
2017.11.27
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Open KAIST 2017 행사, 11월 2일~3일 대전 본원에서 개최
우리대학은 청소년과 일반인들이 세계적인 연구성과물을 쏟아내고 있는 교내 연구·실험실 및 연구센터 등 연구현장을 둘러보고 또 각종 연구성과를 직접 보고 체험할 수 있는 ‘OPEN KAIST 2017’행사를 11월 2일과 3일 이틀간 대전 본원 캠퍼스에서 개최한다. 2001년에 시작돼 올해로 9회째를 맞는 ‘OPEN KAIST’는 교내행사로는 가장 큰 규모로 열리는 우리대학의 가장 대표적인 과학문화 대중화 행사인데 공과대학(학장 김종환 교수·전기및전자공학과)이 주관해 2년마다 개최한다.
이 행사는 특히 일반인에게 과학에 대한 다채로운 과학관련 프로그램 운영을 통해 과학에 대한 궁금증을 풀어주고 미래 한국의 과학기술을 이끌어 갈 청소년들에게는 과학에 대한 꿈과 희망을 키워주는 체험프로그램이다. 다양한 전시물과 프로그램 운영으로 입소문이 나면서 행사 때마다 1만 명 이상의 학생과 일반인이 우리대학을 방문할 정도로 인기를 끌고 있다.
올 행사에는 기계공학과·항공우주공학과·문화기술대학원·전기및전자공학부·전산학부·신소재공학과 등 20개 학과와 인공위성연구소·헬스사이언스연구소·IT융합연구소 등 3개 연구센터, 홍보실 등이 참여한다. 지난 2015년 8회 행사 때보다 참여 학과 및 부서는 4개, 운영 프로그램 수는 6개가 각각 더 늘었다. 이들 학과 및 연구센터는 행사기간 중 ▲연구실 투어 ▲연구성과 전시회 ▲학과소개 ▲특별강연 등 4개 분야에서 총 70개 프로그램을 운영한다.
이번 행사에서 가장 관심을 끌 것으로 기대되는 프로그램은 공과대학이 2일~3일 이틀간 주관, 선보이는 ‘AI 월드컵 2017’ 시범경기다. 올 12월 예정인 ‘AI 월드컵 2017’ 본선을 앞두고 열리는 시범경기는 AI 월드컵 구현방법을 디스플레이 형태로 시연함으로써 참가자들이 보다 직관적으로 이해할 수 있도록 도움을 주고자 마련됐다. ‘AI 월드컵 2017’은 우리대학이 구기 종목 중 인공지능을 채택해서 세계 최초로 여는 공식 축구대회다. Q-Learning을 포함한 AI기술을 기반으로 각 팀당 5대의 학습된 가상의 선수로봇이 참가자의 조작 없이 상대팀 골대에 골을 넣어 득점하는 경기방식으로 치러진다. 참가자가 코딩해서 대회용 서버(Server)에 업로드하면 자동으로 매칭(Matching)을 통해 다른 팀과 경기를 대결하는 롤링 업데이트(Rolling Update)형 풀리그(Full League) 방식으로 진행된다. 11월 1일부터 24일까지 예선기간 동안 누적 경기실적에서 고득점을 획득한 상위 팀끼리 12월 1일 우리대학 본원캠퍼스 KI빌딩에서 결승전을 치룰 예정이다.
다양한 연구실 투어프로그램도 눈길을 끄는데 기계공학과 이두용 교수의‘로봇 및 시뮬레이션 연구실’에서는 의료용 시뮬레이션을 직접 체험할 수 있다. 의료용 시뮬레이션은 의료시술을 훈련하거나 계획하기 위해 실제 시술을 가상환경에서 사실적으로 재현하는 기술이다. 특정 시술에 대한 경험이 부족한 의사들은 훈련용 시뮬레이션을 통해 가상으로 시술을 경험함으로써 숙련도를 높일 수 있고 계획용 시뮬레이션을 이용해서는 시술계획을 사전에 평가·개선할 수 있기 때문에 실제 시술 시 성공률을 높일 수 있다.
항공우주공학과 이정률 교수 연구실은 인공지능 기술을 촬영용 드론이나 RC 자동차 등에 적용해 비행기의 외관 손상을 찾는 방법 등에 대해 소개한다. 또 권세진 교수 로켓연구실에서는 이 연구실에서 직접 제작·발사한 과학로켓(SNUKA Ⅰ&Ⅱ)을 구경하고 설명을 들을 수 있다. 전기및전자공학부 최정우 교수 연구실에서는 열을 이용해서 공기를 압축하고 팽창시켜 소리를 생성하고 음악을 재생하는 신소재 그래핀을 이용한 열 음향 스피커를 시연한다. 이와 함께 건설및환경공학과 김아영 교수 연구실은 도심환경의 정밀한 3차원 맵핑(Mapping)과 관련한 다양한 연구를 수행하고 있는데 이 연구실에서 직접 제작한 모바일 매핑 시스템을 보여주면서 설명과 함께 어떻게 이 맵이 만들어지는지를 실시간으로 보여준다. 모바일 매핑 시스템은 레이저 스캐너·카메라·관성센서·GPS 등 여러 센서를 차량에 장착한 이동형 측량시스템인데 측량이 필요한 곳으로 차량을 이동시키면서 데이터를 획득하고 획득한 데이터를 기반으로 점군 기반의 정밀한 3차원 맵을 생성할 수 있다.
우리대학의 최신 연구성과물도 전시된다. 바이오및뇌공학과는 혈중 암세포 선별 및 분석시스템과 인간감정 모니터링시스템을, 그리고 헤드셋 형태의 뇌파 기기를 머리에 쓰고 상상을 통해 외부기기를 조작하는 뇌·기계 인터페이스 기술을 시연한다. 이도헌 교수가 운영하는 유전자 동의보감사업단에서는 인공지능 가상인체를 이용한 식·약품 발굴기술 등을 전시한다. 산업및시스템공학과는 수학적 모델링·최적화·인공지능 알고리즘이 제조공정에서 어떻게 활용되는지를 보여주는 ‘레고 스마트 제조시스템’, 공정 및 제품 공급현황에 따라 최적화한 건설 및 조선공정을 제시하는 ‘제조 AR/VR 시스템’등 첨단 제조기술을 소개한다. 또 IoT 및 인터넷을 통해 수집한 빅데이터를 산업의 수요에 맞도록 분석해주는 ‘데이터 분석기술’과 ICT 기술과 인문사회과학 이론을 융합해 스마트폰 중독에 대응하기 위해 만든‘스마트폰 중독 자동 판별시스템’등 인간공학 기술도 함께 보여준다.
이밖에 조천식녹색교통대학원은 정지동작과 이동 동작이 가능한 수직 이·착륙 소형 항공기 형태의 드론을 시연한다. 문화기술대학원 비주얼미디어연구실이 보여주는 연구성과물은 광학식 마커와 적외선 카메라를 활용해 사람·동물의 동작을 3D 공간상에 기록하는 모션 캡처시스템과 획득한 동작 데이터를 임의의 3D 캐릭터에 입히는 실시간 리타게팅이다. 관람객들은 이밖에 문화기술대학원이 세계 최초로 자체개발에 성공한 미래형 상영기술인 스크린X와 증강현실 기반의 유적지 스마트 투어시스템 등을 전시하고 체험할 수 있어 융·복합화 연구중심의 과학기술 발전추세를 한눈에 느낄 수 있다.
다양한 주제와 내용으로 꾸며진 특별강연 프로그램도 눈에 띤다. 전산학부 김주호 교수는‘인간 컴퓨터 상호작용(HCI: Human Computer Interaction)’을 주제로 HCI 분야에 대한 소개와 집단지성으로 복잡한 문제를 풀어가는 크라우딩 기법을 소개할 예정이다. 산업및시스템공학과 이태식 교수와 문일철 교수는 각각 ‘세상 속 산업공학’과 ‘인공지능과 산업공학’을 주제로 일반인의 눈높이에 맞춰 산업공학 개론을 들려준다. 또 수리과학과는 ‘수학과 생물학의 아름다운 만남’이라는 주제로 세상에서 존재하는 가장 복잡한 시스템인 생명현상을 이해하는데 최근 수학이 활발히 사용되는 추이를 반영해 소위 생물학의 6번째 혁명이라 불리는 ‘수리 생물학’에 관해 소개와 함께 고등학교에서 배우는 미·적분을 이용해서 다양한 생명현상과 관련한 퍼즐을 풀어보는 시간을 갖는다.
이밖에 학교 홍보관에서 열리는 댄싱로봇 공연을 비롯해 KI빌딩 1층 로비에 설치된 Dr.M 쇼룸에서는 모바일 헬스케어 기술과 이를 융합한 가상의 미래 스마트 홈·병원을 체험할 수 있다. KI빌딩 3층에서는 1인 가구기반의 미래형 주거(스마트 홈) 공간상의 증강현실 서비스 제공 응용시나리오를 시연하는 등 다양하고 풍부한 볼거리가 준비돼 있어 관람객들은 과학기술에 대한 흥미와 감동을 현장에서 보다 생생하게 느낄 수 있다.
김종환 공과대학장은 “OPEN KAIST는 국민들이 실제 연구가 이뤄지는 KAIST의 연구현장을 직접 보고 체험할 수 있는 유일한 기회”라며 “KAIST는 앞으로 인류사회 발전에 기여하는 연구와 창의적·선도형 융합연구에 역량을 집중해 4차 산업혁명 시대를 선도하는 대학으로 국민들에게 더 가까이 다가설 것”이라고 강조했다.
한편 ‘OPEN KAIST 2017’ 행사기간 중 관람을 원하는 사람들은 별도의 신청절차 없이 당일 안내소에서 배포하는 안내책자를 이용해 본인이 희망하는 프로그램을 선택해서 자율적으로 관람할 수 있다. 행사에 대한 세부적인 프로그램과 일정은 관련 홈페이지(openkaist.ac.kr)를 통해 확인이 가능하다. 행사문의는 공과대학 교학팀(042-350-2491~4).
2017.10.23
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