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박병국 교수, 이달의 과학기술인상 10월 수상자 선정
〈 박병국 교수 〉
우리 대학 신소재공학과 박병국 교수가 이달의 과학기술인상 10월 수상자에 선정됐다.
과기정통부와 연구재단은 박병국 교수가 차세대 자성메모리(MRAM) 구동의 핵심인 스핀 전류를 효율적으로 생성하고, 스핀분극을 자유롭게 제어하는 소재를 개발해 대규모 정보처리기술이 요구되는 4차 산업 발전에 기여한 공로가 높이 평가됐다고 선정 배경을 설명했다.
‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1천만 원을 수여하는 상이다.
국내 반도체산업은 메모리 분야의 기술력에 힘입어 세계 시장을 선도해 왔다. 하지만 4차 산업혁명 시대 반도체 강국의 지위를 유지하기 위해 차세대 소자기술 확보가 필요한 상황이다. 스핀트로닉스 기술을 바탕으로 저전력, 초고속, 고집적 반도체 소자 개발의 초석을 다진 박병국 교수의 ‘이달의 과학기술인상’ 수상이 10월 29일 반도체의 날을 앞두고 더욱 뜻깊다 할 수 있다.
자성메모리는 외부 전원 공급이 없는 상태에서 정보를 유지할 수 있고 집적도가 높으며 고속 동작이 가능해 차세대 반도체로 주목받고 있다. 자성메모리의 동작은 스핀 전류를 자성소재에 주입하여 발생하는 스핀토크로 이루어지기 때문에 스핀 전류의 생성 효율이 자성메모리의 소모전력을 결정하는 핵심 기술이다.
박병국 교수는 기존 연구자들이 스핀 전류 생성을 위해 스핀궤도결합이 강한 백금, 텅스텐과 같은 중금속 재료를 사용한 것과 달리 스핀궤도결합이 비교적 작다고 알려진 값싼 강자성과 전이금속의 이중층 구조에서 해답을 찾았다.
연구팀은 강자성체인 코발트-철-붕소 합금(CoFeB) 또는 니켈-철 합금(NiFe)과 전이 금속인 티타늄(Ti) 이중층 구조를 제작해 스핀궤도토크를 측정했다. 실험결과 강자성/전이금속 계면에서 스핀 전류가 효과적으로 생성됐고, 생성된 스핀 전류의 스핀 분극 방향을 임의로 제어할 수 있었다. 일련의 연구성과는 국제학술지 ‘네이처 머티리얼즈(Nature Materials)’ 2018년 6월호에 게재됐다.
박병국 교수는 “스핀 전류를 효율적으로 생성하고 스핀 방향을 임의로 제어할 수 있는 소재 기술은 차세대 비휘발성 자성메모리 동작 기술로 활용 가능하며, 연산과 기억을 동시에 수행하는 미래 컴퓨팅 핵심소자로 응용할 수 있다”라며 “앞으로도 미래 반도체 기술을 선도할 스핀기반 신소재 개발에 주력하겠다.”라고 수상 소감을 밝혔다.
2019.10.10 조회수 10407 -
AI 대학원 개원식 26일 개최
우리 대학이 우리나라 4차 산업혁명을 주도할 최고급 AI 인재양성을 위해 AI 대학원(대학원장 정송)을 설치하고 26일 오후 대전 본원에서 개원식을 가졌다.
올 3월 과기정통부의 `2019년도 AI대학원 지원사업'에 최종 선정된 이후 AI 대학원은 지난 4월과 7월 각각 올해 가을학기와 2020년 봄학기 신입생(석사 및 석·박사 통합, 박사과정)을 모집하는 한편 국내 최초로 18개 교과목으로 구성된 AI 전문 커리큘럼을 개발하는 등 약 5개월간 개원 준비 작업을 진행해왔다.
AI 대학원은 `글로벌 리더급 AI 핵심인재'와 주력 산업을 혁신하는 `AI+X(헬스케어·자율주행·제조·보안·이머징 등 5개 중점연구 분야) 융합형 인재' 양성이란 투트랙 전략을 병행·추진해 세계 최고 수준의 글로벌 AI 선도대학으로 단숨에 부상하겠다는 목표를 마련했다. 우리 대학은 이를 위해 향후 5년간 각각 정부 예산 90억 원과 학교 예산 42억 원 등 총 132억 원의 자금을 투입할 계획이다.
AI 대학원은 석사·박사·석박사통합 등 총 3개의 학위과정과 머신러닝·AI 핵심기술 중심의 교과 과정으로 운영된다. 교과 과정은 국내 최초로 18개의 교과목으로 구성된 AI 전문 커리큘럼 등 AI 코어(핵심) 지식에 다른 학제를 연계하는 등 체계적인 교육을 통해 AI 핵심기술 역량을 갖춘 창의적 인재양성과 또 실질적인 인턴십 활동을 통해 현장을 잘 아는 AI 인재양성을 목표로 설계했다.
특히 `글로벌 리더급 AI 핵심인재' 양성을 위해 1학기 이상 국내·외 유수의 AI 기업과 연구소에서 인턴십을 반드시 이수해야 하며, 박사과정의 경우에는 해외 저명 AI 연구자와의 공동·방문 연구를 졸업요건으로 의무화 했다.
AI 대학원 전임 교수진의 연구역량 또한 매우 화려하다. 내년 봄에 부임할 예정인 2명의 교수를 포함해 총 10명으로 구성된 전임 교수진의 평균 나이는 만 41세다. 이들 교수진은 비교적 젊지만 최근 6년간 AI 분야의 최고 학회에서 발표한 논문 수는 모두 101편에 달한다.
기계학습 분야 최고 학회로 꼽히는 국제머신러닝학회(ICML, International Conference on Machine Learning)와 신경정보처리시스템학회(NIPS, Neural Information Processing Systems)에 최근 9년간 게재된 논문 수를 기준으로 전 세계에서 활동 중인 한국인 연구자 상위 랭커 10명 중 3명이 AI 대학원 전임 교수다.
특히 올해 ICML 학회의 경우 우리 대학은 논문 게재 수 기준으로 대학 랭킹 세계 10위이자 아시아 1위를 달성하는 등 세계적인 연구역량을 입증하고 있다.
AI 대학원에 진학을 희망하는 학생들의 관심도 뜨겁다. 실제 지난 4월 치러진 올 가을학기 신입생 모집에서는 석사과정 22명·박사과정 10명 등 총 32명을 선발했는데 석사과정에 180명이 지원해 약 9:1의 높은 경쟁률을 기록했다. 우리 대학은 내년부터는 매년 최소 석사 40명과 박사 20명 등 60명을 모집한다.
AI 대학원은 이밖에 성남시와의 협력을 통해 경기도 성남․판교를 아시아 최고의 AI 밸리로 육성키 위해 올 9월 중 `KAIST AI대학원 성남연구센터'를 개소하고 연구원 60여 명을 상주시킬 계획이다.
이를 계기로 AI 대학원은 성남·판교지역의 AI 기업과 중소·벤처기업을 대상으로 산학협력은 물론 AI 교육서비스 제공 및 스타트업 지원 등을 통한 세계적인 AI 기업 육성에도 적극 지원에 나설 방침이다.
정송 AI대학원 대학원장은 "AI 성공의 관건은 첫째도 사람, 둘째도 사람, 셋째도 사람ˮ이라고 강조했다. 정 원장은 이어 "세계적인 연구역량을 갖춘 AI 인재라면 숫자에 구애받지 않고 모두 모아 명실상부 세계 최고 반열의 AI 연구 허브를 만들겠다ˮ고 포부를 밝혔다.
한편, 26일 오후 대전 본원 내 학술문화관 5층 스카이라운지에서 진행된 개원식 행사에는 신성철 총장을 포함해, 민원기 과기정통부 차관·허태정 대전시장·이상민 더불어민주당(과학기술․정보통신특별위) 국회의원·석제범 정보통신기획평가원(IITP) 원장 등 100여 명이 참석해 AI 대학원 개원을 축하했다.
이날 행사는 신성철 총장의 환영사 및 민원기 과기정통부 차관의 축사를 시작으로 `AI SoC: 초인공지능을 실현한다'라는 내용을 주제로 한 유회준 ICT 석좌교수의 기조 강연 순으로 진행됐다.
2019.08.27 조회수 13118 -
이상엽 교수, 지방산∙바이오디젤 생산 가능한 미생물 개발
〈 이상엽 특훈교수 〉
우리 대학 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 비식용 바이오매스 기반의 최고성능을 갖는 지방산과 지방산 유도체로 전환하는 미생물 균주 및 발효 공정을 개발했다.
김혜미, 채동언 연구원 등이 참여한 이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology)」 6월 17일 자 온라인판에 게재됐다. (논문명 : Engineering of an oleaginous bacterium for the production of fatty acids and fuels)
화석원료는 현대 산업의 기초 물질이자 우리 생활 전반에 광범위하게 이용되는 원료 및 에너지원으로 필수적인 물질이다. 그러나 원유 매장량 고갈에 대한 우려와 원유 산업으로 인한 온난화 등의 환경문제가 세계적으로 매우 심각한 상황이다.
특히 우리나라의 경우 석유를 전량 수입에 의존하기 때문에 국제 유가 변동에 매우 취약해 환경문제를 해결과 원유를 대체할 수 있는 지속 가능한 바이오 기반 재생에너지의 생산이 필수다.
따라서 재생 가능한 자원 기반의 바이오 연료 개발이 활발히 이뤄지고 있는데, 그중 경유를 대체할 수 있는 환경친화적 연료인 바이오 디젤이 있다. 바이오 디젤은 주로 식물성 기름이나 동물성 지방의 에스터교환(transesterification) 반응을 통해 만들어지고 있다.
이 특훈교수 연구팀은 바이오 디젤 생산을 위해 폐목재, 잡초 등 지구상에서 가장 풍부한 바이오매스 주성분인 포도당으로부터 지방산 및 바이오 디젤로 이용할 수 있는 지방산 유도체를 생산하는 균주를 개발했다.
연구팀은 자연적으로 세포 내 기름을 축적하는 것으로 알려진 미생물인 로도코커스(Rhodococcus)를 시스템 대사공학을 통해 대사 회로를 체계적으로 조작해 최고성능으로 지방산 및 바이오 디젤을 생산하는 균주를 개발했다.
먼저 로도코커스의 배양 조건을 최적화한 뒤 포도당을 섭취해 세포 내 과량의 기름(트리아실글리세롤, triacylglycerol)을 축적하게 했다. 이후 선별한 외부 효소를 도입해 효과적으로 기름을 지방산으로 전환해 최고 농도의 지방산 생산 균주를 개발했다. 또한, 지방산을 두 가지 형태의 바이오 디젤 연료 물질로 효율적으로 전환하는 추가적인 유전자 조작을 통해 바이오 디젤을 최고성능으로 생산하는 데 성공했다.
연구팀은 이전에 대장균을 이용해 바이오 연료인 휘발유를 생산하는 미생물 세계 최초로 개발한 바 있다. (Nature 표지논문 게재) 그러나 해당 기술은 생산성이 리터당 약 0.58g 정도로 매우 낮다는 한계가 있었다. 이를 극복하기 위해 로도코커스 균주를 이용해 포도당으로부터 리터당 50.2 g의 지방산 및 리터당 21.3 g의 바이오 디젤 생산에 성공했다.
이러한 성과를 통해 향후 식물성이나 동물성 기름에 의존하지 않고 비식용 바이오매스로부터 미생물 기반 바이오 연료의 대량 생산까지 가능하게 할 것으로 기대된다.
이상엽 특훈교수는 “이번에 개발한 고효율 미생물 기반 지방산과 바이오 디젤 생산 연구는 앞으로 환경문제 해결과 더불어 원유, 가스 등 화석연료에 의존해온 기존 석유 화학 산업에서 지속할 수 있고 환경친화적인 바이오 기반산업으로의 재편에 큰 역할을 할 것이다”라고 말했다.
이번 연구는 과기정통부가 지원하는 기후변화대응기술개발사업의 바이오리파이너리를 위한 시스템대사공학 원천기술개발 과제의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 미생물 내에 축적된 오일과 이를 기반으로 생산되는 지방산 및 바이오 디젤
2019.06.20 조회수 16644 -
오토아이디랩(Auto-ID Labs), 국제표준 사물인터넷 오픈소스 올리옷 개발
우리대학 오토아이디랩(Auto-ID Labs, 센터장 김대영 교수·전산학부)이 주도해 개발한 GS1 국제표준 사물인터넷(IoT) 오픈소스 플랫폼 올리옷(Oliot)이 국내 최대 규모의 협동조합인 완주로컬푸드에 적용돼 5일부터 본격적인 운용에 들어간다.
올리옷 개발에는 우리대학을 중심으로 총 11개 기관이 참여했다. 우리대학을 중심으로 하는 이 컨소시엄은 농식품의 생산, 가공, 유통물류, 소비에 이르는 전 과정의 데이터를 수집/공유할 수 있는 ‘GS1 국제표준 기반 올리옷(Oliot) 플랫폼’을 기반으로 농가소득 증대와 안전한 먹거리를 제공하는 국내 농축산 글로벌 생태계 구축에 앞장서고 있다.
올리옷 플랫폼은 우리대학 중심의 컨소시엄이 과기정통부와 정보통신기술진흥센터가 주관하는 ICT융합산업원천기술개발사업의 지원을 받아 2015년부터 3년간 ‘GS1(Global Standards One) 표준 기반의 균형생산·투명유통·안전소비를 위한 농·축산 클라우드 및 응용서비스 개발’이란 과제 명으로 연구를 수행한 결과, 개발에 성공한 국제표준 사물인터넷(IoT) 오픈소스 플랫폼이다.
올리옷이 적용되는 완주로컬푸드 시스템에는 생산부터 가공, 유통물류, 판매까지 전 단계에 걸쳐 GS1 표준기술의 적용은 물론 기획생산, 농산물 가공센터, 직거래 매장관리, 학교급식, 인터넷쇼핑 뿐만 아니라 이력추적서비스 등 다양한 분야에 KAIST 컨소시엄 참여업체인 이지팜·메디앙시스템이 개발한 국제 호환성을 제고를 위한 표준 시스템이 적용됐다.
완주로컬푸드는 올리옷 등 이 시스템의 본격적인 통합운용을 계기로 GS1 국제표준에 맞춰 생산계획 단계부터 최종 판매까지 안전한 먹거리 보장을 위한 이력 데이터를 구축한 세계 최초의 로컬푸드로 이름을 올리게 됐다. 우리대학은 올리옷을 데이터가 핵심인 4차 산업혁명의 전 산업분야로 확산시키기 위해 오픈소스 프로젝트로 이를 공개 중인데, 올 4월 현재 100개 이상 국가에서 9,000여개 이상의 기업과 개발자들이 다운로드 받아 활용 중이다.
김대영 교수는 “완주로컬푸드를 시작으로 전국의 로컬푸드 조합에 GS1 국제표준시스템인 올리옷의 확산을 적극 추진하고 중국 CFDA(국가식품의약품감독관리총국) 주관의 GS1 농식품안전시스템과의 연결, 유럽연합(EU)의 IoF2020(Internet of Food & Farm)사업을 통한 네덜란드 와게닝겐 대학과의 축산물 이력추적시스템 공동개발, 그리고 홍콩 등과도 글로벌 농축산 식품산업 생태계 조성을 위해 적극 협력할 것”이라고 말했다.
김 교수는 이어“올리옷과 인공지능/블록체인 기술을 융합해 스마트시티, 헬스케어, 스마트팩토리 등 여러 분야로의 확산을 위해 관련기업들과 함께 서비스를 개발 중”이라면서“조만간 가시적인 성과를 내놓을 것”이라고 덧붙였다.
올리옷 개발을 주도한 우리대학 오토아이디랩(Auto-ID Labs)은 지난 1999년 세계 최초로 사물인터넷(Internet of Things)기술을 소개한 국제공동연구 컨소시엄으로 우리학교를 포함해 미국 MIT대, 영국 캠브리지대, 스위스 취리히공대(ETH Zurich), 중국 푸단대, 일본 게이오대 등 6개 대학이 참여하고 있다.
한편 우리대학은 올리옷의 완주로컬푸드 개통을 기념하기 위해 5일 오전 11시 완주로컬푸드 혁신점 현지에서 시연식을 갖는다.
2018.04.03 조회수 19087 -
화학과 이희승 교수, 3월 이달의 과학기술인 수상
〈 이 희 승 교수 〉
우리 대학 화학과 이희승 교수가 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 선정한 3월의 '이달의 과학기술인상'을 수상했다.
이 교수는 그동안 금속물질로만 제작했던 자기 나침반을 순수 유기화합물로 구성된 '펩타이드'를 이용해 생체친화적인 자기 나침반(분자기계)으로 제작하는데 성공한 공을 인정받았다.
이는 인간의 체내에 있는 마그네토좀이란 물질이 자기장을 지닌 주자성 박테리아의 행동 양식과 유사하게 행동하는 데서 아이디어를 얻은 것이다. 마치 나침반처럼 막대기 모양의 펩타이드 자기조립체인 폴덱쳐를 이용해 실시간으로 자기장의 방향에 따라 정렬하는 펩타이드 분자기계를 개발했다.
이 교수는 "분자기계는 의공학이나 재료과학에서 광범위한 유기물 소자를 개발하는 데 쓰이는 데 그동안 자기장을 이용해 개발하는 것에는 한계가 있었다"며 "연구를 통해 금속이 아닌 펩타이드를 이용한 분자기계를 개발함으로서 생체 친화적 분자기계를 만들 수 있었다"고 말했다.
과기정통부와 한국연구재단은 연구개발 성과가 우수하고 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정해 장관상과 상금 1000만원을 수여하고 있다.
2018.03.07 조회수 10579 -
박병국 교수, 열로 스핀전류를 얻는 소재기술 개발
〈 박병국 교수, 김동준 박사 〉
우리 대학 신소재공학과 박병국 교수 연구팀이 자성메모리(MRAM)의 새로운 동작 원리인 열로 스핀전류를 생성하는 소재기술을 개발했다.
이 연구는 고려대 이경진 교수, 충남대 정종율 교수와 공동으로 수행했고 ‘네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 11월 9일자에 게재됐다.
- 논문명: Observation of transverse spin Nernst magnetoresistance induced by thermal spin current in ferromagnet/non-magnet bilayers - 저자 정보 : 김동준(제1저자, 한국과학기술원 박사과정), 전철연, 최종국, 이재욱(한국과학기술원), Srivathsava Surabhi, 정종율 교수(충남대학교), 이경진 교수(고려대학교), 박병국 교수(교신저자, 한국과학기술원) 포함 총 8명
자성메모리는 실리콘 기반의 기존 반도체 메모리와 달리 얇은 자성 박막으로 만들어진 비휘발성 메모리 소자다.
외부 전원 공급이 없는 상태에서 정보를 유지할 수 있으며 집적도가 높고 고속동작이 가능한 장점이 있어 차세대 메모리 기술로 경쟁적으로 개발되고 있다.
자성메모리의 동작은 자성소재에 스핀전류를 주어 자성의 방향을 제어하는 방식으로 이루어진다. 기존 자성메모리에서는 스핀전류를 전기로 생성하는데, 본 연구에서 열로 스핀전류를 발생시키는 소재기술을 개발했다.
그동안 열에 의해 스핀전류가 생성되는 현상, 즉 스핀너런스트 효과(spin Nernst effect)가 이론적으로 발표됐으나 최근까지 기술적 한계로 실험적으로 증명되지 못하였다.
하지만 이번 연구에서 스핀궤도결합이 큰 텅스텐(W)과 백금(Pt) 소재를 활용하고 스핀너른스트 자기저항 측정방식을 도입해 스핀너른스트 효과를 실험적으로 규명했고 열에 의한 스핀전류의 생성효율이 기존의 전기에 의한 스핀전류의 생성효율과 유사함을 밝혔다.
박병국 교수는 “본 연구는 열에 의한 스핀전류 생성이라는 새로운 물리현상을 실험적으로 규명한 것에 의미가 크고, 추가 연구를 통하여 자성메모리의 새로운 동작방식으로 개발할 예정이다.” 라고 밝혔다.
열에 의해 동작하는 자성메모리의 개발은 전력소모를 획기적으로 낮출 수 있어 웨어러블, 모바일 및 사물인터넷 등 저전력 동작이 요구되는 전자기기의 발전에 기여할 것으로 기대된다.
이 연구성과는 과기정통부 미래소재디스커버리사업과 중견연구자사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 스핀너른스트 현상을 이용한 열인가 자성메모리의 개념도
그림2. 스핀너른스트 기반 열인가 스핀전류 생성에 관한 주요 연구 결과
2017.11.27 조회수 17277