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융합인재학부 정윤재 학생, 애플 '앱개발 올림픽' 우승
우리 대학 융합인재학부 정윤재 학생이 애플(Apple)이 주최하는 글로벌 학생 개발자 경진대회 ‘Swift Student Challenge’에서 우수 수상자로 선정됐다. 전 세계 학생 개발자들이 참여하는 이번 대회는 창의성과 기술력을 겨루는 대표적인 국제 앱 개발 프로그램으로, 올해는 37개 국가 및 지역에서 선발된 350명의 수상자 가운데 단 50명만이 우수 수상자로 이름을 올렸다.
정윤재 학생은 비올라 학습을 돕는 앱 플레이그라운드 ‘LeViola’를 개발해 높은 평가를 받았다. LeViola는 실제 악기 없이도 사용자가 비올라 연주를 연습할 수 있도록 설계된 교육용 애플리케이션으로, 카메라 기반 자세 인식과 온디바이스 머신러닝 기술을 활용해 실제 연주에 가까운 경험을 제공한다.
정윤재 학생은 현재 융합인재학부에 재학 중이며 뇌인지과학과와 전산학부를 복수전공하고 있다. 그는 2026년 3월 KAIST-NYU 부전공 프로그램을 준비하던 중 아이디어를 얻었다. 그는 “KAIST 오케스트라에서 비올라를 배우고 연주하기 시작했지만, 뉴욕으로 가져가기 어려운 상황이었다”며, “뉴욕 필하모닉 공연을 관람한 뒤 다시 연주하고 싶은 마음이 커졌고, 누구나 쉽고 친근하게 현악기를 배울 수 있는 플랫폼을 만들고 싶었다”고 개발 배경을 설명했다.
특히 그는 Swift 언어가 처음이었음에도 불구하고 짧은 기간 안에 앱을 완성해 주목받았다. 그는 OpenAI Codex, Claude, Gemini 등 최신 AI 도구를 활용해 Swift와 애플 개발 환경을 학습했으며, 이후 Apple의 Create ML과 Core ML 프레임워크를 이용해 직접 머신러닝 모델을 학습·탑재했다.
LeViola는 사용자의 왼손 관절 움직임을 분석해 운지(fingering) 위치를 판별하고, 오른팔 각도를 추적해 활의 움직임까지 안내한다. 이를 통해 실제 악기 연주 경험을 디지털 환경에서 구현했다.
그는 중·고등학생 시절부터 자율주행자동차 알고리즘이나 교실 전자기기 제어 타이머를 개발하는 등 다양한 기술 프로젝트를 진행해왔다. 최근에는 미술관 관람객을 위한 AI 오디오 가이드 앱과 독거노인을 위한 AI 컴패니언 기기를 제작하는 등 기술을 기반으로 한 사회적 문제 해결에도 관심을 이어가고 있다. 이번 수상 역시 기술을 사회적 연결과 접근성 향상에 활용하고자 하는 그의 관심이 반영된 결과로 평가된다.
정윤재 학생은 “악기를 배우는 과정에는 비용과 공간 등 다양한 진입 장벽이 존재한다”며 “기술을 사람들을 이어주는 도구로 활용하고 싶고 다른 악기를 위한 앱도 만들 수 있다. 악기가 없어도 클래식 음악을 접할 수 있고, 더 많은 사람들이 악기를 배우며 오케스트라를 즐길 기회를 갖길 바란다”고 덧붙였다.
또한 “당분간 LeViola에 집중하겠지만, 예술과 기술에 대한 열정을 융합한 또 다른 앱 아이디어도 구상 중”이라며, “앞으로도 예술과 기술을 결합해 현실 세계에서 사람들을 연결할 수 있는 디지털 플랫폼을 만들고 싶다”고 포부를 밝혔다.
비올라 학습을 돕는 ‘LeViola’ 앱은 iPhone에서만 사용할 수 있으며 일반 대상 출시는 올해 하반기를 목표로 준비 중이다.
한편, Swift Student Challenge 우수 수상자들은 오는 6월 미국 캘리포니아 애플파크(Apple Park)에서 열리는 세계개발자회의(WWDC)에 초청돼 애플 엔지니어 및 개발자들과 교류하고 다양한 기술 세션에 참여할 예정이다.
※ 영어기사: 애플 뉴스룸 AI meets accessibility in this year’s Swift Student Challenge - Apple
2026.05.11
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건설및환경공학과 조계춘 교수, 구글 ‘기초 과학 연구 지원 프로그램’ 선정
우리 대학 건설및환경공학과 조계춘 교수가 구글(Google)의 ‘기초 과학 연구 지원 프로그램(Foundational Science Grant)’ 대상자로 최종 선정되어 USD140,000(2억원) 규모의 연구비를 지원받게 된다. 이번 선정은 국내 기초 과학 기술 발전을 지원하려는 구글의 의지가 담긴 결과로, 조계춘 교수팀은 서울대 민기복 교수팀과 함께 독창적인 연구 역량을 인정받았다.
이번 연구는 “물리 기반 인공지능(Physics-informed AI)”을 활용해 지열 에너지 개발의 불확실성을 해소하는데 초점을 맞추고 있다. 연구팀은 단순 데이터 학습 방식의 기존 AI를 넘어 실제 물리 법칙을 알고리즘에 결합함으로써 지하 심부의 온도, 압력, 유체 흐름 등을 정밀하게 예측하는 하이브리드 기술을 개발하고 있다.
특히 지열 발전 과정에서 발생할 수 있는 유발 지진(Induced Seismicity) 위험을 사전에 평가하고, 에너지 생산 효율을 극대화할 수 있는 통합 프레임워크 구축에 나선다. 이를 통해 지열 에너지를 ‘관리 가능한 리스크’ 영역으로 끌어들여, 탄소중립 시대의 안정적 무탄소 에너지원으로 활용 가능성을 높일 것으로 기대된다.
지열 에너지는 기상 조건과 관계없이 24시간 안정적인 전력 공급이 가능하다는 장점이 있지만, 지하 환경에 대한 불확실성과 안전성 문제가 상용화의 주요 과제로 꼽혀왔다. 연구팀은 AI 기반 지하 가상화 기술을 통해 이러한 한계를 극복하고, 지속가능한 미래 에너지 시스템 구축에 기여한다는 계획이다.
이번 프로젝트는 구글 본사로부터 직접 연구기금(Gift Fund)을 지원받아 추진되며, 향후 구글 연구진과의 기술 교류 및 공동 연구 협력 가능성도 기대를 모으고 있다. 또한 연구 내용이 구글 공식 블로그를 통해 소개되면서, 스마트 건설 및 친환경 에너지 분야에서 우리 대학의 세계적 연구 경쟁력을 다시 한번 입증했다.
조계춘 교수는 “이번 연구는 눈에 보이지 않는 지하 환경을 AI로 가상화해 보다 정확하고 안전하게 예측하는 데 의미가 있다”며 “구글의 지원을 바탕으로 지열 에너지가 신뢰할 수 있는 미래 에너지원으로 자리 잡는 데 기여하겠다”고 밝혔다.
※ 구글 블로그: https://blog.google/intl/ko-kr/company-news/outreach-initiatives/foundational-science-grant-kaist-gyechun-cho-kr/
2026.05.08
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일상의 LED 빛으로 물질 내부를 3차원으로 읽는다
우리 대학은 물리학과 박용근 교수 연구팀이 서울아산병원 홍승모 교수팀, 고려대학교(총장 김동원) 전석우 교수팀의 공동연구로 일상의 LED 조명만으로 물질 내부의 복잡한 '광학 지문'을 3차원으로 읽어낼 수 있는 '비간섭 유전체 텐서 단층촬영(incoherent Dielectric Tensor Tomography, iDTT)*' 기술을 세계 최초로 개발했다고 7일 밝혔다.
*비간섭 유전체 텐서 단층촬영: 빛의 간섭(위상 정보)에 의존하지 않고, 물질 내부의 방향성 있는 전기적 성질(유전체 텐서)을 3차원으로 복원(단층촬영)하는 이미징 기술임
일부 물질은 빛이 통과할 때 방향에 따라 굴절률이 달라지는 '광학 이방성'이라는 고유한 성질을 품고 있다. 이는 해당 물질의 내부 구조와 분자 배열을 알려주는 결정적인 '광학 지문'이다. 광학 이방성에는 두 가지 유형이 있다. 단축 이방성은 연필처럼 한 방향만 특별한 경우이고, 이축 이방성은 벽돌처럼 세 방향이 모두 다른, 더 일반적이고 복잡한 경우다.
박용근 교수 연구팀은 앞서 이 광학 지문을 3차원으로 측정할 수 있는 '유전체 텐서 단층촬영(Dielectric Tensor Tomography, DTT)' 기술을 세계 최초로 개발해, 이전에는 존재하지 않던 3D 유전체 텐서 측정의 길을 연 바 있다 (Shin et al., Nature Materials, 2022). 다만 기존 DTT는 정밀한 레이저 간섭계를 필요로 해 영상에 노이즈가 발생하여 정확도가 떨어지고 외부 진동의 영향을 크게 받는 문제가 있었고, 특히 생체 조직과 같은 대면적 시료로의 확장에는 기술적 한계가 있었다.
이번에 연구팀이 개발한 iDTT는 병원에서 사용하는 빛의 편광과 각도를 정교하게 제어하여 총 48가지 독립 측정을 수행한다. 이를 통해 물질이 빛에 반응하는 방식을 모든 방향에 대해 완벽하게 기술하는 '유전체 텐서'*를 3차원으로 복원한다.
*유전체 텐서: 물질이 빛에 반응하는 방식(굴절·흡수 등)을 모든 방향에 대해 하나의 3×3 행렬로 나타낸 것. 방향에 따라 광학적 성질이 달라지는 물질의 특성을 수학적으로 기술할 수 있다.
iDTT의 핵심은 LED 광원의 도입에 있다. iDTT는 LED 조명을 비간섭 광원을 사용함으로써 이러한 노이즈 문제를 근본적으로 해결하고, 측정의 안정성과 실용성을 크게 높였다. 실제로 연구팀은 마이크로미터 수준의 주기적 분자 정렬 구조를 시료로 사용한 직접 비교에서, 기존 레이저 기반 기술인 DTT로는 노이즈에 묻혀 거의 보이지 않던 미세 구조를 iDTT가 선명하게 복원함을 확인했다.
iDTT 기술은 재료과학·반도체·제약·생의학·디스플레이 전반에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.
연구팀은 액정 입자 안에 있는 분자들이 어떻게 배열돼 있는지를 3차원으로 눈에 보이게 만드는 데 성공했다. 또, 방사선 치료 이후 대장 조직에 생긴 섬유화(조직이 딱딱해지는 현상)를 별도의 염색 없이도 정밀하게 관찰했다.
뿐만 아니라 석영이나 염화칼슘처럼 서로 다른 결정 물질이 섞여 있는 경우에도, 화학 분석 없이 빛에 대한 반응 차이(이방성)만으로 각각의 물질을 자동으로 구분해냈다.
더 나아가 여러 결정이 모여 있는 물질에서는, 각각의 작은 결정들이 어떤 방향으로 배열돼 있는지와 서로 잘 맞물려 있는지(정합) 또는 어긋나 있는지(부정합)까지 손상 없이 분석했다. 이를 통해 물질의 미세한 내부 구조와 강도 같은 물리적 성질을 연결해 이해할 수 있는 새로운 분석 방법임을 확인했다.
박용근 교수는 “이번 연구는 대형 시설이나 파괴적 분석에 의존하던 물질 이방성 측정을 소형 광학 현미경으로 대체할 수 있는 가능성을 제시했다”며, “LED 기반으로 안정적인 유전체 텐서 측정이 가능해진 만큼 다양한 산업 현장에서 활용되는 비파괴 정밀 분석의 새로운 기준이 될 것”이라고 밝혔다.
이번 연구는 KAIST 이주헌 석박사통합과정 학생이 제1저자로 참여했으며, 세계적 학술지 네이처 포토닉스(Nature Photonics)에 2026년 4월 21일 게재되었다.
※ 논문명: Incoherent dielectric tensor tomography for quantitative three-dimensional measurement of biaxial anisotropy, DOI: 10.1038/s41566-026-01897-0
본 연구는 한국연구재단 글로벌리더연구사업, 한국산업기술진흥원 국제공동 R&D 사업, 삼성전자 미래기술육성센터의 지원을 받아 수행됐다.
2026.05.07
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차미영 교수 혁신장 수상 KAIST 교수 11인, 과학·정보통신의 날 정부포상
과학·정보통신의 날을 맞아 과학기술정보통신부가 주관한 ‘2026년 과학·정보통신의 날 기념식’에서 우리 대학 교수진 11명이 정부포상을 수상했다.
차미영 전산학부 교수는 과학기술훈장 혁신장, 허원도 생명과학과 교수는 과학기술훈장 웅비장, 신병하 신소재공학과 교수는 과학기술훈장 도약장을 각각 수상했다. 신진우 김재철AI대학원 교수, 장영재 산업및시스템공학과 교수, 정송 김재철AI대학원 교수는 정보통신 유공 홍조근정훈장을 수상했다.
또한, 김경민 신소재공학과 교수와 문수복 전산학부 교수는 과학기술포장을, 김주영 전기및전자공학부 교수는 ㈜하이퍼엑셀 대표로 정보통신 유공 산업포장을 수상했다. 박인규 기계공학과 교수는 대통령표창을, 김택수 기계공학과 교수는 국무총리표창을 각각 수상했다.
과학기술 진흥 부문에서는 차미영 교수가 과학기술훈장 혁신장(2등급)을 수상했다. 차 교수는 빅데이터 기반으로 빈곤 탐지 등 사회문제 해결 연구를 선도해 왔으며, 막스플랑크 연구소 최초의 한국인 단장으로서 학문적·사회적 가치 창출에 기여한 공로를 인정받았다.
국가연구개발 성과평가 부문에서는 생명과학 분야의 세계적 연구를 이끌어온 허원도 교수가 과학기술훈장 웅비장을 수상했다. 허 교수는 분자광유전학 분야를 국내 연구로 개척하고, 뇌졸중·파킨슨병·우울증 등 뇌 질환 치료 기술 개발에 기여해왔다. 신병하 교수는 태양전지 및 광전자 소재·소자 분야에서 20년 이상 축적된 연구 성과와 고효율 소자 개발 공로로 과학기술훈장 도약장을 수상했다.
신진우 교수는 세계적 수준의 AI 및 전산학 연구 성과와 더불어 로봇 기업과의 협력을 통해 국내 피지컬 AI 산업 활성화에 기여한 공로로 홍조근정훈장을 받았다. 장영재 교수는 지역·대학·연구기관 협력을 기반으로 한 제조 피지컬 AI 실증 체계를 구축하고, 세계 최초 로봇운영 플랫폼인 ‘카이로스’ 개발을 통해 제조 혁신 및 지역 균형발전에 기여한 성과를 인정받아 홍조근정훈장을 수상했다. 정송 교수는 국내 최초로 설립된 AI대학원의 원장으로서, 인공지능 분야 고급 인재 양성과 학문적 기반 확립에 기여한 공로로 홍조근정훈장을 수상했다.
또한 김경민 교수는 열과 전기를 동시에 활용하는 고차원 두뇌모사 컴퓨팅 기술을 세계 최초로 개발하여 차세대 반도체 원천기술 확보 및 국제적 학술 성과에 기여하여 과학기술포장을 수상했다. 문수복 교수는 컴퓨터 네트워크 성능 측정, 온라인 소셜 네트워크 분석, 초고성능 네트워크 시스템 분야에서 탁월한 연구 성과와 함께 양성평등 증진에 기여한 공로로 과학기술포장을 수상하였다. 김주영 교수는 창업기업인 ㈜하이퍼엑셀 대표이사로서 LLM 추론 특화 AI 반도체 ‘LPU’를 개발해 GPU 중심 AI 인프라의 한계를 극복하고, 고효율·저전력 AI 시스템 구현에 기여한 공로로 정보통신 유공 산업포장을 수상했다.
박인규 교수는 초저전력 가스센서 및 스마트 헬스케어용 의료 다중센서 원천기술을 세계 최초로 개발하고 실용화를 선도한 공로로 대통령표창을 수상했고, 김택수 교수는 최첨단 박막소재의 기계적 물성 측정 및 향상 기술을 세계적으로 선도하며 반도체 및 디스플레이 산업 발전에 기여한 공로로 국무총리표창을 수상했다.
이번 기념식은 21일 한국과학기술회관 국제회의실에서 개최됐으며, 과학기술·정보통신 진흥에 기여한 유공자 164명을 대상으로 포상이 수여됐다. 이 가운데 148명에게 현장 시상이 이뤄졌으며, 수상 규모는 훈장 36명, 포장 22명, 대통령표창 47명, 국무총리표창 59명이다.
2026.04.22
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이노코어 연구단, 노벨화학상 데이비드 베이커와 ‘AI 단백질 설계’ 성공
과학기술정보통신부 이노코어(InnoCORE) 사업을 통해 구축된 연구 협력 기반 아래, KAIST 이노코어 연구진이 의미 있는 연구 성과를 도출했다. 우리 대학은 2024년 노벨 화학상 수상자인 David Baker 교수(데이비드 베이커, 미국 워싱턴대학교)의 방문을 계기로, 공동연구를 통해 AI로 원하는 화합물을 정확히 인식하는 단백질 설계 연구 결과를 공개했다.
우리 대학은 생명과학과 이규리 교수가 AI-CRED 혁신신약 이노코어(InnoCORE) 연구단에 참여 중인 연구진으로서, David Baker 교수와의 공동 연구를 통해 특정 화합물을 선택적으로 인식하는 인공 단백질을 AI로 설계하는 데 성공했다고 9일 밝혔다.
이번 연구는 AI를 활용해 특정 화합물을 인식하는 단백질을 처음부터 설계(de novo)하고, 이를 실제로 작동하는 바이오 센서로 구현한 것이 특징이다. 기존에는 자연 단백질을 탐색하거나 일부 기능을 수정하는 방식이 주를 이뤘다면, 이번 연구는 AI 기반 설계를 통해 원하는 기능을 갖는 단백질을 ‘맞춤 제작’하고 실험적으로 검증까지 완료했다는 점에서 의미가 크다.
특히 연구진은 스트레스 호르몬인 코티솔(cortisol)을 선택적으로 인식하는 단백질을 설계하고, 이를 기반으로 AI가 설계한 바이오 센서를 구현하는 데 성공했다. 이는 단백질 설계에 그치지 않고 실제 측정 가능한 센서 기술로 확장한 것으로, 단백질 설계 분야의 오랜 난제였던 저분자 화합물 인식 문제를 해결한 사례로 평가된다.
이번 연구 성과는 향후 질병 진단, 신약 개발, 환경 모니터링 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 혈액 속 바이오마커를 정밀하게 감지해 질병을 조기에 진단할 수 있으며, 특정 분자를 선택적으로 인식하는 단백질 설계를 통해 표적 치료제 개발에도 기여할 수 있다. 또한 환경 오염 물질을 감지하는 센서 개발로 공기와 수질을 실시간으로 모니터링하는 등 맞춤형 바이오 센서 기술 구현이 가능해질 전망이다.
화합물을 인식하는 신규 단백질(de novo protein) 설계는 원자 단위의 정밀한 계산이 필요해 오랜 기간 단백질 설계 분야의 난제로 꼽혀왔다. 연구진은 단백질-리간드 상호작용을 정밀하게 반영하는 AI 모델을 개발하고, 이를 활용해 결합 단백질 설계에 성공했다.
그 결과, 대사물질과 저분자 약물을 포함한 6종의 화합물 각각에 대해 인공 결합 단백질을 설계하고, 실험을 통해 기능을 검증했다. 특히 코티솔과 결합하는 신규 단백질을 기반으로 화학 유도 이합체(chemical-induced dimer)를 설계해 코티솔 바이오 센서를 개발했다. 해당 설계 기술은 미국에서 임시 특허를 출원한 상태다.
이규리 교수는 “이번 연구는 AI를 활용해 특정 화합물을 정밀하게 인식하는 단백질을 설계할 수 있음을 실험적으로 입증한 것”이라며 “앞으로 질병 진단, 신약 개발, 환경 모니터링 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 단백질 설계 기술로 확장해 나갈 계획”이라고 밝혔다.
이번 연구는 KAIST 생명과학과 이규리 교수가 제1저자로, David Baker 교수가 교신저자로 참여했으며, 2026년 3월 28일 국제 학술지 Nature Communications에 게재됐다.
※논문명: Small-molecule binding and sensing with a designed protein family
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-70953-8
이규리 교수는 2025년 2월 KAIST에 부임한 신임 교수로, 단백질 디자인 연구실을 이끌고 있다. 원자 단위의 정밀한 단백질 복합체 설계 분야에서 세계적인 전문성을 보유하고 있으며, AI 기반 단백질 설계, 인공 효소 설계, RNA 인식 단백질 개발 등 다양한 연구를 수행하고 있다. 또한 InnoCORE 사업의 AI-CRED 혁신신약 연구단 소속 멘토 교수로 참여해 효소 및 펩타이드 신약 설계 연구를 진행 중이다.
이 교수는 2018년부터 2024년까지 David Baker 교수 연구실(미국 워싱턴대학교, Howard Hughes Medical Institute)에서 박사후연구원 및 Staff Scientist로 연구를 수행했다. David Baker 교수는 단백질 구조 예측과 설계 분야의 세계적 석학으로, 2024년 노벨 화학상을 수상했다.
AI-CRED 혁신신약 연구단 멘토 교수인 이도헌 처장은 “이번 성과는 이노코어 연구진과 글로벌 석학 간 협력을 통해 도출된 의미 있는 결과”라며, “앞으로도 이노코어 사업을 통해 유치한 박사후연구원들과의 적극적인 연구 협업을 기반으로 연구 역량을 더욱 강화해 AI 신약 개발과 바이오 분야에서 지속적인 혁신 성과를 창출해 나갈 것”이라고 밝혔다.
한편 KAIST는 David Baker 교수의 방한을 계기로, 4월 9일(목) 오후 4시 KI 빌딩 퓨전홀에서 Hannele Ruohola-Baker 교수(한넬레 루오홀라-베이커, 미국 워싱턴대학교)와 함께 ‘Advances in AI-powered protein design and biomedical science(인공지능 기반 단백질 설계 및 생의학 연구의 최신 동향)’를 주제로 강연을 개최할 예정이다. 본 행사는 KAIST 해외 석학 초빙 교수 지원 사업, KAI-X, InnoCORE AI-CRED 혁신신약단, 그리고 과학기술정보통신부 해외우수연구기관협력허브구축 사업의 지원으로 진행된다.
이광형 KAIST 총장은 “노벨 화학상 수상자 David Baker 교수와의 협력을 통해 AI 기반 단백질 설계라는 의미 있는 성과를 도출했다”며 “이번 연구는 KAIST가 세계적인 연구기관과 어깨를 나란히 하며 혁신 연구를 선도하고 있음을 보여주는 사례”라고 밝혔다.
한편, KAIST 이노코어(InnoCORE) 연구단은 국내·외 최상위 박사후연구원이 첨단 집단연구 환경에서 AI 융합기술 개발에 매진하도록 지원함으로써 글로벌 공동연구를 촉진하고, AI 기반 과학기술 혁신을 가속화하는 것을 목표로 한다. KAIST는 주관기관으로서 ▲초거대언어모델 혁신 연구단 ▲AI 기반 지능형 설계–제조 통합 연구단 ▲AI-CRED 혁신신약 연구단 ▲AI-Transformed Aerospace 연구단을 운영하고 있다.
2026.04.09
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이상엽 특훈교수, 세계적 생명공학 저널 공동편집장 선임
우리 대학은 생명화학공학과 이상엽 특훈교수(연구부총장)가 세계적 권위의 생명공학 리뷰 저널 Current Opinion in Biotechnology(커런트 오피니언 인 바이오테크놀로지)의 공동편집장(Co-Editor-in-Chief, 공동편집장)으로 선임됐다고 24일 밝혔다. 임기는 2026년 3월부터 2028년 12월까지이고 상호 합의에 의해 연임될 수 있다.
이번 선임은 생명공학 분야에서 축적해 온 학문적 성과와 글로벌 연구 리더십을 국제적으로 인정받은 결과로, 세계 주요 학술지의 편집을 총괄하는 핵심 역할을 맡게 됐다는 점에서 의미가 크다.
Current Opinion in Biotechnology(커런트 오피니언 인 바이오테크놀로지)는 글로벌 학술출판사 엘세비어(Elsevier, 네덜란드)가 발행하는 대표적인 리뷰 저널로, 1990년 창간 이후 생명공학 전 분야의 최신 연구 동향을 선도적으로 조망해 왔다. 특히 초청 기반(review-by-invitation, 초청 총설) 방식의 논문만을 게재하는 것이 특징으로, 각 분야 최고 전문가들이 최근 3~5년간의 연구 흐름을 체계적으로 정리해 제시한다.
이 저널은 대사공학, 합성생물학, 산업 생명공학, 바이오에너지 등 이교수의 최고 전문분야 뿐 아니라 의약 바이오, 분석 바이오, 환경 바이오기술 등 폭넓은 분야를 다루며, 최근에는 인공지능(AI) 기반 바이오 연구, 지속가능 바이오제조, 마이크로바이옴 등 미래 핵심 기술도 조명하고 있다. 생명공학 및 응용미생물 분야에서 상위권(Q1, 상위 25%)에 속하는 영향력 높은 학술지로, 글로벌 연구자들이 최신 연구 흐름을 파악하기 위해 가장 먼저 참고하는 저널 중 하나로 꼽힌다.
공동편집장(Co-Editor-in-Chief, 공동편집장)은 저널의 학문적 방향을 설정하고, 주요 리뷰 주제를 기획하며, 세계적인 연구자들을 각 주제의 초청 편집자나 저자로 초청하는 등 학술지의 수준과 영향력을 좌우하는 핵심 역할을 맡는다. 특히 초청 기반 리뷰 저널에서는 편집장의 학문적 통찰과 글로벌 네트워크가 저널 경쟁력의 핵심 요소로 평가된다.
이상엽 교수는 시스템 대사공학 분야를 개척한 세계적 석학으로, 미생물을 활용한 화학물질·연료·소재 생산 기술 개발을 선도해 왔다. 산업적 적용까지 이어지는 연구 성과를 다수 창출하며, 생명공학의 학문적 발전뿐 아니라 지속가능한 바이오경제 구현에도 기여해 왔다.
이상엽 특훈교수는 “이번 공동편집장 선임은 생명공학 분야의 최신 연구 흐름을 조망하고 미래 방향을 제시하는 데 기여할 수 있는 중요한 기회”라서 수락하였다며 “글로벌 연구자들과의 협력을 통해 학문적 발전은 물론, 지속가능한 바이오 산업 발전에도 기여할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.
이번 선임을 계기로 이상엽 교수는 글로벌 생명공학 연구의 흐름을 조망하고 미래 연구 방향을 제시하는 데 중요한 역할을 수행할 것으로 기대된다. 동시에 한국을 비롯한 아시아 바이오 연구의 국제적 위상도 한층 강화될 전망이다. 이상엽 교수는 대사공학 분야 최고 권위지인 Metabolic Engineering(메타볼릭 엔지니어링)의 공동편집장이기도 하다.
이광형 KAIST 총장은 “이상엽 교수의 공동편집장 선임은 KAIST의 세계적 연구 경쟁력과 학문적 위상을 보여주는 대표적인 사례”라며 “앞으로도 KAIST는 글로벌 연구를 선도하며 미래 과학기술 발전에 기여해 나가겠다”고 밝혔다.
2026.04.06
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이진준 교수 옥스퍼드 만점 10m 한지 두루마리 논문…세계 최고(最古) 박물관 품으로
대중에게 ‘박사논문’은 보통 딱딱한 책자를 떠올리게 한다. 그러나 길이 10미터에 달하는 한지 두루마리 형태의 논문이 전 세계 예술계와 학계의 주목을 받고 있다.
우리 대학은 미디어 아티스트 이진준 문화기술대학원 교수의 옥스퍼드대학교 박사논문 『빈정원 – 어디에나 있는, 어디에도 없는 곳으로의 리미노이드 여행(Empty Garden – A Liminoid Journey to Nowhere in Somewhere)』(2020)이 영국 애쉬몰린 박물관(Ashmolean Museum)에 한국 현대 작가 최초로 정식 구입돼 영구 소장 및 전시된다고 26일 밝혔다.
애쉬몰린 박물관은 1683년 설립된 세계 최초의 대학 박물관으로, 루브르보다 110년, 대영박물관보다 76년 앞선 서양 지성사의 출발점으로 평가된다. 다 빈치와 미켈란젤로 등 거장들의 작품을 소장한 이 기관이 생존 작가의 박사논문을 정식 구입해 영구 컬렉션에 포함한 것은 매우 이례적인 사례다.
이번 성과는 한국에서 출발한 예술·학문적 연구가 서구의 공적 지식 체계 안에서 장기적으로 보존·연구·전시되는 가치로 인정받았다는 점에서 의미가 크다. 특히 AI 이후 시대에 예술과 인문학의 역할을 새롭게 묻는 한국의 연구가 국제 공공지식의 장에서 지속적으로 해석될 수 있게 됐다는 점에서도 상징성이 있다.
이진준 교수의 논문 『Empty Garden』은 조선시대 문인들이 마음속에 그리던 ‘의원(意園, 실제가 아닌 마음속에서 상상으로 가꾸는 정원)’ 개념을 현대 디지털 기술로 재해석한 작품이자 연구다. 인공지능(AI)과 데이터가 넘쳐나는 시대에 기술을 넘어 인간의 감각과 기억을 어떻게 되살릴 수 있을지를 탐구한다.
※ 논문 링크: https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:844c3fc4-2a47-46c6-a0ff-30fcff172e2d
특히 이 논문은 ‘데이터 가드닝(data gardening)’이라는 개념을 제안한다. 이는 데이터를 빠르게 처리하는 대신 정원을 가꾸듯 천천히 다루고 경험하는 방식으로, 효율과 속도를 중시하는 디지털 환경에서 벗어나 인간의 감각과 사유를 회복하려는 새로운 접근이다.
길이 10미터에 달하는 한지 두루마리 형식 또한 이 논문의 중요한 특징이다. 독자는 논문을 읽으며 자연스럽게 이동하게 되고, 동아시아 정원의 ‘거닐기’를 몸으로 경험하게 된다. 즉, 단순히 읽는 것을 넘어 움직이며 느끼고 사유하는 방식으로 설계됐다. 특히 이 논문은 총 9개의 한지 두루마리로 제작됐으며, 이 가운데 하나가 애쉬몰린 박물관에 정식 구입돼 영구 소장·전시될 예정이다..
이 논문은 2020년 옥스퍼드대학교 순수미술 철학박사(DPhil) 심사에서 만장일치로 ‘수정 없음(No Corrections)’ 판정을 받으며 학문적 완결성을 인정받았다. 더구나 2년 반만에 마치고 얻은 성취로 900년 역사의 옥스퍼드에서도 극히 드문 사례로 당시에 주목을 받았다.
일반적으로 옥스퍼드대학교 박사논문은 보들리언 도서관(Bodleian Library)에 학술 자료로 등록되지만, 이번 사례는 이와 별개로 박물관이 학위 수여 이후 5년간의 독립적 심의를 거쳐 예술·학술적 가치를 인정하고 구입한 것이다. 생존 작가의 학위 논문이 세계 최고(最古) 대학 박물관의 영구 컬렉션에 포함된 것은 극히 이례적이다.
애쉬몰린 박물관의 엘리스 킹 중국·한국 미술 담당 큐레이터인 셸라 베인커(Shelagh Vainker) 옥스퍼드 교수는 “이진준 박사의 『Empty Garden』을 영구 컬렉션으로 소장하게 되어 매우 기쁘다”며 “이 긴 사색적 두루마리는 재료와 기법, 그 안에 담긴 문화적·지적 지식의 폭과 깊이, 그리고 다양한 공간을 제시하는 복합적 구성에 이르기까지 여러 측면에서 새로운 지평을 연다”고 평가했다.
이어 “『Empty Garden』은 애쉬몰린 박물관에 소장된 첫 번째 한국 현대 작가의 작품으로, 전시되지 않을 때에도 사전 예약을 통해 관람할 수 있다”고 덧붙였다.
이진준 교수는 옥스퍼드에서 논문을 집필하던 당시 다리 부상으로 휠체어 생활을 하며 ‘움직임과 멈춤’에 대해 깊이 고민했다고 밝혔다. 그는 “AI 시대에도 예술은 비물질적 이미지에만 머물 수 없다. 디지털 기술이 발전할수록 인간의 감각과 경험은 오히려 약화될 수 있다”며 “데이터를 넘어 인간이 몸으로 경험하고 사유하는 새로운 감각 체계를 제안하고자 했다”고 설명했다.
또한 그는“서구 지성사의 대표적 박물관에 보관되면서 한국을 비롯한 동양적 사유가 AI 시대의 새로운 감각 체계를 잇는 하나의 기준점으로 지속적으로 읽히고 논의 되길 바란다”고 말했다.
KAIST에서 예술가로서는 처음으로 전임교수에 임용된 이진준 교수는 현재 옥스퍼드대학교 엑시터 칼리지 방문교수, 뉴욕대학교 겸임교수로 활동하며 예술·기술·인문학의 융합 연구를 이어가고 있다. 최근에는 케이팝 아티스트 지드래곤의 홍채 데이터 기반 우주 예술 프로젝트 〈Good Morning, Mr.G-Dragon〉, 분당중앙공원 AI 기반 미디어 심포니 〈시네 포레스트: 동화〉 등의 작업으로 국내외 예술계의 주목을 받았다.
이번 성과는 인공지능 이후 시대에 예술과 인문학의 방향성을 제시한 한국의 다학제 연구가 서구 지성사의 공적 문화유산으로 인정받았다는 점에서 의미가 크다.
※ 이진준 교수 홈페이지: https://leejinjoon.com/
2026.03.26
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‘꿈의 메모리’ 구현할 전자의 공전 ‘오비탈’ 원리 규명
스마트폰과 노트북의 발열 문제를 줄이고 더 빠르고 전력 소모가 적은 ‘꿈의 메모리’를 구현하기 위한 연구가 활발하다. 한국 연구진이 반도체 속 전자의 회전 성질인 ‘스핀(spin)’의 교환상호작용 대신, 전자가 원자핵 주위를 도는 공전과 같은 움직임인 ‘오비탈(orbital)’의 교환상호작용을 이용해 자성을 제어하는 새로운 가능성을 제시했다.
우리 대학은 물리학과 이경진 교수와 연세대학교(총장 윤동섭) 물리학과 김경환 교수 공동연구팀이 전류를 이용해 자성을 제어하는 기존 기술의 한계를 넘어, 전자의 ‘오비탈 교환상호작용(Orbital exchange interaction)’*을 통해 자성을 자유자재로 조절할 수 있는 새로운 이론 체계를 세계 최초로 정립했다고 16일 밝혔다.
*오비탈 교환상호작용: 전자가 원자핵 주위를 돌며 형성하는 궤도(오비탈)가 서로 영향을 주고받아 자석의 방향이나 성질을 조절하는 현상
지금까지 차세대 메모리 연구는 전자의 ‘스핀’에 주로 집중해 왔다. 스핀은 전자가 마치 작은 팽이처럼 스스로 회전하며 만들어내는 성질로, 이 회전 방향을 이용해 정보를 저장하는 방식이다. 그러나 전자는 동시에 원자의 중심에 있는 원자핵 주위를 돌며 ‘오비탈’이라는 궤도 운동도 한다. 연구팀은 이번 연구에서 전류가 흐를 때 발생하는 전자의 오비탈 에너지가 자성체의 오비탈과 직접 상호작용하며 정보를 전달한다는 원리를 이론적으로 규명했다. 이를 통해 기존 스핀 방식보다 훨씬 효율적으로 자석의 성질을 바꿀 수 있음을 확인했다.
이번 연구의 가장 큰 성과는 전류가 단순히 자석의 방향만 바꾸는 것이 아니라, 자석이 특정 방향을 선호하는 성질이나 회전 특성 등 고유한 물성 자체를 조절할 수 있다는 점을 밝혀낸 것이다.
특히 연구팀의 계산 결과, 오비탈을 이용한 제어 효과는 기존 스핀 기반 방식보다 훨씬 강력할 수 있음이 확인됐다. 이는 향후 반도체 소자에서 스핀 대신 오비탈이 핵심 역할을 하는 ‘오비탈 기반 전자소자’ 시대의 가능성을 제시한 것이다. 연구팀은 이론에 그치지 않고 실제 실험에서 이러한 효과를 측정할 수 있는 방법까지 함께 제시해 향후 산업계의 기술 활용 가능성을 높였다는 평가를 받고 있다.
특히 최근 학계에서 큰 관심을 받고 있는 교자성(Altermagnet) 물질에서도 이 원리가 적용될 수 있다. 교자성은 원자 속 전자의 스핀이 서로 다른 방향으로 규칙적으로 배열된 새로운 형태의 자성 물질로, 겉으로는 자석처럼 보이지 않지만 전자의 움직임에는 큰 영향을 준다. 이러한 특성 덕분에 전자의 상태를 정밀하게 제어할 수 있어 메모리 제어와 고속·저전력 반도체 소자 개발에 유리한 물질로 주목받고 있다. 따라서 미래형 논리 소자와 메모리 소자 개발을 위한 강력한 이론적 토대가 마련될 것으로 기대된다.
이근희 박사는 “이번 연구는 전류로 자성을 제어할 때 반드시 ‘스핀’에만 의존할 필요가 없다는 사실을 보여준 사례”라며 “전자의 궤도 운동인 오비탈을 활용해 자성을 이해하고 제어하는 새로운 관점은 차세대 초고속·저전력 메모리 개발에 중요한 이정표가 될 것”이라고 말했다.
이번 연구에는 KAIST 이근희 박사가 제1 저자로 참여했으며, 연세대 김경환 교수와 KAIST 이경진 교수가 공동 교신저자로 수행했다. 연구 결과는 세계적 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 2월 2일 게재되며 학술적 가치를 인정받았다.
※ 논문 제목: Orbital exchange-mediated current control of magnetism, DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-68846-x
한편 이번 연구는 한국연구재단 한계도전 R&D 프로젝트, 중견연구자지원사업, 선도연구센터(SRC), 신진연구자지원사업, 삼성전자의 지원을 받아 수행됐다.
2026.03.16
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노화·비만에도 잘 작동하는 mRNA 플랫폼 개발
코로나19 팬데믹 이후 mRNA 백신은 차세대 의약 기술로 주목받고 있다. mRNA 의약품은 세포가 특정 단백질을 만들도록 유전 정보를 전달해 치료 효과를 내는 방식이지만, 고령층이나 비만 환자에서는 효능이 떨어질 수 있다는 한계가 제기돼 왔다. 한국 연구진이 이러한 문제를 해결하기 위해 치료 단백질 생성 효율을 높이는 mRNA 핵심 구간을 새롭게 설계해, 노화·비만 환경에서도 효과가 유지되는 차세대 mRNA 플랫폼을 개발했다.
우리 대학은 바이오및뇌공학과 이영석 교수와 가톨릭대학교(총장 최준규) 남재환 교수 공동연구팀이 mRNA의 핵심 조절 영역인 ‘5′ 비번역 영역(5′ untranslated region, 5′UTR)*’ 서열을 정밀 설계한 새로운 mRNA 플랫폼을 개발했다고 10일 밝혔다.
*5′ 비번역 영역(5′UTR): mRNA에서 단백질 생산을 시작하고 효율을 조절하는 구간으로, 이 부분의 설계에 따라 단백질이 만들어지는 양과 속도가 달라질 수 있음
연구팀은 방대한 생물정보학 데이터를 분석해 다양한 세포 환경에서도 단백질이 더 효율적으로 만들어지도록 하는 5′UTR 서열을 찾아냈다. 이를 적용한 결과, 노화·비만 전임상 모델에서도 단백질 생성과 면역 반응이 크게 향상되는 것을 확인했다.
mRNA는 긴 단일 가닥 RNA 분자로, 우리 몸에 필요한 단백질을 만드는 생산 설계도이다. mRNA는 단백질 생산을 시작하고 속도를 조절하는 5′UTR, 특정 단백질 정보를 담고 있는 단백질 암호화 영역(coding sequence, CDS), mRNA가 세포 안에서 안정적으로 유지되도록 돕는 3′ 비번역 영역(3′UTR), 그리고 안정성을 높여 단백질 생산을 돕는 poly(A) 꼬리 등으로 구성된다.
이 가운데 5′UTR과 3′UTR은 단백질의 종류를 결정하는 부분은 아니지만, 단백질이 얼마나 효율적으로 만들어지는지를 조절하는 중요한 구간이다. 이러한 특징 때문에 이 두 영역들은 백신이나 치료제 등 다양한 mRNA 의약품의 성능을 높이기 위한 핵심 바이오공학 플랫폼 기술로 주목받고 있다.
연구팀은 여러 조직과 세포 환경에서 단백질 생산 능력이 뛰어난 5′UTR 서열을 찾기 위해 대규모 바이오 데이터를 통합 분석했다. 이 과정에서 유전자 활성도를 분석하는 대규모 조직 전사체 분석(RNA-seq), 개별 세포 수준의 유전자 발현을 확인하는 단일세포 전사체 분석(scRNA-seq), 실제 단백질 생성 효율을 측정하는 리보솜 프로파일링(Ribo-seq) 등 다양한 분석 기법을 활용했다.
연구진은 노화나 비만 상태에서는 세포가 스트레스를 많이 받아(산화 스트레스) 단백질을 만드는 능력이 떨어질 수 있다는 점에 주목했다. 이에 새롭게 설계한 mRNA 치료제를 노화·비만 전임상 모델에 적용한 결과, 세포에서 만들어지는 단백질의 생산력과 면역 반응이 기존보다 크게 향상되는 것을 확인했다. 이번 연구는 mRNA 백신뿐만 아니라, 유전자 치료제, 면역 치료제 등 다양한 바이오의약 기술 개발에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
KAIST 바이오및뇌공학과 이영석 교수는 “이번 연구는 방대한 생물 데이터를 분석해 mRNA가 단백질을 더 잘 만들도록 하는 설계 방법을 찾아낸 것”이라며 “이 기술은 특히 고령층이나 비만 환자처럼 의약품 효과가 떨어질 수 있는 환경에서도 mRNA 백신과 치료제가 잘 작동하도록 하는 데 중요한 기반이 될 것”이라고 밝혔다.
가톨릭대학교 윤수빈 박사와 KAIST 조형곤 박사과정생이 공동 제1저자로 참여한 이번 연구 결과는 유전자·세포 치료 분야의 세계적 학술지 ‘몰레큘러 테라피(Molecular Therapy, IF=12.0)’에 1월 2일 온라인 게재됐다.
(논문명: Designing 5′UTR sequences improves the capacity of mRNA therapeutics in preclinical models of aging and obesity, DOI: https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2025.12.060
한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 우수신진연구 및 바이오의료개발사업, 식품의약품안전처 감염병 대응 혁신기술 지원연구, 한국보건산업진흥원 감염병 예방 치료 기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
2026.03.10
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마약 중독 재발 비밀 찾았다...뇌 속 ‘중독 회로’ 발견
마약 중독은 약물을 끊은 뒤 오랜 시간이 지나도 사소한 자극에 다시 갈망이 되살아나 재발 위험이 매우 높다. 그동안 이러한 현상은 충동을 조절하는 전전두엽 피질(PFC)의 기능 저하 때문으로 여겨졌다. 하지만 최근 국내외 공동 연구진은 중독 재발의 원인이 단순한 뇌 기능 저하가 아니라 특정 신경세포 회로의 불균형이라는 사실을 밝혀냈다.
우리 대학은 뇌인지과학과 백세범 석좌교수와 미국 캘리포니아 주립 샌디에이고 대학(UCSD) 임병국 교수 연구팀이 전전두엽 내 특정 억제성 신경세포가 코카인 중독 행동을 조절하는 핵심 원리를 규명했다고 9일 밝혔다.
특히 연구팀은 뇌에서 다른 신경세포의 활동을 억제해 신경 신호의 균형을 조절하는 파발부민 양성(Parvalbumin-positive, PV) 억제성 신경세포에 주목했다. 이 세포는 뇌의 흥분 신호를 조절하는 일종의 ‘브레이크 게이트(brake gate)’ 역할을 하며, 금단 이후 나타나는 마약 탐색 행동을 결정짓는 중요한 요소임을 확인했다.
우리 뇌의 전전두엽 피질(PFC)은 흥분 신호와 억제 신호가 균형을 이뤄야 충동을 억제하는 ‘브레이크’ 기능을 수행할 수 있다. 연구팀은 만성 약물 노출이 이러한 균형을 어떻게 무너뜨리는지 확인하기 위해 쥐를 대상으로 코카인 투여 실험을 진행했다. 이 과정에서 전전두엽 내 억제성 신경세포들이 언제 활성화되고 하위 뇌 영역으로 어떻게 신호를 보내는지 추적했다.
실험 결과, 전전두엽 피질 내 억제성 신경세포의 약 60~70%를 차지하는 파발부민(Parvalbumin, PV) 세포는 쥐가 코카인을 찾으려 할 때 활발하게 작동했다. 하지만 더 이상 약물을 찾지 않도록 훈련하는 ‘소거 훈련(extinction training)’을 진행하자 이 세포의 활동은 눈에 띄게 줄어들었다. 이는 PV 세포의 활동 양상이 중독에 의해 고정되는 것이 아니라 소거 과정을 통해 다시 조절될 수 있음을 보여준다.
연구팀은 신경 활동을 인위적으로 조절해 PV 세포의 활동을 억제하자 쥐의 코카인 탐색 행동이 크게 감소하는 것을 확인했다. 반대로 이 세포를 활성화하면 소거 과정 이후에도 약물을 다시 찾는 행동이 지속됐다. 이러한 효과는 설탕물과 같은 일반적인 보상에는 나타나지 않았으며, 마약 중독 행동에서만 특이적으로 관찰됐다. 이는 같은 억제성 신경세포인 소마토스타틴(SOM) 세포에서는 나타나지 않는 현상으로, 파발부민(PV) 세포가 마약 중독 행동을 선택적으로 조절한다는 점을 보여준다.
연구팀은 이러한 PV 세포의 조절 작용이 어떤 뇌 회로를 통해 이루어지는지도 확인했다. 전전두엽에서 시작된 신호는 보상과 관련된 핵심 뇌 영역인 복측피개영역(Ventral Tegmental Area, VTA)의 보상회로로 전달되며, 이 경로가 마약을 다시 찾을지 말지를 결정하는 중독 행동 조절의 핵심 통로로 나타났다. 이때 PV 신경세포는 이 신호의 흐름을 조절해 도파민(Dopamine) 신호에 영향을 주며, 중독 행동을 유지할지 억제할지를 결정하는 ‘조절 스위치’ 역할을 한다.
즉, 중독 재발은 전전두엽 전체의 기능 저하 때문이 아니라 특정 신경세포인 파발부민(PV) 신경세포가 전전두엽과 보상 회로를 잇는 신경 경로의 조절여부에 따라 결정되는 현상이라는 것을 밝혀낸 것이다.
백세범 석좌교수는 “이번 연구는 약물 중독이 특정 신경세포와 하위 신경 회로의 조절 균형이 붕괴되면서 나타나는 회로 수준의 문제임을 보여준다”며 “파발부민(PV) 세포가 중독 행동의 ‘게이트’ 역할을 한다는 발견은 향후 정밀 표적 치료 전략 개발에 중요한 단서가 될 것”이라고 밝혔다.
이번 연구는 UCSD 정민주 박사가 1저자로, UCSD 임병국 교수와 KAIST 백세범 석좌교수가 공동 교신저자로 연구를 주도하였으며, 신경과학 분야 최고 권위의 학술지인 뉴런(Neuron) 에 2월 26일 온라인 게재되었다.
※ 논문명: Distinct Interneuronal Dynamics Selectively Gate Target-Specific Cortical Projections in Drug Seeking, DOI: 10.1016/j.neuron.2026.01.002)
한편 이번 연구는 한국연구재단의 이공분야기초연구사업의 지원을 받아 수행됐다.
2026.03.09
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스마트워치 병원급 혈압 도전..심혈관 질환 조기 진단 성큼
혈액의 흐름은 생명의 신호다. 이 흐름이 느려지거나 불안정해지면 심혈관 질환과 쇼크로 이어질 수 있다. 그러나 혈류를 정확히 측정하려면 병원 장비에 의존해야 했다. 우리 대학 연구진이 피부에 붙이기만 하면 혈류를 실시간으로 측정할 수 있는 무선 전자패치를 개발했다.
우리 대학은 전기및전자공학부 권경하 교수 연구팀이 딥러닝(AI)과 다층 열 센싱 기술을 결합한 무선 웨어러블 혈류 측정 시스템을 개발했다고 5일 밝혔다. 이 장치는 혈관을 직접 건드리지 않고도(비침습 방식) 혈류 속도와 혈관 깊이를 동시에 측정할 수 있다. 혈관이 피부 속 얼마나 깊이 위치하느냐에 따라 센서 신호가 달라지기 때문에, 깊이 정보는 혈류를 정확히 계산하는 핵심 변수다.
기존에는 초음파나 광학 방식이 주로 사용됐지만, 장비가 크거나 혈관 깊이에 따라 정확도가 떨어지는 한계가 있었다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 ‘혈액이 흐르면 주변에 미세한 열 이동이 발생한다’는 점에 주목했다.
연구팀은 서로 다른 깊이에 온도 센서를 배치해 열의 이동 경로를 입체적으로 분석하는 ‘다층 열 센싱’ 기술을 개발했다. 여기에 AI 알고리즘을 적용해 복잡한 체온 분포 속에서 혈관의 깊이와 실제 혈류 속도를 실시간으로 분리·추출하는 데 성공했다. 여기에 AI를 적용해 복잡한 체온 분포 속에서 혈관의 깊이와 실제 혈류 속도를 정확히 구분해 냈다.
실험 결과, 초당 1~10mm 범위의 혈류 속도를 오차 0.12mm/s 이내로, 1~2mm 범위의 혈관 깊이를 오차 0.07mm 이내로 측정하는 데 성공했다. 이는 머리카락 굵기보다 작은 수준의 오차로, 일반적인 웨어러블 기기로는 구현하기 어려운 정밀도다.
특히 이 기술을 스마트워치에 사용되는 광혈류(PPG) 센서와 결합하면 혈압 측정 오차를 최대 72.6%까지 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 이는 스마트워치 혈압 측정값이 병원 장비에 한층 가까워질 수 있음을 의미한다. 즉, 웨어러블 기기의 신뢰도를 크게 높일 수 있는 성과다.
이 전자패치는 응급 의료 현장에서 환자의 상태 변화를 실시간으로 감지하는 데 활용될 수 있다. 고혈압·당뇨 환자의 맞춤형 건강관리, 쇼크와 같은 급성 위험 신호의 조기 감지에도 적용 가능하다.
권경하 교수는 “이번 기술은 혈류와 혈압을 더 정확하게 측정할 수 있는 원천 플랫폼”이라며 “스마트워치와 결합해 일상 속 건강 모니터링 수준을 한 단계 끌어올릴 것”이라고 말했다.
본 연구는 심영민 석박통합과정이 1저자로 연구를 주도했으며 해당 연구 결과는 세계적 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 2월 6일 게재되었다.
※ 논문명: Deep learning–integrated multilayer thermal gradient sensing platform for real-time blood flow monitoring, DOI: 10.1126/sciadv.aea8902
한편, 이번 연구는 삼성전자 종합기술원(SAIT) 및 한국연구재단(NRF) 우수신진연구(2022R1C1C1010555), 지역혁신 선도연구센터(2020R1A5A8018367), BK21 FOUR 프로그램, 정보통신기획평가원(IITP) 인공지능반도체대학원의 지원을 받아 수행됐다.
2026.03.05
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지방 세포 생성을 멈추는 '스위치' 발견
비만과 지방간, 인슐린 저항성 등 대사질환은 전 세계적으로 빠르게 증가하고 있지만, 지방이 만들어지는 과정을 근본적으로 조절할 방법은 여전히 제한적이다. 특히 지방세포는 한 번 형성되면 쉽게 줄어들지 않아 치료가 어렵다. 이러한 가운데 우리 대학 연구진이 지방 형성을 막는 ‘스위치’가 존재함을 밝혀냈다. 이번 발견은 DNA 자체를 바꾸지 않고 유전자의 작동을 조절하는 ‘후성유전체 스위치’가 지방세포 생성 과정에서 어떻게 작용하는지를 규명한 것으로, 향후 비만과 대사질환을 보다 정밀하게 제어할 수 있는 새로운 가능성을 제시한다.
우리 대학 생명과학과 임대식 교수와 강주경 교수 연구팀은 히포(Hippo) 신호전달경로*의 핵심 조절 인자인 ‘얍/타즈(YAP/TAZ)’가 지방세포 분화과정**에서 후성유전체 수준의 ‘분화 억제 스위치’ 역할을 한다는 사실을 규명했다고 25일 밝혔다. 연구팀은 얍/타즈가 자신의 하위 표적인 ‘비글스리(VGLL3)’를 통해 지방세포 형성을 담당하는 유전자들의 작동을 광범위하게 억제하는 새로운 메커니즘을 제시했다.
*히포 신호전달경로: 세포가 언제 자라고, 언제 분열을 멈추고 분화할지를 조절하는 일종의 세포 운행 통제 시스템
**지방세포 분화과정: 지방 전구세포(또는 줄기세포)가 성숙한 지방세포로 변화하는 과정
세포 분화는 단순히 하나의 유전자가 켜지고 꺼지는 문제가 아니라, 여러 유전자와 DNA 조절 부위가 유기적으로 움직이는 복합적인 과정이다. 연구팀은 전구세포*가 지방세포로 분화하는 전 과정을 추적하며, 유전자 발현 변화와 후성유전체 변화를 동시에 분석할 수 있는 차세대 염기서열 분석 기술을 활용했다.
*전구세포: 어떤 세포가 될지 이미 방향이 정해진, 성장 중인 중간 단계 세포
그 결과, 얍/타즈(YAP/TAZ)가 활성화된 조건에서는 지방세포라고 확인해주는 정체성을 만드는 유전자 프로그램이 작동하지 못하고, 피피에이알감마(PPARγ)*를 중심으로 한 지방세포 분화 네트워크 전반이 억제된다는 사실을 확인했다.
*피피에이알감마(PPARγ): 몸속 에너지 저장과 사용을 조절하는 ‘대사 마스터 스위치’조절자
특히 연구팀은 지방조직 단일세포 분석을 통해, 얍/타즈(YAP/TAZ)의 새로운 표적 유전자로 비글스리(VGLL3)를 발굴했다.
기존에는 얍/타즈(YAP/TAZ)가 피피에이알감마(PPARγ)와 직접 결합해 그 기능을 억제한다고 알려져 있었지만, 이번 연구에서는 비글스리(VGLL3)가 지방세포 유전자들의 DNA 조절 부위인 ‘인핸서’를 억제해 지방세포 분화 프로그램 전체를 간접적으로 제어한다는 점을 밝혀냈다. 이는 지방세포가 언제, 얼마나 강하게 만들어질지를 결정하는 핵심 타이밍 조절에 히포 신호전달 경로가 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다.
지방조직의 기능 이상은 비만, 인슐린 저항성, 지방간 등 다양한 대사질환과 깊이 연결되어 있다. 연구팀은 이번 연구에서 제시한 얍/타즈-비글스리-피피에이알감마(YAP/TAZ–VGLL3–PPARγ) 축의 조절 원리가 지방세포 형성과 기능 이상에 어떻게 관여하는지에 대한 후속 연구를 통해 더욱 구체적으로 밝힘으로써, 향후 대사질환을 조절하거나 치료하는 새로운 실마리를 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
임대식 교수는 “이번 연구는 지방세포 분화가 단순한 유전자 조절을 넘어, 후성유전체 수준에서 정교하게 제어된다는 점을 최초로 규명한 성과”라며, “지방세포의 정체성 변화 기전을 보다 정밀하게 이해하고, 장기적으로는 대사질환 환자 맞춤형 치료 전략으로 이어질 중요한 토대를 마련했다”고 말했다.
이번 연구는 KAIST 생명과학과 박사과정 설태준 학생과 강주경 박사가 공동 제 1 저자로 참여하여 세계적인 국제 학술지 사이언스 어드밴스즈(Science Advances)에 1월 14일자로 출판되었다.
※ 논문명: YAP/TAZ-VGLL3 governs adipocyte fate via epigenetic reprogramming of PPARγ and its target enhancers, DOI:10.1126/sciadv.aea7235
한편, 이번 연구는 과기부 한국연구재단이 지원하는 리더연구자 지원사업, 해외우수과학자 유치사업의 지원을 받아 수행됐다.
2026.01.26
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