%ed%94%84%eb%a1%9c%ec%a0%9d%ed%8a%b8
-
세관 통관 속임수 적발하는 알고리즘 개발
우리대학 전산학부 차미영 교수 연구팀이 면세범위 초과 물품, 위장 반입, 원산지 조작 등 세관에서 벌어지는 불법적 행위를 빈틈없이 적발할 수 있는 기술을 개발했다.
차 교수는 기초과학연구원(IBS, 원장 노도영) 수리 및 계산과학 연구단 데이터 사이언스 그룹 CI(Chief Investigator)을 맡아 세계관세기구(WCO‧World Customs Organization)와의 협업을 통해 스마트 관세 행정을 위한 알고리즘 개발을 마쳤다.
데이터 사이언스 그룹은 2019년 9월부터 WCO의 바꾸다(BACUDA) 프로젝트(*한국정부가 WCO에 공여하는 세관협력기금(Customs Cooperation Fund of Korea)로 설립, 운영)에 참여해 알고리즘 개발을 주도해왔다.
WCO는 지난 2월 홈페이지 기사를 통해 “세관 데이터 분석(BAnd of CUstoms Data Analysis)의 앞 글자를 따서 바꾸다 프로젝트로 이름 지었다”며 “한글로는 ‘변화’를 뜻하는 것처럼 스마트 관세 체계로의 변화를 추구하는 회원국들을 돕기 위해 데이터과학자들과 협업을 시작했다”고 프로젝트의 취지를 알렸다.
IBS가 WCO, 대만 국립성공대(NKCU‧National Cheng Kung University)와 함께 개발한 알고리즘 데이트(DATE DATE : Dual-Attentive Tree-aware Embedding for Customs Fraud Detection의 약자)는 불법적 행위 발생 가능성이 높으면서도 세수 확보에 도움이 되는 물품을 우선적으로 선별해 세관원에게 알린다.
기존 알고리즘은 세관 검사 대상만 추천했으나, 데이트는 검사 대상의 선별 이유까지 설명해줌으로써 사기 적발의 근거를 세관원이 충분히 확보할 수 있다는 특징이 있다.
우리대학 산업및시스템공학과(지식서비스공학대학원)을 졸업한 김선동 IBS 연구위원은 “설명력이 훌륭한 데이트는 인간개입(human-in-the-loop)으로 작동하는 현 세관 시스템에 가장 적합한 알고리즘”이라며 “저위험 물품 검사 에 쓰이는 세관원의 불필요한 노동을 줄이고, 복잡한 통관 프로세스를 효율화하는 데 도움이 될 것으로 기대하고 있다”고 설명했다.
바꾸다 그룹은 지난 3월 나이지리아의 틴캔(Tin Can)과 온네(Onne) 항구에 데이트를 시범 도입했다. 사전 테스트 결과, 데이트 도입으로 인해 기존의 전수 조사 통관 방법에 비해 40배 이상 효율적으로 세관 사기를 적발할 수 있음이 확인됐다. 시범운영을 마치면 알고리즘을 개선하고, 기술이전을 통해 WCO 회원국 대상으로 확대 적용해나갈 계획이다.
데이터 사이언스 그룹은 데이트 개발 성과를 오는 8월 데이터 마이닝 및 인공지능 분야의 최고 학술대회인 ACM SIGKDD(The Association for Computing Machinery’s Special Interest Group on Knowledge Discovery and Data Mining) 2020에서 발표할 예정이다.
차미영 CI는 “데이트는 세관원들의 물품 검사 및 적발된 수입자와의 소통을 도와줌으로써 스마트 세관 행정 정착에 큰 기여를 할 것”이라며 “향후 물품의 X선 이미지를 활용하거나, 전이 학습(Transfer learning)을 통해 여러 국가의 통관 데이터를 함께 활용하는 방법까지 추가해 알고리즘의 정확성을 높여나갈 계획”이라고 말했다.
2020.06.01 조회수 18200 -
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 29977 -
방효충 교수 연구팀, 제1회 큐브위성 경연대회 최우수상 수상
우리 대학 항공우주공학과 방효충 교수 연구팀이 제1회 큐브위성 경연대회 시상식에서 과학기술정보통신부 장관상(최우수상)을 수상했다.
연구팀은 국내에서 개최된 2012년 큐브위성 경연대회에 참가해 최종 선발됐다. 이후 초소형위성인 큐브샛 LINK(Little Intelligent Nanosatellite of KAIST)를 개발하고 2017년 4월 발사한 후 임무를 수행하는 과정까지 완료했다.
LINK는 벨기에 Von Karman Institute에서 주관하는 QB50 프로젝트의 일환으로 개발됐다. QB50 프로젝트는 큰 대기항력 때문에 관측이 덜 이루어진 저고도 지구 대기를 개발비용이 저렴한 큐브샛을 다수 발사해 관측하는 국제 공동 프로젝트로 전 세계 23개 이상의 국가가 참여했다.
큐브샛 LINK는 2 unit(20x10x10cm3) 크기로 무게가 약 2kg이며 지구관측을 위해 이온-중성자 질량 분광기 및 랑뮈어 탐침을 탑재했다. 랑뮈어 탐침은 우리 대학 물리학과 민경욱 교수 연구팀에서 개발했다.
2018.02.22 조회수 23683 -
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 조회수 31209 -
제2회 전국 고등학교 동아리 SW 경진대회 개최
우리대학과 충남대학교(총장 오덕성)가 ‘전국 고등학교 동아리 소프트웨어(SW) 경진대회’ 참가자를 모집한다. 지난해에 이어 두 번째 개최되는 이 경진대회는 우리대학 SW교육센터와 충남대 SW중심대학사업단이 공동으로 주관하고 미래창조과학부와 정보통신기술진흥센터(IITP)가 주최한다. 두 대학은 SW를 통한 창의적 문제해결 능력 및 협업 능력제고 등 전국 고교생을 대상으로 우수 SW 인재발굴과 SW 동아리 활성화를 위해 작년 11월 이 대회를 처음 개최했다.
이 대회에는 일반고·특성화고·자율고(자사고, 자공고)·특목고(외고, 마이스터고, 과학고, 영재고, 체육고 등 포함) 등 모든 유형의 전국 고등학교 교내 SW관련 동아리에 소속된 학생이면 누구나 3~5명 단위로 프로젝트팀을 구성해 참여할 수 있다. 이번 대회의 프로젝트 주제는 ‘SW를 통한 일상생활 속의 아이디어 실현’이지만 관심 있는 분야에 대한 어떠한 아이디어든 사실상 제한이 없다. 지난 대회에서는 전국에서 120여 개 팀이 예선에 참여하는 등 높은 참여율을 보였는데 본선에 진출한 24개 팀 가운데 ‘SWAG팀(인천청라고)’이 금상을 받았다.
경진대회에 참가를 희망하는 고등학생은 우리대학 SW교육센터 홈페이지( http://swe.kaist.ac.kr )에서 신청서와 프로젝트 개발 계획서를 다운받아 작성한 후 접수하면 된다. 예선 신청 접수기간은 17일부터 21일까지 5일간 이다. 신청자들은 1차 예선을 거치게 되는데 우리대학과 충남대는 참가 신청자들이 제출한 프로젝트 개발 계획서에 대한 심사를 한 다음 본선에 진출할 25개 팀을 선정, 8월 1일 홈페이지를 통해 예선결과를 발표할 계획이다.
10월 28일 우리대학 문지캠퍼스 슈펙스홀에서 치러질 예정인 본선대회에서는 팀별 전시부스에서 구현된 프로젝트 결과물(포스터 발표·데모) 발표를 통해 수상 팀을 최종 선정해 우리대학 신성철 총장과 오덕성 충남대 총장이 공동으로 시상한다. 수상자들에게는 상장과 함께 금상 1개 팀에는 200만원, 은상 2개 팀에게는 각 100만원, 그리고 동상 3개 팀에는 각 50만원의 상금이 수여되는 등 장려상까지 모든 수상 팀에게 상장과 함께 부상이 순위별로 차등 지급된다.
두 대학은 이밖에 본선 당일 참가자 및 참관학생 전원을 대상으로 전시부스 관람은 물론 고교생들의 SW에 대한 관심 제고를 위해 다양한 프로그램도 마련해 함께 진행할 방침이다. 문의 042-350-6022(KAIST SW교육센터), 042-821-8672(충남대 SW중심대학사업단).
2017.07.10 조회수 27926 -
방효충 교수 연구팀, 지구 저궤도 관측 큐브위성 궤도진입 및 교신 성공
우리 대학 항공우주공학과 방효충 교수 연구팀이 큐브위성 궤도진입 및 첫 교신을 성공적으로 수행했다.
방 교수 연구팀에서 개발한 LINK(Little Intelligent Nanosatellite of KAIST)는 4월 18일에 발사돼 국제우주정거장으로 배송된 바 있다.
궤도진입은 5월 18일 오전 10시에 NRCSD(NanoRacks CubeSat Deployer)를 통해 이뤄졌으며 한국 시각으로 같은 날 23시 5분 첫 교신에 성공했다. 지상국에서 확인한 큐브위성의 상태는 양호하다.
LINK는 벨기에 Von Karman Institute에서 주관하는 QB50 프로젝트의 일환으로 개발됐다.
QB50는 큰 대기항력 때문에 관측이 덜 이루어진 200~400km 구간의 지구 저궤도 대기를 개발비용이 저렴한 큐브위성을 다수 발사해 관측하고자 하는 국제 공동 프로젝트로 전 세계 23개 이상의 국가에서 참여하고 있다.
LINK는 2unit(20x10x10cm3) 크기로 무게가 약 2kg이며 지구관측을 위해 이온-중성자 질량 분광기 및 랑뮈어 탐침을 탑재하고 있다. 랑뮈어 탐침은 우리 대학 물리학과 민경욱 교수 연구팀이 개발했다.
궤도진입을 마친 큐브위성은 초기 한 달 동안 지상국을 통해 시스템 점검을 수행한 뒤 두 달에 걸쳐 저궤도 대기관측 데이터를 수집할 예정이다.
LINK 큐브위성의 개발은 항공우주연구원 '2012년 큐브위성대회'의 지원을 받아 이뤄졌다.
□ 그림 설명
그림1. NRCSD(NanoRacks CubeSat Deployer) 큐브위성 사출 장면
그림2. LINK 비콘신호 수신
2017.05.24 조회수 23115 -
방효충 교수, 지구 저궤도의 관측 위한 큐브위성 발사
우리 대학 항공우주공학과 방효충 교수 연구팀이 지구 저궤도 관측을 위한 초소형 큐브위성을 발사했다.
방 교수 연구팀에서 개발한 큐브위성인 LINK(Little Intelligent Nanosatellite of KAIST)를 포함한 총 28개의 큐브위성이 아틀라스 V(Atlas V) 발사체(NASA CRS-7 미션)에 탑재돼 미 동부시간 4월 18일 오전 11시 11분에 미국 Space Launch Complex 41에서 성공적으로 발사됐다.
큐브위성들은 국제우주정거장에서 보관 후 약 한 달 뒤에 궤도 진입 예정이며 이후 약 3달 동안 과학임무를 수행한다.
LINK는 벨기에의 Von Karman Institute에서 주관하는 QB50 프로젝트의 일환으로 개발됐다.
QB50 프로젝트는 큰 대기항력 때문에 관측이 덜 이뤄진 200~400km 구간의 지구 저궤도 대기를 개발비용이 저렴한 큐브위성을 다수 발사해 관측하는 국제 공동 프로젝트이다. 2012년에 시작된 이 프로젝트는 전 세계 23개 이상의 국가가 참여하고 있다.
LINK는 2유닛(20x10x10㎤) 크기로 무게는 2kg 정도이며 지구 관측을 위해 이온-중성자 질량 분광기 및 랑뮈어 탐침을 탑재했다. 랑뮈어 탐침은 우리 대학 물리학과 민경욱 교수 연구팀이 개발했다.
방 교수는 “QB50 프로젝트는 교육용으로만 쓰이던 큐브위성이 의미있는 과학임무를 수행하기 위한 도구로 도약하는 계기가 될 것이다”며 “다수의 큐브위성을 이용해 저궤도 대기 관측을 한 첫 사례로 의미있는 데이터를 얻을 것으로 기대한다”고 말했다.
또한 “이 노하우를 이용해 앞으로 위성을 추가 개발해 연구 내용을 우주에서 직접 검증할 수 있을 것이다”고 말했다.
현재 큐브위성을 실은 Cygnus 모듈이 궤도에서 대기 중이며 미 동부시간 4월 22일 오전 8시 39분 국제우주정거장과 도킹을 완료했다.
2017.04.24 조회수 26655 -
한컴그룹과 스마트 헬스 케어 사업 본격화
[강성모 KAIST 총장(왼쪽)과 김상철 한컴그룹 회장]
우리 대학은 한컴그룹(회장 김상철)과 함께 스마트 헬스케어 사업의 시장 선점을 위한 본격적인 행보를 시작했다.
우리 대학과 한컴그룹은 24일 경기도 가평 한컴마루에서 스마트 헬스케어 사업 추진을 위한 업무협약식을 가졌다. 이날 협약식에는 김상철 한컴그룹 회장과 이상헌 한컴그룹 부회장, 강성모 KAIST 총장을 비롯한 주요 관계자들이 참석했다.
이번 협약을 통해 한컴그룹은 가평에 마련한 56만평 부지 일부에 KAIST의 닥터엠(Dr.M) 프로젝트 상용화를 위한 대규모 스마트 헬스케어 단지를 조성하게 되며, 닥터엠 프로젝트에 참여한 의료기관 및 기업들과 함께 스마트 헬스케어 사업 생태계 구축에 나선다.
닥터엠 프로젝트는 KAIST가 모바일, 사물인터넷(IoT) 기반의 웨어러블 기기와 센서, 빅데이터, 클라우드 등 ICT 기술을 융합한 스마트 헬스케어 플랫폼 구축을 위해 지난 2014년부터 추진해 온 프로젝트이다.
4차 산업혁명 시대를 맞아 인공지능(AI), 증강현실(AR)/가상현실(VR), 임베디드/사물인터넷(IoT) 등의 기술 개발 및 상용화를 적극 추진하고 있는 한컴그룹은, 또다른 미래 핵심 분야로 헬스케어를 주목하고 KAIST와 함께 스마트 헬스케어 사업을 추진해왔다.
지난 2015년부터 닥터엠 프로젝트에 동참해 스마트 헬스케어 시스템 구축을 위한 모바일 헬스케어 소프트웨어 개발 등을 공동으로 진행해왔으며, 지난해 11월 발족된 닥터엠 컨소시엄에도 참여해오고 있다.
2017.01.25 조회수 16840 -
첨단과학 진로체험 집중캠프 개최
우리 대학 과학영재교육연구원(원장 권동수)은 22일(일)부터 24일(화)까지 전국 중·고등학생 90여명을 초청하여 첨단과학 진로체험 집중캠프를 개최한다.
이번 캠프는 보건복지부에서 운영하는 지역아동센터나 보육원의 중·고등학생을 대상으로 참가 학생들의 이공계에 대한 관심을 높이고, 진로 탐색 및 설계에 도움을 주고자 △과학 특강 △첨단 과학 프로젝트 △진로 멘토링 등의 프로그램으로 구성되었다.
참가 학생 7~8명을 한 모둠으로 카이스트 재학생 멘토 1명과 함께 VR 콘트롤러 제작, 로봇팔 프로그래밍 등 첨단 과학 프로젝트를 수행하며, 꿈과 미래 직업 탐색, 이공계 진학 상담 등을 통해 자신의 꿈과 진로, 진학 계획을 세우게 된다.
류지영 KAIST 과학영재교육연구원 연구교수는 “KAIST는 2016년부터 교육부, 한국직업능력개발원과 이공계 진로 체험프로그램을 시작해 현재까지 전국 중·고등학생 6,000여명이 참가하였으며, KAIST가 지향하는 이공계 인재 양성과 사회적 공헌이라는 목적을 함께 수행할 수 있어 더욱 의미가 있다”며 “앞으로 이러한 프로그램들을 더욱 확대해 나갈 예정”이라고 말했다.
KAIST 과학영재교육연구원은 영재교육 관련 정책연구, 이공계 진로 교육 및 첨단과학캠프, 영재교육담당 교사연수, 사이버 영재교육 프로그램 진행 등 국가 영재교육 관련 연구와 사업을 활발히 진행하고 있다.
2017.01.23 조회수 14544 -
김일두 교수, 새집증후군 유발하는 톨루엔 초정밀 감지센서 개발
우리 대학 신소재공학과 김일두 교수 연구팀이 새집증후군, 새차증후군의 대표적 유해 가스인 톨루엔을 극미량의 농도에서도 검출할 수 있는 초고감도 감지소재 센서를 개발했다.
이번 연구 결과는 화학분야 권위 학술지 미국화학회지(JACS : Journal of the American Chemical Society) 10월자 온라인 판에 게재됐다.
톨루엔은 대표적 유독성, 휘발성 유기화합물로 중추신경계와 호흡기관에 이상을 유발한다. 두통을 유발하고 장기간 노출될 경우에는 사망에 이를 수도 있다.
실내 공기질 관련 톨루엔 농도의 정부 권고기준은 약 244ppb(10억분의 1 단위) 이하로 기준 수치를 넘어가면 새집증후군, 새차증후군 등을 유발시킨다.
하지만 공기 중의 톨루엔을 정밀 분석하기 위해서는 고가의 설비를 활용해야 하는 어려움이 있다. 현재까지 개발된 반도체식(저항 변화식) 휴대용 톨루엔 센서들은 톨루엔의 유무만 구분 가능할 뿐 십 억분의 1에서 백만분의 1(ppm) 사이의 극미량의 톨루엔은 검출할 수 없다는 한계가 있다.
연구팀은 기존 센서의 한계를 극복하기 위해 다공성 물질인 금속유기구조체(metal-organic framework)의 내부에 3나노미터 크기의 촉매 입자를 담지하고, 이를 나노섬유 소재에 붙여 최고 수준의 톨루엔 감지 특성을 갖는 센서를 개발했다.
연구팀은 금속유기구조체를 팔라듐 촉매와 결합시켜 복합 촉매로 활용했다. 이 복합 촉매는 다공성 금속산화물 나노섬유에 결착된 구조로 나노섬유 표면에서 형성되는 비균일 접합(heterojunction) 구조와 나노 촉매의 시너지 효과로 인해 초고감도의 톨루엔 감지특성을 보였다.
연구팀이 개발한 센서는 100ppb 수준의 극미량의 톨루엔 가스 노출에도 일반 공기 중의 상태에 비해 4배 이상의 탁월한 감도 변화를 보였다.
금속유기구조체 기반의 이종 촉매가 결합된 나노섬유 감지소재는 실내외 공기 질 측정기, 환경 유해가스 검출기, 호흡기반 질병진단 센서 등 다양한 분야에서 활용 가능하다.
또한 나노입자 촉매 및 금속유기구조체의 종류만 바꿔주면 톨루엔 외의 다른 특정 가스에 선택적으로 반응하는 고성능 소재를 대량으로 합성할 수 있다. 향후 다양한 센서 소재 라이브러리 구축이 가능할 것으로 기대된다.
김 교수는 “다종 감지 소재를 활용해 수많은 유해가스를 보다 정확히 감지할 수 있는 초고성능 감지소재로 적용 가능하다”며 “대기 환경 속의 유해 기체들을 손쉽게 검출해 각종 질환의 예방이 가능하고 지속적인 건강 관리에 큰 도움을 줄 것이다”고 말했다.
신소재공학과 구원태 박사 과정이 1저자로 참여한 이번 연구는 한국과 미국에 특허 출원됐다. 이번 연구는 미래창조과학부 X-프로젝트와 한국이산화탄소포집 및 처리연구개발센터의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 나노섬유 감지소재가 코팅된 개별 가스센서 및 가스센서가 장착된 스마트 시계
그림2. 저널 JACS에 게재된 논문 대표 이미지
그림3. 나노섬유사진
그림4. 1 ppm의 극미량 톨루엔 가스에 대한 우수한 선택성 및 반응성을 보여주는 표
2016.10.10 조회수 20037 -
배상민 교수, 레드닷 어워드 대상 수상
<배 상 민 교수>
우리 대학 산업디자인학과 배상민 교수 연구팀이 세계 최고 권위 디자인 공모전인 독일 레드닷 어워드의 ‘2015 레드닷 디자인 컨셉 어워드’에서 대상(Best of the Best)과 두 개의 본상을 수상했다.
레드닷 디자인 컨셉 어워드는 미래의 훌륭한 제품을 선도할 새 디자인 컨셉과 혁신을 발굴하기 위한 디자인 공모전으로 세계 4대 디자인 어워드 중 하나이다. 올해 시상식은 오는 9월 25일 싱가포르에서 열린다.
올해는 61개국에서 4천 680개의 작품이 출품됐고 그 중 5.7%의 작품만이 본상을 수상했다.
대상 수상작인 박스쿨(BOXCHOOL)은 소외된 지역 아이들에게 평등한 기회를 주기 위해 SK Telecom과 협력해 제작한 모듈형 이동식 컨테이너 스마트 교실이다.
박스쿨은 물품 수송에 최적화된 컨테이너의 효율성을 극대화하고 폐쇄성, 단열 문제 등 교육 환경에 부적합한 요소들을 디자인을 통해 효과적으로 보완했다. 특히 태양광 패널 설치로 어떤 환경에서도 스마트 교실이 운영 가능하고, 빗물 정수 시스템 적용으로 독립적으로 운용 가능한 학교를 제작했다.
이처럼 박스쿨은 아이들의 미래를 위한 평등한 기회 제공에 공헌하고, 컨테이너와 유기적으로 연결되는 모듈시스템을 통한 확장성, 독립성, 적응성 등을 인정받아 대상을 수상했다.
본상을 수상한 차세대 텐트는 배 교수 연구팀과 코오롱 스포츠가 산학 협력해 만든 작품으로 자가발전 인터랙티브 텐트이다. 기존 텐트가 자연으로부터 인간을 수동적으로 보호하는 형태였다면 차세대 텐트는 인간이 보다 능동적으로 자연과 교감할 수 있다는 특성을 갖는다.
외부 자연환경과 인간이 소통할 수 있는 요소를 적용해 기능 위주의 텐트 시장에 감성적 경험을 더한 차별화를 시도했다. 특히 미래 기술로 각광받는 유기태양전지를 적용해 에너지 공급이 어려운 상황에서도 야외 활동의 독립성을 갖췄다.
또한 텐트의 가장 큰 문제점 중 하나인 내부 환기 문제를 저에너지 고효율의 적정 기술을 활용해 해결했고, 이 기술을 통해 제 3세계 지역 등의 임시 주거지로 활용 가능하게 디자인했다.
마지막 본상 수상작인 스노우 에너지는 온도차로 발전하는 열전소자를 이용한 자가발전식 휴대용 램프 및 스마트 디바이스 충전기이다.
내부에 뜨거운 물을 붓고 차가운 곳(얼음, 눈, 차가운 물)에 꽂으면 내부와 외부의 온도차에 의해 발전이 되는 원리이다. 전기가 없는 곳에서 야외활동을 할 때 다양하게 활용 가능하고, 지속가능한 친환경적 에너지로써 그 가치가 높다.
배상민 교수는 "하위 90%를 위한 디자인을 위해 노력하는 점을 응원하기 위해 우리에게 상을 주신 것 같다"며 "더 열심히 노력해서 세계 최고의 디자인을 소외받는 사람들을 위해 활용할 수 있도록 하겠다"고 말했다.
배상민 교수 연구팀인 ID+IM은 2005년부터 사회공헌 디자인(Philanthropy Design)을 연구 주제로 삼아 혁신적인 디자인을 통해 사회의 다양한 문제 해결을 위해 노력한다.
특히 소외받는 90%를 위한 나눔프로젝트와 시드프로젝트를 진행 중이고 세계 최고 권위의 디자인상을 40여 회 수상해 그 우수성과 진정성을 인정받았다.
□ 사진 설명
사진 1. 모듈형 이동식 컨테이너 스마트 교실 ‘박스쿨(BOXCHOOL)’
사진 2. 자가발전 인터랙티브 텐트인 ‘차세대 텐트’
사진 3. 온도차 발전 열전소자 이용 자가발전식 휴대용 램프 및 스마트 디바이스 충전기 ‘스노우 에너지’
2015.07.28 조회수 18934 -
KAIST-대전선병원, ‘모바일 헬스케어’ 공동연구 협약
우리 대학이 대전선병원과 손잡고 ‘모바일 헬스케어’ 분야 공동연구를 진행한다.
우리 대학과 대전선병원은 9일 오전 KAIST 본관 제1회의실에서 강성모 총장, 선승훈 의료원장 등 관계자 20여명이 참석한 가운데 ‘의료와 전자통신 기술을 활용한 의료 서비스 확대’를 내용으로 하는 협력협약서를 체결했다.
이번 협약을 통해 양 기관은 ▲모바일 헬스케어 관련 개발 및 연구 ▲의료산업에 기여할 수 있는 시스템 개발 및 연구 ▲해외환자 원격진료 시스템 개발 ▲국책과제 공동수행 등의 분야에서 상호 협력키로 했다.
구체적 협력방안으로 모바일을 접목한 사물인터넷 기반의 웨어러블 기기와 센싱(sensing)기구 개발을 추진하고, 이를 활용한 건강증진 및 의료서비스 시스템을 구축해 글로벌 헬스케어 시장에 공동으로 진출할 계획이다.
강성모 총장은 “50년 역사를 가진 선병원의 의료기술과 정보기술 분야 세계대학랭킹 20위권인 KAIST의 기술을 접목하면 '모바일 헬스케어‘ 분야에서 새로운 먹거리를 창출할 수 있을 것” 이라며 기대감을 표시했다.
한편, KAIST 정보과학기술대학은 개인의 생체정보 데이터를 통해 의료지식의 축적 및 의료 서비스에 연계 활용할 수 있는 모바일 헬스케어 시스템 개발을 추진 중이다. 이를 위해 전임직 교원 28명이 참여하는‘Dr. M 프로젝트’팀을 지난 3월 초 구성해 운영 중이다. 끝.
2014.06.09 조회수 14605