-
강이연 교수, 영국 하원이 발간한 인공지능과 창의기술 보고서 참여
우리 대학 산업디자인학과 강이연 교수가 영국 하원 의회 소속 문화, 미디어, 스포츠 위원회(Culture, Media and Sport Committee, 이하 DCMS 위원회)의 초청을 받아 참여한 「연결된 기술: 인공지능과 창의기술 보고서(Connected tech: AI and creative technology Report」가 지난달 30일 발행됐다. 강 교수는 국제적으로 활동하는 미디어 아티스트이자 연구자, 교육자로서 지난해 11월 DCMS 위원회의 공청회(Enquiry Evidence Session)에 참여했으며, 이 보고서는 당시의 논의를 토대로 작성됐다. 해당 공청회는 영국 정부 부처와 국회의원들이 관심 있는 분야의 전문가를 초청해 의견을 듣는 공식회의로 이 자리에서 나온 전문가들의 의견은 추후 정책 수립에 반영이 된다.
강이연 교수는 '연결된 기술: 현명한가 사악한가?(Connected tech: smart or sinister?)'라는 주제로 열린 세션에 참여했다. 인공지능 기술이 예술 창작자에게 미치는 영향, 메타버스 등의 새로운 플랫폼이 문화산업에 미치는 영향과 현장에서 발생하는 문제들, 나아가 이러한 기술 기반 예술 분야를 고등교육 환경에서 교육하면서 발생하는 이슈들에 대해 영국 의원들과 논의했다. 다양한 쟁점과 이에 대한 전문가들의 의견을 담은 이번 보고서는 예술가들이 발전하는 기술의 한계를 뛰어넘을 수 있도록 크리에이티브 산업(creative industry)에 대한 지원을 보장할 것을 정부에 촉구하는 내용을 담고 있다. 또한, 빅토리아 앤 앨버트 박물관(Victoria and Albert Museum)이 강 교수의 미디어 아트를 전시 및 소장 것을 사례로 들며 관련 기관과 산업계가 어떻게 혁신기술을 수용하며, 새로운 가치를 보여주는지를 소개했다.
▴원작자가 지닌 권리와 인공지능 저작물 사이에 발생하는 충돌지점과 경제적 이슈들 및 업계 전반의 우려를 강조 ▴인공지능 기술이 크리에이티브 산업에 주는 영향 ▴실제 현장에서 생기는 이슈들과 현재 정책들의 유효성 ▴생성형 인공지능(Generative AI)과 같은 새로운 기술이 만들어낸 창작물에 적용되는 현행 제도의 문제점 등을 논의하고 해당 정책의 조속한 개선을 정부에게 촉구하는 내용을 눈여겨볼 만한 보고서다.
이와 함께, 전자 및 통신 기술 선진국인 한국이 K-pop, 영화 등 문화산업에서도 기술적 강점을 발휘하며 빠르게 발전 중인 현황이 강조되어 있어 한국의 기술 및 엔터테인먼트 분야에 대한 영국의 관심도 잘 드러나 있다.
강이연 교수는 "이번 보고서는 과학기술뿐 아니라 문화강국으로 거듭나고 있는 한국이 앞으로 기술과 예술의 융·복합적 분야를 선도할 것으로 예측하고 있다"라며, "이를 포함해 기술과 예술의 융합 및 현 제도의 문제와 보완책 등에 관한 영국의 논의는 KAIST에도 많은 시사점을 남긴다"라고 전했다. 한편, 이번에 발간된 보고서는 영국 의회 홈페이지(☞바로가기 클릭)에서 확인할 수 있다.
2023.09.08
조회수 2660
-
2023년 KAIST 총장자문위원회(PAC) 개최
우리 대학이 6일 오전 서울캠퍼스 내빈관에서 '2023년 KAIST 총장자문위원회(KAIST President’s Advisory Council, PAC)'를 개최했다.
'KAIST 총장자문위원회'는 국내·외 산·학·연 각 분야의 리더를 초빙해 우리 대학이 세계 초일류 대학으로 발전하기 위한 정책적 자문을 얻기 위해 2006년부터 지속 운영되어온 위원회로, 코로나 이후 일상을 되찾아 가면서 올해 새롭게 자문위원을 구성해 개최하게 되었다. 이날 위원회에서는 새롭게 선임된 자문위원의 위촉식과 함께, 이광형 총장의 발표를 통해 QAIST 신문화전략을 바탕으로 한 우리 대학의 주요 현황과 성과에 대해 보고하고 향후 주요 추진사항을 소개했다. 특히, 세계 초일류 대학으로 성장하기 위한 교육·연구시설 확대와 미래 핵심 중점 분야의 교수 확보 계획 등을 소개하고, 위원회로부터 다양하고 실질적인 정책적 자문을 받았다.이광형 총장은 "KAIST는 그동안 총장자문위원회를 통해 세계적인 과학기술대학으로 발전할 수 있는 실질적이고 다양한 자문을 얻어왔다"라며, "앞으로도 지속해서 자문위원과 연계된 국내·외 유수 기관들과 협력관계를 확대·발전시켜, 글로벌 10위권 대학으로 뻗어나가기 위한 다양한 동력을 확보할 수 있을 것으로 기대한다"라고 밝혔다.
2023.09.07
조회수 1744
-
3차원 구강 스캐닝을 휴대용 카메라로?
치과 치료를 위해 치아 및 구상조직 형태의 석고 등으로 모형을 만드는 인상채득(Impression)을 디지털 방식으로 간편하게 수행할 수 있는 3D 구강 스캐너가 최근 주목받고 있다.
우리 대학 바이오및뇌공학과 정기훈 교수 연구팀이 3차원 구강 스캐닝에 적합한 휴대형 라이트필드 카메라를 개발하는 데 성공했다고 6일 밝혔다.
기존 구강 스캐너는 큰 크기와 낮은 정확도로 인해 여전히 사용 빈도가 낮아, 적용 범위를 넓히고 실용적인 사용을 위해서는 소형화와 손움직임에 의한 동작 잡음 개선 등이 필요한 상황이다.
이미지 센서의 픽셀에 도달하는 빛의 세기만을 기록하는 일반적인 카메라와 달리 라이트필드 카메라 (light-field camera)는 *마이크로렌즈 어레이를 이미지센서 앞에 배치하여 들어오는 빛의 방향을 구분한다. 따라서, 한 번의 촬영으로 3차원 광학이미지를 획득할 수 있을 뿐만 아니라 간단한 구조를 가지기 때문에 초소형 제작이 가능하다.
☞ 마이크로렌즈 어레이(microlens arrays): 수십에서 수백 마이크로미터 정도 직경의 미세렌즈를 배열하여 만든 광학 소자
연구팀은 3차원 구강 스캐닝을 위해 주 렌즈, 고체 잠입 마이크로렌즈 어레이, 이미지센서 등을 이용한 동작잡음이 없는 초소형 고심도 라이트필드 카메라 (deep focus light-field camera)를 설계·제작했다. 핵심아이디어는 저굴절률의 고분자 코팅을 통해 마이크로렌즈의 초점거리를 향상한 고체 잠입 마이크로렌즈다. 제작된 라이트필드 카메라는 피사계 심도가 높아, 손떨림에도 둔감하고, 한 번 촬영으로 더 많은 3차원 영상정보를 쉽게 획득할 수 있다.
연구팀은 설계한 라이트필드 카메라 기반의 구강 스캐너를 이용한 휴대 촬영을 통해 손동작 잡음 없이 구강 모형의 3차원 재구성 영상 획득에 성공했다. 특히, 큰 피사계 심도를 가져 쉬운 휴대 작동이 가능하고 고대비 이미지를 획득해 높은 3차원 재구성 정확도를 보인다. 이를 통해 기존 구강 스캐너에서 주로 쓰이는 복잡한 광학계가 아닌 소형화에 적합한 간단한 구조의 라이트필드 카메라를 이용해 높은 정확도의 3차원 구강 스캐닝이 가능함을 연구팀은 확인했다.
정기훈 교수는 “연구팀이 개발한 라이트필드 카메라는 구강 스캐닝 뿐만 아니라 생체 내 3차원 이미징을 위한 새로운 플랫폼으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다”며 “내시경, 현미경 등의 다양한 바이오·의료분야는 물론 3차원 산업용 검사장비에 활용하게 될 것”이라고 연구의 의미를 설명했다.
우리 대학 바이오및뇌공학과 권재명 박사과정 학생이 주도한 이번 연구 결과는 국제 학술지 `에이피엘 바이오엔지니어링(APL Bioengineering)'에 최근 게재됐다. (논문명: Deep focus light-field camera for handheld 3D intraoral scanning using crosstalk-free solid immersion microlens arrays).
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 및 ㈜바텍의 지원을 받아 수행되었고, ㈜마이크로픽스 (연구실 창업)을 통해 기술사업화를 진행 중이다.
2023.09.06
조회수 2324
-
박성필 문술미래전략대학원장, 국무총리 표창 수상
“지적재산(IP)이 핵심인 무형자산의 가치가 코로나19 팬데믹(세계적 감염병)을 거치면서 글로벌 기업 자산가치의 90%를 넘어섰습니다. 한국과학기술원(KAIST)이 IP 인재양성에 나서야만 했던 가장 중요한 이유입니다.”
박성필 우리 대학 미래전략대학원장은 3일 서울경제신문과 가진 인터뷰에서 “4차산업혁명과 인공지능(AI) 시대에 적합한 IP 전문인재 양성이 시급하다”며 이렇게 밝혔다. 그는 4일 열리는 ‘제6회 지식재산의 날 기념식’에서 국내 IP 경쟁력 강화에 기여한 공로로 국무총리 표창을 받는다.
박 교수는 KAIST 지식재산대학원 프로그램(MIP) 책임교수로서 글로벌 IP 인재양성을 위한 교육기반을 조성하고, 학술연구와 교육, 학교의 법률자문역으로 IP 가치창출에 기여했으며, 국회 ‘세계특허허브국가추진위원회’의 민간위원으로 활동하며 법개정연구위원장을 맡아 IP 입법정책에도 기여한 공로를 인정받았다.
그는 “2010년 특허청 후원으로 KAIST에 설립된 MIP는 기업, 법조계, 정부, 대학 등에서 활약 중인 600명 이상의 인재를 양성해 국내 최고의 IP 교육기관으로 자리매김했다”며 “KAIST는 이를 기반으로 이공계 학부생을 위한 지식재산 부전공, 특허청, 중소벤처기업부, 특허법원과 공동으로 중소기업인을 위한 지식재산최고위과정(AIP)도 설립해 운영해 왔다”고 말했다. 특히 그는 교과과정 설계, 법조계와 기업 네트워크 구축, 강의와 논문 지도 등 활동으로 MIP와 AIP 모델을 성공적으로 정착시키는 데 기여했다.
박 원장은 MIP와 AIP 모델을 정부 차원에서 확산할 필요가 있다고 강조했다. 그는 “디지털전환 시대에 기술혁신과 규제의 조화, 급증하는 AI 창작물을 둘러싼 소유권, 창작자, 침해기준을 비롯, 기존 IP 법체계의 재정립을 위한 노력이 중요한 시점이 왔다”며 “정부의 IP 인력양성에 대한 지속적 지원이 필요하며 결국 IP 인재들이 디지털전환과 본격적인 AI 시대 세계시장에서 우리 기업들의 다양한 IP 가치를 지키는 든든한 인적 자산이 될 것이다”고 내다봤다.
2023.09.04
조회수 2088
-
색면 추상의 거장 유희영 화백 기증 작품 특별전시 개최
우리 대학이 한국 색면추상*의 거장이자 현 대한민국예술원 회장인 유희영 화백의 기증 작품 특별전을 대전 본원 대강당에서 4일 개막한다.※ 색면추상: 넓은 색면에 강렬하고 단순한 색채를 표현하는 것이 특징인 예술 분야 5일부터 내년 8월까지 학교 구성원은 물론 일반 관람객에게 무료로 공개되는 이번 특별전에는 우리 대학이 소장한 유 화백의 작품 총 25점 중 14점이 전시된다. 우리 대학과 유 화백의 인연은 정문술 전 미래산업 회장이 개인 소장 예술품을 KAIST에 기증한 2002년으로 거슬러 올라간다. 당시 기증된 작품 중에는 유 화백이 1974년 제23회 대한민국미술전람회 대통령상을 수상한 〈부활〉이 포함되어 있었다. 〈부활〉은 공주 백제고분 발굴을 모티프로 한 작품으로 고대의 문화유산이 세상에 공개되는 순간을 추상 조형으로 드러냈던 작품으로 이번 특별전에도 전시된다. 그 후로 20년이 흐른 지난해 8월 유 화백은 우리 대학 디지털인문사회과학부 초빙석학교수로 임용되었으며, 같은 해 10월에는 작품 20점을 직접 기증했다. 기하학적 형태와 구성 못지않게 색채 자체의 질적인 깊이에 집중한 2000년대 초반부터 2010년대 후반까지의 작품들이다. 단조로워 보일 수 있는 색과 면이지만 여러 색채를 겹겹이 쌓아 빈틈없는 윤곽과 균질한 표면이 두드러지는 것이 특징이다.
이번 전시는 미래 50년을 위한 신문화 전략인 'QAIST'의 일환인 미술관 개관과 이를 통한 과학․예술적 경험을 확대하기 위한 '캠퍼스 갤러리' 추진 계획의 일부로 기획됐다. 그 의도에 맞춰 우리 대학이 서울에서 대전으로 이전한 1980년대를 상징하는 건물이자 내부 구성원과 외부 방문객이 어우러져 문화예술을 향유하는 공간으로 오랫동안 활용되어 온 대강당에서 관람객을 맞는다.
특별전 소개 작품들은 대강당 1층 유희영 갤러리와 1·2층 로비 공간에 나뉘어 전시되었다. 강렬하고 완벽한 평면 구성이 선사하는 극도의 긴장감과 색채의 뉘앙스 차이가 팽팽히 맞서는 균형의 미가 돋보이는 색면 추상의 묘미를 선사할 예정이다.
유희영 화백은 "KAIST가 앞서가는 세계적인 대학으로 전진하기를 기원하는 마음으로 기증한 작품이 캠퍼스에서 개최되는 특별전에서 대중들을 만나게 되어 매우 뜻깊다"라고 소감을 전했다. 전시를 총괄한 석현정 KAIST 미술관장은 "차가운 추상의 화풍으로 직사각형 면과 선, 면과 면이 접하면서 자아내는 미묘하고도 긴장되는 색채 대비가 감상 포인트"라고 설명했다. 이어, 석 관장은 "절제된 구성이 색채의 표현으로 수렴되기까지의 창작 과정을 생각하며 작품을 감상한다면, 공학도인 우리 학생들에게는 깊은 관찰이 가져다주는 큰 힘을 다시 한번 되새길 수 있는 소중한 경험이 될 것"이라고 덧붙였다. 한편, 유희영(1940~ ) 화백은 1962년 서울대학교 미술대학 회화과를 졸업하고 중앙대학교 회화과에서 석사학위를 취득했다. 1977년 신세계백화점미술관, 1979년 선화랑, 1991년 갤러리현대, 1994년 갤러리 에티엔 코정(프랑스 파리), 1999년 월터위카이저 갤러리(미국 뉴욕), 2003년〈정신의 창으로서의 색면회화〉(갤러리현대) 등 개인전을 개최했다. 1961년 제10회 국전 특선, 1964년 제13회 국전 입선, 1969년 제18회 국전 특선, 1971년부터 1973년까지 제20회, 제21회, 제22회 국전 특선, 1974년 국전 특선 대통령상, 1979년 국전 추천작가상, 2005년 황조근정훈장을 받았다. 이화여자대학교 조형예술대학장 및 서울시립미술관 관장을 역임했으며, 현재는 대한민국예술원 회장이자 KAIST 디지털인문사회과학부 초빙석학교수로 재임 중이다.
2023.09.04
조회수 1723
-
이창희 교수팀, 인공지능과 서울이 만난 영상 작품 전시
우리 대학이 다음 달 1일부터 두 달간 광화문 광장 해치마당에서 인공지능을 활용한 시각 영상 작품을 전시한다.
산업디자인학과 이창희 교수팀(아트: 송유택, 오주원, 이정아, 김대욱. 보조: 이윤지, 조해나)이 제작한 '서브웨이 시냅스(Subway Synapse)'라는 제목의 작품은 서울시가 주최하는 '하이 에이아이(Hi, Ai)'의 일환으로 전시된다. 첨단 기술을 어려운 매체예술이 아닌 이해하기 쉬운 시민 친화적 미술 작품으로 전시하기 위해 기획된 행사다. 이 교수팀의 작품은 서울의 지하철이 단순한 이동 수단을 넘어 인간의 신경세포를 연결하는 시냅스(Synapse)처럼 우리의 일상을 밀접하게 연결한다는 영감을 바탕으로 만들어졌다. 서울의 여러 공간과 모습을 연결하는 하나의 완전한 시스템으로서의 지하철을 두 개의 영상을 합성하는 크로마키 기법으로 촬영한 후 다양한 생성 인공지능 기술로 상상력을 더해 시각화했다.
자연, 번잡한 거리, 현대적인 스카이라인, 우리나라의 특색있는 문화 예술 등을 담은 서울의 다양한 모습을 하나의 유기적인 흐름으로 재구성했으며, 이를 관람하는 시민들이 서울 여행을 하는 듯한 경험과 동시에 서울이라는 공간을 재발견하게 하려는 의도가 담겨있다.작품을 총괄한 이창희 산업디자인학과 교수는 "서울시민들이 자신들이 살고 있는 도시의 진정한 가치와 아름다움을 다시 한번 느꼈으면 좋겠다는 마음으로 작업했다"라고 밝혔다. 이어, 이 교수는 "인공지능이 예술적 독창성을 파괴한다는 우려와는 다르게 인공지능이 어떻게 예술과 연결될 수 있는지를 보여주는 하나의 예시가 될 수 있길 바란다"라고 전했다.
이 교수팀의 작품은 광화문 광장 이순신 장군과 세종대왕 동상 사이에 설치된 길이 53m 높이 3.25m의 미디어월에서 매일 아침 8시부터 저녁 10시까지 송출된다.
2023.08.30
조회수 2738
-
2023 ‘Next Generation City Action’ 국제경진대회 참가 및 수상
국제건축사연맹(International Union of Architects, UIA)와 덴마크 공대(DTU Skylab)가 공동 주관하는 2023 Next Generation City Action 국제경진대회에 지난 7월 “KAIST Surplus Hub팀”이 한국 대표로 참가, National Winner 및 Best Collaboration 상을 수상했다.
건설및환경공학과 김영철 교수의 지도로 이제형(전산학부), 서동은(건설환경), Artem Vasilev(건설환경) 3명의 학생이 팀을 이루어 참여한 금번 대회는 “지속가능한 환경 및 도시”를 주제로 각국 학생들이 개발한 기술과 솔루션을 해외 저명 전문가들 앞에서 발표(Pitch)하고 조언을 듣는 자리를 겸하고 있다.
학생들은 6월 한달 동안 “Behavioural Change for Water Justice”라는 주제 아래 어떠한 방식으로 물 소비를 줄임과 동시에 안전문제를 향상시킬 수 있을지에 대해 고민하는 시간을 통해 “Vibration-based toilet leakage detection system (진동 감지를 통한 변기 누수 탐지 센서)” 기술을 개발, 발표하였다.
전세계적으로 누수로 낭비되고 있는 물의 양 중 가장 큰 비중을 차지하는 변기 누수의 경우 평소 사용자가 쉽게 발견하기 어려운 관계로 이를 해결하기 위한 누수 탐지기 모델을 개발하는 것이 KAIST 팀의 목표이자 과제였다.
변기 파이프 내부에 흐르는 물을 탐지하는 방법이 매우 까다롭고 고가의 장비라는 단점을 지닌 기존의 누수 탐지기와 달리 “진동을 감지할 수 있는 IMU 센서”를 통해 변기 파이프에 간단히 부착하는 방식으로 누수를 탐지하는 장치를 개발, 가정집 혹은 건물 관리자에게 판매함으로써 획기적인 물절약 효과를 가져올 뿐만 아니라 향후 Startup 비즈니스 모델로 성장시키는 프로젝트를 진행하였다.
KAIST 팀의 아이디어와 접근방식은 평가위원단의 호평을 받으며 앞서 언급된 두 가지 상을 동시에 수상함으로써 다시 한번 KAIST 구성원들의 우수성 및 잠재력을 관련 전문가들에게 각인시키는 기회가 되었으며, 본 기술을 활용하기 위한 창업기업들의 관심도가 높아질 것으로 기대되고 있다.
2023.08.29
조회수 1534
-
쭉쭉 늘어나는 웨어러블 디바이스 핵심기술 개발
웨어러블 전자 소자, 소프트 로보틱스 등 차세대 전자 디바이스에는 오랜 시간 손상되지 않으며 구동하기 위해서는 단단하고 잘 늘어나면서도 스스로 치유되는 성질을 가지는 탄성 고분자 소재의 개발이 필요하다.
우리 대학 신소재공학과 강지형 교수 연구팀이 탄성 고분자 소재의 기계적 물성과 자가 치유 효율성을 동시에 높이는 새로운 고분자 설계법을 개발하였다고 28일 밝혔다.
자가 치유 고분자는 고분자 사슬의 움직임이 많고 에너지 분산에 효율적인 결합이 사용될 경우에 자가 치유 특성을 가지게 된다. 하지만 이러한 성질은 고분자 소재를 기계적으로 약하게 만들게 되어 강하며 스스로 치유되는 특성을 동시에 가지는 재료의 개발에는 어려움이 있었다.
강지형 교수 연구팀은 금속 이온과 유기 리간드를 포함한 고분자 사이의 결합에 음이온이 미치는 영향에 대해 다양한 분석법을 통해 심도 있게 분석하여 고분자 소재가 외부 힘에 얼마나 견디는지에 대한 응력 완화 메커니즘을 규명했다. 이를 바탕으로 각기 다른 기능을 가지는 두 음이온을 의도적으로 섞어 기존 소재 대비 강성이 세 배 이상 향상하는 동시에 자가 치유 효율성도 동반 향상하는 결과를 얻어냈다.
단백질에서 많이 볼 수 있는 배위 결합을 기반으로 한 자가 치유 고분자는 금속 양이온과 고분자내 유기 리간드가 가교 결합을 형성하고 전하 균형을 위해 음이온이 근처에 존재하는 형태를 가지고 있다. 하지만 기존의 연구들은 음이온이 배위 결합 형성에 미치는 영향을 심도 있게 분석하지 않았다.
연구팀은 다른 성질을 나타내는 다섯 가지 음이온을 선별하여 배위에 참여하는 음이온, 배위에 참여하지 않는 음이온, 둘 이상의 배위 방식을 가지는 음이온, 총 세 카테고리로 분류했으며 이들이 거시적 고분자 물성에 미치는 영향을 분석했다. 배위에 참여하는 음이온은 고분자의 탄성율을 높이지만 소재가 끊어지지 않고 늘어나게 하는 연신율을 감소시키는 반면 배위에 참여하지 않는 음이온은 낮은 탄성율과 높은 연신율을 부여한다. 둘 이상의 배위 방식을 가지는 음이온은 응력 완화 메커니즘의 다양화를 이끌어 높은 탄성률과 상대적으로 높은 연신율을 부여한다.
이에 따라 연구팀은 다중 배위 방식을 가지는 음이온과 배위에 참여하지 않는 음이온을 혼합했을 때 두 음이온이 가지는 시너지로 인해 단독 음이온 시스템에 비해 더 높은 탄성률, 높은 연신율, 높은 자가 치유 효율성이 나타나는 것을 밝혔다.
이번 연구를 주도한 강지형 교수는 “이번 연구는 양날의 검과 같은 관계를 갖는 탄성 고분자 소재의 기계적 성질과 자가 치유 효율성을 동시에 높이는 새로운 전략을 개발했다는 것에서 큰 의의가 있으며, 잘 찢어지지 않는 자가 치유 연성 고분자의 설계 및 합성에 새로운 방향성을 제시, 차세대 소재 개발에 크게 기여할 것”이라고 말했다.
우리 대학 신소재공학과 박현창 박사가 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스 (Nature Communications)’에 8월 19일 게재됐다. (논문명: Toughening self-healing elastomer crosslinked by metal–ligand coordination through mixed counter anion dynamics)
한편 이번 연구는 한국연구재단의 나노소재기술개발사업 미래기술연구실 전략형, ERC 웨어러블 플랫폼 소재기술 센터의 지원을 받아 수행됐다.
2023.08.28
조회수 2714
-
저렴한 촉매로 간단하게 항생제 만드는 전략 개발
자연에 풍부한 탄화수소를 원료로 페니실린 등 항생제를 합성할 수 있는 새로운 촉매가 나왔다. 우리 대학 화학과 장석복 특훈교수(기초과학연구원 (IBS) 분자활성 촉매반응 연구단장) 연구팀은 서상원 전(前) 기초과학연구원 차세대 연구 리더(現 DGIST 화학물리학과 교수)와의 협업으로 경제적인 니켈 기반 촉매를 이용해 탄화수소로부터 항생제 원료물질인 ‘카이랄 베타-락탐’을 합성하는 화학반응을 개발했다.
1928년 영국의 생물학자인 알렉산더 플레밍은 푸른곰팡이에서 인류 최초의 항생제인 페니실린을 발견했다. 이후 1945년 영국 화학자 도로시 호지킨이 베타-락탐으로 불리는 고리 화합물이 페니실린을 구성하는 주요 구조임을 밝혀냈다. 베타-락탐은 탄소 원자 3개와 질소 원자 1개로 이루어진 고리 구조(4원환 구조)로 페니실린 외에도 카바페넴, 세팔렉신과 같은 주요 항생제의 골격이기도 하다.
페니실린 구조 규명 덕분에 인류는 베타-락탐 계열의 항생제를 화학적으로 합성할 수 있게 됐다. 하지만 80여 년이 지난 지금도 베타-락탐 합성에는 해결해야 할 과제가 있다. 베타-락탐은 카이랄성(거울상 이성질성)을 지닐 수 있는데, 구성하는 원소의 종류나 개수가 같아도 완전히 다른 성질을 내는 두 유형의 거울상 이성질체가 존재한다는 것이다.
대부분의 시판 베타-락탐 의약품은 유용성을 가진 유형만 선택적으로 제조하기 위해 합성과정에서 카이랄 보조제를 추가로 장착시킨다. 합성 단계가 복잡해지고, 제조 단가가 높아질 뿐만 아니라 보조제 제거를 위해 추가로 화학물질을 투입해야 해서 폐기물이 발생한다는 단점이 있다.
장석복 교수 연구팀은 2019년 탄화수소로부터 합성 가능한 다이옥사졸론과 새로 개발한 촉매를 이용해 카이랄 감마-락탐을 합성하는 데 최초로 성공했다(Nature Catalysis). 당시 5원환 구조인 감마-락탐은 카이랄 선택적으로 합성했지만, 4원환 구조의 베타-락탐을 합성하지는 못했다. 또, 이 반응을 위해서는 값비싼 이리듐 촉매를 써야 한다는 한계도 있었다.
베타-락탐은 감마-락탐보다 더 쓰임이 많지만, 합성에 많은 에너지가 필요해 더 제조가 까다롭다. 이번 연구에서는 상대적으로 저렴하고, 풍부하게 존재하는 니켈 촉매를 이용하여 제조가 까다로운 베타-락탐을 카이랄 선택적으로 합성하는 데 성공했다. 시판 공정에서는 항생제 합성에 필요한 베타-락탐 원료를 8단계에 거쳐 합성했지만, 연구진이 제시한 촉매반응은 보조제 장착 및 제거 과정이 필요 없어 약 3단계 정도로 절차를 대폭 단축할 수 있다. 게다가, 원료물질에 비해 합성된 물질은 시장 가치가 700배가량 높아 고부가가치를 창출할 수 있다.
서상원 교수는 “니켈과 다이옥사졸론의 반응 과정에서 생기는 니켈-아미도 중간체가 베타 위치의 탄소와 선택적으로 반응하여 원하는 베타-락탐 골격을 얻을 수 있다”이라며 “두 유형의 카이랄 베타-락탐 중 한쪽만을 95% 이상의 정확도로 골라 선택적으로 합성할 수 있음을 보여줬다”고 말했다.
한편, 연구진은 천연물 등 복잡한 화학 구조의 물질에 베타-락탐 골격을 높은 정확도로 도입하는 데도 성공했다. 기존 의약품 합성 전략보다 간단하게 후보 약물이 될 새로운 물질을 합성할 수 있다는 의미다.
연구를 이끈 장석복 교수는 “페니실린, 카바페넴과 같은 주요 항생제의 골격인 카이랄 베타-락탐을 손쉽게 합성해냈다”며 “유용 물질의 합성과정을 간소화해 산업에 이바지하는 동시에 신약 개발을 위한 다양한 후보물질 발굴도 견인할 것”이라고 말했다.
연구결과는 8월 25일(한국시간) 화학 분야 권위지인 ‘네이처 카탈리시스(Nature Catalysis, IF 37.8)’ 온라인판에 실렸다.
2023.08.25
조회수 2710
-
KAIST 미술관, 여름방학 특별강좌 〈독립영화〉 개최
우리 대학 미술관이 지난달 20일과 이달 17일 총 두 번에 걸쳐 '우리는 왜 영화를 만드는가'라는 주제로 '여름방학 특별강좌: 독립영화 편'을 개최했다. 학술문화관(E9)에서 열린 각 행사에서는 영화 상영 및 감독과 관객의 대화를 통해 서로 다른 개성을 지닌 감독들이 의도한 메시지를 영화의 언어로 치환하는 연출법(미장센)을 이야기하는 시간이 마련됐다.
정주리 감독을 초청한 첫 번째 특별강좌에서는 전주 콜센터 현장 실습생의 사망 사건을 소재로 한 2023년 개봉작 <다음 소희>가 상영됐다. 정 감독은 "2017년 1월에 사건이 발생한 후로도 노동 현장에서 아이들이 다치거나 죽는 일은 계속 발생했다”라며, “학생들이 현장실습 교육이라는 명분으로 일을 하는 것 자체에 대한 근본적인 논의와 우리 사회의 지속적인 관심이 필요하다"라고 말했다.
실제로, 오는 10월부터는 일명 '다음 소희 방지법'으로 불리는 '직업교육훈련 촉진법' 개정안이 시행된다. 장기간 계류되어 있던 개정안이 영화 개봉 이후 국민과 여론의 관심을 받으며 추진력을 얻은 것으로 알려졌다. 강좌에 참석한 석동열 바이오및뇌공학과 박사과정 학생은 "보는 내내 분노와 슬픔이 가슴속에 쌓였다"라며, "무거웠던 마음은 정주리 감독님과의 질의응답을 통해 실제적인 문제의식으로 발전하게 되었고, 감독님의 연출 의도를 비롯해 창작자로서의 진솔한 고민과 경험까지 공유받은 특별한 시간이었다"라고 소감을 전했다.
이달 17일 진행된 두 번째 특강에는 2021년 개봉작 <최선의 삶>의 이우정 감독과 주연을 맡은 방민아·심달기·한성민 배우가 초청됐다. 동명의 소설을 원작으로 이우정 감독이 각색·연출한 <최선의 삶>은 2000년대 초 대전을 배경으로 같은 고등학교에 다니는 세 친구가 균열 되어가는 관계 속에서 최선을 찾아 최악으로 치닫는 내면을 섬세하게 그려낸 작품이다.
이우정 감독은 관객과의 대화에서 "영화의 배경이자 촬영지였던 대전에 주연 배우들과 함께 오게 되어 감사한 초대"라며, "오랜만에 영화 속 인물들에 대한 감상과 이야기를 나눌 수 있어 의미가 깊은데, 이 시간을 통해 독립영화 제작에 대한 궁금증이 조금이나마 해소되길 바란다"라고 말했다. 작품에 관해 극장 개봉 당시와 2년이 지난 현재의 소회를 묻는 관객의 질문에 방민아 배우는 "개봉 당시 '강이'라는 인물에 오롯이 취해있었다면 지금은 많이 희석되었는데도, 작품 속 인물을 생각하면 여전히 살짝 아프다"라고 답했다. 심달기 배우는 "작품 속에서 연기했던 '아람'이를 생각하면 더 사실적인 연기를 해야 했다는 생각에 그때나 지금이나 많은 아쉬움이 남는다"라고 말했다.
제영선 전기및전자공학부 학부생은 "방금까지 어둠 속 스크린에서 보았던 강이와 소영이, 아람이 역을 맡은 배우분들이 감독님과 함께 실제로 나와서 이야기해주니까 더 많이 생각하게 되고 더욱더 몰입돼서 오랜만에 가슴이 뛰는 시간이었다"라고 소감을 말했다.석현정 미술관장은 "학생들이 현직 감독과 배우를 만나 독립영화라는 장르에 대한 시야를 확장하고, 나아가 영화를 깊게 탐미하고 향유하는 경험을 제공하기 위해 기획했다"라고 전했다. 이어, 석 관장은 "앞으로도 예술, 철학, 인문학, 과학, 기술 등 각 분야의 선구자들을 초청해 풍부한 교양과 인간 중심의 열린 사고를 기를 수 있는 다양한 융합 교육을 제공할 예정이다"라고 밝혔다.
2023.08.24
조회수 2137
-
마스크 하나로 선명한 3D 홀로그래픽 센서 구현
일반카메라에 비해 홀로그래픽 카메라는 물체의 3D 정보를 획득하는 능력 덕분에 현실감 있는 영상을 제공한다. 하지만 기존 홀로그래픽 카메라 기술은 광파(光波)의 간섭 현상을 이용하여 빛의 파장·굴절률 등을 측정하는 장치인 간섭계를 사용하여 복잡하고 주변 환경에 민감한 단점이 있다.
우리 대학 물리학과 박용근 교수 연구팀이 3차원 홀로그래피 이미징 센서 기술의 새로운 도약을 이뤘다고 23일 발표했다.
연구팀은 복잡한 간섭계를 사용하지 않는 혁신적인 홀로그래피 카메라 기술을 발표했다. 이 기술은 마스크를 이용해 빛의 위상 정보를 정밀하게 측정하며, 이에 따라 물체의 3D 정보를 더욱 정확하게 재구성할 수 있다.
연구팀은 제시한 혁신적인 방법은 수학적으로 특정 조건을 만족하는 마스크를 일반 카메라에 추가하고, 이를 통해 측정한 레이저 산란광을 컴퓨터 상에서 분석하는 방식이다. 복잡한 간섭계가 필요하지 않고, 더욱 단순화된 광학 시스템을 통해 빛의 위상 정보를 효과적으로 획득한다. 이 기술에서는 물체 뒤 위치한 두 렌즈 사이의 특별한 마스크가 중요한 역할을 한다. 이 마스크는 빛의 특정 부분을 선별적으로 필터링하며, 렌즈를 통과하는 빛의 강도는 일반적인 상업용 카메라로 측정될 수 있다. 이 기술은 카메라로부터 받아온 이미지 데이터와 마스크의 독특한 패턴을 결합해, 알고리즘 처리를 통해 물체의 세밀한 3D 정보를 복원한다.
이러한 방식은 어떤 위치의 물체든 선명하게 3차원으로 촬영하는 능력을 갖추고 있다. 실제 구현을 위해서는, 일반적인 이미지 센서에 단순한 디자인의 마스크를 추가하는 것으로 레이저 홀로그래피 3D 이미지 센서 구현이 가능하다. 이에 따라 광학 시스템의 설계와 제작이 더욱 간편해진다. 특히 이 새로운 기술은 빠른 움직임의 물체에도 선명한 홀로그래픽 이미지 촬영이 가능해 활용 범위가 넓어질 것으로 예상된다.
물리학과 오정훈 박사가 제1 저자로 참여한 이 연구 결과는 국제적인 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)' 8월 12일 字에 출판됐다. (논문명: Non-interferometric stand-alone single-shot holographic camera using reciprocal diffractive imaging)
제1 저자인 물리학과 오정훈 박사는 “제안하는 홀로그래픽 카메라의 모듈은 일반 카메라에 필터를 추가하는 방식으로 구현될 수 있으므로, 실용화된다면 일상생활에서 비전문가가 손쉽게 사용할 수 있을 것이다”라며, “특히 기존의 원격 감지 기술들을 대체할 수 있다는 높은 잠재력을 가지고 있다”라고 말했다.
한편 이번 연구는 연구재단의 리더연구사업, 과학기술정보통신부의 홀로그램핵심기술지원사업, 나노 및 소재 기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
2023.08.23
조회수 2448
-
신소재공학과 김상욱 교수, 美 MRS 재료학회 의장(Meeting Chair) 선정
우리 대학 신소재공학과 김상욱 교수가 세계 최대 신소재 분야 학회인 미국재료학회(Materials Research Society, MRS)의 2025년 봄 학회 의장 (Meeting Chair)으로 선정됐다고 밝혔다. 학회 의장단은 학회 행사가 포함하게 될 신소재 연구분야를 정의하고 학회 프로그램 및 심포지엄을 개발하는 역할을 맡는다. MRS 학회는 13,000여 명의 회원을 보유한 90개 이상의 국가에서 연구자들이 참가하는 신소재 분야 최대 규모의 학회다.
김 교수는 그간 나노소재 연구분야에서 280여 편의 SCI 학술지 논문 게재, 220여 회의 국제 학회 초청 강연을 수행했다. 특히 그래핀 산화물의 액정성을 세계 최초로 보고하고 에너지 소재, 스마트 섬유, 인공근육 및 로보틱스와 같은 새로운 분야들로 활용한 연구업적들이 세계적으로 인정받고 있다.
그간 그래핀 산화물 액정, 단일원자촉매, 블록공중합체 반도체 나노패터닝 분야에서의 세계 최초 연구 등 나노소재의 자기조립 원리를 통해 새로운 소재의 가능성과 응용분야를 개척해 온 김상욱 교수는 이번 선정에 대해, “신소재 분야 연구자로서 매우 큰 영예로 생각하며 국내외 신소재공학 연구의 혁신 및 발전을 위해 균형 잡힌 프로그램으로 학회를 주최하도록 노력하겠다”라는 소감을 밝혔다.
김상욱 교수는 KAIST에서 화학공학 학사, 석박사 학위를 취득했다. 미국 위스콘신대 박사후연구원을 거쳐 2004년부터 KAIST 신소재공학과 교수로 재직 중이고 현재 KAIST 나노융합연구소 소장, 인권윤리센터 센터장을 겸임하고 있다.
2023.08.21
조회수 2733