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김정원 교수, IEEE Photonics Society Distinguished Lecturer 선정
기계공학과 김정원 교수가 지난 11월 16일 IEEE Photonics Society의 2024년도 Distinguished Lecturer로 선정되었다.
IEEE Photonics Society는 매년 광학 및 광공학 분야에서 세계적인 연구 성과를 보이고 있는 연구자 5명 내외를 Distinguished Lecturer로 선정하여, 전세계를 순회하며 대학 및 연구기관들에서 초청강연을 하도록 후원하고 있다.
김정원 교수는 초저잡음, 초안정 광주파수빗(optical frequency comb) 광원을 개발하고 이를 이용한 새로운 타이밍 응용 분야들을 개척하고 있으며, 연구의 독창성과 우수성을 인정받아 Distinguished Lecturer로 선정되었다.
김 교수는 “It’s the perfect timing for optical frequency combs”이라는 주제의 강연을 통하여 초저잡음, 초안정 광주파수빗 광원들의 원리와 이를 이용하여 김 교수팀이 최근 선보인 반도체 칩에서의 클럭 분배, 펄스비행시간(TOF) 센서를 이용한 3차원 반도체 소자의 형상 이미징, 그리고 블랙홀 관측용 전파망원경에서의 초고주파 신호 생성과 같은 새로운 레이저 타이밍 응용 분야들을 소개할 예정이다.
2023.11.30
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문화기술대학원, 제4회 디지털유산 국제심포지엄 개최
우리 대학이 23일(목)부터 이틀간 '제4회 디지털유산 국제심포지엄 개최(The 4th International Symposium on Digital Heritage; ISDH)'을 학술문화관 양승택 오디토리움에서 개최한다.'데이터로서의 문화유산: 유산 보존 관리 및 활용을 위한 디지털 방법론 개발을 선도하는 데이터 중심의 접근 전략'을 주제로 열리는 이번 심포지엄은 문화재청이 주최하고 우리 대학 문화기술대학원이 주관해 디지털헤리티지랩(안재홍, 심혜승)에서 총괄을 맡았다. 특히 이번 행사는 2025년 CIPA 심포지엄*을 우리 대학이 문화재청과 함께 한국에 유치한 것을 기념하기 위해 기획됐다. *CIPA(International Committee of Architectural Photogrammetry) 심포지엄: 1971년 시작되어 현재 2년마다 개최되는 학술대회로, 고고학, 건축학, 보존과학, 디지털 유산 등에서 최신 연구와 기술을 공유하기 위해 다양한 국가와 전문가들이 참여한다. 이를 위해, 디지털유산 분야에서 활발하게 활동하고 있는 국내외 석학 12명이 강연자로 참여한다. 행사 첫날에는 '비전과 미래: 데이터와 문화유산 보존 관리와 활용'을 주제로 한 플레너리 세션과 '데이터로서의 문화유산'을 주제로 한 전문가 토론, 특별 세션이 진행된다.
유럽 타임머신 프로젝트 독일 대사인 샌더 뮨스터(Sander Munster) 독일 프리드리히 실러 예나 대학교 디지털인문학과 교수, 이원재 문화기술대학원 교수, 첸양(Chen Yang) 중국 통지대학교 건축도시계획대학 부교수 겸 호주 퀸즐랜드대학교 건축학부 명예 선임연구원, 유정민 한국전통문화대학교 문화유산산업학과 교수 등 4명의 석학이 강연을 진행한다. 데이터가 중심이 되는 시대를 맞아 국내 디지털유산 분야의 나아갈 방향을 논의하는 두 번째 세션에서는 이코모스* CIPA 명예 위원장이자 이코모스 인터내셔널 사무총장을 역임한 마리오 산타나 퀸테로(Mario Santana Quintero) 캐나다 칼튼대학교 건설환경공학부 교수가 세션 1의 발제자들과 함께 토론을 진행한다. *이코모스(International Council on Monuments and Sites, ICOMOS): 국제기념물유적협의회
이어지는 특별 세션에서는 안재홍 문화기술대학원 교수가 '디지털유산 워킹그룹 설립: 조직 구성 및 운영 방향'을 제안한다. 유정민 한국전통문화대학교 문화유산산업학과 교수, 조영훈 공주대학교 문화재보존과학과 교수, 강동석 동국대학교 고고미술사학과 교수, 강현 국립문화재연구원 건축문화재연구실 연구관이 참여해 국내 디지털유산 분야의 발전을 촉진하기 위한 전문가 네트워킹에 대한 의견과 계획을 공유한다. 둘째 날인 24일은 2025년 CIPA 심포지엄을 위한 교육 프로그램을 중심으로 운영된다. '디지털유산과의 만남'을 주제로 열리는 세션 1에서는 마리오 산타나 퀸테로(Mario Santana Quintero) 교수, 토마스 리고트(Thomas Rigauts) 유네스코 세계유산센터 파리본부 사업운영전문관, 조 칼라스(Joe Kallas) 유네스코 컨설턴트, 미셀 두엉(Michelle Duong) ICOMOS CIPA 집행이사회 이사가 강연한다. 이어, '문화유산과 데이터 및 AI 기술'을 주제로 문화유산 데이터 기반의 AI 음성 도슨트 개발 실습 워크숍이 진행된다. 사전 등록으로 참여한 학부생들이 디지털유산 분야에 대한 이해도를 높일 수 있도록 기획되었으며, 인공지능 교육 전문업체인 스코프랩스(Scopelabs)에서 실습을 맡는다. 다학제적 분야인 디지털유산을 체험할 수 있도록 역사, 문화유산, 공학 등 다양한 전공의 학생들이 팀을 이뤄 수행한다.
이동만 교학부총장은 환영사를 통해 "문화유산 보존을 통해 정체성을 확립하고 후세에 전하기 위한 인류 공동의 미션을 디지털 시대에 부합하게 발전시킬 수 있도록 문화재청과의 협력을 지속해서 강화할 것"이라고 전했다.
이번 심포지엄의 영상은 추후 문화재청을 통해 공개될 예정이며, 심포지엄 웹사이트( https://isdh2023.org/ )에서 관련 자료를 내려받을 수 있다.
2023.11.23
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제4회 KAIST 국제 이머징 소재 심포지엄 개최 - 국제 저명 학술지 편집장 등 석학 15인 참여
우리 대학은 지난 11월 15일(수), 본교 학술문화관 5층 정근모 컨퍼런스홀에서 `제4회 KAIST 국제 이머징 소재 심포지엄(4th KAIST Emerging Materials Symposium)'을 성공적으로 개최했다. `차세대 소재 개발의 빅아이디어 탐색'을 주제로 열린 이번 심포지엄에는 미국화학회가 발간하는 화학 분야 권위 학술지 Chemical Reviews(Impact Factor = 62.1)의 편집위원장(Editor-in-chief)인 샤론 해머스 쉬퍼(Sharon Hammes-Schiffer) 교수를 포함해 재료공학·화학·화학공학·응용물리학 분야의 석학 15명이 강연자로 참여했다.
이번 심포지엄은 재료공학·화학·화학공학·응용물리학 분야의 빅아이디어를 소개하고, 나노공학의 차세대 응용을 위한 최신 성과를 공유하기 위하여 기획되었다. 최신 나노소재 응용, 화학·재료공학 연구의 방향성, 혁신 소재 기반 사업화 사회공헌과 관련하여 크게 3개의 주제를 아우르는 아이디어와 주요 이슈를 공유하는 열띤 토론의 시간을 가졌다. 이를 위해 미국 화학회가 발행하는 Chemical Review의 편집장인 샤론 해머스 쉬퍼(Sharon Hammes-Schiffer) 예일대학 교수, SmartMat 학술지 편집장 후아 장(Hua Zhang) 홍콩 성시대학 교수, ACS Nano 학술지의 부편집장인 츠요시 세키타니 (Tsuyoshi Sekitani) 오사카대학 교수, Accounts of Material Research 학술지의 편집장인 지아싱 후앙(Jiaxing Huang) Westlake 대학 교수, EcoMat 학술지의 편집장인 지지안 정(Zijian Zheng) 홍콩 이공대학 교수, Science Advances 학술지의 부편집장인 웨이 가오(Wei Gao) 캘리포니아 공과대학 교수, ACS Sensors 학술지의 부편집장인 정희태 우리 대학 교수 등, 총 7명의 저명 학술지 편집장들과 더불어 KAIST를 대표하는 신진 연구 교수 4명이 참여하여 신흥 유망 소재 분야의 연구 현황을 발표하고 패널 토론을 통해 국제학술지의 나아갈 방향에 대해 논의하였다.
심포지엄의 첫 강연에서는 샤론 해머스 쉬퍼 예일대 교수가 양자 연결된 전자전달에 관한 강연을 진행하였다. 양자에 대한 이론적인 연구와 계산 연구에 대한 공로로 미국 예술 과학 아카데미(AAAS)의 회원인 그녀는 양자 연결 전자 전달에 관한 연구의 대가로 알려져 있다. 양자 연결된 전자 전달은 전기화학 반응을 통해 일어나는 전자와 양성자의 전달을 양자 역학 관점으로 설명하고 이론적인 접근을 통하여 최근 각광받는 전기화학 촉매와 에너지 전환 장치에 활용되는 소재 개발로 적용할 수 있다.
최근 사회적인 문제로 부각되는 탄소 발생을 저감할 수 있는 방법으로, 촉매를 활용한 수소/고부가가치 화합물 생산과 생산된 에너지를 전환 및 저장할 수 있는 에너지 저장 소재들이 각광받고 있다. 이번 심포지엄을 통하여 세계 석학 교수들은 해외 우수 연구진들의 연구 현황 및 연구 방향성에 대해 토의하고, 차세대 소재 개발을 위한 빅아이디어 탐색을 위한 강연을 하였다. 이외에도, 혁신 소재 기반 기술을 바탕으로 새롭게 창업하여 과학기술 발전과 관련 산업 분야 육성에 이바지를 통해 사회공헌에 앞장서고 있는 김일두(IDKLab Inc., 아이디케이랩), 박용근(Tomocube, 토모큐브), 스티브 박(Aldaver, 알데바), 정연식(Artificial Photosynthesis Lab, 인공광합성연구소) KAIST 교수가 첨단기술 기반 창업에 대한 강연을 진행하였다. KAIST를 대표하는 교원창업 교수진은 자신들이 겪은 경험을 토대로 첨단 소재 기술이 가지는 가치·미래산업에 대응하는 연구자의 자세·미래 산업 육성을 위한 KAIST의 노력 등의 내용을 생생하게 전달하였다.
이번 국제 심포지엄은 ▴나노과학 ▴KAIST 기술창업 ▴신진연구자 ▴나노 신소재 학술지 편집장 세션 등 신소재 선도 분야 및 최신 나노연구 관련 4개의 세션에서 열띤 강연이 진행되었다. 특히, 신소재공학과의 젊은 라이징 스타 교수(정우철, 강기범, 조힘찬, 서동화) 들의 첨단 신소재강연과 함께 웨이 가오(Wei Gao) 캘리포니아 공과대학 교수가 함께 참여하여 웨어러블 센서와 바이오 센서에 관한 열정적인 강연을 선보였다. 또한 홍승범 교수(신소재공학과 학과장)는 학과의 국제화 관련 주요 성과들과 글로벌 Top 10 진입을 위한 학과 비전에 대해 소개하는 시간을 가졌다.
행사의 총괄을 맡은 김일두 교수(우리 대학 신소재공학과, ACS Nano Executive Editor)는 "작년에 성공적으로 개최된 제3회 KAIST 이머징 소재 심포지엄에 이어, 이번 기회를 통해 재차 국·내외 저명한 석학들과 정보 교류를 강화하고 공동 연구를 실시해 대한민국의 과학기술 발전과 더 나아가 전 세계적으로 가치를 창출하는 기회로 활용하고자 이번 심포지엄을 개최했다ˮ고 개최 배경을 밝혔다. 이어, 김 교수는 "재료 및 화학, 생명공학, 응용물리학 분야 저명한 석학들이 한자리에 모이는 국제학술 교류의 장을 마련한 만큼 나노 신소재·차세대 에너지 저장 및 발전기술·첨단 전자소자 및 바이오 소재 등 최신 미래 기술을 배울 수 있는 소중한 기회가 되었을 것ˮ이라고 강조했다.
이번 행사는 한국과학기술원 학술문화관 5층 정근모 컨퍼런스홀에서 개최되었으며, 신소재, 화학, 물리, 바이오, 그리고 화학공학 분야의 최신 연구 동향에 관심이 있는 연구자라면 누구나 무료로 참석이 가능한 열린 심포지엄이었다. 이 행사를 통해 세계적으로 유명한 전문가들과 직접 만나 귀중한 인사이트를 얻을 수 있을 뿐 아니라, 토론의 장을 통해 혁신적인 공동연구와 교류의 기회도 얻을 수 있었다. 또한, 이번 심포지엄을 통해 이 곳 KAIST에 해외의 여러 과학계 유명 인사들을 초청하고, 저명 학술지 편집장들과 함께 활발한 연구 및 교류의 기회를 얻었다. 특히, 행사 이후에는 미국 화학회가 발행하는 학술지인 Accounts of Material Research의 편집장인 지아싱 후앙(Jiaxing Huang) 교수로부터 특별 리뷰 논문집을 초청 받았으며, 친환경 소재 연구에 관한 유명 학술지 Ecomat의 지지안 정(Zijian Zheng) 교수 또한 KAIST 특별 리뷰집을 초청하여 KAIST 연구자에 대한 특별한 애정과 관심을 보였다. 한편, 우리 대학 신소재공학과는 `2023 QS 세계대학평가 학과별 순위'에서 전 세계 대학 중 18위, 국내 대학 1위를 차지한 바 있다.
2023.11.22
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부드러워져 재사용 불가능한 주사바늘 개발
정맥주사는 혈관에 약물을 직접 주입하는 방법으로 신속한 효과를 유도하고 지속적인 약물 투여를 통한 치료가 가능해 범세계적으로 환자치료에 통용되고 있다. 하지만 금속이나 플라스틱 등 딱딱한 소재로 제작된 주사바늘은 부드러운 생체조직에 손상과 염증을 발생시킬 수 있다. 또한 비용 절감을 위한 비윤리적 주사바늘 재사용을 가능하게 하며, 이는 인체면역 결핍 바이러스(HIV), B형/C형 간염 바이러스 등 심각한 혈액 매개 질환 감염을 초래하기도 한다. 이는 전 세계적인 문제이며, 감염관리의 중요성으로 인해 세계보건기구(WHO)는 재사용이 불가능한 스마트 주사기 개발과 사용을 장려하고 있다.
우리 대학 전기및전자공학부 정재웅 교수 연구팀이 의과학대학원 정원일 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 환자 건강증진 및 의료진 안전을 도모할 수 있는 가변 강성 정맥 주사바늘을 개발하는 데 성공했다고 13일 밝혔다.
이번에 개발된 기술은 체온에 의해 주사바늘이 유연해지는 특성을 통해 정맥에 약물 주입 중 주사 삽입 부위의 자유로운 움직임을 보장함과 동시에 주사바늘에 의한 혈관 벽 손상 방지를 도모할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 사용 후 찔림 사고나 비윤리적 주사기 재사용에 따른 혈액 매개 질환 감염 문제를 예방할 수 있을 것이라 기대된다.
전기및전자공학부 카렌-크리스티안 아그노(Karen-Christian Agno) 박사과정 연구원과 의과학대학원 양경모 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 `네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)' 10월 30일 字에 게재됐다. (논문명 : A temperature-responsive intravenous needle that irreversibly softens on insertion)
연구팀은 액체금속의 일종인 갈륨(Gallium)을 이용하여 주사바늘 구조를 만들고 이를 생체적합성 폴리머로 코팅해 가변 강성 정맥 주사바늘을 제작했다. 딱딱한 상태의 주사바늘은 상용 정맥 카테터와 비슷한 수준의 생체조직 관통력을 갖는다. 하지만 체내 삽입 후, 갈륨의 액체화로 인해 조직과 같이 부드러운 상태로 변해 혈관 손상 없이 안정적인 약물 전달이 가능하다. 한 번 사용한 주사바늘은 갈륨의 과냉각 현상에 의해 상온에서도 부드러운 상태를 유지해 바늘 찔림 사고나 재사용 문제를 원천적으로 방지할 수 있다.
연구팀은 개발된 정맥 주사바늘의 약물 전달 기능과 생체적합성을 검증하고자 실험 쥐를 대상으로 동물실험을 진행했다. 이식된 가변 강성 정맥 주사바늘은 딱딱한 상용 금속 바늘이나 플라스틱 카테터에 비해 훨씬 낮은 염증 반응을 보여 연구팀은 우수한 생체적합성을 확인했다. 또한 상용 주사바늘과 같이 안정적으로 약물을 전달할 수 있음을 확인했다.
아울러 가변 강성 정맥 주사바늘은 박막형 온도 센서를 탑재할 수 있도록 디자인됐다. 이를 통해 실시간으로 환자의 심부체온을 모니터링하는 것이 가능하며, 또한 잘못된 주사바늘 위치로 인한 혈관이 아닌 다른 조직으로의 약물 누수 감지도 가능해 환자에게 더 나은 의료서비스를 제공할 수 있다.
이번 연구를 주도한 정재웅 교수는 "개발된 가변 강성 정맥 주사바늘은 기존의 딱딱한 의료용 바늘로 인한 문제를 극복해 환자와 의료진 모두의 안전을 보장하고, 주사바늘 재사용으로 인한 감염 문제를 해결할 수 있다는 점에서 가치가 매우 크다”라고 말했다.
한편 이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업, 생체신호센서융합기술개발사업, 리더연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
2023.11.13
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의과학대학원, 글로벌 의사과학자 양성 토론회 개최
우리 대학이 31일 의과학연구센터(E7) 하자홀에서 '바이오 의료사업 발전을 위한 글로벌 의사과학자 양성 토론회'를 개최했다.
과학, 공학, 의학을 이해하는 의사과학자 양성은 글로벌 바이오 중심국가 도약을 위한 해법으로 대두되고 있다. 그러나 우리나라 의대 졸업생 중 의사과학자는 1% 미만으로 바이오 의료산업 경쟁력 제고를 위한 의사과학자 양성이 매우 시급한 상황이다.
의과학대학원이 주최하는 이번 토론회는 미국의 의사과학자 양성 시스템과 국가 정책을 살펴보고 이를 바탕으로 우리나라 의사과학자 양성 시스템의 선결 과제 및 해법을 모색하기 위해 마련됐다.
이를 위해 세계적인 연구중심 의과대학인 미국 하버드 의대의 의사과학자 양성과정인 HST(Health Sciences and Technology) 프로그램의 디렉터 볼프람 고슬링(Wolfram Goessling) 교수와 스탠퍼드 의대 김성국 교수가 발제를 맡았다.
고슬링 교수는 '하버드와 매사추세츠 공과대학 간의 의사과학자 및 의사공학자 양성을 위한 협력 교육 프로그램'을 주제로 HST 프로그램의 역사, 두 기관 간의 구조, 의사-과학자 교육과정, 입학 요건 및 운영 현황 등을 소개했다.
HST 프로그램은 1970년에 시작된 의학과 이·공학분야의 학제간 교육 프로그램이다. 의학은 하버드에서 이·공학 분야는 MIT에서 주관하며, 미국 보스톤 지역의 병원과 협력한 임상실습을 진행해 융합형 의사과학자를 길러내는 산실로 알려져 있다. 이어, 김성국 스탠퍼드 의과대학 교수가 '스탠퍼드 대학의 의사과학자 양성 프로그램(Medical Scientist Training Program 이하, MSTP)'을 주제로 발표했다. 김 교수는 스탠퍼드 대학이 미국 국립보건원의 지원으로 50년 이상 운영해 온 MSTP의 역사와 성과를 소개하고 이를 바탕으로 대학이 시도하고 있는 혁신적인 의사과학자 양성과정의 발전상을 공유했다. 마지막 발제자로 김하일 의과학대학원 교수가 나서 'KAIST만의 차별화된 공학 중심 의사과학자 양성 전략'을 발표한다. 우리 대학은 2004년 의과학대학원을 설립해 현재까지 184명의 의사과학자를 양성했다. 이는, 지난 30여 년간 우리나라에서 양성한 의사과학자의 절반에 달하는 숫자다. 김 교수는 바이오 의료시대를 대비하는 새로운 전략으로 우리 대학이 추진하고 있는 공학 중심 의사과학자 양성안을 제시했다.
이어, 발제자들과의 자유 토론을 통해 KAIST 과기의전원의 의사과학자 양성 전략을 심도 있게 논의하고 청중과 공유했다. 이동만 KAIST 교학부총장은 환영사를 통해 "KAIST 과기의전원 설립은 KAIST의 새로운 도전을 넘어 공학 연구기반 의사과학자를 양성해 우리나라가 글로벌 바이오 중심 국가로의 도약하는 교두보가 될 것"이라고 강조하고, 이어 "성공적으로 의사과학자를 양성해 낸 경험을 가진 하버드대와 스탠퍼드대의 전문가들과 함께하는 오늘 토론회는 국가 바이오 인력 양성의 새로운 전략을 수립하는 계기가 될 것"이라고 전했다.
2023.10.31
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우리 대학, 국내 최초 스프링거 네이처와 오픈액세스 계약 체결
우리 대학은 스프링거 네이처(Springer Nature)와 오픈액세스(OA) 전환계약(Transformative Agreement, TA)을 체결함으로써 스프링거 하이브리드 저널에 대해 KAIST 연구자들이 출판비용을 지불하지 않고, 자유롭게 오픈액세스 논문을 출판하는 것이 가능해졌다고 20일 밝혔다.
출판사 스프링거 네이처는 과학기술을 비롯하여 전 학술 분야를 망라하는 글로벌 학술 출판사이며, 오픈액세스란 인터넷상에서 무료로 논문을 볼 수 있게 공개하여 자유롭게 학술정보에 접근할 수 있는 것을 말한다.
구독 액세스와 OA 출판을 하나로 통합하는 전환계약은 읽기 및 출판 권한을 동시에 갖게 되어 KAIST 연구자들이 자유로운 논문 접근과 함께 자신의 연구 논문을 공개하여 모든 사람이 즉시 사용할 수 있게 된다. 연구자들은 2024년부터 2026년까지 3년 동안 약 2,350개의 스프링거 네이처 저널에 접근할 수 있으며 논문 출판비에 대한 부담도 함께 덜게 되었다.
학술문화원장 김민수 교수는 “이번 전환계약은 구독료를 오픈액세스 논문출판비로 전환하는 효과를 가짐과 동시에 우리의 연구를 전 세계 누구나 어떠한 장벽이나 제약 없이 접할 수 있게 되어 우수 연구성과를 널리 공유하는 기회가 될 것으로 기대한다”고 말했다. 또한“향후 타 출판사와도 전환계약을 추진하는 등 오픈액세스 활성화 정책을 적극적으로 지원할 계획이며 한국교육학술정보원(KERIS), 한국과학기술정보연구원(KISTI), 국립중앙도서관 등에서 추진하는 국가 차원의 오픈액세스 활성화 정책에도 적극 힘을 보탤 것”이라고 밝혔다.
스프링거 네이처와의 이번 오픈액세스 전환계약은 국내 최초 사례이며, 아시아에서는 일본에 이어 두 번째 사례로 전 세계적으로 모든 연구과제 결과를 누구에게나 볼 수 있도록 공개하는 오픈액세스 정책이 가속화되고 있음을 보여주고 있다.
한편, 우리 대학 관계자는 오늘의 성과가 있기까지 부단한 노력이 있었다고 밝혔다. 2020년부터 KAIST 도서관은 ‘OA 태스크 포스’를 운영해 전 세계 동향을 예의 주시하며 정보를 수집했고, KAIST 연구정책전략팀과의 협력을 통해 ‘OA 논문게재료 지원 사업’ 홍보 및 도서관 홈페이지에 오픈액세스 안내 페이지 개설 등으로 인식의 기반을 다졌다. 또한 최근에는 연구자들을 대상으로 관련 설문조사를 진행해 참여 인원의 93.4%가 오픈액세스 논문출판 의향이 있음을 확인하는 등 적극적으로 전환계약을 추진한 결과, 가장 먼저 스프링거 네이처와 계약을 체결하는 결실을 맺었다.
2023.10.20
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강이연 교수, 한국 최초 시카고 ＇아트 온 더 마트＇초청
우리 대학 산업디자인학과 강이연 교수가 세계 최대 디지털 아트 플랫폼인 미국 시카고 '아트 온 더 마트(Art on the Mart)'에 한국인 최초로 초청받아 인공지능 기술을 적용한 미디어아트 작품을 전시했다.
강 교수의 '온리 인 더 다크(Only in the Dark)'는 영상과 음향 테크놀로지가 접목된 작품으로 지난달 14일 대중에 공개됐다. 디지털 애니메이션, 실사 영상, 인공지능 구현한 이미지를 복합적인 미디어아트로 표현한 이 작품은 인류가 직면한 환경 문제, 불가해한 인공지능(AI)과 인간 등의 사회적 담론을 담고 있다. 특히, 영상의 일부분은 강 교수 연구팀(박주언, 서민혁, 임준영)이 생성 인공지능 기술만을 사용해 구현했다. 현재 저화질 이미지를 인공지능으로 생성하는 기술은 많이 보급되어 있지만, 6K에 달하는 고화질 영상(moving image)을 생성하는 데에는 높은 기술 난이도가 요구된다. 이 고화질 영상을 미식 축구장 두 개에 해당하는 1만㎡(약 3천 평) 넓이의 건물 외벽에 투사하기 위해 32대의 영사기가 동원됐다.
강 교수가 초청받은 '아트 온 더 마트'는 1930년에 건립된 시카고의 아이콘이자 미국에서 가장 큰 상업용 건물인 '머천다이즈 마트(Merchandise Mart)'의 남쪽 외벽을 배경으로 예술 작품을 투사하는 공공예술 프로젝트다.
지금까지 바바라 크루거(Barbara Kruger), 데릭 아담스(Derrick Adams), 찰스 아틀라스(Charles Atlas) 등 세계적인 작가들이 전시에 참여했다. 강 교수는 몰입형 예술(Immersive art) 및 프로젝션 맵핑 분야에서의 작품 활동과 아트 앤 테크놀로지(Art and technology) 영역을 오랜 시간 연구해 온 학자로서 행사 5주년을 기념하는 특별 프로그램에 초청됐다.
'아트 온 더 마트'를 총괄한 신시아 노블(Cynthia Noble) 디렉터는 "심오하면서도 새로운 기술을 구사해 기후 변화 및 지구의 운명을 보여주는 미학적 작업을 선보인 강이연 교수의 작품을 전시할 수 있어서 자랑스럽다"라고 전했다.
강이연 산업디자인학과 교수는 "단지 영상을 생성하는 수단이 아니라 하나의 예술 매체로서 인공지능이 지닌 가능성을 모색하고 인간과 인공지능이 협력해 새로운 콘텐츠를 만들어 내는 것에 집중했다"라고 말했다.
강이연 교수의 미디어 아트 '온리 인 더 다크'는 오는 11월 15일까지 매일 오후 7시 30분부터 1시간 동안 시카고 '머천다이즈 마트' 외벽에 투사된다. 시카고 강과 어우러진 산책로인 '리버 워크'에서 무료로 관람할 수 있으며, '아트 온 더 마트' 홈페이지(artonthemart.com)에서 작품 영상을 확인할 수 있다.
2023.10.06
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인공지능으로 조현병 원인치료의 실마리 찾다
정신분열증으로도 알려진 조현병은 환청, 환영, 인지장애 등의 증상으로 대표되는 정신질환이다. 국내 연구진이 인공지능을 활용해 그동안 증상 억제만이 가능했던 조현병의 원인을 치료할 수 있는 실마리를 찾았다.
우리 대학 바이오및뇌공학과 이도헌 교수 및 한국한의학연구원(원장 이진용) 공동연구팀이 미국 스탠리 의과학연구소(이하 스탠리연구소) 와의 국제공동연구를 통해 인공지능으로 개인의 유전형과 조현병 사이의 선천적 병리 모델과 조현병 예측 마커를 발굴했다고 27일 밝혔다.
조현병은 2016년 강남역 살인사건, 2019년 진주 방화사건, 2023년 대전 칼부림 사건 등 일부 환자들의 강력범죄와 환자에 대한 사회적 낙인으로 인해 조현병은 심각한 사회적 문제가 되었다. 그러나 이러한 심각성에도 불구하고 조현병의 원인은 명확히 밝혀지지 않아, 리스페리돈(risperidone), 클로자핀(clozapine) 등 항정신병제에 의한 증상의 억제만이 가능한 실정이다.
이도헌 교수 연구팀은 미 스탠리연구소의 다수준 뇌 조직 데이터에 최근 주목받는 인공지능 기술인 `설명가능한 심층학습' 기술을 접목해, 선천적 유전형과 조현병 사이의 병리를 설명하는 인공신경망 모델을 구축했다. 그리고 모델을 해석하여, 선천적 유전형이 유전자·단백질 발현 조절을 통해 뇌의 전전두엽피질, 안와전두엽피질 신경세포의 발생을 변화시켜 조현병 취약성을 결정한다는 사실을 밝혀냈다. 또한, 뇌의 신경세포 밀도를 감소시키는 유전형 조합을 조현병 예측 마커로 제시해, 개인화된 조현병 예측과 세포 치료 등을 통한 조현병 원인치료의 가능성을 열었다.
이도헌 교수는 바이오의료 분야는 `속내를 알 수 없는 인공지능'보다는 `속내를 해석가능한 인공지능'이 꼭 필요한 분야라고 강조하면서, “기존의 인공지능과 비교했을 때 이번 연구에서는 인공신경망의 중간 노드에 유전자 이름, 세포의 상태와 같은 구체적인 생물학적 의미가 부여된 노드를 배치하고 그들간의 연결관계를 기계학습기법으로 분석했다”라고 말했다.
바이오및뇌공학과 이도헌 교수, 조유상 박사(現 한국한의학연구원 선임연구원), 미 스탠리연구소 김상현 박사, 마리 웹스터 박사가 공동으로 진행한 이번 연구는 영국 옥스퍼드대학교에서 발간하는 세계적 학술지인 `기능유전체학 브리핑(Briefings in Functional Genomics)'지 2023년 9월호에 게재됐다.
2023.09.27
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남기영 교수 연구팀, ＇2023 스타트업 코리아 투자 위크＇ 전문 컨설팅 진행
우리 대학 산업디자인학과 디자인전략연구실 남기영 교수 연구팀이 지난 5일부터 7일까지 어은동과 궁동 일대에서 열린 '2023 스타트업 코리아 투자 위크(Startup Korea Investment Week, 이하 SIW)'에서 지역 가치 창출가(local creator)들을 위한 고객 경험디자인 컨설팅 부스를 운영했다.
남 교수 연구팀이 초청받은 이번 SIW는 창업 투자를 주제로 과학기술, 스타트업, 투자사, 유관기관 등 1000여 개 사가 한데 모여 축제처럼 교류하는 대규모 행사다. 중소벤처기업부와 대전시가 주최하고 대전창조경제혁신센터가 주관했다.
기존의 창업 행사가 투자사와 스타트업 위주로 진행되는 반면, 올해 행사는 최근 부상 중인 '로컬' 분야가 추가돼 궁동 일대의 지역상점을 상담 거리로 조성하고 지역민과 함께 창업생태계를 만들어 가는 계기를 마련했다.
남 교수 연구실의 우은지, 류예담 박사과정은 지역 가치 창출가들을 대상으로 공동체 기반의 고객 경험 창출, 고객과 함께 비즈니스를 운영하는 지역 비즈니스 커머닝(Commoning, 지역 비즈니스의 자원을 주민들과 공유하고 참여적으로 비즈니스를 운영하는 것) 상담 부스를 이틀간 운영했다.
우은지 박사과정은 지난 4년간 진행해온 지역상점 고객 경험 연구와 현장 경험을 통해 여섯 가지의 커뮤니티 기반 고객 경험 디자인 전략을 도출했으며, 이를 바탕으로 지역 혁신가들이 운영 중인 비즈니스의 고객 경험을 진단하고 원하는 커뮤니티를 만들기 위한 다양한 전략을 함께 설계했다.
류예담 박사과정은 지역 비즈니스 커머닝 사례 36개를 분석해 설계한 툴을 활용하여 지역 혁신가의 비즈니스가 커먼즈로 활용할 수 있는 가능성을 탐색하고 주민들이 참여하는 비즈니스 운영 방법을 조언했다.
남기영 교수는 "상담을 받은 지역 가치 창출가들에게 자신이 운영하는 비즈니스의 발전 가능성을 극대화할 수 있는 커뮤니티 기반 고객경험 창출 전략과 지역 비즈니스 커머닝에 대해 공유할 수 있는 시간이었다"라고 말했다.
이어, 남 교수는 "지역 혁신가들이 상담을 통해 조언을 듣고 자신이 운영하는 비즈니스의 고객경험과 커머닝을 전문가들과 공동 설계(co-design) 해 볼 수 있는 값진 기회로 평가했다는 점에서 의미 깊다"라고 덧붙였다. 한편, 디자인전략연구실(Designize Lab.)은 디자인씽킹(Design Thinking)에 기반해 사회혁신 및 시민 참여적 정책개발 등의 주제로 전략개발 및 연구를 수행하고 있다. 최근에는 지역 혁신가를 비롯한 지역 내 다양한 주체들과 협업하며 사회적 문제를 창의적이고 효과적으로 해결할 수 있는 이해관계자 중심의 전략디자인 연구로 지역 내 사회적 임팩트를 만들어가고 있다.
2023.09.26
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유독물질 뺀 초고해상도 QLED 신기술 개발
디스플레이 패널에 쓰이는 차세대 발광소재로 양자점(Quantum dot)이 각광을 받고 있다. 특히, 카드뮴이나 납과 같은 유독성 물질을 포함하지 않는 친환경 인듐 포스파이드(InP) 양자점이 주목을 받고 있으나 현재 기술로는 초고해상도 구현이 어려워 양자점 LED(QLED) 디스플레이 및 안경형 증강현실/가상현실 기기 적용에 있어 한계를 지닌다.
우리 대학 신소재공학과 조힘찬 교수 연구팀이 친환경 InP 양자점의 우수한 광학적 특성을 유지하며 초고해상도 패턴을 제작하는 신기술을 개발했다고 26일 밝혔다.
현재, 국제 유해물질 제한지침 (RoHS, Restriction of Hazardous Substances) 규정을 만족하지 못하는 제품은 많은 나라에서 판매가 금지되므로, 최근 많은 디스플레이 기업은 환경친화적인 특성을 갖춘 InP 양자점을 디스플레이에서의 빛 방출 소재로 채택하여 TV 등 중대형 디스플레이에 적용하기 시작하였다.
그러나 InP 양자점은 외부 환경에 매우 민감한 성질을 가지고 있어 픽셀을 만드는 패터닝 공정 적용시 소재의 광학적 특성이 크게 저하되는 단점이 있어 우수한 광학적 및 전기적 특성이 동시에 요구되는 QLED 디스플레이나, 기존 TV 대비 수십배의 초고해상도를 필요로 하는 안경형 증강현실/가상현실 기기 적용에 어려움이 있었다.
조 교수 연구팀은 자외선을 받으면 산을 발생시키는 광산 발생기(photoacid generator)의 원리를 활용하여 초미세 양자점 패턴을 제작하였다. 양자점이 자외선을 받은 경우, 생성된 산에 의해 양자점 표면이 변화하면서 자외선을 받지 않은 부분 대비 용해도 차이가 생겨 패턴 형성이 가능해지는 원리이다.
연구팀은 패터닝시 손상된 InP 양자점의 발광 효율을 획기적으로 높일 수 있는 양자점 표면 치료법을 개발하였다. 양자점에는 양자점을 둘러싸고 있는 표면 리간드(ligand)들이 있는데, 이 리간드들에 의해 양자점의 발광 효율이 큰 영향을 받는다. 연구팀은 친환경 InP 양자점의 표면 리간드를 개질할 수 있는 맞춤형 후처리 공정을 개발하였고, 이를 통해 최종적으로 높은 발광 효율을 가지는 1 마이크로미터(μm)급 초미세 양자점 패턴을 구현할 수 있었다. 이는 기존의 디스플레이 (TV, 스마트폰, 모니터 등)에서 일반적으로 요구되는 픽셀 너비와 비교했을 때 수십 배 작은 패턴으로 증강현실/가상현실 기기 적용 가능성을 크게 높였다고 할 수 있다.
또한 연구팀은 정밀한 분석을 통해 개발된 광산 발생기 기반의 패터닝 기술의 반응 원리를 규명했고, 개발된 기술이 양자점 LED나 대면적 공정에 쉽게 적용될 수 있음을 증명하였다.
조힘찬 교수는 “이번에 개발한 친환경 InP 양자점 패터닝 기술은 높은 발광 효율과 초고해상도 패턴 제작을 동시에 가능하게 하여 차세대 양자점 LED 기반 디스플레이, 증강현실 기기, 이미지 센서 등 다양한 산업에 실제로 적용될 수 있을 것으로 기대하고 있다”라고 언급했다.
KAIST 신소재공학과 이재환 석사과정 학생이 제1 저자로, 미국 시카고 대학교의 Dmitri V. Talapin 교수가 공동교신저자로, KAIST 생명화학공학과 이도창 교수 연구팀이 공동저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 `에이씨에스 에너지 레터스 (ACS Energy Letters)' 에 출판됐다. (논문명 : Direct Optical Lithography of Colloidal InP-Based Quantum Dots with Ligand Pair Treatment)
한편 이번 연구는 한국연구재단 및 삼성전자, 중소벤처기업부 그리고 KAIST의 지원을 받아 수행됐다.
2023.09.26
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KAIST 인공지능이 편곡한 비발디의 사계는?
18세기 이탈리아의 작곡가 비발디는 협주곡 <사계>를 통해 계절과 자연의 아름다움을 노래했다. 그렇다면 심각한 기후변화를 겪고 난 미래의 <사계>는 어떤 음악으로 표현될까?
2050년 대전의 기후 예측 데이터를 바탕으로 비발디의 사계를 재창작한 제693회 문화행사 <사계 2050-대전> 공연이 22일 저녁 우리 대학 대전 본원 대강당에서 열린다. 바이올리니스트 임지영(연세대 기악과 교수)이 프로젝트 예술감독과 솔리스트를 맡아 40인조 오케스트라와 협연한다.
<사계 2050>은 글로벌 디지털 디자인 기업 ‘아카(AKQA)’가 기후변화의 위험성을 알리기 위해 시작한 글로벌 프로젝트다. 2021년부터 지금까지 서울을 포함한 6개 대륙 14개 도시에서 공연됐다.
이날 공연은 앞선 무대들과는 다르게 KAIST의 기술력으로 새롭게 구성한 곡이 연주된다. 문화기술대학원 석사과정 방하연·김용현(지도교수 남주한)이 각각 데이터 기반 음악 작·편곡, 알고리즘 개발 및 인공지능 기술 활용을 맡았다. 박사과정 남궁민상(지도교수 박주용)은 미래 기후변화 데이터를 수집 및 분석하고 외부에서 초빙한 작곡가 장지현도 프로젝트를 도왔다.
이들은 IPCC*가 제공하는 시나리오 중에서 현재 추세대로 온실가스를 배출하는 상황을 가정한 시나리오에 대전의 위도와 경도를 입력해 데이터를 구성했다. *IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change): 기후변화에 대응하기 위해 설립된 유엔 산하의 협의체
그 결과, 2050년의 대전은 1년 중 44.2%에 해당하는 161.5일 동안 여름이 이어지는 것으로 예측됐다. 일 최고기온은 현재 37.1℃에서 39.5℃로 높아지고 폭염일수도 28.9일에서 47.5일로 증가하는 특징들이 나타났다.
연구팀은 비발디의 <사계>에는 계절마다 소네트(짧은 정형시)가 있다는 점에 착안해 인공지능에 기후변화 예측값을 입력했다. 이를 학습한 챗GPT-4는 강렬한 더위와 맹렬한 폭풍을 묘사했던 비발디의 '여름' 소네트를 '무자비한 여름 태양 아래, 대전의 시민과 나무들 모두 시든다; 나무들은 갈라지고 있다', '그의 지친 몸은 생물다양성의 붕괴로 강화된 벌레와 말벌 떼로 고통받고, 번개와 요란한 천둥으로 두려워 휴식을 찾지 못한다'라고 바꿔놓았다.
연구팀은 숫자로 이루어진 기후변화 데이터를 입력하면 이를 새로운 악보로 변환해 주는 알고리즘을 직접 개발해 편곡에 적용했으며, 챗GPT-4가 재해석한 소네트의 정서도 음악적 효과를 가중하는 데 활용했다.
이런 과정을 통해 재창작된 <사계 2050-대전>은 전반적으로 어둡고 불규칙하며 혼란스러운 분위기의 곡으로 완성됐다. 생물다양성이 감소해 '봄'의 새소리로 표현된 부분이 대폭 줄어들었다. 기후변화로 길어진 '여름'은 원곡보다 길이를 늘여 훨씬 느린 호흡으로 진행된다. 동시에 극심해진 이상기후로 변덕스러워지는 날씨를 강조하기 위해 몰아치는 폭풍우를 그려낸 악장을 훨씬 강렬하게 표현했다.
'가을'에는 텍스트를 음악으로 바꿔주는 메타社의 인공지능 모델 '뮤직젠'의 해석을 적용했다. '뮤직젠'은 화음과 조성이 없어 불안하고 소음처럼 들리는 무조성 기법으로 2050년 가을의 음악을 생성해, 이를 오케스트라가 연주하는 음원에 덧입혔다.
'겨울'은 2023년에 비해 11일 짧아지는 결과를 반영해 기존 곡에서 쉬어가는 부분들을 생략해 길이를 줄였고, 옥타브를 빠르고 급격하게 넘나드는 편곡으로 삼한사온보다 잦은 빈도로 반복되는 극심한 추위를 묘사했다.
프로젝트를 총괄한 방하연 학생은 "인간과 인공지능 간의 상호 작용을 통해 창조된 음악 작품은 예술가와 첨단 기술의 공존 가능성을 제시한다는 점에서 더욱 중요하다"라고 말했다.
기술 개발을 맡은 김용현 학생은 "연구를 이어간다면, 인간의 개입을 최소한 상태에서도 높은 수준의 음악 작곡이 가능한 과학기술과 예술의 혁신적인 융합을 완성할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 22일 공연은 KAIST가 새롭게 창작한 <사계>와 함께 비발디의 원곡도 함께 연주돼 음악을 통해 전해지는 기후변화를 비교하며 감상할 수 있는 자리로 꾸며진다. 또한, 공연 당일 오후 2시에는 <사계 2050, 지구를 위한 과학기술과 음악의 시너지>를 주제로 창작 의도와 과정을 설명하는 워크숍이 진행되며, 7시에는 연구진이 직접 나와 관람객의 이해를 돕는 프리뷰를 진행한다.
<사계 2050-대전>은 누구나 무료로 관람할 수 있으며 우리 대학 홈페이지에서 22일 14시까지 사전 예매할 수 있다. 18시 30분부터는 현장에서 선착순으로 티켓을 배부받을 수 있다. 한편, 이날 무대는 문화기술대학원(원장 이성희)이 그동안 쌓아온 예술적 경험과 기술적 성취를 융복합해 과학·예술계와 협업하며 우리나라 문화예술 발전에 기여하기 위해 만든 QlE(Quite Interesting Experience, 책임교수 이원재) 프로그램과 KAIST 문화행사, 뮤직앤아트컴퍼니의 협업으로 추진됐다.
2023.09.22
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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
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