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㈜디알젬, 의료 AI 연구 발전기금 3억원 기부
우리 대학은 ㈜디알젬이 KAIST에 3억원의 발전기금을 기부했다고 8일 밝혔다. ㈜디알젬은 병원에서 진단과 치료에 활용되는 엑스레이 영상 장비 연구·제조·판매 기업으로 2003년 설립됐다.
예종철 김재철 AI대학원 교수는 “본 기부는 ㈜디알젬과 KAIST 김재철 AI 대학원 연구진이 최근 의료 AI 연구 관련 과제를 함께 수행한 것을 계기로 추진되었다”라고 설명했다.
이어 “㈜디알젬이 고성능 GPU(Graphics Processing Unit, 그래픽 처리장치) 서버 부족 문제에 도움을 주고, KAIST의 우수 연구 활동에 더욱 힘을 싣고자 이번 발전기금을 쾌척했다”라고 말했다.
이번 기부금은 김재철 AI 대학원이 H100과 동일한 급의 고성능 GPU 서버를 구매하는 데에 사용된다. H100은 엔비디아(NVIDIA)가 개발한 최신 GPU 시스템이다. 이를 이용하여 ‘인공지능 헬스케어 분야 생성형 모델 개발’을 위한 다양한 연구 활동에 활용할 예정이다.
8일(금) 오전 서울 도곡캠퍼스에서 개최하는 기부 감사패 전달식에는 박정병 ㈜디알젬 대표이사, 전진환 ㈜디알젬 상무, 이광형 총장, 예종철, 심현정, 최윤재 교수 등 우리 대학 김재철AI대학원 교수진이 참석한다.
이광형 총장은 “우리 대학의 미래 비전에 대한 깊은 신뢰를 바탕으로 기부를 해주신 ㈜디알젬에 진심으로 감사의 말씀을 전하고 싶다. 앞으로 박정병 대표님의 뜻을 이어받아 의료 AI 연구를 위한 고성능 서버 장비와 연구 활동에 집중적으로 투자하여, 새로운 연구 성과를 창출하는 데 최선을 다하겠다”라고 밝혔다.
박정병 ㈜디알젬 대표이사는 “김재철AI대학원 연구진들의 연구에 대한 열정을 보며 감동했다. 이번 기부를 통해 의료 AI 분야 연구에 더 큰 발전과 성과가 있기를 기원한다”라고 소감을 전했다.
2024.11.08
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난치성 뇌종양 치료의 새로운 가능성 열다
면역항암제는 암세포를 제거하는 T세포의 항암 면역작용을 강화하는 가장 주목받는 항암치료 요법이다. 하지만 난치성 뇌종양인 교모세포종의 경우 면역관문억제제를 활용한 수차례 임상시험에서 그 효과를 확인할 수 없었다. 우리 연구진이 난치성 암종에서 T세포가 만성적 항원에 노출되어 기능이 상실되거나 약화된 원인을 분석하여 T세포 활성 제어 인자를 발굴하고 치료 효능 증진 원리를 규명했다.
우리 대학 생명과학과 이흥규 교수 연구팀이 한국화학연구원(원장 이영국) 감염병예방진단기술연구센터와 협력하여, 교모세포종 실험 쥐 모델에서 억제성 Fc 감마수용체(FcγRIIB)의 결손을 통한 면역관문억제제의 세포독성 T세포 불응성을 회복해, 항암 작용 증대를 유도함으로 생존율 개선 효능을 확인했다고 6일 밝혔다.
연구팀은 최근 세포독성 T세포에서 발견된 억제 수용체(FcγRIIB)가 종양 침윤 세포독성 T세포의 특성과 면역관문억제제(항 PD-1)의 치료 효능에 미치는 영향을 확인했다.
연구 결과, 억제 수용체(FcγRIIB)가 결손되었을때 종양항원 특이적 기억 T세포의 증가를 유도했다. 이 같은 T세포 아형은 탈진화를 억제하고 줄기세포 특성을 강화했고, 이를 통한 항 PD-1 치료의 회복된 T세포 항암 면역반응을 이끌었다. 또한, 연구팀은 항원 특이적 기억 T세포가 FcγRIIB 결손 시 상대적으로 높은 수의 증가와 함께 지속적인 종양 조직 내 T세포 침투를 이끈다는 결과를 확인했다.
해당 연구는 면역관문억제제에 불응성을 보이는 종양에 대한 새로운 치료 타깃을 제시했으며, 특히 교모세포종과 같은 항 PD-1 치료에 반응하지 않는 종양에 FcγRIIB 억제와 항 PD-1 치료를 병행함으로써 시너지 효과를 발휘할 수 있음을 증명했다.
연구팀은 이러한 FcγRIIB 억제를 통한 항암 면역작용 증진 전략이 면역관문억제제의 효능을 높이는 데 중요한 기여를 할 것으로 기대하고 있다.
생명과학과 이흥규 교수는 “면역관문 치료제를 이용한 뇌종양 치료 임상 실패를 극복할 가능성과 다른 난치성 종양으로의 범용적 적용 가능성을 제시한 결과로 추후 세포독성 T 세포의 종양 세포치료 활용과 접근 가능성도 확인한 결과”라고 소개했다.
우리 대학 구근본 박사(現, 한국화학연구원 감염병예방진단기술연구센터 선임연구원)가 제1 저자로 참여한 이번 연구는 암 면역치료 학회(Society for Immunotherapy of Cancer)에서 발간하는 종양면역 및 치료 분야 국제 학술지 `Journal for ImmunoTherapy of Cancer'에 10월 26일 온라인판에 게재됐다. (논문명: Inhibitory Fcγ receptor deletion enhances CD8 T cell stemness increasing anti-PD-1 therapy responsiveness against glioblastoma, http://dx.doi.org/10.1136/jitc-2024-009449)
한편 이번 연구는 한국연구재단 개인기초연구사업, 바이오의료기술개발사업 및 삼성미래육성재단의 지원을 받아 수행됐다.
2024.11.06
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경기욱 교수 연구팀, AsiaHaptics 2024 기술 시연 경연 1위, 2위 석권
기계공학과 경기욱 교수(휴먼-로봇 인터랙션 연구실) 연구팀이 햅틱스 분야 연구자들의 시연 경연으로만 이루어진 학술대회인 AsiaHaptics Conference 2024에서 기술 시연 경연 1위, 2위를 석권했다. 아시아 지역뿐만 아니라 전 세계 60개 팀이 참여한 이번 경연에서, 본 연구팀은 탁월한 연구 성과를 바탕으로 최고 성적을 거두며 1위와 2위를 차지하는 성과를 이루었다.
기계공학과 남종석 박사과정, 마지형 박사과정은 “Friction tunable electrostatic clutch with low driving voltage for kinesthetic haptic feedback”을 주제로 금상을 수상했다. 연구 팀은 전하 축적 특성을 가지는 전기 활성 폴리머 기반의 저전압 구동 고출력 정전기력 클러치를 설계하고, 이를 이용한 역감 제시 햅틱 글러브를 제작하여 많은 주목을 받았다. 본 기술은 기존 정전기력 클러치의 높은 구동 전압 문제를 해결할 수 있으며, 필름형 구조를 통해 얇고 가벼운 햅틱 글러브를 구현할 수 있다.
문희주 박사과정 학생은 “Soft Tactile Electromagnetic Actuator for Virtual Environment Interactions”을 주제로 은상을 수상했다. 국부 압력 및 진동 감각 등 다양한 촉감을 전달할 수 있는 기술을 시연하였으며, 이를 통해 사용자가 텍스처와 강성 등 여러 물체의 특성을 실감 나게 체험할 수 있는 방안을 제시했다.
본 연구 성과들은 가볍고 편리하게 착용 가능한 모듈형 초소형 경량 액추에이터로서 VR 및 XR 등 차세대 몰입형 환경에 적용되어 사용자에게 다차원 초실감 촉각 경험을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
2024.11.05
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전기차 차세대 무음극 배터리 퇴화 막을수 있다
전기자동차에 사용되는 무음극 배터리는 1회 충전에 800㎞ 주행, 1,000회 이상 배터리 재충전이 가능할 것을 전망하는 꿈의 기술로 알려져 있다. 일반적으로 배터리는 양극과 음극으로 구성되는데, 무음극 배터리는 음극이 없어 부피가 감소하여 높은 에너지 밀도를 가지지만 리튬금속 배터리에 비해 성능이 현저하게 낮다는 문제점이 있다. 우리 연구진이 무음극 배터리를 고성능화시킬 방안을 제시했다.
우리 대학 생명화학공학과 최남순 교수 연구팀이 전극 계면에서 일어나는 반응의 비가역성과 계면피막 구조의 변화를 체계적으로 분석해 무음극 배터리의 퇴화 원인을 규명했다고 5일 밝혔다.
최남순 교수 연구팀은 무음극 배터리의 첫 충전 과정에서 구리 집전체 표면과 전착된 리튬 표면에서 바람직하지 않은 전해질 분해반응이 일어나 계면피막 성분이 불안정하게 변한다는 것을 밝혀냈다.
배터리 제조 직후에는 용매가 구리 집전체 표면에 흡착해 초기 계면 피막을 형성하고, 충전시 양극으로부터 구리 집전체로 이동된 리튬 이온이 구리 집전체 표면에서 전자를 받아 리튬금속으로 전착되면 전착된 리튬금속 표면에서 전해질 음이온(bis(fluorosulfonyl)imide (FSI-))이 분해하여 리튬금속표면에 계면 피막을 형성함을 규명했다.
연구에 따르면, 배터리 제조 직후에 집전체 표면에서 용매가 분해하여 계면 피막을 만들고 그 후 전해질의 갈바닉* 및 화학적 부식**에 의해 계면 피막성분이 불안정한 성분으로 변하게 되고 이로 인해 리튬금속 전착 및 탈리 반응의 가역성이 크게 감소했다.
* 갈바닉 부식: 서로 다른 두 금속을 전기적으로 직접 접촉시켜 전해질에 담그면 고유의 전위차이로 인하여 어느 한쪽이 부식되는 과정.
** 화학적 부식: 전착 리튬금속 표면층까지 전달된 전자가 접촉하고 있는 전해질 성분들에 전달되어 전해질의 환원 분해가 발생함.
특히, 리튬금속에 대한 높은 반응성을 가진 FSI- 음이온은 충·방전 동안 계속해서 분해되어 리튬금속 계면피막을 두껍게 하고 리튬염 농도를 감소시킨다. 이로 인해 리튬이온과 상호작용하지 않는 자유 용매(free solvent)가 많아지게 된다. 이 자유 용매는 분해가 잘되기 때문에 분해산물이 양극 표면에 쌓여 저항이 증가하고 양극 구조 열화*를 연쇄적으로 발생시켜 무음극 배터리 성능을 퇴화시키게 된다.
*자유 용매: 이온성 화합물의 이온 결합을 끊고 이온화시키는 용해(dissolution) 과정에 참여하지 않는 용매.
**구조 열화: 니켈리치 삼원계 양극의 충전과정에서 생성되는 니켈 4가 양이온은 자유용매로부터 전자를 빼앗아 니켈 2가 양이온으로 환원되는데 리튬이 들어가야하는 자리에 대신 들어가 양극의 층상구조(layered)를 암염구조(rock-salt)로 상전이를 발생시킴.
본 연구에서는 무음극 배터리 선행 연구에도 불구하고 리튬금속 배터리에 비해 성능이 열세인 이유를 다각도로 접근한 결과, 무음극 배터리의 열화를 막기 위해서는 안정한 초기 전극 계면 피막을 만들어서 전해질의 갈바닉 및 화학적 부식을 감소시키는 것이 필수적임을 밝혔다.
최남순 교수는 “이번 연구는 무음극 배터리의 성능 감소는 집전체에 전착되는 리튬금속표면에서 전해질이 바람직하지 않은 분해반응을 하고 형성된 계면피막의 성분이 안정적으로 유지되지 못하기 때문에 일어나는 것임을 확인했다”며 “이번 성과는 향후 무음극 기술에 기반한 고에너지 차세대 배터리 시스템 개발에 중요한 실마리를 제공할 것이다”라고 연구의 의미를 강조했다.
생명화학공학과 최남순 교수, 이정아, 강하늘, 김세훈 연구원이 공동 1 저자로 진행한 이번 연구는 국제 학술지 ‘에너지 스토리지 머티리얼즈(Energy Storage Materials)’에 10월 6일 字로 온라인 공개되었으며, 연구의 우수성을 인정받아 표지 논문으로 선정되었다. (논문명 : Unveiling degradation mechanisms of anode-free Li-metal batteries)
한편 이번 연구는 현대자동차의 지원을 받아 수행됐다.
2024.11.05
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KAIST-Nature, ‘2025 네이처 컨퍼런스' 공동 개최
인공지능 차세대 반도체, 자율 실행 실험실 (Self-Driving Lab), 소재 개발 자율 로봇(Robotics for Autonomous Materials Development) 등 최신 연구 동향과 네이처 편집위원들을 만나 토론을 할 수 있는 국제행사가 KAIST에서 열린다.
우리 대학이 2025년 2월 5일부터 7일까지 3일간 대전 KAIST 본원 학술문화관에서 ‘2025 네이처 컨퍼런스’를 개최한다고 4일(월) 밝혔다. 국제학술지 네이처와 공동으로 개최하는 이번 행사에서는 5일 네이처 인텍스(Nature Index)와 정책포럼으로 시작하여 6~7일은 ‘인공지능을 위한 신소재, 신소재를 위한 인공지능(Materials for AI, AI for Materials)’을 주제로 인공지능과 신소재 분야의 최신 연구 동향을 공유한다.
네이처 인덱스는 올해 특집호에서 한국의 과학기술 분야 연구개발(R&D) 성과가 인력과 예산 투입 대비 놀라울 정도로 낮다는 분석 결과를 발표하였으며, 산학협력 부족, 출생률 저하에 따른 학생 수 감소, 극명한 성별 불균형, 국제협력 부족 등을 원인으로 지적한 바 있다. 이런 분석에 대해서 본 정책포럼에서는 이에 대응할 수 있는 미래의 발전방향을 심도있게 토의하고 위기를 기회로 바꿀 수 있는 방안들을 도출할 예정이다.
네이처 인덱스 정책포럼에는 캐시디 수기모토(Cassidy Sugimoto) 조지아텍 공공정책대학원장, 소타로 시바야바(Sotaro Shibayama) 도쿄대 교수와 함께 존 월시(John Walsh) KAIST 김보정 석좌 초빙교수가 참여한다.
올해 노벨화학상을 받은 단백질 구조를 규명하는 알파폴드(AlphaFold)도 AI를 통한 신소재 개발의 중요성을 보여주는 대표적인 사례로 ‘인공지능을 위한 신소재, 신소재를 위한 인공지능’네이처 컨퍼런스에서는 기조연설자 4명 등 17명의 강연자, 네이처 편집장 4명, 우리 대학 교수 등 총 25명의 전문가가 참여해 기조 강연과 발표, 토론을 진행한다.
기조 강연은 먼저 크리스틴 페르손(Kristin Persson)이 ‘소재 과학을 위한 데이터 기반의 패러다임 활용하기’를 주제로 이야기한다. 그녀는 AI 신소재 분야의 글로벌 석학으로 현재 미국 캘리포니아대 버클리 캠퍼스에 교수로 재직 중이다.
이 외에도 미쉘 시몬스(Michelle Simmons) 뉴사우스웨일즈대 교수, 우화창(Huaqiang Wu) 칭화대 교수, 앤디 쿠버(Andy Cooper) 영국 리버풀대 교수 등 쟁쟁한 석학들이 기조연설을 진행한다.
이어지는 발표 주제로는 ▴AI 하드웨어 ▴신소재 개발을 위한 AI 도구들 ▴자율 실행 실험실 (Self-Driving Lab) 소재 기술 ▴ 신소재 개발 자율 로봇 (robotics for Autonomous Materials Development) ▴인공지능을 위한 2차원 소재 ▴인공지능을 위한 퀀텀 소재 ▴인공지능을 위한 신경망 컴퓨팅 기술 등이다.
또한, 논문 초록 접수자 중 우리 대학과 네이처가 우수자를 선정해 발표 기회를 주는 숏 토크(Short talk) 시간을 갖는다. 컨퍼런스 마지막 순서로 시상식을 열어 세션 참가자 중 최우수자를 시상한다.
아울러, 네이처 편집자 4명이 참석해 우리 대학 교수진 등 주요 참석자들과 1대 1 면담을 진행하고, 이를 통해 최신 연구 방향을 논의하며 상호 네트워크 형성의 시간을 가질 예정이다.
구체적으로 크리스티나 카레(Kristina Kareh) 네이처 선임 편집장, 스테판 쉐블린(Stephen Shevlin) 네이처 머티리얼스 선임 편집장, 올가 부부노바(Olga Bubnova) 네이처 리뷰 전기 전자부문 수석 편집장, 실비아 콘티(Silvia Conti) 네이처 리뷰 전기 전자부문 부편집장 등이 참석한다.
네이처 인덱스 정책포럼을 기획한 과학기술정책대학원 우석균 교수와 이다솜 교수는 “이번 네이처 인덱스 정책 포럼을 통해 보다 근본적인 한국 R&D 시스템과 연구개발 환경의 장단점을 심도 있게 분석하고 건설적인 방안을 모색하는 데 크게 기여할 수 있기를 바란다”라고 말했다.
이어 신병하 신소재공학과 학과장은 “이번 행사를 통해 미래 신소재 연구방법론을 고민하는 연구자와 학생에게 새로운 동기부여의 장이 되길 바란다”라고 말했다.
전체 행사를 총괄하고 있는 홍승범 교무처장은 “우리 대학과 네이처의 협업을 통한 이번 컨퍼런스는 국내 연구진의 글로벌 네트워크 구축과 국제 연구 협력에 많은 도움이 될 것이며, 앞으로 한국의 과학기술 성과가 국제적으로 한층 더 드러날 수 있도록 깊이있는 토론을 진행할 것이다”이라고 전했다.
영어로 진행되는 이번 컨퍼런스는 재료과학·물리학·화학 분야의 연구와 산업 종사자는 누구나 참여할 수 있고, 참가 등록비는 일반인 800달러(조기등록 700달러), 학생 350달러(조기 등록 250달러)이다.
조기 등록 마감일은 2024년 11월 8일, 최종 등록 마감일은 2025년 1월 31일이다. 컨퍼런스 참가 등록은 네이처 컨퍼런스 홈페이지(https://conferences.nature.com) 에서 가능하며 기타 문의는 우리 대학 신소재공학과 행정팀(042-350-3304/ poongkum@kaist.ac.kr)으로 하면 된다.
2024.11.04
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페로브스카이트 태양전지의 한계를 극복하다
전체 태양 에너지의 약 52%를 활용하지 못하는 문제점을 가진 기존 페로브스카이트 태양전지가 한국 연구진에 의해 근적외선 광 포집 성능을 극대화하면서도 전력 변환 효율을 크게 향상하는 혁신기술로 개발되었다. 이는 차세대 태양전지의 상용화 가능성을 크게 높이며, 글로벌 태양전지 시장에서 중요한 기술적 진전에 기여할 것으로 보인다.
우리 대학 전기및전자공학부 이정용 교수 연구팀과 연세대학교 화학과 김우재 교수 공동 연구팀이 기존 가시광선 영역을 뛰어넘어 근적외선 광 포집을 극대화한 고효율·고안정성 유무기 하이브리드 태양전지 제작 기술을 개발했다고 31일 밝혔다.
연구팀은 가시광선 흡수에 한정된 페로브스카이트 소재를 보완하고, 근적외선까지 흡수 범위를 확장하는 유기 광반도체와의 하이브리드 차세대 소자 구조를 제시하고 고도화했다.
또한, 해당 구조에서 주로 발생하는 전자구조 문제를 밝히고 다이폴 층*을 도입해 이를 획기적으로 해결한 고성능 태양전지 소자를 발표했다.
*다이폴(쌍극자) 층: 소자 내 에너지 준위를 조절해 전하 수송을 원활하게 하고, 계면의 전위차를 형성해 소자 성능을 향상하는 역할을 하는 얇은 물질 층임
기존 납 기반 페로브스카이트 태양전지는 850나노미터(nm) 이하 파장의 가시광선 영역에만 흡수 스펙트럼이 제한돼 전체 태양 에너지의 약 52%를 활용하지 못하는 문제가 있다.
이를 해결하기 위해 연구팀은 유기 벌크 이종접합(BHJ)을 페로브스카이트와 결합한 하이브리드 소자를 설계, 근적외선 영역까지 흡수할 수 있는 태양전지를 구현했다.
특히, 나노미터 이하 다이폴 계면 층을 도입해 페로브스카이트와 유기 벌크 이종접합(BHJ) 간의 에너지 장벽을 완화하고 전하 축적을 억제, 근적외선 기여도를 극대화하고 전류 밀도(JSC)를 4.9 mA/cm²향상하는 데 성공했다.
이번 연구의 핵심 성과는 하이브리드 소자의 전력 변환 효율(PCE)을 기존 20.4%에서 24.0%로 대폭 높인 것이다. 특히, 이번 연구는 기존 연구들과 비교했을 때, 높은 내부 양자 효율(IQE)을 달성하며 근적외선 영역에서 78%에 달하는 성과를 기록했다.
또한, 이 소자는 높은 안정성을 보여, 극한의 습도 조건에서도 800시간 이상의 최대 출력 추적에서 초기 효율의 80% 이상을 유지하는 우수한 결과를 보였다.
이정용 교수는 “이번 연구를 통해 기존 페로브스카이트/유기 하이브리드 태양전지가 직면한 전하 축적 및 에너지 밴드 불일치 문제를 효과적으로 해결하였고 근적외선 광 포집 성능을 극대화하면서도 전력 변환 효율을 크게 향상시켜 기존 페로브스카이트가 가진 기계적-화학적 안정성 문제를 해결하고 광학적 한계를 뛰어넘을 수 있는 새로운 돌파구가 될 것”이라고 말했다.
전기및전자공학부 이민호 박사과정과 김민석 석사과정이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 `어드밴스트 머티리얼스(Advanced Materials)' 9월 30일 자 온라인판에 게재됐다. (논문명 : Suppressing Hole Accumulation Through Sub-Nanometer Dipole Interfaces in Hybrid Perovskite/Organic Solar Cells for Boosting Near-Infrared Photon Harvesting).
한편 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.
2024.10.31
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‘국가 인공지능 연구거점(National AI Research Lab)’ 개소식 개최
과학기술정보통신부(장관 유상임, 이하 과기정통부)와 정보통신기획평가원(원장 홍진배, 이하 IITP)은 10. 28일(월) 양재 서울 인공지능 중심지에서 ｢국가 인공지능 연구거점(National AI Research Lab)｣ 개소식을 개최하였다.
이날 개소식에서 우리 대학 이광형 총장, 오세훈 서울시장 등의 참석자들은 ｢국가 인공지능 연구거점｣의 성공적 출범을 축하하며, 대한민국 인공지능 세계 3개 강국 도약을 위한 민관 한 팀 등에 대한 의지를 다졌다.
｢국가 인공지능 연구거점｣ 주관기관인 우리 대학 이광형 총장은 “이 곳에서 국내외 인공지능 연구자들이 교류하며 창의적 인공지능 연구를 펼치길 바란다”고 밝혔고, ｢국가 인공지능 연구거점｣이 위치할 서울시의 오세훈 시장은 “｢국가 인공지능 연구거점｣에 기반하여 서울시가 세계적인 인공지능 연구자들이 모여드는 국제 인공지능 중심지로 성장할 수 있도록 전폭 지원하겠다”고 강조하였다.
이어진 기조연설에서, ｢국가 인공지능 연구거점｣ 책임자인 한국과학기술원 김기응 교수가 “국가 인공지능 연구거점 운영계획”을, 국제공동연구에 참여할 캐나다 워털루대(Waterloo U.) 교수이자 벡터연구소(Vector Institute) 겸직교수인 파스칼 푸파(Pascal Poupart) 교수가 “인공지능 : 기술개발의 특이점”을 주제로 ｢국가 인공지능 연구거점｣과 인공지능의 미래 전망을 제시하였다.
마지막으로 개소식 참석자들은 ｢국가 인공지능 연구거점｣의 연구 현장을 찾아, 연구자들의 인공지능 국제공동연구 준비 상황과 앞으로의 운영 방향 등에 대한 심도있는 논의를 진행하였다.
｢국가 인공지능 연구거점｣은 대한민국을 대표하는 인공지능 연구 구심점으로서, 양재서울 인공지능 중심지(허브)*(약 2,132평, `25년까지 2,300평 규모로 확충 계획)에 설치되며, 국내외 유수 연구진이 역동적으로 교류하며 세계적 인공지능 국제공동연구를 수행하고, 국제 인공지능 지도자 양성 기능과 인공지능 산∙학∙연 생태계를 집약하는 온라인 체제 기반(플랫폼, Platform) 역할을 할 계획이다.
또한, ｢국가 인공지능 연구거점｣을 통해 미국, 캐나다, 프랑스, 아랍 에미리트 등 해외 유수기관의 연구자들도 일정기간 국내에 상주하여, 파괴적 혁신을 지향하는 뉴럴 스케일링 법칙 초월연구, 로봇 파운데이션 모델 연구 등의 도전적 인공지능 국제공동연구를 수행하며, 정기적인 국제 발표회 개최 등 국제 협력 관계망도 구축, 지속 확장해나갈 예정이다.
2024.10.29
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기존보다 340% 피부 탄력 향상 LED 마스크 개발
피부 노화는 많은 사람들의 관심사로 주름, 처짐, 탄력 저하 등의 문제를 해결하기 위하여 최근 웨어러블 LED 마스크가 주목받고 있다. 우리연구진이 기존 제품 대비 피부 탄력을 340% 향상시키는 LED 마스크 개발에 성공했다.
우리 대학 신소재공학과 이건재 교수 연구팀이 3,770개의 마이크로 LED와 광확산층*을 활용하여 피부 노화를 억제할 수 있는 진피 자극 얼굴밀착형 면발광 마이크로 LED 마스크를 개발했다고 29일 밝혔다.
*광확산층: 광원이 방출하는 빛을 고르게 분산시켜 균일한 발광을 유도하는 층
기존 제품은 딱딱한 구조와 점발광 방식*으로 인해 피부에 밀착되지 않고 광손실이 발생하여, 치료용 빛이 진피까지 균일하게 전달되지 못하는 한계가 있다.
*점발광 방식: 점발광이란 점으로 보이는 발광의 형태을 일컫음
이 교수팀은 유연한 기판에 3차원 종이접기 구조를 적용해 얼굴의 굴곡과 돌출된 부위에 밀착할 수 있는 LED 마스크를 개발했다. 이를 통해 1.5mm 깊이의 진피까지 빛을 균일하게 전달할 수 있으며, 진피 내 미토콘드리아를 자극하고 콜라겐과 탄력 섬유의 합성을 촉진했다.
그 결과, 피부 탄력, 주름, 처짐, 모공 등 8가지의 모든 피부 노화 지표에서 탁월한 개선 효과를 확인했다. 특히 33명의 피시험자를 대상으로 한 대학병원 임상시험에서 기존 LED 마스크 대비 진피 층의 피부 탄력이 340% 향상되는 통계학적으로 유의미한 효과를 보였다.
이건재 교수는 "이번에 개발된 얼굴 밀착 면발광 마스크는 저온화상의 부작용 없이 얼굴 진피 전체에 미용 효과를 제공하여, 인류의 삶의 질을 향상시키는 홈케어 노화 치료를 가능하게 할 것”이라고 강조했다.
또한, "교원창업 기업 프로닉스를 통해 11월부터 제품을 본격적으로 판매할 예정이며, 현재 탈모 치료를 위한 면발광 마이크로 LED 제품의 임상 계획도 수립하고 있다.”라고 말했다.
신소재공학과 김민서 석·박사 통합과정, 안재훈 박사과정이 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 어드밴스드 메터리얼즈(Advanced Materials)에 10월 22일 자로 출판됐다.
(논문명: Clinical Validation of Face-fit Surface-lighting Micro Light-emitting Diode Mask for Skin Anti-aging Treatment)
한편, 이번 연구는 글로벌 생체융합 인터페이싱 소재 센터(선도연구센터)의 지원을 받아 수행되었다.
2024.10.29
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사업화 혁신 기술 한눈에 ‘2024 테크페어’ 개최
우리 대학이 30일(수) 서울 코엑스 컨퍼런스룸 3층에서 중소·중견 기업의 경쟁력 제고를 위한 ‘2024 KAIST 테크페어(Tech Fair)’를 개최한다.
이번 테크페어에는 기술가치창출원이 인공지능(AI)·첨단 반도체, 바이오 등 디지털 전환과 지속 가능성에 큰 영향을 미칠 최신 기술을 선별하여 우리 대학의 기술사업화 역량을 강화하고 기업과 연구자 간 창업 네트워킹의 장을 마련하고자 준비했고 총 3개의 세션으로 구성했다.
첫 번째 세션인 기술이전 설명회에서는 우리 대학 교수진이 사업화 유망기술 8종을 소개한다.
▴인공신경망을 이용한 다중 모달리티 다중 데이터 스테가노그래피 및 보안 전송 기술(김준모 전기및전자공학부 교수) ▴초열전도체 설계 기술(김성진 기계공학과 교수) ▴360도 영상 재생 시 사용자 단말 정보를 이용하여 재생 영역을 보정하는 방법 및 시스템(최준균 전기및전자공학부 교수) ▴인간의 귀납적 편향성 추출을 통한 인공지능-인간 정렬 기술(이상완 뇌인지과학과 교수) ▴이차원 반도체 저온 대면적 MOCVD 성장 기술(강기범 신소재공학과 교수) ▴흡입 전달용 mRNA-지질 나노 복합체(박지호 바이오 및 뇌공학과 교수) ▴장기 안정성이 우수한 멸균 코팅 및 의료용 기기로의 응용(임성갑 생명화학공학 교수) ▴인공지능 기반 단백질디자인을 활용한 비강 투여용 항바이러스 단백질 개발(김호민 생명과학과 교수) 등이다.
김성진 교수의 ‘초열전도체 설계 기술’은 이중 직경 채널 구조를 주요 특징으로 한다. 모세관 작용을 통해 증발부로 원활한 액체 공급이 가능하고, 이에 모든 작동 방향에서 높은 열 성능을 확보할 수 있다. 또한, 채널 벽면에 식각된 다양한 미세 구조물들이 열 변화·상태 변화를 활성화하여 초열전도체의 성능을 더욱 향상시킨다. 이 기술은 스마트폰, PC, 웨어러블 장치와 같은 소형 전자기기뿐 아니라 전기차 배터리, 5G MMU, 인공위성과 같은 대형 장치에도 적용이 가능할 것으로 기대하고 있다.
박지호 교수의 ‘흡입 전달용 mRNA-지질 나노 복합체’는 호흡기 바이러스, 폐섬유화증, 낭포성 섬유증, 폐암 치료에 적용할 수 있다. 코로나 이후 호흡기 질환과 관련된 mRNA 치료제 개발의 중요성이 더욱 강화됐다. 이 기술은 폐 특이적 약물 전달 효율을 높여 부작용을 최소화하는 장점이 있다. 또한, 네뷸라이저를 활용한 흡입 전달법은 비침습적이며 빠른 흡수가 가능해 호흡기 치료제의 주요 전달 방법으로 활용된다.
두 번째 세션인 기술이전 상담회에서는 사전 매칭된 KAIST 교원과 연구원이 기술적 어려움이 있는 기업들에 1:1 자문을 제공하고, 바이오·반도체·인공지능 등과 관련된 기술사업화 상담을 진행한다. 사전 접수한 기업을 우선으로 진행하고 현장 추가 접수도 가능하다.
마지막 세션인 교원창업 IR 투자 상담에서는 KAIST 교원창업 기업의 주요 기술을 소개한다.
▴면역체계 관련 질병 연구 창업기업 ㈜티쎌로지(TCellology Co.Ltd)’의 신의철 의과학대학원 교수 ▴생체 데이터를 기반으로 개인 맞춤형 치료법을 제안하는 ㈜테라자인을 창업한 오병하 생명과학과 교수 ▴우주 탐사와 우주 자원 활용 기술을 보유한 ㈜애스트로링스의 방효충 항공우주공학과 교수 ▴지속가능한 화학 공정과 첨단 소재 개발로 창업 진행 단계인 임성갑 생명화학공학과 교수 ▴초고속 분자 시뮬레이션과 AI 기반 소재 설계 특화 기술을 보유한 박정영 화학과 교수가 IR 발표를 진행한다. 이후 벤처캐피털과의 협력 네트워킹 및 투자 상담이 이어진다.
이건재 기술가치창출원장은 “이번 기술이전 설명회를 통해 우리 대학의 우수연구가 새로운 가치를 창출하는 교두보가 되고 적극적인 산학협력으로 이어지길 기대하며 준비했다”라고 전했다. 이어 이 원장은 “앞으로 딥테크 기반의 혁신적인 기술사업화와 창업 생태계 고도화를 위해 다방면으로 고민하는 동시에 미래 전략기술의 확보에 주력할 것”이라고 밝혔다.
한편, 본 행사 참가 신청 및 자세한 내용은 기술가치창출원 TLO 홈페이지팝업 공지 사항 및 연결 페이지(https://tlo.kaist.ac.kr)에서 확인할 수 있다.
2024.10.28
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이의진 교수, 미국컴퓨터협회 최우수논문상 수상
우리 대학 전산학부 이의진 교수 연구팀이 지난 10월 8일 호주 멜버른에서 미국컴퓨터협회(ACM) 주최로 개최된 유비쿼터스 컴퓨팅 학회(Ubicomp/ISWC)에서 최우수 논문상을 받았다고 25일 밝혔다.
ACM 유비쿼터스 컴퓨팅 학회는 전 세계 유수 대학 및 글로벌 기업들이 인간-컴퓨터 상호작용(HCI, Human-Computer Interaction) 분야의 유비쿼터스 컴퓨팅 및 웨어러블 기술에 관한 최신 연구 결과를 발표하는 최고 권위의 국제학회다.
학술대회 프로그램은 유비쿼터스 및 웨어러블 컴퓨팅 분야의 최신 연구를 다루는 ACM 논문집(PACM) IMWUT(Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies)에 출판된 논문을 초청해 구성된다.
우수 논문상 선정 위원회는 ACM 논문집인(PACM IMWUT) 학술지 7권에 게재된 205편의 논문 중에서 연구 커뮤니티에 탁월하고 모범적인 기여를 한 8편의 논문을 선정했다. 위원회는 학술지 편집위원회의 현직 및 전직 위원 16명의 저명한 전문가들로 구성됐으며 전체 논문에 대한 까다로운 심사를 한 달 이상 거쳐 결정된다.
최우수 논문상을 받은 논문은 KAIST 데이터 사이언스 대학원을 졸업한 박준영 박사가 주저자로 수행한 연구로 ‘적시 모바일 건강 중재의 참여도 저하에 관한 이해’에 관한 내용이다.
이의진 교수 연구팀은 건강 관리 앱도 사용해야 효과를 거둘 수 있다는 전제 하에 앱에서 수집되는 데이터를 활용해 최적의 상황에 중재를 적극적으로 제공하는 ‘적시 모바일 건강 중재’를 제안했다.
연구팀은 적시 모바일 건강 중재에 대한 참여도 저하에 대한 체계적인 분석을 수행했다. 활동적 생활 습관 형성을 위한 신체활동 증진 앱인 비액티브(BeActive) 시스템을 개발해 사용자의 자가통제(Self-Control) 능력과 지루함 성향(Boredom-Proneness)이 적시 중재에 대한 순응도에 미치는 영향을 체계적으로 분석했다.
8주간의 실증 실험 결과, 사용자의 상황에 맞는 적시 중재를 제공하더라도 참여도 저하를 피할 수가 없는 것으로 드러났다. 다만 자가통제 능력이 높고 지루함 성향이 낮은 사용자의 경우, 앱을 통해 전달되는 적시 중재에 순응도가 다른 그룹의 사용자들보다 현저하게 높았다.
특히 지루함 성향이 높은 사용자는 반복적으로 전달되는 적시 중재에 싫증을 쉽게 느껴 앱의 순응도가 다른 그룹에 비해서 더 빨리 감소했다.
이의진 교수는 “적시 모바일 건강 중재를 활용하는 디지털 치료제 및 웰니스 서비스의 참여도에 관한 첫 연구 결과로 참여도 증진 방법 탐색에 대한 단초를 제공했다”라며 “대규모 언어모델(LLM) 및 복합상황인지 기술을 활용해 참여도를 증강하는 사용자 중심 인공지능 기술 개발이 가능할 것”이라고 설명했다.
이번 연구는 과기정통부의 재원으로 2021년도 한국연구재단 바이오․의료기술개발사업 (NRF-2021M3A9E4080780) 및 2022년도 한국연구재단 기초연구 개발사업(NRF-2022R1A2C2011536)의 지원을 받아 수행됐다.
2024.10.25
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화재 위험 차단한 자가발전형 수소 생산 시스템 개발
현재 그린 수소 생산의 한계를 극복할 새로운 수소 생산 시스템을 KAIST 연구진이 개발하여 수용성 전해질을 사용한 물분해 시스템을 활용해 화재의 위험을 차단하고 안정적인 수소 생산이 가능할 것으로 예상된다.
우리 대학 신소재공학과 강정구 교수 연구팀이 우수한 성능의 아연-공기전지* 기반의 자가발전형 수소 생산 시스템을 개발했다고 22일 밝혔다.
*공기전지: 일차 전지 중 하나로 공기 중 산소를 흡수해 산화제로 사용하는 전지이며, 수명이 긴 것이 장점이지만 기전력이 낮은 것이 단점임.
수소(H2)는 고부가가치 물질 합성의 원료로 기존 화석연료(휘발유, 디젤 등) 대비 3배 이상 높은 에너지밀도(142MJ/kg)를 지녀 청정 연료로 주목받고 있다. 그러나 현재 수소 생산 방식 대부분 이산화탄소(CO2)를 배출하는 문제가 있다.
아울러 그린 수소 생산은 태양전지, 풍력 등 신재생에너지를 동력원으로 물을 분해해 수소의 생산이 가능하나, 신재생에너지 기반의 동력원은 온도, 날씨 등에 영향을 받아 불규칙한 발전량에 따른 낮은 물 분해 효율을 보인다.
이를 극복하기 위해 물 분해를 통한 수소 생산에 충분한 전압(1.23V 이상)을 방출할 수 있는 공기전지가 동력원으로 주목받고 있지만, 충분한 용량 구현을 위해 귀금속 촉매를 사용해야 하고, 장시간 충·방전시 촉매 소재의 성능이 급격히 저하되는 한계가 있다.
이에 물 분해 반응(산소 발생, 수소 발생)에 효과적인 촉매와 반복적인 아연-공기전지 전극의 충·방전 반응(산소 환원, 산소 발생)에 안정적인 물질의 개발이 필수적이다.
이에 강 교수 연구팀은 산화 그래핀에 성장시킨 나노 사이즈의 금속-유기 골격체를 활용해 3가지 다른 촉매반응(산소 발생-수소 발생-산소 환원)에 모두 효과적인 비귀금속 촉매 소재(G-SHELL)의 합성법을 제시했다.
연구팀은 개발된 촉매 물질을 공기전지의 공기극 물질로 구성해 기존 배터리 대비 약 5배 높은 에너지밀도(797Wh/kg), 높은 출력 특성(275.8mW /cm²), 그리고 반복적인 충·방전 조건에서도 장시간 안정적인 구동이 가능함을 확인했다.
또한 수용성 전해질로 구동돼 화재의 위험으로부터 안전한 아연-공기전지는 차세대 에너지 저장 장치로서 수전해 시스템과 연동시켜 수소 생산을 위한 친환경적인 방법으로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
강 교수는 “낮은 온도, 간단한 방법으로 3가지 다른 전기화학 촉매반응에서 높은 활성도와 수명을 지닌 촉매 소재를 개발해 구현된 아연-공기전지 기반 자가발전형 수소 생산 시스템은 현재 그린 수소 생산의 한계를 극복할 수 있는 새로운 돌파구가 될 것이다”고 밝혔다.
신소재공학과 김동원 박사과정과 김지훈 석사과정이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 융복합 분야(MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY)의 국제 학술지 `어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 9월 17일 字 게재됐다.
(논문명: Trifunctional Graphene-Sandwiched Heterojunction-Embedded Layered Lattice Electrocatalyst for High Performance in Zn-Air Battery-Driven Water Splitting)
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 나노 및 소재기술개발사업 미래기술연구실의 지원을 받아 수행됐다.
2024.10.22
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극한의 환경에서도 적용가능 열전 소재 최초 개발
스마트 의류와 같은 웨어러블 기기에서 활용될 수 있으며, 극한의 환경에서도 안정적인 열 에너지 성능을 유지할 수 있는 열전 소재가 한국 연구진에 의해 개발되었다. 기존 열전 소재 분야의 오랜 난제였던 열전 소재의 성능과 기계적 유연성 간의 딜레마를 획기적으로 해결하였고 상용화 가능성을 입증하기도 했다.
우리 대학 신소재공학과 정연식 교수와 기계공학과 박인규 교수 공동 연구팀이 국립한밭대학교 오민욱 교수, 한국기계연구원(원장 류석현) 정준호 박사 연구팀과 협업을 통해, 차세대 유연 전자소자를 위한 혁신적인 에너지 수확 솔루션인 ‘비스무트 텔루라이드(Bi2Te3) 열전 섬유’를 개발하는 데 성공했다고 21일 밝혔다.
열전 소재는 온도 차이가 있을 때 전압을 발생시켜 열에너지를 전기에너지로 변환하는 소재로, 현재 약 70%의 에너지가 폐열로 사라지는 상황에서 이러한 폐열을 회수해 재활용할 수 있는 지속가능한 에너지 물질로 주목받고 있다.
우리 주변의 열원은 인체, 차량 배기구, 냉각 핀 등 대부분 곡면 형태를 띠고 있다. 세라믹 재료 기반의 무기 열전 소재는 높은 열전 성능을 자랑하지만 깨지기 쉬워 곡선형 제작이 어렵다는 단점이 있다. 반면, 기존 고분자 바인더를 사용한 유연 열전 소재는 다양한 형상의 표면에 적용할 수 있지만 고분자의 낮은 전기전도성과 높은 열 저항으로 인해 성능이 제한적이었다.
기존 유연 열전 소재는 유연성 확보를 위해 고분자 첨가제가 들어가지만, 이는 소자 성능에 심각한 제약을 가져오는 문제가 있었다. 연구팀이 개발한 무기 열전 소재는 첨가제 대신 나노 리본을 꼬아 실 형태의 순도 100% 열전 소재를 제작하는 방식으로 이러한 한계를 극복했다.
무기 나노 리본의 유연성에서 아이디어를 착안한 연구팀은 나노몰드 기반 전자빔 증착 기술을 사용해 나노 리본을 연속적으로 증착한 후 이를 실 형태로 꼬아 비스무트 텔루라이드(Bi2Te3) 무기 열전 섬유를 제작했다.
이 무기 열전 섬유는 기존 열전 소재보다 높은 굽힘 강도를 지니며 1,000회 이상의 반복적인 구부림과 인장 테스트에도 전기적 특성 변화가 거의 나타나지 않았다. 연구팀이 만든 열전소자는 온도차를 이용해 전기를 생산하는 소자로 섬유형 열전소자로 옷을 만들면 체온으로부터 전기가 만들어져서 다른 전자제품을 가동시킬 수도 있다.
실제로 구명조끼나 의류에 열전 섬유를 내장해 에너지를 수집하는 시연을 통해 상용화 가능성을 입증했다. 또한 산업 현장에서는 파이프 내부의 뜨거운 유체와 외부의 차가운 공기 사이의 온도 차를 이용해 폐열을 재활용하는 고효율 에너지 수확 시스템을 구축할 가능성도 열었다.
정연식 교수는 "이번 연구에서 개발된 무기 유연 열전 소재는 스마트 의류와 같은 웨어러블 기기에서 활용될 수 있으며, 극한의 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있어 향후 추가 연구를 통해 상용화될 가능성이 크다”고 말했다. 또한 박인규 교수는 “이 기술은 차세대 에너지 수확 기술의 핵심이 될 것이며, 산업 현장의 폐열 활용부터 개인용 웨어러블 자가발전 기기까지 다양한 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.”고 강조했다.
우리 대학 신소재공학과 장한휘 박사과정 학생과 고려대학교 세종캠퍼스 안준성 교수, 한국원자력연구원 정용록 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제학술지‘어드밴스드 머티리얼즈 (Advanced Materials)’9월 17일 字 온라인판에 게재되었으며, 연구의 우수성을 인정받아 후면표지(Back cover)논문으로 선정되었다. (논문명: Flexible All-Inorganic Thermoelectric Yarns)
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부의 지원을 받아 한국연구재단 중견연구자지원사업, 미래소재디스커버리사업, 글로벌 생체융합 인터페이싱 소재 센터, 산업통상자원부와 한국산업기술평가원(KEIT)의 지원 아래 수행됐다.
2024.10.21
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