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명재욱 교수, 한국인 최초 ‘40세 미만 차세대 환경공학 리더’ 선정
우리 대학은 건설및환경공학과 명재욱 교수가 미국 환경공학 및 과학 아카데미(AAEES, American Academy of Environmental Engineers and Scientists)가 주관하는 ‘40세 미만 차세대 환경공학 리더(40 Under 40 Recognition Program)’의 한국인 최초 수상자로 선정됐다고 12일 밝혔다.
이 상은 AAEES가 매년 혁신적인 연구성과와 사회적 기여, 교육적 리더십을 갖춘 차세대 환경공학 연구자를 선정해 수여하는 상으로, 명 교수는 프로그램 출범 이후 처음으로 선정된 한국인이라는 점에서 수상 의미가 더욱 크다. 시상식은 2026년 4월 워싱턴 D.C.에서 열릴 예정이다.
AAEES는 공인 환경전문가 인증(PEE) 제도 운영과 정책 자문, 국제 학술 교류 등을 통해 글로벌 환경공학 분야를 선도하는 세계 최고 권위의 전문기관으로, 이번 수상은 국내 환경공학 및 지속가능성 연구의 국제적 위상을 크게 높인 것으로 평가된다.
플라스틱 쓰레기 증가와 온실가스 배출이 심화되는 가운데 기존 기술만으로는 이를 해결하는 데 한계가 드러나고 있는 상황에서, 명재욱 교수는 메탄(CH₄)과 이산화탄소(CO₂) 등 온실가스를 생분해성 플라스틱으로 전환하는 기술을 개발하며 학계와 산업계의 큰 주목을 받아왔다.
그의 연구는 환경미생물학과 재료과학을 융합해 온실가스를 고부가가치 바이오소재로 전환하는 새로운 산업 패러다임을 제시했다는 점에서 높은 평가를 받고 있다.
명 교수 연구팀은 온실가스를 소재로 바꾸는 미생물 대사 제어 기술과 플라스틱의 합성·분해 효율을 동시에 향상시키는 촉진 공정, 그리고 산업 현장에서 적용 가능한 파일럿 공정 설계 및 엔지니어링 기술을 확보해 온실가스 감축과 플라스틱 오염 문제를 동시에 해결할 수 있는 지속가능 순환기술 모델을 구축했다.
또한 연구팀은 이러한 기반기술을 확장해 해양에서 자연스럽게 분해되는 생분해성 코팅 소재, 생체적합성을 갖춘 바이오 기반 전자 소재, 산업용 3D 프린팅 필라멘트 등 다양한 응용 제품을 개발하며 기초 연구에서 응용·산업화까지 이어지는 전 주기 혁신을 실현했다.
이 같은 성과는 플라스틱 다운사이클링 문제와 온실가스 활용 기술의 경제성 한계를 동시에 극복할 수 있는 세계적 수준의 지속가능 기술 대안으로 평가되고 있다.
명 교수는 인재 양성에서도 뛰어난 성과를 보이고 있다. 그가 지도한 학생들은 미국화학회(ACS) 환경화학 우수 대학원생상, 대통령과학장학금, 머크 이노베이션 컵 프라이즈, 대한민국 인재상 등 국내외 주요 상을 수상하며 차세대 환경·지속가능성 연구자로 성장하고 있다.
또한 산업체와의 기술 협력, 특허, 공공기관 자문 등 다양한 활동을 통해 연구 성과를 사회 및 산업 생태계로 확장하며 지속가능 기술사업화의 선도 연구자로 자리매김하고 있다.
AAEES 선정위원회는 “명재욱 교수는 기술적 탁월성과 사회적 책임, 교육 리더십을 고루 갖춘 연구자이자 환경공학의 새로운 영역을 개척한 혁신자”라고 평가했다.
명 교수는 “이 수상은 함께 연구하고 도전해 온 학생들과 KAIST의 협력적 연구 문화가 있었기에 가능한 성과”라며, “지속가능한 자원순환 기술로 인류와 지구의 미래를 밝히는 데 기여하겠다”고 소감을 밝혔다.
2025.12.12 조회수 734 -
물 속 '영원한 화학물질' 1,000배 빠르게 없앤다
프라이팬 코팅제와 반도체 공정 등에 쓰이는 ‘과불화합물(PFAS)’은 자연에서 거의 분해되지 않아 ‘영원한 화학물질’로 불리며, 전 세계 수돗물과 하천을 오염시켜 장기적인 인체 건강 위협 요인으로 지목되어 왔다. 이에 우리 대학과 국제 공동연구진이 PFAS를 기존보다 1,000배 빠르게 제거할 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다.
우리 대학은 건설및환경공학과 강석태 교수 연구팀은 부경대 김건한 교수, 미국 라이스대 마이클 S. 웡(Michael S. Wong) 교수 연구팀, 옥스퍼드대, 버클리국립연구소, 네바다대와 함께, 기존 정수용 소재보다 최대 1,000배 빠르고 효율적으로 물속 PFAS를 흡착·제거할 수 있는 새로운 기술을 개발했다고 30일 밝혔다.
과불화합물(PFAS)은 탄소(C)와 플루오르(F)의 결합으로 이루어진 화학물질의 집합물질로, 절연성과 내열성이 뛰어나 프라이팬 코팅제, 방수 의류, 윤활유, 반도체 공정, 군수·우주 장비 등 다양한 산업에 폭넓게 쓰인다.
하지만 사용 및 폐기 단계에서 환경으로 쉽게 유출되어 토양·물·대기를 오염 시키고, 식품이나 공기를 통해 인체에 축적된다.
2020년 조사 결과, 미국 수돗물의 45%, 유럽 하천의 50% 이상에서 PFAS 농도가 환경기준을 초과했다. 인체에 축적된 PFAS는 거의 배출되지 않아 면역력 저하, 이상지질혈증, 성장 저해, 신장암 등 다양한 건강 문제를 일으킬 수 있다.
이 같은 이유로 EU는 산업 전반에서 PFAS 사용을 단계적으로 금지, 미국은 2023년부터 제조·수입업체 보고를 의무화, 2024년에는 대표 물질인 PFOA(퍼플루오로옥탄산)·PFOS(퍼플루오로옥탄산)의 음용수 기준을 4 ppt로 강화했다. 즉, 아주 미세한 양이라도 인체에 해로울 수 있기 때문에 물 1리터 속에 이 물질이 4조분의 1그램(즉, 4ppt)만 있어도 기준을 넘는다는 뜻이다.
PFAS 정화 과정은 일반적으로 오염수를 흡착해 농축한 뒤, 광촉매 또는 고도산화(Advanced Oxidation) 공정을 통해 분해하는 두 단계로 진행된다. 그러나 현재까지 적절한 흡착제의 부재로 정화 효율이 매우 낮았다. 활성탄이나 이온교환 수지의 경우 흡착 속도와 흡착량이 모두 제한적이기 때문이다.
이번 공동연구팀은 기존의 활성탄이나 이온교환수지보다 최대 1,000배 더 많은 PFAS를 빠르게 흡착할 수 있는 새로운 소재를 개발했다. 이 소재는 구리와 알루미늄이 결합된 점토 형태의 물질(Cu–Al 이중층 수산화물, LDH)로, PFAS를 짧은 시간 안에 효과적으로 붙잡아 물에서 제거할 수 있다.
또한 열이나 화학 처리를 통해 여러 번 재사용이 가능해, 환경적으로도 지속 가능한 정화 기술로 평가된다.
이번 연구는 부경대 김건한 교수(제1저자 및 교신저자), 라이스대학교 정영균 박사후연구원(공동 제1저자), KAIST 강석태 교수(교신저자)가 주도했으며, 연구 결과는 국제 학술지 어드밴스트 머티리어(Advanced Materials)(IF 26.8) 9월 25일 자 온라인 커버 논문으로 게재되었다.
※ 논문명: Regenerable Water Remediation Platform for Ultrafast Capture and Mineralization of Per- and Polyfluoroalkyl Substances, DOI: 10.1002/adma.202509842
이번 성과는 한국연구재단의 중견연구사업과 과학기술정보통신부의 과학난제도전 융합연구개발사업의 과학난제 도전형 연구사업 및 세종과학펠로우십의 지원으로 수행했다.
2025.10.30 조회수 2135 -
AI로 기후리스크에 강한 도시 상권 찾아낸다
우리 대학은 도시인공지능연구소(소장 건설및 환경공학과 윤윤진 지정석좌교수)가 미국 MIT 센서블 시티 랩(Senseable City Lab, 소장 Carlo Ratti 교수)과 함께 ‘도시와 인공지능(Urban AI)’분야의 공동연구를 진행하고, 그 성과를 서울 코엑스에서 열린 9월 말 ‘스마트라이프위크 2025(Smart Life Week 2025)’ 전시를 통해 공개했다고 10월 29일 밝혔다.
KAIST와 MIT는 도시의 주요 문제를 인공지능으로 해석하는‘Urban AI 공동연구 프로그램’을 추진해 왔으며, 이번 전시에서는 ▲도시 기후 변화 ▲녹지 환경 ▲데이터 포용성 등 세 가지 주제를 중심으로 연구 성과를 시민이 직접 체험할 수 있는 형태로 선보였다.
양 기관은 이번 협력을 통해 AI 기술이 도시의 문제를 계산하는 도구를 넘어, 사회적 이해와 공감을 이끄는 새로운 지능으로 확장될 수 있음을 보여주며 ▲도시의 열과 매출 ▲치유하는 자연, 서울 ▲데이터 소니피케이션 등 세 가지 프로젝트를 진행했다.
첫 번째 프로젝트인 ‘도시의 열과 매출’은 기후 변화가 도시 상권과 소상공인 생태계에 미치는 영향을 인공지능으로 분석한 연구다. 서울시 426개 행정동별 96개 업종에 대한 매출과 날씨 등 3억 개 이상의 데이터를 학습한 인공지능 모델을 통해, 기온과 습도 등의 기후 요인이 업종별 매출에 미치는 영향을 정량화했다.
그 결과는 각 지역·업종별로 기후 변화에 얼마나 잘 적응하고 회복할 수 있는지를 점수화한 ‘도시의 회복력(Urban Heat Resilience)’지표 40,896개로 시각화되어 어느 지역이 기온 리스크에 강한 상권인지 등 지역별 상권의 회복력 수준을 한눈에 파악할 수 있도록 구성되었다.
연구에 따르면 편의점 업종의 경우, 총 426개 행정동 중 64.7%는 기후 변화에 비교적 안정적인 ‘기후 중립 지역’이며 나머지 35.3%는 기후 변화에 영향을 크게 받는 ‘기후 민감 지역’에 속하는 것으로 분석되었다. 이는 편의점 업종의 영업 환경은 지역별로 기후 영향 편차가 존재하며, 도시 회복력 관점에서 향후 입지 전략 수립 시 참고할 수 있는 데이터로 활용 가능하다.
관람객은 실제 서울 지도를 기반으로 지역과 업종을 선택해, AI가 미래 기온 상승 시나리오에 따른 매출 변화를 실시간으로 예측하는 시스템을 체험할 수 있었다.
해당 예측 모델은 KAIST가 자체 개발한 기술로, 향후 보스턴·런던 등 세계 주요 도시와의 협력 확장도 추진될 예정이다. 이 연구는 향후 소상공인의 개업 전략 수립과 도시 기후 리스크 대응 정책 수립에 새로운 방향을 제시할 것으로 기대된다.
두 번째 프로젝트 ‘치유하는 자연, 서울’은 MIT의 글로벌 프로젝트 ‘Feeling Nature’의 서울 확장판으로, 스트리트뷰·지도·위성 이미지 등 도시 환경 데이터와 시민 설문 데이터를 결합해 AI가 ‘서울 시민이 실제로 느끼는 녹지의 심리적 경험(psychological green)’을 추정하도록 학습시켰다.
이를 통해 단순히 나무나 공원의 면적을 계산하는 수준을 넘어, 시민이 느끼는 정서적 회복력(emotional resilience)과 웰빙(well-being)을 반영한 새로운 도시 설계 방향을 제시했다. 해당 연구는 향후 서울시 녹지 정책 및 지역 맞춤형 도시 디자인에 활용될 과학적 근거를 제공할 것으로 기대된다.
마지막 프로젝트인 ‘데이터 소니피케이션’은 3억 건이 넘는 데이터를 음악처럼 해석해 들을 수 있게 만든 세계 최초의 인공지능 기술이다. AI는 온도·습도·매출 등 데이터를 활용해 기온이 오르면 음이 높아지고, 매출이 줄면 소리가 낮아지는 식으로 정보를 소리로 표현한다. 이를 통해 시각 대신 청각으로 도시 데이터를 ‘듣는’ 새로운 감각적 경험을 제공한다.
이 기술은 시각장애인이나 어린이 등 시각 정보 접근이 어려운 사람도 데이터를 직관적으로 이해할 수 있도록 돕는 포용적 AI 기술로, ‘모두를 위한 인공지능(Barrier-Free AI)’의 대표 사례다.
이번 연구를 후원한 서울AI재단 김만기 이사장은 “KAIST와 MIT 등 세계적 연구기관과의 협업을 통해 도시 환경과 시민 삶을 인공지능으로 분석한 뜻깊은 성과를 거뒀다”며 “이번 연구가 시민의 관점에서 도시 변화를 이해하고 이를 정책과 생활로 연결하는 기반을 마련했다”고 말했다.
윤윤진 소장은 “이번 전시는 인공지능이 도시를 계산하는 기술을 넘어, 사람과 도시를 이해하고 공감하는 지능으로 발전할 수 있음을 보여줬다”며 “시민이 함께 데이터를 만들고 경험하며, 세계 여러 도시와 협력해 더 포용적이고 지속 가능한 도시 미래를 열어가겠다”고 밝혔다.
이번 성과는 KAIST 도시인공지능연구소과 미국 MIT 센서블 시티 랩(MIT Senseable City Lab)이 참여한 AI 분야 글로벌 협력 연구사업 과제로, 서울AI재단의 후원을 받아 수행되었다.
※연구성과 이미지/동영상: https://05970c0c.slw-6vy.pages.dev/
2025.10.29 조회수 2291 -
도시 인공지능 연구소, 과기정통부 Brain Pool 기관유치형 과제 선정
우리 대학 도시 인공지능 연구소(소장: 윤윤진 교수)가 과학기술정보통신부 Brain Pool(BP) 기관유치형 과제에 선정되었습니다. 이번 성과는 연구소장 윤윤진 교수와 건설 및 환경공학과 인소영, 전기및전자공학부 한수진 교수과 함께 기획한 공동 제안이 결실을 맺은 것으로, 연구소의 도시 인공지능 분야 연구 역량과 국제적 협력 잠재력을 높이 평가받은 결과입니다.
이번 BP 과제는 총 28개월간 21억 원 규모로 추진되며, 해외 저명 석학을 초빙해 Geospatial AI, Climate AI, Physical AI 등 세 가지 핵심 분야를 중심으로 도시 문제 해결형 인공지능 연구를 본격적으로 수행할 예정입니다. 이를 통해 산·학·연·관 협력 체계를 기반으로 인공지능 핵심 기술을 개발하여 도시의 지속 가능한 성장과 ‘인지 도시’로의 전환을 선도하고, 시민이 체감하는 다양한 문제를 사전에 진단·대응하는 연구를 이어갈 것입니다.
특히 이번 과제는 여성 중심 기관형 브레인풀 과제라는 점에서 의미가 큽니다. KAIST는 신진 여성 연구자들의 성장을 체계적으로 지원하고, 차세대 여성 과학기술인의 국제 연구 네트워크 참여를 적극적으로 확대할 예정입니다. 이는 국내 이공계에서 상대적으로 부족한 여성 연구 인력 양성과 연구 리더십 강화에도 크게 기여할 것으로 기대됩니다.
더불어 MIT, NYU, UIUC, UBC, USF, University of Toronto 등 세계 유수 대학의 연구자들과의 장기 공동연구를 통해 도시 인공지능 연구소는 국내 및 아시아를 선도하는 Urban AI 연구 허브로 도약할 예정입니다.
앞으로도 글로벌 협력을 바탕으로 미래 도시의 복잡한 문제에 대응하고, 인공지능을 통한 혁신적 기술 고도화를 위한 핵심 연구를 매진해 나갈 것입니다.
2025.10.02 조회수 1616 -
에탄이 온실가스 줄이고, 플라스틱도 만든다고요?
메탄은 이산화탄소(CO₂)보다 약 25배 강한 온실가스로, 기후변화 대응에서 가장 시급한 감축 대상 중 하나로 천연가스, 매립지 가스, 축산·폐수 처리 등 다양한 배출원에서 종종 에탄과 혼합된 형태로 존재한다. 천연가스 중 에탄도 큰 비중을 차지하며, 메탄 다음으로 최대 15%까지 포함돼 있다. 우리 연구진이 에탄이 이런 메탄을 에너지원으로 사용하는 ‘편성 메탄산화균’의 대사에 영향을 줘서 메탄을 저감시키고 바이오플라스틱 생산에 활용할 가능성을 제시했다.
우리 대학 건설및환경공학과 명재욱 교수 연구팀이 미국 스탠퍼드 대학교와의 공동연구를 통해, 천연가스의 주요 부성분인 에탄(C2H6)이 ‘편성 메탄산화균(Methylosinus trichosporium OB3b)’의 핵심 대사에 미치는 영향을 규명했다고 7일 밝혔다.
메탄산화균은 산소가 있는 조건에서 메탄을 에너지원으로 사용해 생장할 수 있는 세균으로, 이 중 ‘편성(obligate) 메탄산화균’은 메탄이나 메탄올과 같은 C1 화합물만을 성장 기질로 활용하는 것이 특징이다. 지금까지 이러한 편성 메탄산화균이 비(非)성장 기질인 에탄에 어떻게 반응하는지에 대한 연구는 이뤄지지 않았다.
연구팀은 이번 연구에서는 C2 기질인 에탄이 성장 기질로 사용되지 않음에도 불구하고, 편성 메탄산화균의 메탄 산화, 세포 성장, 생분해성 고분자인 폴리하이드록시부티레이트(Polyhydroxybutyrate, 이하 PHB) 합성 등 주요 대사 경로에 유의미한 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다.
연구팀이 다양한 메탄 및 산소 농도 조건에서 에탄을 첨가해 메탄산화균을 배양한 결과, ▲세포 성장 억제 ▲메탄 소비 감소 ▲PHB 합성 증가의 세 가지 대사 반응이 일관되게 나타났으며, 이러한 변화는 에탄 농도가 증가할수록 더욱 두드려졌다.
이번 연구에 따르면, 에탄은 단독으로는 메탄산화균에서 반응하지 않으며, 세균 역시 에탄만 주어졌을 때는 성장하지 않는다. 그러나 메탄과 함께 존재할 경우, 메탄을 산화하는 핵심 효소 ‘입자상 메탄모노옥시게네이스(pMMO)’를 통해 에탄이 함께 산화되는 ‘동시 산화(co-oxidation)’현상이 관찰됐다.
에탄이 산화되는 과정에서 생성되는 중간 대사산물 ‘아세테이트(acetate)’는 메탄산화균의 세포 성장을 억제하는 동시에, PHB(Polyhydroxybutyrate) 생산을 촉진하는 것으로 나타났다. PHB는 생분해성 바이오플라스틱의 원료로 주목받는 고분자 물질이다.
이러한 작용은 균이 처한 영양 상태에 따라 상반된 양상을 보인다. 영양이 충분한 상태에서는 에탄이 세포 성장에 부정적인 영향을 미치지만, 영양 불균형 상태에서는 오히려 PHB 축적을 유도해 긍정적인 효과를 나타낸다.
한편, 에탄을 첨가했을 때 메탄의 소비량은 감소했지만, 메탄 분해 효소인 pMMO를 구성하는 pmoA 유전자의 발현량에는 유의미한 변화가 없었다. 이는 에탄이 유전자의 전사(transcription) 수준에서는 영향을 미치지 않으며, 대신 효소의 실제 작동 능력(활성 수준)이나 전사 이후 조절 단계에서 영향을 준다는 사실을 입증한다.
연구팀은 에탄이 메탄산화균의 대사 흐름을 간접적으로 조절하는 조절자 역할을 하며, 메탄과 함께 있을 때 의도치 않은 방식으로 세포 성장과 PHB 생산에 영향을 미친다고 분석했다.
명재욱 교수는 “이번 연구는 ‘편성 메탄산화균’이 단일 기질 환경이 아닌 에탄과의 복합 기질 조건에서 어떻게 대사적으로 반응하는지를 체계적으로 규명한 최초의 사례”라며, “에탄과 같은 비성장 기질이 메탄 대사와 생분해성 고분자 생산에 미치는 영향을 밝힘으로써, 생물학적 메탄 저감 기술뿐 아니라 바이오플라스틱 생산에도 새로운 가능성을 제시한다”라고 전했다.
건설및환경공학과 박사과정 박선호 학생이 제1 저자인 이번 연구는 환경미생물학 및 생명공학 분야의 권위 있는 미국미생물학회(American Society for Microbiology) 학회지인 국제 학술지 응용 환경미생물학(Applied and Environmental Microbiology)에 7월 10일 자로 게재됐다.
※ 논문명: Non-growth substrate ethane perturbs core methanotrophy in obligate methanotroph Methylosinus trichosporium OB3b upon nutrient availability
(저자 정보 : 박선호(KAIST, 제1 저자), Chungheon Shin(Standford University), Craig S. Criddle (Standford University), 명재욱(KAIST, 교신저자) 총 4명)
※ DOI: 10.1128/aem.00969-25
한편, 이번 연구는 한국연구재단, 국토교통부, 해양수산부의 지원을 받아 수행됐다.
2025.08.07 조회수 3268 -
황선우 학생, 머크 이노베이션컵 2025 준우승 쾌거
우리 대학 건설및환경공학과 황선우 석박사통합과정생(지도교수 명재욱)이 독일의 과학기술기업 머크(Merck KGaA)에서 주관하는 글로벌 혁신 대회 ‘2025 머크 이노베이션 컵(Merck Innovation Cup)’에 국내 기관 소속 유일 출전자로 참가해 준우승(Runner-up)을 차지했다고 1일 밝혔다.
머크 이노베이션 컵(Merck Innovation Cup)은 머크(Merck KGaA)가 2011년부터 매년 개최해 온 과학기술 분야 글로벌 혁신 프로그램으로, 전 세계 대학원생 및 박사후연구원을 대상으로 지원을 받는다.
이번 대회에서 두 단계의 전형(1차: 커버레터, 이력서, 연구성과 기반 서류 평가, 2차: 제안서 평가)을 통해 1% 미만의(작년 기준*) 낮은 합격률 속에 총 42인의 최종 참가자가 선발됐다. 최종 참가자는 사업 아이디어 경쟁 및 공동연구 네트워크 형성의 기회를 얻으며, 모든 경비는 머크로부터 지원받는다.
*머크를 통해 공식 공개되지 않아 작년 합격률을 참고하였음
https://www.imperial.ac.uk/news/255513/merck-innovation-cup-winner-runner-up/
올해 대회는 7월 19일부터 25일까지 독일 루프트한자 제하임 컨퍼런스 호텔에서 강의 및 팀별 프로젝트가 진행되었다. 최종 발표, 심사 및 시상식은 마지막 날인 25일 다름슈타트(Darmstadt)에 위치한 머크 본사에서 진행됐다.
대회 결과, 총 7팀 중 스마트 제조(Smart Facturing)팀이 1위(Winner), 녹색(친환경) 화학(Green Chemistry)팀이 2위(Runner-up), 신약 개발(Drug Discovery)팀이 3위(Runner-up 2)를 차지해 수상했다.
올해는 ▲디지털 헬스케어(Digital Health) ▲신약개발(Drug Discovery) ▲녹색(친환경) 화학(Green Chemistry) ▲신경모사 인공지능 추론 가속(Neuro-inspired AI Inference Acceleration) ▲신경과학 및 면역학(Neuroscience & Immunology) ▲종양학(Oncology) ▲스마트 제조(Smart Facturing)의 총 7개 주제 영역에 대해 각 팀당 6인, 총 42인이 글로벌 규모로 선발됐다.
우리 대학 황선우 석박사통합과정생은 국내 기관 소속 유일 출전자이자 수상자로, 녹색(친환경) 화학(Green Chemistry) 소속으로 참가했다.
황 박사과정생이 포함된 녹색(친환경) 화학팀은 베를린자유대(독일), 소피아대(불가리아), 옥스퍼드대(영국), 하이델베르크대(독일) 박사과정 학생들로 구성되었고, 동문 멘토(Alumni coach)로 스테이시 파이바(Stacey Paiva) (現 네이처 케미스트리(Nature Chemistry)의 수석 편집자, 2019년도 참가)의 지도하에, 머크의 자체 화학 설계 소프트웨어인 ‘신시아(Synthia®)’에 환경친화적인 화학 합성을 위한 국제적 지침인 ‘녹색화학원칙(12 Principles of Green Chemistry)’을 도입하는 혁신적 도구를 설계했다.
해당 제안은 신시아(Synthia®)의 화학 산업 내 유해 부산물 최소화, 지속가능한 화학 공정, ESG 전략과 기술 경쟁력 강화를 유도할 수 있는 실질적 대안으로 평가됐으며, 혁신성과 머크 사업 전략과의 적합성 측면에서 높은 평가를 받아 최종 준우승을 차지했다. 수상팀에게는 5,000유로의 상금이 수여됐다.
※ Winner - 20,000 유로, Runner-up - 5,000 유로, Runner-up2 - 3,000 유로
대회 기간 동안 참가자들은 사업 아이디어 개발 및 국제 네트워킹 외에도, 각 분야의 저명인사 및 머크 임직원이 진행하는 특강, 야외 스포츠 활동 등 다양한 프로그램에 참여했다. 특히 사업 아이디어 구상 과정에서는 머크 내부의 분야별 사업 책임자들과 직접 의견을 교환하며, 실제 사업 진행 방식, 향후 전략, 제안 아이디어의 실현 가능성 등에 대해 깊이 있는 논의를 진행하는 기회가 주어졌다.
대회 종료 후, 독일 머크(Merck KGaA)의 미국·캐나다 법인인 밀리포어시그마의 혁신기술그룹(MilliporeSigma Technology Pioneering Group)의 기술리더인 윌렘 쿨스 박사(Willem Kools, PhD)는 이메일을 통해 “이번 사업 제안은 매우 인상적이었으며, 이 아이디어는 머크에도 큰 도움이 될 것으로 기대한다”며, “앞으로 더 많은 KAIST 학생들이 이 프로그램에 적극 지원할 수 있도록 널리 소개해 주길 바란다”는 뜻을 전했다.
황선우 학생은 “세계 각국의 우수한 연구자들과 함께 팀을 이루어 협력하고, 실제 산업 문제 해결을 고민할 수 있었던 것은 매우 값진 경험이었다”며, “KAIST에서 배운 학문적 토대와 연구 경험이 실제 글로벌 기술 혁신 무대에서 통할 수 있다는 자신감을 얻었다”고 소감을 전했다.
한편, 머크(Merck KGaA)는 독일 다름슈타트에 본사를 두고 있는 전 세계 70개국 이상 지사를 둔 세계적인 과학기술 기업으로, 1668년에 설립돼 350년 이상의 역사를 가진 세계에서 가장 오래된 제약·화학 기업 중 하나다. 주요 사업 분야는 헬스케어, 생명과학, 일렉트로닉스(반도체 소재 포함) 등이다.
2025.08.01 조회수 3034 -
유지환 교수, 세계적인 IEEE 로봇저널 최우수 논문상 수상
우리 대학 건설및환경공학과 유지환 교수가 5월 22일 미국 애틀랜타에서 열린 세계적인 로봇 학회인 ‘2025 IEEE 국제 로봇 및 자동화 학회(ICRA)’에서, 미국전기전자학회(IEEE) 산하 로봇 프리미어 저널 ‘로봇 및 자동화 레터(Robotics and Automation Letters, RA-L)’의 2024 최우수 논문상(Best Paper Award)을 수상했다.
이번 최우수 논문상은 2024년도에 출판된 약 1,500편의 논문 중 상위 5편에만 수여되는 영예로운 상으로, 국제적으로도 높은 경쟁률과 권위를 자랑한다.
유 교수가 수상한 논문은, 식물의 뿌리처럼 자라나는 동작(growing motion)을 통해 이동하거나 작업을 수행하는 연성재료(soft material) 기반의 ‘소프트 그로잉 로봇(Soft Growing Robot)’의 실용성과 응용 가능성을 획기적으로 확장할 수 있는 새로운 작업 채널 확보 기술을 제안했다.
기존 소프트 그로잉 로봇은 내부 압력을 높이거나 낮추어 몸체를 부풀리거나 수축시키는 방식으로 움직이기 때문에 내부통로가 압력에 의해 막히는 현상이 발생한다. 반면, 이번에 개발된 소프트 그로잉 로봇은 내부통로의 압력을 외부 대기압과 동일하게 유지한 채로 자라나는 기능을 구현함으로써, 로봇의 유연하고 부드러운 특성을 그대로 유지한채 내부통로를 확보하는 데 성공했다.
이러한 구조는 로봇 내부에 위치한 통로(작업 채널)를 통해 다양한 재료나 도구를 자유롭게 전달할 수 있게 하며, 작업 환경에 따라 장비를 유연하게 교체함으로써 다목적 작업 수행이 가능하다는 장점을 가진다.
연구팀은 본 기술의 효과를 입증하기 위해 프로토타입을 제작하고, 다양한 실험을 통해 성능을 검증했다. 특히, 슬라이드 플레이트 실험에서는 로봇 내부 채널에 재료나 장비가 방해 없이 통과할 수 있는지, 파이프 당기기 실험에서는 긴 파이프 형태의 도구를 내부 채널을 통해 끌어낼 수 있는지 확인했다.
실험 결과, 로봇이 자라나는 도중에도 내부 채널이 안정적으로 유지되는 것이 입증되었으며, 이는 기술의 실용성과 확장성을 뒷받침하는 핵심 근거로 작용한다.
유지환 교수는 “이번 수상은 국내 로봇공학 기술력과 학문적 성과가 세계적으로 인정받았다는 점에서 매우 뜻깊다”며, “특히, 소프트 그로잉 로봇의 실용성과 응용 분야를 크게 확장할 수 있는 기술적 진전을 이뤘다는 데 큰 의의가 있다. 연구팀의 헌신과 협력이 있었기에 가능했던 성과이며, 앞으로도 혁신적인 연구를 통해 로봇 기술의 발전에 기여하겠다”고 소감을 밝혔다.
본 연구는 건설및환경공학과 서동오 박사과정 학생과 로봇학제전공 김남균 박사과정 학생이 공동저자로 참여했고 로봇 및 자동화 레터저널에 2024년 9월 1일자로 게재했다.
(논문 제목: Inflatable-Structure-Based Working-Channel Securing Mechanism for Soft Growing Robots, DOI: 10.1109/LRA.2024.3426322)
한편 이번 과제는 한국연구재단의 미래유망융합기술파이오니어 연구과제및 중견연구과제를 동시에 지원받았다.
2025.06.09 조회수 3621 -
건설재료의 성능 평가를 위한 실험 자동화 시스템 개발
빅데이터와 인공지능 기반의 건설재료 품질관리 혁신 기술 제시
우리 대학 건설및환경공학과 김재홍 교수 연구팀은 시멘트 분산제의 성능을 정밀하게 평가할 수 있는 자동화 실험 시스템을 개발했다. 이 시스템은 기존 수작업 실험의 한계를 극복하고, 데이터 사이언스와 머신러닝 기법을 활용해 시멘트 기반 재료의 품질 관리를 혁신적으로 개선할 수 있는 길을 열었다.
건설재료 품질관리의 도전과제
콘크리트는 전 세계에서 가장 많이 생산되는 공학 재료지만, 시멘트와 골재 같은 원재료가 지역마다 성질이 달라 품질과 성능의 변동성이 크다. 따라서 콘크리트 재료의 성능 시험에는 많은 수의 샘플이 필요하며, 이는 노동 집약적인 작업으로 이어진다.
김재홍 교수는 "건설재료는 다른 공학 재료에 비해 변동성이 매우 크기 때문에, 재료의 성능평가 신뢰성을 높이려면 충분한 양의 데이터가 필요합니다. 이를 위해서는 많은 수의 샘플을 제조하고 테스트해야 하는데, 기존의 수작업 방식으로는 단순히 품질 검증을 위한 작은 수의 샘플을 사용하여 현장에서 불량 레미콘 등의 문제가 종종 발생하고 있습니다"라고 설명했다.
혁신적인 자동화 실험 시스템
연구팀이 개발한 자동화 실험 시스템은 230mL 모르타르 샘플의 레올로지 특성을 정밀하게 측정할 수 있다. 이 시스템은 시료 준비, 재료 혼합, 레올로지 측정 등의 과정을 모두 자동화하여 인력 투입 없이도 정확하고 일관된 데이터를 생산할 수 있다.
연구팀은 이 시스템을 사용해 130개의 모르타르 샘플을 분석하여 시멘트 분산제의 효과를 포괄적으로 특성화했다. 주성분 분석(PCA)을 통해 토크 측정값의 뚜렷한 패턴을 발견했으며, 이를 통해 패턴의 분산을 설명하고 분산제 성능 차이를 효과적으로 포착할 수 있었다.
특히 이 자동화 시스템은 7%의 변동 계수로 우수한 재현성을 달성했으며, 이는 재료의 고유한 변동성으로 간주될 수 있다. 또한 관찰 기반 학습을 통해 시스템의 유용성을 확장하여 유동성과 블리딩 속도를 성공적으로 예측할 수 있었다. 이 내용은 건설공학 분야에서 권위 있는 학술지인 Cement and Concrete Research에 "Automated experimentation for evaluating cement dispersant performance"라는 제목으로 게재되었다.
(https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2025.107895)
연구 결과 및 향후 계획
연구 결과는 3세대 시멘트 분산제의 우수한 성능을 확인하는 동시에, 분산제 사용량-레올로지 관계에 대한 통합적인 분석을 제시하였다. 이러한 자동화 실험 방식은 시멘트 기반 재료의 더 효율적이고 포괄적인 평가를 위한 프레임워크를 확립했다는 데 의의가 있다. 김재홍 교수는 "이번 연구에서 개발한 자동화 실험 시스템은 단순히 실험 과정을 자동화하는 것을 넘어, 데이터 사이언스와 머신러닝을 통합하여 건설재료의 품질관리 패러다임을 변화시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다"라고 강조했다.
한편, 연구팀은 건설재료의 성능 평가를 위한 자동화 실험 시스템 개발에 앞서, 건설재료의 특성에 적합한 머신러닝 알고리즘을 개발하였다. KAIST 건설및환경공학과/데이터사이언스대학원 강인국 박사과정이 제1저자로 참여한 관찰 기반 학습(observation-based learning), 도메인 적응(domain adaptation) 학습 알고리즘 등에 관한 연구는, 건설공학 분야에서 권위 있는 학술지인 Cement & Concrete Composites 등에 게재되었다.
(https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2025.105943, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.133811).
연구팀은 앞으로 이 자동화 시스템을 확장하여 시멘트 분산제 성능 평가뿐만 아니라 강도 발현, 수화열, 내구성 등 다양한 콘크리트 성능 지표에 대한 자동화 실험을 수행할 계획이다. 또한 해외건설 및 국내건설 현장의 건설재료 변동성으로 인한 시공실패를 사전에 예측하고 방지하기 위한 성능평가 실험 자동화 및 로봇 플랫폼을 확장 구축할 예정이다.
김 교수는 "궁극적으로 우리의 목표는 건설산업에서 전문 테크니션 부족 문제, 기능인력 노령화 문제, 주52시간제 시행 등에 대응하기 위한 건설재료 품질관리 및 성능평가의 완전한 자동화 시스템을 구축하는 것입니다. 이를 통해 데이터 기반의 의사결정이 가능한 스마트 건설 환경을 조성하고자 합니다"라고 밝혔다.
이 연구는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었다.
2025.04.14 조회수 4828 -
건설및환경공학과 김영주 석사과정 학생, 2025 세계 청년과학자 정상회의(GYSS) 한국대표 선정
우리 대학 건설및환경공학과 김영주 석사과정 학생(지도교수: 명재욱)이 한국연구재단의 양자연구교류지원사업에 선정되어 싱가포르 연구재단(National Research Foundation Singapore)이 주최하는“제13회 세계 청년과학자 정상회의(GYSS)”한국대표 8인에 선정됐다.
제13회 GYSS는 싱가포르 연구재단이 전 세계 신진과학자를 초청하여 이들을 대상으로 노벨상 수상자를 비롯한 저명 과학자의 강연 및 멘토링, 우수 신진과학자 간 학술교류와 네트워킹의 장으로 개최했다.
김영주 학생은 우리 대학 생명과학과 학사과정, 건설및환경공학과 석사과정을 통해 범지구적 환경 난제인 플라스틱 오염에 대응하기 위해 플라스틱이 미생물 생태계에 미치는 영향을 연구하고 있다.
또한, 김영주 학생은 ▲2024년 한국연구재단 주관 석사과정생연구장려금지원사업 선정, ▲2024년 관정이종환교육재단의 국내 대학원 장학생 선정, ▲2024년 해양수산과학기술진흥원 주관 청년연구자 국제 연구기관 방문 프로그램 선발, ▲2024년 글로벌리더십센터의 Save the Earth 프로그램에 선발되는 등 재학 기간 중 다양한 활동과 도전을 해왔다.
2025.01.16 조회수 4620 -
유지환 교수, IEEE 로봇·자동화 분과 아시아대표로 선임
우리 대학 건설및환경공학과 유지환 교수가 세계적인 학회인 IEEE* 로봇 및 자동화 분과(Robotics and Automation Society, RAS)에서 아시아 지역 대표로 의사결정위원회(Administrative Committee, AdCom) 위원으로 선임되었음을 3일 밝혔다.
*IEEE: 미국전기전자학회(Institute of Electrical and Electronics Engineers): 전기전자공학, 컴퓨터, 로봇공학, 통신 등 다양한 공학 분야에서 세계 최대 규모의 학회
유 교수는 이번에 아시아를 대표하는 멤버로 선임돼 2025년 1월부터 3년간 활동하게 된다. 특히, 이번 선임은 우리나라가 일본과 중국이 독점해 온 아시아 지역 대표 자리를 가져왔다는 점에서 매우 의미 있는 성과로 평가된다.
IEEE RAS 의사결정위원회는 로봇 및 자동화 분야에서 학회의 정책 결정과 전략적 방향성을 이끄는 핵심 조직으로, 매년 전 세계에서 단 6명만이 새롭게 선출되며, 전체 위원은 18인으로 구성되어 있다.
또한 유 교수는 세계적인 학회인 IEEE 석학회원(Fellow)*으로 선정되었고 2025년 1월부터는 IEEE 햅틱스 저널(Transactions on Haptics) 편집장(Editor-in-Chief, EiC)으로도 활동할 예정이다.
*IEEE 석학회원(Fellow): IEEE 회원 중 연구 성과와 공헌이 탁월한 소수의 연구자에게 수여되는 명예로운 지위로, 전 세계 회원의 최상위 0.1% 이내에 해당하는 연구자 중에서만 선정되는 IEEE의 최고 등급 회원 자격임
유지환 교수는 햅틱스 및 원격제어 분야의 세계적인 석학으로, 안정성과 시간지연 문제를 해결하며 다수의 국제 저널 논문과 특허를 통해 해당 분야에 기여해 왔다. 유 교수는 2018년부터 국제학회 ‘아시아햅틱스(AsiaHaptics)’ 총괄 의장(General Chair) 및 ‘세계 햅틱스 학회(World Haptics Conference)’ 편집장(Editor-in-Chief)을 역임한 바 있다.
유 교수는 “이번 선정을 통해 한국 및 아시아 로봇 소사이어티의 이익을 세계적으로 대변하고, 대한민국 로봇 및 자동화 기술의 위상을 국제적으로 알리며, 학문적 교류와 기술 발전에 기여하겠다”라는 포부를 밝혔다.
또한 “IEEE 석학회원으로 선정되어 큰 영광이며, 앞으로도 학문적 연구와 기술 혁신을 통해 대한민국과 세계 로봇공학 및 자동화 분야 발전에 기여하겠다”는 소감을 전했다.
한편, 유지환 교수는 KAIST에서 기계공학 석박사 학위를 취득했으며, 미국 워싱턴대학교 및 독일 항공우주연구원에서 박사후연구원을 거쳐 2019년부터 KAIST 건설및환경공학과 교수로 재직 중이다. 현재 KAIST 로봇학제전공 주임교수도 겸임하고 있다.
2025.01.03 조회수 4893 -
건설및환경공학과 최신형 박사과정 학생, 2024 대한민국 인재상 수상
우리 대학 건설및환경공학과 최신형 박사과정 학생 (지도교수: 명재욱)이 교육부가 주최하고, 한국장학재단이 주관하는 2024년 대한민국인재상 대학생·청년 일반 부문 수상자로 선정됐다.
최신형 학생은 유엔환경계획(UNEP) 인턴, 수처리 기업 (주)부강테크, 우리 대학 건설및환경공학과 석사, 박사과정을 통해 환경 분야에서 주도적으로 진로를 탐색해왔으며, 전 세계적으로 심각한 문제로 떠오른 플라스틱 오염에 대응하기 위해 생분해성 플라스틱 분해 연구를 수행하고 있다. 대표 연구성과로는 ▲미세플라스틱 발생을 방지할 수 있는 해양 생분해성 종이 코팅제 개발, ▲세계 최초 완전히 생분해되는 전자활성 필름 개발 등이 있다. 생분해성 플라스틱의 분해 연구를 통해 환경오염 문제 해결에 기여한 공로로 2024년 대전시 환경상 연구·개발 부문 수상자로 선정되기도 하였다.
또한, 최신형 학생은 우리 대학 재학 중 다양한 활동과 도전을 통해 학문적 성취와 리더십을 인정받았다. ▲건설및환경공학과 S.M.A.R.T. 리더상, ▲Global Leadership Award (도전 부문), ▲Education4.0Q TA Excellence Award, ▲BK21 사업 해외방문 수기 최우수상, ▲대학원생 우수논문상, ▲KAIST Q-DAY 특별포상(창의 부문) 등을 수상하였으며, 2024년 글로벌리더십센터의 Save the Earth 프로그램에 참여하여 연구실 동료들과 함께 우즈베키스탄에서 폐기물 자원화 기술을 활용한 환경 개선 프로젝트를 진행하였다.
최신형 학생은 “자유롭고 주도적으로 연구하며 성장할 수 있게 이끌어주신 명재욱 지도교수님과 다양한 성장과 도전의 기회를 제공해주신 학교에 깊은 감사를 드리며 앞으로도 지속가능한 환경을 위한 연구를 수행하겠다”고 말했다.
한편, 대한민국 인재상은 창의성과 열정을 바탕으로 새로운 가치를 창출하고 타인에 대한 공감과 실천으로 공동체 발전에 기여한 인재를 발굴하기 위한 것으로 17개 시도의 지역 심사를 거쳐 총 고등학생 50명, 대학생·청년 일반 50명 등 100명을 최종 선정했다.
2024.12.23 조회수 4087 -
철도 연구협력 및 인재양성 위해 국가철도공단과 맞손
우리 대학이 국가철도공단과 철도분야 미래성장을 위한 상호 협력체계 구축을 위한 업무협약을 9일(월) 체결했다고 밝혔다. 이번 협약식에는 이광형 총장과 이성해 국가철도공단 이사장이 참석했으며, 양 기관은 ▲ 철도산업 분야의 공동 연구과제 발굴 및 수행 ▲ 철도 전문인재 육성을 위한 교육과정 개설 ▲ 철도 기술 전문가 양성을 위한 인력 및 학술 교류 등 산학협력을 펼쳐 나가기로 약속했다.
협약 이행을 위해 우리 대학과 철도공단은 ‘철도 디지털 건설 및 유지관리 플랫폼 기술개발(디지털트윈)’과 ‘세계 최초 무정차 승하차 열차 시스템 연구’의 기획을 공동으로 준비 중에 있으며, 2025년부터 우리 대학 학위과정인 ‘미래도시석사’와 신규 비학위과정인 ‘철도 미래 신기술(디지털트윈, AI 등)’ 교육과정에 공단 직원이 참여하기로 했다.
이성해 국가철도공단 이사장은 “최근 AI 등 4차 산업혁명 기술이 급속히 발전하면서 철도산업에서도 융·복합 기술 개발과 적용을 위한 연구와 인재를 필요로 하고 있다. 이번 산학협력이 철도 발전에 대한 촉매가 될 것으로 기대된다” 라고 밝혔다.
이광형 총장은 “이번 협약을 통해 KAIST의 뛰어난 교육·연구 역량과 국가철도공단의 풍부한 실무 경험이 결합하여 강력한 시너지를 창출하고, 철도 분야의 발전을 이끌어갈 인재 양성은 물론 혁신을 선도할 수 있을 것으로 기대된다” 라고 말했다.
2024.12.10 조회수 4720