%EA%B5%AD%EC%A0%9C%EA%B3%B5%EB%8F%99
-
KAIST 제조AI빅데이터센터 – 미국 MIT MIMO, 글로벌 제조 혁신을 위한 차세대 AI 공동연구 착수
KAIST 제조AI빅데이터센터와 미국 MIT Machine Intelligence for Manufacturing and Operations(이하 MIT MIMO)는 미국 MIT에서 2025년 2월 12일(현지시간) “자가 적응 AI 기반 이차전지 모듈팩 통합 시스템 개발”에 대한 킥오프 미팅을 시작으로 국제공동연구를 본격적으로 시작했다.
이번 연구는 중소벤처기업부(이하 중기부)가 추진하는 2024년 전략기술 테마별 프로젝트(DCP, Deep-Tech Challenge Project)의 일환으로 진행된다. DCP 프로젝트는 중소·벤처기업이 고위험·고성과 R&D에 과감히 도전할 수 있도록 지원하는 대규모 연구개발 프로그램으로, 민·관 합동으로 최대 100억 원 규모의 연구개발 자금이 투입된다. 이번 프로젝트에는 혁신 중소·벤처기업 98개 기업이 지원하였으며, 중기부는 2024년 12월 글로벌 시장을 선도할 가능성과 국가 전략적 기술 확보 필요성을 고려하여 최종 6개 과제를 선정했다.
KAIST 제조AI빅데이터센터는 선정된 6개 과제 중 이차전지 분야에서 국내 맞춤형 이차전지 선두기업인 ㈜CTNS와 함께 공동연구를 추진하며, 글로벌 협력을 위해 MIT MIMO와 국제 공동연구개발을 진행한다. ㈜CTNS는 일반 배터리 제조 공장과 차별화된 유연생산 자동화 솔루션을 보유·운영하는 이차전지 기술 혁신 기업으로, 배터리팩 설계부터 제조, 사용 관리까지 전 과정을 아우르는 서비스를 제공하고 있다. 본 과제에서는 글로벌 톱 티어(top-tier) 연구기관인 KAIST 제조AI빅데이터센터와 MIT MIMO가 자가 적응형 차세대 AI를 개발하고, 이를 ㈜CTNS의 이차전지 모듈팩 기술력과 결합하여 ㈜CTNS가 차세대 AI 기반 기술 혁신을 주도하고 글로벌 경쟁력을 강화할 수 있도록 지원할 계획이다.
이번 킥오프 미팅에서는 연구 목표와 계획을 공유하고, 각 참여 기관 및 기업 간 협력 방안을 논의하는 자리가 마련되었다. 앞으로 KAIST 제조AI빅데이터센터와 MIT MIMO는 정기적인 협력 회의를 통해 연구 진행 상황을 점검하고, 기술 개발을 가속화할 예정이다.
KAIST 제조AI빅데이터센터장인 김일중 교수는 "세계적인 연구기관과의 협업을 통해 기술적 시너지를 창출하고, 중소·벤처기업과의 긴밀한 협력을 바탕으로 연구 성과를 극대화할 계획"이라고 밝혔으며, KAIST 제조AI빅데이터센터 김흥남 교수는 “한미간 제조AI분야 협력을 통해 우리나라 중소제조기업이 글로벌 제조기업으로 성장하는 계기를 만들겠다”라고 포부를 밝혔다.
KAIST 제조AI빅데이터센터와 MIT MIMO가 협력하여 진행하는 본 연구는 차세대 AI 기술 개발에 크게 기여할 것으로 기대되며, 글로벌 이차전지 산업의 혁신을 주도할 중요한 이정표가 될 것이다.
2025.02.13 조회수 1383 -
KAIST 연구자들의 축제, 2024 리서치데이 개최
우리 대학이 '2024년 KAIST 리서치데이(Research Day)'를 21일 대전 본원 학술문화관(E9)에서 개최했다.
2016년부터 매년 개최하고 있는 'KAIST 리서치데이'는 탁월한 성과를 배출한 연구자를 포상하고 우수 연구성과를 공유해 연구개발(R&D) 정보를 교류하는 자리다.
최고 연구상인 '연구대상'은 방효충(항공우주공학과) 교수가 수상했다. 방 교수는 2001년 부임 이래 다양한 형태의 자율화 드론과 인공위성 자세제어기술을 연구해 왔다. 이를 통해, 초소형위성을 세 차례 우주로 발사하는 데 성공하고, 항공우주 연구와 교육을 선도한 업적을 높이 평가받았다.
이날 행사에서 방 교수는 수상을 기념해 '소형 드론의 자율화와 인공위성 유도․항법․제어 시스템 연구'를 주제로 강연한다. 소형 드론 기반의 자율 비행과 인공지능 기술을 결합한 자율화 연구가 민간 및 국방 분야에 적용된 사례와 초소형위성 시스템의 기술 자립화를 위한 연구 활동을 소개할 예정이다.방 교수는 "지난 10여 년간 항공우주의 핵심 기술 분야인 자율화 드론과 인공위성 제어 및 시스템을 연구해 국방기술과 국내 항공우주 기술 저변 확대에 기여하고 우수한 연구인력을 양성한 것에 큰 자부심을 느끼게 됐다"라고 수상 소감을 밝혔다.
이와 함께, 이재우(생명화학공학과), 김주영(전기및전자공학부) 교수가 각각 '연구상'을 수상한다. 리섕(Sheng Li, 생명화학공학과) 교수가 '특별연구상'을 받으며, 최준균(전기및전자공학부) 교수가 '이노베이션상' 수상자로 선정됐다.
정재웅(전기및전자공학부)·정원일(의과학대학원) 교수는 한 팀으로 ‘융합 연구상’을 받는다. ‘국제공동연구상’은 정희태(생명화학공학과) 교수, '현우 KAIST 학술상'은 오원석(경영공학부) 교수, 'QAIST 창의도전연구상'은 백윤정(화학과) 교수가 수상한다.
'KAIST 2023년 대표 R&D 연구성과 10선'도 소개된다. 심흥선(물리학과)·임미희(화학과)·주영석(의과학대학원)·박해원(기계공학과)·박종철(전산학부)·강이연(산업디자인학과)·조힘찬(신소재공학과)·제임스손(김재철AI대학원)·김형준(문술미래전략대학원)·인공위성연구소 연구팀 등이 지난 한 해를 대표하는 우수 연구를 수행한 것으로 평가받았다.
특히, KAIST 인공위성연구소는 주·야간 및 기상 조건과 관계없이 지표 관측이 가능한 영상레이다 위성을 개발해 교원 연구팀이 아닌 교내 연구조직 중심 연구팀 중 처음으로 대표 연구성과에 이름을 올렸다.
또한, 올해는 'KAIST 14대 미래선도기술'이 포상 분야로 추가됐다. 12대 국가전략기술에 탄소중립과 국방 기술까지 더한 총 14개 연구 분야로 산업적, 사회·경제적으로 탁월한 성과를 창출한 대표 연구성과들이 해당한다.
▴반도체·디스플레이 분야 최양규·최성율·최신현(전기및전자공학부), 김경민(신소재공학과) ▴이차전지 분야 김희탁(생명화학공학과) ▴첨단모빌리티 분야 이동만(전산학부) ▴차세대 원자력 분야 김용희(원자력및양자공학과) ▴첨단바이오 이상엽(생명화학공학과) ▴우주항공·해양 분야 강경인(인공위성연구소) ▴수소 분야 배중면(기계공학과), 신동혁(항공우주공학과) ▴사이버보안 분야 강민석(전산학부) ▴인공지능 분야 안성진(전산학부) ▴차세대통신 분야 김성민(전기및전자공학부) ▴첨단로봇·제조 분야 공경철(기계공학과) ▴양자 분야 안재욱(물리학과) ▴탄소중립 분야 김형준(문술미래전략대학원) ▴국방 분야 심현철(전기및전자공학부) 등 교원과 연구원을 포함한 총 18명이 수상자로 선정됐다. 조병관 연구처장은 "우수한 성과를 거둔 연구자들이 한자리에 모여 도전적이고 혁신적인 다양한 아이디어를 공유하는 오늘의 교류가 글로벌 과학기술을 선도하는 또 다른 연구의 시작점이 되길 바란다"라고 말했다.
2024.05.21 조회수 5681 -
디지털인문사회과학부, University of Texas at Austin 협업 수업 진행
우리 대학 학부생과 미국 텍사스대학교 오스틴 캠퍼스(University of Texas at Austin, 이하 UT Austin)의 학생들이 국제 공동 수업을 진행했다. 디지털 인문사회과학부가 개설한 '영어와 미국문화' 강좌(담당 교수 김은경) 수강생 21명과 UT Austin의 아시아학부(Department of Asian Studies)가 개설한 'Third-Year Korean I' 강좌(담당교수 Alice McCoy-Bae) 수강생 25명은 8개 그룹으로 나뉘어 이번 가을 학기동안 토론 수업을 진행했다. 수강생들은 음식, 대학, 영화 등 다양한 양국의 문화에 대해 토론하고 하나의 주제를 선정해 온라인(ZOOM) 발표회를 진행했다. 이 국제 공동 수업은 매년 가을학기에 개설되는 과목으로 작년에 두 번째로 개설되었다.
2023.12.05 조회수 3669 -
뇌인지과학과 1주년 기념 심포지엄 개최
우리 대학이 다음 달 2일부터 4일까지 총 3일간 대전 본원 의과학연구센터(E7)에서 '뇌인지과학과 국제심포지엄'을 개최한다.
이번 심포지엄은 뇌인지과학과(학과장 정재승)의 설립 1주년을 기념하는 행사로 국내 뇌인지과학 분야의 저변확대와 차세대 인력양성 등을 논의하기 위해 마련됐다. 이를 위해, 미국 UC 버클리(UC Berkeley), 뉴욕대학교(New York University, 이하 NYU), 스위스 로잔연방공과대학교(EPFL) 등 유수 대학의 세계적 석학들과 구글 딥마인드(Google DeepMind), 아이비엠 리서치(IBM Research) 등에서 활발하게 활동 중인 뇌기반 인공지능연구자 등 13명의 해외 뇌과학자·뇌공학자를 초청했다. 또한, 국내 관련 분야의 리더들과 학술교류 및 공동연구를 논의하고, 우리 대학의 비전에 부합하는 향후 50년의 미래 연구 계획을 함께 모색할 예정이다. '뇌인지 분야의 난제'를 주제로 다루는 심포지엄 첫날에는 양단(Yang Dan) 미국 캘리포니아 대학교-버클리(UC-Berkeley) 신경생물학 석좌교수와 올라프 브랑케(Olaf Blanke) 스위스 로잔연방공과대학교(EPFL) 신경보철센터 교수가 개회 기조 연사를 맡는다. 이들은 각각 '하향식 주의 및 전역 점화: 마우스의 회로 해부'와 '자의식의 신경과학'을 주제로 강연한다. 첫 번째 세션에서는 '뇌인지과학 분야에서 가장 중요한 질문은 무엇일까?'라는 질문을 바탕으로 미국 뇌과학 연구의 중심축 중 하나인 뉴욕대 신경과학 센터(NYU Center for Neural Science)를 설립한 앤소니 모비숀(J. Anthony Movshon) 뉴욕대학교 신경과학 및 생리학 교수가 기조 연설한다. '기술을 확장할 때 우리는 어떻게 이해를 확장할 수 있을까'라는 주제로 강연과 함께 뇌인지과학 분야가 향후 집중해야 하는 연구 방향성을 논의하기 위한 해외 석학들의 발표와 토론이 이어질 예정이다. '뇌와 인지과학 분야의 인재를 어떻게 교육할 것인가?'를 주제로 열리는 둘째 날 오전 세션에서는 문제일 DGIST 뇌과학과 교수, 이상훈 서울대 뇌인지과학과 교수, 조제원 이화여대 뇌인지과학부 교수, 서민아 성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 교수 등이 참여해 인재상·교육 커리큘럼·뇌인지과학과 운영 현황·뇌과학 연구의 필요성 등에 대해 강연 및 토론한다. 또한, ‘뇌×헬스케어’와 ‘뇌×인공지능(AI)’을 다루는 세션에서는 뇌 질환 관련 현황 및 연구 동향과 인공지능 기술 개발 동향 등을 공유한다.
심포지엄 마지막 날에는 뇌인지과학 분야에서 우리 대학과 뉴욕대의 공동협력 방안이 논의된다. 신경경제학 분야를 선도하는 뉴욕대 신경경제학 센터(Centre for Neuroeconomics)를 설립한 폴 글림처(Paul Glimcher) 뉴욕대학교 신경과학 및 생리학 석좌교수는 '생명 의료 신경과학의 첨단 기술 협력'을 주제로 기조연설을 한다.
이 세션에서는 미국 뉴욕 맨해튼 소재의 KAIST-NYU 조인트 캠퍼스를 기반으로 추진할 인공지능 융합 뇌과학분야(뇌-기계 상호작용, 뇌기반 기계학습) 국제 공동연구를 위해 뉴욕대의 캐서린 하틀리(Catherine A. Hartley) 교수, 브렌든 레이크(Brenden Lake) 교수와 데이비드 멜처(David Melcher) 뉴욕대-아부다비 교수가 최근 연구성과를 공유하고 토론을 진행한다. 정재승 KAIST 뇌인지과학과 학과장은 "국내에서는 좀처럼 만나기 힘든 세계적인 석학들이 설립 1년 차 학과가 첫 번째로 개최하는 학술 심포지엄의 연사로 참여한다는 것 자체가 KAIST 뇌인지과학과를 향한 학계의 관심과 기대라고 생각한다"라고 말했다. 이어, 정 학과장은 "10년 내 교수진 50명을 보유한 아시아 최대 뇌인지과학과로 성장하는 것을 목표로 신경생물학과 인지과학, 뇌공학과 뇌의학을 두루 아우르는 뇌인지과학 연구의 교두보가 되기 위해 최선을 다하겠다"라고 전했다.한편, KAIST 뇌인지과학과는 단순히 뇌의 생물학적 구조와 인지기능을 연구하는 것을 넘어 뇌와 몸, 인간과 인간, 인간과 세계가 어떻게 상호작용하는지를 탐구하고 이를 바탕으로 공학적이고 의학적인 응용을 실현하기 위해 지난해 설립됐다. 신경과학과 인지과학의의 탄탄한 기초를 바탕으로 뇌공학과 뇌의학 분야로 연구 영역 확장을 시도하고 있으며, KAIST-NYU 조인트 캠퍼스를 통해 학부생과 대학원생, 박사후 연구원, 교수들이 뉴욕에 상주하면서 뉴욕대·콜롬비아대·코넬대·록펠러대 등 유수의 대학들과 공동연구를 수행할 수 있는 세계적 연구 및 교육 협업 시스템을 갖추고 있다.이번 행사는 국제심포지엄의 특성상 일부 세션이 영어로 진행되며, 뇌인지과학 분야에 관심 있는 사람이라면 누구나 무료로 참관할 수 있다.
2023.10.27 조회수 6289 -
신경과학-인공지능 융합 연구센터 개소
우리 대학이 6일 대전 본원 양분순빌딩에서 `신경과학-인공지능 융합연구센터(KAIST Center for Neuroscience-inspired AI, 이하 CNAI 연구센터)'를 개소한다.
과학기술정보통신부의 재원과 정보통신기획평가원의 지원을 바탕으로 설립되는 CNAI 연구센터는 인간 두뇌를 닮은 차세대 인공지능 연구를 수행할 예정이다.
CNAI 연구센터는 국내에서 유일하게 뇌기반 인공지능의 독자적 원천기술을 확보한 것이 특징이다. 발달인지·뇌과학 실증 연구와 뇌기반 인공지능 기술을 AI에 이식해 인간이 수행할 수 있는 높은 수준의 기능까지 구현할 수 있는 차세대 인공지능 기술을 개발하는 것을 연구 목표로 삼았다. 이를 통해 `AI-신경과학-로봇', `이론-소프트웨어-하드웨어'의 균형을 통한 세계 최정상급 연구를 추진하고 세계적 수준의 인공지능 기술을 선도하겠다는 취지다.
실제로, CNAI 연구센터가 수행한 강화학습 관점에서의 접근 방법은 올해 초 사이언스(Science)의 자매지인 사이언스 로보틱스(Science Robotics) 지에 발표됐다.
이러한 `인지발달–신경과학/뇌기반 인공지능–기계학습' 융합연구를 위해 다양한 전문성과 상호보완적 성격을 가진 다학제적 연구팀이 참여한다. KAIST, 서울대학교, 고려대학교, 영국 케임브리지대학교(University of Cambridge), 인공지능 스타트업 기업 휴멜로(Humelo) 등이다.
또한, 국제공동연구 네트워크를 통한 세계 최정상급 연구진과 공동연구 및 인적 교류도 활발히 진행하고 있다. 세계 최고 수준 뇌기반 인공지능 연구개발 기관인 미국 메사추세츠 공과대학(MIT), 구글 딥마인드(Google DeepMind), 아이비엠 인공지능 연구센터(IBM AI Research)를 비롯해 영국 케임브리지 대학교(University of Cambridge) 및 버밍엄 대학교(University of Birmingham) 등과 국제 공동 연구 협약을 맺고 다양한 도전적 연구 주제를 발굴하여 연구를 진행하고 있다.
지난 5월에는 구글 딥마인드(Google DeepMind) 연사를 초청해 `딥마인드의 신경과학-인공지능(DeepMind's Neuroscience-Inspired AI)' 세미나를 시리즈로 개최한 바 있으며, 오는 10월에는 미국 하버드 대학교와 하버드 메디컬 스쿨 연사들을 초청해 `신경과학-인공지능' 국제공동 심포지엄을 개최할 예정이다.
이어, 12월 2일에는 한국 계산뇌과학회와 공동으로 구글 딥마인드와 케임브리지 대학 연구자 등을 연사로 초청해 뇌기반 인공지능 국제 심포지엄을 개최할 계획이다.
이러한 세계적 석학 및 연구진들과의 국제공동 학술행사들을 통해 세계 유수의 선진 연구기관들이 보유한 최고 수준의 기술 현황을 파악하는 인적·기술적 교류 기회를 넓혀가며, 뇌-인공지능 융합 분야에서 KAIST가 국제적 뇌기반 인공지능 허브의 역할을 수행할 방침이다.
이상완 CNAI 연구센터 소장은 "인간의 두뇌가 가지고 있는 무한한 잠재력을 기술의 영역으로 풀어내고 이를 인공지능으로 이식하는 신경과학-인공지능 융합연구는 현재 인공지능의 수준을 한 단계 높이는 출발점이며, 인간과 인공지능이 함께 진화해 나갈 수 있는 미래사회의 밑그림을 그려가는 과정ˮ이라고 설명했다.
이 소장은 이어, "한국이 차세대 뇌기반 인공지능 연구를 선도하려면 정부와 기업의 많은 관심과 적극적인 지원이 필요합니다ˮ고 강조했다.
한편, 6일 열릴 개소식에는 박현욱 KAIST 연구부총장, 조광현 KAIST 연구처장, 정기훈 KAIST 바이오및뇌공학과 학과장 등 40여 명의 내·외빈이 참석할 계획이다.
2019.09.05 조회수 12049 -
스티브 박 교수, 균일한 성능 갖는 인공피부 제작기술 개발
〈 스티브박 교수, 오진원 석사 〉
우리 대학 신소재공학과 스티브박 교수, 기계공학과 김정 교수, 한국전자통신연구원(ETRI) 심주용 박사 공동 연구팀이 균일한 성능과 이력현상이 낮은 인공 피부 제작 기술을 개발했다.
연구팀이 개발한 기술은 향후 인공 피부, 헬스케어 장비 등 다양한 분야에서 적용 가능할 것으로 기대된다.
오진원 석사가 1 저자로 참여한 이번 연구결과는 국제학술지 ‘스몰(Small)’ 8월 16일 자 표지논문에 게재됐다. (논문명 : Highly Uniform and Low Hysteresis Piezoresistive Pressure Sensors based on Chemical Grafting of Polypyrrole on Elastomer Template with Uniform Pore Size)
최근 인공 피부 제작을 위한 촉각 센서 연구가 활발히 진행되고 있다. 촉각 센서 관련 연구는 센서의 민감도, 자극 측정 범위, 반응 속도 등 센서의 성능 개선에 집중돼 있다. 그러나 센서의 상용화를 막는 가장 큰 걸림돌은 센서 간 낮은 균일성과 이력현상이다. 이 문제를 해결하기 위한 연구가 계속되고 있다.
이력현상이란 촉각 센서에 압력이 가해질 때와 제거될 때 센서의 전기적 신호의 변화 양상이 차이를 나타내는 현상을 말한다. 즉, 센서에 같은 압력이 가해져도 다른 전기적 신호를 보일 수 있음을 뜻한다. 따라서 이력현상이 커지면 촉각 센서의 압력 측정 정확성이 떨어지게 된다.
센서 간 높은 균일성은 촉각 센서의 상용화에 필수적이다. 같은 조건으로 제작된 센서의 압력에 대한 민감도가 서로 다르면 센서의 측정 신뢰도가 떨어지게 되고 낮은 재현성으로 인해 상용화가 불가능하다.
연구팀은 낮은 이력현상과 센서 간 높은 균일성을 확보하기 위해 미세유체공정과 화학증착 기법을 활용했다. 연구팀은 미세유체공정을 통해 균일한 크기의 기공을 갖는 고분자 스펀지를 제작했다.
스펀지 기공의 크기는 1.43 %의 변동계수 값을 보였다. 연구팀은 전산 시뮬레이션을 통해 스펀지의 기공의 크기의 변동계수 값이 클수록 센서 간 균일성이 낮아짐을 확인했다.
연구팀은 제작한 고분자 스펀지에 화학증착 기법을 통해 전도성 고분자를 코팅했다. 화학증착 기법은 증착 시간을 통해 증착되는 고분자의 양을 조절할 수 있어 균일한 코팅이 가능하다.
그 결과 제작된 센서는 센서 간 성능의 변동계수 값이 2.43 %로 높은 균일성을 보였다. 또한, 고분자 스펀지와 전도성 고분자가 강한 공유 결합을 형성해 2 % 수준의 낮은 이력현상을 보임을 확인했다.
스티브 박 교수는 “이 기술은 실질적으로 센서의 상용화에 필요한 센서의 균일성을 높이며 이력현상은 감소시킬 수 있는 기술로, 센서의 상용화에 핵심기술로 활용할 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.
이번 연구는 KKI 국제공동연구와 글로벌특이점연구의 지원을 통해 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. small 표지
그림2. 균일한 크기의 기공을 가지는 고분자 스펀지 SEM 이미지 (우) 같은 조건으로 제작 된 10개의 센서의 압력에 대한 저항 변화
2019.08.20 조회수 14948 -
달걀 모방한 세포보호 및 분해기술 개발
특정 미생물은 영양분이 부족한 환경에서 생존이 불리해지면 DNA 보존을 위해 세포외벽에 단단한 보호막인 내생포자를 형성한다. 이렇게 만들어진 내생포자가 생존에 적합한 환경을 만나면 다시 세포증식이 가능한 원래 상태로 돌아간다.
이 현상을 인공적으로 조절하는 기술이 국제 공동연구진에 의해 개발됐다. 달걀껍질처럼 하나의 세포를 감싸서 보존했다가 원하는 시기에 분해할 수 있어 세포기반 바이오센서·세포 치료제·바이오촉매 등에 활용될 것으로 기대된다.
우리 학교 화학과 최인성·이영훈 교수는 호주 멜버른대학교 화학공학과 프랭크 카루소(Frank Caruso) 교수와 공동으로 나노미터 스케일의 필름으로 단일 세포를 코팅해 세포의 생존을 유지하다가 원하는 시간에 분해할 수 있는 기술을 개발했다.
연구결과는 화학분야 세계적 학술지 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition) 11월 10일자 속표지(frontispiece) 논문으로 소개됐다.
세포피포화(細胞被包化)는 세포의 생존을 최대한 유지하면서 각각의 세포를 단단한 캡슐로 포획하는 기술이다. 세포를 기반으로 한 응용 분야에서 당면한 문제인 세포 안정도 유지와 세포분열제어를 위해 중요성이 높아지고 있다.
기존 세포피포화 방법은 유기박막 혹은 유기박막을 주형으로 만들어진 무기물 캡슐을 이용했다. 이들은 세포표면에 단단하게 형성됐으나 잘 분해되지 않아 활용하기가 어려웠다.
연구팀은 효모세포를 가지고 탄닌산 수용액과 철이온 수용액을 섞어 세포를 하나씩 금속-폴리페놀박막으로 감싸는 데 세계 최초로 성공했다.
탄닌산은 참나무껍질이나 포도껍질에서 추출한 천연물질로 세포친화도가 높아 철이온과 만나면 10초 이내로 금속-폴리페놀박막이 만들어진다. 이 박막으로 피포화된 세포들은 높은 생존율을 보였으며 박막 형성시간이 짧고 간단해 효율적으로 많은 양의 피포화 세포를 얻을 수 있었다.
이와 함께 연구팀은 금속-폴리페놀박막이 중성 pH(수소이온지수)에서는 안정하지만 약한 산성조건에서 빠르게 분해되는 특성을 이용해 원하는 시간에 세포를 피포화 전 상태로 복구해 세포분열을 조절할 수 있음을 밝혔다.
달걀껍질처럼 외부환경으로부터 내부 세포를 보호해주는 금속-폴리페놀박막은 △세포에 손상을 줄 수 있는 분해효소 △장시간의 자외선 처리 △은나노입자에 대한 방어기작을 가져 세포가 극한의 외부환경에 노출되더라도 높은 세포 생존도를 유지하는 결과를 나타냈다.
이영훈 교수는 이번 연구에 대해 “이 기술을 통해 피포화과정에서의 세포생존도를 유지함은 물론 극한의 외부환경에 대항하여 세포를 보호할 수 있다”며 “나아가 응답형 분해기작으로 원하는 때에 피포화된 세포의 분열시기를 조절할 수 있는 차세대 세포피포화기술”이라고 말했다.
최인성 교수는 “세포피포화기술은 아직 걸음마 단계지만 기술이 성숙함에 따라 세포조작기술의 응용가능성이 현실화될 것”이라며 “세포기반 응용분야에서 현실적으로 당면한 문제들을 해결할 맞춤형 대안이 될 것”이라고 덧붙였다.
미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구자지원사업과 글로벌연구실지원사업의 지원으로 수행된 이번 연구는 KAIST와 호주 멜버른대학교 국제 공동 교수진의 지도아래 KAIST 화학과 박지훈·김경환 석사과정 학생이 주도했다.
그림 1. 앙게반테 케미 속표지
배경 : 금속-폴리페놀박막(붉은색으로 염색)이 형성된 효모세포가 생존을 유지하고 있음(초록색으로 염색-생존도를 가지고 효소활성을 나타냄)을 보여줌.
앞쪽그림 : 각 피포화 단계의 효모세포 왼쪽아래 : 세포는 피포화하기전 상태, 붉은색 화살표를 따라가면 보라색 금속-폴리페놀박막이 형성되어 보라색으로 나타나는 효모세포, 초록색 화살표를 따라가면 약 산성 pH에서 금속-폴리페놀박막이 표면에서 분해되는 것을 형상화했다.
그림 2. 금속-폴리페놀박막을 이용한 세포피포화(細胞被包化) 모식도
(위)피포화하기전 효모세포
(중간) 금속-폴리페놀 나노캡슐(Tannic Acid-Fe(III) Nanoshell)으로 피포화된 효모세포-피포화된 효모세포는 세포분열이 pH에 따라 조절(Cell-Division Control)되고, UV-C, 분해효소와 은나노입자에 대한 저항성을 가진다. (아래) 원하는 시간에 pH 조절로 금속-폴리페놀박막이 분해되는 것을 형상화
2014.11.18 조회수 15969 -
배추 절이는 원리로 광결정 미세캡슐 개발
- “반사형 컬러 디스플레이 소자 및 인체 주입 바이오센서에 응용가능” -- 콜로이드 및 유체역학 분야의 대가 故 양승만 교수에게 연구결과 헌정 -
우리 학교 생명화학공학과 김신현 교수 연구팀이 하버드대와 공동으로 삼투압 원리를 이용해 차세대 광학소재로 주목받는 광결정의 미세캡슐화 기술을 개발했다.
연구결과는 네이처 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 7일자 온라인 판에 게재됐다.
남미 열대림에서 서식하는 몰포(Morpho)나비의 날개는 파란 색으로 보이지만 색소가 없다. 날개 표면에 있는 규칙적인 나노 구조로 인해 파란색 파장의 빛만을 반사하기 때문에 우리 눈에는 파란 색으로 보이는 것이다.
이처럼 물질의 광구조가 특정 파장의 빛만 반사하고 나머지는 통과하는 배열을 갖도록 만들어낸 물질을 ‘광결정’이라고 한다.
광결정은 빛의 파장 절반 수준에서 굴절률이 주기적으로 변하는데 특정 파장의 빛만을 제어할 수 있는 특성과 다양한 응용가능성을 갖고 있어 ‘빛의 반도체’라고도 불린다.
1987년 미국 벨연구소 이론 물리학자 엘리 야블로노비치(Eli Yablonovitch)와 프린스턴대학 사지브 존(Sajeev John)이 광결정 개념을 최초로 보고한 이래 지난 27년 동안 많은 과학자들이 광결정을 인공적으로 제조하기 위해 노력해왔다. 그러나 반사색이 대부분 고정된 구조에 의해 발현돼 색을 바꾸는 것이 불가능하고 제조 공정이 까다로워 상용화가 어려웠다.김 교수 연구팀은 △액체 상태의 광결정을 잉크처럼 캡슐화하고 △광결정을 덩어리 형태가 아닌 머리카락 굵기(약 100나노미터) 수준의 미세캡슐형태로 제조해 제작의 공정성을 높였으며 △고무재질의 캡슐막을 적용해 모양을 자유자재로 바꿀 수 있도록 제작했다.
연구팀은 배추를 소금물에 절일 때 발생하는 ‘삼투압현상’을 활용했다. 배춧잎은 물 분자만을 투과시키는 반투막으로 이뤄져있는데 배추가 소금물에 잠기면 높은 삼투압을 갖는 소금물이 배춧잎 내부의 물 분자를 반투막 밖으로 꺼내고 배춧잎은 부피가 줄어드는 원리를 이용한 것이다.
연구팀은 이 현상을 나노입자를 담은 미세 물방울에 적용했다. 삼투압현상에 의해 물방울의 부피가 줄어듦에 따라 나노입자가 스스로 규칙적인 구조로 배열돼 캡슐막 내부에 액상의 광결정을 만들었다. 이 과정에서 머리카락 굵기 수준의 작은 통로를 구현한 미세유체소자를 활용해 광결정 미세캡슐을 균일한 크기로 제조하는데 성공했다.
김신현 교수는 “미세 광결정 잉크캡슐은 상용화 가능한 수준으로 향후 구부리거나 접을 수 있는 차세대 반사형 컬러 디스플레이 소자 및 인체 내로 주입 가능한 바이오센서 등을 구성하는 핵심 광학소재로 사용될 수 있을 것”이라고 이번 연구 의의를 설명했다.
KAIST 및 하버드 연구진들은 이번 연구 결과를 지난해 9월 불의의 사고로 고인이 된 콜로이드 및 유체역학 분야의 세계적 대가 故 양승만 교수(前 KAIST 생명화학공학과 교수)에게 헌정했다고 전했다.
한편, 이번 연구는 산업통상자원부에서 지원하는 선진기술국가 국제공동기술개발사업으로 진행됐다.
□ 용어설명- 광결정 (Photonic crystals): 빛의 파장의 절반 수준에서 굴절률이 규칙적으로 변하는 물질로써 특정 에너지를 갖는 광자가 물질 내에 존재할 수 없는 광밴드갭 (photonic bandgap)을 갖는 물질을 말함. 광밴드갭에 해당하는 파장이 가시광선 영역에 있을 때, 외부에서 입사하는 백색광 중 광밴드갭에 해당하는 파장의 빛이 선택적으로 반사되어 금속 광택과 흡사한 느낌의 색깔을 보임.
- 미세유체소자(Microfluidic device) : 머리카락 굵기 수준의 미세한 유로를 집적화함으로써 유체 흐름을 매우 정교하게 제어할 수 있게 해주고, 균일한 크기와 구조의 이멀젼(emulsion) 을 생성시킬 수 있는 소자.
□ 그림설명
그림1. 삼투압 차에 따른 캡슐 크기 감소를 보여주는 모식도
그림2. 균일한 크기의 광결정 캡슐을 제조할 수 있는 미세유체소자
그림3. 초록색 및 파란색 반사색을 보이는 광결정 캡슐의 광학현미경 사진
그림4. 광결정캡슐의 변색 및 변형을 보여주는 광학현미경 사진
그림5. 자연계에 존재하는 광결정의 예: 오팔보석, 공작새 깃털, 극락조의 날개
2014.01.15 조회수 27250 -
KAIST 유럽정보시스템연구센터(ERCIS)에 공식회원으로 등록
-연구인력 교환 및 공동 프로젝트 추진, 학점 교환과 공동 학위프로그램도 개발 운영
KAIST(총장 서남표)는 소프트웨어 정책연구센터가 유럽 정보시스템 연구센터(European Research Center for Information Systems, ERCIS)와 최근 협약을 체결하여 20번째의 공식 회원이 됐다고 22일 밝혔다.
KAIST에서는 소프트웨어 정책연구센터가 주관하며 교수, 연구원, 대학원생들의 교환 및 공동 프로젝트 추진, 학점 교환과 공동 학위프로그램도 개발해 운영할 계획이다.
ERCIS는 정보시스템 통합 및 조직 설계에 관련된 문제에 대해 연구하는 학자들의 네트워크다. 이 센터는 국가와 기업의 정보시스템 개발 및 이와 관련된 조직 문제에 대해 전산학자, 경영학자, 법학자들이 모여 학제간 연구를 수행한다.
ERCIS는 독일 북서부에 위치한 노르트라인베스트팔렌(Nordrhein-Westfalen) 주정부에 의해 발의됐으며, 해당 분야에서 명성을 날리고 있는 뮌스터(Münster)대학에게 관리가 이양됐다. 현재 뉴질랜드, 네덜란드, 덴마크, 독일, 러시아, 리히텐슈타인, 미국, 스위스, 스페인, 슬로베니아, 아일랜드, 영국, 오스트리아, 이태리, 체코, 폴란드, 프랑스, 핀란드, 호주에서 각 1개 대학씩 참여하고 있다.
한편, KAIST 소프트웨어정책연구센터는 ERCIS회원들과 공동으로 모바일용소프트웨어(Mobile Application Software)개발자 지원체제 구축을 위한 유레카(EUREKA) 프로젝트를 준비 중이다. 우리 기업이 국제적인 경쟁력을 가지고 있는 이동전화(Mobile Phone)분야에서 우리나라가 주도하여 제안하는 프로젝트이다.
유레카(EUREKA)프로젝트는 EU 27개국 포함하여 유럽 전체 38개국의 산학연을 아우르는 범 유럽 연구개발 네트워크이며, 시장주도적인 협력프로젝트를 지향한다. 우리나라는 2009년에 준회원으로 등록하여 과제를 발의할 수 있는 자격이 부여됐다.
[ERCIS홈페이지]
http://www.ercis.de/ERCIS/en/organisation/associatedresearchinstitutes/index.html
[유레카(EUREKA)프로젝트]38개 유럽국가들이 회원국으로 참여하고 있는 유레카는 상업화를 전제로 한 기술개발을 지원하고 있으며 현재 3000여개의 기업·대학·연구소가 참여해 약 40억 유로의 예산을 집행하는 EU의 대표적인 국제공동연구개발 프로젝트이다.
2009.10.22 조회수 18009 -
박찬범교수, 獨 생명공학기업 국제공동연구 수탁
- 獨 비톱 에이지社, 치매 치료제 공동 개발 의뢰
- 국내 대학 연구 결과에 대해 유럽기업 연구비 지원 의미
KAIST(총장 서남표) 신소재공학과 박찬범(朴燦範, 37) 교수가 독일 생명공학기업인 비톱 에이지社(Bitop AG)로부터 치매치료제 개발을 위한 국제공동연구를 의뢰받았다.
최근 KAIST와 비톱社는 치매 등 아밀로이드 질병 관련 플라크 형성 억제제개발 연구 프로그램을 협력 추진키로 합의하고, 비톱사가 6만 유로(한화 약 7천 4백만원)의 연구비를 지원키로 했다. 朴 교수는 이 연구의 핵심인 아밀로이드 플라크 형성 억제제들을 스크리닝(Screening) 하며, 개발에 따른 국제특허권은 KAIST와 비톱사가 공동소유하게 된다.
치매, 파킨슨병, 광우병 등 각종 퇴행성 신경질환들은 아밀로이드라는 병원성 단백질 플라크 축적이 주원인으로 환경적인 스트레스가 이 질환들을 촉진시키는 것으로 알려져 있다. 현재까지 아밀로이드 질환의 효과적인 치료법은 없다. 최근 아밀로이드 형성을 억제하는 화학물질의 사용이 잠재적 치료법으로 대두되고 있다. 심해해저 화산지대 등 극한 환경에서 성장하는 미생물로부터 추출된 천연 저분자 항스트레스 물질(small stress molecules)이 아밀로이드 억제 물질로 관심을 받고 있다.
朴 교수는 항스트레스물질이 아밀로이드 플라크 억제에 효과적이라는 사실을 최초로 밝히고 관련 논문을 유럽 저명학술지에 발표했다. 이후 독일 비톱社 연구소로부터 공동연구를 제의받고 다양한 종류의 항스트레스 물질을 대상으로 치매치료제 개발에 나서게 되었다.
朴 교수는 “이번 국제공동연구는 국내 대학의 연구결과에 대해 유럽 기업체가 그 중요성을 인식, 실질적인 연구비 지원 등을 통한 연구개발을 추진하게 되었다는 측면에서 의미가 크다” 며 “앞으로 비톱사 뿐만 아니라 미국과 유럽의 기업이나 연구기관과 적극적인 공동연구를 통해 한국의 연구 수준을 한 단계 높일 수 있는 계기가 되었으면 한다.”고 말했다.
비톱社는 극한환경 미생물 유래의 각종 항스트레스 물질들을 생산하는 독일기업이다. 현재 항스트레스 물질은 주로 단백질 및 세포 보호제, 화장품 첨가제, 건강보조제 등으로 판매되고 있다.
섭씨 100도 이상의 극한환경에서도 잘 성장하는 미생물들로부터 추출한 항스트레스 물질들이 치매 등 스트레스 관련 퇴행성 신경질환들의 주요 원인인 아밀로이드 플라크를 억제시키는 역할을 할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이러한 항스트레스 물질들은 향후 치매치료제 등으로 사용될 수 있어 큰 관심을 받고 있다.
※ 비톱사 홈페이지 : www.bitop.de
2006.08.25 조회수 17517
-
KAIST, ‘모바일 미디어 플랫폼 센터’ 개소
- 5년간 총 470억원 연구비, 120여명 연구 인력 투입
- 모바일 플랫폼 솔루션 설계 기술의 세계적 리더 집단 위치 확보
KAIST가 세계적인 반도체 기업인 미국 텍사스 인스트루먼트社(TI)와 차세대 모바일 멀티미디어 플랫폼 기술을 개발하는 국제공동연구개발 프로젝트에 착수한다.
KAIST(총장 로버트 러플린)는 “모바일 미디어 플랫폼 센터(MMPC)”를 설립하고 지난 5월 4일(목) 오후 3시 30분, KAIST내 LG홀 1층에서 개소식을 가졌다.
MMPC는 모바일 멀티미디어 플랫폼 핵심 기술을 개발하기 위한 국제공동연구를 수행할 뿐만 아니라, 해당 기술의 세계적인 리더 집단으로의 위치를 확보하고, TI-KAIST와 모바일 산업체간에 테크놀로지 채널을 구축할 예정이다.
정보통신부는 이 프로젝트를 위해 MMPC에 향후 5년간 235억원을 지원하고 TI도 235억원 상당의 현금과 현물을 투자하게 된다. 이 연구에는 KAIST 교수, 학생, 전임연구원 90여명과, TI 연구인력 30여명, 총 120여명의 연구 인력이 공동으로 참여한다. 또한 본 연구 결과물의 상용화를 가속화하기 위해 국내 제3의 기업들도 참여시킬 예정이다.
이번 공동연구는 ▲모바일 플랫폼 솔루션 분야 ▲소프트웨어 모뎀·프로토콜 분야 ▲멀티미디어·지능엔진 분야로 나누어서 진행된다.
KAIST는 소프트웨어 플랫폼, 모뎀?프로토콜, 지능엔진 등 핵심기술 개발을 수행하고, TI는 솔루션 설계, 시험 및 검증, 플랫폼 최적화를 주도한다. 개발될 솔루션은 참여기업과 제품 개발에 적용하는 선진 시스템 엔지니어링 프로세스로 시너지 효과를 극대화시킬 계획이다.
한편, 이날 개소식에는 김태현 정보통신연구진흥원장, 이동일 육군정보통신학교 부학교장, 손영석 TI Korea 대표이사, 한영철 삼성탈레스 부사장, 로버트 러플린 KAIST 총장 등 내외 귀빈 200여명이 참석했다.
2006.05.08 조회수 16869
-
中國 5개 명문대학과 국제 공동연구 워크샵 개최
최근 수행중인 IT분야 첨단 연구성과 成功的 발표
한-중 최고 명문대학 공동연구를 통한 IT 인력교류 활성화 기대
“제3회 KAIST-LG-中國 명문 5개대학 국제공동연구 워크샵”이 LG전자(대표이사 김쌍수)와 공동으로 개최되었다.
지난 25일, 중국 상해에서 개최된 이번 워크샵에서는 KAIST와 中國 대학들이 최근 수행하고 있는
IT 분야 첨단 연구 성과들을 발표했다. KAIST는 ▲차세대 휴대전화를 위한 3D Multimedia(멀티미
디어) SoC 연구 ▲시변화 시스템상의 MIMO(다중입출력) 수신기 구조 를, 中國 칭화대는 ▲차세대
휴대전화의 핵심 기술인 무선 휴대전화기 구조(Wireless Phone Architecture)와 안테나 ▲영상 전
화기용 H.264 알고리즘 연구 결과 등을 각각 발표하였다.
KAIST는 전기전자공학과 IT분야 핵심 교수들을 중심으로 中國 대학과 국제 공동 연구를 활발하게
수행해 왔다. 전기전자 이용훈교수는 북경대와 “통신신호처리 알고리즘 연구 및 구현”을 유회준
교수는 시안교통대, 전자과기대와 “응용프로세서(Application processor)를 포함하는 휴대폰용
SoC 개발”을 공동 연구 중에 있다.
中國은 정부 차원에서 IT 산업에 대해 5년에 걸쳐 약 2백55조원 규모의 막대한 지원을 하고 있으
며, 매년 5천만명 이상이 이동 통신에 신규 가입을 하고 있다. 이런 中國 IT 산업의 미래를 봤을
때, 이번 공동 연구 프로젝트를 통한 현지 특화기술확보 및 IT 인력 교류 활성화 등의 파급 효
과가 클 것으로 전망된다.
또한, 한-중 최고 IT 명문 대학과의 공동연구에 참여한 LG전자는 미래 휴대폰 기술 확보와 중국
시장에 적합한 기술을 조기에 개발할 수 있는 토대를 마련했으며, 中國 최고 인재를 직접 채용할
수 있는 계기가 되었다.
KAIST 유회준(柳會峻, 45)교수는 "한국과 中國은 단순한 관계가 아닌 IT의 미래를 개척하는 동반
자 관계" 라며, "통신 기술에서 세계 최고의 경쟁력을 유지하고 있는 한국과 中國 교수들이 만나
차세대 통신기술의 발전방향과 표준화 등 관련 산업분야에 적용 방안을 논의한 의미 있는 자리였
다."고 밝혔다.
한편, 이번 학회에 참석한 중국 명문 5개 대학은 칭화대(淸華大/북경), 베이징대(北京大/북경),
복단대(復旦大/상해), 전자과기대(電子科技大/성도), 시안교통대(西安交通大/서안)로 중국 내에
서 이동통신 단말분야의 우수 기술과 최고의 인재를 확보하고 있는 대학이다.
2005.12.01 조회수 20708