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국제교원및학생지원팀, 외국인 연구자 위한 연구사업 설명회 개최
우리 대학 국제협력처(처장 김소영)는 한국연구재단(NRF)과 공동으로 '외국인 연구자를 위한 연구사업 설명회'를 11일 우리 대학 본원 학술문화관 정근모콘퍼런스홀에서 개최했다.
외국인 연구자들에게 주요 국가연구개발사업을 소개하기 위해 마련된 자리로 연구과제 참여를 독려하는 한편, 우수한 해외 연구자들의 안정적인 연구 환경 및 한국 정착을 지원하기 위한 정책들이 안내됐다.
설명회는 국내 체류 중인 외국인 연구자를 대상으로 이공학 및 인문 사회 계열로 나누어 진행됐으며, 전국 23개 대학의 외국인 교수 및 연구원 등 약 150여 명이 참석해 성황을 이뤘다.김소영 국제협력처장의 개회사를 시작으로 진행된 행사는 설민 한국연구재단 박사가 과학기술 분야 기초연구사업에 대해 소개했다. 다니엘 마틴(Daniel Martin) 디지털인문사회과학부 교수와 토마스 스타인버거(Thomas Steinberger) 기술경영학부 교수는 실제 연구 사업 지원 사례를 발표하며 국내 연구 현장에서 겪은 다양한 경험과 유익한 정보를 공유했다.
또한, 설명회 종료 후에는 다양한 연구개발(R&D) 과제에 참여하고 있는 외국인 연구자들이 연구 정보를 공유하고 상호 교류할 수 있는 소통의 자리도 함께 마련됐다.
설명회에 참석한 한 외국인 교수는 "외국인 연구자를 위한 연구사업에 대한 이해의 폭을 크게 넓힐 수 있었으며, 앞으로 연구재단이 주관하는 사업에 더욱 적극적으로 참여하겠다"라고 전했다.
김소영 국제협력처장은 "이번 설명회를 통해 외국인 연구자들이 연구 과정에서 겪는 어려움을 해소하고 연구 과제를 수행하는 데 실질적인 도움을 줄 수 있기를 기대한다"라며, "앞으로도 외국인 연구자들의 목소리에 귀 기울이며, 더 나은 연구 환경을 조성하기 위해 지속해서 노력하겠다"라고 밝혔다.한편, 우리 대학에는 22개국 출신의 교수진 134명과 23개국 출신의 연구원 71명이 우수한 학문적 성과를 창출하고 있으며, 전 세계 100여 개국에서 온 1,000여 명의 유학생들이 함께 학업에 매진하고 있다.
2024.09.12 조회수 340 -
과학영재교육연구원, 2024 아시아태평양 영재학회 2관왕
우리 대학이 '2024 아시아태평양 영재학회(Asia-Pacific Conference on Giftedness, 이하 APCG)'에서 최고 연구자상과 최고 프로그램상을 동시에 수상했다. 과학영재교육연구원 류지영 영재정책센터장이 APCG가 올해 최초로 제정한 최고 연구자상을 받는 영예를 안았다. 영재정책센터가 운영하는 'KAIST 사이언스 아웃리치 프로그램(KAIST Science Outreach Program, 이하 KSOP)'은 최고 프로그램상에 선정되었으며, 이 또한 학회 설립 후 최초로 수여된 상이다. 시상식은 이달 17일부터 20일까지 일본 다카마쓰에서 열린 2024 APCG 국제 콘퍼런스에서 진행됐으며, 전 세계 27개국에서 1,000여 명의 영재교육 전문가들이 참여했다.
APCG 최고 연구자상의 초대 수상자가 된 류지영 영재정책센터장은 지난 20년간 소외계층 영재 학생을 대상으로 하는 심층 연구 결과를 국내·외 학계에 활발하게 발표해 왔다. 이와 함께, 소외계층 영재 학생을 대상으로 한 KSOP과 영재키움 프로젝트 등 장기적이고 체계적인 교육프로그램을 기획해 온 공로를 인정받았다.
최고 프로그램상을 받은 KSOP는 우리 대학이 2014년 시작한 과학 나눔 프로그램이다. 중1부터 고3까지의 경제적 소외계층 학생 중 수학·과학에 관심 있는 잠재적인 과학 영재를 선발해 학기 중에는 학습 멘토링을 제공하고 방학 중에는 집중 캠프교육을 진행해 우수 이공계 인력으로 성장할 수 있도록 지원하고 있다. 운영 초기에는 대전 지역 위주로 활동을 시작해 2015년부터는 과기부의 지원을 받아 전국으로 확대해 운영 중이다. 우리 대학 재학생이 KSOP의 학습 멘토로 봉사하며, 지금까지 총 518명의 졸업생을 배출했다. 이들 중 70% 이상이 이공계 대학으로 진학했으며, 우리 대학에 17명이 입학한 것을 비롯해 그 외 과기특성화대학 29명, SKY 대학 44명 입학 등 우수한 진학 성과를 거뒀다. 특히, KSOP을 통해 대학에 입학한 학생 중 일부는 후배들을 위한 학습 멘토가 되어 재능을 기부하는 역할로 프로그램에 재참여한다. 또한, 2년 이상 멘토로 참여한 대학생들이 취업 후에 소외계층을 위한 장학금을 기부하는 등 학창 시절에 받았던 나눔을 사회에 환원하는 사례가 이어지고 있어, 사회봉사에 대한 인식을 높이고 나눔을 선순환하는 우수한 본보기를 만든 점을 높게 평가 받았다.
류지영 센터장은 "KAIST 과학영재교육연구원의 우수한 연구 및 프로그램 수준을 국제적으로 입증한 것과 동시에 교육 격차를 해소하고 진로 사다리를 구축하는 등 KSOP이 가진 교육적 가치와 효과를 인정받았다는 점에서 이번 수상이 매우 뜻깊다"라고 소감을 밝혔다. 이어, "앞으로도 지속적인 연구와 교육을 통해 글로벌 영재교육 발전에 앞장서겠다"라고 덧붙였다. 한편, 올해로 18회째 열린 APCG에는 대한민국, 싱가포르, 대만 등 아시아 지역뿐 아니라, 미국, 캐나다, 멕시코 등 아시아 태평양 지역의 여러 나라 영재교육 전문가들이 참여해 각국의 최신 동향과 연구 결과를 공유했다. 류지영 센터장은 기조강연자로 참여해 '숨은 인재 발굴: 소외계층 학생의 영재성 인식'을 주제로 KAIST 과학영재교육연구원의 연구와 프로그램을 소개했다.
2024.08.29 조회수 983 -
이나래 교수, 한국인 최초 전략경영학회 우수 연구자로 선정
우리 대학 기술경영학부 이나래 교수(녹색성장지속가능대학원 겸임)가 국제 전략 경영학회(Strategic Management Society)의 우수 전략 경영 연구자(Research in Strategic Management Scholar)로 선정됐다고 23일 밝혔다.
국제 전략 경영학회는 전략 경영 분야 최대 규모의 국제 학회로 80개 이상의 국가에서 활동하는 3,000여 명의 회원으로 구성되어 있다. 해당 상은 본 학회가 전략 연구 재단(Strategy Research Foundation)을 통해 매년 1~2명 내외로 선발해 수여하고 있으며 선발된 연구자의 연구 과제를 미화 25,000불 선에서 지원하고 있다. 한국인 연구자의 수상은 이번이 처음이다.
이나래 교수는 전략 경영 분야 중 비시장 전략 (Non-market strategy) 부문에서 창의적이고 융합적인 연구를 해왔으며 특히 기후 변화로 인한 다각적 위기에 대응하는 기업의 경영 전략 수립 연구의 초점을 맞춰왔다. 이번에 수상한 연구 과제 역시 제도적, 물리적 기후 변화 위기가 기업의 글로벌 자산 매각 결정에 미치는 영향에 관한 것이다.
상을 받은 이나래 교수는 “이번 연구를 통해 전략 분야에서 오랜 전통을 가지고 있는 자산 매각 전략에 관한 연구와 최근 큰 관심을 받고 있는 기후 변화 연구를 융합할 수 있는 기회가 생겨서 매우 기쁘다”며 “앞으로는 KAIST 내의 지적 자산을 활용해 기후 변화 기술에 대한 연구로 폭을 넓히고 싶다”라고 소감을 밝혔다.
한편 이나래 교수는 지난 2022년에 국제 전략 경영학회가 주최하는 연례 학회에서 ‘현실적 시사점이 있는 최우수 논문상(Best Paper with practical implications)’을 수상한 바 있다.
*국제 전략 학회 소개: https://www.strategicmanagement.net/
*전략 연구 재단 소개: https://www.strategicmanagement.net/about-sms/strategy-research-foundation/
*수상자 공지 페이지: https://www.strategicmanagement.net/publications-resources/strategic-management-explorer/2023-srf-grant-recipients/
2024.02.23 조회수 3214 -
최진석 교수, 국제전기전자공학회 우수 젊은 연구자 상 수상
우리 대학 전기및전자공학부 최진석 교수가 무선 통신 분야에서의 업적으로 국제전기전자공학회(IEEE)의 통신 분야 아시아-태평양 우수 젊은 연구자 상(IEEE ComSoc Asia-Pacific Outstanding Young Researcher Award)을 수상했다고 22일 밝혔다.
최진석 교수는 꾸준한 연구와 혁신적인 아이디어로 통신 기술 발전에 중요한 역할을 해오고 있는 공로를 인정받았다. 해당 상은 매년 아시아-태평양 지역의 젊은 우수 연구자들에게 수여되는 상으로 올해 한국에서는 최진석 교수가 단독으로 수상했다. 그의 연구는 주로 저전력 통신 시스템 개발에 초점을 맞춰 새로운 무선 통신 기술과 솔루션의 개발을 통해 이 분야를 선도해 오고 있다.
특히, 최진석 교수는 무선 통신 분야에서의 창의적이고 도전적인 연구로 인해 꾸준한 평가를 받고 있다. 그의 주력 분야인 저전력 통신 시스템은 에너지 효율성을 극대화하면서도 안정적이고 고효율의 무선 통신을 실현하는 혁신적인 특징을 지니고 있다. 이를 통해 그가 개발한 시스템은 새로운 개념을 제시하며 세계적인 연구자들과 함께 무선 통신 기술의 발전을 선도하고 있다.
최진석 교수의 성과는 국내외의 우수 연구 그룹과의 긴밀한 협업, 다양한 학문 분야와의 융합, 그리고 산업계와의 적극적인 협력을 통해 이뤄지고 있다. 그는 무선 통신 분야에서의 현장 경험과 교육 활동을 통해 학문과 산업 간의 연계를 강조하며, 다양한 분야의 전문 지식을 융합해 새로운 연구 및 기술 개발에 도전하고 있다.
위 상을 받은 최진석 교수는 “앞으로의 통신 시스템은 에너지 효율성이 굉장히 중요한 이슈가 될 것으로 예상되는데, 최적화 이론과 정보이론을 기반으로 에너지 효율적인 통신 시스템을 개발하고자 했던 노력이 국제적으로 인정받아 매우 기쁘다ˮ며, “앞으로 이러한 기술을 실제 통신 시스템에 활용할 수 있도록 지속적인 노력을 하며 다양한 통신 어플리케이션에 적용하는 등 꾸준히 연구를 진행할 계획이다ˮ 라고 소감을 밝혔다.
시상식은 올해 12월 4일부터 8일까지 말레이시아 쿠알라룸푸르에서 열린 통신 분야 최우수 학회 중 하나인 세계 통신 학회(Globecom)에서 진행됐다.
2023.12.22 조회수 2687 -
기계공학과 공경철, 화학과 임미희 교수-과기부 기초과학 리더연구자 선정
우리 대학 기계공학과 공경철 교수, 화학과 임미희 교수가 과학기술정보통신부가 주관한 ‘2022년도 기초연구사업의 리더연구자(12인)’부문에 선정됐다.
리더연구는 국내 최고 수준의 기초과학 연구자의 연구주제를 지원하는 프로그램으로, 선정된 연구자는 연간 8억원 규모로 최대 9년간 72억원까지 지원받는다.
기계공학과 공경철 교수는 로봇과 사람이 결합된 형태인 웨어러블 로봇의 제어 성능 향상, 동기화를 연구한다. 인간의 운동 제어이론, 인간-로봇 통합 시뮬레이션 인공지능 학습 등 연구 범위를 확장할 예정이다. 본 연구를 통해 더 다양한 종류의 보행장애를 극복하는 웨어러블 로봇 기술을 실현하는 것이 목표다.
공교수는 “충분한 기간 기초연구에 집중할 기회가 생긴 만큼 보행장애 완전 극복을 위한 발판을 다지겠다. 사람의 관점에서 웨어러블 로봇을 탐구하고 고민할 것”이라고 밝혔다.
화학과 임미희 교수는 기존에 밝혀지지 않은 금속과 뇌신경단백질 간의 다양한 상호작용을 밝히고, 이를 바탕으로 새로운 신경 퇴화를 유발하는 금속-뇌신경단백질 복합체를 발굴한다. 본 연구를 통해 치매 발병 원인을 규명하고 새로운 개념의 치료제·진단제를 개발하는 것이 목표다.
임교수는 “리더 연구과제에 선정되어 영광이다. 앞으로 연구에 더욱 정진하여 기초과학 중심의 치매 극복에 힘쓰겠다”라고 소감을 전했다.
과기부는 6월 중 선정된 신규 리더연구자에 지정서를 수여하고 연구에 착수하도록 본격 지원할 예정이다.
2022.06.07 조회수 5735 -
초고속, 초정밀 펄스비행시간(TOF) 센서 개발
우리 대학 기계공학과 김정원 교수 연구팀이 펄스 레이저와 전광 샘플링 기법을 이용해 거리 측정에 활용할 수 있는 초고속, 초정밀의 펄스비행시간(time-of-flight, TOF) 센서 기술을 개발했다. 이 새로운 펄스비행시간 센서 기술을 이용하면 수소 원자 2개의 크기보다도 작은 180 피코미터(55억분의 1미터) 정도의 위치 차이도 200분의 1초 만에 정확하게 측정할 수 있다. 기존 고성능 거리 측정 기술의 성능을 뛰어넘는 새로운 원천 기술이 될 것으로 기대된다.
나용진 박사과정이 1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 포토닉스(Nature Photonics)’ 2월 10일 자에 게재됐다. (논문명: Ultrafast, sub-nanometre-precision and multifunctional time-of-flight detection)
레이저를 이용한 거리 측정 기술은 현재 보안, 자율주행 등에 사용되는 라이다(LiDAR)나 반도체 공정 등 각종 산업 분야뿐 아니라, 지진 감지, 중력파 검출 등 자연 현상 탐지까지 다양한 분야의 핵심 기술로 활용된다. 거리 측정의 분해능, 속도 및 범위 성능이 개선되면 기존 응용기술들의 성능 개선뿐 아니라 이전에는 불가능했던 새로운 물리 현상들의 측정도 가능하게 한다.
기존의 고성능 거리 측정 기술들은 크게 두 가지 방식으로 나뉜다. 기존의 펄스비행시간 기술은 미터 이상의 긴 측정 거리를 갖지만 그만큼 분해능 성능이 떨어지는 문제가 있다. 반면 간섭계 기술은 나노미터 수준의 좋은 분해능을 갖지만, 마이크로미터 수준의 좁은 측정 범위를 갖는다. 또한, 두 기술 모두 측정 속도가 느리다는 공통적인 한계가 있다.
연구팀은 이러한 한계들을 극복하기 위해 기존의 방식들과는 완전히 다른 방식의 펄스비행시간 센서를 제안했다. 펄스 레이저에서 발생한 빛 펄스와 광다이오드로 생성한 전류 펄스 사이의 시간 차이를 전광 샘플링 기법을 이용해 측정했다. 이때 빛 펄스와 전류 펄스 간의 시간 오차가 100 아토초(1경분의 1초) 정도로 매우 적어, 빠른 속도로 나노미터 이하의 거리 차이도 정밀하게 측정할 수 있다. 또한, 전류 펄스의 길이가 수십 피코초 이상으로 길어 밀리미터 이상의 측정 범위가 동시에 가능하다. 따라서 기존의 펄스비행시간 기술이 갖는 낮은 분해능과 간섭계 기술이 가지는 좁은 측정 범위의 한계를 동시에 뛰어넘을 수 있었다.
연구팀은 새로운 펄스비행시간 기술을 이용해 고분해능 3차원 형상 이미징 기술을 시연했고, 지진파나 화산 활동 측정과 같이 미세한 변형을 측정하는 데 활용할 수 있는 고정밀 변형률 센서도 구현했다. 또한, 초고속 측정에서도 높은 분해능을 갖는다는 장점을 이용해 100MHz(1초에 1억 번의 진동에 해당) 이상의 속도로 변화하는 물체의 위치도 나노미터 분해능으로 실시간 측정 가능함을 선보였다.
연구팀은 특히 서로 멀리 떨어져 있는 다수 지점의 펄스비행시간을 동시에 정밀하게 측정할 수 있는 특징을 활용하면 스마트팩토리와 같은 환경에서 하나의 레이저와 광섬유 링크들을 이용해 다지점, 다기능성 복합센서 시스템을 구현할 수 있다고 전망했다.
김 교수는 “이 기술을 이용해 기존에는 관측하지 못했던 마이크로 소자 내에서의 비선형적인 움직임과 같은 복잡하고 빠른 동적 현상들을 실시간으로 측정하고 규명하는 것이 다음 연구 목표이다”라고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
2020.02.12 조회수 11879 -
미세 입자 질량 측정용 파이펫 형태 공진기 개발
우리 대학 기계공학과 이정철 교수 연구팀과 서울대학교 기계항공공학부 고상근 교수 공동 연구팀이 일반 실험실에서 쉽고 간단하게 제작 가능한 액상 부유입자 정밀 질량 측정용 마이크로 파이펫 공진기를 개발했다.
위 기술은 유리 캐필러리를 열 인장하는 방법으로 간단하게 제작한 공진기를 이용해 캐필러리 내부 채널을 통과하는 액상 부유 입자의 질량을 정밀하게 계측할 수 있는 기술이다.
고주희 석사과정과 서울대학교 이동혁 박사가 공동 1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 센서 분야 대표 국제 학술지 ‘에이씨에스 센서스(ACS Sensors)’ 2019년 12월 27일 자 내부표지 논문으로 게재됐다. (논문명 : Micropipette Resonator Enabling Targeted Aspiration and Mass Measurement of Single Particles and Cells, 단일 세포의 선택적 흡입 및 질량 측정을 위한 마이크로 파이펫 공진기)
모든 물체는 각각의 고유한 진동수를 가지고 진동하며 이 고유 진동수는 질량의 영향을 받는다. 마이크로 유체 채널 또한 마찬가지로 유체 채널을 공진 센서 플랫폼으로 제작해, 입자를 포함한 유체가 공진 센서 내부로 주입됐을 때 바뀌는 고유 진동수의 변화로 미세 입자의 질량을 측정하는 연구들이 지금까지 널리 진행돼왔다.
하지만 지금까지의 기술은 주로 고가의 복잡한 마이크로 및 나노 공정에 의존해왔고 측정 표본이 밀폐된 공간에 보관됨으로써 필요한 영양분들이 고갈될 수도 있다는 문제점이 있었다.
이번 연구에서는 열린 구조의 파이펫 공진기를 고안하고 제작해 배양 접시와 같이 실제 세포가 배양되는 환경에서 선택적으로 원하는 세포만을 흡입해 측정하는 시스템을 최초로 구현했다.
실험 시에 여러 입자(또는 세포) 중 특정 입자(세포)를 측정하기 위해 파이펫 공진기를 통과하는 유량을 제어했고, 도립현미경 위에서 실험을 진행했다. 선택된 특정 입자는 파이펫의 열린 입구에서부터 측정부로 이동하게 된다.
연구팀은 초당 수십만 번 떨리는 진동을 측정하기 위해 CD 및 DVD와 같은 광디스크 재생장치에 사용되는 광 픽업 장치(Optical PickUp, OPU)를 이용했다.
연구팀은 레이저 다이오드에서 렌즈를 통과해 조사된 빛이 공진기에서 반사된 후 광센서로 입사되는 신호를 분석해 공진기의 진동주파수를 정밀하게 측정할 수 있었다. 추가로 고유 진동수에서 공진기의 떨림 현상을 극대화하기 위해 전압이 걸리면 기계적인 변형이 발생하는 압전 소자가 사용됐다.
이정철 교수는 “기존의 복잡한 마이크로/나노공정을 이용해 웨이퍼로 제작하던 초미세 정밀 센서를 일반 실험실 환경에서 유리 모세관을 이용해 간단하게 제작해 대체할 수 있다는 가능성을 봤다”라며 “또한 해당 장치는 이미 바이오 연구자들에게 친숙한 파이펫 형태로서 별도의 학습 및 훈련 없이 널리 이용될 것으로 기대된다”라고 말했다.
이번 연구결과는 한국연구재단의 중견연구자지원사업 및 기초연구실지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. ACS Sensors 저널 내부표지
그림2. 유리 파이펫 공진기계장치의 개요와 제작방법
그림3. 입자의 질량 측정을 위한 파이펫 공진기의 실험 장치 구성도
그림4. 질량 따른 공진주파수의 변화 및 측정된 질량 스펙트럼 결과
2020.02.07 조회수 10812 -
재촬영 없이 MRI 강조영상 얻는 AI 기술 개발
우리 대학 바이오및뇌공학과 예종철 교수 연구팀 자기공명영상(magnetic resonance imaging: MRI)에서 재촬영 없이도 누락된 강조영상을 얻을 수 있는 인공지능 기술을 개발했다.
이 연구를 통해 각 질환별로 강조영상이 암의 진단에 미치는 영향을 객관적으로 밝힐 수 있으며, 실제 임상에서 고비용의 MRI를 효과적이고 체계적으로 활용할 수 있는 방안을 설계할 수 있을 것으로 기대된다.
이동욱 박사가 1 저자로 참여하고 건국대 의과대학 영상의학과 문원진 교수팀이 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 머신인테리젼스(Nature Machine Intelligence)’ 1월 18일 자 온라인판에 게재됐다. (논문명 : Assessing the importance of magnetic resonance contrasts using collaborative generative adversarial networks).
MRI는 엑스선 컴퓨터 단층촬영, 초음파와 더불어 임상 진단에서 중요한 역할을 하는 진단 장비이다. 특히 비침습적 방법으로 고해상도의 영상을 얻기 때문에 종양이나 병변을 관찰하며 진단하는데 매우 중요한 임상 정보를 제공한다. 이는 영상의 대조도 (contrast)를 다양하게 조절할 수 있는 MRI의 특징 덕분이다.
예를 들어 뇌종양을 진단하는 데 활용되는 T1·T2 강조영상, FLAIR 기법 영상, T1 조영증강 영상 등 여러 가지 대조 영상을 얻어 진단에 사용함으로써 종양을 찾을 수 있다.
하지만 실제 임상 환경에서는 강조영상을 모두 얻기 어려운 경우가 많다. 여러 장의 강조영상 촬영을 위해 촬영시간이 길어지기도 하고, 잡음이나 인공음영 발생으로 인해 진단에 사용하기 어려운 경우가 많기 때문이다.
또한, 뇌질환진단을 위한 MRI 검사는 의심 질환이 무엇인지에 따라 필수 강조영상이 달라지며, 이후 특정 질환으로 진단명이 좁혀지면서 부득이하게 누락된 강조영상을 확보하기 위한 재촬영이 필요한 경우가 많다. 이러한 상황에 의해 많은 시간과 비용이 소모된다.
최근 인공지능 분야에서 생성적 적대 신경망(Generative adversarial networks, GAN)이라는 딥러닝을 이용해 영상을 합성하는 기술이 많이 보고되고 있지만, 이 기술을 MRI 강조영상 합성에 사용하면 준비하고 미리 학습해야 하는 네트워크가 너무 많아지게 된다.
또한, 이러한 기법은 하나의 영상에서 다른 영상으로의 관계를 학습하기 때문에 몇 개의 강조영상의 존재하더라도 이 정보 간의 시너지를 활용하는 영상 학습기법이 없는 현실이다.
예 교수 연구팀은 자체 개발한 ‘협조·생성적 적대신경망(Collaborative Generative Adversarial Network : CollaGAN)’이라는 기술을 이용해 여러 MRI 강조영상의 공통 특징 공간을 학습함으로써 확장성의 문제를 해결했다.
이를 통해 어떤 대조 영상의 생성이 가능한지와 불가능한지에 대한 질문과, 그에 대한 체계적인 대답 기법을 제안했다.
즉, 여러 개의 강조영상 중에서 임의의 순서 및 개수로 영상이 없어져도 남아있는 영상을 통해 사라진 영상을 복원하는 기법을 학습한 후 합성된 영상의 임상적 정확도를 평가해, 강조 영상 간 중요도를 자동으로 평가할 수 있는 원천 기술을 개발했다.
예 교수 연구팀은 건국대 문원진 교수 연구팀과의 협력을 통해 T1강조·T2강조 영상과 같이 내인성 강조영상은 다른 영상으로부터 정확한 합성이 가능하며, 합성된 강조영상이 실제 영상과 매우 유사하게 임상 정보를 표현하고 있다는 것을 확인했다.
연구팀은 확보한 합성 영상이 뇌종양 분할기법을 통해 뇌종양 범위를 파악하는데 유용한 정보를 제공한다는 것을 확인했다. 또한, 현재 많이 사용되는 합성 MRI 기법(synthetic MRI)에서 생기는 인공음영 영상도 자동 제거가 가능함이 증명됐다. 이 기술을 이용하면 추가적인 재촬영을 하지 않고도 필요한 대조 영상을 생성해 시간과 비용을 비약적으로 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
건국대 영상의학과 문원진 교수는 “연구에서 개발한 방법을 이용해 인공지능을 통한 합성 영상을 임상현장에서 이용하면 재촬영으로 인한 환자의 불편을 최소화하고 진단정확도를 높여 전체의료비용 절감 효과를 가져올 것이다”라고 말했다.
예종철 교수는 “인공지능이 진단과 영상처리에 사용되는 현재의 응용 범위를 넘어서, 진단의 중요도를 선택하고 진단 규약을 계획하는 데 중요한 역할을 할 수 있는 것을 보여준 독창적인 연구이다”라고 말했다.
이 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. CollaGAN의 작동 원리의 예
2020.01.30 조회수 11277 -
박찬범, 스티브 박 교수, 혈액 기반 알츠하이머병 멀티플렉스 진단센서 개발
KAIST(총장 신성철) 신소재공학과 박찬범 교수와 스티브 박 교수 공동 연구팀이 혈액으로 알츠하이머병을 진단할 수 있는 센서를 개발하는 데 성공했다.
연구팀이 개발한 진단 센서를 활용해 혈액 내에 존재하는 베타-아밀로이드 및 타우 단백질 등 알츠하이머병과 관련한 4종의 바이오마커 농도를 측정·비교하면 민감도는 90%, 정확도 88.6%로 중증 알츠하이머 환자를 구별해 낼 수 있다.
김가영 박사과정·김민지 석사과정이 공동 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지‘네이처 커뮤니케이션스(Nature communications)’1월 8일 자 온라인판에 게재됐다. (논문명: Clinically accurate diagnosis of Alzheimer’s disease via multiplexed sensing of core biomarkers in human plasma)
알츠하이머병은 치매의 약 70%를 차지하는 대표적인 치매 질환이다. 현재 전 세계 65세 이상 인구 중 10% 이상이 이 질병으로 인해 고통을 받고 있다. 하지만 현재의 진단 방법은 고가의 양전자 단층촬영(PET) 또는 자기공명영상진단(MRI) 장비를 사용해야만 하기에 많은 환자를 진단하기 위해서는 저렴하면서도 정확한 진단 기술개발의 필요성이 제기돼 왔다.
연구팀은 랑뮤어 블라젯(Langmuir-blodgett)이라는 기술을 이용해 고밀도로 정렬한 탄소 나노튜브(Carbon nanotube)를 기반으로 한 고민감성의 저항 센서를 개발했다. 탄소 나노튜브를 고밀도로 정렬하게 되면 무작위의 방향성을 가질 때 생성되는 접합 저항(Tube-to-tube junction resistance)을 최소화할 수 있어 분석물을 더 민감하게 검출할 수 있다.
실제로 고밀도로 정렬된 탄소 나노튜브를 이용한 저항 센서는 기존에 개발된 탄소 나노튜브 기반의 바이오센서들 대비 100배 이상의 높은 민감도를 보였다.
연구팀은 고밀도로 정렬된 탄소 나노튜브를 이용해 혈액에 존재하는 알츠하이머병의 바이오마커 4종류를 동시에 측정할 수 있는 저항 센서 칩을 제작했다. 알츠하이머병의 대표적인 바이오마커인 베타-아밀로이드 42 (β-amyloid42,), 베타-아밀로이드 40 (β-amyloid40), 총-타우 단백질 (Total tau proteins) 및 과인산화된 타우 단백질 (Phosphorylated tau proteins)은 그 양이 알츠하이머병의 병리와 직접적인 상관관계를 가지기 때문에 알츠하이머병 환자를 구별해 내는 데 매우 유용하다.
고밀도로 정렬된 탄소 나노튜브 기반 센서 칩을 이용해 실제 알츠하이머 환자와 정상인의 혈액 샘플 내에 존재하는 4종의 바이오마커 농도를 측정 하고 비교한 결과, 민감도와 선택성은 각각 90%, 그리고 88.6%의 정확도를 지녀 중증 알츠하이머 환자를 상당히 정확하게 진단할 수 있음을 확인했다. 연구팀이 개발한 고밀도로 정렬된 탄소 나노튜브 센서는 측정방식이 간편하고, 제작비용도 저렴하다.
박찬범 교수는“본 연구는 알츠하이머병으로 이미 확정된 중증환자들을 대상으로 진행하였다. 향후 실제 진료 환경에 활용하기 위해서는 경도인지장애 (Mild cognitive impairment) 환자의 진단 가능성을 테스트하는 것이 필요하다”며“이를 위하여 경도인지장애 코호트, 치매 코호트 등의 범국가적인 인프라 구축이 필수적이며, 국가 공공기관의 적극적인 연구 네트워크 구축 및 지원의 장기성 보장이 요구된다”고 강조했다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 리더연구자 지원사업과 충남대병원 및 충북대병원 인체자원은행의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림 1. 혈액 내에 존재하는 총 4종의 바이오마커 농도를 측정해 알츠하이머병 환자를 구별하는 고밀도로 정렬된 카본 나노튜브 기반 저항 센서의 모식도
그림 2. 진단 센서 성능
2020.01.15 조회수 17244 -
김희탁 김상욱 교수, 멤브레인 필요 없는 새로운 물 기반 전지 개발
우리 대학 생명화학공학과 김희탁 교수와 신소재공학과 김상욱 교수 공동 연구팀이 전기화학 소자의 핵심 부품인 멤브레인을 사용하지 않고도 에너지 효율 80% 이상을 유지하면서 1천 번 이상 구동되는 새로운 개념의 물 기반 아연-브롬 전지를 개발했다.
이번 연구를 통해 일본, 미국의 수입에 의존해 온 다공성 분리막이나 불소계 이온교환막을 사용하지 않는 기술로, 해당 기술에 대한 대외 의존도를 낮출 수 있을 것으로 기대된다.
이주혁 박사과정과 변예린 박사후연구원이 공동 1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced materials)’12월 27일자 표지논문에 선정됐다.(논문명: High-Energy Efficiency Membraneless Flowless Zn-Br Battery: Utilizing the Electrochemical-Chemical growth of Polybromides)
최근 태양광, 풍력 등 신재생에너지의 불안정한 전력 공급을 해결하기 위해 전기 에너지를 미리 저장했다가 필요한 시간대에 사용할 수 있는 에너지저장장치(ESS)가 주목받고 있다.
현재는 리튬이온전지가 에너지저장장치용 이차전지로 사용되고 있으나 발화성 유기 전해액 및 리튬계 소재로 인한 발화의 위험성을 지니고 있다. 지난 2017년부터 올해 10월까지 총 21건의 에너지저장장치 화재사고가 발생했으며, 전체 에너지저장장치 시설 1천 490개 중 35%인 522개의 가동이 중단되기도 했다.
이러한 이유로 물을 전해질로 사용한 비 발화성 물 기반 이차전지 기술이 에너지저장장치용 차세대 이차전지로 주목받고 있다. 특히 다양한 물 기반 전지 기술 중 아연과 브롬을 활물질로 사용하는 아연-브롬 레독스 흐름 전지는 높은 구동 전압 및 높은 에너지 밀도를 가져 1970년대부터 지속해서 개발돼왔다.
그러나 아연-브롬 레독스 전지는 브롬이 아연과 반응해 전지 수명을 단축시키는 문제로 인해 상용화가 지연됐다. 이러한 반응을 억제하기 위해 펌프를 이용해 브롬이 함유된 전해질을 외부 탱크로 이송해 왔으나, 이는 펌프 구동을 위한 에너지 소모 및 브롬에 의한 외부 배관이 부식되는 문제를 동반한다.
브롬을 포획하는 전해질 첨가제 및 브롬의 이동을 차단할 수 있는 멤브레인에 대한 개발이 진행됐으나, 가격증가 및 출력 저하의 문제점이 발생했다.
김희탁 교수와 김상욱 교수 공동 연구팀은 일본, 미국에 의존하던 값비싼 멤브레인 소재와 어떠한 첨가제도 사용하지 않는 새로운 물 기반 아연-브롬 전지를 개발했다.
전해질 내의 이온과 외부 전기회로 사이의 전자를 주고받는 한정된 역할만 수행하던 전극의 기능에 멤브레인과 첨가제가 담당하던 브롬을 포획할 수 있는 기능을 추가했다.
질소가 삽입된 미세기공 구조를 전극 표면에 도입해 미세기공 내부에서 비극성 브롬을 극성 폴리브롬화물로 전환한 뒤, 질소 도핑 카본과 폴리브롬화물간 쌍극자-쌍극자 상호 작용을 통해 폴리브롬화물을 기공 내부에 고정했다.
이 기술은 멤브레인의 기능을 전극이 담당하므로 고가의 멤브레인이 필요 없으며, 브롬을 외부 탱크가 아닌 전극 내부에 저장함으로써 펌프 및 배관을 제거할 수 있어 가격 저감 및 에너지 효율을 증대했다.
연구팀이 개발한 다기능성 전극을 이용한 멤브레인을 사용하지 않는 물 기반의 아연-브롬 전지는 리튬-이온 전지보다 45배 저렴할 뿐 아니라, 에너지 효율 83% 이상을 보이며 1천 사이클 이상 운전이 가능하다.
김상욱 교수는 “차세대 물 기반 전지의 한계를 극복하기 위한 나노소재 기술을 이용한 새로운 해결책을 제시했다”라고 말했다.
김희탁 교수는 “이번 연구를 통해 기존보다 안전하고 경제적인 에너지저장장치의 개발이 가속화되기를 기대한다”라고 말했다.
이번 연구는 KAIST 나노융합연구소, 에너지클라우드 사업단, 과학기술정보통신부 리더연구자지원사업인 다차원 나노조립제어 창의연구단의 지원을 받아 수행됐다.
그림 1. 브롬 활물질을 전극내부에서 폴리브롬화물로 전환하여 저장하는 다기능성 전극의 메커니즘의 모식도와 멤브레인을 장착하지 않고 구동되는 전지의 실제 모습
그림 2. 질소가 도핑된 미세기공이 코팅된 다기능성 전극의 제조 과정
2020.01.08 조회수 15879 -
유지환, 김아영 교수, 2019 한국로봇학회 KRI상, 젊은연구자상 수상
우리 대학 건설 및 환경공학과 유지환, 김아영 교수가 2019년 한국로봇학회 KRI상 및 젊은 연구자상의 수상자로 각각 선정됐다.
시상식은 6일 SC컨벤션에서 개최된 2019년도 한국로봇학회 정기총회에서 열렸다.
KRI(Korea Robotics Society Innovation)상은 로봇 분야의 혁신적 업적을 낸 연구자를 격려해 관련 분야의 발전을 이루고자 한국로봇학회에서 올해 처음 제정한 상으로, 유지환 교수와 서울대학교의 박재흥 교수가 초대 수상자로 선정됐다.
유지환 교수는 로봇 원격제어 분야에서 혁신적인 업적을 성취해 로봇 기술 발전에 기여한 공로를 인정받아 수상하게 됐다.
젊은연구자상은 만39세 이하의 로봇 학문이나 기술 분야에서 탁월한 업적을 이룬 자에게 수여하는 상으로, 김아영 교수가 수상자로 선정됐다.
2019.12.12 조회수 7382 -
이정용 교수, 유기고분자-양자점 기반 하이브리드 태양전지 개발
〈 이정용 교수 〉
우리 대학 EEWS 대학원 이정용 교수 연구팀과 캐나다 토론토 대학교 전기 및 컴퓨터 공학부 테드 사전트(Ted Sargent) 교수 공동 연구팀이 유기 단분자 물질 도입을 통한 고효율, 고 안정성 유무기 하이브리드 태양전지 제작 기술을 개발했다.
연구팀이 개발한 유기 고분자-양자점 하이브리드 태양전지는 단순 성능 개선을 넘어 기존의 구조에서 성능이 제한된 문제점을 해결할 수 있는 구체적인 방안을 제시하고, 차세대 에너지원으로써 하이브리드 태양전지에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
백세웅, 전선홍 박사, 김병수 박사과정 및 앤드류 프로페(Andrew H. Proppe) 박사가 공동 1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 에너지(Nature Energy)’ 11월 11일 자 온라인판에 게재됐다. (논문명: Efficient hybrid colloidal quantum dot/organic solar cells mediated by near-infrared sensitizing small molecules)
높은 기계적 특성 및 흡광 계수를 갖는 유기 고분자와 근적외선 영역을 흡수할 수 있는 콜로이달 양자점을 이용해 제작되는 하이브리드 태양전지는 용액공정으로 제작할 수 있고 두 물질의 장점을 모두 취할 수 있다는 점에서 많은 관심을 받아왔다.
하지만 유기 고분자-양자점 기반의 하이브리드 구조는 낮은 광전변환 효율과 안정성 측면에서 기존의 차세대 태양전지들과 경쟁하기에 부족한 점이 있다.
낮은 전하추출 능력과 그로 인해 발생하는 재결합 문제로 인해 최근까지도 10% 이하의 낮은 광전변환 효율에 머무르는 하이브리드 태양전지의 성능 개선이 필요한 실정이다.
연구팀은 문제 해결을 위해 고분자와 양자점의 매개체 역할을 할 수 있는 새 유기 단분자 구조를 도입했다. 이렇게 유기 단분자 매개체 도입된 유기 고분자-양자점 하이브리드 구조는 기존의 구조보다 다양한 강점을 가진다.
우선 기존의 유기 고분자에서 생성된 엑시톤을 원활하게 추출할 수 있으며, 상호 보완적인 흡광 대역이 형성돼 추가적인 전류 향상을 얻을 수 있고, 계단형 에너지 레벨을 형성해 에너지 및 전하를 효과적으로 운반할 수 있다.
이러한 강점을 통해 연구팀은 13.1%의 광전변환 효율을 달성했으며, 이는 기존의 유기 고분자와 양자점을 이용하는 하이브리드 태양전지보다 30% 이상 높은 효율이다. 그뿐만 아니라 제작 후 약 1천 500시간 이후에도 초기 효율의 90% 성능을 유지했으며, 최대전력조건에서 약 150시간 이후에도 초기 효율의 80% 이상의 성능을 유지했다.
이 교수는 “단분자를 도입해 기존의 하이브리드 구조의 고질적인 한계를 극복하고 고효율의 차세대 태양전지를 구현했다”라며 “개발한 고효율 태양전지는 최근 주목받고 있는 웨어러블 전자기기를 넘어서 모바일, IoT, 드론 및 4차산업에 적용 가능한 차세대 에너지 동력원으로써 주목받게 될 것이다”라고 말했다.
이 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업, 기후변화대응기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 새롭게 제시한 하이브리드 소재 구조의 작동 원리
2019.11.19 조회수 12335