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인간의 뇌를 모방한 3차원 집적 뉴로모픽 반도체 개발
우리 대학 전기및전자공학부 최양규 교수, 명현 교수, 그리고 신소재공학과 이건재 교수 공동연구팀이 ‘인간의 뇌를 모방한 3차원 집적 뉴로모픽 반도체’를 개발하는 데에 성공했다. ‘인간의 뇌를 모방해 동일평면 상에 수평 집적한 뉴로모픽 반도체’를 개발(2021년 Science Advances 게재)하는 데에 성공했던 연구팀은, 뉴런 소자와 시냅스 소자를 상하부에 3차원 방식으로 수직 집적해, 보다 높은 집적도와 전력 효율을 가지는 뉴로모픽 반도체를 구현할 수 있음을 처음으로 보였다.
전기및전자공학부 졸업생 한준규 박사, 전기및전자공학부 이정우 박사과정과 김예은 박사과정, 그리고 신소재공학과 김영빈 박사과정이 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 저명 국제 학술지 ‘Advanced Science’ 2023년 9월 온라인판에 출판됐다. (논문명 : 3D Neuromorphic Hardware with Single Thin-Film Transistor Synapses Over Single Thin-Body Transistor Neurons by Monolithic Vertical Integration). ‘Advanced Science’는 재료과학, 물리학, 화학, 생명과학, 엔지니어링 분야의 기초 및 응용 연구를 다루는 학제 간 오픈 액세스 저널이다. (impact factor : 17.521)
뉴로모픽(neuromorphic) 하드웨어는, 인간의 뇌가 매우 복잡한 기능을 수행하지만 소비하는 에너지는 20와트(W) 밖에 되지 않는다는 것에 착안해, 인간의 뇌를 모방해 인공지능 기능을 하드웨어로 구현하는 방식이다. 뉴로모픽 하드웨어는 기존의 폰 노이만(von Neumann) 방식과 다르게 인공지능 기능을 초저전력으로 수행할 수 있어 많은 주목을 받고 있다. 뉴로모픽 하드웨어를 구현하기 위해서는 생물학적 뇌와 동일하게 일정 신호가 통합되었을 때 스파이크를 발생하는 뉴런과 두 뉴런 사이의 연결성을 기억하는 시냅스가 필요하다.
연구팀은 단일 박막 트랜지스터(thin-film transistor) 기반 시냅스 소자를 단일 트랜지스터 기반 뉴런 소자 위에 3차원 방식으로 수직 집적해, 높은 집적도와 전력 효율을 가지는 3차원 집적 뉴로모픽 반도체를 개발했다. 아래층 뉴런 소자의 손상 없이 위층 시냅스 소자를 제작하기 위해, 엑시머 레이저 어닐링(excimer laser annealing) 기법을 활용했다. 또한, 아래층 뉴런 소자의 손상 없이 위층 시냅스 소자의 내구성을 향상시키기 위해, 소자 내부의 줄열(Joule heat)을 이용한 자체 어닐링 기법도 제안했다. 이러한 뛰어난 내구성을 바탕으로, 이벤트 카메라(event camera)를 기반으로 제작된 손동작 기반의 수화 (手話) 패턴을 높은 성공률로 인식할 수 있음을 보였다.
2023.09.21 조회수 1211 -
기술가치창출원, 2023 테크페어 개최
우리 대학이 31일 서울 코엑스에서 중소·중견 기업의 글로벌 경쟁력 강화를 위한 ‘2023 KAIST 테크페어’를 개최한다.
한국무역협회(대표 구자열, 이하 KITA)와 공동 개최하는 이번 행사에서는 우리 대학이 기술이전, 기술투자, 기업자문 기회를 제공하고, KITA는 회원 기업의 수요 발굴 및 출연 재단인 산학협동재단을 통한 심화 자문 등을 할 예정이다.
첫 번째 세션인 기술이전 설명회에서는 KAIST 연구자가 직접 발표하는 사업화 유망 기술 7종을 소개한다.
▴몰입감 높은 VR 게임을 위한 가상-현실 공간 결합 기술(우운택 문화기술대학원) ▴안 보고도 계단을 오르는 '드림워커' 보행로봇 제어 시스템(명현 전기및전자공학부) ▴물체를 빠르고 효율적으로 잡을 수 있는 로봇 손 시스템(박형순 기계공학과) ▴백신 개발 및 유전자 치료 등에 우수한 안정성 및 정확성을 보유한 mRNA 플랫폼(이영석 바이오및뇌공학과) ▴고성능 측정 기능을 향상시킨 초박형 스마트 마이크로 분광기(정기훈 바이오및뇌공학과) ▴인공지능-인간 상호작용 기술(이상완 뇌인지과학과) ▴저전력 연속 측정 웨어러블 유연압전 혈압센서(이건재 신소재공학과 교수) 등이다.
특히, 명현 교수의 심층강화학습을 기반으로 개발한 '드림워커'로 알려진 사족로봇 블라인드 보행 제어 로봇기술은 별도의 튜닝 없이 1시간 정도의 학습과정을 거치면 다양한 보행로봇에 적용할 수 있다는 것이 가장 큰 장점이다. 화재 현장처럼 사람이 쉽게 접근하기 힘든 비정형 환경 탐사 임무 등 로봇산업에 폭넓게 활용할 수 있어 국내 로봇 기술 발전을 이끌 기술로 기대되고 있다.
정기훈 교수의 초박형 분광기 기술은 기존의 분광기보다 월등하게 크기가 작고 성능이 획기적으로 향상되었다. 스마트 전자기기, 수질이나 대기의 오염물질 등의 환경 모니터링, 의약품·유전자·식품 성분분석 등 다양한 산업 분야에 활용이 가능하다. 사물인터넷(IoT) 기술을 접목할 경우 비접촉 초소형 분광기로써 활용 범위가 더욱 넓어질 것으로 예상된다.
박형순 교수의 로봇 손 시스템은 잡아야 하는 물체의 형상에 맞는 최적의 경로를 계획할 수 있다. 요구되는 연산량이 적은 알고리즘을 개발·적용해 빠른 속도로 물체 조작이 가능하다. 또한, 크기·형상·색상 등을 사전에 학습하지 않은 물체도 쉽게 다룰 수 있으며, 카메라가 전송하는 이미지가 없이도 물건을 잡기 위해 필요한 정보를 쉽게 취득할 수 있어 기존 로봇 손 성능의 한계를 극복하는 기술로 기대를 모으고 있다.
두 번째 세션인 실험실 창업 데모데이에서는 KAIST 교원 창업 기술을 소개한다.
▴사이버시스템 보안 연구실 창업기업 '㈜사이시큐(CyseckR)'의 강병훈 전산학부 교수 ▴디지털트윈 기술로 기후 변화에 노출된 국가나 기업의 자산을 평가하는 '메타어스랩'을 창업한 김형준 문술미래전략대학원 교수 ▴그린수소 생산 및 이용을 위한 촉매물질 개발·생산 기업인 '㈜엔아이이티(NIET)'의 이진우 생명화학공학과 교수 ▴암의 진단·감별·치료제 개발 분야의 창업을 앞둔 장재범 신소재공학과 교수가 참여해 벤처캐피털과의 협력 네트워킹 및 투자 상담을 진행한다.
마지막 순서로 진행되는 기술애로 상담회에서는 사전에 매칭된 무역협회 회원사와 KAIST 교원 및 연구원의 1:1로 상담 자문이 이어진다. 첨단 바이오, 이차전지, 디스플레이, 항공우주·해양, 첨단로봇 등 국가 12대 전략기술과 부합하고 탄소중립 관련 기술 애로점이 있는 기업의 고충을 중점 자문할 예정이다.
최성율 KAIST 기술가치창출원장은 "KAIST는 세계 경제 질서가 대전환되고 글로벌 공급망이 재편되는 시대에 대응하는 미래 전략기술 확보와 딥테크 기술사업화 및 창업 생태계를 고도화에 최선을 다하고 있다"라고 전했다. 이어, 최 원장은 "이번 테크페어에서는 인공지능(AI)·로봇·메타버스·바이오 메디컬·신소재 등 4차 산업혁명 분야에서 파급효과가 클 것으로 기대하는 신기술을 선별해 발표하는 만큼 산업계와 관련 분야의 큰 관심을 부탁드린다"라고 당부했다.
2023.08.29 조회수 1375 -
창업·기술사업화 확대 위한 VC 대표 미팅 개최
우리 대학이 창업과 기술사업화 확대를 위한 벤처캐피탈(이하 VC) 대표들과의 미팅을 24일부터 이틀간 대전 본원에서 진행했다.
우리 대학 교수와 VC 대표 간의 정기적인 만남(Department Capital Meeting, 이하, DCM)을 도모하는 자리로 교수들의 기술사업화 역량을 강화하고 창업에 대한 도전정신을 북돋으려는 취지다. 이를 위해 KAIST 산학협력센터(센터장 이건재 교수)는 국내 주요 벤처 캐피탈 대표이사들을 DCM VC 자문단으로 위촉했다. 소프트뱅크벤처스·카카오벤처스·포스코기술투자 등의 중대형 투자 회사와 블루포인트파트너스 · 카이트창업가재단 · 카이스트청년창업투자지주 · 한국신기술지주 등의 초기 투자사를 아우르는 총 8개 VC 관계자들이 기업자문단을 맡았다. 24일부터 양일간 열린 VC 대표 미팅에는 전기·소재·바이오·제약·환경·에너지·AI·로봇·기술경영 등 다양한 연구 분야의 교수 20인이 참석했다. 창업 경험 여부에 따라 `예비창업자'와 `교원창업자'로 그룹을 나눠 각각 초기 기술사업화와 시리즈 A급 중대형 투자에 적합한 자문을 진행했다. 이들은 자유로운 분위기 속에서 연구 중인 첨단기술에 대한 사업화 아이디어를 공유했으며, 기술창업·신산업 발굴·기술이전·전략투자 파트너십·비즈니스 시뮬레이션 등에 대한 기술사업화 방안도 함께 논의했다.
DCM을 총괄한 이건재 산학협력센터장은 "첨단기술 기업의 정보와 관련 분야의 국제적인 네트워크를 보유한 것은 물론 즉석에서 투자 결정까지도 가능한 VC 대표이사들이 자문과 멘토를 위해 직접 나섰다는 것 자체가 KAIST의 뛰어난 기술사업화 역량을 보여주는 지표가 될 것ˮ이라고 강조했다. KAIST 산학협력센터는 올해 개최된 첫 번째 행사를 시작으로 매년 두 차례 정기적인 DCM 개최할 방침이다. 또한, 내년 4월 중 2회 행사를 열어 더 많은 VC 대표들과 교수들이 참가할 수 있도록 규모를 확대할 계획이다.
2021.11.29 조회수 5726 -
KAIST, 융합형 산학연계 프로그램(ILP) 국내 최초 운영
우리 대학이 융합형 산학연계 프로그램(Industrial Liaison Program, 이하 ILP)을 국내 최초로 운영한다.
기술가치창출원 산학협력센터(센터장 이건재)가 주관하는 ILP은 기업혁신, 교육자문, 산학과제·신산업 발굴, 기술이전, 기술창업, 비즈니스 시뮬레이션 등의 분야에서 융합형 토털 솔루션을 제공하는 산학협력 프로그램이다.
KAIST ILP은 연구 분야가 각기 다른 5명의 교수가 팀을 이뤄 기업의 애로사항을 해결하는 것이 가장 큰 특징이다. 여러 분야의 전문가들이 다양한 관점과 경험을 바탕으로 융합적인 문제 해결을 회원기업에 제공하는 형태이며, 국내에서 최초로 시도되는 사례다. 이를 위해 산학협력 경험이 많은 40여 명의 교내 교수진을 ILP에 영입했다.
산학협력센터 관계자는 "기술협력·정보교류·공동연구·기술가치창출 등 기업이 필요로 하는 다양한 요구사항을 석학급 전문가 집단과 지속적으로 협력하며 융합적인 해결방식을 찾고자 하는 산업계의 요구가 있다ˮ라고 프로그램의 추진 배경을 설명했다.
KAIST 산학협력센터는 교내 연구인력, R&D 성과, 인프라 등 우수자원 정보를 유기적으로 기업과 공유하고 활용할 수 있는 원스톱 지원체계를 구축해 기업회원사에 서비스를 제공하는 산학연계 포털로서 역할을 수행 할 방침이다.
기업회원사에는 크게 일곱 가지 서비스를 지원한다. KAIST의 연구자 및 기술정보 공유를 통한 ʻ기업혁신 자문ʼ, 임직원 역량 강화를 위한 맞춤형 ʻ교육자문ʼ, 기업경쟁력 확보를 위한 ʻ산학과제 발굴ʼ 및 ʻ신산업 발굴ʼ, 산학 간 전략적 협력 또는 조인트 벤처를 위한 ʻ기술이전ʼ 및 ʻ기술창업 파트너십ʼ, Virtual 창업 및 투자를 통한 기업리스크 헤지용 ʻ비지니스 시뮬레이션ʼ 등의 서비스가 제공된다.
KAIST는 기업체들과의 적극적인 산학협력 및 융합자문을 수행하기 위해 관련 분야의 경험이 풍부한 석학급 교수진 10명을 프로그램 디렉터로 임명했다.
프로그램 디렉터들은 AI/로봇(전산학부 오혜연·산업시스템공학과 장영재·기계공학과 박용화 교수), 바이오/제약(생명과학과 김대수·물리학과 박용근 교수), 소재/전자(신소재공학과 김상욱·전기및전자공학부 윤준보·조성환 교수), 에너지/환경(생명과학과 김희탁·건설및환경공학과 손훈 교수) 등 4개 분야에서 활동한다. 산학협력센터장인 이건재 교수(신소재공학과)가 총괄디렉터를 맡아 운영한다.
또한, 첨단기술을 선도하는 융합 자문교수단은 김민수 교수(전산학부· AI), 김찬혁 교수(생명과학과·제약), 박해원 교수(기계공학과·로봇), 서창호 교수(전기및전자공학부·전자) 이해신 교수(화학과·바이오), 김일두 교수(신소재공학과·소재), 김혜진 교수(기술경영학부·기술경영), 김병필 교수(기술경영학부·기술법무) 등 총 30여 명의 KAIST 교수들로 구성했다.
이를 통해 산학 간 긴밀하고 방대한 네트워크를 형성하고 미래 과학기술 사회를 대비할 경쟁력을 확보하는 것이 이번 융합형 산학연계 프로그램의 운영 목표다.ILP 총괄 디렉터인 이건재 센터장은 "기술 패권이 국력을 결정하는 첨단 과학기술 시대에는 산업계가 필요로 하는 융합자문, 산학과제 창출, 기술창업 등의 분야에서 도전적인 협력을 추진할 수 있는 새로운 플랫폼이 필요하다ˮ라고 강조했다. 이어, 이 센터장은 "다양한 분야에서 세계적 수준의 연구를 수행하는 KAIST 교수진이 결집해 기업과 소통하는 이번 ILP 프로그램을 통해 기업의 글로벌 경쟁력을 높이고 AI 및 소부장 분야의 강소기업을 육성해 국익 창출에 기여하고자 한다ˮ라고 포부를 밝혔다.
KAIST 산학협력센터는 대기업, 중견기업, 중소·벤처기업, 벤처캐피탈(VC), 정부산하기관 등 전 산업계를 대상으로 연간 회원 기업을 모집해 운영할 예정이다. ILP 홈페이지(https://ilp.kaist.ac.kr)에 프로그램에 관한 자세한 내용이 안내되어 있으며, 자문교수들의 미래 사회 비전과 연구 성과에 대한 다양한 강연도 무료로 시청할 수 있다
2021.09.28 조회수 7690 -
2020 온라인 기술이전 설명회 개최
우리대학이 9월 17일 '2020 KAIST 온라인 기술이전 설명회'를 개최한다. 올해로 4회째를 맞는 설명회는 코로나19 확산 예방을 위해 지난 3년간의 행사와는 다르게 온라인을 통해서만 진행될 예정이다. KAIST와 성남산업진흥원(원장 류해필)이 *K-GLOBAL 사업의 일환으로 공동 개최하는 이번 설명회는 KAIST 연구진이 보유한 우수 기술을 기업에 이전해 산업 경쟁력을 높이고 이를 기술 가치 창출로 연결하는 선순환 모델을 구축하기 위해 마련됐다.(K-GLOBAL사업: KAIST와 성남시가 협력해 성남시 중소/벤처기업 및 스타트업의 글로벌 시장 진출 지원과 4차 산업혁명 선도도시 구현을 위해 추진 중인 사업)
KAIST 기술가치창출원(원장 최경철)은 코로나19 팬데믹으로 사회 전반이 변화하고 있는 상황에서 불확실한 미래에 대응하기 위해 핵심 바이오 분야 및 소재·부품·장비 분야에서 총 10종의 미래 유망 신기술을 선정해 소개한다. 4개의 바이오 기술을 선보이는 1부에서는 고령화로 인한 만성질환 증가에 대비하고 삶의 질을 향상하기 위한 기술들이 소개된다. ① 초저온 전자현미경 이용 단백질 구조 기반 신약개발 기술(생명과학과 송지준 교수), ② 호메오 단백질 특성 기반 망막재생 촉진 기술(생명과학과 김진우 교수), ③ 고화질 초소형 3차원 내시경 카메라 기술(바이오및뇌공학과 정기훈 교수), ④ TSP1 단백질 억제제 함유 파브리병의 예방 및 치료제(생명과학과 한용만 교수) 등이다.
특히, 김진우 교수의 호메오 단백질 특성 기반 망막재생 촉진 기술은 녹내장·나이 관련 황반변성·망막색소변성증 등 전 세계 2% 이상의 인구가 앓고 있는 망막 퇴행성 질환의 망막 재생 촉진 기술로 주목받고 있다. 망막 신경 재생을 담당하는 뮬러글리아세포의 분열을 촉진하는 기술로 신경 세포 분화 기술을 접목할 경우 다양한 망막 신경 퇴행성 질환을 치료하기 위한 신개념 단백질 및 항체 치료제 개발로 이어질 수 있다.
또한, 송지준 교수는 초저온 전자현미경을 이용해 거대 단백질의 3차원 구조를 고해상도로 규명하는 기술을 선보인다. 단백질 구조를 바탕으로 한 AI 신약개발 기술로 세계적 수준의 첨단 초저온 전자현미경 구조 규명 기술이며 송 교수 연구팀이 독보적으로 보유하고 있는 연구 성과다. 2부 순서에서는 소재·부품·장비 분야에서 엄선한 기술이 소개된다. ① iCVD를 이용한 유기막 공정 및 장치(생명화학공학과 임성갑 교수). ② 열전달 패턴 분석을 기반 자동 평가/모니터링 기술(건설및환경공학과 손훈 교수), ③ 물과 친수성 섬유 멤브레인을 이용한 발전기술(신소재공학과 김일두 교수), ④ 의료용 금속 3D 프린팅 기술(신소재공학과 최벽파 교수), ⑤ 나트륨 및 황화구리를 이용한 2차전지 기술(신소재공학과 육종민 교수), ⑥ 다채널을 이용한 음성인식 방법(신소재공학과 이건재 교수) 등 모두 6개다.
육종민 교수의 나트륨 및 황화구리를 이용한 2차전지 기술은 황화구리를 이용해 기존 리튬이온 전지와 비슷한 성능을 내면서도 30% 이상 저렴한 전지를 만들 수 있는 나트륨 저장 기술이다.
김일두 교수는 물을 이용한 전기에너지 생성장치 기술을 선보인다. 탄소층이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인을 활용한 전기에너지 생성장치는 물리적인 에너지를 이용하지 않아 가장 저렴하면서도 손쉽게 전기를 얻을 수 있어 그린 뉴딜정책의 에너지 분야에 큰 힘을 실어줄 것으로 기대가 크다. KAIST 기술가치창출원 관계자는 "직접 연구·개발해 특허권을 보유한 교내 우수 기술을 지난 6월부터 발굴했으며 교수 및 변리사·벤처 투자자·사업화 전문가 등 10명으로 구성된 심사단이 평가를 진행했다ˮ라고 말했다. 그는 이어 "다양한 분야에 적용할 수 있는 응용 가능성과 시장 규모, 기술 혁신성 등을 주요 평가 지표로 삼아 우수 특허기술을 선정했다ˮ고 덧붙였다.
17일 열리는 행사에서는 설명회가 진행되는 동안 참여 기업이 댓글로 질의를 올리면 연구자들이 실시간으로 답변한다. 이밖에 사전등록을 마친 기업을 대상으로 온라인 기술이전 상담도 함께 진행된다.
최경철 기술가치창출원장은 "이번 기술이전 설명회는 참여 기업들이 KAIST의 기술을 적극적으로 이전받아 일자리 창출 및 글로벌화를 모색하는 산학협력을 강화하는 계기가 될 것ˮ이라면서 "KAIST의 기술이전을 통해 코로나19로 어려움을 겪고 있는 국내 기업이 위기 상황을 극복하고 나아가 포스트 코로나 시대를 선도할 수 있도록 힘을 보태고자 한다ˮ고 강조했다.
2020.09.10 조회수 23036