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전기 신호만으로 광학 기능 바꾸는 ‘우주센서’ 시대 연다
위성이나 우주탑재체는 임무가 바뀔 때마다 광학 필터와 센서를 새로 설계해야 했다. 앞으로는 하나의 초소형 광학 칩이 전기 신호만으로 열영상 센서, 분광기, 적외선 카메라 등 다양한 역할을 수행하는 시대가 열릴 전망이다.
우리 대학은 항공우주공학과 김현정 교수 연구팀이 미국 매사추세츠공과대학교(MIT, Massachusetts Institute of Technology) 주에이전 후(Juejun Hu) 교수 연구팀과 함께 빛을 원하는 방식으로 자유롭게 제어하는 초소형 광학 칩을 세계 최초로 개발했다고 14일 밝혔다.
이번 연구의 핵심은 하나의 광학 칩이 전기 신호만으로 다양한 센서 역할을 수행하도록 만든 것이다. 기존에는 새로운 임무를 수행할 때마다 광학 필터와 센서를 새로 제작해야 했지만, 앞으로는 하드웨어를 교체하지 않고도 센서의 기능을 바꾸는 ‘소프트웨어 정의(Software-defined) 센서' 구현이 가능할 것으로 기대된다.
연구팀이 개발한 장치는 메타표면(Metasurface, 머리카락보다 훨씬 작은 미세 구조를 이용해 빛의 세기와 방향, 파장 등을 자유롭게 제어하는 초박형 광학 구조) 기반의 투과형 중적외선 공간광변조기(SLM, Spatial Light Modulator)다. 공간광변조기는 빛이 얼마나 통과하고 어떤 형태로 전달될지를 픽셀(Pixel, 화면을 이루는 최소 단위) 단위로 조절하는 광학 소자다. 연구팀은 각 픽셀을 전기적으로 독립 제어하는 데 세계 최초로 성공했다.
기존 중적외선 SLM은 대부분 빛을 반사시키는 방식이거나 많은 픽셀을 각각 독립적으로 제어하기 어려워 위성 센서나 초소형 분광기(빛을 파장별로 분석하는 장치), 적응형 광학계(환경 변화에 맞춰 광학 성능을 자동 조절하는 시스템)에 적용하는 데 한계가 있었다.
연구팀은 전기 신호를 받으면 빛이 통과하는 정도가 달라지는 광학 상변화 소재(PCM, Phase Change Material)인 GSST(Ge₂Sb₂Se₄Te, 게르마늄-안티모니-셀레늄-텔루륨)를 활용해 이러한 문제를 해결했다. 이 소재는 전기 신호를 한 번 받으면 상태가 유지돼 전원이 꺼져도 계속 같은 성능을 유지하는 비휘발성(Non-volatile) 특성을 갖는다. 따라서 지속적으로 전력을 공급할 필요가 없어 전력 사용이 제한적인 위성이나 우주탑재체에 적합하다.
광학 칩의 픽셀 수가 많아질수록 선택한 픽셀 외에 다른 픽셀에도 전류가 흘러 원하지 않는 픽셀까지 함께 작동하는 기생 경로(Sneak Path) 문제가 발생한다. 연구팀은 각 픽셀에 ‘실리콘 PIN 다이오드(PIN Diode, 원하는 픽셀에만 전류가 흐르도록 하는 반도체 소자)’를 적용해 원하는 픽셀만 정확하게 선택해 제어하는 데 성공했다.
이를 통해 6×6 픽셀 배열의 모든 픽셀을 독립적으로 제어하고 원하는 광학 패턴을 구현했다. 또한 약 1만 6,700회 이상 반복 구동 후에도 안정적인 성능을 유지해 기존 기술보다 약 13배 높은 내구성을 입증했다.
이번 소자는 ‘실리콘 포토닉스(Silicon Photonics, 반도체 공정을 이용해 광학 소자를 제작하는 기술)’ 기반으로 제작돼 향후 수백~수천 개 이상의 픽셀을 갖는 대형 광학 칩으로 확장하기 쉽다. 현재는 빛의 양을 조절하는 기능을 구현했지만, 앞으로는 메타표면 구조를 더욱 정교하게 설계해 빛의 방향과 편광까지 자유롭게 제어하는 범용 재구성 광학(Universal Reconfigurable Optics)으로 발전할 수 있을 것으로 기대된다.
이번 연구의 가장 큰 의미는 ‘광학도 소프트웨어처럼 바꿀 수 있다'는 새로운 개념을 제시했다는 점이다. 즉 하나의 센서를 여러 종류의 센서처럼 사용할 수 있는 길을 연 것이다. 앞으로는 하나의 광학 칩이 상황에 따라 열영상 센서, 분광기, 적외선 카메라, 광통신 장치 등 서로 다른 기능을 수행하는‘소프트웨어 정의 센서' 시대가 열릴 것으로 기대된다.
이 기술이 상용화되면 위성과 우주탑재체는 물론 발사체 상태진단, 우주정거장 열 감시, 우주 제조 공정 계측, 적외선 영상, 광통신 등 다양한 광학 시스템을 하나의 플랫폼으로 구현할 수 있을 것으로 전망된다.
이번 연구는 김현정 교수가 미국 항공우주국(NASA, National Aeronautics and Space Administration) 연구원으로 재직하던 2018년 시작한 MIT-NASA 공동연구를 KAIST에서 발전시킨 성과다. 이를 바탕으로 현재는 KAIST STAR Lab과 MIT 주에이전 후(Juejun Hu) 교수 연구팀이 능동 메타광학(Active Meta-optics), 실리콘 포토닉스, 우주 센서 시스템을 공동 연구하며 실제 우주 적용을 목표로 협력하고 있다. 양 연구팀은 소재 개발부터 칩 설계·제작, 센서 시스템 통합, 우주환경 검증, 향후 비행실증까지 이어지는 전 주기 국제공동연구 체계를 구축했다.
김현정 교수 연구팀은 이번 기술을 실제 우주 센서로 발전시키고 있다. 과학기술정보통신부 신진연구사업에서는 발사체 표면의 초정밀 온도 측정 시스템을 개발하고 있으며, 혁신연구센터사업(IRC, Innovation Research Center)‘우주 서비스 및 제조 연구센터'에서는 우주정거장의 열 감시, 이상 진단, 우주 제조 공정 계측, 광통신 등에 활용 가능한 공통 광학 플랫폼으로 확대 연구를 진행하고 있다.
김현정 교수는 "이번 연구는 새로운 광학 소자를 하나 더 만든 것이 아니라 하나의 광학 칩이 임무에 따라 다양한 기능을 수행하는‘소프트웨어 정의 센서' 시대의 기반을 제시한 것”이라며 "MIT의 나노포토닉스(Nanophotonics, 나노 구조를 이용해 빛을 제어하는 기술)와 KAIST의 우주 센서 기술을 결합해 실제 우주 시스템으로 발전시키겠다”고 말했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 7월 7일 온라인판에 게재됐다.
※ 논문명: Two-dimensional pixel-level addressable mid-infrared metasurface spatial light modulator, DOI: 10.1038/s41467-026-75346-5
본 연구는 과학기술정보통신부 신진연구유형 B(구 우수신진연구)와 혁신연구센터사업(IRC)의 지원을 받아 수행됐다.
2026.07.14
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반도체 속 '전기 병목현상' 해결 실마리 찾았다
반도체 안에서 전기가 흐르는 길목이 막히면 성능이 떨어지고 전력 낭비가 커진다. 국내 연구진이 이러한 ‘전기 병목현상’을 해결할 수 있는 새로운 구조를 개발하고, 전기가 끊김 없이 흐르는 모습을 세계 최초로 확인했다. 이번 성과는 AI 반도체와 초저전력 반도체 등 미래 반도체의 성능과 전력 효율을 높일 핵심 원천기술로 기대된다.
우리 대학은 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀이 신소재공학과 강기범 교수, 성균관대학교(총장 유지범) 조성범 교수 연구팀과 공동으로 차세대 반도체 소자로 주목받는 2차원 소재(원자 한두 층 두께의 초박막 소재)에서 전기가 막힘없이 흐르는 새로운 구조를 구현하고, 이를 나노미터(㎚, 10억분의 1m) 수준에서 직접 관찰할 수 있는 분석 플랫폼을 개발했다고 13일 밝혔다.
반도체는 금속 전극과 반도체가 만나는 경계에서 접촉 저항(Contact Resistance, 서로 다른 두 물질이 맞닿는 경계에서 전기가 흐를 때 발생하는 저항) 때문에 성능이 떨어지고 전력 손실이 발생한다. 특히 반도체가 점점 작아질수록 접촉 저항의 영향은 더욱 커져 차세대 반도체 개발의 가장 큰 기술적 난제로 꼽혀왔다.
연구팀은 기존처럼 금속 전극을 반도체 위에 붙이는 대신, 하나의 2차원 소재 안에서 준금속(금속처럼 전기가 잘 흐르는 성질)과 반도체 영역을 연속적으로 구현했다. 같은 소재 안에서 두 영역이 자연스럽게 이어지도록 만들어 전류가 경계에서 막히지 않고 흐를 수 있음을 세계 최초로 입증했다.
즉, 원자층 두께의 2차원 소재인 백금 다이셀레나이드(PtSe₂, Platinum Diselenide) 하나의 박막 안에서 준금속 영역과 반도체 영역을 연속적으로 구현했다. 같은 소재 안에서 두 영역이 자연스럽게 이어지는 단일체(Monolithic, 하나의 소재를 끊김 없이 연속적으로 형성한 구조)를 구현함으로써 전류가 경계에서 막히지 않고 흐를 수 있는 새로운 구조를 제시했다.
연구팀은 원자힘현미경(AFM, Atomic Force Microscope, 탐침을 이용해 표면과 전기적 특성을 원자 수준까지 측정하는 현미경)을 활용해 박막 내부에서 전하가 이동하는 모습을 나노미터 수준에서 직접 시각화했다.
그 결과 준금속 영역에서 반도체 영역으로 전류가 이동할 때 흐름이 막히거나 방향이 꺾이는 ‘전기 병목현상’ 없이 자연스럽게 이어지는 것을 세계 최초로 확인했다. 이는 단일체 계면이 전류의 흐름을 방해하지 않는다는 사실을 실험적으로 입증한 첫 사례다.
나아가 연구팀은 반도체 영역에 실제 트랜지스터(전류의 흐름을 제어하는 반도체의 기본 소자)처럼 전기장을 가해 동작을 검증했다. 그 결과 금속-반도체가 결합된 구조에서 전류의 흐름을 안정적으로 제어할 수 있음을 확인해 차세대 전자소자로서의 활용 가능성도 입증했다.
이번 연구는 2차원 소재를 이용한 차세대 반도체 소자의 접촉 저항을 획기적으로 줄일 수 있는 원천기술로, 향후 AI 반도체, 초저전력 반도체, 차세대 로직 반도체 등 미래 반도체 기술 개발에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.
홍승범 교수는 “이번 연구는 2차원 반도체 계면에서 전류가 흐르는 모습을 나노미터 수준에서 직접 확인한 세계 최초의 사례”라며 “단일체 계면이 전류의 흐름을 방해하지 않는다는 사실을 실험적으로 입증한 만큼, 다양한 차세대 반도체의 접촉 저항 문제를 해결하는 핵심 원천기술로 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구는 KAIST 신소재공학과 김연규 박사과정, 견민승 박사와 성균관대학교 홍지훈 박사과정이 공동 제1저자로 참여했으며, 재료과학 분야 국제학술지 『매터(Matter)』 2026년 7월호에 게재됐다.
※논문명: Nanoscale imaging of charge transport across the semimetal-semiconductor interface in monolithic platinum diselenide, DOI: https://doi.org/10.1016/j.matt.2026.102873
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 STEAM연구사업 및 나노소재기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
2026.07.13
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항공우주공학과 선기영 박사, RTCA ‘윌리엄 잭슨상’ 수상 아시아 기관 연구자 최초
우리 대학 항공우주공학과 선기영 박사(지도교수 이지윤)가 지난 6월 23일(현지시간) 미국 워싱턴 D.C.에서 열린 시상식에서 항공전자·통신 분야 우수 대학원생에게 수여되는 RTCA(Radio Technical Commission for Aeronautics)의 ‘윌리엄 잭슨상(William E. Jackson Award)’을 수상했다.
RTCA는 1935년 설립된 미국의 민간 비영리 표준개발기구로, 항공업계와 각국 민간항공당국이 참여하는 협의체를 통해 항공 분야 기술 표준을 제정해 온 대표적인 공공·민간 협력 기구다.
윌리엄 잭슨상은 미국 항공 산업 발전에 크게 기여한 항공전자공학자 윌리엄 E. 잭슨을 기려 제정된 상이다. RTCA는 매년 항공전자·통신 분야에서 가장 우수한 박사학위논문 한 편을 선정해 이 상을 수여하고 있다.
선 박사는 이번 수상으로 역대 50번째 수상자에 이름을 올렸다. 1975년 상 제정 이후 미국 외 지역 소속 연구자가 수상한 것은 이번이 네 번째이며, 아시아 소재 기관 소속 연구자로는 최초다.
수상 논문은 우주환경 변화로 지구 전리권이 불안정해지면서 GPS 신호가 교란되는 ‘전리권 신틸레이션’ 현상이 항공기 정밀 착륙 시스템의 안전성에 미치는 영향을 규명한 연구다. 특히 GPS 기반 항공기 정밀 착륙 지원 시스템인 지상기반보강시스템(GBAS, Ground-Based Augmentation System)을 대상으로 신틸레이션의 영향을 세계 최초로 종합적으로 분석했다.
선 박사는 GPS 관측 데이터를 분석하고 다양한 전리권 환경을 가정한 시뮬레이션을 활용해 신틸레이션으로 인한 오차를 정량적으로 추정했다. 이를 바탕으로 항공 안전 기준을 충족할 수 있는 오차 모델링과 시스템 설계 방안을 제시했다.
※논문 제목: GBAS Integrity under Ionospheric Scintillation: Error Characterization, Modeling, and Performance Evaluation
이번 연구 성과는 국제민간항공기구(ICAO)에 공유돼 차세대 GBAS 국제 표준 수립 논의에 반영되고 있으며, 향후 항공기 정밀접근 인프라의 세계적 확대에도 기여할 것으로 기대된다. GPS 등 위성항법 기술이 항공 분야를 넘어 도심항공모빌리티(UAM), 자율주행 등 미래 모빌리티 산업으로 확장되는 만큼, 다양한 환경에서 항법 안전을 보장하는 무결성 기술의 중요성도 더욱 커질 전망이다.
RTCA 캐롤 휴겔(Carol Huegel) CEO는 "선 박사의 논문은 놀라운 수준의 완성도를 갖췄으며, 그의 연구가 만들어낼 성과에 큰 기대를 걸고 있다"며 "GPS 신호 교란 문제가 항공업계의 중대한 안전·보안 현안으로 본격 대두되기 훨씬 전부터 이 문제를 깊이 있게 다뤄왔다는 점을 높게 평가한다"고 말했다.
선 박사의 지도교수인 이지윤 교수는 "이번 수상은 실제 항공 산업 현장에서 시급히 해결해야 할 문제를 다룬 연구로서 해당 분야 최고 전문가들로부터 그 기술적 가치를 인정받았다는 점에서 큰 의의가 있다"고 설명했다.
선 박사(현재 미국 콜로라도 볼더 대학[Univ. of Colorado Boulder] 박사후연구원)는 "KAIST의 일원으로 큰 상을 수상하여 영광으로 생각한다"며, "앞으로 우주과학과 위성항법 분야를 아우르는 전문성을 갖춰 국제적으로 기여할 수 있는 연구자로 성장해 나가고 싶다"고 밝혔다.
2026.07.03
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김재경 교수,‘노벨상 펀드’휴먼프론티어사이언스프로그램 연구자 선정
우리대학 수리과학과 김재경 교수가 생명과학 분야 ‘노벨상 펀드’로 불리는 '2026 휴먼프론티어 사이언스 프로그램'(HFSP) 연구자로 선정됐다. HFSP 펀드는 1989년 주요 선진국들이 설립한 세계적 연구지원 프로그램으로, 펀드 수혜자 가운데 노벨상 수상자가 31명 배출돼 일명 '노벨상 펀드'로도 불린다.
김재경 교수는 액셀러레이터 트랙에 선정되어 향후 2년간 매년 약 10만 달러를 지원받게 된다. 김재경 교수는 ‘기후변화 하에서 진드기-바이러스 생태역학의 인과추론 및 비마코프 전파모형 개발’을 주제로, 남아공, 터키 등과 공동연구를 수행할 예정이다. 김재경 교수는 최종 선정된 10팀에 포함되었다.
올해 연구비 지원 프로그램에는 총 1180개의 연구 제안이 접수되었으며, 휴먼프론티어사이언스프로그램(HFSP) 역사상 가장 많은 지원을 기록했다.
휴먼프론티어사이언스프로그램(HFSP)은 설립 이래로 73개국, 8,500명 이상의 연구자를 지원했으며, 우리나라는 2025년 지원대상자를 포함해 총 91명이 휴먼프론티어사이언스프로그램(HFSP)의 지원을 받았다.
김재경 교수는 2017년에 이어서 한국 연구자 최초로 두번째 지원을 받게 되는 쾌거를 이루었다.
2026.03.23
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이상엽 특훈교수, 아시아인 최초 유럽미생물학술원 펠로우에 선임
우리 대학은 생명화학공학과 이상엽 특훈교수가 유럽미생물학술원(European Academy of Microbiology, EAM) 펠로우(Fellow)로 3월 19일 선임됐다고 20일 밝혔다. 이번 선임은 아시아 연구자로서는 최초 사례로, 세계 미생물학 및 생명공학 분야에서의 학문적 영향력을 다시 한번 입증한 성과로 평가된다.
유럽미생물학술원은 38개국 약 3만 명의 미생물학자로 구성된 유럽미생물학회연합(Federation of European Microbiological Societies, FEMS)의 최상위 학술기구로, 탁월한 연구 업적과 학문적 리더십을 갖춘 세계적 석학들을 선발하는 최고 권위의 학술단체 중 하나다. 2009년 설립된 이후 현재 30여 개국 이상의 연구자들이 펠로우로 선임되어 글로벌 네트워크를 구축해 왔다.
이 학술원은 미생물학 전반의 학문적 발전을 촉진하고 정책 자문, 국제 협력, 차세대 연구자 육성 등을 주요 역할로 수행한다. 특히 펠로우들은 학술 논의와 정책 대화, 글로벌 협력 네트워크 구축에 핵심적인 역할을 담당하며, 미생물학 연구의 사회적 영향력 확대에도 기여하고 있다.
유럽미생물학술원은 신규 펠로우 선발 시 후보자 본인에게 사전 통보 없이 기존 펠로우들의 엄격한 추천과 심사를 거쳐 매년 회원을 선출한다. 2026년에는 총 95명의 신규 펠로우가 선출됐으며, 기초 미생물학부터 의학, 환경, 생명공학에 이르기까지 다양한 분야의 세계 최고 수준 연구자들이 포함됐다. 특히 올해에도 유럽 연구자가 대부분을 차지한 가운데, 외국인으로는 미국 16명, 호주 3명이 선임됐으며, 아시아에서는 KAIST 이상엽 특훈교수가 유일하게 이름을 올렸다. 이로써 우리나라는 아시아 최초로 유럽미생물학술원 펠로우를 배출하게 됐다.
이상엽 특훈교수는 시스템 대사공학 및 합성생물학 분야를 개척한 세계적 석학으로, 미생물 기반 화학물질 및 소재 생산 기술 개발을 통해 산업적 바이오 혁신을 선도해 왔다. 이번 선임은 이러한 학문적 공헌과 글로벌 리더십을 인정받은 결과다.
유럽미생물학술원 관계자는 “신규 펠로우들은 미생물학의 다양성과 역동성을 대표하며, 향후 학문 발전과 글로벌 도전 과제 해결에 중요한 역할을 할 것”이라고 밝혔다.
이상엽 특훈교수는 “이번 유럽미생물학술원 펠로우 선임을 매우 뜻깊게 생각한다”며 “앞으로도 미생물 기반의 지속가능한 바이오 생산 기술 개발을 통해 인류가 직면한 환경·에너지 문제 해결에 기여하고, 국제 공동연구와 학문적 교류에도 적극 참여하겠다”고 말했다.
이번 선임을 통해 이상엽 특훈교수는 유럽 중심의 최고 권위 미생물학 네트워크에 아시아를 대표하는 학자로 참여하게 되었으며, 향후 국제 공동연구 및 정책 논의에서 더욱 중요한 역할을 수행할 것으로 기대된다.
이상엽 특훈교수는 국내에서 한국과학기술한림원과 한국공학한림원의 정회원이며, 국제적으로는 2005년 미국 미생물학술원 펠로우 선임을 시작으로 미국 산업미생물생명공학회, 미국화학공학회, 미국의생명공학원, 세계과학아카데미, 미국발명아카데미 등 다수의 국제 학술단체 펠로우로 활동하고 있다. 특히 미국공학한림원, 미국국립학술원, 영국왕립학회, 중국공정원에 국제회원 또는 외국회원으로 동시에 선임된 전 세계 유일한 학자다.
※관련 웹사이트: https://fems-microbiology.org/european-academy-of-microbiology-welcomes-95-new-fellows/
2026.03.20
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김주호 교수, 유엔 ‘세계 최초’ AI 과학패널 한국인 유일 위원 선정
우리 대학은 전산학부 김주호 교수가 유엔(UN)이 출범시킨 세계 최초의 전 지구적 AI 과학 평가기구인 ‘독립 국제 인공지능 과학패널(Independent International Scientific Panel on Artificial Intelligence)’ 위원으로 선정됐다고 13일 밝혔다.
이번 선발은 전 세계 2,600명 이상이 지원한 가운데 AI 분야 전문성, 다학제적 시각, 지역·성별 균형 등을 종합적으로 고려해 안토니오 구테레스(Antonio Guterres) 유엔 사무총장이 직접 최종 40명을 확정했다. 김 교수는 대한민국 국적자로는 유일하게 이름을 올렸다.
구테레스 사무총장은 해당 패널을 AI에 특화된 “세계 최초의, 전 지구적이고 독립적인 과학 평가기구”(제79차 유엔 총회에서 공식 채택된 결의안 번호 325번 79/325)라고 강조했다. 이 패널은 인공지능이 경제·사회 전반에 미치는 영향을 과학적으로 분석·평가하고, 국가 간 AI 격차 해소와 국제사회의 공동 대응을 지원하는 핵심 자문기구 역할을 수행할 예정이다.
김 교수는 튜링상 수상자인 요슈아 벤지오(Yoshua Bengio), 노벨평화상 수상자인 마리아 레사(Maria Ressa) 등 세계적 석학들과 함께 활동하게 된다.
인간-컴퓨터 상호작용(HCI)과 인간-AI 상호작용(HAI) 분야를 선도해 온 김 교수는 2022년 세계 최고 권위의 AI 학술대회 ‘신경정보처리시스템학회(NeurIPS)’ 기조강연자로 초청됐으며, ‘ACM CHI’ 최우수논문상을 포함해 주요 국제학술대회에서 20회 이상 논문상을 수상했다.
또한 2024년에는 기업의 AI 도입 효과를 측정하고 업무 구조를 재설계하는 플랫폼 ‘스킬벤치(SkillBench)’를 공동 창업하며 연구 성과의 산업 확산에도 앞장서고 있다.
우리 대학은 이번 선정을 책임 있는 AI 연구 역량이 국제사회로부터 공인받은 상징적 성과로 평가했다. 특히 AI 서울 정상회의, APEC AI 이니셔티브 등 글로벌 AI 거버넌스 논의에서 한국이 지속적으로 기여해 온 점 역시 긍정적으로 반영된 것으로 보고 있다.
이광형 총장은 “김주호 교수의 유엔 독립 국제 인공지능 과학패널 위원 선정은 KAIST를 넘어 대한민국 AI 연구의 위상을 보여주는 쾌거”라며 “KAIST는 국제사회와 함께 AI의 사회적·경제적 파급효과를 과학적으로 분석하고, 책임 있는 AI 발전을 위한 정책 방향 제시에 적극 기여하겠다”고 밝혔다.
2026.02.19
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세계 최초 ‘전개형 에어리스 휠’ 개발, 달 탐사의 새 길 연다
달 탐사에서 지하 공동 붕괴로 형성된 피트와 용암동굴은 극심한 온도 변화와 우주 방사선으로부터 보호받을 수 있는 천연 은신처로 주목받아 왔다. 그러나 급경사·암반·낙하 위험이 겹친 가혹한 지형 탓에 지금까지 어떤 국가도 제대로 접근하지 못했다. 하지만 한국 연구진이 복잡한 기계 없이, 종이접기 구조만으로 이 난제를 처음으로 돌파했다.
우리 대학은 우주연구원·항공우주공학과 이대영 교수 연구팀이 (주)무인탐사연구소(대표 조남석), 한국천문연구원(원장 박장현), 한국항공우주연구원(원장 이상철), 한양대학교(총장 이기정)와 함께 달 탐사의 최대 난제로 꼽히는 피트(Pit)와 용암동굴(Lava Tube)에 진입할 수 있는 전개형 에어리스(airless) 휠을 세계 최초로 개발했다고 18일 밝혔다.
달 피트는 장기적인 달 거주지 후보지로 주목받는 동시에, 태양계 초기 지질 기록을 보존한 과학적으로 매우 중요한 지역으로 평가된다.
NASA, ESA(유럽우주국) 등 주요 우주기관은 대형 로버에서 소형 로버를 사출해 탐사하는 방식을 제안해 왔으나, 소형 로버의 구조적 한계로 인해 기동성이 충분히 확보되지 않았다. 기존에 제시된 가변형 휠 역시 혹독한 달 환경에서 발생하는 냉간 용접(cold welding), 불균일 열팽창, 연마성이 강한 달 먼지 등으로 인해 실용화에 어려움이 있었다.
연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 복잡한 기계 구조 대신 종이접기(오리가미) 구조와 소프트 로봇 기술을 결합한 새로운 전개식 바퀴를 제안했다.
‘다빈치 다리’의 서로 맞물리는 구조를 응용하고, 우주에서도 잘 버티는 탄성이 좋은 금속판을 종이접기 방식으로 접어 바퀴 모양을 만든 것이다.
개발된 전개형 에어리스 휠(바퀴)은 일반 바퀴처럼 힌지(경첩) 같은 부품이 없어도 접힐 때는 지름 23cm, 펼치면 50cm까지 커져서, 탐사를 위한 소형 로버(small rover)도 큰 장애물을 넘을 수 있는 뛰어난 기동성을 확보한다.
시험 환경에서도 뛰어난 성능을 보였는데, 인공 월면토(달 흙을 흉내 낸 땅)에서도 우수한 주행 성능을 보였으며, 달 중력 기준 100m 높이에서 떨어뜨려도 모양과 기능이 그대로 유지될 만큼 내충격성이 뛰어난 것으로 확인됐다.
이대영 KAIST 교수는 “이번 전개형 바퀴는 그동안 누구도 해결하지 못한 달 피트·용암동굴 진입 문제에 세계 최초로 해답을 제시한 기술”이라며 “우리나라가 앞으로 독자 달 탐사 시대를 선도하는 전환점이 될 것”이라고 강조했다.
이어 “통신·항법·전력 등 남은 과제가 있지만, 이 기술을 돌파구 삼아 하나씩 해결해 나간다면 한국의 달 탐사는 더 이상 꿈이 아니라 실행의 단계로 들어간다”고 말했다.
한국천문연구원 심채경 센터장은 “달 피트와 용암동굴은 과학·탐사 가치가 매우 높은 지역이다. 이번 성과는 그곳으로 들어가기 위한 기술적 장벽을 낮춘 의미 있는 진전”이라고 말했다.
한국항공우주연구원 장종태 책임연구원은 “달은 낮·밤 온도 차가 300도에 이르는 극한 환경이다. 이번 바퀴는 이런 환경에서도 견딜 수 있도록 정교하게 설계된 기술”이라며 “앞으로 실제 달 환경에서의 검증이 더욱 중요하다”고 강조했다.
이번 연구에는 KAIST 이성빈 박사과정과 무인탐사연구소 조남석 대표가 공동 제1저자로 참여했으며, 우주 극한 환경 극복을 위한 차세대 이동 기술을 제시한 성과로서 세계적인 로봇 전문 학술지 ‘사이언스 로보틱스 (Science Robotics)’ 12월 호에 게재됐다. KAIST 김세권 교수, 김준서 석사과정, 무인탐사연구소 이건호·이승주 연구원, 한국항공우주연구원 장종태 책임연구원·심규진 연구원, 한국천문연구원 심채경 센터장, 한양대학교 서태원 교수가 공저자로 참여했다.
※논문제목: Soft Deployable Airless Wheel for Lunar Lava Tube In-tact Exploration, DOI: 10.1126/scirobotics.adx2549
한편 연구는 과학기술정보통신부 혁신연구센터사업(IRC), 이공분야기초연구사업, 우주항공청 탐색연구사업의 지원을 받아 수행됐다.
2025.12.18
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신소재공학과 주소연 박사, 세계적 학술지 부편집장 임명
우리 대학 신소재공학과 주소연 박사(지도교수 홍승범)가 한국인 최초로 세계적으로 귄위있는 재료 과학 학술지인 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)의 출판 개발팀(Publishing Development Team) 부편집장(Deputy Editor)으로 임명되었다.
이는 2025년 2월 박사과정 졸업과 동시에 세계적인 학술지의 부편집장으로 임명된 한국 최초 사례이자, KAIST가 배출한 연구자가 탁월한 학문적 영향력과 학술적 소통 역량을 세계적으로 인정받은 성과이다.
어드밴스드 머티리얼즈는 독일 출판사 와일리(Wiley-VCH)에서 발행하는 최상위 재료 과학 및 공학 저널로서 나노소재, 전자재료, 바이오소재 등 첨단 재료 연구를 다루며, 1989년 창간 이후 지속적으로 높은 영향력을 유지하고 있다.
학술지의 부편집장은 단순히 논문을 검토하는 역할을 넘어 전 세계 연구자들과 소통하며 학문적 흐름을 조정하는 핵심적인 역할을 하는 중요한 직책이다. 이러한 점에서 주소연 박사의 임명은 한국의 젊은 연구자에게 국제 학술 네트워크에서 중요한 임무를 부여했음을 보여주며, 동시에 한국 연구자의 글로벌 무대에서 높아진 위상을 증명하는 사례라고 볼 수 있다.
우수한 성적으로 KAIST 학사과정을 마친 후, 단 4년 만에 석·박사 통합과정을 마친 주 박사는 데이터 기반 재료 분석 기법을 연구하며, 원자간력 현미경(Atomic Force Microscope, AFM) 기술과 컴퓨터 비전 및 머신러닝을 활용한 재료 특성화 및 분석 기술을 개발하는 데 집중했다.
특히, 주 박사는 박사과정 중 미국 오크리지 국립연구소(Oak Ridge National Laboratory)에서 6개월간 AI 기반 현미경 분석 기술 연구에 참여했다.
또한, 어드밴스드 사이언스(Advanced Science), 에이피엘 머티리얼즈(APL Materials) 등 저명한 국제 학술지에 제1저자 논문 5편과 공동저자 논문 5편을 발표하며 학술적 성과를 쌓았다.
주소연 박사는“KAIST에서 경험한 다양한 연구를 통해 전 세계 학문 트렌드를 반영하며 연구자들과 적극 소통하여 보다 효과적으로 연구 결과를 공유할 수 있는 부편집장이 되어 학술지 발전에 기여하고 싶다”라는 포부를 밝혔다.
홍승범 지도교수는“주소연 박사가 매우 자랑스럽고 주 박사가 그동안 보여줬던 국제적 감각과 연구에 대한 열정은 이번 부편집장 역할을 통해 학계의 연구자들 뿐만 아니라 대중들과의 소통으로 이어져 과학기술 혁신을 크게 기여할 것이라 생각한다.”고 전했다.
2025.02.21
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강이연 교수, 한국 최초 시카고 ＇아트 온 더 마트＇초청
우리 대학 산업디자인학과 강이연 교수가 세계 최대 디지털 아트 플랫폼인 미국 시카고 '아트 온 더 마트(Art on the Mart)'에 한국인 최초로 초청받아 인공지능 기술을 적용한 미디어아트 작품을 전시했다.
강 교수의 '온리 인 더 다크(Only in the Dark)'는 영상과 음향 테크놀로지가 접목된 작품으로 지난달 14일 대중에 공개됐다. 디지털 애니메이션, 실사 영상, 인공지능 구현한 이미지를 복합적인 미디어아트로 표현한 이 작품은 인류가 직면한 환경 문제, 불가해한 인공지능(AI)과 인간 등의 사회적 담론을 담고 있다. 특히, 영상의 일부분은 강 교수 연구팀(박주언, 서민혁, 임준영)이 생성 인공지능 기술만을 사용해 구현했다. 현재 저화질 이미지를 인공지능으로 생성하는 기술은 많이 보급되어 있지만, 6K에 달하는 고화질 영상(moving image)을 생성하는 데에는 높은 기술 난이도가 요구된다. 이 고화질 영상을 미식 축구장 두 개에 해당하는 1만㎡(약 3천 평) 넓이의 건물 외벽에 투사하기 위해 32대의 영사기가 동원됐다.
강 교수가 초청받은 '아트 온 더 마트'는 1930년에 건립된 시카고의 아이콘이자 미국에서 가장 큰 상업용 건물인 '머천다이즈 마트(Merchandise Mart)'의 남쪽 외벽을 배경으로 예술 작품을 투사하는 공공예술 프로젝트다.
지금까지 바바라 크루거(Barbara Kruger), 데릭 아담스(Derrick Adams), 찰스 아틀라스(Charles Atlas) 등 세계적인 작가들이 전시에 참여했다. 강 교수는 몰입형 예술(Immersive art) 및 프로젝션 맵핑 분야에서의 작품 활동과 아트 앤 테크놀로지(Art and technology) 영역을 오랜 시간 연구해 온 학자로서 행사 5주년을 기념하는 특별 프로그램에 초청됐다.
'아트 온 더 마트'를 총괄한 신시아 노블(Cynthia Noble) 디렉터는 "심오하면서도 새로운 기술을 구사해 기후 변화 및 지구의 운명을 보여주는 미학적 작업을 선보인 강이연 교수의 작품을 전시할 수 있어서 자랑스럽다"라고 전했다.
강이연 산업디자인학과 교수는 "단지 영상을 생성하는 수단이 아니라 하나의 예술 매체로서 인공지능이 지닌 가능성을 모색하고 인간과 인공지능이 협력해 새로운 콘텐츠를 만들어 내는 것에 집중했다"라고 말했다.
강이연 교수의 미디어 아트 '온리 인 더 다크'는 오는 11월 15일까지 매일 오후 7시 30분부터 1시간 동안 시카고 '머천다이즈 마트' 외벽에 투사된다. 시카고 강과 어우러진 산책로인 '리버 워크'에서 무료로 관람할 수 있으며, '아트 온 더 마트' 홈페이지(artonthemart.com)에서 작품 영상을 확인할 수 있다.
2023.10.06
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미국 뉴욕에서 KAIST 테크페어 최초 개최
우리 대학이 이달 22일 미국 맨해튼 뉴욕대학교 킴멜센터에서 '2023 KAIST 테크페어 뉴욕(Tech Fair in New York)'을 개최한다. KAIST 창업 생태계를 세계 무대로 확산하는 출발점이자, 창업기업의 기술 가치를 현지에서 실증해 투자 유치 및 글로벌 고객을 확보하기 위해 마련된 행사다. 우리 대학은 2018년부터 매년 국내에서 기술이전 설명회를 열어왔으며, 해외에서 글로벌 기업을 대상으로 진행하는 테크페어는 올해가 처음이다. 기술가치창출원(원장 최성율)은 이번 행사를 위해 한국무역협회(대표 구자열, 이하 KITA)와 함께 지난 6개월간 시장 실증을 위한 고객사 및 투자사 발굴 등을 준비해 왔다. 교원·학생창업 기업을 중심으로 기술사업화된 7개사를 엄선해 이들 기술에 관심 있는 해외 기업을 세부적으로 연계했다. IT, 인공지능, 환경, 물류, 유통, 소매 분야 글로벌 다국적 기업이 수요기관으로 참여해 9월 현재 창업기업 기술의 시장성 여부를 테스트하고 있다. 장영재 산업및시스템공학과 교수가 창업한 '다임리서치'는 스마트팩토리 자동화 솔루션 전문기업으로 자동 물류 시스템에 최적화된 플랫폼 기술로 세계 시장의 문을 두드린다. 산업 현장에서 사용되는 여러 로봇을 협업시켜 작업 생산성을 극대화하는 '협업 지능' 솔루션이다. 인공지능 강화학습 기술이 적용된 물류 로봇이 공정 및 환경 변화에 스스로 대응할 수 있어 유지보수 비용을 최소화할 수 있으며, 자체 개발한 디지털 트윈 기술과 결합해 적은 데이터로도 뛰어난 성능을 구현할 수 있는 것이 강점이다. 학생창업 기업인 '에니아이'는 햄버거 패티 자동화 장비 및 솔루션으로 햄버거의 본고장인 미국 시장에 진출한다. 황건필 전기및전자공학부 졸업생이 창업한 로봇 키친 스타트업으로 로봇제어·설계·인공지능 인지기술 분야의 전문가들이 모여 햄버거 패티를 자동으로 조리하는 기술을 개발했다. 버튼만 누르면 설정된 조건에 맞춰 일정한 맛과 품질로 패티 양면을 동시에 구워낸다. 한 시간에 200개가량을 조리할 수 있어 인력난 해결은 물론 요식업계의 디지털 전환을 가속할 수 있는 기술로 주목받고 있다.
이와 함께 22일 뉴욕대학교 킴멜센터에서 진행되는 테크페어에는 ▴KAIST로부터 원천기술을 이전받아 외부 물질 및 금속 이온을 측정할 수 있는 수질 관리 시스템을 개발한 '더웨이브톡' ▴확장현실(XR)*을 활용해 산업 현장을 원격으로 관리해 작업자의 기술 향상을 돕는 '버넥트' ▴인공지능 빅데이터의 처리와 분석을 돕는 솔루션의 '다투모' ▴기계학습 시스템의 오버헤드** 제거 솔루션의 '베슬에이아이' ▴발달장애인의 심리 안정을 돕는 공기주입식 조끼를 개발한 '돌봄드림'까지 미국 현지에서 시장 실증을 진행 중인 7개의 스타트업이 참여한다. *확장현실(eXtended Reality): 증강현실, 가상현실, 혼합현실 기술을 활용하여 몰입감을 높인 초실감형 기술**오버헤드: 프로그램의 안정적인 처리를 위해 추가로 소요되는 시간
또한, 대전시가 지원하는 D-유니콘 프로그램에 참여한 2개사(플라즈맵·노타AI)와 중소벤처기업부의 스케일업 팁스의 지원을 받은 2개사(엔젯·일리아스바이오로직스), 지속가능발전목표를 실현하고 있는 3개사(와이파워원·IDK 랩·인공광합성연구소)까지 총 14개의 KAIST 스타트업이 글로벌 기업 및 벤처캐피털 관계자 100여 명을 초청한 자리에서 기업설명회를 연다.
본 행사에 앞서 참여 스타트업은 뉴욕 경제개발공사, 대형 로펌 등을 방문해 미국 정부 지원 프로그램 및 미국 시장 진출을 위한 자문을 얻을 예정이다. 또한, 지속가능발전목표를 추구하는 스타트업 지원 투자기관과 뉴욕대학교의 원스톱 창업 지원 공간인 레슬리랩도 함께 들러 KAIST의 글로벌 기술사업화 도약을 위한 초석을 다질 계획이다. 최성율 KAIST 기술가치창출원장은 "KAIST는 글로벌 가치창출 선도대학이라는 비전을 실현하기 위해 이번 행사를 준비했다"라며, "KAIST의 기술로 창업한 스타트업들이 시장 실증을 훌륭하게 마무리해 글로벌 수요 확보 및 투자 유치에 성공할 수 있기를 기대한다"라고 전했다.
2023.09.11
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육군미래혁신연구센터, 우리 대학 문지캠퍼스에 개소
우리 대학 문지캠퍼스에 지난 22일 육군미래혁신연구센터가 개소했다. 창군 이래 육군 조직이 민간 학교·연구기관에 설립된 것은 이번이 처음이다. 육군은 이번 센터 개소를 통해 산·학·연과의 긴밀한 협력을 통해 첨단과학기술의 활용성을 높이고 국방과학기술 연구를 심화할 수 있는 기반을 마련했다고 전했다. 이는 산·학·연과의 협력을 위해 교육기관과 산업체가 모여있는 텍사스 오스틴대학에 부대를 창설한 미 육군미래사령부 미 육군의 현대화 전략을 담당하는 핵심부대로 2018년 미국의 혁신적인 산업체와 교육기관이 모여있는 텍사스 오스틴대학에 부대를 창설, 국내외 민·관·군·산·학·연과 초연결 협력체계를 구축의 모델에서 착안한 것이다.
우리 대학 캠퍼스에 새롭게 문을 연 육군미래혁신연구센터는 미래 전장환경 변화에 능동적으로 대처하기 위해 지난 2018년 첨단과학기술 전담 연구조직으로 창설됐다. 그동안 센터는 '육군비전 2050' 및 'Army TIGER 4.0 개념서'를 발간하는 등 미래 육군의 새로운 청사진을 제시하고, 150여 건 이상의 기술과제 기획을 통해 최적의 성능을 갖춘 무기·전력지원체계가 적기에 전력화되는데 기여해왔다.
특히, 이번에 개소한 육군미래혁신연구센터는 육군과 첨단 연구기관 사이의 '기술통로'로서 유·무인복합전차, 고속·장거리 기동헬기, 차세대 워리어플랫폼 등 미래 전장의 게임체인저(GameChanger·전장의 판도를 획기적으로 변화시킬 수 있는 주요체계)의 구체적인 구상과 현실화를 선도하는 등 육군이 첨단과학기술군으로 나아가는데 가장 중요한 역할을 담당하는 핵심기관이다.박정환(대장) 육군참모총장과 이광형 KAIST 총장이 공동 주관한 행사에는 이장우 대전광역시장, 손재홍 국방기술진흥연구소장, 이상률 한국항공우주연구원장, 박영득 한국천문연구원장 등 관계관 80여 명이 참석했다. 이날 행사는 ▴현판식 ▴육군참모총장과 KAIST 총장의 기념인사 및 대전광역시장 축사인사 ▴센터 시설 확인 ▴군사과학기술병 격려 ▴기념사진 촬영 순으로 진행됐다. 우리 대학과 육군은 공동발전 및 혁신성장을 위한 업무협약을 체결하고 첨단과학기술을 국방 분야에 적극 활용하기 위한 기술현장 중심의 연구협력과 교육지원 등을 강화하기로 합의했다. 육군은 이번 이전을 계기로 육군미래혁신연구센터는 기존 2개 과를 5개 기술연구과로 증편하고 전문 연구인력을 충원하는 등 전문성을 제고했다. 특히 KAIST와 KIST 출신의 군사과학기술병을 센터에 편성하여 이공계 우수 인재의 경력단절 없는 연구와 육군의 미래 과학기술 역량을 강화해나갈 방침이라고 밝혔다.
육군 관계자는 "육군미래혁신연구센터는 첨단과학기술의 산실인 KAIST의 인프라를 바탕으로 산·학·연과의 공동기획 및 기술연구, 방산분야 협력 등을 통해 국방혁신 4.0에 발맞춰 첨단과학기술을 육군 전 영역에 접목할 수 있는 최첨단 과학기술의 핵심 허브로 자리매김할 전망"이라고 밝혔다. 이광형 KAIST 총장은 "과학기술은 국방을 결정하는 핵심 부분으로, 그 중요성을 볼 때 육,해,공 다음의 제4군이라 할만하다"며 "육군 미래혁신연구센터는 한국 최초로 군 조직이 대학에 입주하는 사례로, 첨단 국방기술과 국방기술의 융합을 촉진하는 역사적인 발걸음이 될 것이다"라고 말했다.
2023.05.25
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김재철AI대학원 이신의 박사과정, 2023 애플 머신러닝 연구 장학생 선정
우리 대학 김재철AI대학원의 박사과정 이신의 씨(지도교수 황성주, 이주호)가 2023 애플 머신러닝 연구 장학생(Apple Scholars in AI/ML PhD fellowship program)에 선정됐다. 애플의 머신러닝 연구 장학생 프로그램은 컴퓨터공학 분야에서 미래가 유망한 신진 연구자들을 발굴하고 지원하기 위해 2020년 시작됐다. 매년 전 세계 관련 분야 대학원생 중 소수의 인원을 선발해 2년간 연구 및 학술대회 참여를 위한 지원금 및 인턴십 기회를 제공한다. 또한, 현직 애플 엔지니어의 멘토링도 받게 된다. 올해는 미국 존스홉킨스대 · MIT · 스탠퍼드대, 영국의 임페리얼 컬리지 런던 · 에딘버러대, 중국 칭화대, 홍콩의 홍공과기대, 이스라엘 테크니온공대 등 유수의 대학에서 22명의 박사과정 학생이 선발됐다. 아시아에서는 이신의 씨를 포함해 중국 2명, 홍콩 1명 등 총 4명이 선발됐으며, 이 씨는 국내 최초의 애플 머신러닝 연구 장학생으로 이름을 올렸다.
이신의 씨는 이미지 또는 말뭉치* 같은 대규모 데이터의 학습을 이미 끝낸 거대 인공지능 모델을 새로운 목적에 맞게 다시 학습시키는 '전이학습(transfer learning)' 분야의 연구자다. * 말뭉치: 텍스트를 컴퓨터가 읽을 수 있는 형태로 모아 놓은 언어 자료적은 양의 데이터로도 효과적인 재학습을 가능하게 하는 데이터 증강 방법 및 거대 인공지능 모델이 학습 데이터에 과적합(overfitting) 되는 것을 방지하는 정규화 방법(regularization) 등을 제안해 전이학습의 성능을 향상하는 연구를 수행했다. 또한, 해당 연구 결과를 인공지능 분야에서 세계적인 권위를 인정받는 '컴퓨터언어 학회(ACL)', '표현학습 국제학회(ICLR)', '신경정보처리시스템학회(NeurIPS) 등에 총 11편의 논문으로 게재했다. 이신의 씨는 "이번 애플의 연구 장학생 선정이 큰 동기부여가 되었다"라며, "지금까지의 인공지능 연구는 주로 컴퓨터 비전 분야와 자연어 처리에 집중되어왔지만, 앞으로 인공지능 기술을 물리학과 같은 자연과학에 활용해 다양한 과학 분야를 지원하는 연구를 하고 싶다"라고 포부를 밝혔다.
2023.03.17
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