• 최종편집 2025-06-12(목)

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  • 건국대, 매치업 사업 공간컴퓨팅 분야 운영기관으로 선정
    건국대학교(총장 원종필)가 교육부와 국가평생교육진흥원이 주관하는 ‘2025년 산업 맞춤 단기 직무능력 인증과정(매치업)’ 사업의 공간컴퓨팅 분야 운영기관으로 최종 선정됐다. 매치업 사업은 성인 학습자를 대상으로 신산업·신기술 분야의 직무능력 향상을 지원하기 위해 온라인 기반의 교육과정을 개발해 운영하는 사업이다. 올해는 공간컴퓨팅, 지능형 클라우드, 사이버보안 등 3개 분야를 대상으로 운영기관이 선정됐다. 건국대 김경모 교수팀(문화콘텐츠학과, 메타버스융합대학원)은 지난해 ‘3D프린팅’ 분야에 이어 이번 ‘공간컴퓨팅’ 분야에도 연이어 선정되며, 매치업 사업에서 동일 연구책임자가 2개 분야를 운영하는 최초 사례를 기록했다. 또한 건국대학교 차원에서도 2개 분야 동시 선정은 이번이 처음이다. 김 교수팀은 이번 사업을 통해 공간컴퓨팅 분야의 기초·심화 교육과정을 개발·운영하며, 산업현장 중심의 실무 교육을 제공할 예정이다. 교육은 유니티테크놀로지스코리아, 한국마이크로소프트 등 대표 기업과의 협업을 기반으로 진행되며, 실제 산업 요구에 맞춘 실용적 역량 강화를 목표로 한다. 사업단장을 맡은 김경모 교수는 “차세대 산업에서 공간컴퓨팅의 역할이 점차 확대되고 있는 만큼, 현장 적용이 가능한 실무 중심의 교육 콘텐츠를 제공하겠다”며 “협력 기관들과 긴밀히 협업해 산업계 수요에 부합하는 인재 양성에 주력하겠다”고 밝혔다. 매치업 교육과정은 한국형 온라인 공개강좌 누리집 ‘K-MOOC’를 통해 누구나 무료로 수강할 수 있다. 기초 과정 이수 후 선발된 학습자는 심화 과정을 수강할 수 있으며, 교육 이수자는 대표기업과 국가평생교육진흥원이 공동 발급하는 ‘직무능력 인증서’를 받을 수 있다.
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    2025-06-12
  • 서울대 송준명 교수팀 '저강도 초음파 활용 종양 크기 줄이는 기술' 논문 발표
    서울대학교 약대 송준명 교수팀은 딥슨바이오가 개발한 저강도 초음파를 이용, 항암제를 종양 미세환경 깊숙이 침투시킴으로써 종양 크기를 줄이는 기술에 대한 논문을 국제 학술지 ‘테라그노스틱스(Theragnostics)’에 게재했다고 12일 밝혔다. 그간 종양 치료에 있어서 혈관이 형성되지 않아 산소 공급이 부족한 저산소 영역은 악성화가 빨라지는 경향을 보이는데다 약물의 침투 효과가 극히 제한적이어서 방사선요법, 화학요법, 수술, 표적치료 등의 치료 효과가 크게 떨어졌다. 이 연구는 단방향의 유체 흐름 특성을 이용, 저강도 초음파를 한쪽 방향에서 조사하는 방식으로 약물을 전달시킴으로써 종양이 살아가는 환경(종양미세환경; TME, tumor microenvironments)에서의 약물 침투 한계를 극복하는 방법을 제시하고 있다. 쥐를 대상으로 한 동물 실험 결과, 저강도 초음파는 담관암(CCA) 관련 종양미세환경의 저산소 영역으로의 약물 전달 효과를 크게 향상시켜 젬시타빈, 시스플라틴 등 항암제 약물 침투 효과가 초음파를 적용하지 않은 그룹에 비해 약 1.8배 개선되는 한편, 약물을 통해 제거한 암세포는 초음파를 적용하지 않은 그룹에 비해 5배 증가했다. 그 결과 담관암의 성장이 현저히 감소했다. 또한 낮은 주파수의 초음파를 조사함으로써 열이 발생하지 않아 세포 손상을 일으키지 않고 안전하게 치료할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 저산소 영역으로의 항암제 침투가 어려워서 그간 치료에 어려움을 겪어 왔던 위암, 폐암, 간암, 대장암 등 고형암(단단하고 굳은 덩어리 형태의 암) 치료에 있어 저강도 초음파가 안전하면서도 치료효과를 향상시킬 수 있다는 가능성을 확인했다는 점에서 의미가 있다고 할 수 있다.
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    2025-06-12
  • 서울대 윤제용·류재윤 교수팀 그린수소 생산 관련 새로운 수전해 운전 전략 개발
    서울대학교 공과대학은 화학생물공학부 윤제용·류재윤 교수팀이 건국대학교 화공학부 이장용 교수팀과의 공동연구를 통해 복잡한 촉매 제조 공정 없이도 그린수소를 생산할 수 있는 새로운 수전해(水電解) 운전 전략을 개발했다고 밝혔다. 연구진은 고가의 귀금속 촉매를 사용하지 않고도 수소 생산의 효율을 획기적으로 높일 수 있다는 가능성을 제시했다. 따라서 이번 연구성과는 탄소중립 사회를 앞당길 기술적 전환점이 될 전망이다. 해당 연구결과는 세계적 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 ‘Dynamic polarization control of Ni electrodes for sustainable and scalable water electrolysis under alkaline conditions’ 제하의 논문으로 지난 23일 게재됐다. 물을 전기분해해 그린수소를 생산하는 수전해 기술은 탄소중립 달성을 위한 핵심 기술로, 대한민국 12대 국가전략기술 중 하나다. 수전해는 친환경 수소 생산의 핵심 기술로 주목받고 있으나 실제 시스템에서는 고활성을 유지하기 위해 정밀하게 합성된 촉매층을 전극 표면에 도포해야 하고, 이 촉매층은 시간이 지남에 따라 점차 성능이 저하되는 구조적 한계를 가진다. 이에 연구팀은 고급 촉매층을 만들 필요 없이 상용 니켈 (Ni) 전극만으로도 고효율·고내구성의 수소 생산을 가능케 하는 ‘전기화학적 활성화 운전법(EA 운전, Electrochemical activation)’을 독자적으로 개발했다. 연구팀은 촉매를 입히지 않은 상용 니켈 전극에 자체 개발한 EA 운전법을 적용해 수전해의 속도 결정 단계인 ‘산소 발생 반응(Oxygen Evolution Reaction)’에서 고성능을 보이는 니켈-철 수산화옥시화물(NiFeOOH) 촉매에 필적하는 수준의 수전해 효율을 달성했다. 핵심은 전극에 주기적으로 ‘쉬는 시간’을 주는 ‘동적 분극 제어(Dynamic Polarization Control)’ 방식이다. 이 방법은 니켈 전극에 짧은 시간 동안 약한 환원 전압을 가해 수산화칼륨 전해질에 녹아 있는 미량의 철(Fe)이 전극 표면에 다시 달라붙도록 유도한다. 이렇게 유도된 철은 니켈과 결합해 고활성 산소발생 촉매층을 전극 스스로 형성하게 하고, 반복적으로 자기 회복하는 ‘자가 치유(Self-healing)’ 전극이 된다. 이 운전법이 적용된 수전해 셀은 1A/cm²의 고전류 조건에서 1000시간 이상 안정적으로 구동됐다. 뿐만 아니라 면적 25cm² 규모의 3-스택 수전해 셀 시스템에서도 수백 시간 이상 작동하는 우수한 내구성을 입증했다. 이는 실험실 수준을 넘어 실제 사용 환경에 가까운 넓은 셀 구성과 장시간 운전 조건에서도 기술의 신뢰성을 확보했음을 의미한다. 이번 연구에서 개발한 EA 운전법은 고가의 귀금속 촉매를 대체하고, 수소 생산 공정을 단순화함으로써 그린수소 생산의 경제성을 크게 향상시킬 수 있는 가능성을 보여준다. 고가의 촉매 소재나 복잡한 공정 없이도 높은 효율과 안정성을 동시에 확보한 이 운전법은 실제 수소 생산 비용 절감에 기여할 수 있을 뿐 아니라 기술의 재현성과 확정성 또한 우수해 대형 시스템으로의 전환 및 상용화 가능성도 매우 높게 평가된다. 이에 따라 본 기술은 향후 기술이전 및 산업 현장 적용을 통해 국내 수소 생산 공정의 경쟁력을 실질적으로 강화할 수 있을 것으로 기대된다. 나아가 한국의 탄소중립 실현과 수소경제 전환을 뒷받침하는 핵심 기반 기술로 자리매김할 전망이다. 연구를 이끈 윤제용 교수는 “촉매에 의존하지 않는 수소 생산법은 궁극적으로 그린수소의 경제성과 확장성을 획기적으로 높일 수 있는 전략”이라며 “이번 성과는 탄소중립을 위한 수소경제 기술의 실질적 전환점이 될 것”이라고 강조했다. 연구를 공동으로 주도한 류재윤 교수는 “이번 연구는 단순한 운전 조건의 최적화가 아니라 전극/전해질 계면에서 일어나는 복잡한 전기화학적 상호작용을 체계적으로 규명하고, 이를 실제 시스템에 구현한 원천 응용 연구”라며 “기초 원리의 정교한 해석과 산업적 유효성을 동시에 입증한 사례”라고 평가했다. 본 연구의 제1저자인 서울대학교 화학생물공학부 한상휘 박사는 전기화학 기반의 에너지 전환 기술을 중심으로 글로벌 탄소중립 기술 개발에 이바지하고자 하는 연구 비전을 갖고 있다. 오는 9월부터는 미국 UC 버클리(University of California, Berkeley)에서 박사후연구원으로 근무하며, 세계적 연구 환경 속에서 한국의 선도적 기술 역량을 더욱 강화하는 연구 활동을 이어갈 예정이다. 아울러 한 박사는 장기적으로는 국내 교수직에 도전해 에너지·환경 분야의 학문 발전과 산업 혁신에 중추적인 역할을 맡을 계획이다. 한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 ‘개인기초연구사업-중견연구(창의연구형)’, ‘나노 및 소재기술 개발사업’, ‘우수신진연구’, ‘탑-티어 연구기관 간 협력 플랫폼 구축 및 공동연구 지원사업’, 기초과학연구원 나노입자 연구단 기본사업의 지원을 받아 수행됐다.
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    2025-05-29
  • 중소기업과 서울대 기술교류회 열려, 산학연계 통한 상생 발전 도모
    서울대학교 공과대학(이하 서울공대)은 최근 경기도 시흥캠퍼스 교육협력동에서 ‘제1회 중소기업-서울대(SME-SNU) 기술교류회’를 성공적으로 개최했다고 밝혔다. 서울대 정밀기계설계공동연구소와 시흥시기업인협회가 주최한 이번 행사는 중소기업과 서울대 간 기술 협력을 촉진하고, 산학연계를 통한 상생 발전을 도모하기 위해 마련됐다. 이번 교류회에는 서울공대 교수진, 연구진과 시흥시 소재 중소기업의 대표 및 임직원 등 120여 명이 참석해 열띤 관심을 보였다. ‘AI 혁신과 기업가 정신’을 주제로 한 서울대 기계공학부 박희재 교수의 기조연설에 이어 △히트펌프 연구동향 및 최신 기술개발 사례(기계공학부 김민수 교수) △전산열역학을 통한 신소재 개발 및 공정문제 해결(재료공학부 정인호 교수) △최신 적정 제조기술 - AI·로보틱스(기계공학부 안성훈 교수) △적층제조 기술을 통한 제조업 문제 해결(EML 김충수 상무) △서울대 SNU 공학컨설팅센터소개 - 산학협력체계 및 우수산학협력 사례(공학컨설팅센터 김경수 산학협력중점교수) △특허 기반 연구개발 사례(정밀기계설계공동연구소 김영태 연구원) △소음진동의 문제해결 사례(기계공학부 강연준 교수 연구실 남정민 박사과정생) 총 7개 주제의 세션이 이어졌다. 세션 참석자들은 서울대의 최신 연구 성과와 기술을 공유하고, 중소기업의 현장 애로기술에 대해 자유롭게 의견을 나눴다. 특히 기술 매칭, 공동 연구, 인재 교류 분야에서의 실질적 협력 방안을 논의했으며, 행사 후 네트워킹 시간을 통해 향후 지속 가능한 교류를 위한 기반을 마련했다. 안성훈 서울대 정밀기계설계공동연구소 소장은 “최근 급속히 위축 중인 국내 제조업은 늦기 전에 AI 전환과 자율화, 로봇화의 큰 물결에 올라타고, 혁신적인 아이디어를 사업화시켜 세계 최초이자 최고의 제품 및 서비스를 선보여야 한다”고 강조하며 “이처럼 중요한 시기에 대학과 기업이 서로 협력해 함께 발전하는 혁신 생태계를 만들어보고자 이번 기술교류회를 기획했다”고 밝혔다. 이명열 시흥시기업인협회 회장은 “날로 치열해지는 글로벌 제조 환경에서 기업의 AI 활용이 매우 중요해졌으며, 특히 모든 도메인 영역에서 AI를 이용할 수 있는 혁신성장이 필요한 상황”이라며 “이번 행사가 많은 중소기업 관계자들에게 다양한 분야에서 AI를 활용해 혁신성장을 추구할 수 있는 기회가 되길 바란다”고 말했다. 서울대 정밀기계설계공동연구소와 시흥시기업인협회는 앞으로도 정기적인 기술교류회를 통해 산업계와 학계가 함께 성장하는 협력 모델을 구축해나갈 계획이다.
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    2025-05-19
  • 서울대 유효빈 교수팀, 무아레 격자 중첩 통한 2차원 양자물질 플랫폼 구현
    서울대학교 공과대학은 재료공학부 유효빈 교수 연구팀이 고등과학원 손영우 교수, 이화여자대학교 박창원 교수 연구팀과의 공동연구를 통해, 무아레 격자 중첩을 통한 2차원 양자물질 플랫폼을 구현했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난 14일 ‘네이처(Nature)’지에 ‘Unconventional domain tessellations in moiré-of-moiré lattices’ 제하의 논문으로 온라인 게재됐다. 이 연구는 한국연구재단의 우수신진연구 및 선도연구센터 사업, 포스코청암재단의 포스코사이언스 신진교수 펠로십, 고등과학원 등의 지원으로 수행된 것이다. 그래핀 삼중층 구조에서 서로 다른 무아레 격자들이 중첩될 때 형성되는 위계적 구조와 복합 상호작용을 원자 수준에서 규명한 최초의 사례로, 향후 프로그래머블 양자소자 및 차세대 전자 재료 개발을 위한 새로운 고체 플랫폼의 가능성을 제시했다는 평가를 받고 있다. ‘무아레(moiré) 현상’은 두 개의 규칙적인 무늬가 겹칠 때 생기는 새로운 중첩 무늬를 의미한다. 예를 들어 두 겹의 망사천을 겹치면 원래 없던 물결 무늬가 나타나고, TV 화면 속 줄무늬 셔츠에서 새로운 격자 무늬가 보이기도 한다. 최근 과학계는 이 같은 단순한 시각적 효과 외에도, 무아레 현상이 전자의 움직임과 성질을 근본적으로 바꿀 수 있다는 점에 주목하고 있다. 전자기기나 양자소자의 작동 원리에서 핵심이 되는 전자의 움직임과 상태는, 이를 구성하는 물질 내부의 원자들이 어떤 규칙에 따라 얼마만큼의 간격으로 배열돼 있는지와 밀접히 관련돼 있다. 일반적인 고체 물질에서는 이 원자 간 배열이 고정돼 있어, 전자의 성질을 인위적으로 바꾸기 어렵다. 이에 반해 그래핀(graphene)처럼 원자 한 층으로 이뤄진 매우 얇은 2차원 물질을 두 장 겹친 후 약간 비틀면, 각 층의 원자 배열 간 간섭으로 새로운 격자 구조인 ‘무아레 격자(moiré lattice)’가 형성돼 기존 물질로는 구현할 수 없는 새로운 격자 주기를 인위적으로 설계하는 것도 가능하다. 이를 통해 전자의 흐름과 성질을 정밀하게 조절할 수 있어, 양자기술 및 차세대 전자소자 개발을 위한 새로운 재료 플랫폼으로 각광받고 있다. 기존 무아레 구조 연구는 두 층을 겹친 ‘단일 무아레 구조’에 집중한 사례가 대부분이었다. 하지만 세 층 이상을 쌓아 겹치는 경우, 각 층 사이에서 형성된 서로 다른 무아레 격자들이 중첩되며 완전히 새로운 위계적 구조, 즉 ‘이중 무아레 구조(moiré-of-moiré lattice)’가 만들어질 수 있다. 두 개의 무아레 격자 주기를 각각 독립적으로 제어할 수 있는 이 구조는 전자 상태 조절의 자유도를 기존보다 한층 높일 수 있다는 점에서 중요한 의미를 지닌다. ‘이중 무아레 구조’에서는 여러 층의 상호작용으로 인해 원자 배열의 미세한 변화나 그에 따른 복잡한 물리 현상이 일어날 수 있지만, 그 기전에 관한 연구는 아직 충분히 이뤄지지 않았다. 따라서 향후 보다 복잡하고 정밀한 전자 구조를 구현하기 위해 이중 무아레 구조의 위계적 구조 형성과 각 층간 복합적인 상호작용의 원리를 규명하는 연구가 반드시 필요한 상황이었다. 이에 공동연구팀은 그래핀 세 층을 겹치고 각 층의 비틀림 각도를 정밀하게 조절함으로써, 두 개의 무아레 격자가 서로 중첩되는 ‘이중 무아레 구조’를 구현했다. 연구진은 이 구조에서 원자들이 스스로 안정된 배열을 찾아가며 형성하는 새로운 격자 패턴을 고성능 투과전자현미경을 통해 직접 관찰했고, 지금까지 보고된 적 없는 삼각형, 카고메(Kagome)*, 육각별 등 새로운 격자 패턴이 자발적으로 형성되는 것을 발견했다. 이 구조는 원자들이 스스로 가장 안정한 배열을 찾아가며 정렬된 결과로, 단순히 바로 인접한 두 층 사이의 상호작용만으로는 설명할 수 없었다. 연구팀은 한 층을 건너뛴 비인접한 층들 사이에서도 비교적 약한 상호작용이 발생하며, 이것이 전체 구조 형성에 매우 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 이처럼 복잡하게 얽힌 층간 상호작용의 결과, 단순한 기존 무아레 구조와 전혀 다른 위계적인 격자 구조와 독특한 물리적 특성이 나타남을 알 수 있는데, 이는 삼중층 이상의 구조에서만 구현 가능한 독특한 현상이다. 따라서 연구팀은 이 구조가 형성되는 과정을 실험 결과와 시뮬레이션을 결합해 정밀하게 분석했고, 비틀림 각도에 따라 어떤 격자 패턴이 나타나는지를 정리한 ‘도메인 격자 상태도’를 완성해 보고했다. 이 상태도는 앞으로 다중 무아레 구조를 활용해 물질의 전자적 성질을 설계하는 데 유용한 지침이 될 것으로 예상된다. 이번 연구는 기존 단일 무아레 구조의 한계를 뛰어넘어, 서로 다른 무아레 격자가 겹쳐진 복합 구조에서도 원자 배열과 전자 상태를 정밀하게 설계할 수 있다는 가능성을 보여준 중요한 성과로 평가받는다. 특히 두 개의 무아레 격자 주기를 각각 독립적으로 조절할 수 있어, 전자의 성질을 변화시키기 위한 설계의 자유도가 크게 확장된 점이 핵심 성과이다. 특히 연구진은 원자 한 층 두께의 얇은 2차원 물질을 겹침으로써, 기존에 보고된 적 없는 새로운 양자역학적 현상을 실험적으로 구현했고, 이를 설명할 새로운 물리·재료 과학적 방법론을 제시한 의미 있는 성과를 거뒀다. 따라서 향후 이에 기반해 2차원 소재의 양자물질 플랫폼을 구현할 때 더욱 정교한 설계 및 조절이 가능할 것으로 기대된다. 아울러 새로운 개념의 전자소자나 연산장치를 개발하는 응용 연구의 토대도 마련할 것으로 예상된다. 연구를 책임진 유효빈 교수는 “이번 연구는 무아레 구조가 단순한 시각 효과나 기하학적 배열을 넘어, 원자 간의 상호작용과 전자 상태까지도 정밀하게 설계할 수 있는 새로운 도구가 될 수 있음을 실험적으로 입증했다는 점에서 그 의미가 깊다”며 “특히 이중 무아레 구조에서 나타나는 위계적 격자 형성과 장거리 상호작용은 기존 재료 설계 방식과는 전혀 다른 접근법을 가능케 한다”고 설명했다. 또한 “연구 결과는 향후 전기장과 같은 외부 자극에 따라 이러한 격자 구조와 전자 상태를 능동적으로 조절할 수 있는 ‘프로그래머블 재료’ 개발로도 이어질 수 있을 것”이라며 이번 연구결과가 차세대 전자기기와 양자기술 분야에 큰 파급력을 미칠 것으로 예측했다. 한편 논문의 공동 주저자인 박대성 연구원은 석사과정 이수 중 투과전자현미경(TEM)을 활용해 ‘뒤틀린 반데르발스 물질(twisted vdW materials)’에서 형성되는 모아레 격자 구조를 연구했으며, 현재 삼성전자에서 PA (Process Architecture) 직무를 맡아 반도체 제조 공정을 설계·개발하고 있다. 특히 공정 단계 혁신을 통한 반도체 성능 향상과 경제성 확보에 매진 중이다.
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    2025-05-15
  • 서울대 김호영 교수팀 능동 입자 기반 군집 로봇 시스템 개발
    개미와 같은 군집 생명체처럼 정밀한 제어 없이도 이동, 탐사, 운반, 협력이 가능한 능동 입자 기반의 차세대 군집 로봇 시스템이 개발됐다. 서울대학교 공과대학은 기계공학부 김호영 교수 연구팀이 하버드대학교(Harvard University)와의 공동 연구를 통해, 입자 간 단순한 연결을 통해 정교한 제어 없이 다양한 동작을 수행할 수 있는 군집 로봇을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구성과는 그 혁신성을 인정받아 세계적 권위의 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈(Science Advances)’에 지난 9일 게재됐다. 일반 로봇과 다수의 드론으로 구성된 기존의 군집 로봇은 지도 작성, 장애물 회피, 물체 운반 등 다양한 고난이도 작업을 수행할 수 있다. 고성능 정밀 센서, 통신 장치, 그리고 복잡한 제어 알고리즘의 활용 덕분이다. 그러나 이를 위해선 여러 기능들, 즉 정밀한 위치 인식, 충돌 방지, 실시간 데이터 처리 및 복잡한 의사결정 기능을 개별 로봇에 일일이 탑재시켜야 한다. 따라서 이 시스템에서는 로봇의 크기와 무게가 증가하고, 고급 재료 및 부품 비용이 많이 들 뿐 아니라, GPS나 통신이 원활하지 않은 환경에서는 성능이 급격히 저하되는 한계가 있었다. 이에 공동연구팀은 자연계의 개미 떼나 세포처럼 단순한 개체들이 모여 복잡한 행동을 발현하는 ‘창발적 집단 행동(emergent collective behavior)’에 착안해, 중앙 제어나 센서 없이도 자율적으로 움직이는 링크 기반의 군집 로봇 ‘링크봇(Link-bot)’을 고안했다. 기존 군집 로봇 시스템의 제약을 넘어선 차세대 로봇의 새 방향을 제시한 것이다. 링크봇은 방향성을 가진 능동 입자들이 V자의 체인 구조로 연결된 형태로 구성된다. 입자 간 이동과 회전을 단순한 링크 구조로 제한하기만 하면, 링크봇은 별도의 지능 없이도 마치 하나의 생명체처럼 유기적으로 움직인다. 또한 링크 구조의 기하학적 조절을 통해, 형태 변화와 동작의 유연성을 자유롭게 제어할 수 있다. 또한 연구팀은 유연성과 가변성을 지닌 링크봇이 직진, 정지, 방향 전환 등 다양한 움직임을 수행할 수 있음을 실험을 통해 확인했다. 좁은 공간이나 복잡한 지형을 통과하거나, 구조물의 틈새를 차단하고 외부 물체를 감싸서 운반하는 기능도 구현했다. 나아가 복수의 링크봇이 협력하면 단일 개체로는 수행이 어려운 작업도 할 수 있다. 아울러 링크봇의 움직임을 정밀하게 분석하고, 다양한 조건에서의 동작을 예측할 수 있는 계산 모델도 함께 개발했다. 링크 구조의 파라미터(매개변수)와 입자 개수에 따른 움직임의 변화를 시뮬레이션함으로써, 동작 메커니즘을 체계적으로 탐색할 수 있는 방법도 고안한 것이다. 이처럼 이번 연구는 중앙 제어나 센서 없이도 탐색, 운반, 협력 등 복잡한 작업을 연속적으로 수행할 수 있는 군집 로봇을 성공적으로 구현했다는 평가를 받고 있다. 이는 앞으로 재난 구조, 험지 운송, 환경 감시 등 다양한 분야에서 활용 가능한 자원 효율적 차세대 로봇 기술의 실현 가능성을 시사한다. 연구를 이끈 김호영 교수는 “이번 연구는 단순히 링크 모양만 바뀌어도 군집 로봇이 창발적 행동을 발현할 수 있음을 실험적으로 증명한 것”이라며 “이는 저비용의 자율 소프트 로보틱스와 차세대 집단 지능 시스템의 새로운 가능성을 제시할 것으로 기대된다”고 밝혔다. 이번 연구에서는 서울대 연구진이 아이디어를 구상하고 실험 방법을 정립한 가운데, 실험은 서울대 연구팀, 시뮬레이션 및 계산은 하버드대 연구팀이 각각 수행했다. 결과 분석과 논문 작성은 양측이 공동으로 진행했다. 서울대에서는 기계공학부 김호영 교수와 손경민 박사, 김관우 석사과정생이, 그리고 하버드대에서는 공학·응용과학대학(School of Engineering and Applied Sciences) 소속의 엘 마하데반(L. Mahadevan) 교수와 킴벌리 보왈(Kimberly Bowal) 박사가 연구에 참여했다. 한편 논문의 제1저자 손경민 박사는 박사학위 취득 후 산업계에서 연구를 수행하고 있으며, 공동 저자인 김관우 석사과정생은 ‘입자 군집의 창발성’을 주제로 후속 연구를 진행 중이다.
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    2025-05-12

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    건국대, 매치업 사업 공간컴퓨팅 분야 운영기관으로 선정
    건국대학교(총장 원종필)가 교육부와 국가평생교육진흥원이 주관하는 ‘2025년 산업 맞춤 단기 직무능력 인증과정(매치업)’ 사업의 공간컴퓨팅 분야 운영기관으로 최종 선정됐다. 매치업 사업은 성인 학습자를 대상으로 신산업·신기술 분야의 직무능력 향상을 지원하기 위해 온라인 기반의 교육과정을 개발해 운영하는 사업이다. 올해는 공간컴퓨팅, 지능형 클라우드, 사이버보안 등 3개 분야를 대상으로 운영기관이 선정됐다. 건국대 김경모 교수팀(문화콘텐츠학과, 메타버스융합대학원)은 지난해 ‘3D프린팅’ 분야에 이어 이번 ‘공간컴퓨팅’ 분야에도 연이어 선정되며, 매치업 사업에서 동일 연구책임자가 2개 분야를 운영하는 최초 사례를 기록했다. 또한 건국대학교 차원에서도 2개 분야 동시 선정은 이번이 처음이다. 김 교수팀은 이번 사업을 통해 공간컴퓨팅 분야의 기초·심화 교육과정을 개발·운영하며, 산업현장 중심의 실무 교육을 제공할 예정이다. 교육은 유니티테크놀로지스코리아, 한국마이크로소프트 등 대표 기업과의 협업을 기반으로 진행되며, 실제 산업 요구에 맞춘 실용적 역량 강화를 목표로 한다. 사업단장을 맡은 김경모 교수는 “차세대 산업에서 공간컴퓨팅의 역할이 점차 확대되고 있는 만큼, 현장 적용이 가능한 실무 중심의 교육 콘텐츠를 제공하겠다”며 “협력 기관들과 긴밀히 협업해 산업계 수요에 부합하는 인재 양성에 주력하겠다”고 밝혔다. 매치업 교육과정은 한국형 온라인 공개강좌 누리집 ‘K-MOOC’를 통해 누구나 무료로 수강할 수 있다. 기초 과정 이수 후 선발된 학습자는 심화 과정을 수강할 수 있으며, 교육 이수자는 대표기업과 국가평생교육진흥원이 공동 발급하는 ‘직무능력 인증서’를 받을 수 있다.
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    2025-06-12
  • 서울대 송준명 교수팀 '저강도 초음파 활용 종양 크기 줄이는 기술' 논문 발표
    서울대학교 약대 송준명 교수팀은 딥슨바이오가 개발한 저강도 초음파를 이용, 항암제를 종양 미세환경 깊숙이 침투시킴으로써 종양 크기를 줄이는 기술에 대한 논문을 국제 학술지 ‘테라그노스틱스(Theragnostics)’에 게재했다고 12일 밝혔다. 그간 종양 치료에 있어서 혈관이 형성되지 않아 산소 공급이 부족한 저산소 영역은 악성화가 빨라지는 경향을 보이는데다 약물의 침투 효과가 극히 제한적이어서 방사선요법, 화학요법, 수술, 표적치료 등의 치료 효과가 크게 떨어졌다. 이 연구는 단방향의 유체 흐름 특성을 이용, 저강도 초음파를 한쪽 방향에서 조사하는 방식으로 약물을 전달시킴으로써 종양이 살아가는 환경(종양미세환경; TME, tumor microenvironments)에서의 약물 침투 한계를 극복하는 방법을 제시하고 있다. 쥐를 대상으로 한 동물 실험 결과, 저강도 초음파는 담관암(CCA) 관련 종양미세환경의 저산소 영역으로의 약물 전달 효과를 크게 향상시켜 젬시타빈, 시스플라틴 등 항암제 약물 침투 효과가 초음파를 적용하지 않은 그룹에 비해 약 1.8배 개선되는 한편, 약물을 통해 제거한 암세포는 초음파를 적용하지 않은 그룹에 비해 5배 증가했다. 그 결과 담관암의 성장이 현저히 감소했다. 또한 낮은 주파수의 초음파를 조사함으로써 열이 발생하지 않아 세포 손상을 일으키지 않고 안전하게 치료할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 저산소 영역으로의 항암제 침투가 어려워서 그간 치료에 어려움을 겪어 왔던 위암, 폐암, 간암, 대장암 등 고형암(단단하고 굳은 덩어리 형태의 암) 치료에 있어 저강도 초음파가 안전하면서도 치료효과를 향상시킬 수 있다는 가능성을 확인했다는 점에서 의미가 있다고 할 수 있다.
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    2025-06-12
  • 서울대 윤제용·류재윤 교수팀 그린수소 생산 관련 새로운 수전해 운전 전략 개발
    서울대학교 공과대학은 화학생물공학부 윤제용·류재윤 교수팀이 건국대학교 화공학부 이장용 교수팀과의 공동연구를 통해 복잡한 촉매 제조 공정 없이도 그린수소를 생산할 수 있는 새로운 수전해(水電解) 운전 전략을 개발했다고 밝혔다. 연구진은 고가의 귀금속 촉매를 사용하지 않고도 수소 생산의 효율을 획기적으로 높일 수 있다는 가능성을 제시했다. 따라서 이번 연구성과는 탄소중립 사회를 앞당길 기술적 전환점이 될 전망이다. 해당 연구결과는 세계적 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 ‘Dynamic polarization control of Ni electrodes for sustainable and scalable water electrolysis under alkaline conditions’ 제하의 논문으로 지난 23일 게재됐다. 물을 전기분해해 그린수소를 생산하는 수전해 기술은 탄소중립 달성을 위한 핵심 기술로, 대한민국 12대 국가전략기술 중 하나다. 수전해는 친환경 수소 생산의 핵심 기술로 주목받고 있으나 실제 시스템에서는 고활성을 유지하기 위해 정밀하게 합성된 촉매층을 전극 표면에 도포해야 하고, 이 촉매층은 시간이 지남에 따라 점차 성능이 저하되는 구조적 한계를 가진다. 이에 연구팀은 고급 촉매층을 만들 필요 없이 상용 니켈 (Ni) 전극만으로도 고효율·고내구성의 수소 생산을 가능케 하는 ‘전기화학적 활성화 운전법(EA 운전, Electrochemical activation)’을 독자적으로 개발했다. 연구팀은 촉매를 입히지 않은 상용 니켈 전극에 자체 개발한 EA 운전법을 적용해 수전해의 속도 결정 단계인 ‘산소 발생 반응(Oxygen Evolution Reaction)’에서 고성능을 보이는 니켈-철 수산화옥시화물(NiFeOOH) 촉매에 필적하는 수준의 수전해 효율을 달성했다. 핵심은 전극에 주기적으로 ‘쉬는 시간’을 주는 ‘동적 분극 제어(Dynamic Polarization Control)’ 방식이다. 이 방법은 니켈 전극에 짧은 시간 동안 약한 환원 전압을 가해 수산화칼륨 전해질에 녹아 있는 미량의 철(Fe)이 전극 표면에 다시 달라붙도록 유도한다. 이렇게 유도된 철은 니켈과 결합해 고활성 산소발생 촉매층을 전극 스스로 형성하게 하고, 반복적으로 자기 회복하는 ‘자가 치유(Self-healing)’ 전극이 된다. 이 운전법이 적용된 수전해 셀은 1A/cm²의 고전류 조건에서 1000시간 이상 안정적으로 구동됐다. 뿐만 아니라 면적 25cm² 규모의 3-스택 수전해 셀 시스템에서도 수백 시간 이상 작동하는 우수한 내구성을 입증했다. 이는 실험실 수준을 넘어 실제 사용 환경에 가까운 넓은 셀 구성과 장시간 운전 조건에서도 기술의 신뢰성을 확보했음을 의미한다. 이번 연구에서 개발한 EA 운전법은 고가의 귀금속 촉매를 대체하고, 수소 생산 공정을 단순화함으로써 그린수소 생산의 경제성을 크게 향상시킬 수 있는 가능성을 보여준다. 고가의 촉매 소재나 복잡한 공정 없이도 높은 효율과 안정성을 동시에 확보한 이 운전법은 실제 수소 생산 비용 절감에 기여할 수 있을 뿐 아니라 기술의 재현성과 확정성 또한 우수해 대형 시스템으로의 전환 및 상용화 가능성도 매우 높게 평가된다. 이에 따라 본 기술은 향후 기술이전 및 산업 현장 적용을 통해 국내 수소 생산 공정의 경쟁력을 실질적으로 강화할 수 있을 것으로 기대된다. 나아가 한국의 탄소중립 실현과 수소경제 전환을 뒷받침하는 핵심 기반 기술로 자리매김할 전망이다. 연구를 이끈 윤제용 교수는 “촉매에 의존하지 않는 수소 생산법은 궁극적으로 그린수소의 경제성과 확장성을 획기적으로 높일 수 있는 전략”이라며 “이번 성과는 탄소중립을 위한 수소경제 기술의 실질적 전환점이 될 것”이라고 강조했다. 연구를 공동으로 주도한 류재윤 교수는 “이번 연구는 단순한 운전 조건의 최적화가 아니라 전극/전해질 계면에서 일어나는 복잡한 전기화학적 상호작용을 체계적으로 규명하고, 이를 실제 시스템에 구현한 원천 응용 연구”라며 “기초 원리의 정교한 해석과 산업적 유효성을 동시에 입증한 사례”라고 평가했다. 본 연구의 제1저자인 서울대학교 화학생물공학부 한상휘 박사는 전기화학 기반의 에너지 전환 기술을 중심으로 글로벌 탄소중립 기술 개발에 이바지하고자 하는 연구 비전을 갖고 있다. 오는 9월부터는 미국 UC 버클리(University of California, Berkeley)에서 박사후연구원으로 근무하며, 세계적 연구 환경 속에서 한국의 선도적 기술 역량을 더욱 강화하는 연구 활동을 이어갈 예정이다. 아울러 한 박사는 장기적으로는 국내 교수직에 도전해 에너지·환경 분야의 학문 발전과 산업 혁신에 중추적인 역할을 맡을 계획이다. 한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 ‘개인기초연구사업-중견연구(창의연구형)’, ‘나노 및 소재기술 개발사업’, ‘우수신진연구’, ‘탑-티어 연구기관 간 협력 플랫폼 구축 및 공동연구 지원사업’, 기초과학연구원 나노입자 연구단 기본사업의 지원을 받아 수행됐다.
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    2025-05-29
  • 중소기업과 서울대 기술교류회 열려, 산학연계 통한 상생 발전 도모
    서울대학교 공과대학(이하 서울공대)은 최근 경기도 시흥캠퍼스 교육협력동에서 ‘제1회 중소기업-서울대(SME-SNU) 기술교류회’를 성공적으로 개최했다고 밝혔다. 서울대 정밀기계설계공동연구소와 시흥시기업인협회가 주최한 이번 행사는 중소기업과 서울대 간 기술 협력을 촉진하고, 산학연계를 통한 상생 발전을 도모하기 위해 마련됐다. 이번 교류회에는 서울공대 교수진, 연구진과 시흥시 소재 중소기업의 대표 및 임직원 등 120여 명이 참석해 열띤 관심을 보였다. ‘AI 혁신과 기업가 정신’을 주제로 한 서울대 기계공학부 박희재 교수의 기조연설에 이어 △히트펌프 연구동향 및 최신 기술개발 사례(기계공학부 김민수 교수) △전산열역학을 통한 신소재 개발 및 공정문제 해결(재료공학부 정인호 교수) △최신 적정 제조기술 - AI·로보틱스(기계공학부 안성훈 교수) △적층제조 기술을 통한 제조업 문제 해결(EML 김충수 상무) △서울대 SNU 공학컨설팅센터소개 - 산학협력체계 및 우수산학협력 사례(공학컨설팅센터 김경수 산학협력중점교수) △특허 기반 연구개발 사례(정밀기계설계공동연구소 김영태 연구원) △소음진동의 문제해결 사례(기계공학부 강연준 교수 연구실 남정민 박사과정생) 총 7개 주제의 세션이 이어졌다. 세션 참석자들은 서울대의 최신 연구 성과와 기술을 공유하고, 중소기업의 현장 애로기술에 대해 자유롭게 의견을 나눴다. 특히 기술 매칭, 공동 연구, 인재 교류 분야에서의 실질적 협력 방안을 논의했으며, 행사 후 네트워킹 시간을 통해 향후 지속 가능한 교류를 위한 기반을 마련했다. 안성훈 서울대 정밀기계설계공동연구소 소장은 “최근 급속히 위축 중인 국내 제조업은 늦기 전에 AI 전환과 자율화, 로봇화의 큰 물결에 올라타고, 혁신적인 아이디어를 사업화시켜 세계 최초이자 최고의 제품 및 서비스를 선보여야 한다”고 강조하며 “이처럼 중요한 시기에 대학과 기업이 서로 협력해 함께 발전하는 혁신 생태계를 만들어보고자 이번 기술교류회를 기획했다”고 밝혔다. 이명열 시흥시기업인협회 회장은 “날로 치열해지는 글로벌 제조 환경에서 기업의 AI 활용이 매우 중요해졌으며, 특히 모든 도메인 영역에서 AI를 이용할 수 있는 혁신성장이 필요한 상황”이라며 “이번 행사가 많은 중소기업 관계자들에게 다양한 분야에서 AI를 활용해 혁신성장을 추구할 수 있는 기회가 되길 바란다”고 말했다. 서울대 정밀기계설계공동연구소와 시흥시기업인협회는 앞으로도 정기적인 기술교류회를 통해 산업계와 학계가 함께 성장하는 협력 모델을 구축해나갈 계획이다.
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    2025-05-19
  • 서울대 유효빈 교수팀, 무아레 격자 중첩 통한 2차원 양자물질 플랫폼 구현
    서울대학교 공과대학은 재료공학부 유효빈 교수 연구팀이 고등과학원 손영우 교수, 이화여자대학교 박창원 교수 연구팀과의 공동연구를 통해, 무아레 격자 중첩을 통한 2차원 양자물질 플랫폼을 구현했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난 14일 ‘네이처(Nature)’지에 ‘Unconventional domain tessellations in moiré-of-moiré lattices’ 제하의 논문으로 온라인 게재됐다. 이 연구는 한국연구재단의 우수신진연구 및 선도연구센터 사업, 포스코청암재단의 포스코사이언스 신진교수 펠로십, 고등과학원 등의 지원으로 수행된 것이다. 그래핀 삼중층 구조에서 서로 다른 무아레 격자들이 중첩될 때 형성되는 위계적 구조와 복합 상호작용을 원자 수준에서 규명한 최초의 사례로, 향후 프로그래머블 양자소자 및 차세대 전자 재료 개발을 위한 새로운 고체 플랫폼의 가능성을 제시했다는 평가를 받고 있다. ‘무아레(moiré) 현상’은 두 개의 규칙적인 무늬가 겹칠 때 생기는 새로운 중첩 무늬를 의미한다. 예를 들어 두 겹의 망사천을 겹치면 원래 없던 물결 무늬가 나타나고, TV 화면 속 줄무늬 셔츠에서 새로운 격자 무늬가 보이기도 한다. 최근 과학계는 이 같은 단순한 시각적 효과 외에도, 무아레 현상이 전자의 움직임과 성질을 근본적으로 바꿀 수 있다는 점에 주목하고 있다. 전자기기나 양자소자의 작동 원리에서 핵심이 되는 전자의 움직임과 상태는, 이를 구성하는 물질 내부의 원자들이 어떤 규칙에 따라 얼마만큼의 간격으로 배열돼 있는지와 밀접히 관련돼 있다. 일반적인 고체 물질에서는 이 원자 간 배열이 고정돼 있어, 전자의 성질을 인위적으로 바꾸기 어렵다. 이에 반해 그래핀(graphene)처럼 원자 한 층으로 이뤄진 매우 얇은 2차원 물질을 두 장 겹친 후 약간 비틀면, 각 층의 원자 배열 간 간섭으로 새로운 격자 구조인 ‘무아레 격자(moiré lattice)’가 형성돼 기존 물질로는 구현할 수 없는 새로운 격자 주기를 인위적으로 설계하는 것도 가능하다. 이를 통해 전자의 흐름과 성질을 정밀하게 조절할 수 있어, 양자기술 및 차세대 전자소자 개발을 위한 새로운 재료 플랫폼으로 각광받고 있다. 기존 무아레 구조 연구는 두 층을 겹친 ‘단일 무아레 구조’에 집중한 사례가 대부분이었다. 하지만 세 층 이상을 쌓아 겹치는 경우, 각 층 사이에서 형성된 서로 다른 무아레 격자들이 중첩되며 완전히 새로운 위계적 구조, 즉 ‘이중 무아레 구조(moiré-of-moiré lattice)’가 만들어질 수 있다. 두 개의 무아레 격자 주기를 각각 독립적으로 제어할 수 있는 이 구조는 전자 상태 조절의 자유도를 기존보다 한층 높일 수 있다는 점에서 중요한 의미를 지닌다. ‘이중 무아레 구조’에서는 여러 층의 상호작용으로 인해 원자 배열의 미세한 변화나 그에 따른 복잡한 물리 현상이 일어날 수 있지만, 그 기전에 관한 연구는 아직 충분히 이뤄지지 않았다. 따라서 향후 보다 복잡하고 정밀한 전자 구조를 구현하기 위해 이중 무아레 구조의 위계적 구조 형성과 각 층간 복합적인 상호작용의 원리를 규명하는 연구가 반드시 필요한 상황이었다. 이에 공동연구팀은 그래핀 세 층을 겹치고 각 층의 비틀림 각도를 정밀하게 조절함으로써, 두 개의 무아레 격자가 서로 중첩되는 ‘이중 무아레 구조’를 구현했다. 연구진은 이 구조에서 원자들이 스스로 안정된 배열을 찾아가며 형성하는 새로운 격자 패턴을 고성능 투과전자현미경을 통해 직접 관찰했고, 지금까지 보고된 적 없는 삼각형, 카고메(Kagome)*, 육각별 등 새로운 격자 패턴이 자발적으로 형성되는 것을 발견했다. 이 구조는 원자들이 스스로 가장 안정한 배열을 찾아가며 정렬된 결과로, 단순히 바로 인접한 두 층 사이의 상호작용만으로는 설명할 수 없었다. 연구팀은 한 층을 건너뛴 비인접한 층들 사이에서도 비교적 약한 상호작용이 발생하며, 이것이 전체 구조 형성에 매우 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 이처럼 복잡하게 얽힌 층간 상호작용의 결과, 단순한 기존 무아레 구조와 전혀 다른 위계적인 격자 구조와 독특한 물리적 특성이 나타남을 알 수 있는데, 이는 삼중층 이상의 구조에서만 구현 가능한 독특한 현상이다. 따라서 연구팀은 이 구조가 형성되는 과정을 실험 결과와 시뮬레이션을 결합해 정밀하게 분석했고, 비틀림 각도에 따라 어떤 격자 패턴이 나타나는지를 정리한 ‘도메인 격자 상태도’를 완성해 보고했다. 이 상태도는 앞으로 다중 무아레 구조를 활용해 물질의 전자적 성질을 설계하는 데 유용한 지침이 될 것으로 예상된다. 이번 연구는 기존 단일 무아레 구조의 한계를 뛰어넘어, 서로 다른 무아레 격자가 겹쳐진 복합 구조에서도 원자 배열과 전자 상태를 정밀하게 설계할 수 있다는 가능성을 보여준 중요한 성과로 평가받는다. 특히 두 개의 무아레 격자 주기를 각각 독립적으로 조절할 수 있어, 전자의 성질을 변화시키기 위한 설계의 자유도가 크게 확장된 점이 핵심 성과이다. 특히 연구진은 원자 한 층 두께의 얇은 2차원 물질을 겹침으로써, 기존에 보고된 적 없는 새로운 양자역학적 현상을 실험적으로 구현했고, 이를 설명할 새로운 물리·재료 과학적 방법론을 제시한 의미 있는 성과를 거뒀다. 따라서 향후 이에 기반해 2차원 소재의 양자물질 플랫폼을 구현할 때 더욱 정교한 설계 및 조절이 가능할 것으로 기대된다. 아울러 새로운 개념의 전자소자나 연산장치를 개발하는 응용 연구의 토대도 마련할 것으로 예상된다. 연구를 책임진 유효빈 교수는 “이번 연구는 무아레 구조가 단순한 시각 효과나 기하학적 배열을 넘어, 원자 간의 상호작용과 전자 상태까지도 정밀하게 설계할 수 있는 새로운 도구가 될 수 있음을 실험적으로 입증했다는 점에서 그 의미가 깊다”며 “특히 이중 무아레 구조에서 나타나는 위계적 격자 형성과 장거리 상호작용은 기존 재료 설계 방식과는 전혀 다른 접근법을 가능케 한다”고 설명했다. 또한 “연구 결과는 향후 전기장과 같은 외부 자극에 따라 이러한 격자 구조와 전자 상태를 능동적으로 조절할 수 있는 ‘프로그래머블 재료’ 개발로도 이어질 수 있을 것”이라며 이번 연구결과가 차세대 전자기기와 양자기술 분야에 큰 파급력을 미칠 것으로 예측했다. 한편 논문의 공동 주저자인 박대성 연구원은 석사과정 이수 중 투과전자현미경(TEM)을 활용해 ‘뒤틀린 반데르발스 물질(twisted vdW materials)’에서 형성되는 모아레 격자 구조를 연구했으며, 현재 삼성전자에서 PA (Process Architecture) 직무를 맡아 반도체 제조 공정을 설계·개발하고 있다. 특히 공정 단계 혁신을 통한 반도체 성능 향상과 경제성 확보에 매진 중이다.
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    2025-05-15
  • 서울대 김호영 교수팀 능동 입자 기반 군집 로봇 시스템 개발
    개미와 같은 군집 생명체처럼 정밀한 제어 없이도 이동, 탐사, 운반, 협력이 가능한 능동 입자 기반의 차세대 군집 로봇 시스템이 개발됐다. 서울대학교 공과대학은 기계공학부 김호영 교수 연구팀이 하버드대학교(Harvard University)와의 공동 연구를 통해, 입자 간 단순한 연결을 통해 정교한 제어 없이 다양한 동작을 수행할 수 있는 군집 로봇을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구성과는 그 혁신성을 인정받아 세계적 권위의 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈(Science Advances)’에 지난 9일 게재됐다. 일반 로봇과 다수의 드론으로 구성된 기존의 군집 로봇은 지도 작성, 장애물 회피, 물체 운반 등 다양한 고난이도 작업을 수행할 수 있다. 고성능 정밀 센서, 통신 장치, 그리고 복잡한 제어 알고리즘의 활용 덕분이다. 그러나 이를 위해선 여러 기능들, 즉 정밀한 위치 인식, 충돌 방지, 실시간 데이터 처리 및 복잡한 의사결정 기능을 개별 로봇에 일일이 탑재시켜야 한다. 따라서 이 시스템에서는 로봇의 크기와 무게가 증가하고, 고급 재료 및 부품 비용이 많이 들 뿐 아니라, GPS나 통신이 원활하지 않은 환경에서는 성능이 급격히 저하되는 한계가 있었다. 이에 공동연구팀은 자연계의 개미 떼나 세포처럼 단순한 개체들이 모여 복잡한 행동을 발현하는 ‘창발적 집단 행동(emergent collective behavior)’에 착안해, 중앙 제어나 센서 없이도 자율적으로 움직이는 링크 기반의 군집 로봇 ‘링크봇(Link-bot)’을 고안했다. 기존 군집 로봇 시스템의 제약을 넘어선 차세대 로봇의 새 방향을 제시한 것이다. 링크봇은 방향성을 가진 능동 입자들이 V자의 체인 구조로 연결된 형태로 구성된다. 입자 간 이동과 회전을 단순한 링크 구조로 제한하기만 하면, 링크봇은 별도의 지능 없이도 마치 하나의 생명체처럼 유기적으로 움직인다. 또한 링크 구조의 기하학적 조절을 통해, 형태 변화와 동작의 유연성을 자유롭게 제어할 수 있다. 또한 연구팀은 유연성과 가변성을 지닌 링크봇이 직진, 정지, 방향 전환 등 다양한 움직임을 수행할 수 있음을 실험을 통해 확인했다. 좁은 공간이나 복잡한 지형을 통과하거나, 구조물의 틈새를 차단하고 외부 물체를 감싸서 운반하는 기능도 구현했다. 나아가 복수의 링크봇이 협력하면 단일 개체로는 수행이 어려운 작업도 할 수 있다. 아울러 링크봇의 움직임을 정밀하게 분석하고, 다양한 조건에서의 동작을 예측할 수 있는 계산 모델도 함께 개발했다. 링크 구조의 파라미터(매개변수)와 입자 개수에 따른 움직임의 변화를 시뮬레이션함으로써, 동작 메커니즘을 체계적으로 탐색할 수 있는 방법도 고안한 것이다. 이처럼 이번 연구는 중앙 제어나 센서 없이도 탐색, 운반, 협력 등 복잡한 작업을 연속적으로 수행할 수 있는 군집 로봇을 성공적으로 구현했다는 평가를 받고 있다. 이는 앞으로 재난 구조, 험지 운송, 환경 감시 등 다양한 분야에서 활용 가능한 자원 효율적 차세대 로봇 기술의 실현 가능성을 시사한다. 연구를 이끈 김호영 교수는 “이번 연구는 단순히 링크 모양만 바뀌어도 군집 로봇이 창발적 행동을 발현할 수 있음을 실험적으로 증명한 것”이라며 “이는 저비용의 자율 소프트 로보틱스와 차세대 집단 지능 시스템의 새로운 가능성을 제시할 것으로 기대된다”고 밝혔다. 이번 연구에서는 서울대 연구진이 아이디어를 구상하고 실험 방법을 정립한 가운데, 실험은 서울대 연구팀, 시뮬레이션 및 계산은 하버드대 연구팀이 각각 수행했다. 결과 분석과 논문 작성은 양측이 공동으로 진행했다. 서울대에서는 기계공학부 김호영 교수와 손경민 박사, 김관우 석사과정생이, 그리고 하버드대에서는 공학·응용과학대학(School of Engineering and Applied Sciences) 소속의 엘 마하데반(L. Mahadevan) 교수와 킴벌리 보왈(Kimberly Bowal) 박사가 연구에 참여했다. 한편 논문의 제1저자 손경민 박사는 박사학위 취득 후 산업계에서 연구를 수행하고 있으며, 공동 저자인 김관우 석사과정생은 ‘입자 군집의 창발성’을 주제로 후속 연구를 진행 중이다.
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    2025-05-12
  • 공업 분야는 경력 교사, 상업분야는 신규 교사 적정성 높아
    직업계고 전문교과 교육과정에서 실습 비율이 높아 이론 중심의 전문교과 교원 양성 및 선발 체계에서 실기 역량을 균형 있게 평가할 수 있도록 제도 개선이 필요한 것으로 나타났다. 한국직업능력연구원(원장 고혜원)은 24일 ‘KRIVET Issue Brief 302호(전문교과 교육과정의 이론·실습 비율, 교육과정 위계성, 교직 경력별 담당 교과의 적정성 분석)’를 발표했다. 이번 연구는 교육부 자료(2021학년도 직업계고 전문교과 교육과정 편성 현황)에서 표시과목(건설, 기계, 상업, 수산·해양, 식물자원·조경, 전기, 전자, 조리, 화공)별 교육과정의 이론·실습 비율, 교육과정 위계성, 경력별 적정성 등을 분석한 것이다. ‘2022 개정 교육과정 및 성취 기준 개발’에 참여하고 표시과목의 전문성을 갖춘 현직 교사(과목별 약 30명)들이 분석에 참여했다. 주요 분석 결과는 다음과 같다. 모든 전문교과 교육과정에서 실습 비율이 높았으며, 교육과정 위계성과 경력별 적정성은 표시과목별 특성에 따라 다양하게 나타났다. 교육과정 위계성은 전체 교육과정에서 해당 학습영역의 위계성을 3점 척도(낮음, 중간, 높음)로 조사한 것이다. 교육과정 위계성은 교과 간의 구조를 의미하는 용어로, 일반적으로 위계성이 낮을수록 먼저 학습해야 하는 기초 영역에 해당한다. 경력별 적정성은 해당 학습 영역을 신규 교사(대학 양성) 또는 경력 교사(재교육)가 담당하는 것이 적절한지를 조사한 것이다. 각 전문교과의 실습 비율은 모두 50% 이상으로, 전문교과 교육과정은 이론보다 실습 비율이 높은 것으로 드러났다. ‘조리’ 표시과목의 실습 비율이 82.3%로 가장 높고, ‘수산·해양’ 표시과목은 53.4%로 가장 낮았다. 각 표시과목의 교육과정 위계성은 다양하게 나타났다. ‘전자’는 다른 표시과목에 비해 교육과정 위계성의 ‘높음’ 비중이 50.8%로 가장 높은 반면, ‘상업’은 다른 표시과목에 비해 교육과정 위계성의 ‘낮음’ 비중이 50.4%로 가장 높았다. 각 표시과목의 경력별 적정성도 다양하게 나타났다. ‘건설’, ‘기계’, ‘전기’, ‘전자’, ‘화공’의 공업 분야는 경력 교사 적정성이 높게 나타났고, ‘상업’, ‘수산·해양’, ‘식물자원·조경’, ‘조리’ 분야는 신규 교사 적정성이 높게 나타났다. 이는 표시과목과 관련된 산업의 변화와 기술 고도화 특성에 따른 교육과정 변화가 이유인 것으로 보인다. 이번 연구를 수행한 한국직업능력연구원 안재영 선임연구위원과 임해경 전문연구원은 “표시과목별 산업의 변화와 특징 분석을 기반으로 교원 양성·선발·재교육 등에 관한 계획을 점검하고 교육과정 개정 계획에도 반영할 필요가 있다”고 밝혔다. 아울러 “이론 중심으로 운영되고 있는 현행 전문교과 교원 양성 및 선발 체계는 실기 역량을 균형 있게 평가하고 반영할 수 있도록 구조적 개편이 요구되는 시점”이라고 덧붙였다. 한편 이번 연구를 발표한 한국직업능력연구원은 1997년 직업교육과 직업훈련의 연계와 통합이라는 사회적 요구에 부응하기 위해 설립된 곳이다. 국민의 일상생활에 필요한 교육과 고용 분야에 대한 정책 연구와 프로그램 개발을 수행하고 있다.
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    2025-04-24
  • 아시아태평양이론물리센터 소속 윤영대 박사 플라즈마물리학 신진과학자상 수상
    아시아태평양이론물리센터(소장 사사키 미사오, 이하 APCTP) 소속 윤영대 박사(신진연구그룹 JRG 그룹장)가 2025년 한국물리학회에서 수여하는 ‘플라즈마물리학 신진과학자상’ 수상자로 선정됐다. 본 상은 플라즈마물리학 분야의 발전에 기여할 것으로 기대되는 차세대 연구자에게 수여된다. 윤 박사는 자기화 플라즈마 물리를 중심으로 플라즈마 동역학 이론과 PIC 시뮬레이션 기반 연구를 통해 고에너지 입자의 거동과 자기장과의 상호작용에 대한 이론적 이해를 심화시켜 왔다. 이를 우주 환경, 핵융합, 반도체 가공, 플라즈마 추력기 등 다양한 분야로 확장함으로써, 이론과 응용의 연계를 강화해 왔다는 점에서 높은 평가를 받았다. 그는 우주 전역에 존재하는 자기장의 생성과 소산 과정, 핵융합로에서 고에너지 전자의 제어 방법, 자기장을 활용한 새로운 형태의 플라즈마 추진체 설계 등 폭넓은 주제를 선도적으로 다뤄왔다. 또한 국내외 공동연구 및 활발한 학술 교류를 통해 연구 생태계 전반에 기여해 왔다. 윤 박사는 2022년부터 APCTP JRG 그룹장을 맡고 있으며, 포항공과대학교(POSTECH) 물리학과 겸직교수로도 재직 중이다. 최근 8년간 총 24편의 논문을 발표했고, 그중 2편은 세계적 권위의 학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 게재됐다. 또한 미국물리학회 초청 발표도 세 차례 진행하는 등 국제 학계에서도 활발히 활동하고 있다. 이외에도 포스코청암재단 포스코사이언스펠로우십(2022), 아시아태평양이론물리학연합회(AAPPS) 플라즈마 분과 신진연구자상(2022) 등 다수의 수상 실적을 보유하고 있다. 윤영대 박사는 “이번 수상을 계기로 미시적 현상에서부터 거시적 구조에 이르기까지 일관된 이론 체계를 정립하고, 이를 실용적인 응용으로 확장하는 데 더욱 매진하겠다”고 소감을 밝혔다. 이에 대해 APCTP 사사키 소장은“윤 박사의 의미 있는 성과에 깊이 감사한다. 이번 영예가 앞으로의 연구 여정에 더욱 힘이 되기를 바란다”며 “APCTP는 신진연구자의 유치와 연구역량 강화를 중요한 책무로 삼고 있다. 아태 지역 기초과학 발전을 이끄는 국제이론물리기관으로서 지속적으로 지원을 아끼지 않겠다”고 축하의 뜻을 전했다. 한편 아시아태평양 이론물리센터(APCTP)는 국내 최초이자 한국의 유일한 국제이론물리연구소로 1996년 설립 이후 이론물리학 및 학제 간 첨단 연구, 젊은 과학자 연수, 대중과 커뮤니케이션 활동 등을 활발히 수행하고 있다. 19개 회원국을 비롯한 그 외 지역 이론물리학자들과 국제 협력 증진을 통해 아태 지역 과학자들의 연구 경쟁력 향상 및 세계적 수준의 차세대 과학 리더 양성에 힘쓰고 있다. 현재 회원국은 한국, 호주, 중국, 일본, 말레이시아, 필리핀, 싱가포르, 대만, 태국, 베트남, 라오스, 몽골, 인도, 우즈베키스탄, 카자흐스탄, 캐나다, 키르기스스탄, 인도네시아, 캄보디아 19개국이다.
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    2025-04-21
  • APCTP 소장 사사키 미사오 교수 ISGRG Fellow 선정
    아시아태평양이론물리센터(이하 APCTP)의 제10대 소장으로 선임된 사사키 미사오 교수가 이론물리에 있어 세계적인 연구 업적을 인정받는 ISGRG(International Society on General Relativity and Gravitation, 일반상대성·중력 국제학회)의 2025년도 Fellow로 선정됐다. ISGRG Fellow는 전 세계적으로 극히 제한된 연구자에게만 수여되는 명예로, 이론물리학 및 중력 연구 분야에서 세계적인 권위를 의미하며 3년마다 선정한다. 일반상대성이론, 중력이론, 우주론, 블랙홀 등 관련 분야에서 탁월한 연구 성과를 거두고, 학계의 리더로서 후학 양성, 학문 공동체 기여, 국제적 리더십 등을 두루 갖춘 인물을 선정한다. 고(故) 스티븐 호킹, 킵 손(2017년 노벨물리학상 수상), 라이너 바이스(2017년 노벨물리학상 수상), 로저 펜로즈(2020년 노벨물리학상 수상) 교수 등 노벨물리학상 수상자를 포함한 세계적 석학들이 ISGRG Fellow에 다수 소속돼 있다. ISGRG는 전 세계 중력이론 및 상대성이론 연구자들이 모여 학술 교류와 연구 발전을 도모하는 해당 분야에서 가장 권위 있는 국제 학회 중 하나다. 중력 연구 분야의 국제 허브 역할을 하고 있으며, 중력과 상대성이론 분야에서 가장 규모가 크고 영향력 있는 학회인 GR (General Relativity) 학술대회를 3년 주기로 개최하며, 최신 연구 발표와 더불어 노벨물리학상 수상자를 연사로 초청한다. 이외에도 중력이론, 우주론, 수치상대론 등에서 최상위급 국제학술지(General Relativity and Gravitation)를 발행한다. 사사키 소장은 2008년 훔볼트 연구상, 2010년 다이와 아드리안상, 2024년 이휘소상(이론물리학 부문) 수상 등 뛰어난 수상 이력을 보유하고 있으며, 현대 우주론 연구의 핵심적 기반을 마련하는 등 탁월한 성과를 인정받고 있다. APCTP는 제10대 소장으로 사사키 교수를 선임한 것을 계기로 국내외 우수 연구 인력 확보와 기초과학 저변 확대에 더욱 힘쓸 계획이다. 한편 APCTP는 1996년 아시아태평양경제협력기구(APEC) 회의를 계기로 설립된 우리나라가 유치한 국내 유일의 국제이론물리센터다. 현재 아태 지역 19개 회원국 및 35개 협정기관과 협력 관계를 맺고 있으며, 지금까지 300여 명의 신진연구자를 유치하고 양성해왔다. 정부의 과학기술진흥기금 및 복권기금의 지원을 바탕으로 지속적인 성장과 연구 협력 확대를 이어가며, 아시아태평양 지역의 이론물리 및 기초과학 분야에서 공동연구와 학술 교류를 활발히 촉진하고 있다. 또한 대중을 위한 과학 콘텐츠의 성과 확산과 사회 환원을 통해 공익적 가치를 증진하고자 다양한 활동을 전개하고 있다. 현재 회원국은 한국, 호주, 중국, 일본, 말레이시아, 필리핀, 싱가포르, 대만, 태국, 베트남, 라오스, 몽골, 인도, 우즈베키스탄, 카자흐스탄, 캐나다, 키르기스스탄, 인도네시아, 캄보디아 등이다.
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    2025-04-18
  • 서울대 강유 교수팀 특수 상황 속 딥러닝 모델 경량화 기술 개발
    서울대학교 공과대학은 컴퓨터공학부 강유 교수팀이 개인정보 보호나 보안 등의 이유로 학습 데이터 사용이 어려운 상황에서도 딥러닝 모델의 성능 저하를 최소화하며 경량화할 수 있는 혁신적인 인공지능(AI) 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 논문은 오는 24일부터 닷새간 싱가포르에서 열리는 세계적 AI 학술대회 ‘ICLR 2025’에 채택된 바 있다. 올해로 13회를 맞는 ‘ICLR (International Conference on Learning Representations)’은 기계 학습 및 딥러닝 분야에서 세계 최고 권위를 자랑하는 학회다. 프라이버시 보호나 보안 문제로 학습 데이터 접근이 어려운 상황은 현실에서 딥러닝 모델을 훈련시킬 때 겪는 큰 어려움 중 하나다. 이를 해결하기 위해 개발된 ‘제로샷 양자화(Zero-shot Quantization, 이하 ZSQ)’는 훈련 데이터 없이 모델을 양자화할 수 있는 기술이다. 그러나 기존의 ZSQ 기술들은 합성 데이터의 노이즈, 부정확한 특징에 기반한 예측, 어려운 데이터의 잘못된 하드 레이블(Hard Lavel, 한 가지 정답만 있는 레이블)이 야기하는 오차 발생 등으로 인해 모델 성능 저하를 불러오는 치명적 한계를 보였다. 이에 강 교수팀은 훈련 데이터를 사용하지 않고도 딥러닝 모델의 성능을 유지하며 효과적으로 경량화시킬 수 있는 ZSQ 기술인 ‘SynQ (Synthesis-aware Fine-tuning for Zero-shot Quantization)’ 기법을 제안했다. 이는 실제 학습 데이터셋이 없는 환경에서도 종전의 ZSQ 기술에 쉽게 적용할 수 있는 중요한 기법으로 평가받고 있다. 연구진은 SynQ의 세 가지 핵심 기술로 딥러닝 모델의 성능을 향상시켜 기존 ZSQ의 약점을 극복하는 성과를 거뒀다. 먼저 저역 통과 필터(low-pass filter)를 적용해 데이터의 고주파 노이즈를 제거했다. 그리고 사전 학습된 모델과 양자화된 모델 사이의 클래스 활성화 맵(Class Activation Map, 이하 CAM)을 정렬해 딥러닝 모델의 예측 정확도를 높였다. 아울러 사전 학습된 모델이 어려운 샘플에 대해 오류를 일으킬 수 있는 점을 고려해, 이러한 샘플에는 하드 레이블 대신 소프트 레이블(Soft Rabel, 확률로 표현된 정답)만을 사용함으로써 잘못된 학습을 방지했다. 즉 SynQ는 사전 학습된 모델이 생성한 합성 데이터를 저역 통과 필터로 정제한 뒤, CAM 정렬과 난이도 기반 손실 함수 적용을 통해 양자화된 모델을 미세 조정함으로써, 실제 데이터 없이도 모델 성능을 유지하며 경량화를 달성하는 원리를 지닌다. 향후 SynQ 기법은 고성능의 경량 딥러닝 모델을 구현할 수 있는 AI 산업의 핵심 기술로 자리 잡을 전망이다. 특히 학습 데이터 없이도 모델의 정확도를 유지한 채 압축할 수 있는 SynQ를 활용하면 스마트폰, IoT(사물인터넷) 기기, 자율주행 센서 등 자원이 제한된 엣지 디바이스 환경에서도 고성능 AI를 안정적으로 운용할 수 있을 것으로 예상된다. 연구 책임자인 강유 교수는 “SynQ 기술은 개인 데이터 유출 없이 모델을 경량화할 수 있는 강점 덕분에 보안 및 프라이버시 침해 문제를 줄이는 데 기여할 수 있다”고 강조하며 “나아가 이 기법을 적용하면 그간 대량의 학습 데이터에 접근하기 어려웠던 소규모 기업 및 기관도 고성능 AI를 손쉽게 활용할 수 있기 때문에, 다양한 분야에서 AI 기술 확산 및 대중화가 가속할 것으로 기대된다”고 밝혔다.
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    2025-04-14
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