• 최종편집 2025-03-14(금)

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  • 서울대 김진영 교수팀, 차세대 친환경 수소 생산 위한 전기화학 촉매 개발
    서울대학교 공과대학은 재료공학부 김진영 교수 연구팀이 국민대학교 이찬우 교수, 한국과학기술연구원(KIST) 유성종 박사 연구팀과 함께 차세대 친환경 수소 생산을 선도할 전기화학 촉매를 개발했다고 밝혔다. 연구팀이 설계한 코어-쉘(Core-shell) 구조의 루테늄(Ru) 기반 나노클러스터 촉매는 극소량의 귀금속 사용만으로도 세계 최고 수준의 성능과 안정성을 확보했다는 평가를 받고 있으며, 실제 산업용 수전해 장비에 적용 시에도 뛰어난 효율을 입증했다. 이번 연구 결과는 촉매 분야의 저명 학술지인 ‘Energy & Environmental Science (IF: 32.4, JCR 상위 0.5%)’ 최신호에 게재됐다. 특히 학술지의 커버 논문으로도 선정돼 연구의 혁신성과 학문적 가치를 입증했다. 연소 시 이산화탄소를 배출하지 않는 수소는 기존 화석 연료를 대체할 친환경 에너지원이다. 이 친환경 수소의 생산에는 전기를 이용해 물을 수소와 산소로 분해하는 수전해 기술이 쓰인다. 특히 전기 분해를 통해 고순도 수소를 생산하는 ‘음이온 교환막 수전해(이하 AEMWE)’는 차세대 기술로 주목받고 있다. 이 기술을 상용화하려면 높은 효율과 안정성을 갖춘 촉매 전극의 존재가 필수적이다. 그러나 현재 대표적 촉매로 사용되는 백금(Pt)은 높은 비용과 빠른 열화(degradation)로 인해 상용화의 걸림돌이 되고 있다. 때문에 그 대안으로 비귀금속에 기반한 촉매가 연구되고 있지만, 효율이 낮고 불안정한 촉매라는 한계가 있다. 이에 공동 연구팀은 백금 대비 2배 이상 저렴한 귀금속인 루테늄(Ru)에 기반한 ‘코어-쉘 나노클러스터 촉매(Core-shell Nanocluster Catalyst)’를 개발했다. 촉매의 크기를 2나노미터(nm) 이하로 줄이고, 귀금속 사용량을 현재 상용 중인 백금 촉매 전극의 3분의 1 수준으로 대폭 낮췄음에도 불구하고, 오히려 백금 촉매를 능가하는 성능을 달성하는 데 성공한 것이다. 특히 이 혁신적인 코어-쉘 촉매는 동일한 귀금속 함량에서 백금 촉매에 비해 4.4배 높은 성능을 기록했을 뿐 아니라 현재까지 보고된 수소 발생 촉매 중 세계 최고 수준의 성능을 나타냈다. 또한 발포체 전극 구조를 갖춘 덕분에 반응물의 공급 속도가 최적화돼 높은 전류밀도에서도 탁월한 안정성을 보였다. 나아가 실제로 AEMWE가 활용되는 산업 환경에서도 상용 백금 촉매 전극에 비해 월등히 낮은 전력 소모량을 기록해 차세대 수전해 촉매의 강력한 후보로 자리매김했다는 평가다. 연구팀은 개발 과정에서 먼저 과산화수소 처리를 통해 티타늄 발포체 기판 위에 얇은 티타늄 산화층을 형성한 후 전이금속 몰리브데늄(Mo)을 도핑했다. 그리고 그 위에 1~2nm 크기의 루테늄 산화물 나노입자를 균일하게 증착했다. 이후 정교한 저온 열처리로 원자 수준에서 열확산을 유도해 독창적인 코어-쉘 구조를 형성했다. 최종 단계에서는 수소 발생 반응 도중 발생하는 전기화학적 환원 반응을 통해 코어-쉘 구조의 환원을 유도했다. 그 결과, 개발된 촉매는 루테늄 금속 코어에 다공성의 환원 티타니아(titania) 단일층을 갖고, 그 계면에 금속성의 몰리브데늄 원자들이 존재하는 독특한 코어-쉘 구조를 갖추게 됐다. 향후 ‘코어-쉘 나노클러스터 촉매’는 친환경 수소 생산의 효율을 획기적으로 향상시키는 동시에 귀금속 사용량도 줄여 수소 생산 비용을 크게 낮출 전망이다. 또한 고성능과 경제성을 겸비한 강점 덕분에 수소차를 비롯해 다양한 친환경 운송 수단의 연료로 쓰이고, 수소 발전 등 관련 사업 분야에서 광범위하게 활용될 것으로 기대된다. 나아가 이번 연구는 화석연료 중심의 에너지 시스템에서 벗어나 수소 경제의 실현 가능성을 한층 더 높일 수 있는 기술적 돌파구를 마련할 것으로 예상된다. 서울대 김진영 교수는 “2nm 미만의 극소형이면서도 우수한 성능과 안정성을 지닌 코어-쉘 촉매는 앞으로 나노 코어-쉘 소자 제작 기술, 그리고 탄소중립 시대를 앞당길 수소 생산 기술의 발전에 중대한 기여를 할 것”이라고 강조했다. 논문의 제1저자인 임현우 박사는 우수한 연구성과를 바탕으로 올해부터 정부의 세종펠로우십 사업의 지원을 받아 서울대학교 재료공학부 김진영 교수의 연구실에서 박사후연구원으로서 연구를 이어가는 중이다. 특히 이번에 개발한 촉매의 구조인 ‘코어-쉘 구조’를 실제로 상용화하는 후속 연구를 집중적으로 수행할 예정이다.
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    2025-03-10
  • 행복나눔재단 시각장애 아동 점자 학습 특화 기기 개발
    행복나눔재단은 시각장애 아동을 위한 점자 학습 장난감 ‘슬라이닷(Slidot)’을 개발했다고 밝혔다. 슬라이닷은 시각장애 아동의 ‘점자 모양 구별’ 연습에 특화된 교구다. 사용자가 점자 문제카드를 스마트폰에 태그하면 안내 음성이 나오고, 점자를 읽고 키보드로 정답을 입력하는 퀴즈 게임 방식으로 작동한다. 연습 모드를 포함해 2200여 개의 학습 콘텐츠와 시각장애 아동의 흥미를 돋우는 다채로운 음성 리액션이 탑재돼 있다. 행복나눔재단이 시각장애 학생과 학부모, 특수학교 교사 등을 대상으로 실시한 조사에 따르면 ‘점자 모양 구별’은 점자 학습 과정에서 가장 어려운 단계로 꼽힌다. 이는 손끝으로 점자를 반복적으로 만지며 감각을 익혀야 하기 때문이다. 하지만 학습 적령기 아동들을 위한 재미있고 효과적인 교구가 부족한 실정이다. 이 문제를 해결하기 위해 행복나눔재단은 2023년 7월 슬라이닷의 프로토타입을 개발했다. 이후 지속적으로 사용자 피드백을 반영한 끝에 2024년 12월에 상용화 버전을 내놓았다. 브릭(brick)과 중고 스마트폰을 활용해 개발 기간을 단축하고, 시각장애 아동의 눈높이에 맞춘 인터페이스를 구축한 점이 큰 특징이다. 또한 덮개와 손잡이를 추가해 휴대성을 높였다. 슬라이닷의 학습 효과를 검증하기 위해 시각장애 아동 5명을 대상으로 4개월간 사용 테스트를 진행했다. 그 결과 4명이 슬라이닷을 이틀에 한 번 이상 꾸준히 사용했으며, 3명은 점자 모양 구별 단계를 완료하고 글자 읽기 단계로 진입하는 성과를 보였다. 한 학부모는 슬라이닷을 사용한 이후 아이가 점자 공부를 즐기게 됐고, 방학 숙제도 거부감 없이 하게 됐다고 밝혔다. 한편 슬라이닷을 개발한 행복나눔재단은 창의적이고 지속 가능한 사회문제 해결 모델을 개발하는 사회공헌 기관이다. 혁신에서 소외돼 있는 사회 문제들 속에서 작고 구체적인 문제를 찾아, 실험을 거듭하며 최적의 문제 해결 모델을 만들고 있다.
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    2025-03-07
  • 시립청소년미디어센터와 티랩, 청소년 교육 프로그램 운영 협력
    시립청소년미디어센터(이하 스스로넷)가 지난 6일 글꼴 연구·개발 전문기업 티랩(대표자 박성민)과 청소년 교육 프로그램 운영을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다. 이번 협약을 통해 스스로넷과 티랩은 청소년 대상 서체 개발 교육 프로그램 ‘청소년디자인제작전문그룹’을 운영해 청소년의 타이포 디자인 분야 진로 탐색 지원을 위해 적극 협력할 계획이다. 서울알림체 등 일상에서 시민들에게 친숙한 서체를 개발하고 ‘서울마이소울’ BI 리디자인 등 공공기관과 협업을 진행해온 티랩은 청소년디자인제작전문그룹의 교육 과정을 구성하고 전문 강사를 지원한다. 청소년디자인제작전문그룹은 청소년이 서체 디자인 이론교육부터 실습까지 서체 제작 전 과정을 전문적으로 배워 나만의 서체를 개발할 수 있는 프로그램이다. 2020년부터 스스로넷에서 진행된 교육 과정을 통해 개발된 총 10종의 서체는 모두 무료로 배포돼 TV 방송, OTT 콘텐츠, 유튜브, 광고 등에서 다양하게 활용되고 있다. 이종익 스스로넷 관장은 “서체 디자이너를 꿈꾸는 청소년들이 디자인 기초교육부터 실습까지 경험하면서 전문교육은 물론 현장 중심의 생생한 진로 멘토링을 경험하게 될 것”이라며 “더불어 청소년이 서체를 개발하고 배포함으로써 자신의 재능으로 공공에 기여할 수 있는 기회가 되길 기대한다”고 말했다. 한편 시립청소년미디어센터는 ‘청소년이 미디어로 세상과 소통하고 스스로 네트워크를 만드는 즐거움을 일깨운다’는 미션으로 운영되고 있는 청소년 미디어 특화 기관이다.
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    2025-03-07
  • 서울대 김도년 교수팀 논문 IEEE TSM 최우수논문상 수상
    서울대학교 공과대학은 기계공학부 김도년 교수 연구팀의 논문이 반도체 운영 분야 국제 학술지 ‘IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing(이하 IEEE TSM)’에서 2024년 최우수논문상(Best Paper Award)을 수상했다고 밝혔다. 해당 분야의 가장 권위 있는 저널 중 하나인 IEEE TSM은 반도체 공정 및 생산 관련 최신 기술과 응용을 다루며, 1년 동안 해당 저널에 게재된 논문들 중 가장 우수한 1편을 최우수 논문(Best Paper)으로 선정해 시상한다. 김도년 교수팀의 또 다른 논문은 지난 2021년 IEEE TSM에서 우수 논문(Best Paper Award: Honorable Mention) 3편 중 하나로 선정된 바 있으며, 3년 만에 같은 저널에서 최우수논문상을 수상하는 쾌거를 이뤘다. 연구팀은 ‘Hotspot Prediction: SEM Image Generation with Potential Lithography Hotspots’ 제하의 이번 논문에서 리소그래피 공정 중 결함이 발생할 수 있는 취약 부위를 리소그래피 패턴 정보만으로 미리 예측할 수 있는 딥러닝 기술을 제시했다. 이는 취약 부위에 대한 선제적인 설계 변경 등을 통해 반도체 생산 수율을 높이고 비용은 줄일 수 있는 핵심 기술이라는 평가를 받고 있다. 논문의 주저자인 김재훈 박사는 “뜻깊은 상을 받게 돼 큰 영광이며 함께 연구에 참여하신 모든 분들께 감사드린다”고 인사를 전하며 “이번 성과를 발판 삼아 반도체 공정의 계측 및 검사 기술에 관한 연구에 정진하겠다”고 밝혔다. 김재훈 박사는 현재 서울대학교 기계공학부에서 박사후연구원으로서 연구 활동을 이어가고 있다. 특히 적은 데이터만으로도 학습이 가능한 딥러닝 모델을 개발하고, 실제 산업 현장에서도 활용되도록 그 응용 범위를 확장하는 연구를 진행 중이다. 공동 주저자인 임재경 박사는 “이번 연구 결과가 2024년 최우수 논문으로 선정돼 매우 기쁘며, 연구를 지원해주신 많은 분들께 고맙다는 말씀을 드리고 싶다”며 “앞으로 반도체 제조 분야의 발전을 위해 지속적으로 노력하겠다”고 각오를 밝혔다. 서울대학교 기계공학부에서 박사 학위를 취득한 임재경 박사는 현재 삼성전자 DS부문에서 주사현미경과 전자빔 검사를 활용해 반도체 불량을 검출하는 업무를 수행하고 있다.
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    2025-03-05
  • 서울대 이관형 교수팀 반도체 관련 ‘Hypotaxy’ 세계 최초 개발
    서울대학교 공과대학은 재료공학부 이관형 교수 연구팀이 같은 학부의 장혜진, 한정우 교수 연구팀과 함께 다양한 기판 위에서 웨이퍼 면적의 단결정(single-crystal) 2차원 반도체를 직접 성장시킬 수 있는 신기술 ‘하이포택시(Hypotaxy)’를 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난 2월 20일 세계 최고 권위의 학술지 ‘네이처(Nature)’에 게재됐다. 최근 인공지능(AI) 기술 발전에 따라 반도체 성능 향상의 필요성이 커졌고, 소자의 전력 소모를 줄이려는 연구 또한 활발해졌다. 따라서 기존의 실리콘을 대체할 새 반도체 소재가 주목받는 중인데, 그중 얇은 두께와 뛰어난 전기적 특성을 지닌 2차원 물질 ‘전이금속칼코겐화물(Transition metal dichalcogenide, 이하 TMD)’이 차세대 반도체로 주목받고 있다. 그러나 이를 높은 품질로 합성해 산업적으로 활용할 수 있는 대량 생산 기술이 부족한 실정이다. 현재 가장 유망한 합성 기술인 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD)은 전기적 특성의 저하, 성장한 TMD의 전사(transfer, 다른 기판으로 옮기는 추가 공정) 등의 문제를 안고 있다. 또 높은 결정성(crystallinity)을 갖는 기판 위에서 TMD를 성장시키는 ‘에피택시(epitaxy)’ 방식도 성장 후 전사 과정이 수반되고 특정 기판만 사용 가능하다는 한계가 있다. 반도체 및 박막 소재 제작에 필수적인 기술로 여겨졌던 이 방식은 합성 시 TMD의 결정성, 표면, 층수가 불균일해 전기적 성능이 저하되는 약점도 존재한다. 따라서 고품질 TMD에 기반한 고도의 3차원 집적화 기술 개발이 현대 반도체 산업의 필수 과제로 부각됨에 따라, 새로운 TMD 합성 기술의 필요성이 절실한 상황이었다. 이에 연구진은 기존에 보고된 적 없는 새로운 성장법을 개발해 이 문제를 해결했다. 그래핀과 같은 2차원 물질을 템플릿으로 활용해 TMD의 결정이 정렬된 형태로 성장하도록 유도하는 방식을 고안함으로써, 어떤 기판에서도 완벽한 단결정 TMD 박막을 합성할 수 있는 ‘하이포택시(Hypotaxy)’ 기술을 세계 최초로 구현한 것이다. 박막이 하부 방향으로 성장한 특성을 반영해 이 합성법을 ‘아래 방향’을 의미하는 ‘하이포(hypo)’와 ‘정렬’이란 뜻의 ‘택시(taxy)’를 접목한 ‘하이포택시’로 명명했다. 반도체 제조 공정과의 호환이 가능한 저온(400℃)에서도 단결정 TMD를 성장시킬 수 있는 이 기술은 산업적으로 큰 의미를 지닌다. 후처리 없이 템플릿이 자연적으로 제거되며, 금속 박막 두께를 조절해 TMD의 층수까지 정밀하게 제어할 수 있다는 점에서도 기존 방식과 크게 차별화된다. 또한 이번 기술을 이용해 합성한 TMD로 만든 반도체 소자가 높은 전하 이동도와 우수한 소자 균일성을 보임으로써, ‘하이포택시’가 반도체 소자의 고성능화·고집적화 및 차세대 2차원 반도체 상용화에 기여할 핵심 기술로 활용될 가능성이 커졌다. 아울러 ‘하이포택시’는 단순히 2차원 반도체 성장 기술에 그치지 않고, 모든 결정질 박막 물질의 성장에도 적용 가능한 혁신적 기술이라는 평가를 받고 있다. 기존 반도체 제조 방식의 한계를 극복했을 뿐 아니라, 템플릿을 통해 결정 방향 및 구조를 원하는 대로 조절할 수 있는 완전히 새로운 방식을 세계 최초로 제안했기 때문이다. 연구를 지도한 이관형 교수는 “우리가 개발한 하이포택시(Hypotaxy) 기술은 1930년대에 최초로 그 개념이 제안돼 현대 전자소자 개발을 이끈 에피택시(Epitaxy) 기술의 한계를 돌파했다”고 이번 연구의 의미를 짚으며 “하이포택시는 차세대 AI 반도체의 기반이 되는 3차원 집적을 가능케 한 만큼 재료공학 분야에서 혁신적인 접근법으로 자리매김하리라 기대한다”고 밝혔다. 논문의 단독 1저자인 문동훈 연구원은 “다양한 소재를 고품질로 합성하는 대표적 기술인 에피택시에 대한 관념과 틀을 깨는 것이 가장 큰 도전이었다”고 연구 과정을 돌아보며 “기판의 종류와 관계없이 단결정 성장이 가능한 하이포택시 기술이 바로 에피택시에 대한 역발상에서 나왔듯, 이번 성과가 앞으로 신물질 개발과 새로운 격자 구조의 합성 등의 분야에서 기존 연구들을 뛰어넘는 혁신적인 연구를 촉진하는 마중물이 되길 바란다”고 말했다. 현재 서울대학교 재료공학부에서 박사과정을 밟고 있는 문동훈 연구원은 기존에는 합성이 불가능해 다양한 측정에 제약이 있었던 무아레 구조(Moiré structure)를 하이포택시 성장법으로 합성시키는 연구에 주력하고 있다. 또한 이전의 합성법으로는 대면적 고품질 성장이 어려웠던 다양한 신물질에 하이포택시 기술을 적용시키는 연구도 수행하고 있으며, 향후 박사후연구원으로서 연구를 이어 나갈 예정이다.
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    2025-02-24
  • 서울대 전기·정보공학부 삼성휴먼테크논문대상에서 대학 부문 특별상과 대상 수상
    서울대학교 전기·정보공학부(학부장 홍용택 교수)가 삼성전자가 주최하고 과학기술정보통신부와 중앙일보가 공동후원하는 ‘제31회 삼성휴먼테크논문대상’에서 대학부문 특별상, 대학부문 대상 등을 대거 수상했다. 삼성휴먼테크논문대상은 국내외 대학·대학원생과 고교생 가운데 21세기 과학기술을 이끌어갈 과학도를 발굴하기 위해 지난 1994년 제정된 논문상이다. 역대 가장 많은 3152편의 논문이 접수된 올해에는 116팀이 수상의 영예를 누렸다. 서울대 전기·정보공학부는 삼성휴먼테크논문대상에서 매년 다수의 수상자를 배출한 바 있다. 삼성휴먼테크논문대상은 개별 수상자가 받는 개인상과 우수한 성과를 거둔 대학 및 지도교수에게 수여되는 특별상으로 나뉜다. 올해 심병효·최재혁·이종호·박세웅·이경한 교수 연구실에 소속된 학생들이 대상 1편, 금상 2편을 포함한 총 11편의 논문상을 수상함에 따라, 서울대 전기·정보공학부는 지난해에 연이어 또다시 ‘대학부문 최다 수상 학과’ 특별상을 수상하는 쾌거를 이뤘다. ‘최다 논문제출 지도교수’ 특별상 또한 전기·정보공학부 이종호 교수에게 돌아갔다. 그리고 소속 학생들이 대학부문 개인상 중에서 총 10개 분과에 걸친 최고상에 해당하는 대상, ‘Circuit Design’ 분과 및 ‘Signal Processing’ 분과의 금상을 각각 수상하는 등 전기·정보공학부는 양과 질 모두에서 최고의 수상 실적을 보였다. 문지훈 학생(지도교수 심병효)은 ‘멀티모달 센싱(multi-modal sensing)을 활용한 밀리미터파(mmWave) 대용량 다중 입출력 시스템 채널 예측 기법’을 개발해 전 분과를 아우르는 대상 수상의 영예를 안았다. 또한 김재호 학생(지도교수: 최재혁, 공동저자: 한명호 학생, 방주은 박사)은 HBM 메모리 인터페이스의 동작 특성을 이용해 최소 추가 전력 소모로 고속 동작 시에도 초고밀도 I/O 신호의 무결성을 보장하는 Command-Aware 방식의 새로운 전원 레귤레이션 회로를 고안한 공로로 ‘Circuit Design’ 분과의 금상을 수상했다. 그리고 김지환 학생(지도교수: 한보형, 공동저자: 강준오·최진영 학생)은 짧은 길이의 비디오만 만들 수 있던 기존 비디오 생성모델을 이용해 무한히 긴 비디오를 제작할 수 있는 ‘피포 디퓨전(FIFO-Diffusion)’ 기술을 제안한 독창적 성과를 인정받아 ‘Signal Processing’ 분과의 금상을 받았다. 그 외에도 신주훈 학생(지도교수 박세웅), 고종현 학생(지도교수 이종호), 채문재 학생(지도교수 최재혁)이 은상을 받았다. 임지성 학생(지도교수 이종호), 황준 학생(지도교수 이종호), 신상목 학생(지도교수 심병효), 황대욱 학생(지도교수 이경한)은 동상을, 황준 학생은 장려상을 수상했다.
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    2025-02-14

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    구미전자공업고등학교 로봇제어과, 미래 유망 분야 고졸 인력 양성사업 선정
    구미전자공업고등학교(교장 정성창)는 고용노동부가 발표한 ‘2025 미래 유망 분야 고졸 인력 양성사업’에 ‘로봇제어과’가 선정돼 향후 5년간 총 6억1600만원의 예산을 지원받게 됐다고 밝혔다. ‘2025 미래 유망 분야 고졸 인력 양성사업’은 4차 산업혁명에 대응해 직업계 고등학생들의 산업 현장 적응력을 높이기 위한 사업이다. 지난해 11월 28일부터 올해 1월 10일까지의 사업 신청 기간 전국에서 67개 학과가 신청했으며 구미전자공업고등학교 로봇제어과를 포함한 10개 학과가 선정됐다. 선정된 학교에는 2025년 첫해 8000만원을 지원하며, 이후 4년간 5억3600만원이 지원된다. 구미전자공업고등학교 로봇제어과 김민정 부장교사는 “구미시에 위치한 로봇직업혁신센터(RoTIC)와 연계해 학생들에게 연간 100시간 이상, 3년간 총 300시간 이상의 교육훈련을 제공할 계획”이라며 “이와 함께 인공지능 로봇 관련 대회 참가 등을 통해 자기 주도적 학습 기회도 확대할 예정”이라고 밝혔다. 아울러 “학생들이 졸업하는 3학년 시점에는 로봇 관련 기업 견학, 모의 면접 등을 지원해 로봇 분야로의 취업을 적극 지원할 것”이라고 덧붙였다. 구미전자공업고등학교 정성창 교장은 “로봇 기술은 제조업뿐만 아니라 농업, 물류, 서비스, 국방, 사회 안전 등 다양한 산업과 사회 전반으로 확산되고 있다”며 “이번 사업을 통해 미래 산업의 흐름에 맞는 교육과정을 운영하고, 학생들이 로봇산업에서 핵심 인재로 성장할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다. 한편 구미전자공업고등학교는 경상북도 구미시 임수동에 위치한 국립 고등학교다. 1954년 구미농업고등학교로 개교한 후 1967년 구미공업고등학교로, 1976년 구미전자공업고등학교로 전환했으며, 1977년 국립으로 전환했다. 이후 특수목적 고등학교 지정(1987년), 남녀공학 실시(1997년), 한국형 마이스터고 선정(2008년) 등의 과정을 거쳐 2010년 전자분야 마이스터고로 개교했다. 구미전자공업고등학교는 산업맞춤형기술인재 육성을 목표로 다양한 프로그램을 운영함으로써 취업처 다변화와 진로 선택의 다양화를 위해 노력하고 있으며, 기업이 요구하는 연구개발 인력 양성을 위해 특화교육과정을 운영해 미래산업의 핵심 인재 양성을 위해 적극 노력하고 있다.
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    2025-02-05
  • 서울대 조규진 교수팀 초탄성 토크 역전 매커니즘 개발
    서울대학교 공과대학은 기계공학부 조규진 교수(인간중심 소프트 로봇기술 연구센터장) 연구팀이 고무와 같이 부드러운 재료로 이뤄진 로봇 몸체가 빠르고 강한 동작을 구현하는 ‘초탄성 토크 역전 매커니즘(Hyperelastic torque reversal mechanism, HeTRM)’을 개발했다고 밝혔다. 자연의 원리에서 영감을 받아 소프트 로봇의 새 가능성을 연 이번 연구 성과는 1월 29일에 로봇 분야의 저명한 학술지 ‘사이언스 로보틱스(Science Robotics)’에 게재됐다. 갯가재가 단단한 먹이를 부술 때 날리는 주먹의 속도는 시속 약 90km/h에 달하며, 벼룩은 몸길이의 200배 이상 높이로 점프할 수 있다. 조규진 교수는 “부드러운 몸체의 생명체가 순간적으로 강한 힘을 내는 비결은 근육이 팔 또는 다리에 가하는 회전력의 방향을 순식간에 전환할 수 있는 토크 역전 매커니즘”이라고 설명했다. 그리고 “이전에 우리 연구진이 벼룩의 점프 원리를 응용해 땅 위에서뿐만 아니라 물 표면에서도 높게 점프하는 로봇을 개발했는데, 여기서 한 걸음 더 나아간 이번 연구는 고무처럼 말랑말랑한 재료로 강력한 운동 성능을 구현했다는 점에서 의의가 크다”고 평가했다. 연구팀은 말랑말랑한 탄성중합체(Elastomer)가 응축될수록 급격히 단단해지는 재료 고유의 특성에서 ‘초탄성 토크 역전 매커니즘’의 핵심 원리를 발견했다. 부드러운 관절의 한쪽 부분을 집중적으로 응축시킬 경우, 임계점에 이르러 저장된 에너지를 순간적으로 방출하는 초탄성재료의 특징을 활용해 소프트 로봇 기술로 발전시킨 것이다. 연구팀에 따르면 모터와 힘줄 한 쌍을 유연 관절에 연결한 간단한 구조만으로도, 마치 자연의 섬모가 반복적이고 강력한 굽힘 운동을 하듯 유연 관절을 강한 힘으로 반복해서 빨리 움직일 수 있다. 연구팀은 단순히 이론적 성과에 그치지 않고 이번 기술의 다양한 응용 가능성도 제시했다. 떨어지는 탁구공을 순식간에 잡아내는 소프트 그리퍼(Soft gripper), 모래밭 같은 험지에서도 강력한 추진력으로 기어가는 로봇, 문어 다리처럼 물체를 순식간에 감싸 쥐는 로봇 등 ‘초탄성 토크 역전 매커니즘’이 구현하는 빠르고 강한 동작을 활용한 사례를 선보였다. 나아가, 구조가 의도되지 않은 강한 힘을 받을 때 스스로 접촉을 차단하는 기계적 퓨즈도 구현했다. 연구의 공동 주저자인 최우영 연구원과 김웅배 연구원은 “손목을 탁 치면 순식간에 휘감는 요술팔찌 장난감은 구조적으로 안정적인 두 지점을 빠르게 오가는 현상(snap-through)을 이용한 예인데, 이러한 쌍안정 구조(bistable structures)를 로봇에 적용해 빠른 동작을 구현하고자 하는 시도들이 많이 이뤄지고 있다”며 “이번 연구는 구조적 설계 대신 재료의 특성을 활용해 해당 동작을 구현함으로써 소프트 로봇 기술의 새로운 가능성을 제시했다”고 연구의 의미를 짚었다. 연구 책임자인 조규진 교수는 “이번에 개발한 매커니즘은 소프트 로봇의 설계 및 활용 범위를 한 차원 넓혀줄 것”이라며 기대감을 나타냈다. 한편 최우영 연구원은 서울대학교 기계공학과에서 석사학위를 취득한 후 네이버랩스에서 로봇 소프트웨어 엔지니어로 재직 중이다. 현재는 로봇 서비스의 확장성을 고려한 범용 소프트웨어 플랫폼 개발에 주력하고 있다. 김웅배 연구원은 서울대학교 기계공학과에서 박사학위를 취득한 뒤, 한국과학기술연구원(KIST)에서 연구책임자로서 소프트 로봇 분야의 연구를 이어가고 있다. 현재 독일 KIST 유럽연구소에서 경량 소프트 로봇 개발과 국제 협력 과제 추진을 담당하고 있으며, 올해 중 KIST 본원으로 복귀해 휴머노이드 연구단에 합류할 예정이다.
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    2025-02-04
  • 김포대와 우즈베키스탄 한브릿지컨설팅 유학원, 유학생 유치 확대 위해 맞손
    김포대학교(총장 박진영)는 지난 15일 우즈베키스탄 한브릿지컨설팅 유학원과 외국인 유학생 유치 확대를 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 밝혔다. 이날 협약식은 김포대학교 글로벌캠퍼스에서 김포대학교 이상규 기획실장, 김윤수 국제교류처장, 정봉명 한국어센터장, 우광윤 국제교류팀장, 한브릿지컨설팅 칸 에브게니 아프나세비치 대표, 강서대 전 총장 임성택 교수 등 양 기관 협약 관계자들이 참석한 가운데 체결됐다. 이번 협약으로 김포대학교와 한브릿지컨설팅은 우즈베키스탄을 중심으로 러시아 및 중앙아시아 전역의 외국인 유학생 유치 확대를 위한 긴밀한 협력 관계를 구축하고, 상호 관심 분야에 대한 정보교류 등 다양한 분야에서 협력관계 수립 및 상호 발전을 위해 협력하기로 했다. 한편 한국무역협회 K-Culture 교육과정 수출 우수사례로 선정된 바 있는 김포대학교는 1996년 개교 이래 다양한 국가의 교육기관과 활발한 국제협력 교류를 진행하고 있다. 중장기 발전계획 ‘HOPE 2025’와 특성화계획, 혁신계획의 실행 및 연계성 점검, 전략 실현을 위한 전략과제별 세부 KPI 성과관리 시스템의 정착 및 실행을 우선 과제로 두고 있다.
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    2025-01-22
  • 대한면역학회 이갑열 회장 “미래 이끌 연구자 육성에 최선 다할 것”
    이갑열 교수(서강대학교 생명과학과)가 제43대 대한면역학회 회장으로 취임했다. 이 교수는 취임사를 통해 “대한면역학회의 미션인 ‘면역학 연구를 통해 감염과 면역질환의 극복에 기여한다’를 충실히 이행하고, ‘세계 최고 수준의 면역학회’, ‘기초와 임상의 융합연구’, ‘미래를 이끌 연구자 육성’이라는 비전을 실현하기 위해 최선을 다할 것”이라고 밝혔다. 또한 이 교수는 “회원들 간의 교류와 유대는 학회 활동의 핵심이므로 이를 위해 산하 연구회에 대한 지원을 확대해 정보 교환과 공동 연구를 촉진하고, 학문적 발전에 기여할 수 있는 환경을 조성하겠다”고 강조했다. 이어 그는 “면역학은 단일 학문을 넘어 생명과학과 의학의 중심에 자리하고 있는 만큼, 다양한 분야와의 협력을 통해 면역학의 저변을 넓히고, 신진 연구자들이 창의적이고 도전적인 연구를 지속할 수 있는 환경을 마련하겠다”고 포부를 밝혔다. 한편 대한면역학회는 1974년 창립돼 2024년 50주년을 맞이한 대한민국 최대 규모의 면역학 학회로 현재 5000여 명의 회원이 활동 중이다. 학회는 매년 춘계 국내학술대회와 추계 국제학술대회를 개최하고 있으며 학회의 공식 저널인 SCIE 등재 국제학술지 Immune Network를 발행하고 있다.
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    2025-01-08
  • 서울대 박정원, 류재윤 교수팀 수소연료전지 열화 원인 규명 기술 개발
    서울대학교 공과대학은 화학생물공학부 박정원, 류재윤 교수팀이 현대자동차와의 공동연구를 통해 수소연료전지 촉매의 내구성을 신속하게 평가하고, 열화 원인을 규명할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 그 탁월성을 인정받아 지난해 12월 24일 화학 분야의 최고 권위 국제 학술지인 ‘미국 화학회지(Journal of the American Chemical Society)’에 온라인 게재됐다. 수소를 연료로 전기를 생산하며 순수한 물만 반응 부산물로 배출하는 청정 에너지 시스템을 갖춘 수소연료전지(PEMFC, Proton Exchange Membrane Fuel Cell)는 화석연료를 대체할 친환경 에너지 기술로 주목받고 있다. 특히 높은 에너지 밀도와 빠른 충전 속도의 차별화된 강점 덕분에 기존 전기자동차의 주행거리와 충전 시간 문제를 보완할 수 있는 차세대 기술로 각광받고 있다. 그러나 전기 생산 반응을 촉진하는 핵심 재료인 연료전지 촉매는 사용 과정에서의 구조적 손상 혹은 촉매 소실로 인해 점차 성능이 감소하는 열화(劣化, degradation) 현상을 수반한다. 이 열화는 수소연료전지 상용화의 큰 걸림돌로 작용하는데, 전지의 수명과 안정성을 저하시켜 시스템의 경제성 감소와 출하 비용 상승을 불러오기 때문이다. 따라서 촉매의 내구성을 높이고 수소연료전지를 안정적으로 장기간 구동하기 위한 근본적 해결책은 열화 원인의 규명이다. 그러나 수소연료전지가 구동되며 전기가 흐르는 액체 전해질 환경에서 수 나노미터 크기 촉매의 구조적 변화를 직접 관찰하는 규명 작업은 기술적으로 매우 어려운 도전 과제로 남아있었다. 이에 서울대-현대자동차 공동 연구팀은 수소연료전지 촉매의 내구성을 고속으로 평가할 수 있는 ‘전기화학적 액상 투과전자현미경(Electrochemical Liquid-Cell Transmission Electron Microscopy; e-LCTEM)’ 분석법을 개발했다. 촉매가 겪는 연속적 열화 과정을 시간에 따라 고해상도로 추적 관찰하는 이 기술을 활용하면 기존에는 수만 킬로미터의 주행이 필요했던 수소연료전지 차량의 내구성 평가를 수 시간 이내에 끝낼 수 있다. 평가 비용을 획기적으로 절감하면서도 나노미터 수준의 정밀성이 요구되는 촉매 내구성 검증은 더욱 효율적으로 진행할 수 있는 길이 열린 것이다. 한편 수소연료전지의 대표적 촉매인 ‘백금 나노입자 탄소 담지체 하이브리드 촉매(Pt/C)’는 백금 나노입자가 탄소 담지체에 고르게 분포된 구조를 갖는다. 백금 입자의 표면적이 극대화된 해당 구조는 백금의 높은 활성을 유지하면서도 많은 비용이 드는 백금의 사용량을 줄일 수 있고, 탄소 담지체를 통해 높은 전도성도 확보할 수 있는 강점을 갖췄다. 그러나 이 촉매는 수소연료전지를 장기간 구동할 때 백금 입자의 용해, 이동, 응집, 탈착, 그리고 탄소 담지체의 부식이 동시에 일어나는 복잡한 열화 메커니즘을 보인다. 이 같은 촉매 열화와 그로 인한 성능 저하는 수소연료전지의 상용화를 가로막는 중대한 걸림돌이지만 그 메커니즘은 이제까지 명확히 규명된 바 없었다. 새로 개발한 ‘전기화학적 액상 투과전자현미경’ 분석법을 통해 이 문제의 해결에 나선 연구팀은 전지가 구동되며 전기가 흐르는 환경에서 백금-탄소 촉매(Pt/C)가 겪는 연속적 열화 과정을 시간에 따라 고해상도로 추적 관찰했다. 기존 연구들이 연료전지 구동 전후의 촉매 구조를 단편적으로 비교하는 데 그쳤다면, 이번 연구에서는 정확한 연속적 열화 메커니즘을 규명하기 위해 구동 조건에서 실시간으로 구조 변화를 관찰하는 차별화가 이뤄졌다. 그 결과, 백금 나노입자의 용해와 탄소 담지체 부식이 모두 유도되는 전압 환경에서 크기가 작은 백금 나노입자들은 높은 이동성을 보이며 주변 입자들과 뭉쳐지거나 담지체에서 이탈하는 반면, 크기가 큰 입자들은 낮은 이동성을 나타내며 높은 구조 안정성을 보인다는 점이 확인됐다. 이는 이동성 기반 열화 메커니즘에 촉매 입자의 크기가 중요한 영향을 미친다는 사실을 시사한다. 한편 이번 연구 과정에서는 작은 백금 나노입자들이 뭉쳐 만들어진 응집 입자의 열화 과정도 최초로 관찰됐으며, 이 응집 입자는 그 크기가 증가했음에도 높은 이동성을 보이며 최종적으로 담지체에서 떨어져 나간다는 사실도 확인됐다. 연구를 지도한 박정원 교수는 “해당 연구는 수소연료전지 촉매의 내구성을 신속하고 정확하게 평가할 수 있는 기반을 마련함과 동시에, 촉매 성능 저하의 근본 원인을 새롭게 조명했다는 점에서 의미가 깊다”고 밝혔다. 연구를 공동 지도한 류재윤 교수는 “촉매의 열화 원인을 정확히 이해하고 그 개선 방향을 제시한 이번 연구를 계기로 향후 더 안정적이고 효율적인 고성능 수소연료전지 시스템이 개발되리라 기대한다”면서 “나아가 이번 성과가 지속 가능한 친환경 에너지 사회를 앞당기는 데 기여할 것으로 전망된다”고 말했다. 특히 이번 연구 결과는 서울대가 2024년 1~9월 글로벌 수소차 판매 1위를 기록하는 등 수소연료전지 자동차 개발 및 상용화를 선도하는 현대자동차와 함께 일군 산학협력 성과라는 점에서 많은 주목을 받고 있다. 연구팀에 따르면 차세대 연료전지 개발 과정에서 촉매 열화의 근본 원인을 규명할 필요성을 느낀 현대차와 ‘액상 투과전자현미경 분석법’에 있어 세계적으로 손꼽히는 기술력을 보유한 서울대 박정원 교수 연구팀은 3년 이상 협업을 이어왔다. 이번 공동 연구가 최첨단 분석법 개발 및 연료전지 촉매 열화 현상 규명이라는 결실을 맺은 데에는 양 기관의 기술력이 시너지를 발휘한 점이 주효했다는 평가다. 이번 연구의 주저자인 김성인 박사는 서울대학교 화학생물공학부에서 박사학위 취득 후 코넬대학교에서 박사후연구원으로 연구 활동을 이어가고 있다. 특히 후속연구로 ‘전기화학적 액상 투과전자현미경 기법’을 더욱 발전시켜 수소연료전지뿐만 아니라 이산화탄소를 유용한 화합물로 전환시키는 촉매, 리튬 기반 이차전지, 수계 이차전지 등 환경 문제 해결에 있어 최근 각광받고 있는 에너지 재료를 실시간 고도 분석하는 연구를 진행하고 있다.
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    2025-01-07
  • APCTP 다문화가정 위한 과학·문화 교류 지원 시작
    아시아태평양이론물리센터(APCTP)는 지난 27일 포항시가족센터에서 다문화가정을 위한 과학·문화 교류 방안을 논의하며 ‘2025 다문화가정과 함께하는 과학·문화 교류 지원 프로젝트’를 위한 첫 발걸음을 내디뎠다. APCTP는 포항시가족센터와 함께 베트남, 캄보디아, 태국 등 6개국 다문화가정 중 내부적으로 선정 과정을 거쳐 희망 가정에 배터리 자전거를 전달할 예정이다. 이와 더불어 차년도에는 전문과학 네트워크, 과학자들이 추천하는 과학교육 콘텐츠 등 다양한 활동 방안을 통해 과학적 사고력을 함양하고, 이를 적용·체험할 수 있는 기회를 제공해 지역 인재들이 타문화권과의 교류를 확장해 범지역적 의식을 제고하고 차세대 과학 리더로서의 꿈을 키워나갈 수 있도록 지속적으로 지원할 예정이다. APCTP는 전국 중, 고등학생들을 대상으로 과학 독후감 대회와 에세이 대회, 경북 내 과학관과 협력을 통한 과학도서 저자 강연 등 과학문화 확산을 위해 다양한 활동을 해 양질의 콘텐츠를 제공하고 있다. 정부의 과학기술진흥기금 및 복권기금의 지원을 바탕으로 연구개발(R&D) 사업을 수행하며, 일반 대중들도 과학지식에 보다 쉽게 접근할 수 있도록 노력해 공익적 가치를 높이는 데 주력하고 있다. 한편 아시아태평양 이론물리센터(APCTP)는 한국의 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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    2024-12-31
  • 서울대 창의공학설계 수강생 대상 로보콘 대회 개최
    서울대학교 공과대학은 최근 해동첨단공학관에서 기계공학부의 로봇 만들기 프로젝트 수업인 ‘창의공학설계’ 수강생들이 참가한 제32회 로보콘 대회를 개최했다고 밝혔다. ‘창의공학설계(창공)’는 신입생들이 직접 로봇을 만드는 과정에서 함께 협업하고 경쟁하며 진정한 공학자로 성장할 수 있도록, 고(故) 주종남 기계공학부 교수가 1993년에 처음 도입한 전공 과목이다. 학생들은 임무를 완수하는 로봇을 설계하고 이를 현실에서 구현하며 창의적 아이디어를 실현하고 문제 해결 능력을 키우는 기회를 갖는다. 매 학기마다 새로운 수업 주제와 로봇 부품으로 교육이 이뤄지는 등 끊임없이 기술의 발전상을 커리큘럼에 반영해 온 노력은 창의공학설계가 서울대 공대의 전통으로 자리매김한 요인으로 꼽힌다. 지난해부터는 컴퓨터응용설계와 소프트웨어의 기초를 배우는 창의공학설계1, 로봇 하드웨어와 모터제어 및 기초회로를 추가로 배우고 실제 로봇을 제작하는 창의공학설계2의 두 학기 과정으로 나뉘어 운영하고 있다. ‘창의공학설계’의 아이콘인 ‘로보콘’ 대회는 수강생 전원이 수업에서 제작한 로봇으로 팀별 승부를 겨루는 경진대회다. 강의와 실습에서 기계 작동 원리 및 설계 원칙을 배운 새내기 학생들은 ‘관악캠퍼스 수해 복구’처럼 매년 주어진 과제에 맞는 로봇을 만들어 미션을 수행하는 시합을 벌인다. 1위 팀은 도쿄공업대학교, 상하이교통대학, 싱가폴국립대학교 등이 참여하는 국제 로보콘 대회 출전권을 얻어 세계 무대에서 실력을 발휘할 기회를 누릴 수 있다. 처음으로 ‘다자유도 텔레오퍼레이션(teleoperation) 로봇팔’이 도입된 올해 수업의 수강생들은 11월 29일 열린 제32회 로보콘 대회에서 동일한 모터를 활용해 각기 다른 모양과 기능의 로봇팔을 선보였다. 약 60명의 참가자들은 기본 장비에 참신한 아이디어를 더해 더 섬세한 로봇팔, 더 기동력 있는 몸통을 구현하는 데 중점을 뒀다. 올해는 ‘흑백요리사’를 주제로 두 팀이 주어진 요리를 만들어서 서빙을 하는 미션으로 시합을 벌였다. 요리사 로봇이 식재료를 담고 장애물을 통과해 서빙 업무를 수행하는 치열한 대항전을 치룬 결과, 24학번 학생 5명으로 구성된 ‘조립왕’ 팀이 우승의 영예를 안았다. 우승팀의 리더를 맡은 정재원 학생은 “72시간 동안 자지 않고 버틸 수 있다는 걸 이번 대회를 준비하며 처음 알았다”고 로보콘 준비에 쏟은 노고를 돌아보며 “경기 초반에 전선을 정리하지 못한 초보적인 실수로 로봇을 처음부터 재조립했는데, 그 경험 덕분에 유사한 상황에서 침착하게 대응한 점이 우승의 비결”이라고 밝혔다. 같은 팀의 임도현 학생은 “한 학기 동안 아침에 일어나서 밤에 잠들 때까지 하루 종일 어떻게 해야 로봇을 더 잘 만들 수 있을지 한 가지만 생각했던 행복한 시간이었다”며 “로봇공학처럼 저절로 몰두하게 만드는 일을 평생 직업으로 삼고 싶다”고 말했다. ‘육하하하’ 팀의 윤종환 학생은 “안정적인 직장을 얻고 싶어 기계공학부에 진학했는데, 창공을 수강한 후 앞으로 더 큰 도전을 해보고 싶다는 생각이 들었다”고 참가 소감을 남겼다. 기계공학부 이호원 교수는 “서울대 기계공학부에만 3명의 교수가 창공 수상자 출신일 정도로, 이 수업에 적극적으로 참여한 학생들이 향후 우수한 공학도로 성장하는 비율이 높다”고 설명하며 “앞으로도 매해 새로운 시도를 통해 도전적인 차세대 공학자들을 육성할 계획”이라고 밝혔다.
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    2024-12-30
  • 서울대 이정우 교수팀 AI 학습 데이터 편향성 감소 원천 기술 개발
    서울대학교 공과대학은 전기정보공학부 이정우 교수 연구팀이 인공지능(AI) 학습 데이터에 존재하는 편향성(Bias)을 감소시키는 원천 기술을 개발했다고 밝혔다. 이정우 교수가 창업한 AI 자동학습 플랫폼 기업 ‘호두에이아이(HodooAI)’는 지난 12월 9일부터 15일까지 캐나다 밴쿠버에서 열린 AI 이론 분야의 국제학술대회 ‘NeurIPS 2024 (Neural Information Processing Systems, 신경정보처리시스템학회)’에서 해당 기술을 제안한 논문 ‘Mitigating Spurious Correlations via Disagreement Probability’를 발표했다. 임팩트 팩터(Impact Factor) 24, 논문 채택률 25%의 최고 권위 학회에서의 이번 논문 발표는 서울대 CML (Cognitive Machine Learning Lab) 연구실 및 호두에이아이의 첨단 기술력을 국제적으로 인정받았다는 점에서 의미가 깊다는 평가를 받고 있다. AI 실용화의 가장 큰 걸림돌은 데이터의 편향성(편견)에 기인한 AI 판단의 불공정성 및 불투명성 문제이다. 심지어 최근 많은 인기를 끌고 있는 챗GPT (ChatGPT)에도 이러한 불공정성 문제가 남아있다고 알려져 있다. 예를 들면 AI 모델을 통해 대출 신청자의 상환 가능성을 평가하는 은행은 소득 수준이 높은 특정 인종 또는 성별의 신청자를 주로 선호하게 된다. 이때 AI 모델이 신청자의 인종, 성별, 나이 대신 다른 합당한 근거에 기반해 공정하게 평가토록 하려면 먼저 대출 신청자 데이터에 존재하는 편향성을 제거해야 한다. 이처럼 AI 학습 데이터의 편향성 문제는 모든 AI 기술이 내재한 근본적 문제이다. 이에 이정우 교수 연구팀은 다양한 학습 데이터 내의 가짜 상관관계(spurious correlations) 유무와 관계없이 올바르게 예측하도록 AI 모델을 학습시키는 AI 편향성 경감 기술을 개발했다. 이 기술을 활용하면 데이터의 지엽적 특징이 아닌 핵심 특징을 파악하는 AI 모델의 일반화 능력을 향상시킬 수 있다. 특히 이번 논문에서 제안된 알고리즘은 기존 AI 모델에 비해 약 21% 정도 향상된 정확도를 보이며 높은 성능과 신뢰도를 입증했다. 기술 개발에 나선 연구팀은 먼저 일부러 편향된 AI 모델을 만든 다음, 이를 이용해 모든 학습 데이터 샘플에 대해 가짜 상관관계가 존재하지 않을 확률을 구했다. 그 이후 가짜 상관관계가 존재하지 않을 확률에 따라 학습 데이터를 재추출(resampling)하고, 편향된 모델을 이어서 학습시켰다. 연구팀은 이 방식에 관해 가짜 상관관계가 존재하지 않을 확률이 높은 학습 데이터를 더 많이 추출되게 만듦으로써 AI 모델이 점차 가짜 상관관계에 의존하지 않도록 만들었다고 설명했다. AI 모델의 가짜 상관관계 의존도를 줄이고, 모델이 핵심 요인을 정확하게 포착해 판단의 근거로 사용하도록 하는 이 편향성 경감 기술은 폭넓은 범용성을 갖췄다. 따라서 향후 영상·의료·법률·수치 데이터 등에 존재하는 편향성을 제거하는 기법으로 널리 사용될 수 있다. 특히 의료 현장에서 활용 시, 신속하고 정확한 진료에 크게 기여할 것으로 전망된다. 아울러 이 특허 기술은 향후 호두에이아이의 AI 플랫폼에서 ‘편향성 제거 AI 엔진’을 생성하는 핵심 기술로 사용될 예정이다. 한형근 연구원(제1저자)은 “이번에 선보인 기술이 AI 편향성 제거에 관한 국내 기술력을 세계적 수준으로 끌어올리는 데 큰 역할을 할 것“이라며” 앞으로 모델과 데이터 종류에 관계없이 AI 편향성 경감 기술 연구가 활발히 이루어져 신뢰도와 안정성이 보다 높아진 AI 모델이 세계 곳곳에서 안전하게 사용되길 기대한다”고 말했다. 연구를 지도한 이정우 교수는 “최고 권위의 AI 학회인 NeurIPS 2024에서 논문이 채택돼 기쁘게 생각한다”고 소감을 밝히면서 “더욱 혁신적인 기술 개발로 한국 AI 스타트업의 기술 수준을 높이는 데 기여할 것”이라고 포부를 밝혔다. 한편 서울대 전기정보공학부 이정우 교수는 지난 2017년 연구실 제자 5명과 함께 AI 서비스 회사를 위한 AI 자동학습 플랫폼 기업 ‘호두에이아이(HodooAI)’를 설립했다. 이정우 교수가 발표한 이번 논문에 공저자로 참여한 한형근, 주형준, 김세환 연구원은 ‘책임 있는 AI(Responsible AI)’ 연구에 매진하고 있다.
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    2024-12-26
  • APCTP 올해의 과학도서로 '폭염 살인', '1초의 탄생', '세 개의 쿼크' 등 선정
    아시아태평양이론물리센터(APCTP)는 지난 12월 20일 ‘APCTP 2024 올해의 과학도서’ 10권을 선정해 과학 대중화의 전통을 이어갔다. APCTP는 매년 대중의 과학적 소양 증진과 지식 확장을 목표로 과학기술 분야 신간 도서를 선정하고 있으며, 올해는 교양 과학, 기후 위기, 현대 과학기술 등 다양한 주제를 다룬 도서들이 포함됐다. ‘APCTP 2024 올해의 과학도서’는 △폭염 살인(제프 구델 저, 왕수민 역, 웅진지식하우스) △1초의 탄생(채드 오젤 저, 김동규 역, 21세기북스) △세 개의 쿼크(김현철 저, 계단) △물질의 세계(에드 콘웨이 저, 이종인 역, 인플루엔셜) △한글과 타자기(김태호 저, 역사비평사) △수학이 생명의 언어라면(김재경 저, 동아시아) △뉴럴 링크(임창환 저, 동아시아) △찬란한 멸종(이정모 저, 다산북스) △한국인의 기원(박정재 저, 바다출판사) △당신은 화성으로 떠날 수 없다(아메데오 발비 저, 장윤주 역, 북인어박스) 총 10권이다. 이권우 선정위원장은 “올해 선정된 도서들은 과학의 과거와 현재를 아우르며 대중이 전문과학지식을 보다 쉽게 이해하는 데 기여할 뿐 아니라 과학의 사회적 역할을 새롭게 조명하고 있다”고 총평했다. 특히 기후 위기 관련 도서들이 다수 포함된 점은 기후변화와 그로 인한 영향에 맞서기 위한 대응으로 기후 위기와 관련한 국제 추세와 대중의 관심을 반영한 결과라고 강조했다. APCTP는 2005년부터 매년 과학기술 분야 신간 도서를 선정해 발표하고 있으며, 각 분야 전문가로 구성된 도서선정위원회의 엄격한 심사를 거쳐 10권의 도서를 선정한다. 선정 기념식 및 저자 강연은 지난 20일 체인지업그라운드포항 미디어홀에서 진행됐으며, 번역서를 집필한 해외 저자들은 화상으로 소감을 전했고, 국내 저자 중 김현철 교수(세 개의 쿼크), 김태호 교수(한글과 타자기), 이정모 관장(찬란한 멸종)이 대중과의 소통으로 과학에 대한 관심을 유발하고 궁금증을 해소하는 시간을 가졌다. 행사에는 저자와 출판 관계자뿐 아니라 강연을 듣기 위해 학생 및 포항시민 100여명이 참석해 성황리에 마무리됐다. APCTP는 선정된 도서들을 바탕으로 저자 강연, 독후감 대회 등 대중 참여 프로그램을 확대 운영하며 과학 대중화에 앞장설 계획이다. 또한 대중과의 소통을 통해 공익적 가치를 실현하는 데에도 지속적으로 지원하고 있다. 한편 아시아태평양이론물리센터(APCTP)는 한국의 국제이론물리연구소로 1996년 설립 이후 이론물리학 및 학제 간 첨단 연구, 젊은 과학자 연수, 대중과 커뮤니케이션 활동 등을 활발히 수행하고 있다. 19개 회원국을 비롯한 그외 지역 이론물리학자들과 국제 협력 증진을 통해 아태 지역 과학자들의 연구 경쟁력 향상 및 세계적 수준의 차세대 과학 리더 양성에 힘쓰고 있는 중이다. 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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    2024-12-26
  • 서울대 조규진 교수팀 비정형 환경에서도 활용 가능성 큰 로봇 그리퍼 개발
    서울대학교 공과대학은 기계공학부 조규진 교수(인간중심 소프트 로봇기술 연구센터장) 연구팀이 효율적인 픽 앤 플레이스(pick-and-place) 작업을 위해 사람처럼 여러 물체를 한 번에 옮길 수 있는 로봇 그리퍼를 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 물체를 동시에 옮길 뿐만 아니라 원하는 위치에 정렬할 수 있는 기능까지 구현했기 때문에 비정형 환경에서도 활용 가능성이 크다. 사람의 손동작 원리를 분석해 로봇 그리퍼에 성공적으로 적용한 사례인 이번 연구 성과는 12월 12일 로봇 분야의 저명한 국제 학술지 ‘사이언스 로보틱스(Science Robotics)’에 게재돼 학계의 주목을 받았다. 연구의 출발점은 ‘다물체 파지(multi-object grasping)’로 불리는 사람의 파지 방법이었다. 연구팀은 2019년 공장에서 작업자들이 효율적 작업을 위해 물체를 하나씩 옮기지 않고, 여러 개를 동시에 옮기는 모습을 보고 영감을 얻어 연구를 시작했다. 조규진 교수는 “실제 사람의 손동작과는 다르게 기존의 그리퍼 연구들은 대부분 로봇이 한 번에 하나의 물체를 옮긴다는 가정 하에 발전해 왔다”며 “한 번에 여러 물체를 옮기는 다물체 파지 그리퍼도 개발된 바 있지만, 여러 개의 작은 그리퍼들을 로봇팔 끝단에 배치한 형태라 정형화된 환경에서만 사용이 가능하다는 한계가 있었다”고 밝혔다. 이러한 제약에 문제의식을 가진 연구팀은 비정형 환경에서도 그리퍼 활용이 가능하도록 사람의 다물체 파지 전략을 분석해 이를 적용한 로봇 그리퍼를 세계 최초로 개발했다. 이 과정에서 핵심이 된 동작은 ‘손가락-손바닥 이동 동작(finger-to-palm translation)’과 ‘손바닥-손가락 이동 동작(palm-to-finger translation)’이다. 예를 들어 사람들은 책상 위에 놓인 여러 물체를 손바닥에 모으기 위해 손가락으로 물체를 하나씩 잡고, 손바닥으로 옮기는 과정을 반복한다. 그리고 모은 물체들을 식탁 위로 함께 옮긴 후, 다시 손가락으로 하나씩 잡아 원하는 위치에 배치할 수 있다. 연구팀은 이 동작 원리를 로봇에 도입해, 물체를 하나씩 잡아 저장하고 여러 물체를 한 번에 옮긴 뒤, 다시 개별적으로 원하는 위치에 정렬할 수 있는 로봇 그리퍼를 개발한 것이다. 이를 구현하기 위해 그리퍼의 손가락에 디커플링 링크(decoupling link)를 설치함으로써 물체를 파지하고 손바닥으로 전달하는 동작을 기구학적으로 분리해 제어를 간단히 했다. 그리퍼의 손바닥은 유연한 털이 배열된 벨트형 구조로, 물체를 안정적으로 저장하며 다양한 크기의 물체를 동시에 처리할 수 있도록 설계했다. 이와 같이 독특한 하드웨어 설계를 통해 연구진은 사람의 복잡한 움직임을 로봇에 맞게 간단화시킨 후 적용했으며, 총 3개의 모터만으로 모든 움직임을 구현하는 데 성공했다. 연구진은 실험실 스케일의 데모를 통해 이번에 개발된 그리퍼가 다양한 비정형 환경에서 적용될 수 있음을 검증했다. 먼저 물류 환경에서 그리퍼가 선반에 놓인 8개의 물체를 2번의 왕복 운동으로 옮길 수 있고, 이때 물체를 하나씩 옮기는 단일 물체 파지 방식과 대비해 공정 시간을 34% 절감, 로봇팔의 이동 거리를 71% 단축할 수 있다는 사실을 확인했다. 또한 가정 환경에서는 책상에 놓인 물체들을 모두 저장한 뒤, 원하는 위치에 하나씩 놓을 수 있음을 검증했다. 이처럼 연구진이 개발한 그리퍼는 물류 및 가정 환경 뿐 아니라, 대표적인 비정형 환경으로 꼽히는 빈-피킹(bin picking, 여러 물건이 컨테이너, 수납함 등의 용기에 어지럽게 쌓여 있는 공정) 공정에도 적용이 가능할 것으로 기대된다. 연구책임자인 조규진 교수는 “자연의 원리는 효율적인 로봇 동작 설계에 대한 영감을 준다”며 “이때 단순히 자연의 동작을 모방하는 게 아니라, 핵심 원리를 로봇에 맞게 재구성하는 것이 로봇공학자의 역할”이라고 연구의 방향성을 설명했다. 또한 “사람의 다물체 파지 방법에서 손안 이동 기술은 핵심적인 움직임인데, 이번에 제안한 그리퍼는 이 원리를 최초로 로봇에 적용한 사례”라고 이번 연구의 의의를 강조하며 “물류나 가정 환경 등 다양한 비정형 환경에서 효율적인 픽 앤 플레이스를 가능케 할 것으로 기대한다”고 밝혔다. 현재 조규진 교수 연구팀은 다품종 소량생산, 빈 피킹, 물류 공정 등 자동화가 이뤄지지 않은 다양한 공정에 이 기술을 적용할 수 있는지 검토 중이며, 벨트형 손바닥의 디자인을 타깃 물체에 맞게 최적화하는 연구에 매진하고 있다. 제1저자인 박사과정 엄재민 연구원은 오는 2월에 졸업 후 박사 후 연구원으로서 다물체 파지 그리퍼의 경로 계획(path planning)과 벨트형 손바닥의 디자인 최적화 연구를 추가로 진행할 계획이다.
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    2024-12-12
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