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기계연, 초경량·고정밀 로봇손 개발...적은 구동기로 자유도 높여

단순한 동작 명령으로 정밀한 손끝 집기와 물체 형상에 맞춘 적응형 파지가 가능한 초경량 로봇의수가 개발됐다. 단일 구동기로 엄지의 2자유도 움직임을 각각 개별 제어한다. 한국기계연구원은 신민기 선임연구원 연구팀이 링키지-와이어 복합 구동 방식과 부족구동 메커니즘을 적용한 초경량형 로봇의수를 개발하고 사용자 대상 시험평가를 완료했다고 30일 밝혔다. 부족구동은 로봇의 자유도보다 적은 숫자의 구동기를 이용해 구동하는 방식을 뜻한다. 기존 로봇의수의 4절 링크 방식은 고정된 파지 궤적으로 인해 다양한 형상의 물체를 안정적으로 잡기 어려웠다. 와이어 방식은 각 관절의 순차적 구동 특성으로 인해 손끝 집기 동작이나 자연스러운 파지동작 구현에 한계가 있었다. 링키지-와이어 복합구동 메커니즘은 두 방식의 장점을 통합했다. 4절 링크 방식의 자연스러운 파지 궤적·강한 손끝 집기 특성과 와이어 방식의 물체 형상 적응형 파지를 가능하게 했다. 자연스럽고 정밀하면서도 고효율·고안정성의 파지 동작을 구현했다. 제네바 메커니즘의 간헐적 구동 특성과 비접속 회전 구간을 활용해 하나의 구동기로 엄지손가락의 내전·외전 및 굴곡·신전 움직임을 개별적으로 제어할 수 있는 부족구동 기반 엄지 메커니즘도 개발했다. 간헐적 구동은 회전이 연속적으로 이루어지지 않고, 일정 구간마다 단계적으로 움직이는 구동방식이다. 비접속 회전 구간은 제네바 메커니즘에서 구동기는 회전하지만 제네바 휠은 회전하지 않는 작동 구간을 말한다. 엄지의 경우, 상용 제품들은 수동형 관절이나 2개의 구동기를 사용하여 사용성이 제한되거나 무게가 증가하는 문제가 있었다. 기계연의 기술은 단일 구동기로도 독립적 2자유도 제어가 가능해 경량성과 사용성을 동시에 충족했다. 이 기술은 정밀한 동작제어가 어려운 절단 장애인들이 단순한 동작 명령만으로 다양한 물체를 안정적으로 파지할 수 있게 해준다. 부족구동 메커니즘을 통한 경량화로 사용자 부담도 크게 줄여준다. 형상 적응형 파지 기능은 효율적 파지를 통해 에너지 소비를 줄여 배터리 사용시간을 연장시키는 이점도 있다. 기계연은 해당 기술들의 핵심 메커니즘에 대한 특허 출원을 완료했고, 기술이전 및 제품화 절차를 진행 중이다. 신민기 기계연 선임연구원은 로봇의수를 보다 자연스럽게 자신의 신체처럼 사용할 수 있는 기술"이라며 "휴머노이드 로봇에 적용하면 필요 연산량을 줄여 효율성과 응답속도, 범용성 측면에서도 우수한 성능을 발휘할 것"이라고 말했다. 한편 이번 연구는 기계연 기본사업 '상하지 운동기능 복원을 위한 인간증진의료 기술 개발' 및 적립금사업 '촉감 정보 피드백이 가능한 경량 다자유도 로봇의수 개발'의 지원을 받아 수행됐다.

2025.05.30 08:40신영빈

보건의료정보 활용한 연구 활성화에 협력

한국보건의료정보원은 최근 한국보건사회연구원과 '보건의료정보의 생산과 활용을 위한 협력 체계 구축' MOU을 체결했다고 밝혔다. 양 기관은 협약에 따라 ▲보건복지 분야 디지털 전환을 위한 데이터 생산·활용 협력 ▲보건의료정보를 활용한 건강증진 및 정책 효율화 ▲공동 연구 및 학술행사 개최 ▲연구자료·출판물·지식정보 상호 교류 등에 상호 협력하기로 했다. 이를 위해 한국보건의료정보원은 보건의료정보화 전문기관으로서 관련 기반 사업과 연구에 기여할 수 있는 체계를 구축하게 된다. 양 기관은 이번 협약으로 고품질 보건의료데이터의 생산과 활용, 국민 건강증진, 보건의료정책의 효율화 및 디지털 전환 등 연구 전반에 전문성을 발휘할 것으로 기대했다. 염민섭 한국보건의료정보원 원장은 “이번 업무협약을 통해 보건의료정보를 활용한 건강증진 및 정책 효율화를 위한 연구 활성화에 큰 도움이 될 것”이라며 “앞으로도 우리 원과 한국보건사회연구원과의 협력관계를 지속적으로 강화하겠다”라고 밝혔다. 신영석 한국보건사회연구원 원장은“이번 협약을 계기로 보건의료정보의 전략적 활용을 통해 실효성 있는 보건의료정책 수립과 국민 건강증진에 기여할 수 있기를 기대한다”며 “보건복지 분야의 디지털 전환에도 양 기관이 함께 힘을 모아 시너지를 창출해나가길 바란다”라고 밝혔다.

2025.05.27 17:48조민규

KCL, 분당서울대병원 의생명연구원과 의료기기 분야 기술력 증진 협약

KCL(한국건설생활환경시험연구원·원장 천영길)은 16일 KCL 서초 행정동에서 분당서울대학교병원 의생명연구원(원장 이학종)과 의료기기 사업 분야 확대와 기술력 증진을 위한 업무협약을 체결했다. 이날 업무협약은 두 기관이 보유한 전문 기술력과 인프라 협력을 통해 의료기기 산업 기술력과 혁신역량을 증진하기 위해 추진됐다. KCL과 분당서울대병원 의생명연구원은 협약에 따라 의료기기 연구개발과 사업화 공동 기업을 지원하고 의료기기 사용적합성·시험검사 업무 분야에서 협력하기로 했다. 또 디지털의료제품 공동연구를 발굴하고 협력한다. 분당서울대병원 의생명연구원은 연구를 수행하는 공공기관으로, 2007년 식품의약품안전처 지정 '의료기기 임상시험 실시기관'과 2020년 보건복지부 지정 '의료기기 사용적합성 테스트센터'로 선정돼 의료기기 인·허가에 필요한 사용적합성시험과 임상시험을 수행하고 있다. KCL은 의료기기 인·허가와 관련해 시험·검사, 비임상시험(GLP), 제조 및 품질관리 기준(GMP) 및 기술문서 심사, 해외인증(CE MDR) 심사 등의 업무를 수행해 오고 있다. KCL은 이날 업무협약으로 기존의 제품 개발단계 시험·검사, 전임상시험·심사 서비스는 물론, 임상시험과 사용적합성시험에 이르기까지 연구개발에서 사업화에 이르는 의료기기 전주기 협력 시스템을 구축하게 됐다고 전했다. 천영길 KCL 원장은 “이번 협력으로 구축된 전주기 지원 시스템을 통해 안전한 의료기기 제품이 신속하게 시장 진입할 수 있도록 국내 의료기기 기업들을 적극 지원하겠다”며 “앞으로 디지털의료제품 등 첨단 융복합 기기로 다변화하고 있는 의료기기 산업 발전을 위해 전략적인 협력을 이어 나가겠다”고 밝혔다.

2025.05.16 15:22주문정

에너지경제연구원, 국가자원안보 정책연구 전담기관 지정

에너지경제연구원(원장 김현제)은 최근 산업통상자원부로부터 '국가자원안보특별법 시행령'에 따라 자원안보전담기관으로 지정됐다고 밝혔다. 자원안보전담기관은 실효적인 자원안보법 집행을 위한 핵심 실무기관으로, 연구원은 ▲국가 자원안보 진단·평가 ▲자원안보 정책연구 ▲자원안보기본계획 수립 등의 업무 를 추진한다. 연구원은 에너지산업연구본부 산하에 신설한 '자원안보정책연구실'을 중심으로 국가자원안보 진단·평가를 실시해 차년도 자원안보기본계획을 수립할 예정이다. 김현제 에너지경제연구원장은 “그동안 에너지는 전쟁이나 외교 갈등 속에서 에너지의 안정적 공급이 핵심이었으나, 지금은 에너지가 그 자체로 안보의 선결 조건이 되는 시대”라며 “연구원은 기후위기 대응과 에너지안보가 함께 고려되는 통합적 연구에 최선을 다할 것”이라고 밝혔다. 한편, 국내 자원안보 전담기관은 ▲에너지경제연구원(정책연구) ▲한국석유공사(석유) ▲한국가스공사(천연가스·수소) ▲한국수력원자력(우라늄) ▲한국광해광업공단(핵심광물·석탄) ▲한국에너지공단(재생에너지) ▲해외자원산업협회(총괄) 등이 있다.

2025.05.15 01:36주문정

GIST, "사람 마음 읽는" 세계 최고 AI 로봇 파지 모델 개발

사람과 협업이 가능한 세계 최고 성능의 AI로봇 파지 모델이 개발됐다. 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 AI융합학과 이규빈 교수 연구팀이 단순한 자동화를 넘어, 작업자와의 협업을 고려한 세계 최고 성능의 혁신적인 로봇 파지 모델(GraspSAM)을 개발했다고 29일 밝혔다. 이 모델은 점, 박스, 텍스트 등 다양한 형태의 프롬프트 입력을 지원한다. 한 번의 추론만으로 물체의 파지점을 정확히 예측할 수 있다. 기존 딥러닝 기반 파지 모델들은 환경과 상황에 따라 별도의 AI모델을 학습해야 하는 한계가 있었다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 페이스북 모회사 메타(Meta)가 개발한 범용 이미지 분할 모델인 'SAM(Segment Anything Model)'을 최초로 로봇 파지 출력이 가능하도록 도입했다. 최소한의 미세 조정만으로 물체의 파지점을 예측하기 위해 어댑터(Adapter) 기법과 학습 가능한 토큰 기법을 적용했다. 'SAM'은 Meta AI(구 페이스북)에서 개발한 범용 이미지 분할 모델이다. 이름 그대로 어떤 것이라도 분할할 수 있다. 연구진은 "산업 현장에서의 적용 범위를 획기적으로 확장했다"며 "파지 벤치마크 데이터세트(Grasp-anything, Jacquard)에서 최고 수준(SOTA) 성능을 달성했다"고 말했다. 'SOTA'는 벤치마크 데이터셋에서 최고 성능을 기록하거나 특정 과제에서 가장 효율적이고 정확한 결과를 제공하는 모델을 의미한다. 연구진은 "실험 결과 복잡한 실제 환경에서도 로봇이 안정적으로 파지 작업을 수행할 수 있다는 것을 확인했다"고 부연설명했다. 연구진은 또 "눈동자 추적 기술과 결합해 작업자의 시선에 맞춰 파지 작업을 수행하는 기능까지 성공적으로 구현, 산업 현장은 물론 다양한 분야에서 폭넓은 활용 가능할 것"으로 내다봤다. 이규빈 교수는 “로봇과 사용자의 직관적인 상호작용이 가능하다"며 "산업 현장뿐만 아니라 가정용 로봇, 서비스 로봇 등 다양한 분야에 폭넓게 활용될 것으로 기대한다”고 밝혔다. 연구는 AI 융합학과 이규빈 교수가 지도하고, 노상준 연구생(박사과정)이 제1논문 저자로 진행했다. 산업통상자원부와 과학기술정보통신부의 지원을 받았다. 연구 결과는 로봇 분야 국제 학회인 IEEE ICRA(International Conference on Robotics and Automation)에서 다음 달 발표 예정이다.

2025.04.29 08:56박희범

화학연 "2030년 수소 저장 기술 상용화 가능"

국내 연구진이 전기화학 방식의 수소 저장 기술 성능을 크게 향상시킬 수 있는 고분자 전해질막을 개발했다. 한국화학연구원(원장 이영국)은 'SPAES'라는 탄화수소 기반 고분자 전해질막을 적용해 전기화학적 LOHC(액체 유기 수소운반체) 수소화 방식에 쓰이는 차세대 수소 저장용 분리막 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 연구는 화학연 소순용 박사와 연세대학교 이상영 교수 연구팀이 진행했다. 나피온(Nafion) 등 기존 상용화된 과불소계 양이온 교환막(PEM)의 단점이던 톨루엔 투과성을 60% 이상 줄이고 수소화 반응 효율은 72.8%까지 끌어올렸다. LOHC는 수소를 저장하고 운송하기에 적합한 액체 화합물이다. 기존 기체 수소는 압축(100 bar 이상) 및 액화(-252.9 ℃)를 통해 운송해야 하는 문제가 있다. 연구팀은 탄화수소 기반의 'SPAES 분리막'을 새로 설계, 분리막을 통한 프로톤 전달 성능은 유지하면서도 톨루엔 투과를 최소화했다. 고분자 전해질막의 친수성 도메인을 2.1㎚로 좁혀 톨루엔 확산도를 낮췄다. 소순용 박사는 "물길처럼 이온이 지나가는 막 속 통로(친수성 도메인)를 머리카락 굵기의 5만 분의 1 크기로 아주 좁게 설계했다"며 "톨루엔이 막을 통과하는 속도를 기존보다 약 20배나 느리게 만들었다"고 말했다. 이 결과, 톨루엔 투과량은 60% 감소했다. 수소화 반응 효율(Faradaic 효율)은 기존 나피온의 68.4% 보다 높은 72.8%를 기록했다. 장시간(48시간) 구동 성능도 우수했다. 전압 강하율이 나피온(1,270 mV/h)에 비해 SPAES 적용 시 약 40% 개선됐다(728 mV/h) 소순용 박사는 "향후 발생한 전기를 바로 저장할 수 있는 통합형 소자 개발과 함께, 독립형 고효율 수소 저장 시스템을 구축한다면 2030년경 상용화가 가능할 것"으로 전망했다. 소 박사는 “전기화학 기반 수소 저장 기술의 병목이었던 분리막의 한계를 극복한 성과로, 기존 수소저장·운송 기술의 대안을 제시했다”고 말했다. 이영국 원장은 “이번 기술은 수소연료전지차, 수소 발전 등 다양한 친환경 에너지 시스템에 적용 가능성이 커, 수소 경제 활성화에 기여할 것"으로 기대했다. 연구결과는 국제학술지 '소재 화학' 표지논문으로 게재됐다.

2025.04.20 12:00박희범

"GPU·AI는 수단…3차 디지털 혁명 준비해야"

디지털 전환(DX)이 기계산업의 혁신을 가속화하고 있다. 미국의 GE나 독일 지멘스 등이 대표적이다. 이들은 스마트 공장이나 AI 기반 품질 검사, 디지털 트윈을 활용한 설계 최적화 등으로 기업 경쟁력을 강화하며 글로벌 시장을 선도하고 있다. 지디넷코리아는 총 3회에 걸쳐 스마트팩토리와 AI 등 두뇌를 장착 중인 기계 산업의 변신을 한국기계연구원 DX전략 전문가 분석을 통해 짚어봤다.(편집자 주) 코페르니쿠스의 지동설에서 천체의 '회전'을 의미하던 '레볼루션(Revolution)'이라는 단어는 1688년 영국 명예혁명을 기점으로 '혁명'적인 변화라는 의미로 확장되었습니다. 오늘날 디지털 전환(DX, Digital Transformation) 역시 사회, 문화, 과학 전반에 또 하나의 혁명적인 변화를 불러일으키고 있습니다. 우리는 지난 15년간 스마트폰과 SNS를 통해 1차 디지털 혁명을 경험했으며, 현재는 인공지능과 거대언어 모델을 중심으로 2차 디지털 혁명이 진행 중입니다. 앞으로 휴머노이드, 자율주행, 자율제조 등 물리적 환경과 AI가 결합한 피지컬 AI 및 AI 에이전트를 통해 3차 디지털 혁명이 본격화될 것으로 보입니다. 이러한 변화 속에서 기계산업은 제조업의 기반이 되는 핵심 분야로, 세계 각국은 디지털 전환을 지원하는 다양한 정책을 시행하고 있으며 한국 또한 이에 대응하는 전략을 추진 중입니다. 중국, AI 기반 공급망 최적화로 제조업 생산성 극대화 추진 미국은 MEP(Manufacturing Extension Partnership)와 Manufacturing USA 등의 프로그램을 통해 중소·중견 제조업체의 디지털 전환을 지원하고 있습니다. AI·DX 기술을 기반으로 한 자동화 및 스마트 공장 구축을 가속화하며, 디지털 제조 플랫폼과 공급망 혁신을 위한 기술 개발을 지속 추진하고 있습니다. 독일은 '인더스트리 4.0' 전략을 통해 스마트 제조 혁신을 선도해왔습니다. 최근 '인더스트리 5.0' 개념을 도입해 AI와 데이터 표준화를 통한 제조업 디지털 전환을 추진하고 있습니다. 이를 통해 인간 중심 협업 제조 모델을 도입하고, 중소기업과 대기업 간 디지털 기술 격차 해소하는 방향으로 정책을 강화하는 것이 특징입니다. 중국은 '스마트 제조 5개년 계획'을 통해 디지털 공장, 네트워크 기반 제조 시스템, AI·IoT 융합 스마트 공장 구축을 목표로 하고 있습니다. AI 기반 공급망 최적화를 통해 제조업 생산성 극대화를 추진 중입니다. 일본은 '소사이어티 5.0' 정책을 통해 AI와 IoT를 활용한 스마트 공장 구축 및 맞춤형 생산 시스템 개발을 지원하고 있고, 데이터 기반 제조 생태계를 구축하여 공장 간 협업을 촉진하고 지속 가능한 제조 환경을 조성하는 데 집중하고 있습니다. 싱가포르는 'SMEs Go Digital' 프로그램을 통해 중소기업의 디지털 전환을 지원합니다. AI 기반 스마트 솔루션을 보급하고 중소기업이 부담 없이 DX 기술을 도입할 수 있도록 단계적 로드맵을 제공하고 있습니다. 국내선 공공부문·기업 맞춤형 DX 기술 지원 강화 우리나라 정부 역시 제조업의 디지털 전환을 핵심 국가 전략으로 설정하고 다양한 지원 정책을 통해 기계산업의 DX를 가속화하고 있습니다. 올해 공개한 '과학기술정보통신부 주요정책 추진계획'에 따르면 AI 기반 디지털 전환을 촉진하고, 제조업 DX 혁신 기술 개발을 지원하는 내용을 담았습니다. AI를 중심으로 한 중소기업과 공공부문의 디지털 전환 촉진이 주요 정책 방향입니다. 2024년 '제5차 과학기술 기본계획'에서는 산업 전반의 DX 혁신 가속화와 신산업 창출을 목표로, 기업 맞춤형 DX 기술 지원에 나섰습니다. 2023년 중기부 '신디지털 제조혁신 추진전략'에서는 기업 특성에 맞춘 디지털 제조 전환을 지원하며, AI·디지털 트윈 기반 제조 혁신 생태계 조성에 드라이브를 걸었습니다. 기계산업 디지털 전환, 지속 가능한 혁신 전략 필요 기계산업의 DX는 단순한 기술 도입이 아닙니다. 산업과 인간 중심의 혁신 과정입니다. GPU, AI, 클라우드 등 디지털 기술은 DX를 구현하는 수단이며, 실제 변화를 주도하는 것은 산업을 구성하는 사람과 조직입니다. 따라서 기계산업의 DX가 성공적으로 정착하려면 각 분야의 특성에 맞는 DX 조직과 인력에 대한 선제적 지원이 필요합니다. 특히 중소·중견기업이 원활히 디지털 전환을 수행할 수 있도록 인력 양성과 조직 구축을 위한 정부 지원이 확대돼야 합니다. 또한, 산업별 특성과 기업 규모에 따른 맞춤형 DX 전략이 마련돼야 합니다. 대기업과 중소기업의 DX 수준이 다른 만큼 정부는 단계적 로드맵을 제시하고 실질적인 디지털 인프라 지원 방안을 제공해야 합니다. AI 기반 제조 혁신 기술과 데이터 활용 역량이 기업 내부에서 자리 잡을 수 있도록 연구개발과 인력 양성 지원도 강화해야 합니다. 기계산업의 DX는 단기간에 완성되는 변화가 아닙니다. 지속적인 정책 개선과 산학연 협력을 통해 기업이 DX 혁신을 자발적으로 수행할 수 있는 환경을 조성하는 것이 중요합니다. 속도만을 강조하는 기술 중심의 전환을 넘어, 사람과 조직을 중심으로 한 유연하고 지속 가능한 디지털 전환이 이루어진다면 대한민국 기계산업은 글로벌 경쟁력을 더욱 강화할 수 있을 것입니다.

2025.03.26 15:00선경호

기계연-KC코트렐-와이티시스템-세기 "초미세먼지 저감 대형 시장 진입"

24일 대전 서대전 지하철역 공조실. 대용량 무필터 초미세먼지(2.5㎍ 크기 이하인 먼지 입자) 저감 시스템을 작동하자 2분이 채 안돼 시연 모니터에 설치된 초미세먼지 농도가 10분의 1로 줄어드는 모습이 그래프로 나타났다. 과학기술정보통신부가 24일 대전서 지하철 초미세먼지 저감기술 연구개발 성과물 시연회를 개최했다. 이날 축사에 나선 한국기계연구원 류석현 원장은 "“20년 이상 정전기술을 연구해 세계 최고 수준의 미세먼지 저감기술을 개발했다"며 "2년 간의 실증을 통해 그 안정성과 효과를 입증했다”고 말했다. 류 원장은 "1차로 지하철 시장은 대전부터 뚫었고, 이제 학교와 백화점 등 대형공공시설 확산을 기대하는 분위기"라고 덧붙였다. 이날 시연회에는 과학기술정보통신부와 한국연구재단, 한국기계연구원, 대전교통공사 등 연구개발 유관기관 관계자들이 참석했다. 또 기술이전을 받은 (주)KC코트렐, (주)와이티시스템, (주) 세기 등의 대표 등이 자리를 함께 했다. 이 기술은 과기정통부의 공공수요 기반 혁신제품 개발·실증사업(2021~2024년) 지원을 받아 수행됐다. 정전기력을 활용하는 이 무필터 공기정화 시스템은 극세사 방전극과 비금속 탄소판을 활용하기 때문에 분당 1000㎥를 처리하는 초미세먼지 저감장치 6대(급기구2, 배기구4대)로 3개 역의 초미세먼지 정화가 가능하다. 특히, 이 장치는 필터 없이도 초미세먼지를 90% 이상 제거한다. 오존 발생 농도가 일반 대기의 10분의1 수준인 5ppb(10억분의1 단위) 이하다. 김학준 책임연구원은 "기존 정전기 방식이 갖고 있던 오존 문제를 해결했다"며 "대형 공간에서도 효율적인 공기정화가 가능하다는 점이 강점"이라고 설명했다. 필터 방식 공기청정기는 필터 막힘으로 인해 공기 흐름이 저하되고 교체 비용이 많이 드는 한계가 있었다. 그러나 이 기술은 공기의 흐름을 방해하지 않아 대량의 공기를 효율적으로 정화할 수 있다. 기존 무필터 방식과 비교할 때 연간 역당 유지보수비가 전기료와 상하수도를 포함해 140만원 정도 밖에 안든다. 기존 방식은 연간 940만원 정도 소요된다. 특히 지하철 터널용 장치는 덕트가 필요 없어 제작 비용도 30% 이상 낮은 2억 원이면 납품 가능하다. 기계연 측은 대전시 지하철 서대전네거리역, 오룡역, 중구청역 터널 구간에서 효과 검증을 완료했다. 특히 학교용으로 개발된 무필터 공기청정기는 CA인증과 실증을 거쳐 보급을 확대할 계획으로 부산광역시 초등학교에도 설치해 실증 시험을 진행 중이다. 경기도 A백화점 공조기에서는 실증 시험을 완료해 공공시설에서의 미세먼지 저감효과를 확인했다. 김학준 책임연구원은 “그동안 기존 정전기 방식의 한계로 실내에 적용하기 어려웠던 오존 발생 문제를 근본적으로 해결한 유일한 기술”이라며, “초기 도입후 약 3년 내 손익분기점에 도달할 수 있는 경제성까지 갖춘 기술"이라고 부연설명했다. 김 연구원은 또 "현재 이 기술은 혁신제품지정, 전기용품안전 KC인증 및 공기청정기 단체품질 CA인증을 추진하며 체계적인 보급 확대를 준비 중"이라고 덕붙였다. 과기정통부 황판식 연구개발정책실장은 “국가 연구개발 성과물이 논문에 머무르지 않고, 국민생활에 직접적인 편익을 제공하는 진정한 기술사업화의 실현이라는 점에서 의미가 크다"고 말했다.

2025.03.24 16:00박희범

화학연, 꿈의 항암제 개발…폐암세포 대부분 파괴

국내 연구진이 혈액암이나 폐암 등의 암세포를 대부분 죽이거나, 먹어 치우는 새로운 꿈의 치료제를 개발했다. 한국화학연구원은 박지훈 책임연구원과 최지우 석사후연구원 연구팀이 인간 말초 혈액 유래 대식세포(Macrophages)에 항암 유전자를 안정적으로 삽입시키는 방법으로 '카-대식세포(CAR-M)' 생산에 성공했다고 20일 밝혔다. 연구팀은 향후 혈액암 외에 고형암 치료에도 적용 가능할 것으로 기대했다. 기존의 '키메라 항원 수용체(CAR) T 세포 치료법'은 환자의 면역 세포인 T세포를 신체 밖으로 추출해 특정 암세포를 공격하도록 유전자를 변형한 후 환자에게 주입해 암을 치료하는 기술이다. 일부 백혈병 등 혈액암 치료에는 매우 효과적이지만 폐암 등 고형암 치료에는 한계가 있다. T세포는 고형암 내부 침투가 어렵기 때문이다. 연구팀은 이에 면역세포의 일종인 대식세포를 연구과정에 활용했다. 다만, 대식세포는 항암 유전자 변형이 짧은 기간만 이뤄져 치료 효과가 낮다. 연구팀은 답을 '렌티바이러스'에서 찾았다. 이를 유전자 전달책으로 삼아, 대식세포의 손상 없이 항암 유전자를 효과적으로 전달하는데 성공했다. 의약바이오연구본부 박지훈 책임연구원은 "렌티바이러스와 대식세포의 접촉을 당초 1시간 30분에서 16시간으로 늘렸다"며 "그 결과 대식세포 손상없이 렌티바이러스의 전파가 당초보다 잘 일어났다"고 설명했다. 연구팀은 대식세포 분화상태에 따라 유전자 전달효율이 변하는 것도 확인했다. 말초혈액에서 얻은 단핵구가 대식세포로 분화되는 7일을 기다려, 암세포 추적 유전자 전달률을 높이는데도 성공했다. 렌티바이러스가 어떤 세포로 들어갈 때 표면에서 열쇠 역할을 하는 'VSV-G 단백질'의 코돈(유전부호)을 최적화해 유전자 전달력을 더 높였다. 박 책임은 "쉽게 말해 기존의 열쇠보다 다양한 문을 열 수 있는 마스터 열쇠를 만들고, 표면에 많이 자라도록 VSV-G 생성 명령어를 바꾼 것으로 이해하면 된다"고 말했다. 연구팀은 또 'EF1a'라는 DNA 서열에 렌티바이러스에 담겨 전달된 항암 유전자를 포함시키는 방법으로 대식세포 손상없이 유전자 전달 후 최대 20일 동안 안정적으로 항암 기능을 갖춘 'CAR 대식세포' 생산을 유지하는데 성공했다. 박지훈 책임연구원은 "'카 대식세포'가 대부분의 암세포를 삼켜 파괴한 것을 확인했다"며 "후속 연구를 통해 '카 대식세포' 대량생산 및 고효율 치료 적용 기술 개발을 진행할 계획"이라고 말했다. 박 책임은 “말초 혈액으로부터 얻은 대식세포의 낮은 항암 유전자 발현 문제를 렌티바이러스를 이용해 개선한 최초 사례"라고 말했다.

2025.03.23 21:20박희범

KAIST, 석유 대신 고분자 미생물로 플라스틱 제조 성공

석유나 석탄 등 화석연료에 뽑아내던 플라스틱을 고분자 미생물로 대체할 수 있는 친환경 기술이 개발됐다. KAIST(총장 이광형)는 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 시스템 대사공학을 이용해 미생물 균주에서 여러 가지 신규 유형의 친환경 바이오 플라스틱인 폴리에스터 아마이드(PEA)를 생산하는데 성공했다고 20일 밝혔다. 이 연구에서 성과물의 물성 분석은 한국화학연구원이 진행했다. 연구팀은 자연계에 존재하지 않는 미생물 대사회로를 자체 설계하는 방법으로 총 9종의 플랫폼 미생물 균주를 개발했다. 이 플랫폼 균주를 이용하면, 바이오매스(폐목재나 잡초 등) 주원료인 포도당을 원료로 하는 PEA를 친환경적으로 생산할 수 있다. 연구팀은 또 유가 배양식 발효 공정을 이용해 '고효율'로(54.57 g/L) 생산할 수 있다. 향후 산업화도 가능할 것으로 내다본 이유다.안다희 연구생(박사과정)은 "PEA로 플라스틱 생산은 세계적으로 처음이라 마땅히 비교 대상이 없어 고효율이라고 얘기는 것이 애매한 면도 있다"며 "그러나 상용화 초석은 놓은 셈으로 봐도 된다"고 말했다. 물성 분석을 진행한 한국화학연구원(정해민, 신지훈 연구원) 측은 "기존의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 유사한 성질을 갖고 있는 것으로 나타났다"며 "친환경적이면서도 기존 플라스틱을 대체할 수 있을 만큼 강도와 내구성이 뛰어나다"고 설명했다. 이상엽 특훈교수는 "향후 여러가지 고분자를 생산하는 대사회로 시스템 구축에 유용할 것"으로 예상했다. 이 특훈교수는 “석유화학 산업 기반에 의존하지 않고도 플라스틱을 생산하는 기술을 세계 최초로 확보한 것"이라며 "앞으로 생산량과 생산성을 더 개선하는 연구를 진행할 계획"이라고 말했다. 연구 결과는 국제 학술지 `네이쳐 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology)'(3월 17일자)에 온라인 게재됐다.

2025.03.20 14:11박희범

"GE·지멘스도 클라우드 기반 데이터· AI기업으로 변신중"

디지털 전환(DX)이 기계산업의 혁신을 가속화하고 있다. 미국의 GE나 독일 지멘스 등이 대표적이다. 이들은 스마트 공장이나 AI 기반 품질 검사, 디지털 트윈을 활용한 설계 최적화 등으로 기업 경쟁력을 강화하며 글로벌 시장을 선도하고 있다. 지디넷코리아는 총 3회에 걸쳐 스마트팩토리와 AI 등 두뇌를 장착 중인 기계 산업의 변신을 한국기계연구원 DX전략 전문가 분석을 통해 짚어봤다.(편집자 주) DX는 단순히 아날로그 정보를 디지털로 바꾸는 것을 넘어, 디지털 기술과 데이터를 활용해 산업 구조와 비즈니스 모델을 혁신하는 과정입니다. 새로운 가치를 창출하고, 기업의 경쟁력을 강화하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대를 모으고 있습니다. 기계산업에서의 디지털 전환은 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 기술을 제조 공정과 제품 개발에 통합해 생산성을 높이고 운영 효율성을 극대화하는 것을 목표로 합니다. 예를 들어, 가상공학 엔지니어링 도구를 활용한 제품개발은 개발 과정에서의 시행착오를 가상공간에서 반복하고 최적화함으로써 시제품 제작 횟수 최소화와 시험평가 시간 및 비용 절감으로 원가 경쟁력을 높일 수 있습니다. AI를 활용한 예측 유지보수 시스템은 기계 설비의 고장을 사전에 예측하여 갑작스러운 가동 중단을 방지합니다. 또한, 사물인터넷(IoT) 센서를 통해 실시간으로 데이터를 수집·분석하여 공정을 최적화할 수 있습니다. 기계산업에서 디지털 전환 왜 필요한가 전통적인 기계산업은 노동집약적입니다. 다품종 소량 생산 체제에서 비효율성을 보이는 경우가 많습니다. 하지만 디지털 전환을 통해 이러한 한계를 극복하고, 글로벌 시장에서의 경쟁력을 강화할 수 있습니다. 특히, 4차 산업혁명의 가속화와 함께 디지털 기술의 발전, 유연한 생산 방식 등이 기업의 생존과 산업 경쟁력을 좌우하는 중요한 요소로 부각되고 있습니다. 해외에서는 어떻게 디지털 전환을 활용하고 있을까요? 글로벌 선도 기업들은 이미 디지털 전환을 통해 혁신적인 성과를 거두고 있습니다. 미국의 GE는 클라우드 기반 플랫폼인 프레딕스(Predix)를 통해 기계 데이터를 실시간으로 분석해 운영 효율을 높이고 있습니다. 독일 지멘스는 클라우드 기반 개방형 사물인터넷(IoT) 운영 시스템인 마인드스피어(MindSphere)를 통해 데이터 수집과 활용을 극대화하고 있습니다. 이러한 사례들은 디지털 전환이 기업의 경쟁력 강화에 얼마나 중요한 역할을 하는지를 보여줍니다. 우리나라에서는 어떤 노력을 하고 있을까요? 우리나라에서도 기계산업의 디지털 전환을 촉진하기 위한 노력이 활발히 진행되고 있습니다. 대표적인 연구기관이 한국기계연구원입니다. 이곳에서는 디지털 트윈, 기계 데이터 플랫폼, 가상공학 플랫폼을 3대 축으로 설정하고, 관련 역량을 결집하여 인프라와 플랫폼을 구축하고 있습니다. 특히, 디지털 트윈 기술은 물리적 기계 장비와 가상 모델을 결합하여 실시간 모니터링과 예측 가능성을 제공함으로써 스마트 제조 시스템 구현에 필수적인 역할을 합니다. 또한, 기계 데이터 플랫폼을 통해 산업 데이터의 생성과 활용을 활성화하고, 가상공학 플랫폼을 통해 설계부터 생산, 유지보수까지 제조업 전반에 걸친 디지털 전환을 지원하고 있습니다. 가상공학 기술의 사각지대에 있는 중소기업들의 디지털 전환을 촉진하기 위해 독자적으로 개발한 '가상공학 플랫폼(Virtual Engineering Platform)'을 확산시키고 있습니다. 이 플랫폼은 엔지니어링 및 제조 분야에서 다양한 설계, 시뮬레이션, 분석 및 최적화 작업을 가상 환경에서 수행할 수 있는 통합 소프트웨어 시스템입니다. 이를 통해 중소기업들도 비용 효율적으로 디지털 전환을 추진할 수 있게 되었습니다. 그리고, 이차전지의 핵심적인 제조장비인 롤투롤장비에 대한 디지털트윈을 구현해 제조현장에서 유용하게 활용할 수 있는 DX 기술들을 개발하고 이러한 기술들이 사업화될 수 있도록 노력을 경주하고 있습니다. 중소기업에선 인력 부족, 인프라 투자 비용 부담 기계산업의 디지털 전환은 더 이상 선택이 아닌 필수입니다. 디지털 기술을 적극적으로 도입하고, 데이터 기반의 의사결정을 통해 생산 공정의 혁신과 새로운 비즈니스 모델을 창출해야만 급변하는 글로벌 시장에서 지속 가능한 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다. 디지털 전환을 통해 기계산업은 생산 공정의 효율성을 높이고, 비용을 절감하며, 품질을 향상시킬 수 있습니다. 또한, AI 기반 예측 유지보수(PdM), 실시간 데이터 분석, 클라우드 기반 제조 시스템 등을 도입하여 제조 경쟁력을 강화할 수 있습니다. 이러한 변화는 기업의 수익성 향상뿐만 아니라, 산업 전반의 혁신을 촉진하는 데 기여할 것입니다. 하지만, 기계산업 분야의 중소기업에서는 디지털전환 관련 기술인력 부족과 인프라 투자에 대한 비용 부담으로 선뜻 디지털 전환에 나서고 있지 못하고 있는 것이 현실입니다. 이를 위해 정부와 기업, 연구기관이 협력하여 디지털 전환을 위한 생태계를 조성하고, 관련 기술 개발과 인재 양성에 지속적인 노력을 기울여야 합니다. 디지털 전환은 어렵고 복잡하게 느껴질 수 있지만, 작은 변화부터 시작하여 점진적으로 디지털 기술을 도입한다면 누구나 그 혜택을 누릴 수 있습니다. 지금이 바로 디지털 전환을 시작할 최적의 시기입니다.

2025.03.17 14:01박종원

[인사] 한국보건사회연구원

◇보건의료정책연구실 ▲보건의료정책연구실장 신현웅 ▲보건의료정책연구실 부실장 채수미 ◇건강보장정책연구실 ▲건강보장정책연구실장 강희정 ▲건강보장정책연구실 부실장 윤강재 ◇사회보장정책연구실 ▲사회보장정책연구실장 김태완 ▲사회보장정책연구실 부실장 김기태 ◇사회서비스정책연구실 ▲사회서비스정책연구실 부실장 김세진 ◇인구정책연구실 ▲인구정책연구실장 이소영 ▲인구정책연구실 부실장 황남희 ◇재정통계연구실 ▲재정통계연구실장 함영진 ▲재정통계연구실 부실장 최혜진

2025.03.12 16:59김양균

한국기계연구원, AI·반도체 등 분야 신규 인력 29명 채용 나서

정부출연연구기관인 한국기계연구원(원장 류석현)이 AI 등 기계기술 분야 미래 혁신을 위한 인재 확보에 나섰다. 2030년까지 'Digital-KIMM' 달성을 목표로 AI, 반도체, 광학, 극저온, 로봇, 친환경 기계기술 연구 및 연구행정, 보안, 안전 등 다양한 분야에서 인재를 모집한다. 선발 인력은 연구직, 기술직, 행정직 등 총 3개 직군 21개 분야 총 29명이다. 지난해 같은 기간 대비 93% 증가한 수치다. 채용정보 사이트 등에 따르면 지난해 기준 기계연 평균 연봉은 7천8백만원, 초봉은 4천3백만원 수준이다. 모집 공고 및 서류 접수는 12일부터 오는 31일 오전 11시까지다. 이후 1차 서류전형, 2차 필기전형(NCS, 해당 분야 한정), 3차 면접전형을 거쳐 최종 합격자는 오는 7월 3일 발표한다. 한편, 기계연은 지난 1976년 설립된 정부출연연구기관으로 첨단 제조기술, 친환경 에너지, 나노융합, 로봇 등 다양한 분야를 연구 중이다.

2025.03.12 09:13박희범

화학연 상생기술협력센터 '가동'…"소재 분야 기술혁신 플랫폼될 것"

한국화학연구원이 7일 화학소재부품 상생기술협력센터를 오픈하고, 본격 가동에 들어갔다. 이 행사에는 화학연 이영국 원장, 대전광역시 이택구 경제과학부시장, 과학기술정보통신부 이은영 국장, 이희완 대전세종지방중소벤처기업청장 등 주요인사를 포함한 21개 기관 및 5개 기업 관계자 약 70명이 참석했다. 화학소재부품 상생기술협력센터는 지하 1층, 지상 3층에 연면적 5천401㎡ 규모로 건립됐다. 국가 소재·부품 핵심기술 자립화가 운영 목표다. 화학연과 수요·공급기업 간 협력체계를 강화하는 기술 혁신 플랫폼 기능을 수행할 계획이다. 센터의 핵심 공간인 '상생형 연구공간'은 화학연 연구자, 수요기업, 공급기업이 한 공간에서 공동연구를 수행하며, 연구원의 기술 역량과 기업의 상용화 과정을 유기적으로 연결하는 '산·연 협력 거점' 역할을 수행한다. 현재 센터에는 3개 컨소시엄(수요기업+공급기업+화학연 연구진) 입주가 완료됐다. 공급기업인 잉크젯 프린팅 설비 제조기업 ㈜고산테크와 방수 및 누수기술 관련 신소재 제조기업 ㈜리뉴시스템, 축전식 탈염 기술 기반 친환경 에너지 전문기업 ㈜시온텍이 각각 지난 1일 입주했다. 고산테크는 화학연 전남중 박사 연구팀과 차량 일체형 태양광 발전시스템 등을 개발한다. 리뉴시스템은 화학연 조정모 박사 연구팀과 난분해성 플라스틱 폐기물 재활용 기술을 개발한다. 이 컨소시엄에는 수요기업으로 (주)효성티앤씨가 참여했다. 또 시온텍은 화학연 이진희 박사 연구팀과 양극성막 정전용량 탈염 기술을 상용화할 계획이다. 이 컨소시엄 수요기업은 (주)경동나비엔이다. 화학연 이영국 원장은 “국내 소재·부품 산업의 기술 독립을 앞당기고, 새로운 상생협력 모델을 제시할 것”이라며, “이를 통해 산·연이 함께 도전하고 성장하는 '혁신의 장'이 될 것"으로 기대했다.

2025.03.07 15:38박희범

3M이 장악한 불소계…화학연-퓨어만,"국산화 성공, 1~2년 내 시장 진입"

국내 연구진이 전량 수입에 의존하던 불소계 유체를 국산화했다. 상용화는 퓨어만(주)(대표 김태한)이 진행 중이다. 한국화학연구원은 화학소재연구본부 이상구 박사 연구팀이 탄소와 수소로 이루어진 원료의 수소(H) 원자를 불소(F)로 바꾸는 기존의 '전기화학 불소화법'에 특수한 불소계 전도성 첨가제로 불소 전환율을 대폭 향상시키는데 성공했다. 연구팀은 이를 통해 화학산업 중요 원재료이자 불소계 유체인 '수소불화에테르'를 국내서 직접 생산할 수 있게 됐다고 평가했다. 수소불화에테르 제조는 탄화수소계열의 원료 및 전기화학불소화 반응을 통한 중간체를 합성하는 1단계 공정과 알킬레이션 반응으로 만들어내는 2단계로 구성된다. 이 선임연구원은 "전기화학 불소화 반응의 1단계가 핵심기술"이라며 "이를 보유한 기업은 미국이나 일본, 중국 등 일부이고, 현재 불소화 시장을 주도하는 데는 3M"이라고 언급했다. 연구팀은 1단계 기술을 기반으로 중간체 합성 및 알킬레이션 반응을 통해 수소불화에테르를 국내 최초로 제조하는데 성공했다. 이상구 선임연구원은 "기존 대비 약 20%이상 향상된 중간체 합성 전환율을 확보했다"고 부연설명했다. 기존의 전기화학 불소화 반응을 통한 중간체의 합성 전환율은 50∼55%다. 연구팀은 원활한 전기화학 불소화 반응을 유도하기 위해 전도성 첨가제를 투입했고, 62∼66%의 중간체 합성 전환율을 확인했다. 불소계 유체는 전자제품, 반도체, 정밀 기기 등의 냉각제와 세정제로 활용되는 필수 화학물질이다. 하지만 원래 있던 수소가 모두 불소로 대체된 '전 불소계 유체'는 지구온난화 지수가 높아, 친환경 유체로 대체하는 추세다. 이 선임연구원은 "냉매, 소화약제 전문 제조기업인 퓨어만에 기술이전했다"며 "현재 1~2년내 상용화를 목표로 스케일 업(벤치, 파일럿 등)이 진행 중"이라고 말했다.

2025.03.05 10:01박희범

[인사] 한국보건사회연구원

◇보직 인사 발령 ▲부원장 박세경 ▲연구기획조정실장 류정희 ▲사회서비스정책연구실장 황주희 ▲경영지원실장 조남주

2025.03.04 13:12김양균

기계연, 배터리 가격은 ↓, 에너지 밀도·용량은 ↑

한국기계연구원은 이차전지장비연구실 우규희, 권신 책임연구원 연구팀이 초고속, 대면적 플래시 공정을 활용, 후막 전극의 열화를 억제하는 전극 활성화 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 연구진은 파일럿 스케일의 롤투롤 테스트 베드를 통해 롤투롤 공정과의 호환성도 성공적으로 입증했다. 이차전지장비연구실 우규희 책임연구원은 "후막 전극의 성능 열화를 획기적으로 억제하는 기술"이라며 "배터리 가격은 낮추고 에너지 밀도와 용량은 높이면서도 크기와 무게를 줄일 수 있는 새로운 가능성"이라고 의미를 부여했다. 후막 전극은 고에너지 밀도 구현이 가능하다. 배터리 팩 층수를 줄여 구조를 단순화함으로써 제조 공정 효율화와 원가를 절감할 수 있다. 그러나 후막 전극은 두꺼운 전극 두께로 인해 리튬 이온과 전자 이동 저항이 증가한다. 이로인해 전해질 침투가 어려워져 율속특성(배터리 충방전 속도 성능지표)과 수명과 같은 전기화학적 성능이 크게 저하되는 문제가 있다. 연구진은 이같은 문제 해결을 위해 후막 전극에 1밀리초 이내의 순간적인 플래시를 조사했다. 이 과정에서 발생하는 광열 반응은 재료의 탄화, 활물질(흑연)의 층간 간격 확장, 기공률 증대, 전해질과의 계면적 확대를 일으킨다. 우규희 책임연구원은 "이러한 화학적, 구조적 변화가 리튬 이온과 전자의 이동성을 향상시키고 전해질 침투성을 개선했다"며 "결과적으로 후막 전극의 성능 열화를 억제한다"고 설명했다. 우 책임연구원은 "표면 광열 반응을 이용하기 때문에 집전체를 포함한 후막 전극 전체가 고온에 노출되는 것을 방지한다"며 "전극 내부 바인더 분해를 최소화해 기계적 내구성을 유지하고, 집전체 산화와 같은 열적 손상도 막을 수 있다"고 부연 설명했다. 연구진은 이 기술이 "이차전지 제조 산업의 표준인 롤투롤 공정과의 호환성이 뛰어나다"며 "니켈-코발트-망간(NCM) 양극 등을 비롯한 여러 전극에 확대 적용도 가능할 것"으로 예상했다. 연구진은 현재 플래시 공정을 전극 건조 공정에 적용하고, 응용성을 평가 중이다. 최근에는 이차전지 장비 기업 N사와 전극폭이 광폭인 양산 수준의 설비를 개발하고 공정 평가도 진행 중이다. 우규희 책임연구원은 “플래시를 이용한 전극 활성화 기술은 롤투롤 공정과 호환이 가능한 후처리 기술이기 때문에 기존의 공정과 제조 설비에 접목이 상대적으로 용이하다”고 말했다. 우 책임연구원은 “국내 이차전지 제조사 진입을 목표로 기술 완성도를 높이고 시험 평가와 검증을 지속적으로 진행해 나갈 예정”이라고 밝혔다.한편 연구결과는 재료·화학 분야 국제학술지 '스몰 매서즈(Small methods) 2월호 표지논문으로 선정됐다.

2025.02.26 19:39박희범

[인사] 에너지경제연구원

◇보직 ▲부원장실 미래에너지연구실장(연구위원) 조일현 ▲전력정책연구본부 재생에너지정책연구실장(연구위원) 이승문 ▲에너지국제협력센터 해외에너지동향분석실장(선임연구위원) 이성규

2025.02.17 21:29주문정

[부음]노도영 기초과학연구원장 부친상

▲노진흥씨 별세, 노도영(기초과학연구원장)씨 부친상=16일, 광주 VIP장례타운 VVIP 301호, 발인 18일 08시 30분, 장지 전남 나주 남평읍 선영. ☎062-521-4444

2025.02.16 19:24박희범

NST 이사회, 또 재공모…한국한의학연구원장 다시 뽑기로"

국가과학기술연구회(NST)는 13일 제223회 임시이사회를 열어 한국한의학연구원 원장을 다시 뽑기로 했다. 철도연 원장 재공모에 이어 다시 부결됐다. NST는 이날 홈페이지 공고를 통해 "투표결과 선임 요건인 재적이사 과반수의 득표기준을 충족한 후보자가 없어 신임 원장을 선임하지 못했다"며 "추후 선임을 위한 재공모를 진행하는 것으로 결정했다"고 밝혔다. 한국한의학연구원장 임기는 지난해 4월 9일 만료돼 10개월 넘게 공석이다. NST 관계자는 "선임 절차를 서둘러 진행했고, 가능한 조속한 시일내 마무리 짓는다는 것이 기본 인사 방침"이라며 "이번에 재공모가 결정돼, 절차상 3개월 가량이 추가로 걸릴 것"으로 예상해다. 한편 NST는 현재 한국생명공학연구원장 3배수 선정, 한국철도기술연구원 재공모 진행 및 한국지질자원연구원 원장 초빙 공고를 낸 상태다.

2025.02.13 18:33박희범

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