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문체부 AI 외신 분석 프로젝트, AWS로 속도 냈다…67% 비용 절감 비결은

문화체육관광부가 광주과학기술원(GIST)과 협력해 인공지능(AI) 기반 외신 분석 플랫폼을 개발할 핵심 서비스로 아마존웹서비스(AWS)를 선택했다. GIST 신정호 PM은 14일 서울 코엑스 컨벤션 센터에서 열린 'AWS 서밋 서울 2025'에서 "AWS의 클라우드와 생성형 AI 솔루션을 활용해 기존 구축 계획을 초과 달성하고 비용 효율성을 67% 증가시켰다"고 밝혔다. 문체부는 기존 단편적인 정보 파악에서 벗어나 우리나라 관련 이슈와 국제 여론을 실시간으로 파악하고 정확하고 신속한 대응이 이뤄질 수 있도록 AI 기반의 외신 분석 플랫폼을 개발해 왔다. 장기적으로 데이터 기반의 행정 혁신을 목표로 하고 있다. 이를 위해 문체부는 GIST와 협력함으로써 AWS의 클라우드 인프라와 다양한 서비스형 소프트웨어(SaaS)를 이용해 6개월 만에 구축 프로젝트를 수행해 지난 3월 1차 시스템을 오픈했다. 신 PM은 "AWS 인프라와 SaaS가 있었기에 단기간에 프로젝트를 진행할 수 있었다"며 "클라우드가 없었다면 시스템을 지금처럼 빠르게 개소하지 못했을 것"이라고 강조했다. 1차 시스템 개발 후 문체부와 GIST는 다양한 거대언어모델(LLM) 도입과 멀티 콘텍스트 프로토콜(MCP) 등 고급 AI 기술 적용에 힘쓰고 있다. 다만 AI 플랫폼의 첫 구축 후 외신의 오번역과 환각 현상이 발생하는 문제도 발생했다. 이러한 문제를 해결하고 시스템의 안정성을 높이고자 양 기관은 자체 소형거대언어모델(sLLM) 개발에 속도를 낼 계획이다. 이를 통해 공공 예산을 효율적으로 활용하고 민간 정보를 통제하고 규제를 준수하는 등 장기적으로 비용 효율·운영·보안을 모두 강화한다는 방침이다. 향후 문체부는 AWS의 AI 플랫폼 '아마존 베드록'의 지식 기반 서비스를 이용해 업무 프로세스를 효율화하고 GIST가 보유한 슈퍼컴퓨터 인프라 그래픽처리장치(GPU) 자원으로 sLLM을 학습할 계획이다. 특히 공공기관 최로 클라우드 기반 데이터레이크를 도입해 데이터 통합 관리·활용 기반을 마련한다는 목표다. 신 PM은 "AWS의 솔루션과 MCP 등 신기술, 그리고 GIST가 자체적으로 보유한 인프라를 문체부의 AI 외신 분석 플랫폼에 친화적인 구조로 설계해 2·3차 연도 개발을 지속해 나갈 것"이라고 밝혔다.

2025.05.14 16:37한정호

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

고체 내에서 액체처럼 흐르는 수소이온…수전해 실현되나

친환경 이차전지나 연료전지, 수전해 기술 실현 가능성이 한층 가까워졌다. 한-일 연구진이 수소를 음이온 상태로 만들어 액체저럼 빠르게 이동시키는 기술을 개발했다. 다만, 학술적인 가치는 큰 반면 산업 적용까지는 험난한 여정이 남았다. 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 화학과 김상륜 교수(에너지융합대학원 겸임) 연구팀이 한국원자력연구원 및 일본 도쿄과학대학과 공동으로 고체 내 수소음이온의 전도 속도를 기존대비 1천 배 이상 높이는데 성공했다고 말했다. 이 연구는 기존의 리튬이온전지나 전고체전지와는 전혀 다른 방식의 에너지 이동 기술로, 수소음이온(H⁻)을 활용한 친환경 이차전지, 연료전지, 수전해 기술의 실현 가능성을 한층 끌어올렸다는 점에서 가치가 크다는 것이 연구를 책임진 김상륜 교수 얘기다. 연구진은 이 연구에서 분자성 착이온을 활용했다. 착이온은 중심 원자에 여러 개의 분자 또는 이온이 붙어 있는 구조를 말한다. 전하를 띤 다원자 이온이다. 연구에서는 BH4⁻ (수소화붕소 음이온)을 사용했다. 이를 페로브스카이트 구조의 결정 내에 수소음이온과 함께 배치한 것. 페로브스카이드 구조는 광석과 같은 결정구조다. 원자 수준에서 이들의 상호작용을 분석한 결과, 착이온의 고환원성(전자를 내주는 성질)에 의해 수소음이온이 안정화될 뿐 아니라, 착이온의 정전기적 상호작용이 약한 영역에서는 낮은 에너지 장벽이 형성돼 수소음이온이 보다 쉽게 이동할 수 있다는 것을 확인했다. 연구진은 보다 정밀한 분석을 위해 중성자 회절 실험을 진행한 결과도 공개했다. 중성자를 물질에 쏘아 원자에 부딪혀 반사되는 패턴을 분석해보니, 착이온과 수소이온이 단일상(균일한 결정구조)으로 안정적으로 유지되는 것을 밝혀냈다. 김상륜 교수는 "MEM(맥시멈 엔트로피 방식) 분석으로 착이온이 주변 이온들과 비대칭적으로 상호작용하며 제자리에 고정되어 있다는 것도 확인했다"며 "착이온이 없는 기존 구조와 비교했을 때, 수소음이온의 이온전도도가 무려 1천배 이상 증가했다"고 설명했다. 김 교수는 “세계 처음 착이온에 의한 수소음이온 전도를 구현한 사례"라며 "다만, 상용화하려면 이 기술 구현 온도를 현재의 100도에서 실온 수준으로 낮춰야하고, 기존 양산체제를 모두 바꿔 새로 시스템을 갖춰야하는 어려움이 있다"고 말했다. 연구는 석박사통합과정 김태현·김태승·이태경 연구원이 공동 주저자로 참여했다. 연구결과는 화학분야 국제학술지(Journal of the American Chemical Society)에 지난 17일 온라인으로 게재됐다.

2025.04.21 18:46박희범

ETRI AI 기반 자율주행차 시승에 예약자 1만 명 몰리기도

AI 기반 자율주행차 시승 체험이 20일까지 진행되는 '대한민국 과학기술축제'에서 큰 관심을 끌었다. 사전 온라인 예약으로 진행된 시승 체험자는 300명을 모집하는데, 전국에서 1만 명이 몰렸다. 대전컨벤션센터(DCC) 주차장에서 자율주행차 탑승을 지원한 ETRI 자율주행지능연구실 김진우 선임연구원은 “울산, 수원, 원주 등 전국 각지에서 신청자가 쇄도했다”며 “자리 하나라도 확보해 자녀만이라도 경험하게 해주려는 부모들의 하소연도 이어졌다”고 전했다. 실제 자율주행 현장..."속도·반응 모두 자연스러워" 지난 19일, 실제 자율주행차 운행 현장을 따라가 봤다. 2대의 차량이 나란히 운행에 나섰고, 복잡한 도로 상황으로 인해 속도는 시속 30~40km 수준으로 유지됐다. 다른 차량이 앞에 끼어들더라도 자연스럽게 속도를 줄였다. 우회전 시에는 약 30~40m 전방에서 방향지시등을 켜고 서행했다. 전반적으로 차량 흐름을 방해한다는 느낌은 들지 않았다. 이번 시승 차량은 총 3대. 1대는 현장 설명용으로, 나머지 2대는 시승 체험에 활용됐다. 차량은 현대 아이오닉을 개조했다. 1회당 시승자 3명을 태울 수 있어 주로 가족 단위 신청이 많았다. 왕복 9km, 약 20분간 가족 단위 체험 이 자율차는 지붕에 설치된 카메라, GPS 기기, 라이다 등을 통해 정확한 위치를 판단한다. 시승은 DCC-신세계백화점-KAIST 후문 구간 왕복 9km를 약 20분간 주행한다. 자율주행차에는 인공지능 기반의 인지, 판단, 제어 기술이 통합 적용됐다. 차량은 주변 환경을 실시간으로 인식하고, 복잡한 상황에서도 자율적으로 의사결정을 수행한다. 특히, 넓은 범위의 상황을 인지하고 대응할 수 있도록 다양한 딥러닝 기반 인식 모델과, 주행 상황 판단 및 대응 로직, 안정적인 승차감을 위한 차량 제어 기술이 적용됐다. 민경욱 자율주행지능연구실장은 “도심과 외곽을 포함한 다양한 주행 환경에 대응할 수 있는 것이 특징”이라며, “현재는 다양한 시나리오를 기반으로 실제 도로에서 테스트를 진행 중이며, 기술 고도화가 이뤄지고 있다”고 말했다. ETRI는 내년부터 대전과 화성의 리빙랩 지역을 중심으로 본격적인 실증 서비스를 추진할 계획이다. 실제 주행 환경에서의 기술 검증과 시민 체험도 병행할 예정이다. 삼성디스플레이관 로봇팔 댄스 관람객 몰려 국내 주요 R&D 기관이 모인 제2전시장 입구에서는 삼성디스플레이관이 단연 눈에 띄었다. 관람객도 가장 많이 몰렸다. 로봇팔의 댄스 시연은 어린이들의 호기심을 자극하며 발길을 붙잡았다. 한국원자력연구원은 월면 분화구 모형을 통해 자원 탐색 및 채취 과정을 시연해 주목을 받았다. 한국생명공학연구원은 로봇팔을 이용한 시약 이송 시연 등 바이오파운드리 장치 일부를 소개했으며, KAIST는 엔젤로보틱스의 워크온슈트 F1 및 엔젤슈트 H10 착용 체험행사를 진행했다. 광주과학기술원(GIST)는 치과용 핸드피스 소음제어시스템 등을 전시했다. 한국표준과학연구원은 50큐비트 양자컴퓨터 모형을, 한국항공우주연구원은 달 탐사 VR 및 누리호 발사 AR 체험을 각각 선보였다. 또 한국에너지기술연구원은 에너지수호대를 운영, 어린이들의 발길을 잡았다.

2025.04.20 09:58박희범

GIST 윤훈한 교수, 국제학회 신진과학자 상 수상

광주과학기술원(GIST) 윤훈한 반도체공학과 교수가 영국 물리학회(IOP) 출판부가 발행하는 국제학술지 '2D 머터리얼'에서 수여하는 '2025년 2차원 물질 신진 젊은 과학자상'을 수상했다. 윤훈한 교수는 한국인으로는 유일하게 수상자로 이름을 올렸다. 윤 교수는 전기적으로 파장별 광 반응성을 효과적으로 조정할 수 있는 2차원 물질 기반 신개념 광전소자 '단일 픽셀 고성능·초소형 전산 분광기'를 개발했다. IOP는 영국 기반 세계적인 물리학 학술 단체다. 1874년에 설립됐다. 세계적으로 2만 명 이상의 회원을 보유했다. 시상은 중국 칭화대학교 국제대학원에서 열린 '제12회 심천 국제 그래핀 포럼'과 '제1회 2차원 물질 국제 심포지엄'에서 진행됐다. 윤 교수는 시상식에 앞서 초청 강연도 진행했다. 윤훈한 교수는 “단위 면적당 소자 구조의 크기를 줄이거나 소자 개수를 늘리는 전통적인 방법만으로는 기술을 고도화하는 데 한계가 있다”서 “2차원 물질에서 발현되는 특별한 양자 현상을 토대로 인공지능 반도체와 양자컴퓨팅 하드웨어를 위한 반도체 소자 연구에 주력할 것"이라고 말했다.

2025.04.14 14:18박희범

GIST '큐버', AI 비전 인식률 4.7% 개선…"오탐지 물체 삭제 기능"

…국내 연구진이 AI비전 인식률을 기존 대비 4.7%개선할 수 있는 기술을 개발했다. 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 AI융합학과 이규빈 교수 연구팀이 오류 추정을 통해 미학습 물체의 인식 결과를 정제하는 AI모델, '큐버'(QuBER)를 개발했다고 14일 밝혔다. '큐버'는 실시간으로 학습 데이터에 포함되지 않은, 오탐지된 물체를 삭제하거나 추가하는 기능을 갖췄다. 현재 널리 사용되는 AI 비전 기술에는 몇 가지 한계가 있다. 2018년 공개된 마스크 R-CNN 모델은 사전에 학습된 물체만 인식할 수 있다. 2023년 나온 '세그멘트 애니싱' 모델은 임의 탐지는 가능하지만, 복잡한 환경에서 정확도가 크게 떨어진다. 이 같은 단점을 보완한 모델이 GIST '큐버'다. 기존대비 인식률이 4.7%가량 개선됐다. '큐버'는 RGB-D(컬러+깊이) 이미지와 초기 예측 데이터를 활용해 '4자 경계 오류'를 분석, 물체 인식의 정확도를 높이는 것이 특징이다. 이 기술을 통해 처음 보는 미학습 물체도 실시간 빠르고 정확하게 인식할 수 있다. '4자 경계 오류'는 AI의 초기 예측값과 실제 데이터 간 차이를 올바르게 검출된 경계 검출해야 했지만 놓친 경계 잘못 검출한 경계 검출하지 않아야 할 부분을 정확히 비검출한 경계 등을 말한다. 연구팀은 ▲실내 환경(OCID)에서 88.4%의 인식률 ▲테이블 위 물체들(OSD)에서 83.3%의 정확도 ▲상자 안의 복잡한 물체들(WISDOM)에서 77.5%의 정확도를 보였다고 설명했다. 이규빈 교수는 “로봇이 처음 보는 물체도 정확하고 효율적으로 인식할 수 있다는 가능성을 확인했다”며, “이 기술이 다양한 로봇 작업에 적용돼 새로운 환경에서도 안정적으로 동작하는 로봇 개발에 큰 역할을 할 것”이라고 기대감을 나타냈다. 연구는 산업통상자원부와 과학기술정보통신부 지원을 받았다. 백승혁 박사가 박사과정 재학 중 수행했다. 연구결과는 오는 5월 열리는 로봇 분야 국제 학회인 IEEE 국제 로봇 자동화 학술대회(ICRA)에서 발표한다.

2025.04.14 13:48박희범

[인사]광주과학기술원(GIST)

◇고등광기술연구원 ▲미래우주국방융합연구본부장 이영락 ▲광기반원천연구부장 이창열 ▲광응용시스템연구부장 강철 ▲초강력레이저연구부장 성재희 ▲경영지원팀장 기성근

2025.04.09 18:02박희범

[인사]광주과학기술원(GIST)

▲고등광기술연구원장 고도경 ▲고등광기술연구원 부원장 이성구

2025.04.02 16:07박희범

GIST, 반도체 공정 시뮬레이션 활용법 담은 '전문서' 펴내

반도체 소자 제조 과정에서의 시뮬레이션 활용법을 상세히 다룬 실무서가 출간됐다. 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 전기전자컴퓨터공학과 홍성민 교수가 대학 출판부 '지스트 프레스(GIST PRESS)'를 통해 신간 '계산전자공학 입문 - 반도체 공정'을 출간했다고 27일 밝혔다. 총 8장으로 구성된 이 책은 반도체 공정 시뮬레이션의 기본 개념부터 실제 CMOS 공정 응용까지 폭넓게 다뤘다. 반도체 공정의 핵심 기술인 산화 공정, 확산 공정, 이온 주입 공정, 박막 증착 공정, 식각 공정 등의 원리를 설명하고, 이를 컴퓨터 시뮬레이션을 활용해 분석하는 방법을 제시했다. 특히, 몬테카를로(Monte Carlo) 기법, 레벨세트(Level-set) 방법 등 최근 주목받고 있는 시뮬레이션 기법을 비롯해 실무에서 중요한 수치해석 기법을 상세히 소개했다. 책에 수록된 예제를 따라가며 반도체 공정 시뮬레이션 코드를 직접 작성할 수 있도록 구성한 점도 반도체 공정 이해에 도움을 준다. 저자인 홍성민 교수는 서울대학교에서 전기컴퓨터공학 박사학위를 받은 후, 독일과 미국에서 연구 활동을 거쳐 현재 GIST에서 부교수로 재직 중이다. 홍성민 교수는 "지난 2021년 입문서를 출간할 당시 반도체 공정 시뮬레이션을 다루지 못한 아쉬움이 컸다"며 "반도체 공정 시뮬레이션을 처음 접하는 학생은 물론 실무에서 상용 프로그램을 활용하는 엔지니어들에게도 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.

2025.03.27 08:29박희범

GIST-연세대-POSTECH "광스핀홀 효과, 1회 촬영으로 실시간 측정 성공"

빛이 반사될 때 미세하게 달라지는 중심 변화를 한 번에 포착하는 기술이 개발됐다.광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 기계로봇공학과 김민경 교수팀이 광스핀홀 효과를 실시간 초정밀 측정하는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 이 연구는 연세대학교 이다솔 교수와 POSTECH(포항공과대학교) 노준석 교수 연구팀이 공동 진행했다. 연구팀은 "물체 표면의 변화를 초 단위로 감지해야 하는 높은 정밀도와 즉각적인 검출이 필요한 분야에서 다양하게 활용될 수 있을 것"으로 기대됐다. 광스핀홀 효과는 빛이 물체 표면에서 반사되거나 방향이 바뀔 때 중심 위치가 미세하게 이동하는 현상이다. 초소형 광학소자나 정밀 측정기기 등의 빔 분할기나 필터 등에 활용된다. 기존에는 물체 표면에서 반사된 빛을 편광판에 통과시킨 후 카메라로 빛의 이미지를 얻는데, 이때 편광판의 각도를 회전시켜 여러 차례 이미지를 촬영하고 조합해야만 광스핀홀 효과를 측정할 수 있었다. 이 방식은 높은 정밀도를 구현할 수 있다는 장점이 있으나, 실시간으로 변화하는 표면에 대한 정밀 측정에는 한계가 있다. 연구팀은 메타표면(Metasurface)을 이용하면 두 개의 편광판 효과를 동시에 구현할 수 있다는 점에 착안해, 단 한 번의 이미지 촬영만으로 광스핀홀 효과를 측정할 수 있는 혁신적 방법을 고안했다. 메타표면은 나노미터 크기의 인공 구조물 배열로, 빛의 편광과 방향을 정밀하게 조절할 수 있다. 연구팀은 "메타표면을 통해 서로 다른 편광을 가진 두 개의 빛을 분리하고, 이들이 카메라의 서로 다른 위치에 동시에 도달하도록 설계했다"며 "이를 통해 두 빛의 상대적 위치 차이를 분석해 광스핀홀 효과를 정밀하게 측정하는 데 성공했다"고 설명했다. 연구팀은 프리즘에서 반사된 빛을 대상으로 실험한 결과, 단 한 장의 이미지 촬영만으로도 광스핀홀 효과를 측정할 수 있음을 입증했다. 김민경 교수는 "마이너스 2.5°에서 2.5°까지 0.5° 간격으로 총 11회 회전하며 측정하던 기존 방식과 동일한 정밀도의 결과를 단 한 번의 측정으로 얻었다"고 말했다. 연구팀은 메타표면을 회전시켜 광스핀홀 효과의 측정 민감도를 조절하고, 광스핀홀 효과가 시간에 따라 변할 수 있도록 인위적으로 환경을 만들어 해당 측정법을 적용한 실험에서도 광스핀홀 효과의 변화를 초 단위로 실시간 관찰했다. 김민경 교수는 “화학, 생물학, 의학 등 실시간 초고감도 검출이 필요한 다양한 분야에서 폭넓게 활용될 수 있을 것"으로 기대했다. 연구는 GIST 김민경 교수, 연세대학교 이다솔 교수, POSTECH 노준석 교수가 공동 지도했다. GIST 이진경 연구생(박사과정), POSTECH 김재경 연구생(석박통합과정, 연세대학교 심상민 연구생(석박통합과정)이 함께 수행했다. 과학기술정보통신부·한국연구재단 세종과학펠로우십, 기초연구실, 중견연구자사업의 지원을 받은 이 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(3월 19일자) 온라인으로 게재됐다.

2025.03.24 20:36박희범

GIST, "기존 주파수 해상도 대비 100만배 뛰어난 양자 분광기 가능"

기존 주파수 해상도보다 100만배 더 뛰어난 양자 분광기 구현 방법론이 제시됐다. 기존 분광기에도 탑재가 쉬워 광학정밀계측계에 파장이 예상된다. 광주과학기술원(GIST, 임기철 총장)은 함병승 전기전자컴퓨터공학과 교수가 공간광변조기(SLM)를 이용해 '양자분광기'를 구현할 수 있는 가능성을 확인했다고 6일 밝혔다. SLM은 빛의 공간적 특성을 제어해 영상을 표시하거나 변조하는 장치다. 주로 전자광학 소자나 액정 디스플레이 기술을 활용해 빛의 세기, 위상, 편광 등을 조절한다. 픽셀 수가 많을수록 더 세밀한 빛의 조절이 가능해 고해상도의 영상을 표현하는데 용이하다. 또, 외부 환경의 노이즈나 간섭에 강한 안정성을 보이는 경우가 많아 다양한 조건에서도 안정적인 동작을 유지하는 장점이 있다. 함 교수는 이 분광기 기술 연구에 독자 정립한 '초해상 양자센싱'이론도 응용했다. 이 이론에 따르면 고전광학과 호환 가능하면서도 빛의 파동과 양자 얽힘을 활용해 무한대 양자 센싱이 가능하다. 함병승 교수는 "수치 시뮬레이션과 실험을 통해 주파수 해상도가 10배에서 최대 100만 배까지 향상될 가능성을 검증했다"며 "주변 소음에도 강한 안정성을 갖춘 것을 확인했다"고 설명했다. 함 교수는 "기존 양자 광학 기반 기술이 요구하는 복잡한 장비 없이도 비교적 간단한 구성만으로 양자 수준의 감도와 해상도를 확보할 수 있다는 점에서 큰 의미가 있다"고 부연설명했다. 함 교수는 "이번 연구의 가장 큰 성과는 단일광자 기반의 고차원 얽힘 광자쌍을 사용하는 대신, 일반적인 레이저를 활용해 '위상조절 세기곱'이라는 혁신적인 이론을 창안한 것"이라고 말했다. 위상조절세기곱은 빛의 위상 정보를 정밀하게 제어하고, 광 강도(intensity)의 고차 상관관계(higher-order correlation)를 결합해 해상도와 측정 감도를 극대화할 수 있다. 분광기는 물질이 빛을 흡수하고 방출하는 방식을 정량적으로 측정하는 장치다. 알려진 파장(헬륨네온 레이저)과의 주파수 차이를 분석해 미지의 빛의 파장을 정확히 파악할 수 있다. 이를 통해 화학물질의 구성, 농도, 반응 동역학 등을 분석한다. 환경 모니터링, 품질 관리, 생화학 연구 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용된다. 함병승 교수는 "기존 양자 센싱은 얽힘 광자를 사용해야 하는 복잡성과 환경적 노이즈에 취약하다는 문제가 있었다"며 "이 문제 해결을 위해 간섭계의 스캐닝 모드를 이용, 간섭무늬의 변화를 정확하게 세는 고전방식으로 노이즈 저항성과 높은 안정성을 동시 확보했다"고 말했다. 함병승 교수는 "이번 연구로 광학 계측 분야 패러다임 전환이 이루어질 것"으로 예상하며 "향후 실용적 양자센싱 장비 개발 및 양자센서 상용화 연구에 박차를 가할 계획"이라고 언급했다. 이 연구는 과학기술정보통신부 ITRC 양자인터넷 사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 국제학술지 '사이언티픽 리포트'에 온라인으로 게재됐다.

2025.03.06 11:13박희범

기저귀 가격 획기적으로 낮출 '혁신적인 촉매' 기술 공개

기저귀 값도 만만치 않다. 그러나 만드는 수율과 효율성 개선 정도에 따라 판매가를 획기적으로 낮출 수 있다. 국내 연구진이 기저귀 원료 합성에 쓰이는 친환경적인 물질을 개발했다. 당장 상용화는 어려워도, 향후 관련 업계가 관심을 가질 만한 연구결과다. 광주과학기술원(GIST)은 화학과 홍석원 교수 연구팀이 이산화탄소와 에틸렌을 활용해 고부가가치 석유화학 원료인 아크릴산나트륨(sodium acrylate)을 합성할 수 있는 촉매를 개발했다고 22일 밝혔다. 홍석원 교수는 "이산화탄소를 사용한다는 측면에서 친환경적인데다 전환수 효율과 수율을 획기적으로 개선했다"며 "LG화학과 공동 연구를 진행했다"고 말했다. 홍 교수는 또 "상용화를 위해선 촉매 성능을 한 단계 더 개선해야 하는 등의 과제가 남아있다"며 "그러나 기술적 측면에서 퀀텀 점프할 충분한 가능성이 있다"고 설명했다. 김세용 연구원(제1저자, 롯데케미칼)는 "전환수(TON) 570의 효율성과 수율 82%의 생산 효율을 달성했다"며 "이는 세계 최고 수준의 전환수 효율성이고, 수율 면에서도 기존 한계를 뛰어넘는 혁신"이라고 부연 설명했다. 전환수(TON, Turnover Number)는 촉매 하나가 얼마나 많은 반응물을 생성물로 전환시킬 수 있는지를 나타내는 값이다. 촉매 성능 평가 지표다. 수율(Yield)은 이론적 생성물 양과 실제 얻어진 양을 백분율로 나타난 값이다. 생산효율을 의미한다. 연구팀은 "기저귀 등 위생제 용도로 사용되는 고흡수성 고분자(SAP) 소재의 핵심 원료인 아크릴산나트륨 수요가 꾸준히 증가 중"이라며 "아크릴산나트륨은 주로 프로필렌을 고온에서 산소와 반응시키는 방식으로 합성해 쓰지만, 에너지 효율성과 환경적 측면에서 개선 목소리가 높았다"고 지적했다. 이에 연구팀은 견고하고 평면적인 구조를 갖춘 니켈 화합물 촉매를 새로 개발했다. 연구팀은 또 부산물은 물에 녹지 않고, 생성물인 아크릴산나트륨만 물에 잘 녹는 간단한 물 추출법으로 생성된 소듐 아크릴레이트를 높은 수율로 분리하는데 성공, 공정의 단순화 가능성도 입증했다. 이 촉매는 또 전환수 최고 기록을 달성(효율 TON 570)하면서도 수율 82%를 기록했다. 특히, 전환수 312에서는 수율 99%를 나타냈다는 것이 연구팀의 부연 설명이다. 종전 세계 최고 기록은 전환수 514(수율 21%) 정도였다. 일반적으로 전환수가 올라가면 수율이 낮아진다. 홍석원 교수는 “이산화탄소를 활용한 화학 공정의 새로운 전기를 마련한 것"이라며 "기존 공정의 한계를 극복하고 이산화탄소와 에틸렌을 활용한 고효율 아크릴산나트륨 합성 기술의 실현 가능성을 한 단계 끌어올렸다”고 말했다.

2025.01.22 10:11박희범

적층형 산화 그래핀, 해수담수화 시장 재편 할까

GIST 국제 연구팀이 꿈의 소재로 불리는 그래핀을 기반으로 혁신적인 고효율·선택적 분리막 기술을 개발했다. 중동 국가 등의 물부족 문제를 해결할 새로운 방법이라는 것이 연구진의 설명이다. 광주과학기술원(GIST)은 환경·에너지공학부 김인수 교수 국제 공동 연구팀이 그래핀을 소재로 한 적층형 산화 분리막을 개발했다고 15일 밝혔다. 연구팀은 또 적층형 산화 그래핀막에서의 물 분자가 가지는 특이적 투과 현상의 발생 원리도 규명했다. 이 연구는 미국 MIT· 영국 노섬버리아대· 호주 뉴사우스웨일스대· 중국 중산대 연구팀과 공동으로 수행했다. 특정 물질을 걸러내는 분리막은 대부분 고분자 소재로 만들어진다. 그러나 이 같은 고분자 분리막은 막의 두께가 두꺼워짐에 따라 순수(pure water) 투과도가 저항에 의해 큰 폭으로 감소되고 막 소재 및 구조에 따라 큰 차이를 나타내는 단점이 있다. 연구팀은 이 문제 해결을 위해 그래핀을 기반으로 산화 그래핀을 활성층, 다공성 세라믹을 지지층으로 하는 비대칭 분리막을 합성했다. 김인수 교수는 "실험결과 일반 용매 분자들(메탄올, 에탄올 등)은 얇은 적층 산화 그래핀 막(140㎚)조차 거의 투과할 수 없었던 것과 달리, 물 분자의 경우 산화 그래핀 활성층 두께가 15배 증가(140㎚→ 2000㎚)함에도 투과도가 약 40% 정도만 감소하는 특이 현상을 발견했다"고 말했다. 연구팀은 열역학적 분석을 통해 나노 수준의 매우 제한된 공간에서 물 분자가 기체에서 액체와 같은 유체로 변환되는 것을 발견했다. 또 제한된 공간에서 반-상변화가 일어나 짧은 경로에서도 많은 양의 물 분자가 이동 가능함을 확인했다. 김인수 교수는 “적층형 산화 그래핀 분리막에서 일어나는 물 분자 이동 기작의 전이 현상을 규명했다는 데 가장 큰 의의가 있다”고 설며하며 “향후 고도수처리, 해수담수화 및 기체 분리막 개발에 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것"으로 기대했다. 이 연구는 한국연구재단, 과학기술정보통신부 지원을 받았다. 연구결과는 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널'(1월3일자)에 온라인으로 게재됐다. 한편, 김인수 교수는 지난 2021년 혈액투석용 중공사 분리막 제조 기업 ㈜이노셉을 설립하고 현재 최고기술책임자(CTO)를 맡고 있다.

2025.01.15 09:54박희범

GIST, 국내 10번째로 '300kV 초저온 투과전자현미경' 도입

광주과학기술원(GIST)은 중앙기기연구소(GAIA)에서 최첨단 고분해능 초저온 투과전자현미경(300kV Cryo-EM) 도입 기념식을 개최했다고 8일 밝혔다. 이날 행사에는 임기철 총장을 비롯해 김상돈 교학부총장, 정성호 연구부총장, 정용화 대외부총장과 김태영 GAIA 소장, 이재영 연구처장, 이현주 학술정보처장 등이 참석했다. 이같은 300kV급 규모는 국내에 9대 밖에 없다. GIST가 열 번 째 도입한 셈이다. 초저온 투과전자현미경'은 단백질, 바이러스, 세포 등 생체 분자를 극저온(-196℃) 상태로 급속 냉각시켜 생리학적 상태 그대로 관찰할 수 있다. 생체 분자의 3차원 구조를 원자 수준에서 정밀하게 분석할 수 있다. 생명과학, 의학, 신약 개발 등 의생명과학 분야 활용도가 높다. 영국 의학연구위원회(MRC)의 리처드 헨더슨(Richard Henderson) 교수 등이 'Cryo-EM' 기술 개발 공로로 2017년 노벨 화학상을 수상한 바 있다. GIST는 지난 해 △환경주사현미경(E-SEM) △엑스선 광전자분광기(XPS) △200kV-투과전자현미경(200kV-TEM) △오비트랩 질량분석기(Orbitrap MS) 등 최신 장비들을 도입했다. 김 소장은 “생명과학, 의학, 신약 개발뿐 아니라 나노소재와 고분자 구조 분석 등 다양한 첨단 연구 분야에서 중요한 역할을 할 것”이라며, “GIST와 호남권 산업 발전에 크게 기여할 것"으로 기대했다. 한편 GIST는 지난해 2월 전남대, 조선대, 한국에너지공과대, 목포대, 순천대 등 광주·전남 지역 20개 대학과 연구 장비 공동 활용 협력 증대를 위한 협약을 체결했다.

2025.01.08 11:56박희범

GIST 임기철 총장 "2025년 학부조직 대대적 개편"

GIST(광주과학기술원, 총장 임기철)가 내년 학부조직을 대대적으로 개편한다. 임기철 GIST총장은 2025년 신년사에서 "GIST가 그동안 병렬적으로 추가해온 14개 학부‧학과 체제를 4개 단과대학 중심으로 전환하는 학부조직 개편을 전격 단행한다고 31일 밝혔다. 개편 목적은 학제간 융합과 학부 규모 확대를 통한 글로벌 경쟁력 확보와 교육 및 연구 효율성 개선이다. 임 총장은 공간 확장에도 공을 들일 방침이다. 대표적으로 신진연구자의 주거 안정을 도모할 영 사이언티스트 빌딩을 완공한다. 3개 동에 100세대 규모로 건립한다. 새해 여름엔 '커뮤니티라운지'를 완공할 예정이다. 임 총장은 "이 커뮤니티라운지를 오픈하면 캠퍼스에서 열리는 학술 포럼과 세미나를 비롯한 다양한 문화행사의 품격을 한 차원 높이게 될 것"이라며 "몇 년내 IBS캠퍼스 건물도 들어설 것"으로 기대했다. 대학 스케일 업도 추진한다. 학부 입학 정원 350명, 교수 300명까지 충원할 계획이다. 또 기술경영경제대학원의 설립 계획을 구체화해 규모의 확대와 외연 확장을 도모할 방침이다. 임 총장은 이와 함께 기금 확보 및 국내외 캠퍼스 확장, 청렴도 개선과 안전 경영을 위한 노력도 게을리하지 않겠다고 다짐했다. 한편 임 총장은 올해 대학경영 전 분야에 걸쳐 '30년 미래를 그리는 30대 혁신방안'을 수립했다. 임 총장은 이를 바탕으로 올해 내내 ▲국회‧정부‧지자체와의 네트워크 강화 ▲GIST 홀딩스 설립 ▲과학기술 특임대사 임명 ▲양자·레이저·생명과학 등의 분야에서 IBS 캠퍼스연구단 3개 유치 ▲AI 기반 중대분자 연구센터, 글로벌 선도연구센터(IRC) 지원사업 선정 ▲국내 첫 AI정책전략대학원 설립 ▲AI영재학교 설립 추진 등에 전력해왔다.

2024.12.31 16:47박희범

KETI, GIST와 첨단 분야 융합기술 협력…융합 R&D 모델 발굴 등

한국전자기술연구원(KETI·원장 신희동)은 20일 광주과학기술원(GIST·총장 임기철)과 연구 및 기술개발, 인력 교류 등 협력 체계 구축을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 23일 밝혔다. 두 기관은 앞으로 ▲차세대 반도체·AI·디스플레이·자동차·콘텐츠·에너지 등 6대 중점 연구 분야 융합 모델 발굴 ▲교수-연구원 매칭을 통한 공동연구 사업 기획 ▲산·연 협동 연구 석·박사 학위과정 개설, ▲겸임 교수 초빙 및 위탁 교육 등 다양한 방안으로 협력할 계획이다. 특히, KETI 광주지역본부 IT융합시스템연구센터와 GIST AI정책전략대학원이 공동 TF팀을 구성해 협력 방안들을 체계적으로 실행해 나갈 방침이다. 두 기관은 업무협약을 통해 KETI의 상용화 기술과 GIST의 원천기술을 융합해 연구와 산업의 연계를 강화하는 등 학·연 협력의 새로운 모델을 제시한다는 계획이다. KETI는 국내 대표 전자·정보기술(IT) 분야 공공연구기관으로, 중소·중견 기업의 기술 혁신을 지원하며 반도체·이차전지·모빌리티 등 국가 전략 산업 분야에서 기술 상용화와 연구개발에 집중하고 있다. GIST는 첨단 과학기술 인재 양성과 혁신적인 원천기술 개발을 선도하는 연구 중심 대학으로, 인공지능(AI)·신재생 에너지·바이오 등 미래 산업 분야 핵심 연구를 수행 중이다. 신희동 KETI 원장은 “이번 협약은 융합기술을 기반으로 연구와 산업 간 협력을 강화한다는 점에서 의미가 있다”며 “KETI는 광주지역본부를 중심으로 지역특화 사업 발굴은 물론, 양 기관의 융합 연구를 통해 의미 있는 성과를 창출하고 이를 산업 현장에 적용하는 등 미래 기술 혁신에 기여할 수 있도록 적극 지원할 것”이라고 밝혔다.

2024.12.23 09:49주문정

IBS 양자변환연구단 "나노미터, 펨토초, 나노전자볼트 단위 양자 연구"

광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 5일부터 7일까지 사흘간 본원에서 기초과학연구원(IBS) 양자변환연구단(단장 김유수·GIST 화학과 교수) 킥오프 심포지엄을 개최한다. 이날 행사는 일본 과학기술계 3대 조직 가운데 하나인 ▲자연과학종합기구 마키 카와이(Maki KAWAI) 원장 ▲일본 이화학연구소(RIKEN·리켄) 중진 연구자 타헤이 타하라(Tahei TAHARA) 박사 ▲도쿄대 응용화학과 타케시 야나기다(Takeshi YANAGIDA) 학과장 ▲물성연구소 준 요시노부(Jun YOSHINOBU) 전 부소장 등이 참석한다. 자연과학종합연구소는 일본 정부출연연구기관들이 모여 있다. 김유수 IBS 양자변환연구단(QCR) 단장은 "지난 9월 연구단을 오픈하고, 처음으로 연구를 시작하는 의미의 심포지엄"이라며 "양자 상태 간의 상호작용을 정량적으로 계측하고 제어하는 혁신적 방법론을 기반으로 에너지 변환 및 물질 변환의 근본 원리를 탐구해 나갈 계획"이라고 설명했다. 김 단장은 QCR 목표에 대해 "분광법을 이용한 공간 분해능(나노미터 이하), 시간 분해능(10의 마이너스 15승, 펨토초 단위), 에너지 분해능(1나노전자볼트 이하)으로 원자나 분자를 관찰하고, 양자의 상호작용 등 기능을 이해하는 연구를 진행한다"고 덧붙였다. 이를 바탕으로 물질의 양자 변환 현상에 의해 발현되는 혁신적인 기능과 물성을 창출하는 것을 연구하겠다는 것이다. 첫날인 5일 저녁에는 GIST 오룡관 로비에서 리켄·도쿄대학교·중국과학원 소속 연구자와 20명의 도쿄대 학생들, 그리고 GIST 학생들의 포스터 발표가 진행된다. 베스트 포스터 어워드 시상도 준비했다. 둘째 날인 6일에는 마키 카와이 자연과학종합기구 원장의 기조연설을 시작으로 김유수 단장이 이번 행사와 양자변환연구단에 대해 소개한다. 또 한중일 연구자들의 발표도 예정돼 있다. 마지막날인 7일에는 IBS 양자변환연구단 연구자들과 도쿄대 학생들의 연구 교류 및 네트워킹을 위한 프로그램이 마련되어 있다. 김유수 단장은 “IBS 양자변환연구단을 구심점으로 앞으로 활발히 진행될 GIST와 리켄, 도쿄대와의 연구협력 관계가 기대된다"며 "이번 행사를 계기로 국제적 연구 네트워크를 구축하는 기회가 될 것"이라고 말했다.

2024.12.04 11:22박희범

"GIST 컨소시엄, 선진국도 어렵다는 극초음속 비행체 개발나선 이유는"

국내 연구진이 극초음속 비행체 개발을 위한 시뮬레이션과 표면 미세구조 설계기술 개발 결과를 공개해 관심을 끌었다. 우주 여행 발사체 개발의 근간이 만들어질 수 있기 때문이다. 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 최근 제주도에서 열린 대한기계학회 학술대회에서 미래형 극초음속 비행체 개발을 위한 연구 성과를 발표했다고 11일 밝혔다. 발표 내용은 우주항공 선진국도 하기 어렵다는 극초음속 공력가열 저감을 위한 표면 미세구조 설계 기술 개발 과제다. 방위사업청과 국방과학연구소 지원을 받아 미래도전국방기술 연구개발사업 일환으로 수행됐다. GIST를 주관으로 국내 4개 대학(인하대학교, 서울대학교, 부산대학교)이 컨소시엄을 구성, 극초음속 공력가열 저감 과제로 수행 중이다. 연구 책임자는 지솔근 GIST 기계로봇공학부 교수다. 이번 학회 학술대회에서는 GIST에서 5건, 극초음속 지상 실험을 수행하는 인하대에서 1건 등 총 6건의 연구 성과가 소개됐다. 먼저 극초음속 유동 시뮬레이션을 담당하는 지솔근 교수 연구실(발표자 지솔근 교수, 조수훈 석사과정생)에서는 극초음속 비행체 표면의 매우 얇은(1㎜ 내외) 경계층 유동에서 난류가 발생하는 메커니즘을 정교하게 시뮬레이션하고, 난류 발생을 억제하는 방법을 선보였다. 또 표면 미세구조를 설계 제작, 극초음속 시험체 제작을 담당한 GIST 이재욱 교수 연구실은 미세 기공(지름 50~100 ㎛ 수준)이 수천만 개 있는 다공성 표면을 경제적으로 제작하는 기법을 소개했다. MEMS(미소전자기계시스템) 기술을 이용해 미세 기공을 제작하는 GIST 설재훈 교수 연구실(발표자: 김철영 박사과정생, 이윤재 석사과정생)은 미세 기공이 매우 정교하게 분포된 곡면을 제작하는 기법을 개발했다. 극초음속 지상 실험을 담당하는 인하대 이형진 교수 연구실(발표자: 김덕민 박사)은 극초음속 지상 실험의 특성상 매우 짧은 실험 시간(1000분의1초 정도) 내에 극초음속 난류 유동을 계측하는 기법을 공개했다. 지솔근 교수는 “극초음속 공력가열 저감 기법을 시뮬레이션으로 예측하고 지상 실험으로 검증하는 통합적인 연구 과정은 우주항공기술 선진국인 미국과 유럽에서도 수행하기 힘든 국내 처음인 도전 과제"라며 "공력가열 저감 기법이 개발되면 우주여행을 위한 우주비행체 개발에도 기여할 것"으로 기대했다.

2024.11.11 14:14박희범

"암세포 관여하는 3차원 암게놈 AI 예측모델 개발…비용↓, 정확도↑"

암세포 발현에 관여하는 암 게놈을 저비용으로 예측하는 I모델이 개발됐다. 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 AI대학원 이현주 교수 연구팀이 서울대병원 박성혜 교수 연구팀과 공동으로 3차원 암(cancer) 게놈을 예측하는 AI 모델, '인포하이씨(InfoHiC)'를 개발했다고 7일 밝혔다. 연구팀은 기존 방법론과는 달리, 암세포의 전장 유전체(한 사람의 전체 유전자) 데이터를 사용했다. 이현주 교수는 "비암호화 DNA 영역의 구조 변이가 암의 발생과 진행에 미치는 영향을 종전보다 저비용으로 정확히 밝혀낼 수 있을 뿐만 아니라 암 환자에게서 직접 관찰할 수 있는 기술을 확보했다"고 말했다. 연구팀은 "암세포의 염색체에서는 복잡한 구조 변이가 빈번하게 일어나는데, '인포하이씨'는 이러한 복잡한 구조 변이에 의한 'neo-TAD'를 더 높은 정확도로 예측할 수 있다"고 설명했다. 'TAD'는 세포 속에서 유전체가 3차원적으로 구성돼 작동하는 위상학적으로 연관된 영역을 말한다. 연구팀은 모델 학습에 사용된 데이터와는 별개의 외부 데이터인 유방암 세포주를 활용해 검증한 결과, 기존 알고리즘의 피어슨 상관계수(R) 값이 0.642이었으나, '인포하이씨'는 0.715로 11% 향상됐다고 밝혔다. 피어슨은 실제값과 예측값 사이의 상관관계 정도를 나타내는 지표다. 이현주 교수는 “최근 시퀀싱 데이터 비용 감소로 암 환자의 전장유전체 데이터는 많이 생산되고 있으나, 이에 반해 3차원 암 게놈을 확인할 수 있는 Hi-C 데이터는 고비용 탓에 확보가 쉽지 않다” 면서 “개인 맞춤형 암치료에 기여할 것"으로 기대했다.

2024.11.07 15:35박희범

임기철 GIST 총장 취임이후 발전기금 93억 원 모아

임기철 광주과학기술원(GIST) 총장이 지난 해 7월 취임이후 15개월 만에 누적 발전기금 93억 원을 모았다. 납입 완료액이 32억 원, 기부 약정액이 61억 원이다. 세부적으로는 특훈교수기금 3억 원, 첨단AI기반융합연구기금 3억 원 등이 포함돼 있다. 정용화 대외부총장은 "인재 유치와 양성, AI 융합 연구를 통해 GIST가 세계적 연구중심대학으로 도약하기 위한 초석을 놓고있는 것"이라고 설명했다. 정 부총장은 "기부가 줄을 잇고 있다"며 "최근에도 캠퍼스 내 입점 학생식당 운영업체 '락락' 박성미 대표가 발전기금 2천만 원을 기탁했다"고 22일 밝혔다. 기탁 행사는 지난 21일 행정동 5층에서 임기철 총장, 김상돈 교학부총장, 정용화 대외부총장, 김재관 대외협력처장을 비롯한 관계자들이 참석한 가운데 열렸다. GIST 기부금 액수 논란도 일었다. 지난 17일 KAIST에서 열린 국회 과학기술정보방송통신위원회 국정감사에서 정동영 의원(더불어민주당)이 "임 총장 취임이후 모은 발전기금 총액이 1천만 원으로 안다"고 지적해, 해명하는 해프닝이 발생했다. 이를 두고 주위에서는 망신을 주기 위한 '작위적인 질문' 아니냐는 의혹이 제기되기도 했다. 한편 임 총장은 취임 직후 발전기금 1억 원 기부를 약정한 뒤 매월 급여의 20%를 납부 중이다. 임기내 개인 약정액을 모두 채울 계획이다.

2024.10.22 09:51박희범

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