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양자·판기술·mRNA 등 6개 사업 '예타면제' 확정

소문만 무성하던 예비타당성조사 면제 대상이 6개 사업으로 최종 확정됐다. 과학기술정보통신부는 26일 류광준 과학기술혁신본부장 주재로 '2024년 제7회 국가연구개발사업평가 총괄위원회'를 열어 혁신·도전형 연구개발사업 4건과 우수 과학기술 인재 육성사업 2건에 대한 예비타당성조사(이하 '예타') 면제를 확정했다. 예타 면제 사업은 ▲양자 플래그십 ▲mRNA 백신 개발 ▲AI과학영재학교 개설 ▲미래 판기술 프로젝트 ▲지역혁신 선도기업 육성 ▲이공계 연구생활장려금 지원 등이다. 양자과학기술 플래그십 프로젝트 '선도국 수준의 기술 대도약 및 상용기술 개발역량 확보'를 위해 내년부터 오는 2032년까지 3개의 세부 목표를 정했다. 양자컴퓨팅에선 초전도‧중성원자 기반으로 1천 큐비트급의 확장 가능한 고신뢰도 양자컴퓨팅 핵심 요소기술 및 풀스택 시스템을 통합 개발하고, 이를 활용한 응용성과를창출하도록 할 방침이다. 양자통신에선 얽힘 기반 양자중계기와 신규 유망 양자메모리 플랫폼 기술을 개발한다. 분산형 양자 연산 원천기술과 표준화 과제를 통해 양자네트워크를 구현하도록 할 계획이다. 양자센싱에선 무(無)-지피에스(GPS) 양자항법, 양자 MRI, 반도체 미세결함 분석 등 고전센서 한계를 돌파하는게 목표다. 국방·첨단산업을 혁신할 세계 탑티어(Top-Tier) 핵심 원천기술 3개 이상 확보한다는 전략을 세웠다. GIST 부설 광주 AI 과학영재학교 신설 고등학생 단계부터 AI 과학영재 등 고급인재의 조기 확보를 지원할 계획이다. 광주지역 민원을 토대로 추진됐다. 대통령 지역공약 반영 등을 통해 공론화된 후, 국내 최초이자 유일한 과학기술원 부설 과학영재학교인 KAIST 부설 한국과학영재학교(KSA) 모델을 토대로 2023년부터 기획했다. 올해 1월 관련 GIST법 개정안 국회 통과로 예타 면제를 위한 법적근거가 확보됐다. 과기정통부는 GIST 부설 AI 과학영재학교 2027년 개교를 목표로 한다. 미래 판기술 프로젝트 내년부터 시동 미래 판기술 프로젝트(알키미스트 Ⅱ)는 5개 핵심분야를 중심으로 오는 2027년까지 3년간 연구테마를 순차 선정, 지원할 계획이다. 또 사업 성과의 조기 도출을 위해 기존 알키미스트 사업과도 연계해나간다는 복안이다. 과기정통부는 내년부터 이 사업을 본격 추진하기 위해 전문가 위원회 등을 거쳐 △생산자동화ㆍ로봇 △반도체ㆍ디스플레이 △에너지 △바이오ㆍ의료 △모빌리티를 미래 핵심전략분야로 발굴했다. 판기술은 판기술:신시장 창출 또는 기존 주력산업 혁신적 전환으로 우리 산업판도(版圖)를 재편할 수 있는 세계 최초・최고 수준의 기술・제품・서비스를 말한다. 팬데믹 대비 mRNA 백신 개발 지원사업 'mRNA 백신'은 병원체 유전물질의 일부를 체내에 주입, 면역반응을 일으키게 한다. 코로나 때 모더나 등이 이 방식으로 백신을 만들었다. 병원체의 유전정보만 알면 바로 백신 개발이 가능한 장점을 가지고 있다. 오는 2028년까지 'mRNA 백신 플랫폼'을 확보하기 위해, 가능성 높은 기업 중심으로 비임상부터 임상 3상까지 연구개발을 지원, 품목허가를 받도록 할 방침이다. 백신 개발 대상 감염병은 앞으로도 계속 백신을 구매할 것으로 예상되는 코로나19다. 사업계획과 최종 총사업비는 예타 조사에 준하는 '사업계획 적정성 검토'를 통해 확정한다. 지역혁신 선도기업 육성 사업 지역 경제 활력 제고와 지역별 주력산업 성장을 위해 비수도권 14개 시·도 중소기업 대상으로 기업 간 협력 및 혁신역량 강화 기술개발을 지원, 지역 선도기업을 육성하는 사업이다. 지역균형발전을 위한 사업추진 타당성이 인정돼 예타가 면제됐다. 이공계 대학원 연구생활장려금 사업 이공계 연구인력의 전략적 양성‧확보를 위해 국가 R&D, 민간 R&D 등 연구 활동 중인 이공계 대학원생의 경제적 안전망을 구축하는 사업이다. 글로벌 기술패권 경쟁과 국내 학령인구 감소 등에 대응하여 국가 정책적으로 높은 수준의 과학기술 연구인력확보가 시급함을 인정받아 예타가 면제됐다. 류광준 과학기술혁신본부장은 "이번에 예타가 면제된 6개 사업은 향후 4개월 동안 예타에 준하는 방식으로 진행되는 '사업계획 적정성 검토'를 통해 총사업비 등이 확정될 예정"이라고 말했다.

2024.08.26 18:01박희범

GIST-LG에너지솔루션-KETI, 화재없는 차세대 배터리 기술 개발

LG에너지솔루션과 GIST-KETI가 화재 위험이 거의 없어 꿈의 배터리로 불리는 '전고체 배터리' 신기술을 개발했다. 이 전고체 배터리는 양극과 음극 사이 액체 전해질을 고체로 대체하는 기술이다. 화재 및 폭발 위험도를 크게 낮출 수 있는 반면, 에너지 밀도는 극대화할 수 있다. 연구는 GIST 에너지융합대학원 김상륜 교수 연구팀과 LG에너지솔루션 연구팀, 한국전자기술연구원(KETI) 차세대전지연구센터가 공동으로 진행했다. 이들은 기존 아지로다이트(은, 게르마늄, 황이 결합된 희귀광물) 구조의 황화물계 고체 전해질이 갖고 있던 한계(불안정한 반응 등)를 극복했다. 고전압, 고전류에서도 우수한 안정성으로 구동된다. 연구팀은 "NCM(니켈, 코발트, 망간)/Li(리튬)을 양극재와 음극재로 사용하는 전고체 배터리의 고체 전해질을 제공할 수 있을 것"으로 기대했다. 수소화-황화물계 고체전해질을 통해 이 기술을 NCM/Li 전고체 배터리에 적용한 결과, 고전류 밀도에서 200회 충, 방전 후에도 쿨롱 효율이 100%에 근접하는 가역적인 방전용량을 나타냈다. 쿨롱 효율(Coulomb efficiency)는 전기화학적 장치에서 전기에너지를 화학에너지로 변환하는 효율을 나타내는 값이다. 김상륜 교수는 “향후 수소화물을 활용한 전고체 배터리뿐만 아니라 리튬이온 배터리, 소듐이온 배터리, 포타슘이온 배터리 등 의 차세대 배터리 기술 개발에 적용할 수 있을 것"으로 기대했다. 연구는 LG에너지솔루션이 지원하는 산학 공동연구 사업과 한국연구재단의 개인기초연구, 민군협력진흥원의 민군겸용기술개발사업의 지원을 받았다. 연구성과는 재료과학 분야 저명 국제학술지'ACS 에너지 레터스'에 (현지시간 8월21일)온라인으로 실렸다.

2024.08.22 21:53박희범

GIST-서울대, 유전자가위로 새 항암법 찾아…효능 최대72% 개선

국내 연구진이 유전자가위를 이용해 신규 항암 표적 발굴에 성공했다. 광주과학기술원(GIST)은 유전체 스크리닝 플랫폼과 종양 마우스 모델 기반으로 신규 항암 표적인 TPST2를 억제시켜 면역항암제의 치료 효능을 50~72% 정도 끌어 올리는데 성공했다고 14일 밝혔다. 항암치료에 면역관문단백질 치료(ICT; Immune checkpoint therapy)방법이 많이 쓰이지만, 내외재적 저항성이 발생한다. 연구진은 이를 극복하기 위해 크리스퍼 (CRISPR) 유전자가위 기반의 유전체 스크리닝 플랫폼을 활용했다. 또 이를 활용해 면역항암제 치료 반응성을 높일 수 있는 새로운 표적 'TPST2'를 발굴했다. 연구팀은 "'TPST2'억제가 암 치료의 면역 반응을 증대시켜 항암 효과를 경우에 따라 50~72%까지 극대화할 수 있다는 결론을 내렸다"고 말했다. 유방암, 두경부암, 난소암, 육종, 위암, 자궁내막암 환자에서 'TPST2' 발현이 높은 경우 예후가 더 좋지 않다는 것도 확인했다. 뒤집어 해석하면 'TPST2'억제가 암 면역 치료에 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 시사한다는 것이 연구진의 설명이다. GIST 박한수 의생명공학과 교수는 “기존 면역항암제가 잘 듣지 않는암환자를 대상으로 맞춤형 항암병용요법 치료 전략이 가능하다”고 덧붙였다. 서울대학교 조셩엽 의과대학 교수는 “이번 연구 성과는 'TPST2'가 암면역 억제자로서 새로운 항암 치료 표적으로 고려될 수 있음을 시사한다”고 말했다. 논문 공동제1저자는 서울대학교 의과대학 오유미 연구원, GIST 의생명공학과 김수정·김윤재·김현 학생 등이다. 연구는 한국신약개발사업단과 한국연구재단, 서울대학교 창의선도 신진연구자 과제, GIST 연구원 과제의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 암생물학 분야 국제학술지 모리큘라 캔서(Molecular Cancer) 8월2일자 온라인으로 게재됐다.

2024.08.14 10:42박희범

GIST, 창업경험 교수진 대거 참여 "신약개발 나선다"

광주과학기술원(GIST)이 창업경험을 가진 교수진 5명을 엮어 신약개발을 추진 중이다. GIST는 '인공지능(AI) 기반 중대분자 연구센터(연구책임자 화학과 안진희 교수)'주도로 신약개발 등에 나선다고 9일 밝혔다. 안진희 교수가 이끄는 'AI 기반 중대분자 연구센터'는 최근 과기정통부의 글로벌 선도연구센터 중 IRC(혁신 분야)에 선정됐다. 연간 50억 원 이내의 연구비를 최대 10년간 지원받는다. 전체적으로 500억 원 규모다. 지금까지 개발된 의약품은 크게 분자량 500 이하의 저분자 화합물 또는 항체, 단백질 의약품 등 대분자 의약품(또는 바이오 의약품)으로 분류되는데 이들의 중간 지대에 위치한 중대분자 영역은 새로운 신약개발 분야로 주목받고 있다. 이처럼 신약개발 분야에서 새로운 개척이 필요한 중대분자 영역에 관한 연구 주제를 제안한 안진희 교수는 중대분자 플랫폼을 구축하고 이를 바탕으로 원천기술을 연구하는 한편, 신약개발을 추진한다는 계획이다. 특히 개방형 혁신(open innovation) 전략을 추구하는 이번 연구에서는 기업이 필요로 하는 기술이나 아이디어를 대학 연구소, 산학연 협력연구를 통해 창출하게 된다. 'AI 기반 중대분자 연구센터'에는 GIST를 비롯해 산업체(㈜리가켐바이오사이언스, ㈜히츠)·연구소(한국화학연구원)·대학병원(서울대학교병원) 등 우수한 산·학·연·병 및 국제연구그룹(Caltech, Harvard Medical School 등)이 참여한다. 또 회사 창업 경험을 가진 GIST 교수진으로 ▲화학과 안진희 교수(㈜제이디바이오사이언스) ▲생명과학부 김용철 교수(㈜펠레메드) ▲의생명공학과 박한수 교수(㈜지놈앤컴퍼니) ▲전기전자컴퓨터공학부 김홍국 교수(㈜오니온에이아이) ▲화학과 김민곤 교수(㈜지엠디바이오텍) 등이 참여했다. 안진희 교수는 “대한민국 '3대 게임 체인저 기술' 중 하나인 첨단바이오 분야의 산업 발전을 위해 중대분자 영역에서의 연구 혁신을 이루어 낼 것”이라며 “국내외 다양한 연구기관과의 장기적 협업이 무엇보다 중요한 과제”라고 밝혔다.

2024.08.09 11:09박희범

스타크래프트 II 상황추론 속도 1만 배↑...주식거래 응용 가능

실시간전략게임 '스타크래프트 II'의 상황 추론 속도를 기존 대비 1만배 이상 개선할 수 있는 방법을 국내 연구진이 찾았다. 주식거래나 자율주행, 위험예측 등 실세계 응용 문제 해결을 위한 의사결정에 활용 가능해 연구성과에 관심이 쏠렸다. 광주과학기술원(GIST)은 AI대학원 안창욱 교수 연구팀이 몬테카를로 트리 탐색(MCTS) 기법을 그동안 적용 불가능했던 실시간 게임 환경에서 구현하는데 성공했다고 26일 밝혔다. '몬테카를로 방법'은 함수의 값을 확률적으로 계산하는 알고리즘이다. 카지노와 도박장으로 유명한 몬테카를로에서 유래한 말이다. 'MCTS'는 몬테카를로 방법을 기반으로 한 트리 탐색 알고리즘이다. 효과적인 상황 예측 기법이지만, 많이 복잡하다. 스타크래프트와 같은 실시간 전략 게임(RTS)에는 적용 자체가 불가능했다. 연구팀은 새로운 강화학습법을 통해 가상으로 재현된 게임 데이터를 학습하는 방법으로 대체 모델을 구축했다. 또 이를 활용해 시뮬레이션 일부 결과만으로 상황 예측에 대한 기대값을 추정할 수 있는 대체 모델 기반 MCTS 기법을 설계했다. 이동현 AI대학원 박사과정생(공동 제1저자)은 "기존 MCTS와는 달리 대체 모델을 활용해 게임 내 상태에 대한 기대값을 시뮬레이션 없이 바로 추정할 수 있다"며 "몇 분~몇 시간 걸리던 시뮬레이션 추론 시간을 밀리초(1천분의 1초)~초 단위 범위로 줄이는 데 성공했다"고 말했다. 연구팀은 또 연구 확장성과 재현성을 높이기 위해 대체 모델 학습을 위한 데이터 수집과 스타크래프트 II에서 데이터 분석이 가능한 자체 소프트웨어도 구현했다. 전남대 김만제 AI융합대학 조교수(공동 제1저자)는 "수집된 데이터를 기반으로 대체 모델을 학습한 후 적용한 결과, 게임의 진행 결과를 기존 MCTS 대비 1만 배 빠르게 예측했다"고 설명했다. 안창욱 교수는 “MCTS로 실시간 게임 환경에서 각 개체의 실시간 행동(예, 공격, 후퇴 등) 결정을 가능하게 했다는 데 의의가 있다”며 “향후 상충하는 실세계 응용 문제(자율주행, 주식거래 등)를 푸는데 활용될 수 있을 것"으로 기대했다. 이 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 정보통신기획평가원(IITP) 인공지능대학원 사업의 지원을 받았다. 연구결과는 다학제 공학 분야 상위 2.5% 국제학술지 '엔지니어링 어플리케이션 오브 아티피셜 인텔리전스' 7월1일자로 게재됐다.

2024.07.26 03:08박희범

[인사]광주과학기술원(GIST)

▲ 실험동물자원센터 센터장 박대호 ▲ 융합기술원 원장 윤정원 ▲ 행정안전처 처장 전상훈 ▲ 감사부 부장 오승희

2024.07.25 23:42박희범

GIST-현대차, 리튬 배터리 '폭발' 해결...성능은 2배 ↑

국내 연구진이 리튬금속전지의 고질적인 배부름(스웰링)과 폭발 현상을 해결할 수 있는 방법을 찾았다. 전지 성능도 2배 이상 개선했다. 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 신소재공학부 엄광섭 교수팀이 현대자동차 배터리연구팀과 함께 고에너지 리튬금속전지의 고질적인 부피팽창 문제를 해결하고, 충방전 내구성을 향상시키는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 리튬 음극 소재를 흑연에서 리튬 금속으로 대체한 리튬금속전지는 이론적으로 리튬이온전지 대비 10배 더 높은 음극 용량을 구현할 수 있다. 그러나 리튬금속전지는 충·방전이 계속되면 리튬 수지상 결정이 성장하면서 분리막을 뚫고 나와 전지 단락 및 리튬 도금을 일으키고, 부피 팽창과 함께 배터리가 부풀어 오른다. 내부 압력이 증가하면서 폭발 위험도 발생한다. 리튬수지상결정은 충전과정에서 리튬이 도금반응을 일으켜 뾰족한 수지상 결정 모양으로 성장하는데, 이를 나뭇가지처럼 뾰족한 모양이라고 해서 덴드라이트라고 부른다. 연구팀은 우선 후라이팬 코팅제 등으로 쓰이는 폴리테트라플루오로 에틸렌(Polytetrafluoro ethylene)으로 다공성 구조를 설계했다. 간단한 자가-고분자화 반응을 통해 3차원 구조체 표면에 폴리도파민(Polydopamine)을 코팅했다. 폴리도파민은 홍합에서 유래한 접착제의 일종이다. 연구팀은 "이 구조체를 리튬금속 음극으로 활용한 결과, 기존의 구리 대비 2배 이상의 에너지 밀도와 2배 정도의 수명을 갖는 리튬금속전지를 만드는 데 성공했다"고 밝혔다. 기존의 구리 집전체는 60회 충·방전 사이클부터는 발현 용량이 거의 0에 가깝다. 반면 새로 개발한 3차원 고분자 구조체를 도입한 리튬금속 음극은 75회 충·방전 사이클 이상에서도 초기 용량 대비 90% 이상의 안정적인 성능을 보였다. 특히, 고분자 구조체를 활용한 연구팀의 NCM(니켈·코발트·망간) 양극 기반 리튬금속전지는 기존 리튬이온전지보다 2배 이상 큰 최대 801 Wh/L의 방전 기준 에너지 밀도를 보였다는 것이 연구팀의 설명이다. 조진현 신소재공학과 석박사통합과정생(4년차, 논문 제1저자)은 "자가-고분자화 과정을 통해 간단히 고분자 코팅을 할 수 있다"며 "모든 종류의 다공성 구조체에 적용시킬 수 있을 것"으로 기대했다. 엄광섭 교수는 “충·방전 동안에 일어나는 불균형한 돌기 형성과 그로 인한 부피 팽창 문제를 해결할 수 있는 새로운 대안을 제시한 것"이라고 말했다. 연구는 현대엔지비(NGV)를 비롯한 한국연구재단, GIST 중앙기기연구센터(GAIA)의 지원을 받았다. 연구 성과는 화학공학 분야 국제 학술지 '화학 공학 저널(Chemical Engineering Journal) 온라인(6월22일자)에 게재됐다.

2024.07.16 14:39박희범

상처에 뿌리기만 하면... 근육 재생 효과 "기존 2배"

상처에 뿌리기만해도 손상된 근육 재생을 촉진하는 분말형 수화젤이 개발됐다. 수화젤을 개발한 GIST 이재영 신소재공학부 교수는 "시험결과 근육 재생 효과는 기존 대비 2배, 지혈 및 접착 효과는 기존 대비 5배정도 되는 것을 확인했다"고 말했다. 이 교수는 상용화와 관련해 "소재가 천연 고분자여서 허가 과정이 상대적으로 용이할 것"이라며 "지혈제 및 근육을 포함한 다양한 조직 치료용 소재로 몇몇 회사와 추가 연구를 통한 상용화 개발을 논의 중"이라고 밝혔다. 충돌이나 낙상 등에 따른 외상성 사고는 근육 손실을 초래한다. 체중의 약 30~40%를 차지하는 골격근은 한번 손실이 일어나면 장기간 장애로 이어질 수 있다. 연구팀은 수분이 많은 환경에서도 우수한 접착성을 갖도록 천연고분자 산화 덱스트란과 젤라틴을 혼합한 후 300㎛이하의 입자로 분쇄했다. 이 입자는 손상된 근육 조직 표면 혈액과 체액을 흡수해 자발적으로 수화젤을 형성한다. 용매 및 체액 흡수 이후, 도포 부위에서 5분 내로 수화젤을 형성한다. 이 수화젤은 피부조직에서 10㎪의 접착성을 나타냈다. 현재 의료용으로 이용되는 생체용 접착제인 피브린글루(2㎪) 대비 5배 가량 높은 접착성을 보였다.지혈 효과는 아무런 조치를 하지 않은 그룹에 비해 15배, 피브린글루에 비해 5배 정도 효과가 좋았다. 연구팀은 "습한 환경이나 물속에서도 안정적으로 우수한 접착성을 유지했다"며 "근육세포 및 혈액에 대해 우수한 생체적합성을 확인했다"고 설명했다. 연구팀은 "실험용 마우스를 대상으로 이 수화젤을 도포한 경우 3주만에 근육 섬유화가 줄어 들었다"며 "근육 조직내 신생혈관은 증가하고, 염증 반응은 감소했다"고 덧붙었다. 또 피브린글루로 치료한 그룹보다 근육 조직이 2배 이상 더 많이 회복한 것도 확인했다는 것이 연구팀 설명이다. 이재영 교수는 “수분이 있는 환경에서도 손쉽게 도포 가능하다”며 “신체 조직과 유사한 기계적 성질을 가져 조직 공학용 지지체(스캐폴드), 조직재생 등 여러 가지 생체재료 분야에 응용될 것"으로 기대했다. 연구에는 이민규 박사와 서다운 박사과정생이 제1저자로 참여했다.한국연구재단 중견연구자지원사업과 나노 및 소재 기술개발사업의 지원을 받았다.생체 재료 분야 상위 1% 논문인 '바이오액티브 머티리얼스(Bioactive Materials)' 6월 14일자로 게재됐다.

2024.07.11 13:13박희범

GIST, 국제AI음향인식대회 2개부문서 수상

광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)이 국제 AI 음향 인식 대회인 'IEEE DCASE(국제 음향 장면 및 이벤트 탐지분류) 2024 챌린지'에서 2개 팀이 각각 1위와 3위를 차지했다. GIST는 이 대회의 '언어질의 기반 오디오 소스 분리(Language-Queried Audio Source Separation) 부문' 1위와 '실내 음향 이벤트 탐지 부문' 3위를 차지했다고 9일 밝혔다. 이 대회는 국제전기전자공학회(IEEE) 산하 신호처리소사이어티(AASP)가 2013년부터 개최한다., 인공지능(AI)을 이용해 소리를 듣고 상황을 판단하는 음향 인식 기술을 겨룬다. 올해는 4월 1일부터 6월 15일까지 약 3개월간 108개의 유수 기관 및 대학이 참가해 음향 장면 인식, 기계 이상 진단 확인 등 10개 분야에서 경쟁했다. 오디오지능연구실(AiTeR) 학생들로 구성된 'GIST-AunionAI' 팀(석박통합과정 송윤아·석박통합과정 이도현 학생, 김홍국 교수)은 오디오 소스 분리 부문으로 출품해 1위에 올랐다. 김홍국 교수의 창업 회사인 오니온에이아이(AunionAI)의 지원을 받았다. 또한, 한화비전 연구원과 함께 구성된 'GIST-한화비전 팀'(GIST의 석사과정 손상원, 석박통합과정 박종연, 김홍국 교수, 한화비전의 노승인 상무, 임정은 수석연구원,슐라이만 베살 연구원)은 음향 이벤트 탐지 과제(DCASE Task 4)에서 3위를 차지했다. 김홍국 교수는 “LLM 기반 오디오 생성 및 인식 AI 모델을 지속적으로 개선해 나갈 것"이라며 "이를 다양한 분야에 적용하여 편리하고 안전한 삶을 위한 기술 발전에 기여할 것"이라고 말했다.

2024.07.09 10:26박희범

GIST, 체내 삽입용 의료기기 부작용 "반으로 줄여"

실시간 혈당측정센서 등 체내 삽입용 의료기기의 부작용을 절반 가까이 줄일 수 있는 기술이 개발됐다. 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 신소재공학부 이재영·태기융 교수 공동연구팀이 이물면역반응을 효과적으로 감소시키는 기술을 실험실 수준에서 개발했다고 2일 밝혔다. 연구팀은 체내에 들어가는 이식형 생체전극에 항산화 물질을 도입한 결과 염증성 반응을 효과적으로 완화하고, 장기간 안정성을 유지하는 데 탁월한 효과를 보였다"고 설명했다. 생체전극은 심전도·뇌전도 등 생체 신호를 기록하거나 근육·신경 등에 전기적 자극을 가하는 의료용 전자소자의 핵심 부품이다. 실시간 혈당측정센서나 인공 심장 박동기 등에 많이 쓰인다.· 그러나 생체전극 주변에 대식세포가 모여들어 두꺼운 상처 조직을 형성하기 때문에 전기 신호 전달을 방해 한다는 것이 문제였다. 연구팀은 이 문제 해결을 위해 헤모글로빈에서 유래한 강력 항산화 물질인 헤민(hemin)을 생체전극의 소재에 도입했다. 헤민의 낮은 친수성(親水性) 문제도 해결했다. 생체 고분자인 헤파린(heparin)에 헤민을 화학적 결합으로 접합했다. 연구팀은 "합성된 헤민-헤파린 접합체(hemin-conjugated heparin)는 물에 쉽게 녹는 특성을 보여 전기전도성 고분자인 폴리피롤(polypyrrole) 박막에 도판트로 활용 가능하다"며 "폴리피롤 생체전극이 항산화 효능을 보였다"고 말했다. 도판트는 반도체를 p형 또는 n형으로 바꾸기 위해, 또는 이미 존재하는 불순물의 효과를 보상하기 위해 첨가하는 또다른 '불순물'이다. 실험 결과 식세포 내부 활성산소종의 양은 기존 금 전극 대비 73% 감소했다. 염증성 사이토카인(IL-6) 생성도 91% 감소했다. 생체전극에 모여드는 염증성 대식세포 비율은 금 전극 대비 20% 감소했다.사이토카인은 세포 분화에 관여하는 혈액속 면역 단백질이다. 이상훈 KIST 생체재료연구센터 박사후연구원은 "중요한 건 상처조직 두께가 47% 줄었다는 것"이라며 "20일간 신호 민감도 손실이 없었다"고 덧붙였다. 이재영 교수는 “생체 전극에 항산화능을 도입한 점을 높이 평가한다"며 "다양한 형태의 이식형 전자의료기기에 적용 가능한 높은 범용성을 지닌다”고 밝혔다. 연구결과는 신소재공학부 이재영·태기융 교수가 공동 지도했다. 이상훈 박사후연구원과 민기윤 박사(미국 조지아 GIT 근무)가 공동 제1저자다. 재료공학 및 화학공학 분야 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널 (Chemical Engineering Journal)'에 6월 5일 게재됐다.

2024.07.02 09:48박희범

공군, "양자암호체계 완성…실증사업 진행중"

"공군은 이미 양자암호체계를 완성했다. 내년이면 군 전력에서도 큰 변화가 올 것으로 예상한다." 25일 열린 '퀀텀코리아 2024'의 양자와 국방안보 세션에서 공군 측 패널로 참석한 공군본부 정책실 유기필 미래기획센터장은 "양자암호 개발을 완료하고, 현재 실증사업을 진행중"이라며 "조만간 확대적용할 계획"이라고 말했다. '퀀텀코리아 2024'가 '양자로 느끼고, 사고하고, 소통하는-양자로 연결되는 세상'을 주제로 오는 27일까지 일산 킨텍스 제2전시장에서 사흘간의 여정에 들어갔다. 이날 250여 명이 참여한 개막식에서 김재완 '퀀텀코리아 2024' 조직위원장은 "우리나라는 나노와 디지털을 넘어 양자의 세계를 향한 대도약을 시작했다"며 "현대 양자역학이 등장한지 100년, 양자얽힘 제안 90년, 벨 부등식 60년이 된 올해 양자 상용화가 앞으로 나아가고 있다"고 양자에 대한 기대를 드러냈다. 고동진 국민의힘 의원은 축사에서 "10년 전 유럽 출장에서 임원들이 제게 묻기를 양자컴퓨팅이 가져올 세상을 어떻게 보고 있느냐는 질문을 해왔다. 이 때 내가 한 대답이 "애가 둘인데, 왜 양자를 생각하냐"고 답한 적이 있다"며 "그 땐 나도 몰랐지만, 그 변화가 지금 현실이 되고 있다"고 언급했다. 고 의원은 "양자가 우리 삶을 완전히 바꿔놨다"며 "AI나 반도체에 양자가 더해져 향후 어떤 변화가 올지 상상하기도 어렵다"고 덧붙였다. 이어 최재윤 KAIST 교수와 GIST 이상윤 교수 등 9명에 대한 공로 표창을 황판식 과기정통부 연구개발정책실장이 장관을 대신해 수여했다. 표창 수상자는 이들 외에 △국가보안기술연구소 지세완 △SK텔레콤 김동우 △한국과학기술연구원 임향택 △한국과학기술정보연구원 함재균 △미래양자융합센터 김효실 △LG전자 김성혁 △한국전자통신연구원 방정호 박사 등이다. 양자정보경진대회 시상도 진행됐다. 대상은 △'큐비트의 화살'(이승우/강이수/신명진(이상 KAIST) △이태연(숙명여대) △김미루(숭실대) 등이 △'퀀텀붐은 온다(황승재/김민석/백승재/최준재/곽재원(이상 광주과학기술원)'가 차지했다. 특별강연에서는 하버드 대학 미카일 루킨(Mikhail Lukin) 교수가 '양자컴퓨팅의 새로운 지평'을 주제로 '오류수정 기술이 적용된 양자 알고리즘'에 대해 자세히 설명했다. 미카일 루킨 교수는 "48개의 논리 큐비트와 수백 개의 논리 게이트를 사용해 복잡한 스크램블링 회로를 수행할 수 있음을 입증했다"며 "100개의 큐비트를 제어하는 수준까지는 왔다"고 덧붙였다. 미카일 루킨 교수는 큐에라 컴퓨팅과 퀀텀 다이아몬드 테크놀로지 공동 창업자다. 이어 과학 유튜버 궤도와 가수 이장원(페퍼톤스)이 함께하는 퀀텀 토크 콘서트가 진행됐다. 한편 컨퍼런스 세션에서는 200여 명이 참석한 가운데 이날 양자와 관련한 국가별 전략 및 글로벌 협력과 양자와 국방안보를 주제로 연사 발표와 열띤 토론이 전개됐다.

2024.06.25 18:51박희범

'지스트래커', 제1회 육해공 무인이동체 챌린지서 '최우수상'

과학기술정보통신부와 한국연구재단, 한국무인이동체연구조합이 주최한 제1회 육해공 무인이동체 챌린지에서 '지스트래커(GISTracker)'팀이 I부문('탐지-식별-추적' 임무)에서 최우수상을 수상했다. GIST는 지난해 6월부터 올해 5월까지 진행한 이 행사에서 기계공학부 학생으로 구성한 '지스트래커'팀이 최우수상인 한국연구재단 이사장상과 상금 1천만원을 받았다고 23일 밝혔다. 수상자는 GIST 기계공학부 소속으로 △진혁 석사과정생 △심준기·이권열 석사 졸업생 △송채훈 학사과정생 등 4명이다. 이들은 고성능 PTZ 카메라를 활용한 MPC(Model Predictive Control) 기반의 추적(tracking) 제어 기술과 CNN(Convolution Neural Network) 기반의 불법 드론 탐지 및 식별 기술을 출품했다. 하늘에 새가 지나가거나 외부에 갑작스러운 상황이 발생할 경우 탐지-식별-추적 과정이 유기적으로 작동하도록 한 점과 안티 드론 기술이 높은 평가를 받았다. '지스트래커' 박진혁 학생은 “앞으로 관련 주제를 더 깊이 있게 연구해 논문을 발표할 예정”이라고 밝혔다.

2024.06.23 11:26박희범

"옷에 쓸리기만 해도 극심한 통증"…새 원인 찾았다

옷에 쓸리기만 해도 극심한 통증을 느끼는 신경병증성 통증 원인이 새로운 관점에서 규명됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 뇌과학연구소 남민호 박사 연구팀이 광주과학기술원(GIST) 김형일 교수 연구팀과 공동으로 신경병증성 통증을 유발하는 핵심 기전을 새롭게 규명하고, 맞춤형 치료 방법 및 모니터링 타깃을 제시했다고 18일 밝혔다. 기존에는 신경세포의 신호전달 물질을 조절하는 방법으로 신경병증성 통증을 치료했다. 그러나 이번에 연구팀이 새로 규명한 내용은 비신경세포인 별세포가 중추신경계 신경전달물질인 '가바(GABA)'를 과도하게 생성 및 분비하기 때문에 신경병증성 통증이 유발된다는 것이다. '가바'는 일반적으로 주변 신경세포의 활성과 대사를 억제시키는 역할을 한다. 그러나 신경병증성 통증이 발병한 경우, '가바'의 분비로 신경세포의 특정 단백질인 'KCC2 운송체'의 발현이 줄어 신경세포의 염화이온 농도가 높아진다. 역설적이게도 이런 작용이 신경세포를 과도하게 활성시키는 '지속적 흥분(Tonic Excitation)' 현상을 일으키더라는 것. 연구팀은 또 방사성동위원소로 표지된 포도당을 이용한 PET(양전자단층촬영)을 통해서 별세포의 '가바'에 의한 신경세포의 '지속적 흥분'을 시각화하는 데도 성공했다. 연구팀은 별세포가 발현하는 마오비(MAOB) 효소를 활용해 가바 생성을 억제한 이후에는 척수에서의 포도당 대사도 정상 수준으로 회복되는 것을 관찰했다. 남민호 KIST 선임연구원은 "신경병증성 통증 환자의 예후 관리에 도움이 될 것으로 기대한다"며 "다만, 마오비(MOAB) 억제제의 신경병증성 통증 치료 효과 및 안정성을 확보하기 위해선 임상실험 단계를 거쳐야 한다"고 설명했다. 조종욱 GIST 의생명공학과 박사후과정은 "신경병증성 통증 환자가 전 인구의 10%나 된다"며 "임상적으로 큰 의미가 있다"고 말했다. 이 연구는 KIST 주요사업 및 뇌질환극복연구사업, 세종과학펠로우십 등으로 수행됐다. 연구결과는 SCI에 등재된 국제 학술지 'EMM(Experimental & Molecular Medicine) 최신호에 게재됐다.

2024.06.19 12:01박희범

박주선 대한석유협회장, GIST에 1천만 원 기탁

박주선 대한석유협회장(전 국회 부의장)이 최근 GIST에 1천만 원의 발전기금을 기탁했다. 박 회장은 지난해 GIST 발전후원회 제2대 회장으로 위촉됐다.

2024.06.05 09:03박희범

한국훔볼트회장에 GIST 이재영 지구‧환경공학부 교수 선임

광주과학기술원(GIST)은 지구‧환경공학부 이재영 교수가 독일 국제학술재단인 '알렉산더 폰 훔볼트 재단'의 한국훔볼트회 회장으로 선임됐다고 4일 밝혔다. 회장 임기는 지난 달 11일부터 2년 간이다. 알렉산더 폰 훔볼트(1769-1859)는 전 세계를 누비며 생물학과 자연지리학을 연구한 독일 과학자다. 홈볼트의 정신을 기리기 위해 지난 1860년 훔볼트 재단이 만들어졌다. 이 재단은 매년 전 세계의 연구자 중 2천 명을 선발해 공동연구 기회를 주고 있다. 한국훔볼트회(Humboldt Club Korea)는 훔볼트 재단의 연구 장학금과 훔볼트 학술상을 받은 국내 학자 400여 명으로 구성돼 있다. 한편 한국훔볼트회는 오는 2026년 4월 독일 훔볼트 재단과 함께 GIST에서 '훔볼트 컨퍼런스'를 개최한다. 이재영 신임 회장은 2001년 독일 베를린 막스플랑크연구소에서 박사학위를 받았다. 전극촉매 전문가다.

2024.06.04 14:12박희범

조천호 전 기상과학원장, GIST 조찬포럼 강연

조천호 전 기상과학원장이 28일 GIST가 마련한 5월 초찬 포럼에서 '기후위기에서 담대한 전환으로'를 주제로 강연했다. 조 전 원장은 국립기상과학원이 처음 도입한 탄소 추적 시스템 권위자이다. 이날 강연에서 조 전원장은 "기후 위기 대응은 더 이상 미래 세대가 아닌 현재를 살아가고 있는 우리 얘기"라며 "기후위기에 대응하지 않는다면, 경제위기가 먼저 올 것이다. 더 효율적인 에너지 대 전환을 통해 지속가능성을 추구해야 한다”고 강조했다.

2024.05.29 13:52박희범

GIST 함병승 교수 '무한대 양자센싱' 범용 이론 제시

국내 연구진이 기존의 양자 이론과는 다른 새로운 '초해상 양자센싱' 범용 이론을 제시해 관심이다. 논리의 핵심은 양자로 무한대 센싱이 가능하다는 얘기다. 광주과학기술원(GIST)은 양자메모리 분야 석학인 함병승 전기전자컴퓨터공학부 교수가 기존 양자센싱(Quantum Sensing)의 단점인 해상도의 한계를 극복하고 고전 센서와도 호환 가능한 새로운 개념의 '초해상 양자센서' 범용 이론을 제시했다고 23일 밝혔다. 여기서 말하는 해상도는 양자의 변화를 측정, 판별할 수 있는 갯수를 의미한다. 함병승 교수는 "기존 양자센싱의 해상도는 기껏해야 N=20 미만이었으나 이번 연구를 통해 이를 사실상 무한대로 확장하는 데 성공했다"고 말했다. N=20은 양자 판별 가능한 경우가 20가지라는 의미다. 그런데 함 교수는 이를 무한대로 확장할 수 있는 신개념을 내놨다. 함 교수는 최근 발표한 '양자지우개'에 대해 선형광학(Linear Optics)을 이용한 위상조절변환의 일반해를 구해 '초해상 양자센싱'에서 N을 현재 양자센서가 도달 불가능한 사실상 무한대(N 100) 수준으로 일반화했다. 양자지우개는 양자역학에서 머릿속 생각으로 진행하는 사고실험(Thought experiments) 중 하나다. 양자가 지닌 '파동-입자 이중성'과 불확정성 원리에 대한 특성을 보여준다. 이 이론에 따르면 초해상 양자센싱 이론은 양자의 파동적 성질에 기초한다는 설명이다. 따라서 빛의 파동을 이용하는 기존의 모든 간섭계 기반 센서와 호환 가능하다. 기존 양자센싱 이론은 양자의 입자와 파동이라는 이중적 성질과 얽힘으로 설명해 왔다. 함 교수는 "양자센싱의 '입자성'과는 양립할 수 없는 이론"이라며 “이번 연구 성과는 궁극적으로 현재 통용되는 고전 기술과 양립할 수 있는 양자정보기술의 토대가 될 수 있을 것"으로 기대했다.

2024.05.23 22:44박희범

[인사]광주과학기술원(GIST)

▲김영준 생명과학부 학부장 ▲이재영 실험동물자원센터장(신소재공학부 교수)

2024.05.09 21:40박희범

김영하 작가 GIST서 AI 주제 특강

GIST는 오는 21일 오후 2시부터 3시 50분까지 오룡관 303호에서 김영하 작가를 초청하는 특별강연회를 개최한다. 김 작가는 이날 '인공지능 시대의 창의성'을 주제로 강연한다. 김영하 작가는 지난 1995년 '거울에 대한 명상'으로 등단했다. 장편소설 '나는 나를 파괴할 권리가 있다'로 제1회 문학동네 작가상을 수상했다. 역사, 스파이, 범죄, SF까지 다양한 소설을 썼다. 이날 강연회에는 총 270명만 선착순 입장 가능하다.

2024.05.09 21:32박희범

홍합 방식으로 나노입자 10초 내 조립…대량생산 가능

홍합은 물속에서 '족사'라는 털처럼 생긴 단백질을 방출해 바위에 단단하게 붙는다. 이 족사가 접착제 역할을 한다. 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 정현호 전기전자컴퓨터공학부 교수 연구팀이 홍합의 수산기 분리 메카니즘에서 아이디어를 얻어 새로운 방식의 나노입자 조립 기술을 고안했다고 30일 밝혔다. 기존의 나노입자 조립 기술은 전처리 및 시간 단위의 긴 공정이 필요했다. 이 때문에 산업적인 대량 생산이나 상용화에 요구되는 속도(1~20m/분)를 달성하는 데 한계가 있었다. 연구팀은 양성자 보조 정전기적 방법으로 나노입자 부착 속도를 크게 향상시켰다. 기존 대비 최대 1000배 속도로 몇 초 내 조립이 가능하다는 설명이다. 연구팀은 또 이 방법으로 전체 웨이퍼에 걸쳐 선택적으로 나노입자를 조립하는데 성공했다. 균일성과 일정한 정전기적 성능을 유지할 수 있기 때문에 공정상 발생하는 부분 결함은 재코팅으로 해결했다. 또 원하는 공간에 입자를 가져다 놓아 특정 패턴 제작이 가능한 '픽 앤 플레이스' 등의 다양한 광학 효과도 구현한다. 정현호 교수는 “빠르고 쉬운 나노입자 조립을 통해 고성능 나노소자의 산업 생산 간 격차를 줄이는 효율적인 솔루션이 될 것"으로 기대하며 "광학 의료 진단기기, AR/VR 기술, 광통신 시스템과 같은 첨단 장치 및 기술이 실제 삶에 적용될 수 있는 새로운 돌파구가 될 것"이라고 말했다. 이 연구는 김도은 박사과정 연구원이 제1저자로 등록됐다. 재료 분야 국제학술지 '어드밴스트 머티리얼즈(Advanced Materials)' 4월 18일자 권두삽화 (Frontispiece)로 선정됐다. 예산은 한국연구재단(NRF) 나노 및 소재기술개발사업 및 박사과정생연구장려금지원사업, GIST-MIT 공동연구사업, 과학기술원공동사무국의 공동연구 프로젝트의 지원을 받았다.

2024.04.30 14:28박희범

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