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KAIST "인공신경망 모델로 양자역학적 고성능 과학계산 세계 첫 성공"

국내 연구진이 인공지능을 활용해 양자역학적 고성능 컴퓨터 시뮬레이션 계산 시간을 획기적으로 단축하는데 성공했다. KAIST(총장 이광형)는 전기및전자공학부 김용훈 교수 연구팀이 원자 수준 양자역학적 계산에 필요한 복잡한 알고리즘을 우회하는 3차원 컴퓨터 비전 인공신경망 기반 계산 방법론을 세계 최초로 제시했다고 30일 밝혔다. 물질·소재 시뮬레이션에는 △공간-시간 레벨 또는 스케일에 따라 ㎚ 수준에서의 양자역학적 계산 △, 수십~수백 ㎚ 규모의 고전역학적 힘장(force fields) 계산 △거시적 규모에서의 연속체 역학 계산 및 서로 다른 스케일의 시뮬레이션들을 혼합하는 계산 등 다양한 방법론들이 활용된다. 최근에는 기계학습 기법을 도입해 시뮬레이션을 급가속하기 위한 연구가 활발하다. 그러나 상위 스케일 시뮬레이션의 근간을 이루는 양자역학적 전자구조 계산에 기계학습 기법을 도입하는 연구는 아직 미진했다. 이에 연구팀은 3차원적으로 분포된 화학결합 정보를 합성곱신경망(convolutional nueral network, CNN)으로 나타낼 수 있는 'DeepSCF' 방법론을 개발했다. 합성곱신경망은 시각 영상과 같은 데이터를 처리하는 데에 적합한 구조를 가진 심층학습(deep learning) 신경망의 한 종류다. 연구진은 탄소나노튜브 기반의 DNA 염기서열 분석 소자 모델에 딥SCF 방법론을 적용한 결과 고전역학적 원자 간 힘뿐만 아니라 화학 결합의 정보를 담고 있는 잔여 전자밀도 및 전자 상태밀도(density of states, DOS)와 같은 양자역학적 전자구조 특성을 SCF 과정을 수행하는 표준 DFT 계산 결과에 대응되는 정확도로 빠르게 예측하는데 성공했다. 김용훈 교수는 "인공지능을 활용한 물성 연구 및 나노소재·소자 설계의 기반 원리를 제공할 뿐만 아니라 첨단 인공신경망 모델을 고성능 과학계산에 효율적으로 활용하는 일반적인 아이디어를 제시한 것"이라며 "인공지능의 과학·기술 응용 분야 전반의 발전에 중요한 단초를 제공할 것"으로 기대했다.

2024.10.30 22:56박희범

"이미지 속 데이터 완벽 보안 등 KAIST 진흙 속 '진주'같은 기술 관심"

"이미지 속에 이미지를 숨기는 보안 기술에 대해 들어봤을 것이다. 우리는 해커가 들여다봐도 데이터가 어디 있는지, 설령 어디 있는지 알아도 무엇인지 알수 없다." KAIST가 30일 코엑스에서 마련한 '2024 KAIST 테크페어(Tech Fair)'에서 첫 번째 기술 소개에 나선 김준모 전기및전자공학부 교수는 '인공신경망을 이용한 다중 모달리티 다중 데이터 스테가노그래피 및 보안 전송 기술'을 소개해 관심을 끌었다. 이날 열린 테크페어에서는 기술사업화 8개 기술과 교원창업 기술 5개를 기업인과 VC등을 대상으로 소개가 이루어졌다. 김준모 교수가 공개한 기술은 이미지 등에 인공신경망을 이용해 다양한 모달리티(이미지, 영상,오디오,3D 등)의 데이터를 숨기는 스테가노그래피 기술이다. 김준모 교수는 "기존 스테가노그래피 방식과 달리, 데이터 용량이나 왜곡, 보안성에서 우수한 성능을 나타낸다"며 "이미지 데이터에 음성 데이터를 숨기면 그림으로 봐서는 뭘 감춰 놨는지 파악이 안된다"고 설명했다. 그만큼 보안이 뛰어나다는 설명이다. 100만 화소의 픽셀에도 파라미터 40만 개 정도만 있으면 될만큼 효율이 좋아 저전력 기기나 모바일 환경에서 유용하다고 소개했다. 응용분야로는 환자정보 보호 및 보안 전송이 필요한 의료분야나 기밀 데이터 교환이 필요한 기업과 그외에 디지털 저작권 보호, 국가 보안 분야 등을 꼽았다. 기술사업화의 정도를 볼 수 있는 기술성숙도(TRM)은 4단계라고 소개했다. 이어 김성진 기계공학과 교수가 '초열전도체 설계 기술'을 설명했다. 이 아이템은 이 행사에 참석한 100여 명의 청중으로부터 질문이 가장 많이 쏟아진 아이템이다. 김 교수는 이 기술에 대해 한마디로 "냉각기술"라며 "지난 9년 간 600만 달러를 투입해 기술 개발했다"고 설명했다. 김 교수는 "윅 구조가 필요없는 새로운 개념의 진동형 히트파이프(PHP)"라며 "단순한 구조라 다양한 폼팩터로 제작이 용이하다"라고 말했다. 김 교수가 소개한 PHP는 고압 유체를 작동 유체로 사용하기 때문에 채널 내에서 다상 유동이 활발히 발생하는 특성이 있다. 열성능이 유난히 높다. 진동에 따라 유체에서 공기방울이 발생해 유효 열전도도가 월등하다. "열전도도는 구리보다 사실 다이아몬드가 더 뛰어난데, 유효 열전도도를 보면 구리가 500, 다이아몬드가 2천 정도 됩니다. 그런데 우리가 개발한 마이크로 PHP는 구리 대비 22.5배나 뛰어난 9천 W/m-K의 열전도도를 갖고 있습니다." 김 교수는 '전기차배터리나 인공위성 등에 쓰일 대형 PHP는 유효 열전도도가 22만 W/m-K로, 구리 대비 성능이 500배나 뛰어나다'고 덧붙였다. 청중의 질문과 관심도 쏟아졌다. 특히, 상용용 데이터센터를 준비 중인 업체 관계자는 GPU 적용 가능성을 타진하기도 했다. 이어 '360도 영상 재생 시 사용자 단말 정보를 이용하여 재생 영역을 보정하는 방법 및 시스템은 책임자인 최준균 전기및전자공학부 교수 대신 박준서 박사가 나서 소개했다. 이 기술은 360도 영상에서 발생하는 초기 콘텐츠 로딩시 주요 특정 장면을 높치는 문제나 모바일 단발 기울기 값을 보정하지 못하는 단점 등을 모두 해결했다. 박준서 박사는 "기술 수준은 TRL 6단계 수준이어서 2~3개월이면 모바일 환경에 맞춰 기술 개발이 가능하다"고 소개했다. 이외에 이날 사업설명회에서는 ▲인공지능-인간 정렬 기술(이상완 뇌인지과학과 교수) ▲이차원 반도체 저온 대면적 MOCVD 성장 기술(강기범 신소재공학과 교수) ▲흡입 전달용 mRNA-지질 나노 복합체(박지호 바이오 및 뇌공학과 교수) ▲멸균 코팅 및 의료용 기기로의 응용(임성갑 생명화학공학 교수) ▴인공지능 기반 비강 투여용 항바이러스 단백질 개발(김호민 생명과학과 교수) 등이다. 또 인근 컨퍼런스룸에서 따로 진행된 두 번째 세션과 세 번째 세션에서는 바이오, 반도체, 인공지능과 관련한 기술 사업화 상담과 청업 교원 IR이 진행됐다. 한편 이날 행사에서 개회사와 진행은 이건재 KAIST 기술가치창출원장이 맡았다. 이어 이광형 총장은 축사에서 "1랩 1창업 캐치프레이즈로 취임이후 130개 정도의 창업이 이루어졌다. 교원이 15~20개, 학생이 100여 개 창업됐다"며 "학문적 성과에 머물지 않고, 기술 가치가 실현되도록 최선을 다할 것"이라고 말했다.

2024.10.30 16:41박희범

우주 쓰레기 제거 기술 독자 개발…민간 사업화 추진

우리나라가 발사한 인공위성을 포획해 대기권으로 재진입시키는 '우주물체 능동제어 선행기술' 개발이 추진된다. 또 이를 사업화할 민간 비즈니스 모델 개발에도 나선다. 우주항공청(청장 윤영빈, 이하 우주청)은 29일 제2회 국가우주위원회를 개최했다. 이날 위원회에서는 호선으로 방효충 위원(KAIST 교수)을 부위원장으로 선출했다. 위원장은 대통령이다. 이어 위원회는 방 부위원장 주재로 제3차 위성정보활용 종합계획 및 제2차 우주위험대비 기본계획 등 2개의 우주 중·장기 계획을 심의·의결했다. 이번에 상정된 주요 안건은 5~10년에 이르는 우리나라 중·장기 우주정책이다. 우주경제를 실현하는 동시에 재난관리와 우주안보 확립 등 공공가치를 증진하는 데에 목표를 두고 있다. 제1호 안건 제3차 위성정보활용 종합계획(안)(2024~2028)은 민간 위성정보 산업 생태계 조성에 주력하는 한편, 국민이 체감할 수 있는 위성정보 기반 공공서비스 창출과 인재양성·국제협력의 저변을 확대하기 위한 범부처 종합계획이 담겼다. 특히 민간 위성정보 활용시장 활성화를 지원하기 위해 신기술 및 융합기술의 연구개발과 사업화를 지원하고 현재까지 축적된 790여만 장(2023년 기준)의 국가 위성정보를 적극 개방하는 한편, 위성정보활용을 촉진하기 위한 근거법령도 마련한다. 또 국내·외 재난재해 대응에 위성정보를 적극 활용하는 등 공공영역에서의 기여도 확대하고, 우주청 소속기관인 국가위성운영센터를 통해 국가위성의 통합적인 운영과 활용 체계를 공고히 할 계획이다. 제2호 안건 제2차 우주위험대비 기본계획(안)('24~'33)은 우주위험 증가에 대응해 국민의 안전과 우주자산을 보호하고, 우주안보 확립을 실현하는 중장기 계획을 담았다. 우주안보 실현을 위해 우주위험대응 통합시스템 등 선제적·적극적으로 우주위험에 대응하기 위한 체계를 구축할 계획이다. 우주물체 추락·충돌에 대한 매뉴얼을 정립하는 등 관련 법·제도도 개선한다. 특히, 이번 계획에는 과거 우리나라가 발사한 인공위성을 포획, 대기권으로 재진입시키는 내용을 포함한 '우주물체 능동제어 선행기술' 등 독자적 우주위험 대응 기술 개발 사업도 포함됐다. 관련 기술로 우주쓰레기 포획그물, 로봇팔, 랑데부-도킹, 재진입 기술 등이 예시로 제시됐다. 이와함께 국내 신기술 영역을 창출하고, 우주위험 대응 관련 민간 비즈니스 모델을 개발하는 내용도 담았다. 김기석 우주항공정책과장은 "이외에 동일 발사체로 동일 발사장에서 반복 발사시 일괄 발사를 허용하는 발사 면허제도를 도입하기로 했다"면서 "발사 허가 및 안전관리에 대한 예비심사 제도도 추진한다"고 설명했다.

2024.10.29 21:44박희범

KAIST 교협 "총장후보로 김정호·류석영 교수 선정"

KAIST 교수협의회(이하 교협, 회장 박수경)가 제 18대 KAIST 총장 후보로 김정호 전기및전자공학부 교수와 류석영 전산학부 교수를 선정했다고 29일 밝혔다. 교협은 지난 9월 총장후보추천위원회(총추위, 위원장 배병수)를 구성하고, 총장 후보 2인을 가려 뽑기 위한 절차를 진행해 왔다. 교협은 지난 3월부터 전체 교수를 대상으로 발전 아젠다 8개 항목을 발굴하고, 세 차례에 걸친 후보자 합동 간담회와 후보별 Q&A 세션, 투표를 통해 최종 후보 2인을 결정했다. 투표는 지난 22일부터 28일까지 1주일 동안 온라인으로 실시했다. 박수경 교협회장은 "이 선거 기간 전체 교수 713명 가운데 697명인 97.8%가 교수협의회에 가입했다"며 "91.3%인 636명이 투표에 참여하는 등 사상 최고의 투표율을 기록했다"고 설명했다. 투표 결과 1순위 투표에서는 최다 득표(246표, 38.7%)를 얻은 김정호 후보로 결정했다. 2순위 투표에서는 과반의 지지를 얻은 (342표, 53.8%) 류석영 후보로 선출했다. 교수협의회 회칙에 따르면 1인을 선발하는 1순위 투표와 1순위 당선자를 제외한 2인 중 1인을 선발하는 2순위 투표로 총장 후보 2인을 결정한다. 박 회장은 "교협 구성원들의 열망이 폭발적인 투표 참여율 상승으로 나타났다"며 "교협이 제시한 8개 아젠다를 차기 총장 주요 정책으로 채택해야 한다는 여론도 투표자의 87.9%나 된다"고 부연 설명했다. 교협이 3개월에 걸쳐 선정한 KAIST 발전 어젠다는 ◇기관운영 분야에서 ▲우수교원 확보 및 인센티브 강화 ▲무기계약직 제도 개선 ▲자원정보 공유 활성화 ▲구성원 심신 건강 컨트롤타워 구축, ◇연구분야에서는 ▲연구시스템 혁신 ▲전략연구 분야 리더십 확보 등이다. 또 ◇교육 분야에서는 ▲AI시대에 맞춘 학부 교육 혁신 ▲국내외 인재 유치 위한 대학원 환경 개선 등 모두 8개다. KAIST 총장 선출 방법은 교협과 이사회, 자천 등 모두 3개 루트가 있다. 교협 루트는 총장후보추천위원회(총추위)를 만들어 후보 2인을 이사회에 추천한다. 이번에 발표한 김 교수와 류 교수 케이스다. 이사회 루트는 총장후보 발굴위원회(총발위)를 구성해 총장 후보를 추천한다. 또 개인이 총장 초빙 공고에 따라 지원할 수 있다. 이사회는 이들 3가지 루트로 올라온 후보를 대상으로 총장후보선임위원회(총선위)를 구성해 총장후보 최종 3인을 선출한다. 이어 인사검증을 거쳐 이사회 표결로 최종 총장 후보를 선임하게 된다. 현재 이사회는 지난 8월 말 총장 후보 선출을 위한 킥오프 미팅을 개최했다. 오는 11월 열릴 이사회에서는 총선위 구성과 공모 절차를 진행할 것으로 알려졌다. 아직 선발 일정을 확정하진 않았지만, 정상 진행될 경우 오는 12월께면 최종 총장후보 3인이 결정될 것으로 보고 있다. 최종 후보 1인은 내년 2월 이사회 표결로 결정될 예정이다. 박수경 회장은 "이사회 측과 현재 소통을 잘하고 있다"며 "오는 11월 열릴 이사회에서 총장후보 선발과 관련한 안건이 올라 올 것으로 예상, 예이 주시중"이라고 덧붙였다. 한편 교협이 추천을 통해 총장을 배출한 케이스는 제11대 홍창선 총장이 유일하다.

2024.10.29 20:27박희범

KAIST-엔젤로보틱스, 국제사이보그올림픽 2연패…"세계최고 장애 극복 로봇 인증"

KAIST가 지난 27일 스위스에서 열린 제3회 사이배슬론(Cybathlon)에서 금메달을 수상했다고 28일 밝혔다. 사이배슬론은 4년마다 열리는 인간의 장애극복을 위한 국제 로봇 대회로 일명 사이보그 올림픽이라고 부른다. KAIST는 지난 2016년 제1회 대회에서 동메달을 받은 이후 2020년 제2회 대회 금메달에 이어 이번에 다시 우승을 거머쥐며 디펜딩 챔피언의 타이틀을 지켜냈다. KAIST가 내세운 로봇은 하반신마비 장애인을 위한 웨어러블 로봇 '워크온슈트F1'다. 이 슈트는 공경철 기계공학과 교수(㈜엔젤로보틱스 의장)가 이끄는 KAIST 엑소랩(EXO-Lab)과 무브랩(Move Lab), ㈜엔젤로보틱스 공동 연구팀이 개발했다. 이번 제3회 사이배슬론 대회에는 총 26개 국가에서 71개 팀이 참가했다. 공경철 교수 연구팀은 지난 대회와 마찬가지로 웨어러블 로봇 종목에 참가했다. 사이배슬론 대회에는 웨어러블 로봇 종목 뿐만 아니라, 로봇 의수, 로봇 의족, 로봇 휠체어 등 8가지 종목이 열린다. 웨어러블 로봇 종목은 하반신 완전마비 장애인이 로봇에 완전히 의존해 직접 걸으면서 다양한 미션을 수행해야 하는 만큼, 기술적 난이도도 높고 로봇 기술에 대한 의존도 또한 높다. 이번 대회에는 10분 내 △좁은 의자 사이로 옆걸음 △박스 옮기기 △지팡이 없는 자유 보행 △문 통과하기 △주방에서 음식 다루기 등 5개 미션이 주어졌다.실제 이번 대회 미션을 보고 많은 팀이 출전을 포기했다. 기술 개발 과정에서도 반 이상의 연구팀들이 포기를 선언했다. 결국, 실제 경기에는 한국, 스위스, 독일, 네덜란드 등의 총 6팀만이 참가했다. 공경철 교수는 "스위스 본진의 연구팀마저 포기를 선언했다"며 "이번 대회에서 특히 웨어러블 로봇 종목에 중도 포기한 팀이 많이 발생한 이유는 유난히 미션의 난이도가 높았기 때문"이라고 설명했다. 공 교수 연구팀이 개발한 '워크온슈트F1'은 모터가 장착된 관절이 12개다. 발에 있는 6채널 지면반력 센서는 로봇의 균형을 1초에 1천 번을 측정, 균형을 유지한다. 장애물을 감지하기 위해 카메라를 달았다. 인공지능 신경망 구현을 위한 AI 보드도 탑재시켰다. 그리고 대회 미션과는 관계 없이, 착용자 스스로 로봇을 착용할 수 있도록 스스로 걸어와 휠체어에서 도킹할 수 있는 기능을 구현했다. 2위, 3위를 차지한 스위스와 태국 팀들은 10분을 모두 사용하면서도 2개 미션을 수행하는데 그쳤다. 반면 KAIST는 모든 미션을 6분 41초 만에 수행했다. 이번 팀 KAIST의 주장인 박정수 연구원은 “애초에 우리 스스로와의 경쟁이라 생각하고 기술적 초격차를 보여주는 것에 집중했는데, 좋은 결과까지 따라왔다"며, “아직 공개하지 않은 워크온슈트F1의 다양한 기능을 계속해서 공개할 예정”이라고 밝혔다. 팀의 하반신마비 장애인 선수인 김승환 연구원은 “세계 최고인 대한민국의 웨어러블 로봇 기술을 내 몸으로 알릴 수 있어서 너무나 감격스럽다”라며 소감을 밝혔다. 한편, 공 교수 연구팀은 지난 2020년 대회 이후로 ㈜엔젤로보틱스를 통해 웨어러블 로봇을 상용화하는데 성공했다. 2022년에는 의료보험 수가의 적용을 받는 최초의 웨어러블 로봇인 '엔젤렉스M20'을 보급했다. 지난 3월엔 IPO에 등록했다.

2024.10.28 11:30박희범

"KAIST에 투자하세요…유망기술 8건+교원창업 5개 기업 투명 공개"

KAIST가 사업화 유망기술 8건을 공개하는 자리를 마련했다. 또 교원 창업한 기술을 소개하며 투자 상담도 진행한다. KAIST(총장 이광형)는 오는 30일 서울 코엑스 컨퍼런스룸 3층에서 중소·중견 기업 경쟁력 제고를 위한 '2024 KAIST 테크페어(Tech Fair)'를 개최한다. 이번 테크페어에는 KAIST 기술가치창출원이 인공지능(AI)·첨단 반도체, 바이오 등 디지털 전환과 지속 가능성에 큰 영향을 미칠 최신 기술 8건과 창업기술 등을 선별했다. 목적은 KAIST 기술사업화 역량을 강화하고 기업과 연구자 간 창업 네트워킹의 장을 마련하기 위해서다. 행사 세션은 모두 3개다. 첫 세션인 기술이전 설명회에서는 KAIST 교수진이 사업화 유망기술 8종을 소개한다. 김성진 기계공학과 교수의 초열전도체 설계기술과 최준균 전기및전자공학부 교수의 360도 영상 재생 시 사용자 단말 정보를 이용하여 재생 영역을 보정하는 방법 및 시스템 등이 눈길을 끈다. 또 박지호 바이오 및 뇌공학과 교수는 '흡입 전달용 mRNA-지질 나노 복합체' 기술을 공개한다. 이 기술은 호흡기 바이러스, 폐섬유화증, 낭포성 섬유증, 폐암 치료에 적용할 수 있다. 두 번째 세션인 기술이전 상담회에서는 사전 매칭된 KAIST 교원과 연구원이 기술적 어려움이 있는 기업들에 1대1 자문을 제공한다., 바이오·반도체·인공지능 등과 관련된 기술사업화 상담을 진행한다. 마지막 세션인 교원창업 IR 투자 상담에서는 KAIST 교원창업 기업의 주요 기술을 소개한다. 교원창업 기업은 ▲면역체계 관련 질병 연구 창업기업 ㈜티쎌로지(TCellology Co.Ltd)'(신의철 의과학대학원 교수) ▲생체 데이터를 기반으로 개인 맞춤형 치료법의 ㈜테라자인(오병하 생명과학과 교수) ▲우주 탐사와 우주 자원 활용 기술을 보유한 ㈜애스트로링스(방효충 항공우주공학과 교수) 등이다. 또 ▲지속가능한 화학 공정과 첨단 소재를 개발한 가칭 (주)6UC(예비창업, 임성갑 생명화학공학과 교수) ▲초고속 분자 시뮬레이션과 AI 기반 소재 설계 특화 기술을 보유한 가칭 (주)케미스케일(박정영 화학과 교수)에 대한 IR이 진행된다. KAIST 이건재 기술가치창출원장은 “이번 기술이전 설명회를 통해 KAIST의 우수연구가 새로운 가치를 창출하는 교두보가 되고 적극적인 산학협력으로 이어지길 기대한다"고 말했다.

2024.10.28 09:39박희범

KAIST 공경철 교수, 장애인용 로봇 "아이언맨처럼 착용 시연"

영화 아이언맨에 나오는 수트처럼 날아와 주인공에 착용되지는 않아도, 하반신 완전마비 장애인이 있는곳으로 로봇이 걸어와 몸에 붙는 차세대 웨어러블 로봇이 공개됐다. KAIST(총장 이광형) 기계공학과 공경철 교수(엔젤로보틱스 의장) 연구진은 하반신마비 장애인용 웨어러블 로봇의 새로운 버전, 워크온슈트 F1 (WalkON Suit F1)을 24일 엔젤로보틱스 플래닛대전에서 발표했다. '워크온슈트'는 연구팀이 지난 2015년부터 지속 연구해 온 하반신마비 장애인을 위한 웨어러블 로봇이다. 공경철 교수 연구팀은 하반신마비 중에서도 중증도가 가장 높은 ASIA-A(완전마비)레벨을 대상으로 로봇을 제작했다. 공경철 교수는 "현재 ㈜엔젤로보틱스의 상용화를 통해 전국적으로 보급되고 있는 재활치료 및 근력 보조 웨어러블 로봇과는 개발 목적이 다르다"고 설명했다. 공 교수 연구팀은 지난 2016년 워크온슈트1을 처음으로 발표한 이후, 2020년 워크온슈트4를 발표하면서 보행속도를 시속 3.2㎞까지 끌어올려 비장애인의 정상 보행속도를 달성한 바 있다. 일상생활에서 마주할 수 있는 좁은 통로, 문, 계단 등의 장애물을 통과하는 기능더 선보였다. 연구팀은 로봇을 착용하기 위해 타인의 도움이 반드시 필요하다는 모든 웨어러블 로봇의 본질적인 문제에 봉착했다. 공 교수는 "이 문제 해결을 위해 휠체어에서 내리지 않고 타인의 도움 없이 로봇을 바로 착용할 수 있도록 후면 착용 방식이 아닌, 전면 착용 방식을 적용했다"고 말했다. 특히, 로봇이 휴머노이드처럼 환자 앞으로 걸어와 착용이 쉬운 것도 이 로봇의 장점이다. 무게중심을 능동적으로 제어하는 기능을 적용해서, 착용자가 로봇을 잘못 밀더라도 넘어지지 않고 균형을 유지하는 기능도 구현됐다. 휴머노이드와 웨어러블 로봇을 넘나드는 워크온슈트 F1의 디자인은 KAIST 산업디자인학과 박현준 교수가 맡았다. 웨어러블 로봇 본연의 기능도 대폭 개선됐다. 직립 상태에서는 두 손을 자유롭게 사용할 수 있는 것은 물론이고, 지팡이 없이 수 걸음을 걸을 수 있도록 균형 제어 성능이 크게 향상됐다. 부품 단위에서의 기술 발전도 주목할 만하다. ㈜엔젤로보틱스와의 긴밀한 협업으로 로봇의 핵심부품인 모터와 감속기, 모터드라이버, 메인 회로 등을 전부 국산화했다. 모터와 감속기 모듈의 출력밀도는 기존 연구팀의 기술에 비해 약 2배(무게당 파워 기준), 모터드라이버의 제어 성능은 해외 최고 기술 대비 약 3배(주파수 응답속도 기준) 정도 개선했다. 고가의 상위제어기를 사용하지 않아도 고급 모션제어 알고리즘을 안정적으로 구현할 수 있도록 모터드라이버의 임베디드 소프트웨어 기술도 크게 향상됐다. 이외에도 장애물 감지를 위한 비전, 인공지능 적용을 위한 AI보드 등이 탑재됐다. 공 교수는 “워크온슈트는 장애인을 위한 웨어러블 로봇 기술의 결정체”라고 설명하면서, “워크온슈트에서 파생된 수많은 부품, 제어, 모듈 기술들이 웨어러블 로봇 산업 전체의 표준을 제시하고 있다”고 밝혔다. 한편 공 교수 연구팀은 오는 27일 스위스에서 4년 만에 열리는 제3회 사이배슬론에 이 로봇을 출전시켰다. 공 교수는 지난 2020년 사이배슬론 웨어러블 로봇 종목에서 금메달을 땄다. 이 대회에는 박정수 연구원을 주장으로, 김승환 연구원(완전마비 장애인)이 선수로 참가할 예정이다.

2024.10.24 14:01박희범

'2024 노벨 과학상' 이론 알기쉽게 풀어주는 해설 강연, 11월 2일 유튜브 생중계

고등과학원(원장 노태원)은 오는 11월 2일 오후 2시, KAIST 서울캠퍼스 고등과학원 1호관 대강당에서 '2024 노벨상 해설 강연'을 개최한다. 이 강연은 노벨과학상 수상자들의 연구 성과와 그 의미를 쉽게 전달하기 위해 지난 2013년부터 시작된 고등과학원의 대표적인 대중 강연 행사다. 올해 강연은 고등과학원 및 카오스재단 홈페이지를 통해 사전 신청을 받는다. 현장 등록 역시 가능하다. 또한 강연 당일 유튜브 실시간 스트리밍을 통해 전국 어디서든 생중계로 볼 수 있다. 노벨상위원회가 존 홉필드와 제프리 힌튼의 노벨물리학상 수상 사실을 공식 발표하는 장면. (사진=노벨상위원회) 이번 노벨상 해설 강연은 세 가지 주제로 구성했다. 노벨 물리학상, 노벨 화학상, 노벨 생리의학상 등이다. 첫 번째 세션은 서울대 물리교육과 조정효 교수가 노벨 물리학상 해설을 진행한다. 주제는 '기계학습과 물리학: 생성형 인공지능의 원리'다. 홉필드의 신경망과 힌튼의 볼츠만 기계가 심층 신경망으로 발전한 과정과 물리학이 기계학습에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴본다. 두 번째 세션에서는 서울대 생명과학부 백민경 교수가 노벨 화학상을 해설한다. '인공지능과 단백질: 구조 예측에서 맞춤형 설계까지'를 주제로 단백질 구조 예측과 설계에 인공지능이 어떻게 기여했는지를 설명할 예정이다. 백 교수는 올해 노벨상 수상자인 데이비드 베이커 교수의 제자로 이번 노벨상 수상에 큰 역할을 한 로제타폴드 연구의 핵심 멤버로 알려져 있다. 마지막 세션은 서울대 생명과학부 이준호 교수가 노벨 생리의학상 해설을 맡아, '사람이 곧 벌레라니: miRNA의 발견과 진화적 의미'를 주제로 강연을 진행한다. 알파고로 유명한 데미스 하사비스(가운데)가 2024년 노벨화학상 수상자로 선정됐다. (사진=노벨상위원회) 예쁜꼬마선충은 2002년부터 4차례나 관련 연구로 노벨생리의학상, 노벨화학상을 수상한 연구 주제로, 이준호 교수는 예쁜꼬마선충을 통한 miRNA의 발견 과정, 진화적 보존성 및 생물학적 중요성을 설명할 예정이다. 한편 고등과학원은 우리나라 최초의 순수이론기초과학 연구기관이다. 1996년 10월 설립된 과학기술정보통신부 산하 출연연구기관이다.

2024.10.23 09:01박희범

KAIST-한밭대-기계연, 새로운 열전소재 개발..."폐열모아 '무한동력'을 꿈꾸다"

국내 연구진이 극한 환경에서도 폐열을 전기 에너지로 변환할 수 있는 새로운 열전 소재를 개발했다. 열전소재는 폐열로 사라지는 에너지의 70% 정도를 전기로 회수할 수 있는 첨단 분야다. KAIST(총장 이광형)는 신소재공학과 정연식 교수와 기계공학과 박인규 교수 공동 연구팀이 차세대 유연 전자소자를 위한 혁신적인 에너지 수확 솔루션인 '비스무트 텔루라이드(Bi2Te3) 열전 섬유'를 개발하는 데 성공했다고 21일 밝혔다. 이 기술 개발에는 국립한밭대학교 오민욱 교수와 한국기계연구원 정준호 박사 연구팀이 참여했다. 열원은 어디나 널려 있다. 그러나 대부분 열 발생원이 곡면 형태를 띠고 있다. 인체나 차량 배기구, 냉각 핀 등 처럼 휘어져 있는 것. 특히, 세라믹 재료 기반의 무기 열전 소재는 열전 성능이 우수하지만, 깨지기 쉽고, 곡선형 제작이 어렵다는 단점이 있다. 반면, 기존 고분자 바인더를 사용한 유연 열전 소재는 다양한 형상의 표면에 적용할 수 있지만 고분자의 낮은 전기전도성과 높은 열 저항으로 인해 성능이 제한적 이었다. 연구팀이 이 문제를 해결했다. 나노 리본을 꼬아 실 형태의 열전 소재를 제작하는 방식으로 이 한계를 극복했다. 무기 나노 리본의 유연성에서 아이디어를 얻은 연구팀은 나노몰드 기반 전자빔 증착 기술을 사용해 나노 리본을 연속적으로 증착한 후 이를 실 형태로 꼬아 비스무트 텔루라이드(Bi2Te3) 무기 열전 섬유를 제작했다. 이 무기 열전 섬유는 기존 열전 소재보다 높은 굽힘 강도를 지닌다. 1천회 이상의 반복적인 구부림과 인장 테스트에도 전기적 특성 변화가 거의 나타나지 않았다. 연구팀이 만든 열전소자는 온도차를 이용해 전기를 만드는 소자로 섬유형 열전소자로 옷을 만들면 체온으로부터 전기가 만들어져서 다른 전자제품을 가동시킬 수도 있다. 실제 구명조끼나 의류에 열전 섬유를 내장해 에너지를 수집하는 시연을 통해 상용화 가능성도 입증했다. 산업 현장에서는 파이프 내부의 뜨거운 유체와 외부의 차가운 공기 사이의 온도 차를 이용해 폐열을 재활용하는 고효율 에너지 수확 시스템을 구축할 가능성도 열었다. 정연식 교수는 "스마트 의류와 같은 웨어러블 기기에서 활용될 수 있다"며 "극한의 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있어 향후 추가 연구를 통해 상용화될 가능성이 크다”고 말했다. 박인규 교수는 “이 기술이 차세대 에너지 수확 기술의 핵심이 될 것"이라며 "산업 현장의 폐열 활용부터 개인용 웨어러블 자가발전 기기까지 다양한 분야에서 중요한 역할을 할 것"으로 기대했다. 연구 논문 공동 제1저자로 KAIST 신소재공학과 장한휘 연구원(박사과정)과 고려대학교 세종캠퍼스 안준성 교수, 한국원자력연구원 정용록 박사가 참여했다. 연구결과는 국제학술지'어드밴스드 머티리얼즈 (Advanced Materials)'9월 17일 字 온라인판에 게재되었으며, 연구의 우수성을 인정받아 후면표지(Back cover)논문으로 선정되었다. (논문명: Flexible All-Inorganic Thermoelectric Yarns) 한편 이번 연구는 과학기술정보통신부의 지원을 받아 한국연구재단 중견연구자지원사업, 미래소재디스커버리사업, 글로벌 생체융합 인터페이싱 소재 센터, 산업통상자원부와 한국산업기술평가원(KEIT)의 지원 아래 수행됐다.

2024.10.21 16:51박희범

UNIST 교원 이탈 심각…"대부분 수도권으로"

우리나라 연구중심대학인 4대 과학기술원 가운데 UNIST 교수인력 이탈이 가장 심각한 것으로 드러났다. 과학기술정보방송통신위원회 이해민 의원(조국혁신당 ) 이 4대 과기원으로부터 제출받은 '4대 과기원 교수 인력 유출 현황 (2019 년 ~2024년 9월 )'에 따르면 이 기간 총 160 명의 교원이 4대 과기원을 떠났다. 학교별로는 KAIST 49명 , UNIST 68명 , GIST 17명 , DGIST 26명이다. 이해민 의원은 "UNIST 에서 가장 많은 교원 이탈이 있었다"며 "전체 교원수에서 KAIST가 UNIST 의 2배 수준 임을 감안할 때 , UNIST의 교원 이탈은 심각한 것으로 확인됐다"고 말했다. 이탈 교원의 주요 이직처는 수도권 대학이었다. 총 160 명 중 32 명이 서울대로 이직했다., 51 명이 서울대 외 수도권 대학으로 자리를 옮겼다. 그 외에도 해외대학 25명, POSTECH 16명, KAIST 13명, 비수도권 대학 7명, 기업 · 공공기관 · 창업 10명, 파악불가 6명 순으로 나타났다 . 이해민 의원은 "지도교수가 언제 사라질지도 모르는 환경에서 과학기술인재를 육성할 수 있겠냐” 며 “정부는 과기원이 고급과학기술인재 양성이란 설립목적을 달성할 수 있도록 지원과 함께 교원 임용 시 제도적 장치를 마련 해야 한다” 고 밝혔다.

2024.10.16 12:28박희범

김우영 의원 "KAIST 무기계약직은 애키우기 정말 힘들어"

KAIST 무기계약직은 육아 휴직시 대체 인력을 자신이 구해야 하고, 급여와 퇴직 충당금을 기관이 아닌 연구책임자(교수)가 책임지고 있는 것으로 드러났다. 국회 과학기술정보통신위원회 소속 김우영 의원(더불어민주당, 서울 은평을)은 공공과학기술연구노동조합 카이스트유니온지부와 함께 지난 달 말 KAIST) 무기계약직 및 위촉직 노동자 100명(여성 90명/남성 10명)을 대상으로 육아휴직과 관련한 설문 조사를 진행했다. 이 조사에는 연구행정직(무기계약직)이 95명, 학연지원직 4명과 위촉계약직 1명이 참여했다. 응답자 중 육아휴직 사용 경험이 있는 사람은 39명이었다. 응답자들은 주위에서 육아휴직 제도 사용을 꺼리는 이유(중복응답)로 ▲육아휴직 대체자 채용과 급여 문제(휴직자에게 전가)를 가장 많이 꼽았다. 응답 건수는 총 72건으로 전체의 30%를 차지했다. 이어 ▲퇴직충당금 재원 마련(연구책임자에게 전가)이 다음 순(64건, 27%)이었다. 김우영 의원은 "KAIST 연구원이나 연구행정직은 육아휴직 대체자 채용을 스스로 해야 하고, 대체자 급여와 자신의 퇴직충당금을 모두 연구책임자에게 전가해야 하는 구조적인 문제가 있다"고 지적했다. 또 '육아휴직 시 퇴직충당금 재원 마련 방법'에 대한 질문에는 ▲당해연도 연구책임자 사업비 계정으로 처리가 34건 34%를 차지했다.이어 ▲학교, 인사팀 계정으로 처리가 13건, 13%로 뒤를 이었다. 김우영 의원실 측은 "근로기준법상 무기계약직 사용자는 KAIST임에도 기관 예산으로 퇴직충당금을 지급한 경우는 13%에 그쳤다"며 "대부분 연구책임자에게 퇴직충당금을 전가하고 있고, 심지어 복직했음에도 불구하고 여전히 퇴직충당금이 미납인 경우도 4건"이라고 말했다. '출산휴가 및 육아휴직 제도 활용으로 본인이나 주변인이 받은 불리한 처우' 항목의 질문에서는 ▲휴직 기간 중 임금 인상률 미적용(58건, 29%) ▲복직 시 임금 동결 또는 하락(41건, 20.5%) 순이었다. '육아휴직제의 개선'에 대한 질문에는 ▲퇴직충당금 사용자(학교) 부담(46%) ▲육아휴직 대체자 채용과 인건비 사용자 부담(36%) 등을 꼽았다. 김우영 의원은 "KAIST 국가연구과제 간접비 징수비율을 상향 조정해 개별 연구책임자에게 책임을 전가하는 구조를 고쳐야 할 것"이라며 제도 개선을 촉구했다.

2024.10.15 11:47박희범

공경철 KAIST 교수 "로봇-사람 하나의 시스템으로 최적화해야"

한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 공경철 교수가 포함된 국제공동연구팀이 로봇 성능을 최적화하는 과정에 인적 요소를 적용하는 방법론인 '힐로(HILO)'에 대한 연구를 국제 학술지 '네이처' 9월호에 발표했다고 4일 밝혔다. 논문은 공경철 교수 외에도 스탠퍼드 대학의 스티븐 콜린스 교수, 하버드 대학의 패트릭 슬래드 교수 등이 참여했다. HILO 방법의 핵심 연구자들이 모여 이론에 대한 설명과 응용 분야, 발전 방향까지 망라해 견해를 발표했다. 이번 연구에서는 로봇이 우리의 일상에 깊이 침투할수록 개별 사용자에 맞춰 최적화해야 한다고 밝히고 있다. HILO 방법이 이런 난제를 해결하고 우리 일상에 로봇이 더욱 가까이 다가오게 할 것이라고 전했다. 웨어러블(착용형) 로봇은 로봇과 사람이 함께 하나의 동작을 만들어내는 극단적인 경우로 꼽힌다. 로봇이 사람과 복잡한 상호작용을 하게 되면, 로봇의 성능을 원하는 만큼 이끌어내기가 쉽지 않다. 사람마다 서로 다른 행동 특성이 로봇의 동역학적인 특성에 영향을 끼치기 때문이다. 이 경우 로봇이 사람과 동떨어져 동작하는 상황보다 정밀도나 안전성을 확보하는 것이 훨씬 까다로워진다. 바리스타 로봇이 유리장 안에 갇혀 있는 이유이기도 하다. HILO 방법은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 제안됐다. 로봇과 사람을 별개의 시스템으로 간주하는 것이 아니라 하나의 통합된 시스템으로 간주해 최적화를 진행하는 방식이다. 이를 통해 HILO 방법은 로봇과 사람이 상호작용하는 시스템을 제어함에 있어 '개인 맞춤형 자동 최적화'라는 혁신적인 방향성과 가능성을 제시했다. 공 교수는 "웨어러블 로봇은 사람마다 적절한 보행 패턴이 다르고 같은 장애물이라도 극복하는 방법이 모두 제각각이기 때문에 인적 요소가 매우 강하게 작용한다"고 말했다. 실제로 공 교수가 속한 엔젤로보틱스는 HILO 방법을 이용해 하반신 마비 장애인이 착용한 웨어러블 로봇의 성능을 개인 맞춤형으로 최적화했다. 앞으로 웨어러블 로봇의 온라인 자동최적화 기능도 상용화할 계획이다. 공 교수가 개발해 상용화된 웨어러블 로봇은 사람마다 특성을 다르게 최적화할 수 있도록 알고리즘이 설계됐다. 현재 데이터 클라우드를 이용해 병원-가정-일상에 이르는 다양한 환경에서 자동으로 최적화를 진행할 수 있도록 연구를 진행하고 있다. KAIST 측은 "로봇이 우리의 일상에 깊이 침투할수록, 그 로봇은 개별 사용자에게 적합하도록 계속해서 튜닝돼야 한다"며 "HILO 방법이 이러한 난제를 해결하고 우리의 일상에 로봇이 더욱 가까이 다가올지 기대된다"고 말했다.

2024.10.04 14:37신영빈

황정아 의원, "과기계 현안해결· 비전제시· 과기인 처우개선 최선 다할 것"

황정아 의원(대전 유성구을)이 더불어민주당 중앙당 과학기술혁신특별위원회 위원장에 선임됐다 과학기술혁신특별위원회는 과학기술계의 현안을 듣고, 과학기술분야 종사자 처우개선 등을 추진하기 위해 만든 상설특별위원회다. 더불어민주당 재집권을 위한 과학기술 비전 수립, 과학기술 발전 전략 수립에도 전력을 다할 방침이다. 황정아 의원은 KAIST에서 학·석·박사 학위를 받았다. 한국천문연구원 책임연구원·KAIST 항공우주학과 겸직교수 등을 역임했다. 현재 당 대변인을 맡고 있다. 황 의원은 “미래 과학기술 비전을 수립할 것"이라며 "대한민국 미래를 이끌어가는 과기계 처우개선을 위한 중점과제들도 적극 추진해 나갈 것"이라고 말했다.

2024.10.03 10:09박희범

한재흥 KAIST 우주연구원장 "콜로라도대 LASP처럼 키울 것"

"KAIST 우주연구원 롤 모델로 'LASP'를 얘기할 수 있다. LASP는 콜로라도대학 내 대기우주물리학연구소다. 이 LASP와 연구 방향은 달라도 규모나 체계, 대학 내 연구소라는 측면에서 우리와 지향점이 유사하다." 30일 개소식을 개최한 한재흥 KAIST 우주연구원장은 이날 개소식 행사에 앞서 가진 기자간담회에서 이같이 말했다. 이날 간담회에는 한 원장을 비롯한 이광형 KAIST 총장과 다니엘 J.쉬어스 부원장 등이 참석했다. 쉬어스 부원장은 1년에 3개월을 KAIST에 머물며, 파트타임으로 일할 예정이다. 우주연구원 업무에 참여하며, 멘토 역할을 수행한다. 쉬어스 부원장은 지구 외곽을 도는 행성 파괴 프로그램(DART) 파괴 기안자이자 일본 목성 소행성 탐사선 '하야부사' 개발과 탐사를 기획했다. 한 원장은 "우리나라 국민들의 눈이 생각보다 높다. 우리가 축구를 떠올리라면, 영국 프리미어를 떠올리듯 우리에게 우주연구원이라고 얘기하면 NASA 산하 제트추진연구소(JPL) 정도를 떠올린다. 그러나 JPL 연간 예산은 3~4조나 된다"며 "향후 쉬어스 부원장의 도움을 받아 기관운영 차원에서 우리에게 맞는 시스템을 찾아 가려 한다"고 언급했다. 쉬어스 부원장은 이와 관련 "LASP는 우주물리 천제와 관련한 연구소"라며 "미니 미항공우주국(NASA)과 유사한 사이즈지만, 대학이라 다른 기관 간 협업에 제한 등이 거의 없어 KAIST도 자유로운 연구가 가능할 것으로 본다"고 덧붙였다. LASP는 우주탐사선과 탑재체 제작 전문 연구소다. 300~400명 정도가 풀타임으로 연구를 진행한다. 예산은 주로 공모 과정을 거쳐 확보한다. 이번에 개소한 우주연구원 인력 규모는 현재 인공위성연구소 50여명(정규직 28명)이 전부다. 이를 3~4년 내 80명으로 늘릴 계획이다. 또 전체적으로는 교수진과 박사후과정, 대학원생 등 전체적으로 300~400명, 예산은 600억 원 정도의 볼륨을 예상했다. 한 원장은 우주연구원 미션에 대해 "거대한 프로젝트 등은 항우연이나 우주청 등이 하면 되고, 우리는 새로운 것, 기초적인 것, 틈새 연구 등을 진행 할 것"이라며 "누군가는 반드시 해야하는데, 기업은 하기 어렵거나 우주 방사선에 잘 작동하는 제품 개발 등을 컨소시엄으로 개발하는 것"이라고 말했다. 한 원장은 또 협업 플랫폼 얘기도 꺼냈다. 우주클러스터가 3축 테마로 구축되는데, 대전과 KAIST는 우주인재양성센터 부문을 맡았다는 것이다.3축에서 발사체 특화지구는 전남, 위성 특화지구는 경남이 맡았다. 한 원장은 "인공위성연구소는 올해 4월 국내 최초 양산형 '초소형군집위성 1호'를 성공적으로 발사했다. 현재는 우주물체 능동 제어 기술 실증을 위해 오는 2027년도 위성 발사를 목표로 연구를 수행중"이라고 말했다. 한 원장은 우주연구원 미션에 대해 "우주청과 경쟁 관계가 아니다. 우주청이 큰 그림 그리면 우리는 거기에 일부분이 됐든 무엇이 됐든 협력하는 기관"이라며 "우주 쓰레기 처리나 우주 물체 회수, 도킹이나 랑데뷰 기술 등을 개발할 계획의 일단은 세워놨다"고 설명했다. 쉬어스 부원장은 "작은 규모 미션에서 혁신적이고 선도적인 역할을 KAIST가 할 수 있을 것"으로 내다봤다. 한 원장은 "기업이 하지 않는, 어려운 일을 해나갈 계획"이라며 "달탐사나 화성 착륙 등의 프로젝트를 하기 전에 작은 규모로 먼저 해본다"며 "이런 역할을 우리가 할 계획"이라고 덧붙였다. 한 원장은 항우연과의 차별성에 대해 "항우연은 절대 실패해서는 안되는 크기의 위성을 개발하고, 우리는 연구비도 작고, 성능은 떨어져도 빨리 해봐야 하는 품목을 연구할 계획"이라고 부연설명했다. 한 원장은 또 "해외 나가서 항우연 명함을 내밀면 다들 꺼려 하는게 현실"이라며 "그러나 우리는 다르다. 대학이라는 측면에서 훨씬 접촉이 용이하다"고 덧붙였ㄷ. 이날 간담회에 참석한 이광형 총장은 KAIST가 최고로 꼽는게 5개 있다"며 로봇, 반도체, 합성생물학, 대사공학, AI, 인공위성 등을 KAIST 자랑거리로 꼽았다. 이 총장은 "전세계적으로 대학이 위성이나 정찰위성 쏘는 곳이 어디 있나"라며 "스탠포드나 MIT도 못하는 일이다. 그래서 우리는 우리가 잘하는 것을 밀려고 우주연구원을 설립했다"고 말했다.

2024.09.30 14:56박희범

KAIST 우주연구원 개원…"한계를 넘어 꿈을 현실로"

KAIST(총장 이광형)가 30일 오후 대전 본원 대강당에서 'KAIST 우주연구원' 개원식을 개최했다. 이날 개원식에는 조승래·황정아 의원(이상 더불어민주당)과 우주청 존리 임무본부장, 대전시 장호종 경제과학부시장 등이 참석한 가운데 비전 선포식과 특별 강연이 진행됐다. 우주연구원은 뉴스페이스 시대를 이끌어갈 우주 임무 및 융합·핵심 기술 연구를 위해 신설했다. 우주연구원은 '한계를 넘는 꿈의 실현'이라는 슬로건 아래 ▲우주 분야 연구 ▲우주 연구와 교육의 새로운 패러다임 제시 ▲국내 우주기술 혁신 및 우주 산업 생태계 구축 기여 ▲지속 가능한 국가 우주개발 지원 등의 비전을 제시했다. 이를 위해 KAIST는 그동안 다양한 부서에서 독립적으로 운영해 온 우주 분야 연구조직을 우주연구원이라는 이름으로 통합·재편했다.산하 조직으로는 ▲인공위성연구소(현행)를 주축으로 현재 설립을 진행 중인 ▲우주기술혁신인재양성센터와 향후 설립을 추진할 ▲우주핵심기술연구소 ▲우주융합기술연구소로 구성한다. 또 산학협력목적처리연구원직속센터(산학협력센터)를 신규 설립할 계획이다. 이와함께 KAIST는 ▲한화스페이스허브-KAIST 우주연구센터 ▲페리지-KAIST 로켓연구센터 ▲미래우주교육센터를 우주연구원 소속으로 재편한다. 특별 강연은 권세진 항공우주공학과 교수가 'KAIST 우주 탐사 여정과 비전'을 주제로 발표를 진행한다. 기관의 우주개발 역사를 돌아보고 앞으로의 연구개발 방향과 운영 방안에 대해 제시할 예정이다. 이어, 우주연구원 부원장이자 초빙석학교수로 임용된 다니엘 제이 쉬어레스(Daniel J. Scheeres) 교수가 '소행성 탐사의 미래(The Future of Asteroid Exploration)'를 주제로 메시지를 전달한다. 쉬어레스 부원장은 소행성 충돌 방지와 지속적인 탐사를 위한 도전 의식, 미래 연구 이슈에 대해 강연할 예정이다. 쉬어레스 부원장은 우주공학 및 천체역학 분야 석학이다. 미국항공우주국(NASA)이 우주선을 소행성에 충돌시켜 궤도 변경 여부를 실험했던 '다트(DART)' 미션 등 소행성 연구를 이끈 핵심 연구자다. 한재흥 KAIST 우주연구원장은 “우리나라에 우주기술을 뿌리내리게 한 고 최순달 박사의 타계 10주년이 되는 해에 '우리별'의 정신을 계승하고 기존의 성과를 발전시켜 나갈 KAIST 우주연구원을 설립하게 됐다"고 말했다.

2024.09.30 14:01박희범

"현대 모빌리티 산업에서 정보보호는 필수"

박현주 시옷 대표가 현대 모빌리티 산업에서 정보보안의 중요성을 강조했다. 박 대표는 26일 KAIST 경영대학 수펙스경영관에서 열린 '2024 KCB 산업별 전문가 특강 시리즈'에서 강연했다. 이번 강연은 IT 분야 진출을 희망하거나 관심이 있는 KAIST 재학생과 동문을 대상으로 진행됐다. 박 대표는 정보보안 분야에서 오랜 경험을 쌓아온 전문가로 시옷을 이끌며 혁신 솔루션을 통해 고객의 안전을 지키는 데 주력하고 있다. 이번 강연에서 정보보안 산업의 현황, 미래 전망에 대한 통찰을 공유했다. 박 대표는 “이번 강연을 통해 KAIST 학생들과 소통할 수 있는 기회를 갖게 되어 매우 기쁘다"면서 "정보보안은 앞으로의 IT 산업에서 필수적인 요소로 자리 잡을 것이며, 많은 이들이 이 분야에 관심을 가져주기를 바란다"고 전했다. 시옷은 '자동차 데이터 수집 및 모니터링 단말기(FMS)', '소프트웨어 무선 업데이트(OTA) 보안솔루션', '자율주행차량 통신(V2X) 보안솔루션', '전기차 PnC 충전 보안 솔루션' 등을 개발한 모빌리티 보안 전문기업이다. 이번 특강은 KAIST 프로그램 중 하나로, 학생들이 산업계의 리더들과 직접 만날 수 있는 기회를 제공한다.

2024.09.26 17:02김인순

KAIST 이광형 총장 '필연기술·대응전략'주제 국회서 특별강연

KAIST 이광형 총장이 국회 과학기술정보방송통신위원회(위원장 최민희) 위원과 일반국민들을 대상으로 과학기술에 대한 인식 제고에 나선다. 국회 과방위는 오는 27일 국회도서관 대강당에서 '21세기 필연 기술과 대한민국 전략'을 주제로 '특별 강연'프로그램을 마련했다. 이 행사는 '필연기술'에 대해 이 총장의 지식과 정책 방향을 국회 과방위 소속 위원과 국회의원 보좌진, 그리고 일반 국민에 전하기 위해 마련했다. 이 총장은 이날 인공지능(AI), 유전자가위, 줄기세포, 기후·에너지 등 ʻ필연기술ʼ과 이에 우리가 어떻게 대응할 것인가에 대해 얘기할 계획이다. 이광형 총장은 "인류 발전의 원리를 살펴보면 환경과 인간의 상호작용을 통해 역사가 만들어져 왔다}ʼ라며, "첨단 과학기술이라는 환경과 인간이 어떻게 상호작용하며 미래를 대비하는지, 그리고 대한민국이 필연기술을 활용해 번영하려면 어떤 전략을 펼쳐야 할 지 이야기하는 기회가 될 것"이라고 말했다.

2024.09.23 08:35박희범

KAIST-KIMM, 5천 번 늘려도 변형없는 차세대 디스플레이 소재 국내 첫 개발

국내 연구진이 가로, 세로로 15% 정도로 5천회 가량 늘려도 정상 성능을 발휘하는 차세대 디스플레이 소재를 처음 개발했다. KAIST는 신소재공학과 배병수 교수(웨어러블 플랫폼 소재 기술센터장) 연구팀이 한국기계연구원(KIMM)과 공동으로 최대 25%까지 늘려도 이미지 왜곡이 거의 없는 무변형(음의 푸아송비) 스트레처블 마이크로 LED 소재를 국내 최초로 개발했다고 20일 밝혔다. 음의 푸아송 비 (Poisson's ratio of -1)는 가로, 세로가 같은 비율로 늘어나는 비율을 말한다. 음(-)의 값으로 표현한다. 반면 가로를 늘릴 때 세로가 줄어드는 것은 양(+)의 값으로 나타낸다. 현재 스트레처블 디스플레이 기술은 대부분 신축성이 뛰어난 엘라스토머 소재를 기반으로 제작된다. 하지만 이 소재는 양의 푸아송비를 가져 디스플레이를 늘릴 때 이미지가 왜곡되는 단점이 있다. 엘라스토머 (elastomer)는 고무와 같은 탄성을 가지는 고분자 소재다. 과학기술계는 이 단점의 해결방안으로 옥세틱 메타 구조를 도입했다. 옥세틱 구조는 일반적인 재료와 달리, 한 방향으로 늘려도 전 방향으로 같이 늘어나는 '음의 푸아송비'를 갖는 특수한 기하학적 구조다. 그러나 일반적인 옥세틱 구조는 패턴으로 형성된 빈 공간이 많아 안정성과 공간 활용도가 떨어져 기판에서는 활용이 매우 제한적이다. 연구팀이 이 문제를 해결했다. 옥세틱메타 구조의 다공성 표면을 이음매 없이 매끈하게 하면서도 –1의 푸아송비(가장 이상적인 음의 푸아송비) 한계치를 구현하는 기술을 개발했다. 재료의 변형 정도를 나타내는 탄성률 문제도 풀었다. 옥세틱 구조를 이루는 부분에 머리카락 두께의 4분의 1 수준인 25㎛ 직경의 유리 섬유 다발로 만든 직물을 엘라스토머 소재 내에 삽입했다. 여기에 동일한 엘라스토머 소재로 빈 공간을 채워넣어 빈 공간이 없는 편평하고 안정적인 일체형 필름을 제작했다. 23만 배 이상의 탄성률 차이를 구현해 이론적 한계값인 –1의 푸아송비를 나타내는 필름을 최초로 개발했다. 연구팀은 이 필름 제작을 통해 옥세틱 구조와 빈 공간의 엘라스토머 소재 간 탄성률 차이가 음의 푸아송비에 직접적인 영향을 주는 것도 과학적으로 규명했다. 배병수 교수는 “표면 전체를 활용한 왜곡 없는 고해상도 스트레처블 디스플레이 응용을 통해 고해상도 디스플레이 상용화를 크게 앞당길 것으로 기대하고 있다”고 말했다.배 교수는 또 "관련 시장은 아직 형성되지 않았지만, 평면 디스플레이를 곡면이나 구형에 적용한다면 유용한 기술"이라며 "음의 푸아송비를 구현한 스트레처블 디스플레이는 거의 없는 것으로 안다"고 부연설명했다. KAIST 신소재공학과 이융 박사와 한국기계연구원 장봉균 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이 연구는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)' 에 8월 20일 출판됐다.연구는 한국연구재단의 선도연구센터 웨어러블 플랫폼소재 기술센터와 한국기계연구원, LG디스플레이의 지원을 받았다.

2024.09.20 11:24박희범

"양자통신 기술은 세계 정상급…"정부나서 시장 수요 '마중물' 역할 해달라"

"산업계, 특히 양자통신 분야에서는우리 나라 기술과 사례들이 오히려 유럽과 아시아의 벤치마킹 대상이 될 정도로 움직임이 활발하다. 그러나 국내 관련 시장은 활성화가 되지 않았다. 정부의 수요 창출 등 지원이 절실한 이유다." 류광준 과학기술정보통신부 과학기술혁신본부장이 지난 19일 분당 IDQ코리아에서 개최한 제20차 양자분야 산·학·연·관 간담회에서 나온 얘기다. 류광준 본부장은 R&D 현장에서 생생한 얘기를 듣고 과기 정책을 만들어가는 'R&D 미소공감' 소통 행사를 취임 초부터 꾸준히 이어가고 있다. 이번 행사도 그 일환으로 IDQ 코리아에서 개최됐다. 이날 행사에는 엄상윤 IDQ코리아 대표를 비롯한 김동우 SKT 팀장, 손영익 KAIST 교수, 한상욱 KIST 양자정보연구단장, 윤천주 ETRI 본부장, 박희수 한국표준과학연구원그룹장, 백승욱 한국표준과학연구원 양자국가기술전략센터장 등이 참석했다. 이날 간담회에서는 ▲원천기술과 상용 기술 개발에 대한 예산 배분 ▲사업화를 위한 예산 증액 ▲인력 육성에 따른 수요처 이슈 등 전반적인 현안을 예정 시간보다 60분을 넘겨 진지하게 논의했다는 것이 참석자들의 전언이다. 류 본부장은 이날 간담회를 주재하며 "양자 예산에 대한 정책 방향성 수립을 위한 현장의 소리를 듣고 싶다"며 "자유롭게 발언해 달라"고 요청했다. 과기정통부는 양자과학기술 고도화와 산업화 기반 마련을 위해 올해 대비 58.2% 증가한 1천981억원의 예산안을 세워 국회에 제출했다. 이날 간담회에 참석한 업계 관계자는 "현재 진행 중인 국정원 양자암호통신 장비의 국가인증이 성공적으로 진행될 것으로 믿는다"며 이를 바탕으로 시장 수요를 늘릴 수 있는 정부 지원에도 기대감을 드러냈다. 이어 이들은 행사가 열린 '아이디퀀티크(IDQ) 코리아'의 양자 암호통신 분배기 제작 시설 및 실험 설비 등을 돌아봤다. 류광준 과학기술혁신본부장은 “양자기술은 미래 게임체인저 기술"이라며 "퀀텀 이니셔티브 달성과 안정적 연구개발 환경을 조성하기 위해 적극 나설 것'이라고 말했다.

2024.09.19 15:01박희범

韓-美, "가정용 GPU로 기존 104배 넘는 초고효율 AI학습 가속기술 개발"

PC방이나 가정용 GPU를 이용해 고속 네트워크 없이도 AI학습 성능을 최대 104배까지 끌어 올릴 수 있는 획기적인 기술이 개발됐다. KAIST는 전기및전자공학부 한동수 교수 연구팀이 일반 소비자용 GPU로 네트워크 대역폭이 제한된 분산 환경에서 AI 모델 학습을 혁신적으로 가속할 수 있는 기술을 개발했다고 19일 밝혔다. 기업과 연구자들이 고가의 데이터센터급 GPU(엔비디아 H100)나 고속 네트워크 없이도 AI 모델을 효율적으로 학습할 수 있는 길이 열린 셈이다. 기존에는 AI 모델 학습을 위해 개당 수천만 원에 달하는 고성능 서버용 GPU(엔비디아 H100) 여러 대와 이들을 연결하기 위한 400Gbps급 고속 네트워크 등 고가 인프라가 필요했다. 연구팀은 이 같은 문제 해결을 위해 '스텔라트레인(StellaTrain)'이라는 분산 학습 프레임워크를 개발했다. 고성능 H100 대비 10~20배 저렴한 GPU를 활용하고 고속 전용 네트워크 대신 대역폭이 수백에서 수천 배 낮은 일반 인터넷 환경에서도 효율적인 분산 학습이 가능하도록 알고리즘을 짰다. CPU와 GPU를 병렬로 연결해 학습 속도도 높였다. 또 네트워크 속도에 맞춰 데이터를 효율적으로 압축 및 전송하는 알고리즘을 적용, 고속 네트워크 없이도 빠른 학습이 가능하도록 설계했다. 특히, 학습을 작업 단계별로 CPU와 GPU가 나눠 병렬 처리하도록 새로운 파이프라인 기술도 도입했다. 원거리 분산 환경에서도 GPU 연산 효율을 높이기 위해 AI 모델별 GPU 활용률을 실시간 모니터링, 모델이 학습하는 샘플 개수(배치 크기)를 동적으로 결정하고 변화하는 네트워크 대역폭에 맞춰 GPU 간 데이터 전송을 효율화했다. 연구 결과, 스텔라트레인 기술을 사용하면 기존의 데이터 병렬 학습에 비해 최대 104배 빠른 성능을 낼 수 있는 것으로 나타났다. 임휘준 박사는 "스텔라트레인 기술을 사용하면 기존 데이터 병렬 학습 속도 대비 최대 104배 빠른 성능을 낼 수 있다"고 말했다. 한동수 교수는 "이번 연구가 대규모 AI 모델 학습을 누구나 쉽게 접근할 수 있게 하는 데 큰 기여를 할 것"이라며 "앞으로도 저비용 환경에서도 대규모 AI 모델을 학습할 수 있는 기술을 계혹 개발해 나갈 계획"이라고 말했다. 연구는 KAIST 임휘준 박사, 예준철 박사과정 학생, UC 어바인 산기타 압두 조시(Sangeetha Abdu Jyothi) 교수와 공동으로 진행됐다. 연구 성과는 지난 8월 호주 시드니에서 열린 'ACM SIGCOMM 2024'에서 발표됐다. 한편, 한동수 교수 연구팀은 지난 7월 GPU 메모리 한계를 극복한 소수의 GPU로 거대 언어 모델을 학습하는 새로운 기술도 발표했다. 이 연구는 최신 거대 언어 모델의 기반이 되는 전문가 혼합형(Mixture of Expert) 모델을 제한된 메모리 환경에서도 효율적인 학습을 가능하게 한다. 기존에 32~64개 GPU가 필요한 150억 파라미터 규모의 언어 모델을 단 4개의 GPU만으로도 학습할 수 있다. 한동수 교수는 "학습에 필요한 최소 GPU 대수를 8배~16배 낮출 수 있다"며 "연구에는 KAIST 임휘준 박사와 김예찬 연구원이 참여했다"고 덧붙였다. 이 연구결과는 오스트리아에서 열린 AI 분야 국제 학회인 ICML에 발표됐다. 이 성과는 한국연구재단이 주관하는 중견연구사업, 정보통신기획평가원(IITP)이 주관하는 정보통신·방송 기술개발사업 및 표준개발지원사업, 차세대통신클라우드리더십구축사업 (RS-2024-00123456), 삼성전자의 지원을 받았다.

2024.09.19 14:42박희범

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