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잡음에도 오류없는 '양자촉매' 수학으로 증명…양자컴퓨터 성능 개선되나

양자 촉매는 특수하게 설계된 상황에서 일정한 자원 소모없이 기존에 할 수 없던 작업을 할 수 있게 하는 특수한 형태의 양자 자원을 말한다. 그런데, 이 양자촉매가 영구적으로 제 기능을 유지하기 위해서는 '촉매채널'이라는 양자 연산 방식으로만 가능하다는 것이다. 이석형 UNIST 물리학과 교수와 싱가포르 난양공과대학교 연구팀이 '촉매 채널' 방식만이 실제 환경에서도 안정적인 촉매 효과를 유지할 수 있다는 것을 수학적으로 증명했다고 4일 밝혔다. 연구팀에 따르면 기존 양자 촉매는 입력 상태가 완벽하게 준비된다는 이상적인 가정을 전제로 설계돼, 미세한 잡음에는 취약했다는 것. 이석형 교수는 "기존에 제시됐던 대부분의 양자 촉매 방식은 미세한 잡음에도 촉매가 점차 훼손돼 반복 사용이 어려웠다"며 "단순히 상태를 변화시키는 것을 넘어, 양자 채널 관점에서 촉매 작용을 설계해야만 잡음에 대한 내성을 가질 수 있다는 사실을 밝혀낸 것"이라고 말했다. 양자 촉매는 화학 공정에 쓰이는 촉매처럼 자신은 소모하지 않으면서, 기존 양자 자원을 재사용하는 방식으로 효율성을 높여줄 것으로 여겨져 '양자 촉매'라고 불린다. 연구에 따르면, 기존 연구에서 이론적으로 가정된 양자 촉매는 연산에 쓰일 입력 상태를 준비할 때 발생하는 아주 작은 오차(잡음)만으로도 망가진다. 촉매의 가장 큰 특징인 재사용성이 훼손되는 것이다. 이에 대한 해법으로 연구팀은 '촉매 채널'을 제시했다. 촉매 채널은 입력 상태가 무엇이든 관계없이, 항상 촉매가 정확히 원래 상태로 복원된다는 것. 이석형 교수는 "특정한 열역학적 조건에서는 잡음이 있어도 촉매 채널' 효과를 안정적으로 유지할 수 있다"며 "다만, 얽힘, 결맞음 등 대표적인 양자 자원의 경우에는 이 '촉매 채널' 연산 방식을 적용하더라도 새로운 이득을 얻는 것이 원천적으로 불가능하다"고 언급했다. 이 교수는 이를 '불가능성 정리'로 정의했다. 이 교수는 이번 연구결과에 대해 "양자 컴퓨터 연산 효율을 높이기 위한 회로 최적화나 양자 열기관 설계에서, 잡음에 강한 구조를 어떻게 설계해야 하는지에 대한 가이드라인을 제시했다는 데 의미가 있다”고 부연 설명했다. 연구는 이 교수와 넬리 응 싱가포르 난양공대 교수가 교신저자, 손정락 난양공대 박사가 제1저자로 참여했다. 프랑스 엑스-마르세유 대학교, 일본 나고야 대학교 연구진도 함께했다. 한국연구재단과 정보통신기획평가원(IITP) 지원을 받아 연구가 진행됐다. 연구 결과는 물리학 분야 국제 학술지 '피지컬 리뷰 레터스'에 게재됐다.

2026.03.04 17:54박희범 기자

세계 수준의 임상 데이터와 고성능 컴퓨팅 기술 결합

서울아산병원이 울산과학기술원(UNIST)과 의료 인공지능(AI) 분야의 혁신적인 연구 성과 창출을 위한 협력 체계를 구축한다. 서울아산병원은 UNIST와 '의료 AI 연구 활성화를 위한 업무 협약'을 지난 3일 체결했다. . 이번 협약은 서울아산병원이 보유한 풍부한 임상 경험과 양질의 의료 데이터, 그리고 UNIST의 고성능 AI 컴퓨팅 인프라와 데이터 과학 역량을 결합해 차세대 의료 AI 솔루션 개발을 앞당기고 유기적인 데이터 활용 환경을 조성하기 위해 마련됐다. 양 기관은 협약에 따라 ▲의료 AI 연구를 위한 데이터 활용 인프라 공동 구축 및 운영 ▲데이터 연구 운영위원회 공동 구성 ▲데이터 이용 및 지식재산권(IP)에 대한 포괄적 공동 계약 체결 ▲연구자 대상 인프라 상호 우선 사용 권한 부여 ▲국책과제 공동 수주 및 학술대회·심포지엄 공동 개최 등 다양한 분야에서 협력을 이어갈 예정이다. 특히 실질적인 연구 성과를 내기 위해 각 기관의 핵심 자원을 적극 연계하기로 했다. 서울아산병원은 UNIST 연구자에게 원내 연구 기반과 의료 데이터를 개방하고, 안전한 연구 수행을 위한 외부 접속 전용망(VPN)과 초기 모델 검증 및 탐색을 위한 파일럿 연구용 GPU 자원을 마련한다. 이를 통해 임상 현장에서 즉시 활용 가능한 의료 AI 모델의 개발과 검증이 가능해질 전망이다. UNIST는 대규모 의료 데이터 분석을 위한 저장·처리 시스템과 초대형 AI 모델 학습·개발용 대용량 GPU 자원을 서울아산병원 연구자에게 지원하며, 향후 양자컴퓨팅 등 차세대 연산 기술까지 적용 범위를 단계적으로 넓힐 계획이다. 박승일 서울아산병원장은 “이번 협약은 서울아산병원이 보유한 세계적 수준의 임상 데이터와 UNIST의 최첨단 AI 기술력이 결합해 의료 현장의 혁신을 이끄는 동력이 될 것이다. 차세대 의료 AI 솔루션을 임상 현장에 성공적으로 접목해 중증환자들에게 더욱 정확하고 안전한 맞춤형 의료 서비스를 제공할 수 있도록 노력하겠다”라고 말했다. 박종래 UNIST 총장은 “AI와 바이오메디컬 역량을 결합한 융합 연구는 미래 정밀의료 발전의 중요한 토대가 될 것이다. UNIST 의과학대학원과 바이오·AI 연구진이 축적한 기초과학, 데이터 과학, 컴퓨팅 기술을 서울아산병원 임상 역량과 연계해 실질적 성과를 만들어 낼 것이다”라고 말했다.

2026.03.04 16:27조민규 기자

암 극복하고 박사·두 차례 창업하고 학사…"잔잔한 감동"

“우리의 도전을 막는 건 장애물이 아니라, 멈추기로 결심하는 순간입니다.” 지난달 23일에 열린 UNIST 2026 학위수여식에서 외국인 졸업생 대표로 단상에 선 수라이야 자한 리자(Suraiya Jahan Liza) 박사가 꺼낸 말이다. 그는 임신 28주에 유방암 2기 진단을 받고도 조기 출산·수술·항암치료를 거친 끝에 바이오메디컬공학 박사학위를 받았다고 말했다. 치료 중에도 병실과 집을 오가며 심사 의견에 답했고, 데이터를 다시 보완해 논문을 완성했다. 같은 자리에서 학부 졸업생 대표로 연설한 정인중(컴퓨터공학과) 졸업생은 자퇴와 복학, 두 차례 창업을 거쳐 “입학 12년 만에 졸업한다”고 했다. 그는 회사를 세워 투자 유치와 매각을 경험하고, 또 다른 기업에서 기술 책임자로 조직 성장을 이끌며 “정답을 재촉하기보다, 내가 붙든 과제가 맞는지부터 따져보라”고 후배들에게 당부했다. 이들 2인의 졸업식 축사가 행사 열흘이 지났음에도 잔잔한 감동을 주며, 주위에 회자됐다. 임신 28주 암 선고… “하루의 작은 회복이 나를 다시 움직였다” 방글라데시 출신의 리자 박사는 UNIST에서 인간공학 석사를 마친 뒤 2017년 박사과정에 진학했다. 연구를 이어가던 4년 차, 임신 중 암 진단을 받았다. 병은 예상보다 빠르게 진행됐다. 제왕절개로 아이를 먼저 출산했고, 2주 뒤 수술을 받았다. 이후 항암치료가 이어졌다. 그는 연설에서 “몸이 예전 같지 않은 날이 많았고, 다시 연구실로 돌아갈 수 있을지 스스로에게 묻게 되는 순간도 있었다”고 했다. 그러나 학위를 포기하지는 않았다. 학술지에서 “추가 실험이 필요하다”, “분석을 보강하라”는 의견이 오면 자료를 다시 확인하고 논문 수정본을 제출했다. 그는 “하루를 넘기는 일이 전부였지만, 그 하루가 모여 여기까지 왔다”고 돌아봤다. 병가 후 복귀했을 때 지도교수는 “학위는 누구에게나 같은 기준을 통과해야 한다”고 했다. 그는 그 말을 “엄격하지만 신뢰가 담긴 조언”으로 기억한다고 말했다. 이후 재발 위험을 낮추기 위한 약물치료와 정기 검사를 병행하며 연구를 마무리했다. 그의 연구는 50세 이상 성인을 대상으로 한 시각 훈련 프로그램이다. 약 20일간의 훈련을 통해 시기능 개선 가능성을 확인했고, 이를 스마트폰 기반 방식으로 확장해 일상에서 적용할 수 있도록 설계했다. 박사과정 동안 SCI급 학술지 논문을 게재했고, 국내 특허도 확보했다. 그는 “고령층이 비교적 부담 없이 시도할 수 있는 대안이 되길 바란다”고 밝혔다. 연설 말미 그는 “속도가 다를 뿐, 멈추지 않으면 결국 목표에 도달한다”고 덧붙였다. “1천억 꿈에서 출발”… 정인중 학부 졸업생 “답부터 찾지 마라” 정인중 씨는 UNIST 재학 시절 “서른 살에 1000억 원을 벌고 싶다”는 목표를 내걸었다. 2015년 과외 중개 서비스 '페달링'을 창업했고, UNIST 학생팀 최초로 미국 벤처캐피털 투자를 유치했다. '도전 K-startup 2016' 울산지역 1등, 전국 5등을 기록하며 장관상을 받았다. 그는 “그때는 불확실함 자체가 기회처럼 보였다”고 회상했다. 이후 글쓰기 앱 '씀'의 성장 과정에 참여했고, 서비스는 양대 앱마켓 '올해의 앱'에 선정됐다. 하지만 그는 “사용자 수가 늘어나는 속도보다, 우리가 풀고 있는 문제가 정확한지 돌아보는 일이 더 중요했다”고 말했다. 이어 교육 플랫폼 클래스101의 성장 국면에도 참여하며 현장을 경험했다. 현재는 스타트업 딜라이트룸에서 글로벌 알람 앱 '알라미'와 광고 수익화 솔루션 '다로(DARO)'의 기술 개발을 총괄하고 있다. 그는 창업 과정에서 기술만으로 해결되는 문제는 많지 않았다고 했다. 사람과 시장, 조직과 타이밍이 복합적으로 얽힌 현실 속에서 전공과 역할의 경계를 넘어 상황을 입체적으로 바라보는 '겹눈'이 필요하다고 설명했다. 여러 요소를 하나의 맥락으로 연결하는 융합적 사고가 결국 방향을 결정한다고 부연했다. 연설에서 그는 성과보다 태도와 관점을 강조했다. 정 씨는 우리가 마주하는 대부분의 문제는 '무엇을 모르는지조차 모르는 문제'라며, 창업과 연구 모두에서 중요한 것은 속도가 아니라 방향이라고 말했다. “UNIST는 답을 빠르게 찾는 법이 아니라, 문제를 정의하는 법을 가르친 곳”이라며 “해결책을 찾기 전에, 내가 풀고 있는 질문이 맞는지부터 점검하라”고 졸업생들에게 당부했다.

2026.03.02 15:33박희범 기자

"운동 습득 능력은 신경 아닌, 뇌 별아교세포 기능이 좌우"

운동 습득이 유난히 빠른 사람을 두고, 우리는 보통 운동 신경이 좋다고 얘기한다. 그러나 이는 잘못된 말이다. 앞으로는 별아교세포 기능이 우수하다고 표현해야 한다. 기초과학연구원(IBS)은 정원석 혈관연구단 부연구단장(KAIST 생명과학과 부교수)과 김재익 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 부교수 연구팀이 운동 학습 시 별아교세포가 신경 활동 변화와 도파민 신호에 반응해 시냅스를 선택적으로 제거하며, 이 과정이 실제 운동 학습 능력과 직결된다는 사실을 규명했다고 24일 밝혔다. 별아교세포는 뇌에 가장 많이 존재하는 별 모양의 보조세포다. 신경세포 활동을 돕는 역할을 한다. 또 시냅스는 신경세포(뉴런) 간 신호전달을 연결하는 통로다. 정원석 부연구단장은 "새로운 운동 기술을 익힐 때 뇌 신경 회로가 재구성되는 '리모델링'이 주로 신경세포가 주도한다고 여겨졌다. 그러나 별아교세포가 뇌 회로 재편을 이끄는 핵심 조력자라는 걸 과학적으로 규명하고, 확인한 것"이라고 말했다. 시냅스 생성과 소멸은 오랫동안 신경세포를 중심으로 연구되어 왔다. 최근 별아교세포와 미세아교세포(뇌 속 면역세포의 일종)가 시냅스 형성과 제거에 핵심적인 역할을 한다는 사실이 알려지며 주목받았으나, 실제 운동 학습에서 갖는 구체적인 의미와 작동 원리에 대해서는 미지의 영역으로 남아 있었다. 연구팀은 생쥐의 반복적인 운동 학습 과정을 추적하며 뇌 속 시냅스 변화를 면밀히 관찰했다. 논문 제1저자인 최영진 연수학생은 "가장 큰 난관은 복잡하게 얽힌 뇌 회로 속에서 별아교세포가 특정 시냅스를 '청소'하는 찰나를 포착하는 것이었다"고 말했다. 연구팀은 고해상도 이미징 기술로 미세한 변화를 끈질기게 추적한 끝에, 학습이 진행될수록 별아교세포가 시냅스를 먹어 치우는 포식작용이 뚜렷하게 늘어나는 것을 확인했다. 또 이 과정을 별아교세포에 있는 포식 수용체 'MEGF10'이 주도한다는 것도 확인했다. 반면, 포식 능력을 가진 다른 교세포들은 운동 학습 과정에서 시냅스 제거에 거의 관여하지 않았다. 이는 운동 학습 중 시냅스 제거(정비)가 별아교세포만의 고유한 역할이라는 것을 의미한다. 연구팀은 별아교세포의 시냅스 제거 기준도 파악했다. 신경 회로가 활성화될수록 시냅스 재정비 과정 역시 더욱 활발해졌다. 도파민 분비를 증가시키자 별아교세포의 시냅스 제거 양상이 크게 달라졌다. 특히 놀라운 점은, 뇌 선조체(운동 제어와 학습, 보상 시스템에서 핵심적인 역할을 하는 부위)에 있는 두 종류(D1,D2)의 신경세포에서 도파민이 서로 상반된 반응을 유도했다. D1 수용체 세포에서는 별아교세포의 시냅스 제거가 줄어들어 신경 연결이 강화된 반면, D2 수용체 세포에서는 제거가 늘며, 회로가 정리됐다. 정원석 부연구단장은 "이는 별아교세포가 도파민 신호에 따라 'MEGF10' 수용체를 이용해 특정 회로는 남기고 불필요한 회로는 솎아내는 '선택적 리모델링'에 관여한다는 의미"라며 "이번 연구 핵심은 단순 보조자로 여겨졌던 별아교세포가 신경 활동과 도파민 신호를 읽어 시냅스를 직접 정리하는 능동적 조절자임을 과학적으로 밝혀낸 것"이라고 말했다. 그는 또 "이번 연구결과가 파킨슨병, 중독 질환 등 도파민 관련 질환의 원리를 이해하는 데 중요한 단서를 제공할 것"이라며 "별아교세포의 시냅스 포식 기능을 조절하는 전략이 운동 기능 회복 및 신경정신 질환을 치료하는 새로운 접근법으로 이어질 가능성도 있다"고 부연설명했다. 연구결과는 국제 학술지 '네이쳐 커뮤니케이션즈(IF 15.7)에 온라인으로 게재됐다.

2026.02.24 10:57박희범 기자

UNIST–고려아연, 4개월 AI 교육했더니 현장혁신 방안 32건 쏟아져

UNIST는 고려아연과 산업 협력 인재양성 프로그램을 통해 맞춤형 AI 실무 인력 291명을 배출했다고 18일 밝혔다. 이들 기관은고려아연 온산 교육장에서 'UNIST×고려아연 AI 노바투스 아카데미아' 프로그램을 운영했다. 고려아연이 추진 중인 'AI 기반 스마트 제련소' 전략에 맞춰 임직원 데이터 활용 역량과 AI 실무 적용 능력 강화를 위해 마련됐다. 프로그램은 지난해 9월부터 지난 1월까지 약 4개월간 운영됐다. 고려아연 임직원 291명이 참여했다. 커리큘럼은 ▲AI 기초 이론 및 개념 정립 ▲산업현장 적용 사례 기반 실무 이해 ▲AI 과제 발굴 및 선정 기법 등으로 구성됐다. 특히, AI 기반 현장 문제 해결 중심의 교육과정을 통해 실질적인 공정 혁신 역량을 높이는데 중점을 뒀다. 교과에는 최적화 이론과 디지털 트윈 개념이 포함됐다. 교육을 통해 현장에 적용할 과제 32건을 제안받아 그 가운데 7건을 우수 과제로 선정했다. 주요 과제는 ▲환경설비 비정상 운전 탐지 ▲설비 예지보전 시스템 구축 ▲품질 예측 AI 모델 개발 ▲가스터빈 성능 저하 진단 등으로, 다양한 AI 적용 방안이 제시됐다. UNIST와 고려아연은 향후 산업현장 문제 해결형 프로젝트, 공동연구, 기술 자문 등 협력 범위를 지속 확대하며 제조업 AI 전환을 선도하는 산학협력 모델을 고도화해 나갈 계획이다. 한편 UNIST는 지난 주 온산 교육장에서 박종래 UNIST 총장과 김남훈 노바투스대학원장, 김성일 산업공학과장, 김승현 고려아연 온산제련소장 등이 참석한 가운대 수료식을 개최했다. 박종래 UNIST 총장은 “현장을 가장 잘 아는 실무자들이 직접 문제를 정의하고 AI로 해결 방안을 도출했다는 점에서 이번 과정의 의미가 크다”며 “앞으로도 교육·연구·현장 적용이 연결되는 산업 맞춤형 AI 인재 양성 모델을 지속 확대하겠다”고 밝혔다. 고려아연 김승현 제련소장은 “스마트 제련소 구현을 위해서는 임직원의 데이터 기반 문제해결 역량이 핵심”이라며 “이번 교육 성과를 바탕으로 AI 활용 조직문화를 확산하고 공정 혁신을 가속화해 나가겠다”고 말했다.

2026.02.18 11:58박희범 기자

"전기차 주행거리는 20% 늘고, 배터리 제조단가는 낮추고"

울산과학기술원(UNIST)은 곽원진 에너지화학공학과 교수팀이 최정현 가천대 교수팀, 문장혁 중앙대 교수팀과 함께 건식 제조 후막 전극 배터리 초기 용량 손실과 전극 제조 비용을 절감할 수 있는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 후막 전극은 전극 활물질층 두께를 키워 배터리 용량을 늘릴 차세대 전극으로 주목받는다. 일반 배터리 전극과 달리 독성 용매를 쓰지 않는 건식 공정으로 제조돼 친환경적이라는 장점도 있다. 문제는 초기 용량 손실이 크다는 점이다. 모든 리튬이온배터리는 사용 초기 충·방전 과정에서 리튬 용량 손실이 발생하지만, 건식 제조 후막 전극은 두꺼운 활물질과 마른 활물질 입자를 뭉치기 위한 바인더 탓에 초기 용량 손실이 더 크다. 연구팀은 배터리 음극 활물질층과 동박(구리 집전체층) 사이에 프라이머 대신 리튬 금속 박막을 넣어 초기 용량 손실을 줄인 전극을 개발했다. 프라이머는 원래 활물질층을 동박에 부착시켜 주는 물질이다. 프라이머 대신 들어간 리튬 금속은 프라이머 역할과 더불어 손실될 리튬을 미리 보충해주는 역할을 할 수 있다. 박막 속 리튬은 전위차라는 힘에 의해 활물질층 속으로 빨려 들어가게 된다. 실험 결과, 건식 후막 전극을 적용한 배터리는 초기 리튬용량 손실 값이 기존 전극을 적용한 배터리보다 약 75% 줄어들었다. 전기차 주행거리를 기존보다 20%가량 늘릴 수 있는 양이다. 전극 제조 비용 자체도 줄일 수 있다. 보통 전극의 활물질층을 건식 제조하더라도 프라이머층을 코팅하기 위해서는 여전히 별도의 습식 공정과 건조 과정이 필요해 공정이 복잡했는데, 프라이머 코팅 자체를 생략했기 때문이다. 제1저자인 이현욱 연구원은 “전극 접착과 리튬 용량 보충 과정인 선리튬화를 단일 공정으로 처리할 수 있고 현행 배터리 제조 표준인 롤투롤 공정에 바로 연계할 수 있는 기술”이라고 설명했다. 롤투롤(Roll-to-Roll)은 두루마리 형태의 동박을 풀어내며 그 위에 활물질층과 같은 전극 재료를 입히고 다시 감아내는 대량 생산 방식이다. 신문 윤전기가 돌아가는 것과 비슷하다. 곽원진 교수는 “건식 공정을 이용한 전극 후막화 기술은 테슬라 등 글로벌 기업들이 앞다퉈 개발 중인 기술”이라며 “이번에 개발된 음극 기술은 하이니켈 양극 등 양극 종류와 관계없이 쓸 수 있어 기술 경쟁에서 우위를 점하는 데 기여할 것”이라고 말했다. 연구는 국제학술지 '에너지와 환경과학(Energy & Environmental Science)'에 온라인(1월 21일)으로 공개됐다. 조만간 학술지 형태로 출판된다.

2026.02.18 09:00박희범 기자

혈액·침만으로 암진단…저비용·단순공정·재사용·초고감도 센서 개발

간단한 진단으로 암 전이를 잡아내는 고감도 센서가 개발됐다. 기술성숙도(TRL)는 연구실을 벗어나기 직전인 3~4단계 정도다. 혈액이나 침, 오줌 등 액체 생검 만으로 쉽게 검사가 가능한데다, 제작 공정도 쉽고 저렴해 상용화 가능성에 기대를 모았다. UNIST(울산과학기술원)는 김명수 전기전자공학과 교수 연구팀이 KAIST 신우정 교수팀, 연세대학교 강주훈 교수팀과 공동으로 이황화몰리브덴과 고주파(RF)를 이용해 재사용 가능한 고감도 액체 생검 센서를 개발했다고 12일 밝혔다. 김명수 교수는 전화 통화에서 "이 센서 특징은 간단한 제작 공정, 저비용, 재사용, 초고성능 등 4가지"라며 "다만, 상용화까지는 안전성 등에 관한 필드 테스트 등 많은 절차를 거쳐야 한다"고 말했다. 액체 생검은 실제 조직을 떼내지 않고도 혈액이나 침, 오줌 등에 체액 속에 떠다니는 DNA 조각을 감지해 암을 찾아내는 기술이다. 기존 방식은 감지 센서가 일회용이거나 센서 제작 비용이 부담스러울만큼 비싸다. 연구팀은 이 고감도 센서 제작에 이황화몰리브덴을 이용했다. 이 센서는 특수 용액에 씻어내기만 하면, 5회 재사용도 가능하다. 제작도 쉬워 공정 비용도 저렴하다. 이황화몰리브덴 잉크를 기판에 발라 회전시킨 뒤 잉크 속 용매를 날려버리기만 하면 된다. 진단은 센서에 환자 체액을 떨어뜨린 뒤 고주파(RF)로 반응을 살피는 방식으로 한다. 표적 DNA가 센서에 달라붙을 때 발생하는 유전율과 저항 변화가 고주파 신호의 공진 주파수를 이동시키는 원리다. 특히, 기존 유전자 분석 기술이 놓치기 쉬웠던 '단일 가닥 DNA'만을 검출하는 것이 이 센서만의 특징이다. 단일 가닥 DNA는 말기 암이나 림프절 전이 환자에게서 고농도로 발견되는 바이오마커다. 연구팀은 암 전이와 밀접한 단일 가닥 DNA를 저비용으로 검출할 수 있게 돼, 향후 실제 임상에서 암전이 조기 진단과 예후 모니터링 비용을 획기적으로 낮출 수 있을 것으로 예측했다. 김명수 교수는 "실험에서 이 센서는 암 진단 지표인 'AluSx1' 유전자 DNA 조각을 154.67nM (나노몰)의 매우 낮은 농도까지 정확하게 검출했다"며 "병원을 넘어 가정에서도 손쉽게 암 예후를 관리할 수 있는 자가 진단 기기와 스마트 헬스케어 시스템으로 발전시켜 나갈 계획”이라고 덧붙였다. 연구는 한국연구재단의 △ 개인기초연구(신진연구) △국가아젠다 기초연구 △기초연구실지원사업 △BRIDGE융합연구개발사업과 정보통신기획평가원(IITP)의 △ 지역지능화혁신인재양성사업 일환으로 수행됐다. 김명수 교수와 신우정 교수가 교신저자, UNIST 이승찬 연구원과 KAIST 최은호 연구원이 논문 제1저자로 등록됐다. 성과는 센서 분야 국제학술지 '센서 앤 액추에이터 B: 케미컬(Sensors and Actuators B: Chemical, IF 7.7)'에 온라인으로 게재됐다.

2026.02.12 08:00박희범 기자

박종래 UNIST 총장 "조선·이차전지 등 동남권 AX 제조혁신 주도"

“UNIST(울산과학기술원)가 M.AX(제조 인공지능 전환)을 주도하며 국가 산업지형을 바꿀 것이다." 박종래 UNIST 총장은 10일 학술정보관에서 가진 기자간담회에서 동남권 주력 산업의 초격차 확보와 차세대 핵심 기술 자립을 위한 R&D 혁신 전략을 발표했다. UNIST가 지역 혁신을 이끄는 설계자이자 운영자로서의 대학 역할도 공식화했다. M.AX를 총괄하는 R&D 컨트롤타워 역할을 수행하겠다는 것이다. 박 총장은 '동남권 주력산업 재도약과 미래 신산업 창출을 선도하는 과학기술 혁신 허브'를 기치로 연구개발·인재 양성·인프라·창업을 아우르는 4대 전략을 제시했다. 핵심은 ▲주력 산업 AX를 통한 초격차 핵심 기술 확보 ▲동남권 R&D와 산업 성장을 견인할 고급 과학기술 인재 양성과 지역 정주화 ▲기업 경쟁력 제고를 위한 개방형 연구 플랫폼 구축 ▲딥테크 창업 생태계 활성화다. 이번 발표는 정부가 추진 중인 '4극3특 지역연구개발 혁신지원사업'에 맞춰 이뤄졌다. 지역이 산업 수요에 맞는 중점 기술을 직접 기획하는 사업으로 4개 과학기술원이 위치한 4극(중부·대경·호남·동남)에 과기원 사업단을 두고, 각 사업단이 지역 내 연구단을 운영하는 사업이다. 올해는 각 사업단에 131억 원, 이후 최소 260억 규모의 사업비가 지원될 예정이다. UNIST가 내놓은 방향은 '제조 산업의 AX'이다. 동남권을 하나의 산업 권역으로 묶고 조선·해양·기계·우주항공·철강·석유화학 등 주력 제조 분야에 AI와 데이터를 접목해 생산성과 품질을 동시에 높이겠다는 계획이다. 지역 산업 현장에서 축적되는 전주기 데이터를 설계–공정–운영–활용까지 연결해 지능형 산업 생태계를 구축하고, 기존 제조벨트를 첨단 미래 산업 거점으로 전환하겠다는 구상이다. 이를 위해 UNIST는 동남권 지역 R&D 사업단을 축으로 기술 표준, 원천 기술, 솔루션 패키징 등 공통 핵심 기술을 총괄하며 전체 체계를 조정한다. 대학·출연연·산업 현장을 잇는 실증 기반을 마련해 연구 기획부터 현장 적용까지 이어지는 선순환 구조를 구축한다는 방침이다. 먼저 세계 수준의 UNIST 연구 역량을 전면에 내세웠다. 동남권 유일의 AI 대학원을 기반으로 산업 현장에 즉시 적용 가능한 전문 AI 모델 개발 허브를 조성하고, 출연연과 연계해 실증과 확산, 해외 진출로 이어지는 통합 거버넌스를 고도화한다는 방침이다. 제조 인공지능 전환(M.AX)을 중심으로 주요 기업과 공동 프로젝트를 추진하고, 거점 연구단을 통해 기술 표준과 원천 기술, 솔루션 패키징을 일괄 추진한다. 현장에 즉시 투입 가능한 고급 AI 전사 양성도 병행한다. 올해 신설 예정인 'AI & 휴먼 융합대학'을 중심으로 전교생 AI 융합 교육을 실시하고, 학부–대학원–산업 맞춤 과정으로 이어지는 전주기 인재 육성 체계를 완성한다. 이와 함께 노바투스 아카데미아와 노바투스대학원을 통해 재직자 교육과 문제해결형 학습(PBL) 중심의 실무 인재를 배출한다. UNIST 연구 인프라도 고도화한다. 슈퍼컴퓨팅센터와 연구장비 교육·지원 시설을 개방해 기업이 분석·검증·시제품 제작·상용화까지 지원받는 원스톱 오픈 플랫폼을 운영한다. 산업단지 제조 데이터를 고성능 연산 인프라와 결합해 모빌리티·조선·에너지 분야 특화 AI 모델 개발 거점으로 활용할 계획이다. 창업 분야에서는 딥테크 스타트업 육성을 확대한다. 파편화된 동남권 창업 자원을 통합하고, 연구 성과가 '창업–기술지주투자–사업화'로 이어지는 체계적 구조를 정착시킨다. 특히, 시장 중심의 기술창업을 활성화해 84개 앵커 기업의 수요 해결과 전략적 인수합병(M&A)으로 이어지는 성장 경로도 창출한다. 박종래 총장은 “동남권 산업의 몸체에 두뇌인 AI와 데이터를 결합해 새로운 성장 엔진을 만들고, 현장에서 즉시 활용 가능한 기술을 구현하겠다”며 “동남권이 첨단 산업 중심지로 도약할 수 있도록 UNIST가 대규모 연구개발 계획 수립·운영의 중추 역할을 맡겠다”고 강조했다.

2026.02.10 15:53박희범 기자

[인사]울산과학기술원(UNIST)

◇보직교수 ▲ 헬스케어센터장 이상일

2026.02.09 12:55박희범 기자

"젤 안쓰는" 고성능 심전도 패치 내년 출시…500회 이상 재활용 가능

국내 대학이 젤과 접착제가 필요 없는 고성능 심전도 패치를 개발, 내년 상용화를 추진 중이어서 관심이다. UNIST는 정훈의 기계공학과 교수 연구팀이 액체금속과 고무 실리콘 미세 구조를 활용해 달팽이 집 형태의 돌기를 가진 고성능 심전도 패치를 개발했다고 9일 밝혔다. 상용화는 정 교수와 김재준 전기전자공학과 교수가 공동 창업한 앤빅스랩이 추진 중이다. 기술 사업성을 인정받아 중소벤처기업부가 지원하는 팁스(TIPS) 과제에도 선정됐다. 초기 투자 유치에도 성공했다. 상용화 시기에 대해 정훈의 교수는 "올해 하반기 데모를 거쳐 내년 제품 공급이 목표"라고 말했다. 앤빅스랩은 독보적인 패치 기술에 온칩 인공지능(AI)를 결합한 솔루션으로 차세대 웨어러블 헬스케어 시장을 선점하겠다는 계획이다 아 패치는 20㎛ 폭의 액체금속 관이 달팽이 집처럼 돌돌 말린 형태다. 피부에 직접 닿는 관 아래 부분이 뚫린 구조라 심장 박동 신호가 액체금속 전극에 바로 전달될 수 있다. 젤 없이도 심박 신호를 잘 포착하는 이유다. 피부와 닿은 면이 뚫려 있어 압력을 받으면 액체금속이 밑으로 새어 나올 수 있는데, 연구팀은 관 하단에 안쪽으로 말려 들어간 수평 돌기 구조를 만들어 이를 해결했다. 또 관이 워낙 얇아 금속이라도 차가운 느낌이 들지 않는 것이 특징이다. 패치 전체에 있는 지름 28㎛, 높이 20㎛ 크기의 미세한 돌기가 접착제 역할을 한다. 피부에 부착되는 돌기 부분은 갓 가장자리처럼 튀어나와 있어, 접착력이 일반적인 미세 돌기보다 더 뛰어나다. 갓 돌기 구조가 피부 미세 굴곡에 맞춰 빈틈없이 부착되면서 접촉 면적이 늘어나 물리적 접착력이 강해지는 원리다. 정훈의 교수는 "반데르발스 힘을 이용했다. 이는 아주 가까운 거리에 있는 분자들 사이에 작용하는 미세한 인력"이라며 "반데르발스 힘을 증폭시키고 유효 접촉 면적을 증가시켜 강한 접착력 및 반복 부착성을 구현했다"고 말했다. 이 패치는 전극 저항이 상용 패치보다 5배 이상 낮아 작은 신호나 격한 움직임에도 정확하 심박 신호 검출이 가능하다. 또 7일간 장기간 전기적 안정성 및 20회 이상 반복 사용성도 연구팀이 확인했다. 100g 중량을 매달아도 거뜬히 견딜 수 있을 정도의 기존 대비 2배 이상 접착력이라 패치가 제대로 부착되지 않아 발생하는 잡음도 낮출 수 있다. 정훈의 교수는 "병원에서 쓰는 일회용 패치와 달리 500회 이상 재사용할 수 있고, 내구성도 뛰어나다"며 "500회 이상 사용 가능함을 이미 테스트를 통해 확인했다"고 덧붙였다. 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스' 표지 논문으로 지난 5일 게재됐다. 사업은 과학기술정보통신부, 산업통상자원부, 한국연구재단 지원을 받았다.

2026.02.09 08:00박희범 기자

특정 단백질 억제했더니…"대장암세포 스트레스 받아 급격 노화"

국내 연구진이 대장암 증식을 막을 수 있는 특이한 방법을 찾았다. 대장암세포를 영구 노화 상태로 만들어 암세포 증식을 멈추게 하는 방식이다. UNIST는 채영찬 생명과학과 교수 연구팀이 'NSMF'라는 단백질이 대장암 세포 복제 스트레스를 조절해 암세포 노화를 막고 증식을 가속화한다는 사실을 밝혀냈다. 역으로 NSMF 단백질 복제를 억제했더니, 세포 증식이 70%정도의 사례에서 멈췄다고 5일 밝혔다. NSMF는 신경세포 이동과 신호전달을 조절하는 인자로 알려져 있다. 최근엔 DNA 복제 스트레스 조절에 관여한다는 사실이 밝혀졌다. 그러나, 종양 발생 및 진행과정에서 구체적인 기능과 임상적 유의성은 규명된 바 없었다. 연구팀은 복제 스트레스 현상을 이용했다. 세포 속 DNA 복제 속도가 암세포 분열 속도를 따라가지 못해 복제가 멈추거나 엉키는 현상이다. 적당한 스트레스는 DNA 돌연변이를 일으켜 암의 진화를 돕지만, 스트레스가 임계점을 넘으면 DNA가 파괴돼 세포가 죽거나 분열을 멈추는 노화 상태에 빠져버린다. 연구에 따르면, 대장암세포는 NSMF 단백질을 복제 스트레스 관리자로 사용한다. 복제 스트레스가 높아지면 DNA가 손상되지 않도록 보호하고, 복제를 돕는 신호 전달 체계를 활성화해 암세포 생존을 돕는 역할이다. NSMF는 원래 신경계 단백질로 알려져 있었다. 실제 세포 단위 실험에서 대장암 세포의 NSMF 단백질 생산을 억제하자, 암세포는 감당할 수 없는 수준의 복제 스트레스를 받아 스스로 분열을 멈추고 노화 상태에 빠졌다. DNA 복제 속도가 느려지고 빈번하게 멈췄으며, DNA 이중 가닥이 끊어지는 것과 같은 치명적인 손상이 발견됐다. 또 노화 상태에 접어든 세포가 배출하는 물질들도 검출됐다. 동물실험에서도 유효성이 입증됐다. 선천적으로 대장암에 잘 걸리는 쥐의 NSMF 발현을 억제하자, 대장암 발생 빈도가 줄었다. 암이 생기더라도 성장이 억제돼 생존 기간이 대조군 대비 33.5% 늘었다. 정상적인 장 조직에서는 아무런 부작용이 발견되지 않았다. 이미 높은 복제 스트레스에 시달리는 암세포와 달리, 정상 세포는 NSMF 없이도 스트레스를 감당할 수 있기 때문이다. 다만, 대장암 모든 케이스에 그대로 효과를 나타내진 않는다. 70%정도에서 암세포 성장이 멈췄다는 것. 이유는 발암 원인이 워낙 다양하기 때문이라는 것이 연구진 설명이다. 제1저자인 신경진 박사는 "항암제 개발에서 가장 큰 장벽이 정상 세포 손상에 따른 부작용"이라며 "NSMF는 이상적인 항암제 표적이 될 수 있는 최적의 조건을 갖춘 것"이라고 말했다. 신 박사는 또 “향후 NSMF 단백질을 표적으로 하는 치료제가 암세포만 골라 타격하는 표적 치료제로서의 잠재력을 보여주는 고무적인 실험결과”라고 덧붙였다. 채영찬 교수는 “뇌 신경 발달 인자로 알려졌던 NSMF가 대장암 세포의 복제 스트레스를 관리한다는 새로운 기능을 밝혀낸 것”이라며 “NSMF 저해제가 개발된다면 암세포가 스스로 늙어 죽게 만드는 새로운 항암 전략이 될 것”이라고 말했다. 연구 과제는 한국연구재단이 지원했다. 연구결과는 국제 학술지인 '뉴클레익 애시드 리서치(Nucleic Acids Research)'에 온라인으로(1월 14일) 게재됐다.

2026.02.05 16:08박희범 기자

카카오그룹, 4대 과학기술원과 'AI 육성 프로젝트' 시상식 개최

카카오는 지난 22일 경기도 용인시 카카오 AI캠퍼스에서 '4대 과학기술원 X 카카오 인공지능(AI) 육성 프로젝트' 결선 및 시상식을 개최했다고 26일 밝혔다. 이번 프로젝트는 지난해 9월 카카오그룹이 발표한 500억원 규모의 지역 AI 생태계 육성 계획의 첫 실행 사례다. 이번 프로젝트에는 한국과학기술원(KAIST), 광주과학기술원(GIST), 대구경북과학기술원(DGIST), 울산과학기술원(UNIST) 등 4대 과학기술원 소속 교수·학생으로 구성된 66개 팀이 참여했다. 공모 분야는 ▲카카오 AI 서비스 및 인프라 ▲카카오뱅크 금융 고도화 ▲카카오모빌리티 미래 사업 ▲카카오엔터테인먼트 핵심 기술 등 카카오의 주요 사업과 연계된 기술 창업 아이디어였다. 결선에는 총 13개 팀이 발표를 진행했으며 KAIST 소속 애니브릿지 AI팀이 대상을 수상했다. 최종 선발 5개 팀에는 총 3천900만원의 상금이 지급되며, 모든 수상 팀에는 팀당 최대 3천500만원 규모의 '카카오클라우드' 크레딧이 제공된다. 해당 팀들은 향후 6개월간 카카오인베스트먼트의 초기 육성 프로그램을 통한 사업별 멘토링을 지원 받는다. 기술 고도화와 사업 모델 구체화 성과에 따라 팀당 최대 10억원 규모의 후속 투자 검토 기회도 주어진다. 장윤중 카카오엔터테인먼트 대표는 축사를 통해 "연구 단계에 머무르지 않고 실제 산업으로 확장 가능한 아이디어들이 다수 확인됐다"며 "이번 프로젝트가 AI 기술이 시장과 만나는 출발점이 되길 기대한다"고 말했다. 이날 행사에는 백준호 퓨리오사AI 대표도 참석해 예비 창업자들에게 실질적인 비전과 통찰을 공유하는 특별 강연을 진행했다. 카카오그룹은 이번 프로젝트를 시작으로 산학 협력을 기반으로 한 AI 인재 육성 체계를 고도화하고, 지역 중심의 딥테크 생태계가 안정적으로 성장할 수 있도록 지원을 이어갈 예정이다. 김도영 카카오인베스트먼트 대표는 "4대 과학기술원이 보유한 연구 역량과 카카오의 서비스·투자 경험의 연계 가능성을 엿볼 수 있었다"며 "단발성 공모가 아니라, 지속 가능한 AI 인재·스타트업 육성 모델로 이어가겠다"고 말했다.

2026.01.26 14:30박서린 기자

산업용 로봇 팔 떨림, SW로 해결…"현장 바로 적용 가능"

로봇 팔이 부거운 짐을 드는 등 갑작스레 과부하가 걸리면 앞뒤로 흔들리는 '서버헌팅' 현상이 발생한다. 이를 국내 연구진이 제어기 소프트웨어 업데이트로 해결했다. UNIST는 기계공학과 강상훈 교수 연구팀(손정우 연구원=논문제1저자)이 급격한 부하 변동이나 외부 충격에도 로봇팔이 정상 작동하는 '적응형 PID 제어 알고리즘'을 현장에서 바로 사용할 수 있는 수준으로 개발했다고 26일 밝혔다. 로봇 팔이 떨리는 서보헌팅 현상은 PID 제어에 융통성이 부족하기 때문이다. 처음 설정된 값으로만 움직이기 때문에, 로봇이 드는 물체 무게가 갑자기 변하거나 외부 물체와 접촉하면 오작동하거나 심한 진동이 발생한다. 본래 PID 제어는 산업용 로봇의 운동 신경을 담당하는 두뇌 역할을 한다. 로봇팔을 원하는 궤적대로 움직이기 위해 모터로 보내야 하는 힘을 실시간으로 계산해 준다. 구조가 단순하고 명확해 현재 산업 현장 로봇팔의 90% 이상이 이 방식을 사용하고 있다. PID에서 P(비례)는 목표 위치와 '현재 오차'에 비례해 힘을 조절해 준다. I(적분)는 오차가 오래 남아 있을 때 이를 누적해 보상해 주며, D(미분)는 움직임이 갑자기 빨라지거나 흔들릴 때 이를 감쇠시키는 역할을 한다. 이 세 개가 함께 작동해 로봇 반응성과 안정성을 확보한다. 연구팀이 PID 융통성 문제를 알고리즘으로 해결했다. 이 알고리즘은 로봇 오차 정보를 이용해 실시간 제어 값을 스스로 조절할 수 있도록 설계했다. 기존 적응형 PID 기술과 달리 로봇팔 관절 디지털 센서에서 발생하는 미세한 신호 잡음(양자화 오차)을 상쇄하도록 설계됐다. 기존 적응형 알고리즘은 성능을 높이려다 센서에서 발생하는 미세한 잡음에까지 반응하게 되면서 불필요하게 힘을 키우는 현상이 발생하고 시스템이 불안정해지는 경우가 많았다. 이 알고리즘의 가장 큰 장점은 하드웨어 교체 없이 소프트웨어 업데이트만으로 적용 가능하다. 로봇의 복잡한 물리적 정보(질량, 마찰력 등)를 미리 입력하거나 고가의 무게 감지 센서를 추가할 필요가 없다. 이미 PID 제어기가 탑재된 로봇이라면 어디든 즉시 적용할 수 있다. 연구팀은 관절이 2개인 로봇팔에 이 알고리즘을 적용, 로봇팔 자체 무게에 달하는 짐을 들게 하거나, 강한 탄성 스프링이 연결된 복잡한 환경을 만드는 실험을 진행했다. 실험 결과, 새로운 알고리즘이 적용된 로봇팔은 환경 변화에 맞춰 스스로 제어 값을 조절하며 흔들림 없이 목표 궤적을 따라갔다. 반면 기존 제어 방식은 위치 오차가 커지거나 불안정한 모습을 보였다. 강상훈 교수는 “산업용 로봇의 대다수를 차지하는 PID 제어기 성능을 획기적으로 개선할 수 있다”며 “작업 환경이 자주 바뀌는 스마트 팩토리 뿐만 아니라 사람의 미세한 힘 변화까지 감지해 반응해야 하는 재활 로봇, 휴머노이드 로봇 등 다양한 로봇 분야에 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 연구 결과는 기계공학 상위 4.1% 국제 학술지 'IEEE/ASME 트랜잭션 온 메카트로닉스(IEEE/ASME Transactions on Mechatronics)'에 지난 13일자로 게재됐다. 연구는 한국연구재단 미래유망융합기술파이오니어사업과 국립재활원 재활로봇중개연구용역 일환으로 수행됐다.

2026.01.26 08:00박희범 기자

KAIST 등 4대 과학기술원 "학폭 가해자 안뽑는다"

KAIST를 포함한 전국 4 대 과학기술원 2026 학년도 수시모집에서 학교폭력 이력이 있는 지원자들이 전원 탈락한 것으로 드러났다. 국회 과학기술정보방송통신위원회 소속 더불어민주당 황정아 의원(대전 유성을)이 4대 과학기술원(KAIST, GIST, DGIST,UNIST)으로부터 제출받은 자료에 따르면 2026 학년도 수시 전형에서 학교폭력으로 감점을 받은 지원자 전원이 불합격했다. 이에 해당하는 지원자는 KAIST가 12명이었다. 또 GIST는 2명, UNIST가 1명이었다. 특히, DGIST는 학교폭력 조치사항 제 4 호(사회봉사)~제9호(퇴학 처분) 를 받은 수험생은 지원조차 하지 못하게 제한, 학교폭력 이력으로 감점받은 지원자가 없는 것으로 확인됐다. 황정아 의원은 “피해자에게 평생 상처를 남기는 학폭을 철없는 시절 일탈 정도로 치부해서는 안 된다” 며 “대입에서 학폭감점은 처벌이나 낙인을 찍는 게 아니라 , '잘못된 행동에 대한 책임은 스스로 져야 한다' 라는 학폭 가해자에게 가장 필요한 교육” 이라고 강조했다.

2026.01.22 16:39박희범 기자

한수원, UNIST 컨소시엄과 '에너지·AI 기술개발' 위한 공동연구 협약

한국수력원자력과 울산과학기술원(UNIST) 컨소시엄은 20일 울산 UNIST 본관 대회의실에서 '에너지·AI 기술개발 공동연구' 협약을 체결했다. 한수원과 UNIST는 협약에 따라 올해부터 3년 동안 100억원 규모 연구비를 투입, 원자력을 포함한 에너지 전반의 인공지능 기술개발에 나선다. 이날 협약은 기술 융합의 핵심 동인인 인공지능(AI) 기술을 활용해 한수원 업무 전반 지능화를 목표로 체결됐다. UNIST 컨소시엄은 앞으로 '에너지·AI 융합연구혁신센터'를 설립해 AI 기술을 활용한 현안 해결과 기술혁신 과제를 발굴·수행하고 한수원과 협력사 임직원 대상 인공지능 기술 인력 양성 교육을 시행할 예정이다. UNIST 컨소시엄 참여연구기관으로는 한국과학기술원(KAIST)과 미래와 도전이 포함됐다. 장희승 한수원 품질기술본부장은 “이번 협약을 통해 에너지·AI 연구생태계를 확고히 하고, 원자력을 포함한 에너지 전반의 AI 기술개발을 통해 AI·데이터 시대를 선도하는 산학 협력 우수사례로서 큰 역할을 할 것으로 기대한다”며 “에너지·AI 기술을 바탕으로 한 과학적 의사결정을 통해 한수원이 안전하고 신뢰받는 탄소중립 에너지 리더로 재도약하도록 노력하겠다”고 말했다.

2026.01.20 18:22주문정 기자

AI 더 똑똑하게 만드는 '수학적 방법' 찾았다

국내 연구진이 인공지능(AI) 안정성에 필수 요소인 '강건성'을 확보하고 개선할 조건을 수학적으로 증명해 관심을 끌었다. 강건성은 AI가 어떤 상황에서도 안정적으로 작동하는 정도를 말한다. UNIST는 인공지능대학원 윤성환 교수팀이 AI 학습 필수 단계인 데이터 증강을 통해 AI모델 강건성을 어떻게 높일 수 있는 지에 관한 조건을 수학적으로 증명했다고 19일 밝혔다. 윤성환 교수는 "눈보라에도 차선을 이탈하지 않는 자율주행차나 저화질 사진으로도 암을 진단하는 의료 AI 등을 만들기 위해서는 AI 모델 '강건성'이 뛰어나야 한다"며 ". 데이터 증강은 이러한 강건성을 높이는 기법으로 널리 쓰여왔는데, 그 정확한 강건성 향상 조건을 수학적으로 규명한 것"이라고 설명했다. 윤 교수는 "수학적 검증만으로도 효과적인 증강 기법을 선별할 수 있게 돼 AI 모델 개발에서 생산성을 크게 높일 수 있다"고 부연 설명했다. 딥러닝 모델은 학습한 데이터와 약간만 다른 환경에 노출되면 성능이 급격히 저하된다. 원본 데이터에 인위적으로 변형을 가해 학습량을 늘리는 데이터 증강이 필수적인 이유다. 그러나 어떤 변형 방식이 가장 효과적인지에 대해서는 명확히 밝혀진 바가 없어 수많은 시행착오를 반복해야 했다. 연구팀은 근접 지지 증강(PSA, Proximal-Support Augmentation)이라는 조건을 만족하는 증강일수록 원하는 효과를 거둘 수 있다는 것을 이번 연구에서 밝혀냈다. PSA는 원본 데이터에 미세한 변형을 가해 원본 데이터 주변을 촘촘히 채우는 증강 방식이다. 연구팀은 먼저 데이터 공간과 파라미터 공간에서 변화가 서로 대응된다는 점을 증명한 뒤, PSA 조건을 만족하는 데이터 공간에서의 변화가 파라미터 공간 손실함수 지형도 평평하게 다져준다는 사실을 입증했다. 입력 데이터 주변을 촘촘히 채우면, 이에 대응하는 모델 내부 파라미터 공간도 평평해져 AI가 강건성을 갖추게 된다는 것이 연구진 설명이다. 모델 손실함수 지형이 평탄(Flat Minima)할 경우, 뾰족한 지형(Sharp Minima)에 비해 강건성이 높았다. 실제 실험에서도 PSA 조건을 충족한 데이터 증강 기법이 그렇지 않은 기법보다 월등한 강건성을 나타냈다. 윤성환 교수는 “데이터 증강 설계를 보다 체계적인 과학으로 만든 연구”라며, “자율주행, 의료 영상, 제조 검사처럼 분포가 자주 바뀌는 실제 환경에서 신뢰할 수 있는 AI 모델을 만드는 데 중요한 이론적 기반이 될 것”이라고 말했다. 이 성과는 국제 인공지능 학술대회 중 하나인 전미인공지능학회(AAAI) 2026 정식 논문으로 채택됐다. 올해 학회는 오는 20일부터 27일까지 싱가포르에서 열린다. 연구는 △과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원(IITP) '지역지능화혁신인재양성 사업' △UNIST '인공지능대학원' 사업 △UNIST 'AI스타펠로우십' 사업 △'인간지향적차세대 도전형 AI기술 개발' 사업 △한국연구재단 지원 개인기초연구 중견연구 지원을 받아 수행됐다.

2026.01.19 08:00박희범 기자

양자소자 원천기술 개발…번개보다 수백배 강한 전기장 문제 해결

피코초인 1조분의 1초 영역에서 전자를 제어할 수 있는 차세대 양자 소자 원천 기술이 개발됐다. 실험실 수준이지만, 초저전력으로 작동하는 차세대 광전 소자나 에너지 하베스팅 시스템, 양자센싱 플랫폼 구현을 앞당길 것으로 기대됐다. UNIST는 물리학과 박형렬 교수 연구팀이 아주대 물리학과 이상운 교수팀과 새로운 테라헤르츠 양자 소자를 개발했다고 30일 밝혔다. 양자소자가 기존에 나와 있지만, 강한 전기장에서는 녹아 내리는 단점이 있다. 반면 테라헤르츠 양자 소자는 처리 속도가 빨라 6G 통신 등 초고속 신호 처리에 적합하다. 1초에 수조(10¹²) 번 이나 진동하는 테라헤르츠파로 유도한 전자 터널링을 이용하기 때문이다. 그러나 이에도 문제가 있다. 터널링을 일으키기 위해 3V/nm(볼트/나노미터)라는 강력한 테라헤르츠파 전기장을 가해줘야 한다. 강한 전기장은 발열을 일으켜 소자 금속 전극이 녹거나 구조가 손상된다. 3V/nm는 나노미터에 3V를 가하는 것과 같다. 번개보다 수백배 강한 전기장 세기다. 키 160cm인 사람에 비유하면, 48억 V 전압을 맞은 것에 해당한다. 연구팀은 이에 기존 전기장 대비 4분의 1수준에서도 터널링이 잘 일어나는 테라헤르츠 양자 소자를 개발했다. 이 소자는 금속 전극 사이에 끼어있는 절연체를 산화알루미늄(Al₂O₃)대신 이산화티타늄(TiO₂)으로 바꿔 만들었다. 이산화티타늄이 에너지장벽 높이를 낮추는 원리에 착안했다. 제1저자인 지강선 연구원은 “강한 전기장으로 전자를 밀어내는 방식이 아닌, 전자가 더 쉽게 이동할 수 있는 길을 열어주는 접근법”이라며 “터널링은 확률적 현상이라 에너지 장벽 높이가 낮아지면, 확률이 급격하게 증가하게 된다”라고 설명했다. 연구팀은 최적화된 원자층 증착 공정을 이용해 고품질 소자를 제작했다. 원래 이산화티타늄 박막을 금속 전극 위에 입히게 되면, 원자 크기의 미세 구멍(산소 공극)이 만들어지는 불량이 발생한다. 이상운 아주대학교 교수는 “반도체 로직·메모리 소자 양산 공정에서 쓰이는 최신 원자층 증착 기술을 적용해 차세대 양자 소자의 산소 공극 결함을 잡아낼 수 있었다”고 말했다. 원자층층착은 원료 기체를 번갈아가며 주입해 기판에 원자 박막을 한층씩 쌓아가는 기술이다. 개발된 소자는 약 0.75 V/nm 전기장에서도 안정적인 터널링 구동을 보였다. 또 이산화티타늄의 열 배출 성능 덕분에 테라헤르츠파 투과율을 최대 60%까지 조절하는 조건에서도 1천회 이상 성능 저하 없이 안정적으로 작동했다. 박형렬 UNIST 교수는 "테라헤르츠 양자 소자 상용화를 가로막던 가장 큰 걸림돌인 고전압 구동과 열 파괴 문제를 근본적으로 해결했다"며 "6G 시대를 넘어선 미래 광통신 소자, 고감도 양자 센싱 분야의 원천 기술이 될 것"이라고 강조했다. 연구는 나노과학 분야 국제학술지(ACS Nano)에 온라인으로 게재됐다. 과학기술정보통신부 한국연구재단(NRF), 정보통신기획평가원(IITP) 등의 지원을 받아 이뤄졌다.

2025.12.30 08:00박희범 기자

사진·만화 속 장면, AI로 "왜곡없이 3D로 변환"

사진이나 만화 속 장면을 왜곡없이 손쉽게 3D로 변형할 수 있는 AI(인공지능) 기술이 개발됐다. UNIST는 인공지능대학원 주경돈 교수 연구팀이 3D 가우시안 모델이 생성한 3D 캐릭터의 자세를 형태 왜곡없이 바꿔주는 AI 기술인 '디폼스플랫'을 개발했다고 25일 밝혔다. 기존에는 사진과 같은 2D 데이터를 입력받아 화면에 3D 객체를 재구성해 주는 AI 모델, '3D 가우시안 스플래팅'을 이용했다. 그러나 가우시안 스플래팅이 재구성한 3D 캐릭터를 만화나 게임에서 처럼 움직이게 하려면, 여전히 여러 각도에서 촬영한 영상 데이터나 연속 촬영된 비디오 데이터가 필요하다. 데이터가 부족하면 팔, 다리 등이 움직일 때 엿가락처럼 휘어지는 형태 왜곡이 생기기 쉽기 때문이다. 연구진이 개발한 '디폼스플랫'은 사진 한 장 입력으로 형태 왜곡 없이 3D 캐릭터의 자세를 사진 속 자세와 똑같이 움직이게 바꿔준다. 실제 실험 결과, 이 모델이 제작한 3D 캐릭터는 각도를 바꿔 옆이나 뒤에서 보아도 형태 왜곡이 적고 자연스러운 자세를 유지한다. 예를 들어 팔을 드는 동작을 입력하면, 정면뿐 아니라 측면이나 뒤쪽 시점에서도 팔과 몸통의 비율이 흐트러지지 않는다. 관절이 고무처럼 늘어나는 현상도 거의 나타나지 않는다. 연구팀은 가우시안–픽셀 매칭과 강체 부위 분할 기술을 이용해 이 같은 모델을 개발했다. 가우시안–픽셀 매칭은 3D 캐릭터를 구성하는 가우시안 점들과 2D 사진 속 픽셀을 연결해, 사진에 담긴 자세 정보를 3D 캐릭터로 전달하는 기술이다. 또 자세 변형 시 함께 움직여야 하는 단단한 부위를 스스로 찾아 그룹으로 묶어내는 강체 부위 분할 기술 덕분에 로봇이나 인형의 형태가 찌그러지지 않고 자연스럽게 움직일 수 있다. 주경돈 교수는 “기존 기술은 사진 한 장만을 입력 데이터로 활용해 3D 물체를 움직이려 하면 형태가 심각하게 훼손되는 한계가 있었다”며 “개발된 AI는 물체의 구조적 특성을 고려해 스스로 뼈대 역할을 하는 영역을 구분하고 움직임을 생성하는 기술로, 전문 인력과 고가의 장비에 의존하던 메타버스·게임·애니메이션 등 3D 콘텐츠 제작 분야의 진입 장벽을 낮출 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 연구 결과는 최근 홍콩서 열린 시그그래프 아시아(SIGGRAPH ASIA) 2025에 공개됐다. 시그그래프 아시아는 컴퓨터과학 분야 세계 최대 국제 학회 단체인 ACM이 주관하는 학회다. 연구는 정보통신기획평가원과 UNIST 인공지능대학원이 지원했다.

2025.12.25 11:55박희범 기자

태양광 수소 생산 성능 기존 대비 1.6배 개선…상용화 위한 채산성 "잡힐 듯 말듯"

태양광 수소 생산 성능을 기존 대비 1.6배 개선할 수 있는 초박막 소재가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 태양광 수소 생산이 가능한 채산성 확보는 아니어도, 기존대비 2~3배 정도 성능을 개선했다. UNIST는 신소재공학과 조한희 교수 연구팀이 태양광 수소 생산 효율을 획기적으로 개선한 나프탈이미드계 자기조립분자 박막을 개발했다고 8일 밝혔다. 태양광 수소 생산은 물속에 담긴 광전극에 햇빛을 쪼여 물을 수소와 산소로 분해하는 기술이다. 광전극(photoanode) 내부의 반도체가 빛을 흡수하면 전자가 생기는데, 이 전자가 기판으로 이동해 물이 수소와 산소로 분해되는 화학반응을 일으킨다. 이번에 개발한 자가조립박막은 유기반도체와 기판 사이에서 전자를 전달해 주는 역할을 한다. 기존에는 이 역할을 두께가 두껍고 전하 전달 성능이 떨어지는 금속산화물층이 맡아왔다. 연구팀은 이 물질을 광전극에 적용했을 때, 7.97 mA/cm² 전류 밀도를 기록했다고 밝혔다. 이는 벌크 유기반도체(BHJ)를 기반으로 하는 광전극 중에서 가장 뛰어난 전류 밀도 성능이다. 광전극의 전류 밀도 성능이 뛰어날수록 수소가 반대쪽 전극에서 빠르게 생산된다. 또 이 물질은 금속산화물층과 달리 분자끼리 알아서 조립돼 박막을 형성하기 때문에 제작 공정 비용도 줄일 수 있다. 조한희 교수는 "기존 유기물 반도체 대비 160%정도 성능 개선이 이루어졌다, 기존에는 유기물 반도체 전류밀도가 2~3mA/cm² 정도였다"며 "상용화를 위해선 전류 밀도가 15.0mA/cm² 정도 나와야 하는데, 추가 연구가 이루어지면 이 지점에 도달하는 기간이 크게 단축될 것"으로 예측했다. 현재 연구팀은 이 기술을 특허 출원한 상태다. 연구팀은 박막을 이루는 분자를 '푸쉬-풀(push–pull) 구조'로 설계해 이 같은 물질을 개발했다. 푸쉬-풀은 한 분자 안에 전자를 밀어내는 부분과 당기는 부분이 공존하는 구조로, 이 구조의 분자들은 힘을 합쳐 강한 전기장을 형성할 수 있다. 형성된 전기장은 에너지 장벽을 낮추는 역할을 해, 전자가 자기조립분자박막을 뚫고 이동하는 '전자 터널링' 현상이 활성화되는 원리다. 조한희 교수는 “유기 반도체 기반 광전극은 가격이 저렴하고 대면적 제조가 가능하다는 장점이 있다”며 “이번에 개발된 자기조립분자막은 이러한 유기 광전극 기반 태양광 수소 생산 기술의 상용화 가능성을 크게 높인 물질이다. 전자 추출이 중요한 태양광전지, 발광다이오드, 광학 센서 소자 드에도 폭넓게 적용 가능하다"고 설명했다. 연구 결과는 에너지 분야 국제 학술지(ACS Energy Letters)에 온라인(11월 11일)으로 공개됐다. 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단(NRF) 기초연구실지원사업, 우수신진연구사업, 이노코어 사업(지능형 수소기술 혁신단, AI-우주 태양광 사업단), 스위스 ETH 리딩 하우스 아시아(Leading House Asia)의 지원을 받았다.

2025.12.08 09:12박희범 기자

적도 근처서 나타났다 바로 사라지는 '쌍 소용돌이' 현상 54년 만에 수학모델로 증명

적도 근처에서 드물게 관측되는 '쌍 소용돌이' 이론을 국내 연구진이 54년만에 수학적으로 증명했다. 이 이론은 러시아 수학자 사도브스키(V. S. Sadovskii)가 1971년 서로 반대 방향으로 돌며 완전히 맞붙은 채로 움직이는 특수한 소용돌이 쌍을 수치 시물레이션을 통해 제시했다. 사도브스키 패치로 알려진 이 모델은 당시 ▲바람이 완벽히 일정할 것 ▲마찰이 전혀 없을 것 ▲외부 방해가 없는 등의 이상적 유체 안에서 존재한다는 전제가 달렸다. 이 전제를 만족하면, 서로 반대 방향으로 돌며 회전 세기가 균등한 두 소용돌이가 맞붙은 상태에서 직진하게 된다. UNIST는 수학과 최규동 교수 연구팀(심영진 학생)과 서울대 정인지 교수 연구팀이 사도브스키 패치가 오일러 방정식의 해로서 존재할 수 있음을 수학적으로 증명했다고 2일 밝혔다. 오일러 방정식은 점성(마찰)이 없는 이상적인 유체가 어떻게 움직이는지를 설명하는 이론이다. 최규동 교수는 "수학적으로 존재를 증명하는 가장 확실한 방법은 사도브스키 패치의 모양과 운동을 동시에 설명하는 함수, 즉 유체의 운동법칙인 오일러 방정식의 해를 직접 찾아내는 것"이라며 "하지만 이러한 함수를 실제 구하는 것은 일반적으로 불가능에 가깝다"고 말했다. 두 소용돌이가 대칭축에서 완전히 접촉한 채 끊김 없이 이동해야 하는 특수한 구조 탓에 수학자들도 방정식 해의 '존재'를 논리적으로 입증하기가 쉽지 않다는 것이다. 연구팀은 그동안 이의 수학적 규명을 놓고, 북경대 황퉁 (Huang-Tong) 교수팀과 치열한 경쟁을 펼쳐 왔다. 최 교수는 "이번 성과는 단순한 사도브스키 패치의 수학적 존재성 뿐만 아니라 역학적 타당성, 즉 물리적 안정성도 함께 검증했다"고 강조했다. 연구팀은 이번 연구에서 변분법을 사용했다. 특정 조건을 만족하는 여러 가지 가능한 함수 중에서 주어진 값을 최대화 또는 최소화하는 함수를 찾는 방법이 변분법이다. 연구팀은 먼저 소용돌이 간격을 작게 설정하고 소용돌이 회전 세기에 상한을 두는 조건을 걸어둔 뒤, 그 안에서 운동에너지가 가장 큰 값을 갖는 소용돌이 쌍을 찾았다. 연구팀은 이렇게 얻어진 최대 에너지 소용돌이 쌍의 구조를 단계적으로 분석한 결과 그 모양이 사도브스키가 제안한 패치의 형태와 일치함을 확인했다. 연구팀은 이번 성과가 향후 난류 연구, 항공기와 선박의 후류 해석, 후지와라 효과와 같은 대기·해양 소용돌이 간의 상호작용 분야에서 유체역학적 이해의 토대를 넓혔다는 의미가 있다고 덧붙였다. 연구 결과는 수학 분야 국제 학술지 편미분방정식연보(Annals of PDE) 12월 호에 실렸다.

2025.12.02 08:00박희범 기자

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