DGIST 에너지공학전공 홍승태 교수 연구팀이 차세대 이차전지로 각광받는 칼슘이온전지용 양극소재인 NaV2(PO4)3 를 개발했다. 이번 연구성과로 기존에 사용되는 리튬이온전지의 용량과 성능을 개선한 칼슘이온전지의 상용화가 앞당겨질 전망이다. 리튬이온전지는 모바일 기기 및 전기차 등 다양한 분야에 적용되고 있는 대표적인 이차전지이다. 그러나 최근 더 좋은 성능을 구현하기 위해 높은 에너지밀도를 가진 이차전지가 요구되면서 리튬이온전지의 구현 가능한 에너지밀도가 한계에 근접한 상황이다. 또한 핵심소재인 리튬, 코발트 등의 매장지역이 한정적이어서 가격 또한 상승하고 있다. 이러한 리튬이온전지를 대체하기 위해 칼슘이온을 이용한 이차전지 연구가 주목받고 있다. 이차전지는 이온이 전자와 함께 양극과 음극을 이동하면서 충전과 방전이 일어난다. 이 때 이동하는 전자의 수와 양극소재의 특성에 따라 배터리 용량과 전압이 결정되는데, 리튬은 이온당 한 개의 전자가 같이 이동하지만 칼슘은 이온당 두 개의 전자가 이동 가능한 2가 양이온이다. 따라서 이론상 리튬이온전지보다 2배의 용량이 가능하며 더 높은 에너지밀도를 구현할 수 있다. 또한 지구상에 풍부한 원소인 칼슘을 이용하기 때문에 경제적이기도 하다. 하지만 리튬보다 큰 칼슘의 이온크기와 높은 산화수(oxidation number)로 인해 전극물질에 구조적, 전하적 변형이 발생하게 된다. 이 때문에 칼슘이온의 작동전압을 구현할 수 있는 양극소재의 개선이 필요하다. 양극소재는 방전 시 이온과 전자를 받아주고, 충전 시 이온과 전자를 음극으로 보내는 탈·삽입 과정의 주요 매개체이며, 전자의 작동전압을 결정하는 소재이다. 이에 DGIST 홍승태 교수 연구팀은 칼슘이온의 특징을 고려해 높은 구조적 안정성을 가진 나시콘 구조(NASICON) 기반의 양극소재인 NaV2(PO4)3를 개발했다. 연구팀은 NaV2(PO4)3의 구조 분석과 칼슘의 탈·삽입 메커니즘 분석을 위해 분말 X선 회절기법을 이용했다. 이를 통해 양극소재 구조에 칼슘이온이 탈?삽입 되는 과정에서 발생하는 구조 변화를 규명하면서 높은 용량과 작동전압이 구현 가능함을 증명했다. 홍 교수는 “탈·삽입 기반의 칼슘이온 이차전지용 양극소재를 개발하고 작동 메커니즘을 최초로 규명했다”며, “이러한 작동원리를 적용하면 더욱 높은 에너지 밀도를 달성할 수 있는 칼슘이온전지용 양극소재 개발의 지표가 될 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 삼성미래기술육성사업을 통해 진행됐으며, DGIST 에너지공학전공 전부식 박사과정생과 허종욱 박사가 공동1저자로 참여했다. 아울러 소재화학 분야 국제학술지 ‘Chemistry of Materials’에 9월 23일자 온라인판에 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

DGIST는 기초학부생들로 구성된 DGISTu!팀이 IEEE Brain Society가 주관하고 BR41N.IO가 개최한 ‘Brain-Computer Interface Designer’s Hackathon(BCI 해커톤)’에서 최종 우승했다. BCI 해커톤은 2017년부터 매년 전 세계를 돌아가며 5~6번 개최되는 대회로, 올해는 코로나로 인해 비대면 온라인 방식으로 개최됐다. DGIST 학부생으로 구성된 DGISTu!팀은 10월 10일부터 11일까지 총 2일 동안 진행된 대회에 참가해 뇌파로 나만의 음악을 만드는 ‘Sound of the Mind’ 프로젝트를 진행해 최종 우승을 차지했다. ‘Sound of the Mind’ 프로젝트는 DGISTu!팀(지도교수 최경호, 안진웅)이 DGIST 학부생공동연구프로그램 UGRP에서 진행한 연구에 기반을 둔 프로젝트다. 학생들은 주위 학업 스트레스에 지친 학생들의 정신과 심리 상태에 따라 달라지는 뇌파를 음악으로 표현하고, 이를 명상과 향기요법을 통해 스트레스를 경감시켜보고자 연구를 진행하게 됐다. UGRP의 연구경험을 살린 DGISTu!팀은 BCI 해커톤 대회에 참가해 머리 여러 부위에서 측정한 뇌파의 특정 주파수 밴드의 시공간적 특징들을 활용해 음의 높낮이, 길이, 선율, 화음 등을 실시간으로 생성해 사람의 심리에 따라 음악을 구현하는 방식을 개발, ‘Sound of the Mind’ 프로젝트를 완성시켰다. DGISTu!팀은 이번 대회에 참가해 한국인 최초 우승이라는 값진 성과를 거뒀다. 대회에 참가했던 DGISTu!팀의 김태수 학생은 “조만간 뇌파로 영상과 음악을 동시에 만드는 추가 연구를 수행해 향후 IEEE BCI 2021에 논문을 제출할 예정”이라며, “향후에는 뇌파로 만드는 미디어아트나 우울증, 스트레스 치료를 위한 뉴로피드백 기술로 특허 출원을 위한 계획을 세우고 있다”고 밝혔다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

DGIST 신물질과학전공 이성원 교수 연구팀이 기존보다 전기전도도를 250배 이상 향상시킨 전도성 고분자(PEDOT:PSS) 제작 기술을 개발했다. 이번 연구 성과는 피부부착 및 삽입형 생체전극 등 생체의료기기 분야 개발에 큰 도움이 될 전망이다. 전도성 고분자는 전기전도성을 갖는 비금속 소재로써, 디스플레이나 유기태양전지 등 투명전극을 필요로 하는 분야에 두루 쓰인다. 유연한 특성과 뛰어난 가공성 덕분에 대량생산이 가능한 생체친화적 신소재로 각광받고 있다. 하지만 금속보다 훨씬 낮은 전기전도도로 인해 활용 폭이 낮은 실정이다. 이를 해결하고자 전기전도도를 향상시키는 방법들이 개발되고 있지만 대부분 유기용매나 산성 물질들이 사용되고 있다. 이 때문에 유해물질을 제거하는 추가 공정 및 비용 등이 발생해 생체의료분야의 응용이 제한적인 실정이다. 이에 DGIST 이성원 교수 연구팀은 온도와 습도를 제어한 열수처리(Hydrothermal Treatment)를 통해 전기전도도를 향상시키는 새로운 제작 기술을 개발했다. 연구팀은 상대습도 80% 이상에서 70도 이상의 열을 가할 시 전도성 고분자 내부의 PEDOT 양이온과 PSS 음이온의 결합력이 약화돼 상분리가 일어남을 발견했다. 이로 인해 전도성 물질인 PEDOT 양이온의 얽힘 현상이 발생하며 전도도가 높아짐을 확인했다. 연구팀은 이와 같이 제작된 전도성 고분자로 생체전극을 만들었고, 기존보다 약 250배 향상된 125.367 지멘스퍼센티미터(S/cm-1) 의 전기전도도를 측정할 수 있었다. 연구팀은 추가적으로 피부온도 측정 및 심전도 모듈과 연동한 심전도 측정 등 다양한 실험을 통해 실제 생체전극으로 활용 가능성이 높음을 규명할 수 있었다. 특히 이번 연구는 고압증기멸균기(Autoclave)의 멸균공정으로 소자의 전기전도도를 높일 수 있어, 실제 의료현장에서의 일반적인 멸균과정을 통해서도 사용 가능한 간단하고 효율적인 공정이라고 설명했다. 이성원 교수는 “생체적합성이 좋은 전도성 고분자를 인체에 무해하면서 손쉽고 간단한 방법으로 전기전도도를 획기적으로 개선했다”며, “본 기술을 적용하면 전극 저항을 100배 이상 줄일 수 있어, 에너지 효율을 높이고 의료분야로의 활용 폭이 넓어질 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 DGIST 신물질과학전공 정우성 석박사통합과정생과 권기혁 석사과정생이 공동 1저자로 참여했다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 선도연구센터지원사업으로 수행됐다. 연구 결과는 국제학술지 ‘바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics)’에 10월 8일 온라인 게재됐다 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

코로나19 바이러스는 기침이나 재채기로 튀어나오는 침을 통해 전파된다. 공기감염의 가능성도 제기되고 있지만 명확한 증거는 없는 상황이다. 코로나19 이외의 병원균은 공기감염 되는 경우도 많다. 국내 연구진이 공기 중 특정 바이러스를 즉시 검출해 낼 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 분자인식연구센터, 광주과학기술원(GIST) 화학과, 건국대 수의학과 공동연구팀은 공기 중 바이러스를 포집해 그자리에서 바로 검출할 수 있는 기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 분석화학 분야 국제학술지 ‘ACS 센서스’에 실렸다. 공기 중에 퍼져 있는 세균이나 곰팡이, 바이러스 같은 위해물질을 검사하기 위해서는 검사 장소의 공기를 포집한 뒤 실험실로 가져가 특수한 분석과정을 거쳐야 한다. 문제는 이 과정에 걸리는 시간이 짧게는 수 시간에서 길게는 수 일이 소요된다. 또 실험실로 옮기지 않고 현장에서 바로 검사할 수 있는 기술이 있기는 하지만 세균이나 곰팡이 농도를 파악할 수 있을 뿐 미생물이나 입자 크기가 작은 바이러스를 구별하는 것은 어렵다는 한계가 있었다. 이에 연구팀은 모세관 현상을 이용한 유리 섬유 필터로 일회용 바이러스 포집 및 진단키트를 개발했다. 이번에 개발한 진단 키트는 공기 채집기를 이용해 공기 중 떠다니는 바이러스를 유리섬유로 이뤄진 다공성 패드에 수집, 농축하고 모세관 현상을 이용해 검출 영역으로 이동시킨다. 검출영역으로 이동한 바이러스는 특정 바이러스에만 반응하는 항체가 부착된 적외선 발광 나노입자와 반응하면서 원하는 바이러스를 선택적으로 검출할 수 있다. 또 특정 바이러스 반응 나노입자를 바꾼 장치를 4개 이상 삽입할 수 있기 때문에 여러 종류의 바이러스를 동시에 검출할 수 있다. 이번에 개발한 진단 키트는 임신진단기와 유사한 형태로 별도의 세척이나 분리 없이 하나의 장치를 갖고 10~30분 동안 공기를 포집하고 20분의 분석시간을 가져 현장에서 최대 50분 내에 포집과 분석을 마쳐 부유 바이러스 존재를 확인할 수 있다. 실험을 통해 넓은 공간에 확산된 독감 바이러스를 이번 장치로 포집해 100만배 이상 농도로 농축했고 정밀한 수준으로 검출할 수 있다는 것을 확인했다. 이준석 KIST 박사는 “이번에 개발한 장치는 현쟁에서 포집하고 바로 분석이 가능하기 때문에 코로나19 바이러스처럼 공기 중에 떠다니는 생물학적 위해인자를 현장에서 진단해 실내 공기오염 모니터링 시스템으로도 응용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 퇴행성 뇌질환을 일으키는 새로운 독성 인자를 발견해 효과적인 치료방법 개발에 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 이성배 교수팀은 퇴행성 ‘핵인자 카파비’라는 물질이 뇌질환 발병에 영향을 미치는 새로운 독성 인자라고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘세포 생물학’에 실렸다. 고령화 사회가 가속화되면서 퇴행성 뇌질환 환자 숫자가 증가하고 있지만 관련 치료제나 치료방법은 아직 개발되고 있지 않고 있다. 연구팀은 헌팅턴병처럼 신경퇴행성 질환인 폴리글루타민 뇌질환과 루게릭병으로 알려진 근위축성 측삭경화증의 병리학적 메커니즘에 대한 연구를 진행한 결과 평소 활성이 억제돼 있던 핵인자 카바비가 뇌질환 초기부터 비정상적으로 과활성화되면서 신경독성을 유발시키고 신경세포의 형태를 변화시키고 사멸 시키는 등의 방법으로 심각한 신경병증을 일으키는 것으로 확인됐다. 연구팀은 헌팅턴병이나 루게릭병 이외에 알츠하이머나 파킨슨병에도 핵인자 카파비의 신경독성이 작용할 가능성이 크다는 것을 확인했다. 이에 따라 핵인자 카파비의 활성 억제를 통해 다양한 퇴행성 뇌질환의 효과적 치료제 개발이 가능할 것으로 연구팀은 기대했다. 이성배 교수는 “이번 연구는 강한 신경 독성을 갖고 있지만 평소는 억제돼 있다가 질병상황에서 비정상적으로 활성화되는 독성인자를 실험적으로 증명한 것”이라며 “기존에 알려진 퇴행성 뇌질환 유발 독성인자와 함께 핵인자 카바비를 감소시킬 수 있다면 효과적인 치료가 가능할 것으로 기대된다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST 뇌·인지과학전공 이성배 교수 연구팀은 퇴행성 뇌질환 발병에 기여하는 새로운 잠재 독성 인자로 ‘핵인자 카파비(NF-κB)를 발굴하고 이를 통한 신경병리 기전을 규명했다. 이번 연구를 통해 마땅한 치료제가 없던 다양한 퇴행성 뇌질환들을 효과적으로 치료할 새로운 약물 개발의 가능성을 제시할 것으로 기대된다. 이 교수 연구팀은 헌팅턴병처럼 신경퇴행성 질환인 폴리글루타민 뇌질환과 근위축성 측삭경화증(루게릭병)의 병리기전에 대한 연구를 진행했다. 그 결과, 평소 활성이 억제돼 있던 핵인자 카파비가 뇌질환 초기에 비정상적으로 과활성화되며 신경독성을 유발하고, 신경세포의 형태 변화나 사멸과 같은 심각한 신경병증을 일으킨다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구를 통해 이 교수 연구팀은 퇴행성 뇌질환에서 신경 세포의 병증과 그 사멸에 기여하는 잠재 독성 인자인 핵인자 카파비를 발굴하며 추가적인 잠재 독성 인자들도 존재할 수 있는 가능성을 제시했다. 특히 이번 연구는 특정 잠재 독성 인자의 활성 억제 약물 개발과 이를 활용한 표적 치료제 개발의 가능성을 열어, 기존과 전혀 다른 퇴행성 뇌질환 치료제의 가능성을 보여줬다. 이 교수는 “이번 연구는 강한 신경 독성을 가졌기에 평소에는 억제돼 있던 잠재 독성 인자가 질병상황에서 갑자기 비정상적인 활성화로 독성을 지니면서 퇴행성 뇌질환을 일으킬 수 있단 것을 실험으로 증명한 것이 핵심”이라며 “핵인자 카파비 인자 외에도 퇴행성 뇌질환을 일으키는 다른 잠재 독성 인자를 찾는 후속 연구와 궁극적으로 독성 인자들의 활성을 선택적으로 감소시켜 병 완화에 효과적인 치료제를 개발하는 연구를 계속 진행하려 한다”고 말했다. 이번 연구 결과는 美 록펠러(Rockefeller) 대학에서 출간하는 세계적 권위의 학술지인 ‘Journal of Cell Biology(JCB)’ 온라인판에 지난 10월 22일 게재됐다. 또 하버드 의대 소속 권민지 박사후 연수연구원, DGIST 뇌·인지과학전공 한명훈, 고병수 석·박사통합과정생이 공동 제1저자로 참여했다. 이번 연구 결과는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 기초연구실 지원사업과 중견연구자 지원사업의 성과이다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

그리스 정부가 우리 해군의 해상작전헬기 2차 사업의 후보기종 중 하나인 MH-60R 시호크의 구매를 확정했다. 예산규모는 1억9천3백만 달러 규모로 알려지고 있으며 그리스는 이번 도입으로 미국, 덴마크, 호주, 사우디아라비아, 인도에 이어 MH-60R를 운용하는 여섯 번째 국가가 되었다.전 세계적으로 320대 이상의 MH-60R 해상작전헬기가 전 세계 해군과 공군에서 다양한 작전을 수행 중에 있다. 미 해군은 2006년에 최초로 MH-60R를 실전 배치한 이래로 적 잠수함 탐지, 해상 구조, 수중 위협 제거 등 다양한 임무에 활용하며 289대까지 그 운용 규모를 확대시켰다. 최근 미 국방부 장관이 록히드마틴에 PBL(Performance Based Logistics) 즉 성과기반군수상을 수여하는 등, MH-60R은 미국에서 우수한 전투 준비 태세와 비용 대비 성능 즉 가성비를 인정받고 있다. MH-60R는 미국, 호주, 덴마크, 사우디아라비아, 그리고 인도에서 총 320대가 넘게 운용되고 있으며 이번 결정으로 그리스 해군도 그 대열에 참여하게 됐다. 미 해군의 MH-60 프로그램 총괄인 토드 에반스 대령은 “그리스 정부가 세계 최강의 대잠작전헬기인 MH-60R를 선택해서 매우 기쁘다.”고 전하며 “우리는 이 헬기가 앞으로 수년간 그리스 해군에게 다른 무기 체계와 견줄 수 없는 최고의 작전 수행 능력을 제공할 것이라고 확신한다."며 환영의 뜻을 밝혔다.톰 케인 록히드마틴 시콜스키사의 해군 헬기 사업 이사는 “그리스 해군은 MH-60R 시호크 다목적 헬리콥터를 도입을 통해 세계 최고의 대잠 및 대수상전 헬리콥터 체계를 갖추게 되었다.”고 밝혔다. 또한 완전 가동 중인 MH-60R의 생산 및 정비 체계는 전 세계에 어디든 신속한 지원이 가능하며, 이를 바탕으로 뛰어난 안전성과 최고의 가치를 제공한다.”라고 강조했다. 이어 “이번 도입으로, MH-60R는 유럽 지역 해양 안보에 필요한 핵심 능력을 확충하며, 그리스 해군의 작전에 투입될 수 있는 막강한 역량을 보장할 것이다.”라고 전했다. 호주 해군은 2013년 첫 MH-60R를 인수했고, 이후 24대로 그 운용 규모를 확대했다. 호주 해군의 MH-60R는 그 능력을 인정받아 다양한 종류의 함선과 통합 운영되고 있다. 덴마크 공군 역시 2016년 MH-60R을 도입했으며, MH-60R는 혹독한 작전 환경으로 악명 높은 북해에서 놀라운 착륙 성능과 공중 주유 및 대해적 작전 능력 등을 증명했다. 사우디아라비아 해군은 2018년 첫 MH-60R 헬기를 도입한 이래, 총 10대의 헬기를 록히드마틴의 차세대 다중임무 수상 전투함(MMSC)과 함께 운용할 계획이다.그리스 정부가 MH-60R 해상작전헬기의 구매를 확정하면서, 우리 해군의 해상작전헬기 2차 사업에도 적지 않은 영향이 미칠 전망이다. 그리스 정부의 구매로 MH-60R 해상작전헬기의 가격이 인하될 가능성이 있으며, 또한 해상작전헬기 2차 사업 기종으로 결정된다면 운용유지비용도 절감될 수 있다. 반면 다른 후보기종인 AW159 와일드캣은 영국, 우리나라, 필리핀 외에 추가 구매국이 없어 기체 가격 및 운용유지비용이 상승하고 추가 생산에도 많은 어려움을 겪는 것으로 전해지고 있다. 김대영 군사평론가 kodefkim@naver.com

DGIST 에너지공학전공 이종수 교수 연구팀은 빛을 전류나 전압으로 변환하는 포토트랜지스터에서의 새로운 이종접합 구조를 개발하고, 이를 이용해 광전류 생성 위치와 노이즈 전류 생성의 원인을 규명했다. 이번 연구는 향후 태양전지 및 다양한 광전류 생성 소재 및 소자 연구에 중요한 지표를 제공할 것으로 기대된다. 이차원 물질은 물질을 구성하는 원자들이 마치 종이처럼 얇게 하나의 층으로만 구성돼 있는 물질을 뜻한다. 그 중에서도 ‘전이금속 디칼코게나이드(TMDC)’는 우수한 물리적 성질과 전기적 특성을 지닌 차세대 반도체 물질로, 포토트랜지스터 제작 응용과 관련해 많은 관심을 받고 있다. 하지만 광전류 생성 원리 및 전하 균형 최적화 등 다양한 조건을 만족해야 한다. 이에 이 교수 연구팀은 광전류 생성에 충분한 에너지 확보를 위해 서로 다른 세 종류의 TDMC를 붙여 새로운 구조의 포토트랜지스터를 개발했다. 개발된 포토트랜지스터는 양극의 텅스텐 디셀레나이드(p?WSe2), 음극의 이황화텅스텐(n?WS2)과, 이황화몰리브덴(n?MoS2) 세 종류의 TDMC를 접합된 이종접합 포토트랜지스터로, 이 교수 연구팀은 개발한 포토트랜지스터를 이용해 광전류가 생성되는 정확한 위치 분석과 전류량 측정 연구를 진행하는데 성공했다. 이 교수 연구팀은 실시간 광전류 매핑시스템을 자체 개발해 광전류 생성의 정확한 위치를 정확하게 분석할 수 있도록 했다. 또한, 전자와 정공 사이의 전하 균형에 따라 플리커 노이즈와 샷 노이즈의 원인 분석 연구도 함께 진행했는데, 이는 연구가 부진했던 노이즈 측정법 연구를 통해 새로운 측정방식을 제안해 그 의미가 깊다고 할 수 있다. 이처럼 이번 연구는 향후 2차원 소재 및 하이브리드 소재를 이용한 태양전지, 광센서, 전계발광소자 개발에 필요한 광전류 생성 원리와 위치 등을 정확히 규명·추적했다는데 그 의미가 깊다. 이를 통해 향후 고효율 광전소자 개발에 중요한 지표를 제공할 것으로 기대된다. DGIST 에너지공학전공 이종수 교수는 “이차원 TMDC 소재의 우수성을 잘 활용하면 새로운 물성 확보 및 소자특성을 개선한 전자 및 광전소자 개발이 가능할 것이라는 생각에 연구를 시작하게 됐다”며 “아직은 실용화를 위해 다양한 연구가 추가적으로 필요한 상황이라 계속해서 연구에 집중해나갈 예정”이라고 말했다. 이 연구는 DGIST 에너지공학전공 나현수, 정민혜 석박통합과정생이 공동 주저자로 참여했으며, 한국연구재단의 중견후속과제 및 DGIST Pre-CoE 연구과제 지원하에 수행됐다. 연구결과는 재료과학, 물리학 분야의 최고 분야지중의 하나인 Advanced Science에 지난 8월 18일 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

국내 연구진이 퇴행성 뇌질환이나 다양한 정신질환 등의 원인을 밝혀낼 단서를 찾았다. DGIST는 뇌·인지과학전공 고재원 교수 연구팀이 뇌 시냅스 발달을 매개하는 시냅스 접착단백질 간의 핵심 신호전달 경로를 발견했다고 21일 밝혔다. 뇌는 수많은 신경세포로 이루어져 있다. 한 개의 신경세포는 수천 개의 다른 신경세포들과 연결되어 다양한 신경회로를 형성한다. 이를 통해 정상적인 학습, 기억 등의 기능을 담당한다. 이러한 신경세포 간 연결부위 역할을 하는 시냅스는 전 시냅스(presynapse)와 후 시냅스(postsynapse)로 구성되어져 있는데, 전시냅스에서 신경전달물질을 내보내면 후시냅스의 신경전달물질 수용체가 감지하면서 뇌 기능이 작동한다. 이 때 시냅스 형성 과정을 매개하는 중요한 인자가 바로 시냅스 접착 단백질이다. 시냅스 접착 단백질의 기능에 이상이 생기면 신경회로 연결에 문제가 생기고 뇌 질환이 일어난다. 이 때문에 시냅스 접착 단백질의 기능을 완벽히 밝혀내면 뇌 질환 치료에 큰 도움이 될 수 있다. 하지만 다양한 종류의 시냅스 접착 단백질들이 어떻게 상호작용하면서 시냅스의 형성과 유지, 소멸을 매개하는지에 대한 정확한 기전은 밝혀지지 않았다. 이에 고재원 교수 연구팀은 전시냅스의 여러 접착단백질 중 PTP시그마 단백질과 뉴렉신 단백질이 서로 상호작용하면서 시냅스를 형성함을 최초로 발견했다. 또한 이러한 상호작용은 동물세포 내 다당류인 ‘헤파란 설페이트(Heparan sulfate)’에 의해 정교하게 조절되고 있음을 확인했다. 기존 학계에서는 이 두 단백질이 각기 독립적인 메커니즘을 통해 시냅스 형성을 매개한다고 알려져 왔었기에 더욱 의미가 큰 발견이다. 연구팀은 PTP시그마 단백질과 뉴렉신 단백질을 각각 하나씩 또는 동시에 삭제한 초파리 유충들을 개별 제작 후, 신경근접합부에서의 신경전달 및 전 시냅스 봉오리 숫자를 분석했다. 이를 통해 두 초파리의 비슷한 유전자 서열을 가진 유전자가 생체 내에서 상호작용하며 시냅스 구조 및 기능 조절의 메커니즘을 규명했다. DGIST 고재원 교수는 “이번 연구는 시냅스 접착단백질인 PTP시그마와 뉴렉신으로 구성된 복합체가 다양한 전시냅스 및 후시냅스 단백질들과 협업하는 복잡한 신호전달 경로를 밝힌 것”라며, “지속적인 심화연구를 통해 시냅스 발달을 매개하는 보편적 분자원리를 확립하겠다”고 소감을 밝혔다. 이번 연구 성과는 보건복지부와 한국보건산업진흥원이 지원하는 보건의료인재양성지원사업으로 수행됐으며, 뇌?인지과학전공 한경아 연구교수가 제1저자로 참여했다. 또 뇌신경과학 분야의 저명 국제학술지 ‘저널 오브 뉴로사이언스(The Journal of Neuroscience)’’에 10월 9일자 온라인 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

DGIST 에너지공학전공 양지웅 교수와 로봇공학전공 한상윤 교수가 삼성전자 미래기술육성사업이 지원하는 2020년도 하반기 소재기술, ICT 창의과제에 선정됐다. 양 교수는 ‘양자점의 생로병사 비밀규명을 통한 고효율?고안정성 양자점 소재?소자 개발’를 연구주제로 이번 사업에 선정됐다. 연구의 내용은 양자점 나노입자의 생로병사 전 과정에 대한 기초과학적 이해를 통해 고효율, 고안정성의 QLED 디스플레이 기술의 구현을 목표로 하고 있다. 양 교수는 “양자점은 차세대 디스플레이 기술로 많은 주목을 받고 있지만 아직 합성 및 열화과정에 대한 근원적인 이해가 부족하여 자발광 QLED의 효율 및 안정성이 낮은 상태”라며, “이번 과제를 통해 양자점 디스플레이 기술 실용화에 기여하는 연구를 수행하겠다”고 소감을 전했다. 한 교수는 ‘조합 최적화 문제를 위한 온 칩 광학 아이징 머신’을 연구주제로 이번 사업에 선정됐다. 빛이 흐르는 반도체를 이용해 양자영역에서 동작하는 인공신경망을 구현하여, 슈퍼컴퓨터로도 풀지 못했던 최적화 이론의 난제들을 실시간으로 푸는 초소형 칩을 개발하는 것이 연구의 목표다. 한 교수는 “해당 칩이 개발되면, 신약개발, 자율주행, 소셜네트워크, 암호화폐 등에 관련된 난제들을 시공간의 제약 없이 풀 수 있는 길이 열려 실생활에 눈에 띄는 파급효과가 생긴다.”며 “이번 과제를 통해 인류의 삶에 긍정적인 변화를 가져오고 싶다”고 밝혔다. 삼성미래기술육성사업은 삼성전자가 2013년 1조 5000억원을 출연해 우리나라 미래 과학기술분야 연구를 10년 간 지원하는 사회공헌 사업이다. DGIST 양지웅 교수와 한상윤 교수를 포함한 올 하반기 2차 선정과제는 기초과학 15개, 소재기술 7개 , ICT창의과제 분야 9개 등 총 31개 연구과제로 연구비 396억 3000만원이 지원된다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

인공지능(AI) 작곡가 ‘이봄’(EvoM)이 만든 곡으로 신인가수가 데뷔해 화제가 되고 있다. 8일 광주과학기술원(GIST)에 따르면 AI대학원의 안창욱 교수팀이 개발한 국내 유일 AI 작곡가가 만든 곡으로 신인가수 H씨가 데뷔했다. 가수들이 인공지능과 협업해 음원을 발매한 경우는 종종 있었지만 이번처럼 인공지능이 작곡한 곡으로 가수가 데뷔한 것은 세계 처음으로 알려졌다. 최근 발매한 싱글 ‘아이즈 온 유’로 이봄이 작·편곡한 곡을 바탕으로 프로듀서 누보(NUVO)의 작·편곡 협업과 H씨의 작사로 탄생했다. 안창욱 교수는 “AI 작곡가와의 협업을 원하는 음악가들이 늘고 있다”며 “AI가 만든 곡을 케이팝 차트에 올리는 게 목표”라고 밝혔다. 안 교수팀은 2016년 개발한 이봄(당시 보이드)으로 만든 신곡 2곡을 2017년 음원 사이트에 공개했다. 그러나 인공지능이 인간의 섬세한 감정을 터치할 수 있는지 의문이 제기됐다. 안 교수팀은 이후 인공지능 작곡가에 장르별 작곡이론을 학습시키면서 수십만 곡을 생산했다. 안 교수는 “뉴에이지 스타일이든 요즘 풍의 트로트이든 인공지능에 선행학습시키면 인간의 감성을 담은 멜로디를 만들 수 있다”며 “더 나아가 전문가와의 협업 작곡은 물론 스스로 편곡까지 할 수 있는 기술을 개발하고 있다”고 말했다. 광주 최치봉 기자 cbchoi@seoul.co.kr

DGIST 로봇공학전공 최홍수 교수 연구팀이 체외 환경에서 원하는 위치에 정밀하게 신경세포를 전달해 신경망을 연결하는 신경세포 전달용 마이크로로봇을 개발했다. 이번 연구 성과는 향후 중증 뇌질환인 치매나 뇌전증 등 다양한 신경계 질환 연구에 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 인체 조직의 치료를 위해 약물 치료, 수술 등이 가능한 마이크로로봇 기술 연구가 각광받고 있다. 마이크로로봇은 외부 자기장을 통한 무선제어로 세포나 약물을 낭비 없이 정교하게 전달 가능하다. DGIST 최홍수 교수 연구팀은 이러한 마이크로로봇의 장점을 활용해 신경세포 전달 및 신경망 연결이 가능한 플랫폼 개발에 성공했다. 연구팀의 마이크로로봇은 3D 레이저 리소그라피 공정을 통해 300마이크로미터(1마이크로미터는 100만분의 1미터)의 길이로 제작됐고, 로봇몸체에 신경세포를 배양할 수 있도록 5마이크로미터 사이즈 패턴의 홈을 만들었다. 구조체는 자기장 구동 및 생체적합성을 위해 니켈과 산화 티타늄 박막의 금속 증착 공정을 거쳤다. 연구팀은 마이크로로봇의 신경망 연결 능력을 검증하기 위해 신경세포가 내는 전기신호 측정 시스템인 ‘다중 전극 어레이(Microelectrode array, MEA)’ 칩 위에 각각의 해마 신경세포들을 따로 분리시켜 배양했다. 그리고 마이크로로봇 몸체에 해마 신경세포를 배양 후, 칩 위의 해마 신경세포들을 연결하기 위해 마이크로로봇을 이동시켰다. 신경세포를 실은 마이크로로봇은 빠르게 움직여 분리된 신경세포들 사이를 연결했고, 두 신경세포에서 오가는 전기신호를 확인했다. 이를 통해 원하는 패턴으로 신경망의 연결이 가능함을 최초로 확인했으며, 다수의 신경세포를 연결해 생리학적 기능을 분석할 수 있음을 증명했다. DGIST 로봇공학전공 최홍수 교수는 “이번 연구성과는 마이크로로봇이 체외 신경세포를 원하는 방식으로 연결할 수 있어, 다양한 신경계 질환 연구를 위한 기능적인 생체신호 분석이 가능하다. 신경세포의 전기생리학적 분석을 기반으로 하는 다양한 응용 연구에 활용 가능할 것으로 기대한다”면서, “후속 연구를 진행해 마이크로로봇을 다양한 의공학적 용도로 활용할 수 있도록 노력하겠다”고 소감을 밝혔다. 이번 연구는 최홍수 교수팀과 DGIST-ETH 마이크로로봇 연구센터 김진영 선임연구원 및 뇌·인지과학전공 유성운 교수팀이 한국뇌연구원(KBRI) 라종철 교수팀과 융복합공동연구로 진행됐다. 연구 결과는 세계적 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’ 지난 9월 25일자 온라인 게재됐으며, 과학기술정보통신부와 DGIST의 지원으로 수행됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

DGIST에서 IEEE ISORC 2021 컨퍼런스가 내년 6월 개최된다. 1998년부터 시작된 ISORC는 실시간 분산 컴퓨팅 관련 연구를 주로 다루는 국제 학술대회다. 내년 DGIST에서 개최되며, 세계 각국의 실시간 분산 컴퓨팅 분야 정상급 연구자들이 모여 인공지능 기반 사물인터넷, 자율주행차, 지능형 교통 시스템, 사이버 물리 시스템 등에 관한 연구 성과 발표와 연구 협력을 논의하게 된다. 또 DGIST 정보통신융합전공 박경준 전공책임교수는 사이버 물리 시스템 및 사물인터넷 분야에 기여한 학술 공로를 인정받아 ISORC 2021 공동학회 운영위원장을 맡는다. 여기에 DGIST 정보통신융합전공 좌훈승 교수가 지역 준비위원장을 맡아 대회 운영 실무를 담당할 계획이다. ISORC 2021 유치는 DGIST가 국내 인공지능 및 실시간 컴퓨팅 기술을 국제무대에 알리는데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다. 또한 4차 산업 혁명 시대 핵심 기술과 서비스의 세계적인 동향을 파악하고, 국제적 네트워크를 구축을 통해 관련 국내 IT 산업이 도약할 수 있는 좋은 계기가 될 전망이다. DGIST 정보통신융합전공 박경준 전공책임교수는 “이번 행사 유치를 통해 국내 인공지능 및 실시간 컴퓨팅 기술을 국제무대에 알리고 4차 산업 혁명 시대에 필요한 핵심 기술과 서비스의 세계적인 동향을 파악하며 국제적 네트워크를 구축을 통해 관련 국내 IT 산업이 도약할 수 있는 계기가 될 것으로 기대된다”고 말했다. 한편, IEEE ISORC 2021 컨퍼런스는 2021년 6월 1일부터 3일까지 진행될 예정이다. 참여 논문 제출기한은 2021년 1월 31일까지다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

2021학년도 기초학부 수시모집에서 일반전형 145명 내외, 학교장추천전형 40명 내외, 고른기회전형 15명 내외, 특기자전형 10명 내외 등 총 210명 안팎을 선발한다. 전년도와 달라진 점으로 학교장추천전형 지원인원이 고교별 1명에서 2명으로 늘어났다. 수시 면접평가에서는 제시문 기반의 발표면접을 통해 학생 개개인의 문해능력과 주어진 시간 내 자신의 의견을 논리적으로 말하는 발표능력, 문제에 대한 창의성 등을 검증한다. 자기소개서는 전년도와 동일하게 별도 문항 없이 3000자 이내의 자유양식으로 작성하면 된다. 세부 항목에 구애받지 않고 자신이 표현하고 싶은 내용을 자유롭게 기재하도록 해 자기주도적 학습태도가 돋보이는 인재를 선발한다. 단 교육부 지침에 따라 자기소개서에 교과 관련 교외수상실적이나 공인어학성적 등을 작성하면 불이익을 받게 된다. 특기자전형은 예외적으로 작성 가능하다. 특기자전형에 한해 학문 및 연구, 활동 등 특정 분야의 영재성을 보여 줄 수 있는 우수성 입증자료(3개 이내)를 PDF파일로 온라인 지원 시 업로드하면 된다. 입학생은 전원 국비 장학생으로 선발돼 4년간 등록금을 전액 면제받는다. 자세한 사항은 홈페이지(www.dgist.ac.kr/adm) 참조. (053)785-5141~5.

DGIST가 23일부터 28일까지 2021학년도 기초학부 신입생 수시모집 원서를 접수한다. 올해 수시모집인원은 일반전형 145명 내외, 학교장추천전형 40명 내외, 고른기회전형 15명 내외, 특기자 전형 10명 내외로 총 210명 내외로 선발한다. DGIST는 21세기가 요구하는 융복합 인재를 양성하기 위해 사고의 폭을 넓히는 “문제 해결형 교육”, 자율적으로 이수 교과목을 설계하는 “자기 주도형 교육”, 경계를 넘어 다양성을 경험하는 “글로벌 역량강화 교육”을 통해 과학기술인재를 육성하고자 한다. DGIST 입학생은 전원 국비 장학생으로 선발되어 4년 간 등록금을 전액 면제받는다. 또한 학생 전원에게 미국 버클리, 스탠포드대, 존스홉킨스대 등 세계적 명문대에서 여름학기를 수강할 수 있으며, 스위스연방공대, 미국 버지니아대, 영국 케임브리지대 등의 대학에서 연구 인턴십에 참여할 기회도 주어지게 된다. 특히 교수와 전임연구원의 지도를 받아 1년 단위의 융복합 연구그룹 프로젝트를 수행하는 UGRP(Undergraduate Group Research Program)를 통해 학문에 대한 융복합적 사고와 협업적 연구역량을 키울 수 있다. 2021학년도 수시모집 전형의 전년도와의 차이점은, 학교장 추천전형이 고교별 1명에서 2명으로 지원인원을 늘린 점이다. 또한 수시 면접평가의 제시문 기반의 발표면접을 통해 진행해 학생 개개인의 문해능력과 주어진 시간 내 자신의 의견을 논리적으로 말하는 발표능력, 문제에 대한 창의성 등을 검증하고자 한다. 자기소개서는 전년도와 동일하게 별도 문항 없이 3000자 이내의 자유양식으로 작성하면 된다. 세부 항목에 구애받지 않고 자신이 표현하고 싶은 내용을 자유롭게 기재가 가능함으로써 자기 주도적 학습태도가 돋보이는 인재를 선발하고자 한다. 단 교육부 지침에 따라 자기소개서 기재요령 시 교과관련 교외수상실적, 공인어학성적 등을 작성하면 불이익을 받게 된다. 단 특기자전형은 예외적으로 작성가능하다. DGIST 김대륜 학생처장은 “4차 산업혁명 시대에는 문제를 잘 푸는 인재가 아닌 문제를 만들어 해결하는 창의적인 사람, 새로운 것에 두려워하지 않고 도전하는 하는 사람, 사람들과 협력하고 타인을 배려하는 역량이무엇보다 필요하다”며 “DGIST는 융복합 교육과 연구를 바탕으로 세상의 변화를 주도하고 미래를 이끌어갈 주인공을 기다린다”라고 했다. DGIST 수시모집 지원은 DGIST 입학 홈페이지(admission.dgist.ac.kr) 혹은 유웨이 어플라이(www.uwayapply.com)로 학교생활기록부, 자기소개서, 교사추천서를 온라인으로 작성해야 한다. 또 특기자전형에 한해 학문, 연구, 활동 등 특정 분야의 영재성을 보여줄 수 있는 우수성 입증자료(3개 이내)는 PDF파일로 온라인 지원 시 업로드하면 된다. 더 자세한 사항은 입학홈페이지(www.dgist.ac.kr/adm/)또는 전화(053-785-5141~5)로 문의하면 된다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

성장기 아이가 있는 가정의 부모들의 고민은 학업 성적과 함께 성장일 것이다. 또래 아이들보다 키가 작으면 키가 자라지 않는 이유가 뭔지 알아보고 해결하기 위해 병원을 다닌다든지, 키 크는데 도움이 되는 영양제를 먹이기도 한다. 심지어는 성장호르몬 주사 처방을 받기도 한다. 그렇지만 이런 방법으로도 부모들 생각만큼 키가 쑥 크지 않는 경우가 많다. 그런데 아동, 청소년들이 키가 잘 자라지 않는다면 부모들이 알지 못하는 다른 이유가 있을 수도 있다. 다름 아닌 스트레스이다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 연구팀은 뇌 시상하부 내 실방핵에서 만들어진 인슐린이 성장호르몬 생성에 도움이 된다는 것을 발견했다고 27일 밝혔다. 실방핵은 시상하부를 구성하는 여러 신경핵 중 하나로 호르몬 분비를 통해 삼투압, 식욕, 스트레스에 대한 신체반응 등 조절을 매개하는 것으로 알려져 있다. 이런 실방핵에서 만들어지는 인슐린은 스트레스를 받으면 분비되지 않기 때문에 성장호르몬 생성을 막아 성장을 저해할 수 있다는 것이다. 이 같은 연구결과는 임상의학 분야 국제학술지 ‘JCI 인사이트’에 실렸다. 인슐린이라고 하면 주로 췌장에서 분비되고 혈당 조절에 관여하는 호르몬이다. 그렇지만 췌장 이외에 시상하부를 비롯한 다양한 뇌 영역에서도 소량의 인슐린을 합성하는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 뇌에서 생성된 인슐린은 어느 부분의 신경세포에서 만들어지고 생리적 역할은 무엇인지 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 조직이나 세포의 특정 단백질의 항원항체반응을 통해 광학기기로 관찰하는 면역조직화학 기법으로 뇌 인슐린을 분석한 결과 시상하부 내 실방핵에 있는 소세포성 신경분비세포에서 기인한다는 것을 처음으로 발견했다. 연구팀은 뇌에서 생성되는 인슐린을 억제하는 바이러스를 만들어 성인 생쥐의 시상하부 실방액에 주입했다. 그 결과 여러 호르몬 중 성장호르몬만 분비가 억제되는 것을 관찰했다. 이 발견을 바탕으로 갓 태어난 어린 생쥐의 시상하부 실방핵에 인슐린 발현을 억제하는 바이러스를 주입하자 뇌하수체 성장호르몬 생성이 억제돼 성장이 지연되는 것을 확인했다. 또 어린 쥐에게 스트레스를 주면 시상하부 실방핵 내 인슐린 발현이 억제되면서 뇌하수체 성장호르몬 생성이 억제돼 성장이 지연되는 것을 추가로 관찰했다. 김은경 DGIST 교수는 “이번 연구는 뇌에서 만들어지는 미량의 인슐린이 어떤 생리적 기능을 하는지에 대해 알려주는 성과”라며 “뇌 인슐린은 이번에 밝혀진 것처럼 성장을 좌우하는 것 이외에 또 다른 신체 기능 조절에 관여할 것으로 보이는 만큼 추가 연구를 진행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST 뇌·인지과학전공 김은경 교수(뇌대사체학 연구센터장) 연구팀이 뇌의 시상하부 내 실방핵에서 생성된 인슐린이 성장호르몬 생성에 기여한다는 생물학적 현상을 규명했다. 이번 연구 결과는 아동기와 청소년기의 스트레스성 성장 지연 원인을 밝히기 위한 새로운 연구 지표가 될 것으로 기대된다. 김은경 교수 연구팀은 다양한 면역조직화학 분석 방법들을 통해 시상하부에서 생성된 인슐린이 실방핵에 있는 소세포성 신경분비세포 에서 주로 합성된다는 사실을 최초로 발견했다. 또 소세포성 신경분비세포에서 분비되는 호르몬이 다양한 뇌하수체 전엽 호르몬의 생산을 조절한다는 점에 착안해, 합성된 인슐린이 뇌하수체 전엽 호르몬의 유전자 발현과 분비를 조절한다는 가설을 세웠다. 연구팀은 이를 증명하기 위해 뇌에서 생성된 인슐린 발현을 억제하는 바이러스를 제작했고, 이를 성체 생쥐의 시상하부 실방핵에 주입했다. 그 결과 여러 뇌하수체 전엽 호르몬들 중 오직 성장호르몬의 유전자 발현과 분비만 억제되는 것을 관찰했다. 또한 어린 생쥐의 시상하부 실방핵에 인슐린 발현을 억제하는 바이러스를 주입하자 뇌하수체 성장호르몬의 생성이 억제돼 생쥐의 성장이 지연됨을 확인했다. 추가로 성체 쥐와 어린 쥐에 구속 스트레스를 주었을 때, 시상하부 실방핵 내 인슐린 발현이 억제되었고, 이 때 실방핵 내에 인슐린을 과발현하는 바이러스를 주입하자 뇌하수체 성장호르몬 생성이 증가해 만성 억제 스트레스에 의해 유발되는 성장 지연을 막는 것을 확인했다. 이를 통해 실방핵 내 인슐린이 뇌하수체 전엽에서 만들어지는 성장호르몬의 조절에 기여함을 증명해냈다. 김은경 교수는 “췌장에서 생성되는 인슐린에 비해 훨씬 적은 양의 뇌에서 만들어진 인슐린의 생리적 기능이 현재까지 논쟁이 되고 있다”며 “이번 연구 결과로 뇌에서 유래된 인슐린의 생리적 기능들 중 호르몬 생성을 통한 성장 외의 아직 알려지지 않은 다른 신체 기능을 조절하는 역할을 이해하는데 도움을 줄 것으로 기대한다”고 밝혔다. 이번 연구결과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원으로 수행됐으며, DGIST 뇌·인지과학전공 이재면 박사와 김경찬 석박사통합과정 학생이 공동 제1저자로 참여했다. 아울러 임상의학 분야 국제적 학술지인 ‘더 저널 오브 크리니컬 인베스티게이션 인싸이트’에 지난 20일 온라인 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

DGIST 지능형로봇연구부 안진웅 책임연구원팀이 왼손과 오른손에 수동적으로 전달되는 촉각을 인지하는 뇌의 부위가 서로 다른 것을 관찰하는데 성공했다. 이번 연구결과는 증강현실에서 많이 사용되는 촉감제시장치의 정량적 평가에 응용하거나 새로운 뉴로 햅틱스(뇌의 회로 및 네트워크 관점에서 햅틱스를 연구하는 과학기술) 분야의 기술 발전에 기여할 것으로 기대된다. 연구팀은 가만히 있는 손가락에 전달되는 촉각을 느끼는 ‘수동적 촉각’을 활용해, 양손의 손가락이 자극을 받을 때 뇌 신호를 관찰해 왼손과 오른손을 사용할 때 나타나는 차이점을 객관적으로 관찰하는데 성공했다. 먼저 연구팀은 31명의 오른손잡이로 추정되는 피험자들 양손의 집게손가락에 각각 매우 빠른 진동을 짧게(2초) 여러 번(10회) 주고, 뇌에서 활성화되는 부위를 촬영하는 실험을 진행했다. 그 결과, 오른손 집게손가락에 자극을 주자 좌뇌가 주로 활성화됐지만, 왼손 집게손가락에 자극을 주자 좌뇌와 우뇌에 걸쳐 넓고 고른 활성화가 나타났다. 이번 연구는 왼손과 오른손에 주는 자극에 따라 뇌에서 활성화 되는 영역을 구분하고 그 정도를 객관적으로 구분했다는 것에 의미가 깊다. 여기에 과거에 연구팀이 진행했던 기존 연구결과를 함께 고려할 때, 왼손잡이와 오른손잡이를 뇌 신호에 따라 객관적으로 구분하는 것도 가능할 것으로 예측된다. 또한 향후 BCI(Brain Computer Interface, 뇌-컴퓨터 인터페이스) 기술 적용, 인지능력 증강 치료가 필요한 질병치료에서의 활용 등 다양한 산업에서의 활용도 함께 기대된다. DGIST 지능로봇연구부 안진웅 책임연구원은 “이번 연구 결과가 BCI 기술을 햅틱기술에 접목해 증강현실 분야에서 활용이 가능하다”며 “뇌를 모방한 인공 지능 개발의 기초 원리를 제공하는데 큰 도움을 줄 것으로 기대된다”고 말했다. 이번 연구는 정보통신기획평가원(IITP)과 한국연구재단(NRF), 그리고 DGIST 기관고유사업의 지원으로 진행됐다. 연구 결과는 국제학술지인 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports) 온라인판에 지난 7일 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

DGIST 정보통신융합전공 곽정호 교수팀이 차세대 네트워크 시스템에 활용 가능한 새로운 네트워크-클라우드 협력 프레임워크를 개발했다. 또한 개발한 프레임워크 상에서 자율주행이나 원격 의료, 원격 수술 등 다양한 차세대 어플리케이션을 활용하는 방안을 함께 제시해 향후 6G 시대 사회의 청사진을 제공할 것으로 기대된다. 현재 네트워크 사업자와 클라우드 서버 사업자는 서로의 이익과 편의성을 고려해 서비스를 개별적으로 운영해왔다. 하지만 최근 증강현실(AR), 가상현실(VR) 등 차세대 네트워크의 킬러 어플리케이션의 경우, 네트워크와 클라우드 서버 사업자들이 서로의 서비스를 활용해야만 작업 수행이 가능한 상황이 많아지고 있다. 특히 증강현실 어플리케이션은 컴퓨팅 자원과 네트워크 자원의 지원이 동시에 이루어져야한다. 곽 교수팀은 현재 분리돼 운영되는 네트워크, 클라우드 서버 서비스는 한계가 있을 것으로 예측했다. 따라서 곽 교수팀은 하나의 클라우드 서버를 엣지 클라우드(Edge Cloud), 미들 클라우드(Middle Cloud), 센트럴라이즈드 클라우드(Centralized Cloud) 세 부분으로 분할, 클라우드 서버 서비스 사업자와 네트워크 사업자가 유기적으로 협력할 수 있는 ‘네트워크-클라우드 협력 프레임워크’를 구성했다. 이번 연구를 통해 개발한 프레임워크는 처리가 필요한 프로그램을 구분해, 처리에 최적화된 클라우드에 할당한다. 예를 들어 AR 작업을 처리하는 경우, 전송 속도보다 전송 지연을 줄이는 것이 중요하므로 엣지 클라우드를 활용할 수 있다. 하지만 빅데이터 분석처럼 큰 규모의 프로세싱 자원이 필요한 작업은 센트럴라이즈드 클라우드의 자원을 활용하도록 해 클라우드 서버를 효율적으로 활용할 수 있다. 또한 곽 교수팀은 개발한 프레임워크를 활용한 유기적인 협력 방안 연구도 함께 진행했다. 연구를 통해 네트워크-클라우드 협력 프레임워크 상에서 활용할 수 있는 차세대 프로그램 선별과 협력 시나리오를 분석한 결과, 기존 방식 대비 최대 77%의 성능개선을 확인했다. 곽 교수는 “이번 연구는 시공간의 변화에 따라 네트워크와 컴퓨팅, 스토리지 자원을 동적으로 활용하는 차세대 어플리케이션의 성능 최적화에 적합한 구조”라며 “향후 자율주행 차량 서비스와 초저지연 원격 의료 및 수술 서비스처럼 6G 시대의 킬러 어플리케이션 활용의 청사진을 제공할 수 있도록 하는 것이 목표다”고 말했다. 이번 연구는 서울대학교 이경한 교수 연구팀, 성균관대학교 김동인 교수 연구팀, 아일랜드 트리니티 칼리지 더블린(Trinity College Dublin)의 조지 이오시피디스(George Iosifidis)교수 연구팀 등이 참여했다. 연구 결과는 관련 분야 국제학술지인 ‘IEEE Network‘에 지난 12일 온라인 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

시력 회복을 위해 라식, 라섹 수술을 받는 사람들이 많다. 이들 수술은 각막을 절개해 시력을 교정하는 방식으로 회복 과정에서 각막의 신경세포가 충분히 재생되지 않거나 외부 환경에 반응하는 말초신경 손상 같은 부작용 때문에 야간에 빛 번짐 현상을 겪거나 안구건조증에 고생하는 이들이 많다. 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과 연구팀은 이처럼 각막신경이 손상돼 발생하는 안구건조정을 근적외선 레이저로 치료할 수 있는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 의생명공학 분야 국제학술지 ‘광화학 및 광생물학 B: 생물학’(Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology)에 실렸다. 연구팀은 안구건조증의 직접적 원인 중 하나인 삼차신경절세포 손상을 근적외선 레이저로 재생시키는데 성공한 것이다. 삼차신경절세포는 안면 감각을 담당하는 말초신경으로 외부 자극을 받아들여 중추신경계로 신호를 전달하는 역할을 한다.연구팀은 라식, 라섹 수술을 받아 부작용을 겪는 환자와 비슷한 상태로 만든 유전자변형 생쥐에게서 삼차신경절세포를 채취한 뒤 실험실에서 1차세포배양을 했다. 이렇게 배양된 신경세포에 다양한 연속파와 펄스파 레이저 광선을 쪼여 말초신경세포가 재생되는 최적의 광조사 조건을 찾아냈다. 정의헌 GIST 교수는 “이번 연구는 빛을 이용해 손상된 말초신경계의 성장을 촉진시킬 수 있는 가능성을 보여준 것으로 각막절제 수술로 인한 안구건조증 치료와 말초신경계 손상으로 인한 만성통증 치료에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr