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  • 올해 노벨과학상은 이들 중 누구 품에 안길까…기대감 높아진 19인의 과학자

    올해 노벨과학상은 이들 중 누구 품에 안길까…기대감 높아진 19인의 과학자

    올해 노벨과학상 수상자 발표가 열흘 앞으로 다가오면서 어떤 사람이 수상자로 선정될지 관심이 집중되고 있다. 이런 가운데 지식정보 글로벌 기업인 클래리베이트 애널리틱스가 올해 노벨상 수상이 유력한 연구자들을 발표했다. 클래리베이트 애널리틱스는 SCI급 연구논문 데이터베이스인 ‘웹 오브 사이언스’를 기반으로 노벨상 수상이 유력한 ‘2019 피인용 우수연구자’를 26일 발표했다. 올해 우수연구자로 선정된 이들은 미국, 오스트리아, 덴마크, 독일, 이스라엘, 네덜란드, 영국 7개국 19명이다. 특히 19명 중 10명은 미국 내 대학들에서 활동하는 연구자들로 올해 노벨과학상과 경제학상도 미국 연구자들이 싹쓸이 할 수 있다는 가능성을 보여주고 있다. 우선 생리의학 부문에서는 한스 클레버스 네덜란드 위트레흐트대 분자유전학과 교수, 존 캐플러, 필리파 매렉 국립유대인연구센터 생물의학연구학과 석좌교수, 에른스트 밤베르크 독일 막스플랑크 생물물리학연구소 명예소장, 칼 다이서로스 스탠포드대 정신의학 및 행동과학부 교수, 게로 미센보크 영국 옥스포드대 생리학 석좌교수가 꼽혔다. 클레버스 교수는 윈트신호전달경로 연구를 통해 실험동물 없이 약물시험을 할 수 있는 환경을 제공했으며, 캐플러 교수와 매렉 교수는 자가면역질환 메커니즘에 대한 이해를 높이는 연구를 수행했으며 밤베르크 소장과 다이서로스, 미센보크 교수는 광유전학 기술을 만들어 신경과학 분야 발전에 기여한 공로를 인정받았다. 물리학 분야에서는 아르투르 에커트 영국 옥스포드대 양자물리학 교수, 토니 하인즈 스탠포드대 응용물리학과 교수, 존 퍼듀 미국 템플대 물리학부 석좌교수가 선정됐다. 또 화학분야에서는 롤프 위스헨 독일 뮌헨대 화학과 교수, 모르텔 멜달 덴마크 코펜하겐대 화학과 교수, 에드윈 서던 영국 옥스포드대 생화학과 교수, 마빈 카루더스 콜로라도 볼더대 석좌교수, 르로이 후드 미국 프로비던스 성요셉 병원 최고과학책임자(CSO), 마이클 헝커필러 캘리포니아 퍼시픽 바이오사이언스사 CEO가 우수 연구자로 선정됐다. 경제학 분야에서는 브라이언 아서 미국 산타페연구소 객원교수, 쇠렌 요한센, 카탈리나 유셀리우스 덴마크 코펜하겐대 경제학과 명예교수, 에이리얼 루빈스타인 미국 뉴욕대 경제학과 교수 4명이 유력 경제학상 후보로 거론됐다.클래리베이트는 2002년부터 매년 노벨상이 수여되는 생리의학, 물리학, 화학, 경제학 분야에서 가장 영향력 있는 연구자들을 선별해 발표하고 있다. 1974년 이후 SCI에 등록된 약 4700만개의 논문 중 2000회 이상 피인용이 이뤄진 논문들을 쓴 연구자들을 선정해 발표해고 있다. 지금까지 2000회 이상 피인용이 이뤄진 연구는 4900건, 전체 0.01%에 불과한 것으로 알려졌다. 클래리베이트에서 지목한 우수연구자들 중 실제 노벨상을 수상한 사람들은 50명으로 이 중 29명은 클래리베이트에서 선정한 뒤 2년 이내에 노벨상을 수상했다. 한편 클래리베이트에서 선정한 노벨상 유력연구자로 한국인은 2014년 유룡 카이스트 교수, 2017년 박남규 성균관대 교수가 선정됐고 지난해에는 울산과학기술원(UNIST)에서 연구 중인 로드니 루오프 교수가 이름을 올린 바 있다. 데이비드 펜들버리 클래리베이트 연구원은 “올해 선정된 우수연구자들은 다양한 주제에 대해 상당한 연구업적을 남기고 대중들의 과학 이해도를 높이는데 기여한 사람들”이라며 “연구성과가 동료 연구자들 이외에 과학계 전반에 광범위하게 영향을 미쳤다”라고 평가했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 울산과학기술원 연구팀 수소 대량 생산할 신촉매 개발

    울산과학기술원(UNIST) 연구팀이 영국 케임브리지대학 연구팀과 공동으로 차세대 청정 에너지원인 수소를 대량 생산할 수 있는 촉매를 개발했다. 15일 UNIST에 따르면 정후영·신현석 울산과기원 교수팀이 매니시 초왈라 영국 케임브리지대 교수팀과 함께 촉매(금속성 이황화나이오븀)를 개발했다. 이 새로운 촉매는 값비싼 백금을 대신할 ‘전이금속 칼코젠화물’을 실험적으로 구현했다. 공동연구팀은 화학기상증착법을 이용해 새로운 구조의 금속성 전이금속 칼코젠화물, 이황화나이오븀(NbS)을 합성했다. 이 촉매 전류 밀도는 기존 이차원 전이금속 칼코젠화물에 비해 100배 이상 높았다. 전류 밀도가 높을수록 수소 발생 촉매로서 가능성을 보여준다. UNIST 연구팀은 “실제로 수소를 만드는 전해조의 음극에 이황산화나이오븀을 적용하자, 1㎠ 면적에 1시간당 30ℓ의 수소를 방출했다”며 “이 정도는 상용화된 백금 촉매와 비슷한 수준으로 대량으로 수소를 생산하면서 고가의 귀금속 촉매를 대체할 수 있다는 점에서 상용화 가능성이 아주 클 것”이라고 기대했다. 연구팀은 또 단면 주사투과전자현미경 기법을 통해 합성된 촉매의 결정 구조를 분석했다. 이번에 합성한 이황화나이오븀은 한 층이 아니라 여러 층이 쌓인 구조(적층형)다. 연구팀 관측 결과, 적층형 이황화나이오븀 층간에는 추가적인 나이오븀 원자가 존재했다. 특히 나이오븀이 촉매 표면에 자리할수록 촉매 성능이 우수해졌다. 정후영 교수는 “촉매의 금속성이 향상되면 수소 흡착 에너지가 작아진다”며 “흡착 에너지가 작을수록 수소 원자가 촉매 표면에 잘 달라붙어 수소 생성 반응이 활발해지므로 더 좋은 촉매가 된다”고 설명했다. 이번 연구는 재료 분야 학술지인 ‘네이처 머티리얼즈’(Nature Materials) 8월 27일 자에 실렸다. 연구는 한국연구재단 미래소재디스커버리사업 지원을 받았다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr
  • 울산발전연구원, 특허기술 동향분석·방향성 제시

    울산발전연구원, 특허기술 동향분석·방향성 제시

    특허기술 동향을 분석해 울산이 앞으로 나아갈 방향을 제시하는 연구보고서가 나왔다. 울산발전연구원은 13일 이슈리포트 ‘특허 분석으로 본 울산경제의 과거와 미래‘를 통해 울산지역 특허기술 동향 분석 결과와 시사점, 정책 제언을 제시했다. 김혜경 박사는 이 보고서에서 “최근 세계 특허기술은 인류가 직면한 고령화, 자원 고갈 등의 문제를 해결하기 위한 정보통신기술(ICT), 에너지, 의료 부문에 집중돼 있다”고 분석했다. 보고서에 따르면 최근 울산지역 국제출원량은 울산과학기술원(UNIST)의 배터리 기술과 울산대의 의료용제제 부문이 급성장하면서 세계 기술개발 트렌드에 맞는 것으로 나타났다. 특허청 자료를 바탕으로 지난 10년(2008~2017년) 간 울산의 국내 특허기술 동향을 살펴보면 ‘기술별’로는 엔진, 선박 등 기계분야가 축소되고 기구분야인 의료, 바이오가 높은 성장세를 보이고 있다. ‘출원인 유형별’로 보면 같은 기간 대기업 특허는 급감(75.4%→20.4%)했고, 중견기업이 성장률(2.6%→7.6%)을 보였다. 또 ‘대학(8.7%→35.6%)과 중소기업(12.7%→32.5%)’이 급증하면서 혁신주체가 전환된 것으로 분석된다. 이에 대해 김 박사는 여전히 울산의 가장 큰 산업자산인 제조업의 기술혁신을 강조했고, 동시에 지역 신성장 동력산업인 에너지와 바이오헬스케어 기술의 외연 확장과 기술사업화의 중요성을 부각했다. 또 울산의 산업구조 다각화 추세에 대응해 신산업분야 기술경쟁력을 확보하려면 신산업기술의 라이프 싸이클, 시장 성숙도 등을 반영한 ‘지원사업 재설계’의 필요하다고 내다봤다. 아울러 울산시가 추진하는 연구개발(R&D)사업에 대해 IP 조사·분석을 의무적으로 수행하도록 지자체 조례를 제정하고, 지역특화 R&D사업에 대한 기획, 선정, 수행, 활용 등 전주기 지원을 추진해야 한다고 주장했다. 이와 함께 특허 출원 경험이 없는 스타트업을 대상으로 ‘실전적 IP교육과정’을 개설하고, 창업기업의 성장사다리가 될 ‘IP 투자펀드’ 조성이 필요하다고 조언했다. 김 박사는 “대학에서 잠자는 특허가 없도록 지식재산을 사고파는 ‘울산기술장터’를 확대 개편해야 한다”며 “변화하는 지역 산업기술의 객관적 진단·대응을 위한 지속적 특허통계 관리도 요구된다”고 제언했다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr
  • 김무환 포항공대 총장 3일 취임…“학생이 필요로 하는 교육 추진”

    김무환 포항공대 총장 3일 취임…“학생이 필요로 하는 교육 추진”

    김무환(사진) 포항공과대학교(포스텍) 신임 총장이 3일 교내 대강당에서 취임식을 하고 4년 임기에 들어갔다. 김 신임 총장은 취임사에서 “포항공대를 세계적인 연구중심대학으로 성장시키겠다는 목표 아래 대학 구성원, 포스코, 정부, 지방자치단체가 힘을 모았기에 짧은 시간에 아시아 대표 대학으로 성장할 수 있었다”며 “포항공대의 진정한 힘은 ‘함께’라는 데 있다”고 강조했다. 그는 ▲학생이 필요로 하는 교육 ▲산업체와 미래가 필요로 하는 교육 ▲포항공대 현재가 필요로 하는 대학경영을 자주관리형 혁신안으로 추진하겠다고 밝혔다. 김 신임 총장은 부산 출신으로 경기고와 서울대 원자핵공학과를 졸업한 뒤 서울대에서 석사 학위, 미국 매디슨 위스콘신대에서 박사 학위를 받고 1987년 포항공대 교수로 부임했다. 원자력안전기술 분야 전문가로 포항공대 학생처장, 입학처장, 대외협력처장, 기획처장 등을, 2013년부터 3년간 한국원자력안전기술원장을 지냈다. 취임식에는 최정우 학교법인 포항공과대학교 이사장, 이명철 한국과학기술한림원 이사장, 김용학 연세대 총장, 정무영 울산과학기술원(UNIST) 총장, 정진택 고려대 총장, 장순흥 한동대 총장, 장익 위덕대 총장, 이강덕 포항시장, 민병주 한국원자력학회장, 교직원·학생 등 1000여명이 참석했다. 포항 김상화 기자 shkim@seoul.co.kr
  • 2024년 울산에 차세대 수소용합기술연구소 개소

    오는 2024년 울산에 차세대 수소융합기술연구소가 문을 연다. 울산시는 360억원을 들여 울산과학기술원(UNIST)에 지상 5층 규모의 차세대 수소융합기술연구소를 오는 2020년 착공해 2024년까지 건립한다고 30일 밝혔다. 이 연구소에는 청정 수소 생산·활용, 수소 기반 차세대 산업기술 관련 장비 및 시설, 미래 수소 기술 전시관 등이 들어선다. 연구소는 수소 관련 원천기술 연구개발 실증 및 보급 사업, 산학 협력과 기술 사업화 거점, 수소 전문인력 양성 사업 등의 역할을 맡는다. 울산시는 울산과학기술원 인근 국도에는 태양광으로 생산된 수소를 충전소에 직접 공급하는 시스템을 설치한다. 또 수소전기차 충전소를 건립하는 복합수소 충전 테스트베드를 구축한다. 앞서 울산과학기술원이 태양광 수소생산과 수소충전소 공급을 실증하는 ‘친환경 모빌리티용 태양광 수소온사이트 생산시스템 개발 실증사업’(사업비 132억 3300만원)이 지난 6월 12일 과학기술정보통신부의 기후변화 대응기술 개발사업 과제에 선정됐다. 정무영 울산과학기술원 총장은 “차세대 수소융합연구소 개소를 계기로 울산시와 지역 산·학·연 등 수소산업 기관들과 협력해 세계 최고 수소도시 구현에 적극적으로 협력해 나갈 것”이라고 밝혔다. 송철호 울산시장은 “울산시가 전국 최고 수소 산업 인프라를 가지고 있으나 수소 전담 연구소가 없어 울산과학기술원 차세대 수소융합연구소에 대한 기대가 매우 크다”며 “차세대 수소융합기술연구소를 건립해 정부의 2030년 수소 산유국 도약 목표를 선도할 수 있도록 행정·재정 지원을 할 것”이라고 말했다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr
  • 울산, 맞춤형 지진방재종합계획 수립

    울산시가 지자체 가운데 최초로 지역 맞춤형 지진방재종합계획을 추진한다. 송철호 울산시장은 27일 울산시청 재난안전대책본부에서 국립재난안전연구원과 울산과학기술원(UNIST) 관계자 등이 참석한 가운데 ‘울산시 지진방재종합계획 보고회’를 주재했다. 울산시는 원전과 석유화학공단으로 둘러싸인 지역적 특수성과 동남권의 지진 발생 환경 등을 반영한 종합계획을 수립했다. 정부의 5년 단위 지진방재종합계획만으로 지진에 대응하기 어려워 자체 계획을 세운 것이다. 지진방재종합계획은 6대 분야별 전략을 비롯해 중점 추진 과제, 상황별 대책 등 68개 추진과제로 구성됐다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr
  • 세계 명문대 학생들과 함께하는 조정축제 개최

    DGIST가 21일부터 25일까지 ‘2019 DGIST 세계명문대학 조정축제 겸 제3회 과학기술특성화대학 친선조정대회’를 개최한다. 5회째를 맞이한 2019 DGIST 세계명문대학 조정축제는 달성 낙동조정장 및 DIGST, 달성군 일원에서 개최된다. 한국의 DGIST, POSTECH, UNIST를 비롯한 미국 MIT, 일본 동경공업대, 스위스 취리히연방공대, 홍콩과기대가 참석해, 총 5개국, 7개교에서 100여명의 학생들이 레이스를 펼친다. 축제에는 조정경기를 포함한 여러 문화교류 행사가 준비돼 있다. 대구시와 달성군 소재 문화유적지 및 명소 투어, 한국 전통문화체험, 기업탐방 등 조정경기 외에도 외국학생들이 즐길 수 있는 다양한 행사가 진행된다. 특히 이번 축제에는 POSTECH, UNIST와 함께하는 친선 조정경기도 예정돼 있다. 조정대회는 23일부터 진행된다. 첫째 날에는 해외대학 학생들과 함께하는 남·녀대학부 너클포어(4+) 경기와 국내 과기특성화대 학생들 간의 친선경기가 펼쳐진다. 24일에는 해외대학 학생들과 혼성팀 에이트(8+)경기와 특성화대 학생들 간에 펼쳐지는 너클포어(4+) 경기가 진행될 예정이다. 특히, 수상 조정 경기가 시작되는 23일(금)에는 달성군 인근 학교 학생(유가중, 포산중, 현풍중 등)들로 구성된 약 300여명이 응원단이 열띤 응원전을 펼칠 예정이며, 포산중학교의 ‘포산윈드 오케스트라’의 축하 공연과 DGIST 응원단 D·ONE의 공연 등 다양한 행사가 펼쳐진다. 또한 모든 경기가 현장 생중계돼, 관람객들이 멀티스크린을 통해 경기를 관람할 수 있다. DGIST 국양 총장은 “세계 명문대학의 젊은 지성인들이 한 자리에 모여 조정경기뿐 아니라, 문화적·학문적으로 교류하는 조정축제를 통해 진정한 글로벌 리더로 성장하게 될 것을 기대한다”고 말했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr
  • 걸음걸이만 보고도 무릎관절염 파악할 수 있는 기술 나왔다

    걸음걸이만 보고도 무릎관절염 파악할 수 있는 기술 나왔다

    기계도 오래 쓰면 성능이 떨어지는 것처럼 사람의 몸 역시 오래될수록 여기저기 고장이 난다. 대표적인 부위가 관절이다. 실제로 나이가 들면 뼈와 뼈가 만나는 관절 부위가 손상되거나 염증이 생기는 관절염 증상이 나타나는 경우가 많다. 지금까지는 관절염 진단을 위해서는 엑스레이 사진 판독과 의사의 진단에만 의존했기 때문에 관절염이 어느 정도 진행됐는지 정확하게 파악하기가 쉽지 않았다. 미국 메릴랜드주립대, 코넬대 의대, 울산과학기술원(UNIST) 기계항공및원자력공학부, 한국과학기술연구원(KIST) 공동연구팀은 걸음걸이를 분석해 무릎관절염의 진행 정도를 진단하고 적절한 치료와 재활 방법을 찾을 수 있는 시스템을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 전기전자공학회에서 발행하는 국제학술지 ‘IEEE 신경시스템과 재활공학’에 실렸다. 기존에는 무릎 관절염을 엑스레이 사진 판독과 의사 소견에 따라 5등급으로 진단했지만 실제 환자들은 등급과는 상관없이 통증을 비롯한 다양한 증상으로 고통을 겪는다. 이 때문에 좀 더 정확하고 객관적인 진단을 위해 동작분석실이라는 장소에서 고가의 장비를 이용해 장시간에 걸친 데이터를 수집해 무릎 내전 회전힘을 측정하는 방법도 있었지만 진단비용이 지나치게 비싸 실제 활용도는 떨어졌다. 연구팀은 로봇시스템과 신경생체역학을 결합시켜 러닝머신만 있으면 사용가능한 시스템을 개발했다. 이 기술을 활용하면 환자가 걷는 동안 운동기구 발판에 가해지는 힘과 발목의 움직임을 측정해 무릎 관절에 가해지는 모든 힘을 실시간 계산해 관절염 정도를 파악할 수 있다. 실시간으로 관절에 가해지는 힘과 내전회전힘을 파악할 수 있기 때문에 환자에게 올바른 걸음걸이 방법을 알려줄 수 있으며 이를 통해 관절염 통증을 줄일 수도 있다고 연구팀은 설명했다. 강상훈 UNIST 교수는 “이번 기술은 무릎관절염 환자들의 움직임을 실시간으로 정밀하게 관찰한 데이터를 바탕으로 비수술적 치료와 환자맞춤형 재활훈련을 제공하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • UNIST 연구진, 살찌는 단백질 원리 규명

    UNIST 연구진, 살찌는 단백질 원리 규명

    울산과학기술원(UNIST) 연구진이 지방 축적을 촉진하는 단백질 작동 원리를 규명했다. 권혁무 UNIST 생명과학부 교수팀은 ‘톤이비피’(TonEBP) 단백질이 백색 지방세포의 에너지 소비와 지방 분해를 감소시켜 비만과 당뇨병을 촉진하는 원리를 발견·규명했다고 11일 밝혔다. 연구진은 체질량 지수가 높은 사람일수록 지방세포 안에 톤이비피 단백질이 많다는 점에 착안해 연구를 시작했다. 실험 결과 톤이비피 단백질을 감소시킨 쥐는 에너지 소비가 활성화돼 지방세포 크기가 감소했다. 또 지방간, 인슐린 저항성, 내당능 장애 등 대사질환이 개선되는 모습을 보였다. 톤이비피 단백질 생성을 억제하자 지방을 축적하는 백색 지방세포에서 에너지를 소비하는 갈색 지방세포 특징이 나타난 것이다. 이는 톤이비피 단백질이 백색 지방세포 안에서 ‘베타3 아드레너직 수용체’의 발현을 억제하기 때문이다. 이 수용체는 백색 지방세포 안에서 갈색 지방세포 역할을 하는 ‘베이지 지방세포’를 활성화한다. 베이지 지방세포는 백색 지방세포 조직 내부에서 에너지 소비를 증가시키는데, 톤이비피 단백질을 줄이면 그 활성도가 높아진다. 권 교수는 “톤이비피 단백질 작동 원리를 이용하면 백색 지방세포가 갈색 지방세포의 기능을 가질 수 있다는 중요한 과학적 지식을 발견했다”며 “비만, 당뇨병 등 대사질환을 치료하는 약물을 개발하는데 새로운 방향을 제시하게 된 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 자연과학 분야 국제 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 6일 자 온라인판에 게재됐다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스]물만 마셔도 살찌게 만드는 원인 단백질 찾았다

    [달콤한 사이언스]물만 마셔도 살찌게 만드는 원인 단백질 찾았다

    세계보건기구(WHO)는 2000년대 초반 비만을 당시 뚱뚱한 상태가 아닌 지방세포의 증가로 인해 각종 질병의 원인으로 지목하고 치료해야 할 질환으로 구분했다. 실제로 비만은 당뇨는 물론 고지혈증, 고혈압 등 각종 대사질환을 일으키는 것으로 알려져 있다. 꾸준한 운동과 식이요법으로 비만을 막을 수 있지만 체질적으로도 쉽게 살이 찌는 사람들도 있다. 살이 쉽게 찌는 사람들은 나쁜 지방세포로 알려진 백색 지방세포가 에너지소비가 많은 좋은 지방세포인 갈색 지방세포보다 더 많다. 국내 연구진이 비만을 유발하는 원인 단백질을 발견하고 이를 조절함으로써 백색 지방조직을 갈색 지방조직처럼 작동할 수 있도록 하는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 연구팀은 체내 염증 반응을 일으키는 ‘톤이비피’(TonEBP) 단백질이 비만과 당뇨를 촉진시킨다는 사실과 그 작동원리를 11일 밝혀냈다. 이번 연구결과는 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호(11일자)에 실렸다. 톤이비피 단백질은 체내 염증반응을 증가시켜 류머티스 관절염, 당뇨성 신장질환 발병을 촉진하며 간암 발병에도 관여하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 체질량 지수(BMI)가 높은 사람일수록 지방 세포 내에 톤이비피 단백질이 많다는 점에 착안했다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 톤이비피 단백질을 감소시킨 실험쥐는 에너지 소비가 활성화돼 지방세포의 크기가 감소했고 에너지 소비와 지방 분해가 촉진됐다. 특히 지방세포 크기 감소로 지방간, 인슐린 저항성, 내당능 장애 같은 대사질환도 개선되는 것이 확인됐다. 연구팀은 톤이비피 단백질이 백색 지방세포 내 베타3 아드레너직 수용체 발현을 억제하는 기능을 한다는 사실을 확인했다. 톤이비피 단백질을 줄이면 백색 지방세포 조직 내에서 베이지 지방세포를 활성화시켜 열 생산이 활발해지면서 갈색 지방세포처럼 에너지 소비를 늘려 비만을 막을 수 있다는 설명이다. 권혁무 UNIST 교수는 “이번에 밝혀낸 톤이비피 단백질의 작동원리를 이용하면 백색 지방세포가 갈색 지방세포의 기능을 갖게 만들 수 있다”라며 “톤이비피 단백질을 조절하면 지방 축적을 막아 비만은 물론 당뇨 같은 대사질환을 치료하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 활성산소 제거해 주름없애듯 배터리 수명도 늘린다

    활성산소 제거해 주름없애듯 배터리 수명도 늘린다

    우리 몸 속 활성산소는 피부에 주름을 만들거나 세포 노화를 촉진시키는 원인으로 알려져 있다. 이 때문에 체내 활성산소 제거는 노화 방지를 위해 필수적이다. 그런데 국내 연구진이 활성산소를 제거해 노화를 막는 방법으로 배터리 수명을 늘리는 방법을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 연구진은 활성산소를 제거하는 인체 반응을 모방한 촉매를 개발해 차세대 배터리 기술로 알려진 리튬-공기전지의 성능과 수명을 높이는데 성공했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 화학회에서 발행하는 재료분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 최신호에 실렸다.리튬-공기전지는 현재 널리 사용되는 리튬이온전지보다 에너지 밀도가 3~5배 높은 차세대 배터리이다. 산소를 사용해 전지 무게가 가볍고 친환경적이라는 장점이 있는데 전기를 사용하는 과정에서 나오는 활성산소가 배터리 효율과 전체 용량을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 수명도 줄인다는 문제도 함께 갖고 있다. 연구팀은 인체 내 활성산소를 제거하기 위한 항산화효소가 있다는데 착안했다. 체내 항산화효소는 활성산소를 과산화이온과 산소로 바꿔 세포를 활성산소로부터 지킨다. 연구팀은 항산화효소 원리를 모방한 촉매 ‘MA-C60’을 만들어 리튬-공기전지의 양(+)극에 적용했다. 이 촉매는 항산화효소처럼 활성산소를 과산화이온과 산소로 바꿔 활성산소가 일으키는 추가반응을 막아준다. 또 전지 효율 저하를 막아줄 뿐만 아니라 활성산소로 인해 배터리의 수명이 짧아지는 것도 방지해주는 것으로 관찰됐다. 송현곤 UNIST 교수는 “이번 연구는 인체 내에서 일어나는 활성산소 제거 메커니즘을 배터리 기술에 적용한 획기적인 시도라는데 큰 의미가 있다”라며 “리튬-공기전지 개발과 상용화 뿐만 아니라 활성산소에 의해 나타날 수 있는 배터리의 전기화학적 특성을 향상시키는데 많은 도움을 줄 곳으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 원자 움직임 찍는 초고속 현미경 개발

    울산과학기술원(UNIST) 연구팀이 끊임없이 움직이는 원자나 분자를 영상으로 잡아내는 초고속 현미경을 개발했다. 7일 UNIST에 따르면 권오훈 자연과학부 교수팀이 ‘초고속 투과전자현미경’을 이용해 펨토초(1000조분의 1초) 단위로 나노미터(10억 분의 1m) 이하 수준의 물질 구조 변화를 볼 수 있는 분석법을 개발했다. 최근 광학현미경을 통해 펨토초 수준 분석을 할 수는 있지만, 나노미터보다 작은 크기는 식별이 어려운 한계를 보였다. 반면 전자현미경은 전자빔 속도를 조절해 나노미터 이하 물체도 관찰할 수 있다. 권 교수팀은 전자직접검출 카메라를 탑재한 초고속 투과전자현미경을 개발해 기존 전자현미경보다 검출 한도를 10배 정도 높였다. 권 교수팀은 이 전자현미경으로 금 나노입자 진동을 펨토초 단위로 관찰하는 데 성공했다. 금 나노입자에 레이저(광 펄스)를 쪼여 음향 진동을 발생시키고, 펨토초 단위로 전자빔을 쬐어서 시간이 흐르면서 변하는 모습을 포착한 것이다. 펨토초 간격으로 촬영한 이미지를 이어 붙이면 한 편의 나노입자 영화가 만들어진다. 권 교수팀은 “전자직접검출 카메라를 탑재한 초고속 전자현미경은 세계에서 처음으로 시도한 것”이라며 “단일 입자 수준의 검출 감도에서 음향 진동의 동역학을 시공간적으로 구조화하는 데 성공했다”고 밝혔다. UNIST는 이번에 개발한 기술이 실시간으로 원자 수준의 구조를 관찰하고 분석하는 원천기술이 될 것으로 기대했다. 이번 연구는 한국연구재단과 기초과학연구원, 삼성종합기술원 지원으로 진행됐고, 셀(Cell) 자매지인 ‘매터(Matter)’ 8월 7일 자에 발표됐다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr
  • 韓연구진, 日 포토레지스트 없이 반도체 패턴 만드는 기술 개발 성공

    韓연구진, 日 포토레지스트 없이 반도체 패턴 만드는 기술 개발 성공

    국내 연구진이 일상에서 흔히 볼 수 있는 ‘보글보글’ 거품 구조를 이용해 반도체를 만드는 기술을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 기계항공 및 원자력공학부 연구진은 거품 구조를 제어함으로써 반도체나 유연액정 등에 사용되는 기판에 미세한 나노패턴을 쉽고 저렴하게 새길 수 있는 방법을 찾았다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 실렸다. 반도체 집적회로를 만들 때 실리콘칩 표면에 만들고자 하는 패턴을 가진 수지를 고정한 뒤 화학처리나 확산처리를 하는 리소그래피 작업이 필수적이다. 이를 위해 전자빔이나 포토 리소그래피 방법을 사용한다. 일본이 포토 레지스트를 수출규제 품목으로 정한 것도 포토 리소그래피 공정의 핵심소재이기 때문에 반도체 선진국인 한국에 치명타를 가할 수 있다는 판단 때문이다. 현재 반도체 패터닝 작업에서 가장 많이 쓰이는 전자빔 리소그래피나 포토 리소그래피 기술은 원하는 패턴을 정확한 위치에 그려낼 수 있지만 공정이 오래걸리고 고가의 장비 사용 때문에 생산 단가가 높아진다는 것이다. 이런 단점을 극복하기 위해 액체를 이용한 패터닝 기술이 연구되고 있지만 많은 변수가 작용하는 액체 제어가 쉽지 않아 아직까지 구체적인 성과는 없었다. 연구팀은 자연계에서 흔히 볼 수 있는 거품 구조에 착안해 기판에 필요한 물질을 섞은 액체를 미세유체장치로 자연 증발시켜 규칙적으로 연결된 2차원 패턴을 손쉽게 만드는데 성공했다. 일반적으로 거품은 공기방울 간 압력 차 때문에 큰 거품이 작은 거품을 흡수해버리는 오스트발트 라이프닝 현상이 나타나 제어가 쉽지 않다. 연구팀은 미세유체장치를 이용해 오스트발트 라이프닝 현상을 제어하는데 성공한 것이다.김태성 UNIST 교수는 “쉽고 저렴하게 몇 분 만에 나노입자나 유기물을 포함한 다양한 물질의 나노패턴을 만들어 낼 수 있는 이번 기술은 전통적인 반도체 패턴 방식인 리소그래피 방식으로는 만들어 내기 어려운 미래형 웨어러블 장치나 센서 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 고무줄처럼 늘였다 줄였다하는 배터리 나왔다

    고무줄처럼 늘였다 줄였다하는 배터리 나왔다

    국내 연구진이 자유자재로 형태를 만들 수 있는 웨어러블 디바이스에 사용되는 유연성 있게 늘어나는 배터리의 전기 전도도 저하 문제를 해결할 수 있는 돌파구를 찾아냈다. 연세대 화학과, 포스텍 화학과, 울산과학기술원(UNIST) 기계항공및원자력공학부, 미국 미시건대 화학공학과 공동연구팀은 전기 전도성이 우수하면서도 유연하고 신축성있는 배터리 기술을 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 26일자에 실렸다. 다양한 웨어러블 디바이스가 나오면서 신축성 있고 잘 휘어지는 전원으로써 배터리에 대한 요구가 커지고 있다. 이에 따라 관련 연구도 늘고 있지만 신축성 있는 전극은 늘어나는 과정에서 전도층이 파괴돼 전기가 잘 흐르지 않아 배터리 용량 저하로 이어지기 십상이다. 이를 극복하기 위해 기판을 주름지게 해 쉽게 늘어날 수 있도록 하는 방법도 나왔지만 제작 과정이 복잡하고 전도층이 도포된 표면에만 전기가 흘려 효율이 떨어진다는 문제가 있었다. 연구팀은 고무탄성을 갖는 폴리우레탄(PU)과 전도성이 우수한 금 나노입자를 혼합시켜 금속처럼 전기가 잘 흐르면서도 고무줄처럼 늘어나는 전극을 만들었다. 공기청정기 필터에 먼지가 달라붙거나 머리카락이 풍선에 달라붙는 현상 같은 전기적 인력을 이용한 단순한 공정으로 신축성과 전기전도도를 모두 잡는데 성공했다.이렇게 개발된 신축성 전극을 리튬 이차전지에 적용해 배터리 길이가 30% 이상 늘어나는 물리적 변형에도 우수한 전기적 안정성을 나타내는 것으로 확인했다. 김병수 연세대 화학과 교수는 “기존에 나온 신축성 전극과 달리 이번에 개발한 배터리는 신축성과 전기전도 방향성에 제약받지 않기 때문에 다양한 용도에 맞게 조절할 수 있다는 장점이 있다”라며 “다양한 웨어러블 디바이스와 디스플레이, 인공장기 등에 쓰일 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 울산과기원, 손상 신경세포 재생 단백질 발견

    울산과학기술원(UNIST) 연구진이 사고나 질병 등으로 손상된 신경세포를 되살리는 단백질을 발견해 손상된 뇌나 척수 신경을 재생하는 치료제 개발에 새로운 방향을 제시할 것으로 기대된다. 울산과기원 민경태 생명과학부 교수팀은 23일 세포 안에서 소기관들을 연결하는 단백질인 ‘Grp75’(Glucose regulated protein 75)가 손상된 신경을 재생시키는 원리를 규명했다고 밝혔다. 신경세포(neuron)는 인간의 뇌와 몸을 연결해 감각을 받아들이고 운동을 조절하는 역할을 한다. 이 세포는 나뭇가지 모양으로 길게 뻗은 축삭돌기(axon)를 가지고 있으며 이곳이 손상되면 쉽게 재생되지 않는다. 특히 중추신경계인 뇌나 척수를 심하게 다치면 사지 마비 등 장애로 이어진다. 그러나 신경세포 재생 능력에 대한 분자·세포학적 연구나 재생 능력을 회복하는 방법을 제시한 연구는 지금까지 미미했다. 민 교수팀은 신경세포가 손상된 뒤 나타나는 재생 과정을 살피면서 이 과정에서 핵심 역할을 하는 단백질을 찾아냈다. 신경세포가 손상되면 재생을 위한 여러 세포 반응이 나타난다. 먼저 세포 속 소기관인 소포체와 미토콘드리아가 축삭돌기 말단으로 이동한다. 소포체는 찢어진 막을 복구하고, 미토콘드리아는 세포 반응에 필요한 에너지를 제공하는 역할을 하기 위해서다. 이때 필요한 에너지 수요보다 공급이 충분하지 않아 신경세포 재생이 원활하게 이뤄지지 않는다. 민 교수팀은 소포체와 미토콘드리아를 연결하는 단백질인 Grp75에 주목해 이 단백질이 늘어나면 소포체와 미토콘드리아의 상호작용이 늘어나 세포 재생 활동에 도움을 준다는 가설을 세우고 실험했다. 연구진은 좌골신경이 손상된 실험 쥐에 Grp75 단백질의 과발현을 유도해 운동·감각 능력을 회복하는 등 신경세포 재생을 확인했다. 민 교수는 “Grp75 단백질이 많이 만들어지자 소포체와 미토콘드리아 접촉막이 늘어났다”면서 “그 결과 미토콘드리아 에너지 생성 능력이 향상되고, 신경 재생에 필요한 충분한 에너지가 제공됐다”고 설명했다. 그는 “다른 외부 물질을 도입하지 않고 세포 자체 능력을 향상해 신경 재생을 촉진한 연구였다”며 “척수 손상이나 외상성 뇌 손상처럼 중추신경에 손상을 입어 회복이 어려운 환자들을 치료하는데 새로운 실마리를 제공할 것’이라고 기대했다. 민 교수팀의 이 연구내용은 자연과학 분야 학술지인 미국국립과학원회보(PNAS) 23일 자에 실렸다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr
  • 뇌, 척수손상으로 인한 운동장애 환자 치료 가능성 찾았다

    뇌, 척수손상으로 인한 운동장애 환자 치료 가능성 찾았다

    신경세포는 뇌와 몸 각 부분을 연결해 감각을 받아들이고 운동을 조절한다. 특히 신경세포에는 나뭇 가지 모양으로 길게 뻗은 축삭돌기가 있는데 뇌나 척수를 다치면 이 부분이 크게 손상되면서 사지마비나 하반신 마비 같은 심각한 운동장애로 이어진다. 더군다나 한 번 손상된 신경세포는 다시 재생되기가 어렵다는 점이다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부, 대전대 한의과대 공동연구팀은 세포 내에서 소기관들을 연결하는 ‘Grp75’라는 단백질이 손상된 신경을 재생시킬 수 있다는 것을 알아냈다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 23일자에 실렸다. 지금까지 신경세포의 재생 능력에 대한 분자차원이나 세포차원에서 작동원리는 밝혀지지 않았다. 신경세포가 손상되면 세포 속 소기관 중 하나인 소포체와 미토콘드리아가 축삭돌기 말단으로 이동하게 된다. 소포체는 찢어지거나 상처난 막을 복구하고 미토콘드리아는 세포반응에 필요한 에너지를 제공하기 위해서이다. 문제는 세포에서 필요로 하는 에너지 수요보다 공급이 충분치 못해 신경세포 재생이 원활하지 못하다. 연구팀은 소포체와 미토콘드리아를 연결하는 단백질인 Grp75에 주목하고 이 단백질이 늘어나면 소포체와 미토콘드리아의 상호작용이 활발해지면서 세포 재생 활동에 도움을 줄 것으로 예상했다. 실제로 연구팀은 허벅지를 지나는 신경인 좌골신경을 손상시킨 쥐에게 Grp75 단백질이 많아지도록 한 결과 신경세포가 재생되는 것을 볼 수 있었다. 소포체와 미토콘드리아의 접촉막이 늘어나면서 미토콘드리아의 에너지 생성 능력이 커지고 신경 재생에 필요한 충분한 에너지가 제공된 것이다.민경태 UNIST 생명과학부 교수는 “이번 연구는 외부에 특정 물질을 주입하지 않고도 소포체-미토콘드리아 접촉막을 늘림으로써 세포 자체의 치유 능력을 향상시켰다는데 의미가 크다”라며 “척추 손상이나 외상성 뇌 손상처럼 중추신경이 손상돼 회복이 어려운 환자를 치료하는 단초가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • ‘3진법 반도체’ 세계 첫 대면적 구현

    울산과학기술원(UNIST) 연구진이 ‘3진법 반도체’의 상용화 가능성을 확인하는 연구를 세계 최초로 성공했다. 김경록 UNIST 전기전자컴퓨터공학부 교수팀은 초절전·고성능·소형화의 장점이 있는 ‘3진법 금속-산화막-반도체’를 대면적 웨이퍼(실리콘 기판)에 구현했다고 17일 밝혔다. 삼성미래기술육성사업의 지원을 받아 진행된 이번 연구 결과는 15일(현지시간) 영국의 세계적인 학술지 ‘네이처 일렉트로닉스’에 게재됐다. 김 교수팀이 개발한 3진법 반도체는 0, 1, 2 값으로 정보를 처리한다. 다뤄야 할 정보의 양이 줄어 계산 속도가 빠르며 그에 따라서 소비전력도 줄어든다. 동시에 반도체 칩 소형화에도 강점을 보이고 있다. 4차 산업혁명 핵심인 인공지능(AI), 자율주행, 사물인터넷, 바이오칩, 로봇 등의 기술발전에 파급 효과가 클 것으로 기대된다. 김 교수는 “이번 연구는 기존 2진법 반도체 소자 공정 기술을 활용해 초절전 3진법 반도체 소자와 집적회로 기술을 구현했을 뿐 아니라 대면적으로 제작돼 3진법 반도체 상용화 가능성까지 보여 줬다”면서 “메모리와 시스템 반도체의 공정·소자·설계 전 분야에 걸쳐 미래 반도체 패러다임 변화를 선도할 것”이라고 말했다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr
  • UNIST 연구팀 3진법 반도체 상용화 가능성 확인

    UNIST 연구팀 3진법 반도체 상용화 가능성 확인

    울산과학기술원(UNIST) 연구진이 초절전·고성능·소형화 등 장점을 가진 ‘3진법 반도체’의 상용화 가능성을 확인하는 연구를 세계 최초로 성공했다. 김경록 전기전자컴퓨터공학부 교수팀은 ‘3진법 금속-산화막-반도체’를 대면적 웨이퍼(실리콘 기판)에 구현했다고 17일 밝혔다. 그동안 반도체 업계는 인공지능(AI), 자율주행, 사물인터넷 등 대규모 정보를 빠르게 처리하는 고성능 반도체를 만들려고 반도체 소자 크기를 줄여 집적도를 높여 왔다. 또 현재 2진법 기반 반도체에서 정보 처리에 드는 시간과 성능을 높일수록 증가하는 소비전력 등을 줄이는 문제도 고민해 왔다. 이에 따라 3진법 반도체가 주목받고 있다. 김 교수팀이 개발한 3진법 반도체는 0, 1, 2 값으로 정보를 처리한다. 처리해야 할 정보의 양이 줄어 계산 속도가 빠르고, 그에 따라 소비전력도 적다. 반도체 칩 소형화에도 강점이 있다. 가령 숫자 128을 표현하려면 2진법에서는 8개 비트(bit·2진법 단위)가 필요하지만, 3진법으로는 5개 트리트(trit·3진법 단위)만 있으면 저장할 수 있다. 현재 반도체 소자의 크기를 줄이고 집적도를 높여 급격히 증가하는 정보를 효과적으로 처리하려면, 소자의 소형화로 인해 누설전류가 커지면서 소비전력도 증가한다. 연구진은 반도체 소자에서 정보를 처리하는 상태를 구현하는 것에 누설전류를 활용하는 방법으로 이 문제를 해결했다. 누설전류의 양에 따라 정보를 3진법으로 처리하도록 고안한 것이다. 김 교수는 “이번 연구는 기존 2진법 반도체 소자 공정 기술을 활용해 초절전 3진법 반도체 소자와 집적회로 기술을 구현했을 뿐 아니라 대면적으로 제작돼 3진법 반도체 상용화 가능성까지 보여줬다는 것에 의미가 있다”며 “메모리와 시스템 반도체의 공정·소자·설계 전 분야에 걸쳐 미래 반도체 패러다임 변화를 선도할 것”이라고 밝혔다. 그는 “앞으로 4차 산업혁명 핵심인 AI, 자율주행, 사물인터넷, 바이오칩, 로봇 등의 기술발전에 파급 효과가 클 것으로 기대된다”고 덧붙였다. 이 연구는 삼성전자가 추진하는 삼성미래기술육성사업 지원을 받아 진행됐다. 연구 결과는 지난 15일 전자 소자 분야 학술지 네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)에 발표됐다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr
  • 불소 이용해 그래핀 제작 속도 3배 높인다

    불소 이용해 그래핀 제작 속도 3배 높인다

    ‘꿈의 신소재’ 그래핀은 탄소 원자의 얇은 한 층 두께의 물질로 최근 2차원물질 반도체 소재로 주목받고 있다. 반도체로 상용화되기 위해서는 그에 걸맞는 크기로 만드는 것이 중요한데 쉽지 않다는 것이 문제이다. 국내 연구진이 포함된 국제 공동연구팀이 반도체로 상용화 하기 위해 대면적화하는 기술을 개발하는데 성공했다. 기초과학연구원(IBS) 다차원 탄소재료 연구단, 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 연구진은 중국 북경대 물리학부, 청두 국립전자과기대, 광저우 화남사범대, 송샨호 재료과학연구소 등 중국 연구진들과 함께 불소(F)를 이용해 기존보다 3배 빠른 속도로 그래핀을 성장시키는데 성공하고 화학 분야 국제학술지 ‘네이처 케미스트리’ 16일자에 발표했다. 그래핀처럼 원자 두께의 2차원 소재는 얇고 잘 휘면서도 단단하다는 특징 때문에 차세대 반도체 소재로 각광받고 있다. 그러나 반도체로 만들기 위해서는 대면적 제작이 쉽지 않고 대면적 제작 시간이 지나치게 오래 걸린다. 많은 연구자들이 원료물질을 바꾸거나 온도 조절 같은 제조환경 변경으로 제조시간을 단축하는 방법을 찾았지만 그래핀 성장을 완전히 제어할 수 없어 근본적인 해결책이 필요했다. 연구팀은 원자나 분자가 화학결합을 할 때 다른 전자를 끌어들이는 전기음성도가 높은 불소에 주목했다. 그러나 반응성이 큰 불소기체는 곧바로 주입할 경우 다른 물질과 결합해 독성물질을 만들어 낼 수 있다. 이 때문에 공간적으로 제한된 부분에서만 국소적으로 불소를 활용하는 방법을 찾아냈다. 연구팀은 금속기판에 불소를 함유한 금속불화물을 사용하고 그 위에 얇은 구리 필름을 올린 형태의 기판을 제작했다. 그 다음 온도를 높여 불소가 금속불화물에서 방출되도록 했다. 이렇게 되면 불소는 금속불화물과 구리 필름 사이 10~20㎛(마이크로미터)의 좁은 공간에 머물게 된다. 이 틈 속에서 불소로 인해 메탄가스는 더 분해되기 쉬운 형태의 기체로 바뀌고 결국 그래핀은 원료인 탄소를 손쉽게 얻어 더 빠르게 성장하게 되는 것이다.이번에 새로 개발된 기술은 분당 12㎜의 속도로 그래핀을 성장시켰다. 기존 그래핀 성장속도는 3.6㎜에 불과했다. 10㎠ 그래핀을 만들 때 10분이 걸렸다면 이번 기술을 활용하면 3분 정도 단축시킬 수 있게 된 것이다. 연구팀은 2차원 부도체 물질은 육방정계 질화붕소와 반도체 물질인 텅스텐 이황화물 성장에도 도움이 되는 것을 확인했다. 펑 딩(UNIST 특훈교수) IBS 다차원 탄소재료 연구단 그룹리더는 “이번 연구는 2차원 물질의 성장과정에서 불소를 국소적으로 주입하는 간단한 방식으로 상용화 걸림돌이 되던 성장속도 문제를 해결한 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • “15분 뒤부터 막히니까 다른 길로 가세요”…AI가 알려주는 도로정체 예측기술

    “15분 뒤부터 막히니까 다른 길로 가세요”…AI가 알려주는 도로정체 예측기술

    여름 휴가철이 다가오면서 피서 계획을 세우면서도 막히는 길을 생각하면 벌써부터 한숨을 쉬는 사람들이 많다. 설이나 추석 명절이나 연휴기간, 여름 휴가철 전국의 고속도로는 주차장을 방불케 할 정도로 꽉 막혀 있다. 2~3시간을 가다서다를 반복하다가도 갑자기 뻥 뚫리기도 해 과학자들은 ‘유령정체’라고 부르기도 한다. 그런데 인공지능(AI) 기술이 등장하면서 이 같은 길막힘 현상은 한층 덜해질 것으로 전망된다. 5~15분 뒤 도로 상황을 예측해 알려줌으로써 운전자들이 사전에 대비할 수 있게 해주는 기술이 나왔다. 울산과학기술원(UNIST) 전기전자컴퓨터공학부, 러시아 국립고등경제대학교, 미국 퍼듀대 전기컴퓨터공학부 공동연구팀은 AI 기술을 바탕으로 교통정체 원인을 파악하고 특정 도로의 미래 상황을 예측해 시각화하는 시스템을 개발했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국전기전자공학회(IEEE)에서 발행하는 국제학술지 ‘IEEE 비주얼라이제이션 앤 컴퓨터 그래픽스’ 실릴 예정이다. 현재 많은 지방자치단체에서는 지능형 교통체계(ITS)를 구축하는 등의 방법으로 교통정보를 수집했는데 대량의 데이터를 분석하고 교통상황을 예측하는데 한계가 있었다. 연구팀은 AI를 바탕으로 교통상황을 분석하는 예측하는 기술과 결과를 시각화하는 기술을 개발해 결합시켰다. 교통상황 예측 기술은 AI 심층학습 기술로 특정 구간의 과거 평균 이동속도, 도로망, 주변 도로의 정체상황, 혼잡시간 정보 등을 학습시켜 교통 정체를 예측한다. 이 기술을 바탕으로 울산시 교통정보를 분석한 결과 특정 도로의 평균 이동속도를 시속 4㎞ 내외의 오차로 예측할 수 있게 됐다. 또 연구팀은 ‘VS리버스’라는 시각화 기술로 도로별 통행하는 차량 수와 평균 이동속도를 한 눈에 볼 수 있도록 했다.이번 기술이 활용되면 현재 차량 속도는 물론 15분 뒤 차량 속도와 정체구간을 예측할 수 있게 된다. 예를 들면 단순히 “차량이 가다 서다를 반복하고 있다”라는 교통안내가 아닌 “현재 ㅇㅇㅇ 도로가 가장 막혀 시속 10㎞로 이동하고 있는데 15분 뒤 시속 40㎞로 속도를 회복할 수 있을 것”이라는 안내를 받을 수 있게 된다. 이번에 개발된 시스템은 현재 울산교통방송에서 활용 중에 있으며 광주, 대전, 부산, 인천 교통방송에서도 활용될 예정이다. 이와 함께 이 기술을 활용하면 교통경찰이 신호제어를 통해 도로 혼잡을 사전에 통제할 수 있게 되거나 내비게이션 서비스에 제공해 보다 최적화된 도로를 찾고 도착시간을 정확히 예측할 수도 있게 될 것으로 보인다. 고성안 UNIST 전기전자컴퓨터공학부 교수는 “이번 기술은 도시교통정보센터(UTIC) 웹사이트에 구현해 누구나 쉽게 도로 교통상황을 파악할 수 있도록 해주기 때문에 교통방송이나 내비게이션에 연동해 최적 경로를 찾는데 도움이 될 것”이라며 “AI 기술이 적용된 시스템은 도시의 고질적 문제인 교통체증을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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