한 가족이 대둔산자락으로 귀농한지 벌써 여러해가 지났네요.



곶감농사를 짓고 있습니다.

 

그 유명한 대둔산 흑곶감이지요.

 


산 중턱 자연과 함께 자란 감나무에서 감을 따는게 대간하지요.

 

이번에도 감을 따다 나무에서 떨어졌는데, 다행히 큰 부상은 면했습니다.


 


감꼭지를 다듬고 하나하나 정성스레 깍았지요.

 


그것을 대둔산그늘 서늘한 바람을 오래도록 맞으면 서서히 흑곶감으로 변합니다.

 


흙곶감은 검붉은 겉살 안에 꿀처럼 달고 부드러운 속이 가득해요.

 

한번 맛을 보면 계속 손이 가서 멈출줄 모릅니다.


소개합니다.













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전라북도 완주군 운주면 |
도움말 Daum 지도
posted by 이재형 과학이야기

신   년   사


기초과학연구원(IBS) 가족 여러분!

2018년 무술년(戊戌年) 새해가 밝았습니다.

올해는 어느 해보다 새롭게 시작한다는 의미가 크게 느껴집니다.
전민동 KT대덕2연구센터를 비롯하여 여기저기에 임시로 머물렀던 6년의 시간을 뒤로 하고, 엑스포 과학공원 터에 자리 잡은 우리 연구소 건물의 문을 활짝 열게 되었습니다.

여러분들이 땀과 힘을 모아준 덕에 지난해 본원을 무사히 완공하였고, 2주 뒤면 본원 연구단과 행정조직은 이사를 시작합니다.
불가피하게 이곳저곳 흩어져 있던 연구원들이 함께 모여 연구할 것입니다.
소통을 키워드로 설계한 새 공간을 잘 활용해 연구 장비와 실험 시설을 제대로 갖추면, 더욱 뛰어난 아이디어와 연구 성과가 나올 것으로 생각합니다.


우리가 건물을 짓지만, 다시 그 건물이 우리를 짓는다(We shape our buildings, and afterwards our buildings shape us).”
윈스턴 처칠이 1943년,영국 국회의사당을 재건할 것을 약속하며 연설했던 내용입니다.
건물과 사람의 관계를 잘 이야기해주는 구절입니다.
우리가 지은 본원 연구원 역시 앞으로 우리의 연구, 일하는 모습, 관계, 문화에 큰 영향을 미칠 것입니다.

본원 연구원 건물과 공간은 단순한 구조물이 아닙니다.
그렇기에 우리는 앞으로 연구원 건물을 채우고, 꾸미는 일에 힘을 다해야 할 것입니다.
채움은 실험실, 편의시설과 같은 하드웨어 뿐 만 아니라 우수한 연구단, 지원조직과 같은 소프트웨어에도 해당됩니다. 꿈과 땀으로 만든 여러 공간들은 다시금 연구원과 직원들의 비전과 열정을 빚어낼 것입니다.


IBS 가족 여러분!

IBS가 들어선 엑스포 과학공원은 대전이 25년 전 엑스포를 열고 과학도시의 비전을 밝힌 의미 있는 터입니다.
IBS 연구자들과 직원들은 이 역사적인 공간에서 과학의 미래를 펼쳐나간다는 자부심과 함께 책임감을 지녀야 할 것입니다.
당시 엑스포 주제였던 ‘새로운 도약에의 길’은 바로 지금 IBS가 품어야 할 정신입니다.

IBS 설립 후 대통령을 세 번 맞이했고, 담당부처도 세 번 거치는 시간이 흘렀습니다.
그럼에도 기초과학 거점을 만들고 인재를 모으고, 특히 호기심으로 가득한 연구자들에게 무한한 자율성을 보장한다는 철학과 원칙은 흔들리지 않았습니다.
원칙이 실현되도록 힘을 보탠 과학자, 공무원, IBS 임직원 모든 분들께 감사의 말씀을 드립니다.
특히 새 정부와 리더의 과학에 대한 철학이, 불확실성과 겨루는 과학과 과학자를 존중한다는 점에서 우리의 도전을 응원할 것이라 기대합니다.


존경하는 IBS 연구자 여러분!

짧은 기간에 연구단을 성공적으로 구축하고, 뛰어난 연구 성과를 내고 있는 연구단장님들과 각 연구단 연구원들께 새해를 맞아 감사와 격려의 말씀을 드립니다.
IBS가 지난 6년 동안 세계의 주목을 받으며 성장한 것은 우리 연구원들의 헌신이 없었다면 불가능했을 것입니다.

국제 학술지 네이처는 지난해 ‘과학도시(Science Cities)’특집기사에서 IBS를 커버스토리로 다루었습니다.
IBS가 한국 연구정책의 방향이 경제성장에서 기초과학으로 전환하는 것을 보여주는 상징적인 기관이며, IBS 발전으로 기초과학의 중심이 서울에서 대전으로 이동하고 있다는 내용을 담고 있습니다.
한 마디로 대한민국 과학의 지형을 만들어가고 있다는 평가입니다. 앞으로도 IBS가 한국 기초과학 발전을 주도하는 연구기관이 되도록 연구원들을 아낌없이 지원하겠습니다.


지난 해 IBS는 9개 연구단을 대상으로 첫 연구단 성과평가를 실시하였습니다.
해외석학 37명을 포함하여 평가위원 66명이 참여하였으며 서면평가, 현장방문평가, 종합평가 등 3단계에 걸쳐 총 8개월간의 평가를 진행하였습니다.

기초과학 연구에 대해 질적평가를 처음으로 시도했다는 점은 매우 뜻깊습니다.
IBS가 시도한 동료평가(Peer-Review) 방식은 우리나라 평가 문화를 양에서 질로 전환하는 초석이 될 것입니다.
무엇보다 석학들로부터 9개 연구단 모두 세계적 수준에 있음을 인정받은 사실은 고무적입니다. 일부 연구단은 세계적 연구그룹 보다 앞선다는 평을 받기도 했습니다.

다만 앞으로 IBS가 추구하는 집단연구를 더 활성화하고 연구단의 연구 그룹 간 협력의 수준을 높여야 한다는 숙제도 안게 되었습니다.
여성과학자를 키우는 일도 미룰 수 없는 과제입니다.


사랑하는 IBS 가족 여러분!

IBS는 2013년~2017년 5개년 계획에서 목표로 내세웠던‘국가 기초과학 거점 조성’은 국내외에서 인정할 만큼 성공적으로 달성하였습니다.
연구 영향력은 지속적으로 확대되고 있으며, 기초과학 리더로서 역할도 커지고 있습니다.

예컨대 지난 2012~2017년의 인용영향력(1.81), 피인용상위 1% 논문 비율(4.7%), 피인용 상위 10% 논문 비율(22.09%) 등은 세계적 연구기관인 독일 막스플랑크 협회, 일본 이화학 연구소, 이스라엘 와이즈만 연구소 보다 우수합니다.
단장님들이 세계적 과학상을 수상하거나 저명한 국제학술단체 회원으로 선정된 사례는 일일이 나열하기 어려울 정도입니다.

영 사이언티스트 펠로십(YSF)으로 젊은 연구자들에게 독립적인 연구기회를 부여했고, 세계적 석학들과 국내 연구자들이 함께 지식을 교류하는‘IBS 콘퍼런스’시리즈로 연구커뮤니티 발전에도 기여하였습니다.


이제 우리는 2018년부터 5년을 이어갈 새 계획을 세우게 됩니다.
다음 5년간의 목표는 세계적 연구기관으로 자리 잡는 것입니다.
이를 바탕으로 2023년 이후 IBS는 세계 기초과학 패러다임을 주도할 수 있는 역량을 갖출 것입니다.
저는 우선 집단연구 체제를 더 튼튼히 하여 ‘팀 사이언스’의 진수를 보여주고자 합니다.
IBS라서 할 수 있는 모험과 그에 따르는 뜻밖의 성과는 점점 뚜렷해 질 것입니다.
또 본원을 중심으로 연구단을 확대할 것이며, 연구단 형태를 다양화하여 잠재력 있는 젊은 과학자들이 마음껏 기량을 펼칠 수 있는 제도를 실현할 것입니다.

이를 위해 과감한 질문을 던지고, 위험한 모험에 나서고, 지식의 경계와 한계를 허물 수 있는 탐험가들을 초대하고자 합니다.
연구원의 개방성유동성도 꾸준히 높일 것입니다. 인재들이 끊임없이 연구원에 흘러들고, 성장하여, 확산할 수 있도록 하여, 국가 기초과학 생태계를 크게 키우고자 합니다.

우리나라 기초과학 투자에서 그 규모가 역사상 초유라 할 중이온 가속기 건설구축 사업은 이제 장치R&D 단계를 지나 본격적인 장치구축 단계에 들어갔습니다.
얼마 전 산소중이온빔 초전도가속시험에서도 좋은 성과가 나왔습니다.
기초과학에 크게 투자한 국민과 정부의 기대에 부응하고 과학의 진보와 인류 삶에 공헌하도록, 최선을 다해 최고의 장치와 시설을 구축해야 할 것입니다.
가속기를 잘 활용할 수 있는 연구자 그룹을 키우는 데도 노력을 기울 것입니다.

IBS 연구단을 운영하는 데도 역시 큰 국가예산이 들어갑니다.
그만큼 IBS 연구자와 모든 직원들은 늘 사명감을 안고, 최고를 넘어서고자 노력해야합니다.
저 역시 도전과 책임의 최전선에 항상 서 있겠습니다.


IBS 가족 여러분!

2018년은 새로 마련한 본원 연구원을 거점으로 삼아 IBS가 세계적 연구기관으로서의 비전을 선포하는 첫 해가 될 것입니다.
가슴 벅찬 희망과 뜨거운 소망을 경영진과 직원, 또는 연구자와 행정·기술 인력 모두가 함께 나눈다면 IBS는 여러분의 멋진 일터가 될 것입니다.
올 한해 어떤 한계든 뛰어넘는 큰 도약을 이루어봅시다. 마지막으로, 새해 여러분의 건강과 행운을 빌겠습니다.

감사합니다.


2018년 1월 2일

기초과학연구원장
김   두   철


김두철 기초과학연구원장



posted by 이재형 과학이야기

신   년   사



친애하는 KAIST 가족 여러분, 


2018년 무술년(戊戌年) 새해가 밝았습니다. 댁내 건강과 행복이 함께 하는 다복(多福)한 새해 맞으시길 기원합니다. 


‘황금 개의 해’는 강한 책임감을 갖고 믿음을 주는 사람들이 크게 인정받는 한 해가 된다고 합니다. 

새해에도 힘을 모아 우리대학의 소명을 완수하며 국가와 국민에게 신뢰를 받는 한 해가 되기를 소망합니다. 


지난해는 KAIST의 역사에 오래도록 기억될 뜻깊은 한 해였습니다. 

학문과 인류사회의 발전을 위한 우리 구성원들의 열정과 헌신은 다양한 성취로 이어지며 국내외에서 널리 인정받았습니다. 


정부를 비롯해 국제적인 기관들로부터의 수상실적은 KAIST의 도전과 혁신이 만들어낸 성과를 대변해주었습니다. 

황규영 명예교수님과 이상엽 교수님께서 ‘2017 대한민국 최고과학기술인상’을 수상하셨습니다. 

우리 대학은 단 2명의 수상자를 선정한 이 상을 석권하는 영광을 누렸습니다. 

이 외에도 작년 한 해 동안 20여 분이 넘는 교수님께서 정부, 학회 등 국내외 유수 기관으로부터 혁신적인 연구 성과와 그간의 공로를 크게 인정받았습니다. 


우리 학생들의 수상실적도 괄목할만합니다. 

전산학부 오상은 박사과정 학생구글(Google) PhD 펠로우에 선정되는 등 많은 학생들이 다양한 상을 수상했습니다. 학부생들로 구성된 ‘KAIST 아프리카 봉사단’은 ‘2017 월드프렌즈 ICT 봉사단 성과보고 대회’ 전 부문에서 배려(Care)의 정신을 인정받는 영예를 안았습니다. 

우리 대학의 명성을 크게 드높여준 모든 수상자들께 다시 한번 축하와 감사의 마음을 전합니다. 


우리 대학은 선도형 R&D를 통해 국가와 인류발전에 공헌했습니다. 

세계 최고이거나, 최초이거나, 유일한 연구를 목표로 달려왔습니다. 

2017년 발표된 우리 대학의 10대 우수성과에서 보듯이 박용근 교수님 등 많은 교수님들의 혁신적인 연구들이 인류가 당면한 난제를 해결하거나 창업으로 이어져 세계 속에 KAIST의 저력을 알려왔습니다. 


이렇듯 임팩트 있는 연구개발 성과에 힘입어 2017년도 총연구비는 전년 대비 약 15%(정부 9.7%, 민간 40%)가 증가하여 3,400여억 원에 이르렀습니다. 


한 해 동안 우리는 창업의 산실이자 벤처 사관학교로서의 명성을 이어갔습니다. 

기술기반의 한국형 스타트업 모델을 개발해 창업문화 확산에 집중했습니다. 

이러한 노력은 교원창업 10건, 학생창업 13건으로 이어졌습니다. 


기술 분야별 특허 포트폴리오를 구축해 대형 기술이전이 증가하는 추세에 있습니다. 

특히, 국내대학 최초로 국제표준특허로 등록된 차세대 고효율 영상 압축기술(HEVC, High Efficiency Video Coding)을 비롯해 국내외에서 22건의 관련 표준특허를 획득함으로써 더욱 강한 특허 포트폴리오가 구축되었습니다. 


개교 이래 최초로 ‘4차 산업혁명 핵심 특허기술 설명회’를 개최했습니다. 

설명회는 국내 중소․중견기업들의 경쟁력 있는 기술과 특허에 대한 갈증을 해소하고자 마련되었습니다. 

197개 기업, 250여 명의 기업인이 참석했습니다. 

우리 대학의 경쟁력 있는 특허 10건을 엄선해 연구자와 기업인들이 직접 만나 소통한 결과 기술이전으로 이어지는 성과를 냈습니다. 


이러한 노력들이 모여 세계적인 경쟁력을 인정받는 한 해를 보냈습니다. 

2017 QS 세계대학 학과별 평가’에서 재료공학 13위 등 여러 전공들이 Top20 내에 랭크되었습니다. 

대학이 보유한 특허의 경제적 가치나 경쟁력 등을 종합적으로 판단하는 톰슨 로이터의 ‘세계에서 가장 혁신대학 평가’에서 2016년과 2017년 연속으로 세계 6위, 아시아 1위에 선정되었습니다. 


많은 분께서 KAIST의 약진에 큰 관심을 가지고 성원해주셨습니다. 

기금모금액이 전년 대비 330% 증가했습니다. 글로벌 경기침체 등 여러 요인들로 인해 한동안 소강 되었던 발전기금 모금이 다시 활기를 찾았습니다. 

한 해 기부 건수가 최초로 1만1천여 건을 넘어섰습니다. 


국제화를 위한 부단한 노력이 지속되었습니다. 지난해 6월 ‘제1회 엠버시 데이(Embassy Day)’를 개최했습니다. 

65개국에서 31명의 대사를 위시해 100여 명의 주한 외교관들이 참석했습니다. 

행사에 참석한 주한 대사들로부터 자국 학생들의 입학기회를 늘려달라는 요청과 협력요구가 쇄도하고 있습니다. 

앞으로 각국의 주한대사관들을 교두보로 삼아 우수한 교원과 학생들을 유치할 수 있도록 적극적으로 협력해 나갈 것입니다. 


우수 외국인 학생 유치 활동에 힘입어 전년 대비 학위과정과 교환학생을 포함한 외국인 학생 수가 약 7.3% 증가했습니다. 

외국인 구성원이 증가하면서 글로벌 캠퍼스 구축의 중요성이 더욱 증가했습니다. 

한영 이중언어 캠퍼스가 조성될 수 있도록 다양한 사업을 기획․추진했습니다. 

2017년도 신입 행정직원 채용 시 업무 능력에 더해 영어 구사 능력을 심도 있게 평가하여 영어소통이 원활한 22명의 우수한 신입직원을 채용했습니다. 


기관경쟁력의 핵심은 우수한 인재입니다. 

지난해에는 특별히 우수한 26명의 신임교원을 임용했습니다. 

또한, 12명에게 학교의 공식적인 오퍼 레터(Offer Letter)를 보냈습니다.

최근 임용되는 교직원들은 인성과 실력은 물론 국제적 감각을 두루 겸비한 인재들입니다. 

총장으로서 학교에 뛰어난 인재들을 대거 유치할 수 있어 기쁩니다. 


제16대 총장으로 취임하며 미래전략 혁신의 중요성을 강조했습니다. 

기관의 구성원들이 비전을 공유하고 한 방향으로 힘을 모아야만 대약진(Quantum Jump)할 수 있습니다. 

취임과 동시에 비전2031 위원회를 가동해 KAIST의 밝은 미래를 담보할 수 있는 단기 및 중장기 발전전략을 세웠습니다. 


10개월 동안 140여 명의 내부 구성원들이 자발적으로 참여해 구체적인 혁신전략들을 수립했습니다. 

수고하신 위원들께 감사드립니다. 

교수 워크숍 토의, 직원 및 학생 공청회, 외부전문가 공청회 등 소통의 장을 마련해 숙의(熟議)의 과정을 거쳤습니다. 

최종적으로 세계적인 인사들로 구성된 총장자문위원회(PAC)의 검토를 앞두고 있습니다. 


지난 한 해 동안 우리 대학이 일군 눈부신 발전과 성취는 KAIST 전 가족의 노력과 헌신이 빚어낸 열매입니다. 

이번 기회를 통해 우리 가족 여러분께 충심으로 감사의 마음을 전합니다. 


친애하는 KAIST 가족 여러분, 


2018년은 우리 대학이 ‘글로벌 가치창출 세계선도대학(Global Value-Creative World-Leading University)’을 향해 힘차게 도약하는 원년이 될 것입니다. 


지난해 2월, 제16대 총장으로 취임하며 제시한 5대 혁신방안에 대한 전략들이 비전2031 위원회를 통해 더욱 구체화되었습니다. 

이를 토대로 도전과 혁신을 가속하고자 합니다. 


올해 우리의 꿈을 이루기 위해 중점적으로 추진할 5대 혁신은 다음과 같습니다. 


첫째, 교육 혁신입니다. 


4차 산업혁명 시대는 과학기술이 인류사회의 변화를 주도합니다. 

어떤 과학기술 인재를 양성할 것인가’는 앞으로 국가의 운명을 좌우하는 중요한 이슈입니다. 

우리는 과학기술의 사회적 가치를 높이는 창의적 융합 인재를 양성하기 위해 노력해야 합니다. 


이를 위해, ‘융합기초학부’를 설치해 4차 산업혁명에 대비한 글로벌 리더양성 교육모델을 제시하고자 합니다. 

‘융합기초학부’는 무학과 트랙으로 운영되며 튼튼한 기초과학, 기초공학 지식을 갖추고 다양한 전공 분야를 넘나들며 변화하는 환경에 빠르게 적응할 수 있는 인재양성에 기여할 것입니다. 

김종득 추진단장님을 비롯해 11명의 내부 교수들로 구성된 ‘융합기초학부 설립추진단’을 가동하였습니다. 추진단은 교과과정 설계, 교과목 개발계획 수립 등 2019년 3월 교육개시를 목표로 수고해줄 것입니다. 기존 학과에 ‘융합기초학부’가 추가로 설치되어 학생들의 전공 선택 폭이 넓어지게 될 것입니다. 


우리 학생들의 활동무대는 전 세계입니다. 세계를 바라보며 원대한 비전을 가질 수 있도록 ‘Global Shaper로서 세상을 어떻게 바꿀 것인지’, ‘Global Innovator로서 세상을 어떻게 혁신할 것인지’, ‘Global Mover로서 세상을 어떻게 움직여 갈 것인지’를 고민할 수 있도록 교육할 것입니다. 

특히, 봉사에 대한 열정, 도전과 희생정신, 리더로서의 책임감을 함양할 기회를 확대해 나갈 수 있도록 글로벌 봉사단 활동을 활성화할 것입니다. 

노벨상 수상자 등 학생들에게 롤 모델이 될 수 있는 글로벌 리더들을 초청해 함께 호흡할 기회를 확대해 나갈 것입니다. 


한편, 가상캠퍼스(Virtual Campus)를 확대․운영해 기업인력의 업스킬링(upskilling)과 대국민 교육에 힘쓰고자 합니다. 

4차 산업혁명 시대에 접어들면서 기업들은 경쟁력 제고를 위한 인력 재교육 프로그램이 절실합니다. 

Edu4.0KOOC 등 우리가 보유한 스마트 학습 인프라와 교육 노하우를 접목한 학위과정을 운영하고자 합니다. 

원격강의를 제공해 학업과 실무를 병행할 수 있도록 할 예정입니다. 


둘째, 연구 혁신입니다. 


4차 산업혁명 시대에 접어들면서 융복합화가 가속화되고 있습니다. 

4차 산업혁명의 메가트랜드 중 하나인 융복합화는 이제 연구에서도 선택이 아닌 필수요소가 되었습니다. 


이러한 변화에 발맞추어, 한층 강화된 융합연구가 가능한 4차 산업혁명 융합관 건립을 재추진할 것입니다. 


학문의 깊이 있는 발전을 위해 초세대(超世代) 협업연구실(Cross-Generation Collaborative Lab)을 선정해 성공모델을 만들어 갈 예정입니다. 

시니어와 주니어 교수가 상보적․연속적으로 협력하며 학문의 대를 이어갈 수 있는 제도를 국내 최초로 정착시키고자 합니다. 


산․학․연과의 협업 강화 노력은 지속되어야 합니다. 오픈이노베이션협업연구의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 산․학․연 협업의 트리플 헬릭스(Triple Helix) 모델 구현을 통해 KAIST의 지경(地境)을 더욱 넓혀갈 것입니다. 


셋째, 기술사업화 혁신입니다. 


대학의 R&DB는 대학재정 확충뿐 아니라 청년 일자리 창출과 국가경쟁력 제고를 위해 매우 중요합니다. 


기술출자기업 및 창업 활성화를 통해 우리 대학의 지식재산과 경제적 부가가치 창출을 극대화하고자 합니다. 

성장 가능성 있는 우수 기술과 기업을 선별할 수 있는 전문인력을 충원해 나갈 것입니다. 

선별된 기술․기업에 대한 출자방식을 상황에 맞도록 다양화하는 제도를 개발해 도입할 것입니다. 

창업과 관련된 전반적인 규정을 검토해 창업의 속도를 높이겠습니다. 

학생창업 성공사례를 발굴하고 롤 모델이 될 수 있는 기업인들을 초청해 창업에 도전하는 문화를 제고하겠습니다. 


KAIST의 우수한 기술이 투자를 받아 기술사업화가 가속화될 수 있도록 국내외 창투사와 협력할 것입니다. 

일례로, 이스라엘 요즈마 펀드의 투자 활성화를 위해 양해각서를 체결하고 협력방안을 모색하고 있습니다. 


4차 산업혁명 시대에 접어들면서 기업환경이 급속도로 변화하고 있습니다. 

K-Industry 4.0을 출범해 중소기업의 스마트화를 선도하고자 합니다. 

이를 위해, K-Industry 4.0 추진단을 출범하고, KAIST의 우수한 인적자원과 기술력을 바탕으로 우리나라 중소기업들이 세계적인 수준의 스마트 팩토리를 구축할 수 있도록 지원할 예정입니다. 


넷째, 국제화 혁신입니다. 


국제화는 선택이 아닌 필수(MUST)입니다. 


한영 이중언어 소통 캠퍼스 구축사업이 강화됩니다. 

영어 실력을 향상할 수 있는 교육 기회를 확대해 나갈 것입니다. 

외국인 구성원에게는 한국어 학습기회를 적극적으로 제공하겠습니다. 

한국어 학습연계형 문화체험 프로그램 등을 개발하겠습니다. 

포탈 등 교내 정보 공유매체의 이중언어 사용을 강화할 것입니다. 


외국인 친화적인 캠퍼스 환경을 구축하는데 더욱 큰 노력을 기울일 것입니다. 

외국인 학생들의 어려움을 선제적으로 파악해 상담하고 문제를 해결할 방안을 적극적으로 모색할 것입니다. 

KAIST 어린이집 수용인원 확대, 대전외국인학교(TCIS)와의 긴밀한 협력 등을 통해 외국인 구성원들의 자녀 교육환경 지원책을 구체화하겠습니다. 


해외인지도 제고 활동을 강화할 것입니다. 

세계경제포럼(WEF)과 같은 세계적인 기관들과 국제행사를 공동개최하며 유대관계를 강화해 나갈 것입니다. 

총장으로서 THE와 QS 등 세계대학평가 기관들에서 개최하는 국제행사에 적극적으로 참여해 초청강연을 통해 우리 대학의 교육․연구․기술사업화 역량을 능동적으로 알리고자 합니다. 


마지막으로, 미래전략 혁신입니다. 


올해는 ‘글로벌 가치창출 세계선도대학’으로 발돋움하는 원년이 될 것입니다. KAIST는 국가와 국민들께 희망의 등불이 되는 선도적인 역할을 할 때 존재의 가치가 있습니다. 


앞서 말씀드린 비전2031 보고서의 최종 검토가 마무리 단계에 있습니다. 

보고서는 추후 ‘KAIST가 열어가는 대한민국(가칭)’으로 출판되어 국민들께 공유될 예정입니다. 

또한, 올해 3월 20일 ‘KAIST 비전2031 선포식’을 통해 국가와 국민들께 새로운 비전을 소개하고 희망찬 미래를 약속드리는 시간을 마련할 것입니다. 

여러분의 많은 관심과 적극적인 참여를 부탁드립니다. 


4월에는 세계경제포럼(WEF)과 ‘4차 산업혁명 구현에 관한 국제포럼’을 국내에서 공동개최합니다. 

이 포럼에는 4차 산업혁명의 개념을 창시한 클라우스 슈밥 회장이 직접 참석할 예정입니다. 

KAIST는 WEF와 긴밀히 협력해 4차 산업혁명의 롤 모델을 만들어가며 국제적 위상을 높일 것입니다. 


한편, ‘(가칭) KAIST 미래전략연구소’를 출범해 불확실의 시대에 국민들께 희망을 주고자 합니다. 

국가와 기관이 지속해서 발전하기 위해서는 싱크탱크 그룹의 숙성된 전략이 필요합니다. 

미래전략연구소는 우리 대학의 미래전략과 더불어 국가 주요 이슈들에 관한 전략을 연구하고 조언하는 싱크탱크 그룹이 될 것입니다. 


사랑하는 KAIST 가족 여러분, 


우리는 그동안 ‘창의와 도전’ 정신 아래 수월성을 추구하며 더 큰 가치와 미래를 만들고자 노력했습니다.
이제 KAIST의 조직문화에 배려의 정신을 추가하려고 합니다.

서로를 생각하고 격려해주는 따뜻함과 감동이 있는 캠퍼스를 만들어 가고자 합니다. 


지난 연말 외국인 구성원을 위한 송년 행사에 참석했습니다. 

행사에서 외국인 학생들이 한 해 동안 가장 수고해준 학교 구성원에게 감사패를 전달하는 순서가 있었습니다. 

학생들은 환경미화 도우미에게 감사의 마음을 전했습니다. 감사패 전달식을 보면서 크게 감동했습니다. 

40여 년 전 미국 유학 시절 ‘왜 나는 저런 생각을 하지 못했을까?’를 생각하며 부끄러웠습니다. 


KAIST는 92개국에서 온 900여 명의 외국인 학생들이 생활하는 글로벌 캠퍼스로 성장했습니다. 외국인 학생 비율은 점차 증가할 것입니다.
다양성을 포용할 수 있는 선진문화를 구축하는 것이 더욱 중요해졌습니다.
그동안 우리가 추구해온 ‘창의와 도전’의 정신도 ‘배려’라는 바구니 안에 담길 때 더욱 가치가 있고 빛을 낼 수 있습니다. 


우리는 그동안 도전정신과 창의력을 가진 인재상을 강조해왔습니다. 

이제는 배려의 정신을 추가해 창의(Creativity), 도전(Challenge), 배려(Caring) ‘3C’ 인재를 양성할 수 있도록 노력할 것입니다. 


‘3C’의 인재상은 앞으로 학생선발은 물론 교수와 직원을 채용할 때에도 중요한 선발 잣대가 될 것입니다. 

또한, 우리 구성원들이 함께 배려하며 상생․발전할 수 있는 배려의 정신을 체득할 수 있도록 다양한 교육프로그램을 개발해 제공할 것입니다. 


여러분이 KAIST입니다. KAIST는 대한민국의 미래입니다. 역사의 지평선 너머를 보는 우리의 꿈과 비전은 국가와 인류사회의 발전에 크게 기여할 것입니다. 

글로벌 가치창출 세계선도대학’을 향한 우리의 도전과 혁신과 배려의 정신은 KAIST가 4차 산업혁명의 선봉장이 되고, 국민들의 자긍심을 고양하며, 대한민국이 선진국으로 도약하는 초석이 될 것입니다. 


2018년 무술년(戊戌年) 새해, 계획하시는 일마다 “무엇이든지 술술 풀리는” 축복의 한 해가 되기를 기원합니다. 


감사합니다.



2018. 01. 02. 

KAIST 총장

신   성   철


신성철 KAIST 총장


posted by 이재형 과학이야기


신   년   사


사랑하는 한국기계연구원 가족 여러분, 

2018년 무술년(戊戌年) 새해가 밝았습니다.


무엇보다 희망과 기대 속에 새로운 해를 맞이할 수 있도록 지난 한 해 동안 맡은 자리에서 최선을 다해주신 연구원 가족 여러분께 감사드리며, 

새해를 맞아 여러분의 가정에 평화와 행복이 깃들기를 기원합니다.


정부가 작년 12월 27일 발표한 ‘2018년 경제정책방향’에 따르면 올해 우리 경제는 2년 연속 3% 성장, 1인당 국민소득 3만 달러 시대를 향해 힘찬 첫 발을 내디딜 것으로 전망됩니다. 

경제전문기관들도 2018년 세계 경제가 신흥국을 중심으로 성장세를 이어갈 것으로 전망하고 있습니다. 

특히 일반 기계분야는 생산과 수출 모두 증가할 것으로 예측되어 희망찬 기분으로 새해를 맞이하게 되었습니다.


정부가 작년 12월 27일 발표한 ‘2018년 경제정책방향’에 따르면 올해 우리 경제는 2년 연속 3% 성장, 1인당 국민소득 3만 달러 시대를 향해 힘찬 첫 발을 내디딜 것으로 전망됩니다. 

경제전문기관들도 2018년 세계 경제가 신흥국을 중심으로 성장세를 이어갈 것으로 전망하고 있습니다. 

특히 일반 기계분야는 생산과 수출 모두 증가할 것으로 예측되어 희망찬 기분으로 새해를 맞이하게 되었습니다.

 

우리는 지난해 연구 조직을 개편하고 주요사업과 평가제도 등 연구원 내부의 골격을 새롭게 다졌습니다. 

올해부터는 부산 레이저기술지원센터가 부산기계기술연구센터로 거듭나, 기존의 레이저기술 뿐 아니라 원자력, 자동차, 조선‧해양플랜트 산업의 기술 수요에도 폭넓게 대응할 수 있게 됩니다.

 

지난해 출범한 4차산업혁명R&D센터신기후체제R&D센터, 그리고 국방기술연구개발센터는 기술혁신으로 촉발된 사회변화와 환경오염, 국방력 강화 등의 사회적인 요구에 우리가 능동적이고 유연하게 대처할 수 있는 든든한 한 축이 되어 주고 있습니다.


2018년은 기계연구원이 새로 도약하는 해가 될 것입니다. 


지난해 탄탄히 다진 우리 내부의 역량을 이제는 밖으로 보여줄 때입니다. 

기계연구원이 국민의 삶과 밀접한 문제를 풀어가는데 앞장서고, 우리 만의 연구개발이 아니라, 국가 산업발전을 위해 발 벗고 나선 한 해로 기록될 수 있도록 우리 모두 함께 전력을 다해 나아가야 할 때입니다.


상반기 중에는 우리 기계산업의 경쟁력을 향상시키기 위한 기획 작업을 착수하려고 합니다. 


우리 제조업의 경쟁력을 냉철하게 파악해 가는 일입니다. 많은 사람들이 중국 등 신흥국가들의 성장에 우려를 표하고 있습니다. 

하지만 우리는 막연한 두려움에 빠지기보다 여전히 기술 우위를 점하고 있는 첨단 제조 기업들의 강점과 함께 개선이 필요한 부분은 무엇인지 분석할 것입니다. 

이를 바탕으로 우리 제조업이 주도권을 이어가기 위해 어떤 정책 기획과 투자가 필요한 지 도출하겠습니다.


기계연의 2030 중장기발전계획도 수립할 것입니다. 

기계 분야의 혁신기술을 지속적으로 확보하면서 정부에는 정책 수립의 비전을 제시하고, 산업계에는 오랜 고민을 해결하는 해결사가 될 수 있도록 힘을 쏟겠습니다. 

이 과정에서 우리 연구원이 나아갈 방향과 역할도 더욱 뚜렷해 질 것입니다.


이에 더하여 외부적으로 우리의 장점을 알리고, 새로운 연구 분야를 창출할 수 있는 방안을 모색하는 일도 함께 진행됩니다. 

정부의 R&D 제도 개편에 맞춰 미래 지향적인 산업화형 연구를 기획하고, 착수하겠습니다.

  

내부적으로는 자발적인 혁신의 노력이 연구원 곳곳에 자리 잡을 것입니다. 

지난해 우리는 연구몰입 환경의 필수 조건과 다름없는 행정 효율화를 위해 다양한 생각들을 모았습니다. 

올해는 주제별 T/F를 통해 도출된 시스템 개편과 혁신적인 시도들을 펼치도록 하겠습니다. 

 

먼저 주요사업의 장기화와 대형화를 위한 노력이 첫 발을 내딛습니다. 연구자들은 대형과제를 수행하며 안정적인 연구환경에서 대형성과 창출에 다가갈 것이며 이런 노력은 평가결과로 인정받을 것입니다.


올해 우리 연구원의 중소기업 기술지원은 기업이 체감할 수 있도록 한층 서비스의 질을 높여갈 것입니다. 

연구현장의 풍부한 경험을 바탕으로 산업계의 가려운 부분을 환히 꿰뚫고 계신 연구위원 여러분들이 KIMM 중소기업기술지원사업에 참여하시기 때문입니다. 

연구자와 기업 간 소통의 물꼬를 트고 산업현장 곳곳에 있는 중소기업으로부터 한국기계연구원의 이름이 들려올 것을 기대합니다.


전산시스템의 개편을 시작으로 신입과 퇴직 직원을 위한 원스톱 서비스 제공, 그룹 중심의 평가제도 강화 등 피부에 와닿는 변화를 느끼게 될 것입니다. 

KIMM 학술제와 새로 출범하는 KIMM 소통위원회는 우리의 생각을 모으고, 서로를 단단하게 묶어주는 소통의 장이 되어 줄 것이라 기대합니다.


우리의 도전적인 노력이 필요한 분야도 적지 않습니다. 

우리는 지난 3년간 2회에 걸쳐 연구비관리체계 최우수등급 기관이라는 명예를 지켜왔습니다. 

올해는 이 자격을 새로 갱신하기 위한 평가가 있습니다. 

더욱 청렴한 조직을 만들기 위하여 3년째 2등급에 머무른 기관 종합청렴도 평가 1등급 달성에도 힘을 쏟아야 합니다.


대내외의 변화에도 슬기롭게 대처해야 합니다. 

정부의 비정규직 정규직 전환 방침에 동참하여 우리의 연구인력과 지원인력을 보다 풍부하게 확보하고 더욱 탄탄한 조직으로 거듭나는 방향을 찾겠습니다.


마지막으로 4차 산업혁명 시대에 당면한 우리 기계연구원에 어떤 고민이 필요한지 함께 나누며 신년사를 마치고자 합니다.

 

‘알파고’가 처음 등장하면서 우리 사회에 큰 충격을 주었습니다. 

사람들은 온통 누가 먼저 새로운 기술을 개발하고, 첨단 기술을 선보이는 지에 관심을 쏟고 있습니다. 

하지만 정말 중요한 것은 단순한 기술 경쟁에 매몰될 것이 아니라 산업계가 이런 기술들을 잘 활용할 수 있도록 하는 것입니다. 

컴퓨터를 가장 먼저 개발한 것은 미국이지만 미국 못지않게 컴퓨터로 경제적 부를 이룬 것은 일본입니다.


우리 산업계는 지금 4차 산업혁명 시대의 도래에 맞춰 체질을 개선하고 새로운 시대로 안착해야 하는 중요한 과제 앞에 서있습니다. 

우리 산업계가 시대적 대과제 앞에서 어떤 준비를 해야 하는지 함께 고민하고 노력해야 하는 시점입니다.


기계기술 정책의 나아갈 방향을 만드는 일도, 연구성과를 창출하여 우리의 위상을 높이는 일도 같은 선상에서 필요한 일일 것입니다. 

이는 한 두명의 힘으로는 할 수 없는 일입니다. 

2018년 변화를 이끄는 첫 걸음에 주인공이라는 생각으로 여러분 다 함께 해주실 것을 믿습니다.


끝으로 다시 한 번 새해를 맞아 여러분과 여러분의 가정에 건강과 행운이 함께 하시기를 기원합니다.


감사합니다.


2018.01.02.


한국기계연구원장 

박   천   홍


박천홍 한국기계연구원장



posted by 이재형 과학이야기

요즘 적용범위가 급격하게 늘고 있는 증강현실.

실제를 바탕으로 구현되는 증강현실은 그 자체만으로도 신기한데요.

그런데 증강현실에 나타나는 캐릭터를 사용자가 자유롭게 움직이고 변화시킬 수 있다면 어떨까요?

그것도 간단하게 스마트폰 앱으로 말이죠.

증강현실 속 캐릭터 실시간 조작기술 개발

현재 가장 널리 사용되는 증강현실 콘텐츠는 PC환경에서 특화된 저작 툴을 이용하거나 전문 프로그래밍 언어로 가상의 객체를 선택하고 조작해야합니다.

때문에 당연히 프로그램언어나 툴에 대한 전문지식이 필요하고요. 여기에 복잡한 과정과 만만치 않은 비용도 불가피하고요.

우운택 KAIST 교수(KI IT융합연구소 증강현실연구센터) 연구팀이 현실공간에 존재하는 가상 객체의 이동경로를 안경을 통해 간편하게 설정할 수 있는 기술을 개발했습니다.

이번에 개발한 기술의 핵심은 홀로렌즈 같은 투과형 증강현실 안경을 착용한 사용자가 스마트폰을 이용해 현실공간에서 직관적으로 동물같은 가상 객체를 조작하면서 이동경로를 실시간으로 설정 및 변경할 수 있다는 것인데요.

연구팀은 기존의 특수 입력장치 대신 자체 개발한 앱을 구동시켜 홀로렌즈가 부착된 안경형 디스플레이 장치와 연동하는 방법을 적용했습니다.

안경형 디스플레이기반 이동경로 저작 기술안경형 디스플레이기반 이동경로 저작 기술 개념도


개발한 앱은 스마트폰에 내장된 3축 자이로센서의 정보와 화면의 터치 상태를 입력된 정보와 결합하는데요.

이런 방식으로 가상현실 캐릭터를 선택하고나 크기를 조절할 수 있고, 또 캐릭터의 이동경로를 현실공간에 적용시켜 즉각 구현하는 것입니다. 

안경 기반 증강현실 콘텐츠 저작기술은 스마트 폰만 있으면 누구나 콘텐츠를 현장에서 직관적으로 저작할 수 있도록 지원하는데요.

향후 추가될 증강현실 저작 도구를 통해 누구나 포케몬과 같은 가상 캐릭터가 현실공간을 돌아다니며 상호작용하도록 만들 수 있고요. 

또 소셜미디어 등을 활용해 다양한 증강현실 경험을 타인과 공유할 수 있는 것도 가능해집니다.


안경형 디스플레이기반 이동경로 저작 기술' 을 활용하여 증강현실 환경을 구성하는 실제 화면안경형 디스플레이기반 이동경로 저작 기술' 을 활용하여 증강현실 환경을 구성하는 실제 화면


이번 연구는 유정민 연구교수가 제1저자로 참여했고요. 연구 결과는 최근 ‘한국 인간-컴퓨터 상호작용 학회(HCI)’에서 시연된 바 있습니다.

연구 논문은 ‘2017년도 국제 인간-컴퓨터 상호작용 학회(HCI International 2017)’에 발표될 예정입니다.



 용 어 설 명


투과형 증강현실 안경 디스플레이 

안경처럼 착용하여, 시야에 보이는 현실에 부가정보를 갖는 가상세계 혹은 가상객체를 합쳐 하나의 영상으로 보여주는 증강현실을 보여주는 디스플레이


가상객체 이동경로 저작 

현실공간에 배치된 가상 객체의 동적 움직임을 부여하기 위해 객체가 이동하는 경로를 설정하는 행위


연 구 개 요


1. 연구배경


○  현재 가장 널리 사용되고 있는 증강현실 저작은 PC환경에서 특화된 저작 툴을 이용하거나 전문적인 프로그래밍 언어로 가상의 객체를 선택하고 조작해야한다. 

○  이러한 저작 방법은 프로그램 언어나 툴에 대한 전문지식이 없는 사람들이 사용하기에 어려움이 있어, 일반 사용자도 현장에서 증강현실 안경을 쓰고 스마트폰을 이용하여 직관적으로 증강현실 콘텐츠를 저작할 수 있는 기술이 필요하다. 


2. 연구내용


○  KI IT융합연구소 증강현실 연구센터에서는 증강현실 체험을 위한 ‘안경형 디스플레이기반 가상 객체의 이동경로를 저작하는 기술’을 개발했다.

○  개발된 저작 기술은 홀로렌즈와 같은 투과형 증강현실 안경을 착용한 사용자가 스마트폰을 이용하여 현실공간에서 직관적으로 가상 객체를 선택하고 조작하면서 이동경로를 실시간에 저작할 수 있도록 지원하는 기술이다.  

○  개발된 기술의 특징은 별도의 특수한 입력장치를 사용하는 대신 스마트폰을 투과형 안경형 디스플레이 장치와 연동하여 가상 객체의 이동을 현실 공간에서 직관적으로 저작할 수 있게 하는 점이다. 

○  자체 개발한 앱을 일반 사용자들의 스마트폰에서 구동하면, 투과형 안경형 디스플레이 장치와 연동하여 3차원 마우스와 같은 입력장치로 사용할 수 있다. 사용자가 스마트폰 터치 스크린의 입력 정보와 내장된 3축 기울기 센서로 부터 획득한 스마트폰의 자세 정보를 이용하여 가상 객체를 선택/취소 하거나 크기 등을 조절을 하고, 가상 객체의 이동경로를 현실공간에 바로 설정하거나 수정할 수 있다. 

○  이러한 기능은 투과형 증강현실 안경을 착용하고 현실 공간에서 가상 객체의 이동을 직관적으로 저작할 수 있도록 하여 다양한 동적 증강현실 환경을 현장에서 바로 구성할 수 있도록 하는 핵심 기술이다.  

  

3. 기대효과

○  개발된 안경 기반 증강현실 콘텐츠 저작기술은 스마트 폰만 있으면 누구나 콘텐츠를 현장에서 직관적으로 저작할 수 있도록 지원한다.

○  향후 추가 개발될 증강현실 저작도구를 통해 누구나 포케몬과 같은 가상 캐릭터가 현실공간을 돌아다니며 상호작용하도록 만들고 또 소셜 미디어를 통해 다양한 증강현실 경험을 친구들과 공유할 것으로 기대한다.

○  누구나 쉽게 사용할 수 있는 저작도구는 다양한 증강현실 콘텐츠 즉각적 생산과 체험의 일상화를 가능하게 하며, 향후 새로운 증강체험 관련 산업의 형성과 관련 생태계구축 및 활성화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.  


□ 우운택 교수


○ 소  속 : KAIST 문화기술대학원/ 

         KAIST KI ITC 연구소 증강현실연구센터  


□ 학    력

○ 1985 - 1989 : 경북대학교 학사

○ 1989 - 1991 : 포항공과대학교 석사

○ 1993 - 1998 : 미국 University of Southern California 박사


□ 경    력

○ 1991 - 1992 : 삼성 종합기술원 연구원

○ 1999 - 2001 : 일본 ATR 연구소 연구원

○ 2001 - 2012 : 광주과학기술원 교수

○ 2005 - 2012 : 광주과학기술원 문화기술연구소 소장

○ 2012 - 현재 : KAIST 문화기술대학원 교수  

○ 2014 - 현재 : KAIST 전기전자공학과 겸임교수  

○ 2016 – 현재 : KAIST KI ITC 연구소 증강현실연구센터 센터장


□ 대외활동

○ 2017 – 현재 : 대한전자공학회 증강휴먼연구회 위원장

○ 2008 - 현재 : 한국 컴퓨터그래픽스학회 부회장

○ 2010 - 현재 : 한국 정보과학회 CGI 소사이어티 부회장

○ 2011 - 현재 : 한국 차세대컴퓨팅학회 부회장

○ 2014 - 2016 : 한국 HCI 학회장 (현 명예회장)



posted by 이재형 과학이야기

여기 아름다운 사람들이 있습니다.



이들은 섬을 찾아다닙니다.

여행이 아닙니다.

주민들이 엄두를 못내 보고만 있던 어마어마한 쓰레기를 걷어냅니다.

또 세상과 떨어져 숨어 있던 이야기를 캐어내 훌륭한 기록을 남깁니다.

이렇게 섬과 세상, 사람과 사람을 연결합니다.



그래도 한 번으로는 그저 여행일 수 있습니다.

그래서 그들은 한 섬에 최소한 세 번은 가야한다고 생각합니다.

섬의 구석구석을 돌아보며 조금이라도 더 알고 싶기 때문입니다.

주민을 한 명이라도 더, 한 번이라도 더 만나 마음과 마음을 연결하고 싶기 때문입니다.

이들은 섬청년탐사대입니다.


2월 27일 관매도에 상륙한 섬청년탐사대2월 27일 관매도에 상륙한 섬청년탐사대. 이번이 2차 방문.

이곳은 진도에서 다시 한 시간 넘게 배를 타고 가야하는 관매도입니다.

새벽길을 달리고 달려 한낮에서야 도착했습니다.



가져온 도시락으로 간단한 식사를 하고 숙소를 마련하자마자 쉴새 없이 이동을 시작합니다.

산책로가 오솔길이 되고, 길은 점점 좁아져 마치 무인도의 원시림을 지나는 것 같습니다.



마침내 성벽처럼 둘러진 절벽 사이로 해안이 보이는 곳에 도착한 이들, 그리고 눈 앞의 모습에 저절로 터지는 탄성들.  

사람이 찾아올리 만무한 이곳에 양을 가늠할 수조차 없는 해양쓰레기가 끝없이 펼쳐진 모습때문입니다.



인간의 부산물을 파도와 바람이 거부한 흔적. 

과연 저것을 맨손으로 다 치울 수 있을까?

생각도 잠시, 모두들 거대한 쓰레기더미 위로 올라가 자루에 담기 시작합니다.   



도저히 끝이 나지 않을 것 같은 작업.

가져온 자루가 동나도록 치웠지만 처음 그대로와 별반 다른 것 같지 않습니다.



하지만, 누구도 ‘이제 그만’이라고 하지 않습니다.

다시 수십 장의 자루, 이번에 더 커다란 자루가 왔습니다.



또 몇 시간이 흘렀을까, 조금씩 보이는 원래의 모습.

늘어나는 쓰레기자루만큼 해변의 기암과 모래가 제 자리를 찾습니다.



모두들 먼지를 옴팡 뒤집어썻지만 그들은 자기의 모습 대신 깨끗해진 섬을 보며 뿌듯함을 감추지 못합니다.

마침내 해질녘이 되어 그럴듯하게 돌아온 해변을 보는 사람들.



그들은 섬청년탐사대입니다.






posted by 이재형 과학이야기

얼마 전 미국에서 군용 투명망토를 개발해 화제가 됐습니다.

시연 장면을 보면 투명망토를 뒤집어 쓴 저격수가 주변의 배경색과 흡사해 멀리서 볼 때 찾기가 쉽지 않았는데요.


미군이 도입한 투명망토 시연 그래픽 / 출처=KBS미군이 도입한 투명망토 시연 그래픽 / 출처=KBS


개인위장은 물론 크기에 따라 전차, 레이더 등의 장비 위장도 가능해 전술적 가치가 높을 전망입니다.

하지만 이 투명망토에도 치명적 단점이 있는데요. 바로 전력이 있어야만 투명 상태가 유지된다는 것입니다.

메타물질

투명망토가 실현 가능한 이유는 투명 기능의 근본 소재인 메타물질 때문입니다. 


투명망토의 소재인 메타물질의 작동 원리 / 출처=YTN투명망토의 소재인 메타물질의 작동 원리 / 출처=YTN


메타물질은 자연에서 발견되지 않는 특이한 광학적 성질을 얻기 위해 인위적으로 설계된 물질인데요.

이는 빛의 파장보다 짧은 구조물로 구성돼 투명망토나 고해상도 렌즈 제작에 활용되고 있습니다. 

그런데 메타물질의 변조된 광학적 특성을 유지하기 위해선 지속적인 자극, 즉, 전력이 공급돼야 하는데요. 전력이 소모되면 투명 상태도 사라지는 치명적인 약점을 갖고 있습니다.

메모리 메타물질

이를 극복할 수 있는 방법은 전력 공급이 멈춘 후에도 변조된 메타물질의 상태가 유지되는 것인데요. 이를 실현하는 소재를 메모리 메타물질이라고 합니다.

현재 세계적으로 연구가 진행되는 메모리 메타물질은 열적 자극에 의해 광특성이 조절되는 바나듐산화물 계열과 강한 광학적 자극에 의해 조절되는 저메늄-안티몬-텔루륨 등이 대표적인데요. 

바나듐산화물 기반 메모리 메타물질의 경우 상변화 온도가 60℃ 내외이기 때문에 고온 또는 열적으로 고립된 환경에서만 메모리 특성이 유지되고, 상온에서는 20분 정도만 가능합니다. 

KAIST가 개발한 상온 메모리 메타물질

KAIST 기계공학과 민범기 교수팀이 메타물질의 광학적 특성을 기억할 수 있는 메모리 메타물질과 이를 응용한 논리연산 메타물질을 개발했습니다.


메모리 메타물질의 구조도. 전극 배열(TTE), 강유전체, 그래핀, 메타원자, 폴리이미드 기판으로 구성되어 있고, k 방향으로 입사하는 빛의 전기장 (E)은 전극 배열과 수직임메모리 메타물질의 구조도. 전극 배열(TTE), 강유전체, 그래핀, 메타원자, 폴리이미드 기판으로 구성되어 있고, k 방향으로 입사하는 빛의 전기장 (E)은 전극 배열과 수직임


기존 보고된 메모리 메타물질은 고온에서만 기억되거나 부피가 큰 광학적 장치에 의해서만 동작 가능해 현실적 응용에 한계를 보였는데요.

연구팀은 메타물질에 그래핀과 강유전체 고분자를 접목시키는 방법을 개발해 이를 극복했습니다.

연구팀이 사용한 강유전체 고분자는 탄소를 중심으로 불소와 수소가 결합한 분자인데요. 이는 외부 전압의 극성에 따라 회전하는 성질을 갖게 됩니다.

이 강유전체 고분자는 상온에서도 안정적으로 변화 상태를 유지할 수 있고요 그래핀과 접촉돼 메모리 성능이 개선된 것이 특징입니다.


강유전체에 의해 그래핀에 비휘발적 도핑이 되는 모식도. 전기 음성도가 작은 수소(H)와 전기음성도가 큰 불소(F)로 이루어진 영구 쌍극자가 인가하는 전압 극성에 따라 정렬함.강유전체에 의해 그래핀에 비휘발적 도핑이 되는 모식도. 전기 음성도가 작은 수소(H)와 전기음성도가 큰 불소(F)로 이루어진 영구 쌍극자가 인가하는 전압 극성에 따라 정렬함.


또 초박형 상태로 제작할 수 있어 천과 같은 모양을 만들 수 있고요.

무엇보다 다중 상태의 기억이 가능하고, 빛의 편광 상태도 기억할 수 있는 것으로 연구결과 증명됐습니다.

KAIST가 개발한 논리연산 메타물질

연구팀은 메모리 메타물질의 원리를 응용해 논리 연산이 가능한 논리연산 메타물질도 함꼐 개발했습니다. 

이 논리연산 메타물질은 단일 입력에 의해서만 변조 가능했던 기존 메타물질의 단점을 해결한 것인데요.

그래핀으로 두 개의 강유전체 층과 샌드위치 구조를 가진 메타물질을 제작하고, 두 전기적 입력의 논리연산 결과가 광학적 특성으로 출력되게 만든 구조를 활용했습니다.

이를 통해 다중 입력에 의한 조절이 가능해져 메타물질의 특성을 다양하게 변화시키거나 조절할 수 있는 방법론을 제시했습니다.


투과도의 다중상태 (00, 01, 10, 11)의 메모리 특성투과도의 다중상태 (00, 01, 10, 11)의 메모리 특성


이번 연구는 메모리 메타물질을 통해 저전력으로 구동 가능한 초박형 광학 소자 발전에 큰 역할을 할 것으로 기대됩니다.

한편 이번 연구에는 KAIST 기계공학과 김우영 박사와 김튼튼 박사, 김현돈 박사과정이 1저자로 참여했고요. 연구결과는 과학전문지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 2016년 1월 27일자 온라인 판에 게재됐습니다. 

(논문명 : Graphene-ferroelectric metadevices for nonvolatile memory and reconfigurable logic-gate operation)


 용 어 설 명


그래핀(graphene)

탄소의 동소체 중 하나이며 탄소 원자들이 모여 2차원 평면을 이루고 있는 구조로써, 각 탄소 원자들은 육각형의 격자를 이루며 육각형의 꼭짓점에 탄소 원자가 위치하고 있는 벌집구조 모양이다. 원자 1개의 두께로 이루어진 얇은 막으로, 두께는 0.2 (1㎚는 10억 분의 1m)로 엄청나게 얇으면서 물리적·화학적 안정성도 높다. 


강유전체(ferroelectric)

외부에서 인가되는 전기장에 의해 영구 쌍극자가 정렬하여 물질의 표면에 전하를 가질 수 있는 물질. 외부 전기장이 제거되면 정렬된 영구 쌍극자가 그 상태를 유지하는데, 양의 전하일 때와 음의 전하일 때 표면 전하의 극성이 다르므로 이를 디지털 신호의 0과 1에 대응하여 메모리 소자로 이용 가능함. 


메타물질(metamaterial)

자연계에 존재하지 않는 특성을 얻기 위해 빛의 파장보다 작은 인공 구조물들의 집합체. 예를들어, 300㎛ 파장의 빛에 대해서 수십 의 인공적으로 제작한 구조체들의 배열로 이루어진 경우, 300 파장에 대해서 메타물질로 동작할 수 있음. 인공 구조물의 모양, 배열, 크기에 따라 음굴절, 고굴절, 0굴절 물질 구현이 가능하며 고 해상도 렌즈 및 투명망토에 응용가능함.


메모리 메타물질(memory metamaterial)

메타물질은 외부에서 인가되는 기계적, 전기 및 자기적, 열적, 광학적 자극에 의해 광학적 특성이 변조가능한데, 일시적인 외부 자극에 의해 변조된 광학적 특성이 외부 자극을 제거시켜도 변조된 특성이 계속 유지되는 메타물질. 변조된 특성을 지속적으로 얻기 위해 지속적인 외부 자극을 인가해야할 경우, 에너지 소모가 크고, 전원 장치와 항상 연결되어야 하므로 메모리 메타물질은 이러한 에너지 낭비를 줄일 수 있음.


연 구 개

1. 연구배경

메타물질은 일반적으로 관찰할 수 없는 특이한 광학적 특성을 얻기 위하여 빛의 파장보다 훨씬 짧은 구조물로 구성된 인공물질로써 음굴절, 0굴절, 고굴절률물질 구현이 가능하며 고해상도 렌즈 및 투명망토 등에 응용가능한데, 외부에서 인위적으로 공급되는 기계적, 전기 및 자기적, 광학적 또는 열적인 자극에 의해 변조가능한 메타물질의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 변조 가능한 메타물질은 외부 자극에 반응하는 물질을 이용하거나 반도체 공정 기술로 제조된 미세전자기기 시스템과 접목시킴으로써 구현 가능하다. 그러나 변조된 광학적 특성을 지속시키기 위해서는 불가피하게 외부에서 지속적인 자극이 공급되어야 하는데, 이는 많은 전력 소모의 원인이 되어 불필요한 자원 낭비를 초래하게 된다. 이러한 단점을 극복하기 위해 외부의 자극이 제거된 이후에도 변조된 광학적 특성이 유지가능한 메모리 메타물질이라는 개념이 대두되었다. 

지금까지 보고된 메모리 메타물질은 열적 자극에 의해 광특성이 조절되는 바나듐 산화물 계열과 강한 광학적 자극에 의해 조절되는 저메늄-안티몬-텔루륨 같은 상변화 물질을 이용하여 구현되었다. 그러나 현실적으로 응용되기에는 한계가 있었다. 바나듐 산화물 기반 메모리 메타물질의 경우, 바나듐 산화물의 상변화 온도가 섭씨 60도 정도이므로 메모리 메타물질은 고온 또는 열적으로 고립된 환경에서만 메모리 특성을 유지할 수 있어서 상온에서는 20분 정도의 기억시간이 보고되었다. 저메늄-안티몬-템루륨 기반 메타물질의 경우, 부피가 큰 광학적 장치에 의해서 상변화를 여기할 수 있어서 장치에 제약이 있었다. 다양한 분야에 응용되기 위해 메모리 메타물질은 상온에서, 오랜 시간동안 메모리 특성이 유지되어야 하며 장치의 부피가 작을수록 적합하다.

이러한 현실적인 문제점을 해결하기 위해 그래핀 기반 메타물질에 메모리 특성이 우수한 강유전체 고분자를 접목함으로써 메모리 메타물질의 신뢰성을 향상시킬 수 있고 전기적으로도 구동가능하다. 

2. 연구내용

본 연구에서는, 그래핀 기반 메타물질과 그래핀에 인접한 강유전체 고분자, 강유전체 고분자에 전기적 입력을 위한 전극 배열이 순서대로 형성된 구조로 제작되었다. 전극배열과 그래핀 사이에 전압을 인가하게 되면 강유전체 고분자를 이루는 영구 쌍극자들이 전기장의 극성에 따라 정렬하게 되는데 전압을 제거시켜도 영구 쌍극자 정렬이 유지가 된다. 그러므로 강유전체 고분자-그래핀 복합체에서 그래핀은 비휘발적인 도핑이 된다. 이러한 비휘발적 도핑을 이용하여 그래핀 기반 메타물질의 광특성을 저장할 수 있는 메모리 메타물질을 제작하였다. 

인가되는 전압의 크기에 따라 다중 상태의 다양한 광학적 특성 (투과도, 위상, 편광상태)이 저장됨을 확인하였다. 모든 저장된 광학적 특성은 상온에서, 10만초 이상 유지됨을 확인하였고, 외삽에 의해 추정한 결과 10년 이상 저장가능하였다. 또한 반복적인 전압 인가에 의해 쉽게 광학적 특성이 변조됨을 알 수 있었다. 

□ 본 연구에서는, 강유전체-그래핀 복합체에 의한 구조를 이용하여 그래핀에 비휘발적인 도핑을 유도하여, 메모리 메타물질에서 광학적 특성의 기억시간을 향상시켰다. 

□ 본 연구에서는, 다양한 광학적 특성에 대해 메모리 메타물질에 기억시킬 수 있음을 확인하였다. 특히 편광상태 기억 가능한 메모리 메타물질은 최초보고이다.

□ 본 연구에서는, 단일 입력에 의해 구동되는 메모리 메타물질의 원리를 확장시켜 논리 연산 가능한 메타물질도 시연하였다. 논리 연산 가능한 메타물질은 그래핀 기반 메타물질에서 그래핀의 상층 및 하층에 독립적으로 제어 가능한 강유전체로 감싼 샌드위치 구조로 제작되었다. 두 개의 입력되는 전압의 극성에 따라 그래핀에 인가되는 비휘발적 도핑 상태는 4가지 조합이 가능하다.  

□ 본 연구에서는, 논리 연산 가능한 메타물질에 회로적인 구성을 변화시킴으로써 2 비트 디지털-아날로그 변환 가능한 메타물질도 시연하였다. 


민범기 교수 이력사항


○ 소  속 : KAIST 기계공학과   1. 인적사항  


2. 학력

 ○ 1999: Seoul National Univ. 전기공학부, 학사

 ○ 2001: Seoul National Univ. 전기․컴퓨터공학부, 석사

 ○ 2003: Caltech. 응용물리, 석사

 ○ 2006: Caltech. 응용물리, 박사


3. 경력사항

 ○ 2011~현재 : 부교수, KAIST

 ○ 2009~2011 : 조교수, KAIST 

 ○ 2007~2008 : Postdoctoral Scholar, UC Berkeley, USA 

 ○ 2006~2007 : Postdoctoral Scholar, Caltech., USA


4. 관심분야정보

 ○ 마이크로/나노광학

 ○ 메타물질 및 소자



posted by 이재형 과학이야기

최근 우리나라 전체가 메르스 여파로 들썩였는데요.

KAIST 연구진이 단백질 효소를 이용해 메르스와 같은 신종 바이러스 병원균 감염 여부를 진단할 수 있는 기술을 개발에 눈길을 끌고 있습니다.

박현규  KAIST 생명화학공학과 교수팀이 개발한 기술은 특정 단백질이나 효소를 인식하는 물질 압타머(Aptamer)를 이용해 다양한 표적 DNA를 분석할 수 있는 기술을 개발했습니다.

압타머는 표적 물질과 결합할 수 있는 특성을 가진 DNA입니다.

기존 분자 비콘(Molecular beacon) 프로브 기반 유전자 분석은 분석 대상인 표적 DNA가 변경되면 이에 대응하는 새로운 분자 비콘 프로브가 필요하기 때문에 다양한 표적 DNA를 분석하는데 많은 비용이 소요되는 단점이 있었습니다.

이에 박현규 교수팀은 DNA 중합효소와 결합해 활성을 저해시키는 압타머를 고안했는데요.

이를 역으로 이용해 표적 DNA가 존재하는 경우에만 압타머가 DNA 중합효소와 결합하지 않고 활성을 유지할 수 있게 조절하는 기술을 최초로 개발한 것입니다.

표적핵산에 의한 DNA 중합효소 활성 변화를 이용해 표적 핵산을 검출한 모식도표적핵산에 의한 DNA 중합효소 활성 변화를 이용해 표적 핵산을 검출한 모식도

이번에 개발된 기술은 조절된 DNA 중합효소의 활성이 핵산 신장 및 절단 반응을 일으키고,그 결과 형광 프로브(TaqMan probe)의 형광신호 측정이 가능한 것이 핵심인데요.

이를 통해 동일한 형광 프로브를 이용하면서도 다양한 표적 DNA를 민감하게 검출할 수 있는 새로운 유전자 진단 기술 개발이 가능해진 것입니다.

이를 활용하면 표적 DNA의 종류에 따라 새로운 프로브를 사용해야 했던 기존 기술과 달리 동일한 형광 프로브를 이용하기 때문에 다양한 표적핵산을 값싸고 손쉽게 검출할 수 있고요.

기술을 응용하면 여러 다른 병원균의 감염 여부까지 수월하게 파악할 수 있을 것으로 전망됩니다.

이번 연구는 메르스처럼 새로운 병원체에 대한 진단 키트를 용이하게 제작할 수 있어 여러 병원균에 대해 신속히 대응할 수 있고, 향후 유전자 진단 분야에서 새 원천기술로 널리 활용될 것으로 기대됩니다.

한편, 이번 연구결과는 영국왕립화학회가 발행하는 케미컬 커뮤니케이션즈(Chemical communications) 6월호 후면 표지논문으로 선정됐습니다. 

연  구  개  요

기존의 핵산 기반 검출 기술은 형광 및 소광제 물질이 표지된 U자형의 DNA 프로브인 분자비콘(molecular beacon)에 기반을 두고 있다.

이 기술은 표적 핵산의 존재에 의한 분자비콘의 구조 변화에 따른 형광 신호 생성의 유무를 확인함으로써 이루어진다 . 이 기술은, 핵산의 분리과정 없이 표적 핵산을 신속하게 분석할 수 있기 때문에, 다양한 형태의 분자비콘 기반 핵산 분석 기술 개발에 적용되어 왔다.

하지만, 상기 언급한 분자비콘 기반의 분석 기술은 표적 핵산과 분자비콘이 1:1로 반응하여 형광신호를 발생시키므로, 높은 민감도를 구현하기 힘들다는 단점을 가지고 있다. 또한, 서로 다른 표적 핵산의 분석을 위해 이에 대응하는 새로운 분자비콘이 필요하므로, 다양한 표적 핵산을 분석하는데 많은 비용이 드는 문제점을 지니고 있다.

상기 기술의 문제점을 극복하기 위하여 연구 노력한 결과, 본 연구팀은 다양한 표적 핵산의 검출에 보편적으로 적용될 수 있는 민감도가 우수한 효소 기반 검출 시스템을 개발하였다.

본 기술은 DNA 신장 반응(extension reaction)을 수행하는 핵산 중합효소(DNA polymerase)인 Taq 핵산 중합효소 및 이에 특이적으로 결합하여 활성을 저해시키는 DNA 압터머(DNA aptamer)를 도입하였다.

구체적으로, 표적 핵산의 검출을 위해 DNA 압터머에 표적 핵산을 특이적으로 인식하는 단일가닥 DNA를 포함하도록 디자인하였으며, 이 부분이 표적 핵산과 결합하여 DNA 압터머로부터 떨어져나갈 경우, DNA 압터머는 Taq 핵산 중합효소와 더 이상 결합하지 않게 되고 핵산 중합효소의 활성은 증가하게 된다.

이러한 표적 핵산과 DNA 압터머의 상호작용을 통한 핵산 중합효소의 활성 변화는 TaqMan 프로브(TaqMan probe)에 기반을 둔 프라이머 신장 반응(primer extension reaction)에서 유래하는 형광신호를 통해 실시간으로 분석할 수 있다.

상기 기술은 기존의 핵산 기반 검출 기술과 비교하여 표적 핵산을 인식하는 부분과 이 결과로 유래되는 신호를 검출하는 부분이 따로 분리되어 있기 때문에, 신호를 검출하는 부분의 구성요소인 TaqMan 프로브는 동일하게 유지하며, 표적 핵산을 인식하는 부분의 구성요소인 DNA 압터머의 염기서열만의 변화를 통해 다양한 표적 핵산을 범용적으로 분석할 수 있다. 따라서, 다양한 표적 핵산의 분석에 드는 비용을 매우 절감할 수 있다.

 

 용 어 설 명

압타머
저분자 화합물로부터 단백질까지 다양한 종류의 표적 물질에 대해서 높은 친화성과 특이성을 가지고 결합할 수 있는 작은 단일가닥 DNA

DNA 중합효소
DNA를 복제하여 증폭시키는 역할을 하는 효소

분자 비콘(Molecular beacon)
표적핵산에 상호보완적인 염기서열을 포함하는 헤어핀 구조의 DNA로서, 양 말단에 형광체와 소광체가 각각 달려있다.

TaqMan 프로브
5’ 말단과 3’ 말단에 각각 형광체와 소광체가 달린 짧은 단일가닥 DNA

 

박현규 교수 이력사항

□ 인적사항
○ 소 속 : KAIST 생명화학공학과

□ 학 력
○ KAIST 생명화학공학과 학사 1990
○ KAIST 생명화학공학과 석사 1992
○ KAIST 생명화학공학과 박사 1996

□ 경력사항
○ 1996~2002 삼성종합기술원, 선임연구원
○ 2002~2006 KAIST 생명화학공학과, 조교수
○ 2006~2012 KAIST 생명화학공학과, 부교수
○ 2012~현재 KAIST 생명화학공학과, 교수
○ 2015~2018 KAIST 지정 석좌교수

 

 

 

 

posted by 이재형 과학이야기