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당뇨발 절단 공포 끝...실시간 진단 ‘스마트 드레싱 패치’ 개발
당뇨병 환자에게 발생하는 ‘당뇨성 궤양’은 치료 시기를 놓치면 절단으로 이어질 수 있는 위험한 합병증이다. 공동연구진이 상처 상태를 실시간으로 확인할 수 있는 ‘스마트 드레싱 패치’를 개발했다.
우리 대학은 기계공학과 박인규 석좌교수 연구팀이 국립한밭대학교(총장 오용준) 하지환 교수, 한국기계연구원(원장 류석현) 정준호 연구원, 미국 캘리포니아공과대학교(Caltech·총장 토머스 F. 로젠바움(Thomas F. Rosenbaum)) 웨이 가오(Wei Gao) 교수와의 공동 연구를 통해 당뇨성 궤양 관리를 위한 ‘무선·무전원 기반 광전자 다중 모달 센서 패치’를 개발했다고 14일 밝혔다.
연구팀이 개발한 패치는 여러 생체 정보를 동시에 측정할 수 있는 광전자(optoelectronic·빛과 전기 신호를 함께 활용하는 기술) 센서와 기능성 드레싱을 결합한 형태다. 상처 부위의 포도당 농도, 산성도(pH·수소 이온 농도를 나타내는 지표), 온도 변화 등을 실시간으로 분석할 수 있으며, 환자 스스로 스마트폰으로 상태를 확인할 수 있다.
연구팀은 전기장을 이용해 머리카락보다 훨씬 가는 섬유를 만드는 전기방사(Electrospinning) 공법으로 기능성 나노섬유 드레싱을 제작했다. 이 드레싱은 당뇨발 환부에서 나타나는 포도당 증가와 산성도 변화에 반응해 색상이 변한다.
즉, 상처 상태가 악화되면 드레싱 색이 달라져 위험 신호를 육안으로도 쉽게 확인할 수 있는 것이다. 이를 통해 조직 괴사로 이어질 수 있는 이상 징후를 비침습적(non-invasive·피부를 절개하거나 채혈하지 않는 방식)으로 감지하고 장기간 추적 관찰할 수 있다.
연구팀은 여기에 광전자 시스템을 결합해 진단 정확도를 높였다. 패치에 내장된 발광다이오드(LED·전기를 빛으로 바꾸는 반도체 소자)와 빛을 감지하는 반도체 센서인 포토다이오드(Photodiode)가 드레싱의 색 변화를 빛의 반사율로 측정한 뒤 이를 전기 신호로 변환한다.
이는 일반 카메라 촬영 방식보다 주변 조명 변화 영향을 덜 받아 더욱 정확하고 안정적인 데이터를 제공한다.
특히 해당 패치는 근거리무선통신(NFC, Near Field Communication·짧은 거리에서 데이터를 주고받는 무선 통신 기술) 기반 유연 회로를 적용해 별도의 배터리 없이 작동한다. 스마트폰을 센서 가까이 대면 무선으로 전력을 공급받아 작동하며, 측정된 데이터를 실시간으로 전송한다. 즉, 환자와 의료진은 별도의 복잡한 장비 없이 스마트폰 앱만으로 상처 상태를 즉시 확인하고 대응할 수 있다.
이번에 개발된 기술은 눈으로 확인 가능한 직관적 신호와 정량적 전자 데이터를 동시에 제공하면서도 환자에게 신체적 부담을 주지 않는다는 점에서 임상적 가치가 높다. 또한 반복적인 채혈 없이 상처 상태를 지속적으로 관리할 수 있어 당뇨 환자의 삶의 질 향상에도 기여할 것으로 기대된다.
박인규 석좌교수는 “매일 바늘로 손가락을 찔러야 하는 당뇨 환자들의 고통을 덜어주기 위해 시작한 연구가 합병증의 선제적 진단 기술로 이어졌다”며 “이번 기술은 향후 당뇨뿐 아니라 다양한 만성질환의 무채혈 진단 기술로 확장될 수 있는 핵심 원천기술이 될 것”이라고 말했다.
이번 연구에는 KAIST 조석주 박사와 국립한밭대학교 하지환 교수가 공동 제1저자로 참여했으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials) 에 2026년 3월 26일 게재됐다. 또한 해당 학술지의 표지 논문(Front Cover)으로 선정됐다.
※ 논문명: Wireless, Battery-Free, Optoelectronic, Multi-Modal Sensor Integrated With Colorimetric Dressing for Diabetic Ulcer Management, DOI: 10.1002/adfm.202532167
본 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단(NRF) 중견연구사업, 산업통상자원부 알키미스트 사업 및 대전 RISE센터의 지원을 받아 수행됐다.
2026.05.14
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‘빛이 곧 열쇠가 된다’ 신개념 홀로그램 기술 개발...복제 어려운 보안 구현
빛의 움직임을 ‘열쇠’처럼 활용해, 특정 조건에서만 정보가 드러나는 신개념 홀로그램(빛의 정보를 이용해 물체가 실제로 있는 것처럼 입체적으로 보이게 만드는 기술)이 개발됐다. 기존 광통신과 보안 기술의 한계를 동시에 극복할 수 있는 새로운 접근으로 주목된다.
신소재공학과 신종화 교수 연구팀이 빛의 ‘총 각운동량(Total Angular Momentum, TAM)*’을 정보 선택의 핵심 열쇠로 활용해, 입사하는 빛의 상태에 따라 서로 다른 입체 영상을 구현하는 차세대 벡터 홀로그램 메타표면을 개발했다고 4일 밝혔다.
*총 각운동량(TAM): 빛의 진동 방향(편광)과 회전(꼬임) 성질을 함께 나타내는 물리량으로, 이를 통해 빛의 상태에 따라 세기와 편광 분포가 달라지는 정밀한 입체 영상을 구현할 수 있음
기존에는 빛의 진동 방향을 의미하는 ‘편광’이나, 빛이 나선형으로 꼬이며 진행하는 성질인 ‘궤도 각운동량(Orbital Angular Momentum, OAM)’을 각각 활용하는 연구는 활발히 진행돼 왔다. 그러나 이 두 가지 성질을 하나의 소자에서 서로 독립적으로 제어하는 것은 광학 분야에서 오랫동안 해결되지 않은 난제로 여겨져 왔다.
이를 해결하기 위해 연구팀은 머리카락 굵기보다 훨씬 작은 나노 구조물을 정밀하게 설계해 두 층으로 쌓은 ‘이중층(Bi-layer) 메타표면’을 구현했다. 메타표면은 빛의 진행 방향과 성질을 자유롭게 조절할 수 있도록 설계된 초미세 인공 구조 기반의 광학 소자다.
이 소자는 빛의 편광과 꼬임 정도가 결합된 ‘총 각운동량(TAM)’을 마치 복잡한 암호 열쇠처럼 활용한다. 즉, 특정한 방식으로 진동하고 특정한 횟수만큼 꼬인 빛이 들어올 때만 소자가 반응해 숨겨진 정보를 재현하는 방식이다. 이 기술을 적용하면 겉으로는 동일해 보이는 빛이라도, 정해진 ‘빛의 열쇠’가 없으면 정보를 읽을 수 없어 높은 보안성을 확보할 수 있다.
또한 빛의 꼬임 상태(OAM)는 이론적으로 매우 다양한 값을 가질 수 있어, 하나의 빛에 실을 수 있는 정보량을 크게 늘릴 수 있다. 이를 통해 기존보다 훨씬 많은 데이터를 동시에 전송하는 초고용량 광통신 기술로의 확장도 가능하다.
특히 이번 연구는 단순한 입체 영상 구현을 넘어, 영상의 각 지점마다 빛의 진동 방향(편광)까지 정밀하게 제어하는 ‘벡터 홀로그램’을 구현했다는 점에서 의미가 크다. 벡터 홀로그램은 빛의 세기뿐 아니라 방향 정보까지 포함해 표현하는 고차원 홀로그램 기술이다.
이번 성과는 그동안 물리적으로 분리하기 어려웠던 빛의 두 가지 핵심 성질(편광과 꼬임)을 하나의 소자에서 독립적으로 제어할 수 있음을 처음으로 입증한 것이다. 이를 통해 실감형 홀로그램, 스마트 글래스, 증강현실(AR) 및 가상현실(VR) 기기 등 차세대 디스플레이 기술뿐 아니라, 복제가 어려운 보안 라벨과 초고속 광통신 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다.
신종화 교수는 “이번 연구는 빛의 핵심 성질인 편광과 꼬임을 하나의 독립적인 정보 키로 결합해 자유자재로 활용할 수 있음을 입증한 사례”라며 “복제 어려운 보안 시스템과 초고속·초고용량 광학 통신 기술의 핵심 플랫폼으로 발전할 것”이라고 말했다.
이번 연구는 정준교 박사가 제1 저자로 참여했으며, 국제 학술지 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)에 3월 12일 온라인 게재됐다.
※ 논문명: Arbitrary Total Angular Momentum Vectorial Holography Using Bi-Layer Metasurfaces, DOI: 10.1002/adma.202519106
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 ‘나노소재기술개발사업’ 및 ‘집단연구지원사업’, 산업통상자원부 ‘전자부품산업기술개발사업’의 지원을 받아 수행됐다.
2026.05.06
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차미영 교수 혁신장 수상 KAIST 교수 11인, 과학·정보통신의 날 정부포상
과학·정보통신의 날을 맞아 과학기술정보통신부가 주관한 ‘2026년 과학·정보통신의 날 기념식’에서 우리 대학 교수진 11명이 정부포상을 수상했다.
차미영 전산학부 교수는 과학기술훈장 혁신장, 허원도 생명과학과 교수는 과학기술훈장 웅비장, 신병하 신소재공학과 교수는 과학기술훈장 도약장을 각각 수상했다. 신진우 김재철AI대학원 교수, 장영재 산업및시스템공학과 교수, 정송 김재철AI대학원 교수는 정보통신 유공 홍조근정훈장을 수상했다.
또한, 김경민 신소재공학과 교수와 문수복 전산학부 교수는 과학기술포장을, 김주영 전기및전자공학부 교수는 ㈜하이퍼엑셀 대표로 정보통신 유공 산업포장을 수상했다. 박인규 기계공학과 교수는 대통령표창을, 김택수 기계공학과 교수는 국무총리표창을 각각 수상했다.
과학기술 진흥 부문에서는 차미영 교수가 과학기술훈장 혁신장(2등급)을 수상했다. 차 교수는 빅데이터 기반으로 빈곤 탐지 등 사회문제 해결 연구를 선도해 왔으며, 막스플랑크 연구소 최초의 한국인 단장으로서 학문적·사회적 가치 창출에 기여한 공로를 인정받았다.
국가연구개발 성과평가 부문에서는 생명과학 분야의 세계적 연구를 이끌어온 허원도 교수가 과학기술훈장 웅비장을 수상했다. 허 교수는 분자광유전학 분야를 국내 연구로 개척하고, 뇌졸중·파킨슨병·우울증 등 뇌 질환 치료 기술 개발에 기여해왔다. 신병하 교수는 태양전지 및 광전자 소재·소자 분야에서 20년 이상 축적된 연구 성과와 고효율 소자 개발 공로로 과학기술훈장 도약장을 수상했다.
신진우 교수는 세계적 수준의 AI 및 전산학 연구 성과와 더불어 로봇 기업과의 협력을 통해 국내 피지컬 AI 산업 활성화에 기여한 공로로 홍조근정훈장을 받았다. 장영재 교수는 지역·대학·연구기관 협력을 기반으로 한 제조 피지컬 AI 실증 체계를 구축하고, 세계 최초 로봇운영 플랫폼인 ‘카이로스’ 개발을 통해 제조 혁신 및 지역 균형발전에 기여한 성과를 인정받아 홍조근정훈장을 수상했다. 정송 교수는 국내 최초로 설립된 AI대학원의 원장으로서, 인공지능 분야 고급 인재 양성과 학문적 기반 확립에 기여한 공로로 홍조근정훈장을 수상했다.
또한 김경민 교수는 열과 전기를 동시에 활용하는 고차원 두뇌모사 컴퓨팅 기술을 세계 최초로 개발하여 차세대 반도체 원천기술 확보 및 국제적 학술 성과에 기여하여 과학기술포장을 수상했다. 문수복 교수는 컴퓨터 네트워크 성능 측정, 온라인 소셜 네트워크 분석, 초고성능 네트워크 시스템 분야에서 탁월한 연구 성과와 함께 양성평등 증진에 기여한 공로로 과학기술포장을 수상하였다. 김주영 교수는 창업기업인 ㈜하이퍼엑셀 대표이사로서 LLM 추론 특화 AI 반도체 ‘LPU’를 개발해 GPU 중심 AI 인프라의 한계를 극복하고, 고효율·저전력 AI 시스템 구현에 기여한 공로로 정보통신 유공 산업포장을 수상했다.
박인규 교수는 초저전력 가스센서 및 스마트 헬스케어용 의료 다중센서 원천기술을 세계 최초로 개발하고 실용화를 선도한 공로로 대통령표창을 수상했고, 김택수 교수는 최첨단 박막소재의 기계적 물성 측정 및 향상 기술을 세계적으로 선도하며 반도체 및 디스플레이 산업 발전에 기여한 공로로 국무총리표창을 수상했다.
이번 기념식은 21일 한국과학기술회관 국제회의실에서 개최됐으며, 과학기술·정보통신 진흥에 기여한 유공자 164명을 대상으로 포상이 수여됐다. 이 가운데 148명에게 현장 시상이 이뤄졌으며, 수상 규모는 훈장 36명, 포장 22명, 대통령표창 47명, 국무총리표창 59명이다.
2026.04.22
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빛 자유 조절로 데이터 처리 혁신...AI 가속기·양자통신 성능 향상 기대
빛을 원하는 형태로 ‘설계’해 인공지능(AI)과 통신 기술을 더 빠르고 정확하게 만들 수 있는 기술이 개발됐다. 우리 대학 연구진이 빛으로 데이터를 처리하는 차세대 칩(광집적회로)의 핵심 부품인 ‘광집적 공진기(빛을 제어하는 장치)’를 개발했으며, 이번 연구는 학부생이 주도했다는 점에서 의미가 크다. 이 기술은 데이터 처리 및 양자통신과 같은 차세대 보안 기술의 핵심 기반으로 활용될 전망이다.
우리 대학은 전기및전자공학부 김상식 교수 연구팀이 한양대학교(총장 이기정) 물리학과 윤재웅 교수 연구팀과 공동연구를 통해, 빛의 간섭 현상(두 빛이 만나 서로 영향을 주는 현상)을 활용해 광신호를 자유롭게 제어할 수 있는 새로운 구조의 소자인 광집적 공진기를 개발했다고 15일 밝혔다.
‘광집적회로(Photonic Integrated Circuit, PIC)’는 빛을 이용해 데이터를 초고속·저전력으로 처리하는 기술로, 인공지능(AI), 데이터센터, 양자정보처리 등 차세대 핵심 분야에서 중요한 기반 플랫폼 기술로 주목받고 있다.
이 기술의 핵심은 빛을 얼마나 정밀하게 원하는 형태로 제어할 수 있는지에 있다. 특히 광신호의 스펙트럼(빛의 색이나 파장 분포)과 위상 응답(빛의 타이밍이나 파동의 위치)을 자유롭게 조절하는 기술은 고성능 광통신과 광컴퓨팅 구현에 필수적이지만, 기존 방식에서는 근본적인 제약이 존재해 왔다.
연구팀이 주목한 ‘광집적 공진기(광공진기)’는 빛을 일정 공간에 가두어 증폭하거나 특정 색(파장)만 선택하는 핵심 광학 소자로, 악기의 울림통이 소리를 증폭하는 원리와 유사하다. 그러나 기존의 단일 통로 구조 공진기는 광신호의 위상과 스펙트럼을 정밀하게 조절하는 데 한계가 있었다.
연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 ‘이중 도파로(Dual-bus)’ 구조를 도입했다. 이 구조는 공진기를 통과한 빛과 통과하지 않은 빛을 다시 만나게 해 간섭을 정밀하게 조절하는 방식이다. 이를 통해 광신호를 원하는 형태로 자유롭게 설계할 수 있게 되었으며, 기존에는 구현이 어려웠던 다양한 형태의 빛 신호 제어가 가능해졌다.
이 기술을 적용한 결과, 연구팀은 빛의 색(파장) 특성을 보다 정밀하게 조절할 수 있는 새로운 특성을 확보했으며, 이를 바탕으로 비선형(빛의 색을 바꾸는) 주파수 변환 연구의 새로운 가능성을 제시했다. 이 기술을 활용하면 여러 데이터를 더 빠르고, 더 정확하게 처리할 수 있는데, 이는 향후 초고속 데이터센터 및 AI 가속기와 양자통신 시스템의 성능 향상의 밑거름이 될 것으로 기대된다.
특히 이번 연구는 학부생이 주도했다는 점에서 의미가 크다. KAIST 학부 연구 프로그램(Undergraduate Research Program, URP)을 통해 연구를 수행한 김태원 학사과정 학생은 “집적광학개론 수업에서 배운 공진기 원리를 실제 소자 설계와 논문 성과로 발전시킬 수 있었다”고 말했다.
김상식 교수는 “이번 연구는 새로운 소자를 제안한 것을 넘어, 기존에 간과되었던 광학적 특성을 정밀하게 분석해 물리적 한계를 극복할 수 있음을 보여준 사례”라며 “향후 광학 기반 AI 가속기와 광통신 기술 발전에 폭넓게 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다.
이번 연구는 KAIST 김태원 학사과정 학생이 제1저자로 참여했으며, 연구 결과는 광학 국제 학술지 ‘레이저 앤 포토닉스 리뷰스(Laser & Photonics Reviews)’에 3월 6일 게재됐다.
※ 논문명: Dual-bus resonator for multi-port spectral engineering, DOI: 10.1002/lpor.202502935
한편, 이번 연구는 KAIST URP 프로그램, 정보통신기획평가원, 미국 Asian Office of Aerospace Research and Development, 한국연구재단 개인기초연구사업의 지원을 받아 수행됐다.
2026.04.15
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'딥테크 스케일업 밸리’ 본격 가동...피지컬 AI 실행 전략 공개
우리 대학은 26일 대전 본원에서 ‘딥테크 스케일업 밸리사업 추진 보고회’를 개최하고, 로봇 중심으로 추진 중인 피지컬AI 전략과 실행 구조를 공개했다고 27일 밝혔다.
딥테크 스케일업 밸리 육성사업은 과학기술정보통신부, 대전광역시, KAIST가 공동으로 추진하는 사업으로, KAIST는 2025년부터 3년 6개월간 총 136억 5천만 원 규모의 사업비를 확보했다. 본 사업은 KAIST의 로봇 분야 딥테크 기술을 사업화해 로봇 혁신 생태계를 구축하는 것을 목표로 한다. 주관기관인 KAIST(총괄 김정 교수)를 중심으로 카이스트홀딩스, 대전테크노파크, 대전창조경제혁신센터, 엔젤로보틱스, 유로보틱스 등이 참여하는 로봇 얼라이언스를 구성했다.
본 사업은 기술사업화, 딥테크 R&D, 상용화 스케일업의 3축 체계를 기반으로 선순환 생태계를 조성하고 미래 유니콘 기업을 육성하는 것을 목표로 한다. 1차년도(2025년)에는 Physical AI 강연, 스타트업 피칭, 투자 네트워킹 등을 추진해 기술이전 및 투자 유치 230억 원의 성과를 거뒀다.
피지컬AI는 로봇과 인공지능을 결합해 현실 세계에서 스스로 판단하고 행동하는 기술로, 차세대 산업의 핵심 분야로 주목받고 있다. 정부 R&D와 대기업 투자, 스타트업 창업이 빠르게 늘고 있지만, 실제 산업 현장에서 실행 가능한 사업 모델로 이어진 사례는 제한적이라는 지적이 제기돼 왔다.
이번 보고회는 피지컬AI를 단순한 AI 기술 경쟁이 아닌 ‘산업 구조의 문제’로 재정의했다는 점에서 의미가 있다. 연구개발, 산업 현장, 투자 생태계가 유기적으로 연결되지 않으면 상용화가 어렵다는 점을 강조했다.
특히 피지컬AI가 산업 현장에 적용되기 위해서는 가상 환경을 넘어 실제 산업 현장에서 생성된 ‘의미 있는 데이터’가 필요하다고 밝혔다. 제조 공정 등에서 숙련된 전문가와 협력해 신체 감각과 판단이 반영된 데이터를 축적하고, 로봇이 전문가의 작업을 방해하지 않는 구조 속에서 지속적으로 상호 협력할 수 있는 실행 체계를 구축해야 한다는 설명이다.
공경철 KAIST 기계공학과 교수는 “이제는 Physical AI의 혼재된 개념을 정리하고, 누구나 활용할 수 있는 구체적인 플랫폼을 만드는 것이 중요하다”고 말했다. 이어 “가상환경에서 학습한 인공지능이 실제 로봇과 현실 환경에서도 그대로 잘 작동하려면, 가상세계의 기술 정확도가 높아져야 할 뿐 아니라 현실 세계의 물리적 변수도 예측 가능하고 안정적으로 관리돼야 한다”고 설명했다. 쉽게 말해, 가상에서 배운 로봇이 현실에서도 그대로 실력을 발휘하게 만드는 기술이 필요하다는 뜻이다.
명현 KAIST 전기및전자공학부 교수는 “AI 분야에서도 물리 법칙을 학습 과정에 반영하는 물리정보신경망(Physics-Informed Neural Network) 연구가 활발히 진행되고 있다”며 “피지컬AI의 완성은 실제 물리 시스템을 이해하는 하드웨어 연구자와 이를 학습 구조에 구현하는 AI 연구자가 유기적으로 결합할 때 가능하다”고 강조했다. 이어 “단순히 데이터를 많이 학습하는 것을 넘어, 현실 세계의 물리 원리를 이해하는 AI가 필요하다”고 덧붙였다.
우리 대학은 이러한 실행 구조를 기반으로 연구자, 산업 현장 전문가, 기업을 연결하는 명확한 가치사슬(Value Chain)을 구축할 계획이다. 이를 통해 피지컬AI를 연구실 데모 수준을 넘어 실제 산업 문제를 해결하는 기술로 확장한다는 전략이다. 즉, 피지컬 AI를 실험실 시연을 넘어 실제 산업 현장에 적용하는 것이 목표다.
김정 KAIST 기계공학과 학부장은 “이제는 데이터의 양으로 경쟁하는 시대를 넘어 실제 물리 세계에서 AI를 어떻게 실행할 것인지 고민해야 할 때”라며 “KAIST의 구체적인 준비와 실행 전략을 바탕으로 스타트업과 기업이 피지컬AI 사업화에 성공하도록 지원하겠다”고 밝혔다.
한편, 딥테크 스케일업 밸리사업은 향후 피지컬AI 플랫폼 구축, 스타트업 발굴 및 투자 확대, 실증 테스트베드 구축, 글로벌 로봇 기업과의 협력 네트워크 확대 등을 단계적으로 추진할 계획이다.
2026.02.27
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유엔 디지털 성평등 보고서 주도 발간...‘EQUALS 보고서 2025’공개
우리 대학은 과학기술정책대학원(STP)이 국제전기통신연합(ITU), 유엔여성기구(UN Women), GSMA* 등 글로벌 기관과 협력해 ‘EQUALS Research Report 2025’를 발간했다고 5일 밝혔다.
*GSMA(Global System for Mobile Communications Association)는 전 세계 이동통신사와 모바일 산업을 대표하는 국제 협회로, 디지털 포용과 성평등 확대를 위해 EQUALS 파트너십을 공동 창립한 기관
이번 보고서는 디지털 전환 시대에 심화되는 성별 디지털 격차를 분석하고 해결방안을 제시하는 국제 공식 연구보고서로, UN 정보사회세계정상회의(WSIS+20, 2025년 7월, 제네바)에서 공식 공개됐다.
KAIST 과학기술정책대학원(STP)은 2022년부터 UN EQUALS 글로벌 파트너십* 연구분과 공동 의장(Co-lead Partner)으로 참여하며 이번 보고서의 기획·편집·출판을 주도했다. 보고서는 총 33명의 저자와 20명의 심사위원, 그리고 KAIST STP 교수진이 함께 참여해 약 200쪽 분량으로 완성됐다.
*EQUALS 글로벌 파트너십은 ITU 주도로 2016년 GSMA, 국제무역센터(ITC), 유엔대학교(UNU), 유엔여성기구(UN Women)가 공동 출범한 글로벌 연합체로, 디지털 시대의 성평등 증진을 위한 연구·정책 협력을 추진
ITU 도린 보그단-마르틴 사무총장은 서문에서 “AI를 포함한 신기술의 급속한 발전은 성평등에 있어 양날의 검과 같다. 기회를 제공함과 동시에 기존 불평등을 심화시킬 위험을 내포하고 있다”며 “이처럼 빠르게 변화하는 기술 환경에서 데이터와 실제 삶의 경험에 기반한 새로운 관점이 필요하며, KAIST STP의 리더쉽으로 출판되는 본 보고서는 이러한 관점을 제공한다”라고 강조했다.
‘EQUALS 연구보고서 2025’는 지속가능한 개발목표(SDG) 5 달성을 위한 정책과 혁신의 기반이 되는 데이터를 제시하며, 디지털 전환 시대 성평등 과제를 중심으로 네 가지 핵심 주제를 종합적으로 분석했다.
첫째, 디지털 역량(Digital Skills) 분야에서는 젠더 변혁적 디지털 기술교육(GTDSE)을 중심으로 디지털 리터러시, 기술 활용 능력, 교육 접근성을 평가하고, 효과적인 교육 프로그램 사례를 검토했다.
둘째, 디지털 포용 및 교육(Digital Inclusion & Education) 분야에서는 성별과 사회구조적 요인이 중첩되는 다중적·교차적 장벽을 분석하고, 국가 간 디지털 활용 격차를 비교했다. 또한 전자정부 서비스와 STEM 분야에서 나타나는 성별 차이를 검토하며 정책적 대안을 제시했다.
셋째, 디지털 경제(Digital Economy) 분야에서는 기업 대표의 성별에 따른 기술 활용도와 접근성의 차이를 분석하고, 혁신 및 지식재산권(IP) 분야에서 여성의 과소 대표 문제를 다뤘다. 더불어 테크 분야 신진 여성의 역량 강화를 위한 온라인 멘토링 사례를 소개했다.
넷째, 인공지능 및 사이버보안(AI & Cybersecurity) 분야에서는 사이버보안 역량 강화가 젠더 격차 해소에 미치는 영향을 분석하고, 딥페이크 피해 사례를 기반으로 정책 제언을 제시했다. 또한 고위험 AI 시스템이 여성에 미치는 영향을 평가하기 위한 국가 태스크포스(TF) 설립 및 AI 개발 및 활용 수명 주기 전반에 걸쳐 젠더 민감성을 반영한 기술 표준 개발 제안이 포함된다.
본 보고서는 KAIST 과학기술정책대학원(STP)의 학문적 리더십 아래 기획·편집되었으며, 최문정 대학원장(KAIST STP)이 편집장을 맡고 아라바 세이(Araba Sey) 박사, 롤리 가이탄(Loly Gaitan) 박사, 이다솜 교수, 하비에라 마카야(Javiera Macaya) 박사 등 4개국의 전문가로 구성된 부편집장단, 그리고 KAIST 박사과정생인 허은진(Ern Chern Khor)과 홍완 학생이 편집간사로 참여했다.
특히 하향식이 아닌 상향식(bottom-up) 기고 방식을 바탕으로 글로벌 사우스(Global South) 연구자의 참여 확대를 통해 디지털 성평등 해소를 위한 효과적인 개입에 대한 최신 근거 제시 및 딥페이크∙사이버보안과 같은 도전과제도 담았다.
최문정 대학원장은 “이번 보고서는 2019년 유엔대학교(UNU)가 구축한 개념적 토대를 심화시켜, 2025년 판에서는 실행 중심의 실천적 프레임워크에 초점을 맞췄다”며 “정책입안자·연구자·시민사회가 성별 디지털 격차를 해소하는 데 활용되기를 기대한다”고 말했다.
우리 대학은 이번 유엔 연구보고서 발간을 계기로 디지털 격차 해소 위한 정책연구 강화, 글로벌 파트너십 확대, AI시대 포용적 기술 정책 로드맵 제시 등의 활동을 더욱 확장해 나갈 계획이다.
KAIST 과학기술정책대학원(STP)은 “과학·기술·혁신을 인간화(humanize)하는 것”을 사명으로 삼고 있으며, 디지털 기술이 사회 구조와 문화적 맥락 속에서 작동하는 만큼 포용적 혁신의 관점에서 글로벌 연구를 지속할 것이라고 밝혔다.
이번 연구보고서는 KAIST 국제협력사업과 인문사회융합과학대학 혁신사업지원을 받아 수행됐다.
※ 보고서 사사표기 M. Choi, L. Gaitan, D. Lee, J. F. M. Macaya, A. Sey, E. C. Khor, & W. Hong. (Eds). (2025). Evidence to Impact: Advancing Gender Empowerment in the Digital Age. Korea Advanced Institute of Science and Technology/International Telecommunications Union: Daejeon. ISBN: 979-11-92990-23-1
연구보고서 다운로드: https://www.equalsintech.org/post/evidence-to-impact-advancing-gender-empowerment-in-the-digital-age
유엔 EQUALS 글로벌 파트너쉽 웹사이트: https://www.equalsintech.org/
2025.12.08
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김기응 국가AI연구거점 센터장, 'SW산업인의 날' 근정포장 수훈
우리 대학 김기응 교수(국가 AI 연구거점 센터장, 김재철AI대학원 석좌교수)가 1일 서울 양재동 엘타워에서 열린 ‘제26회 소프트웨어 산업인의 날’ 기념식에서 SW산업발전 유공자 근정포장을 수여받았다.
과학기술정보통신부(장관 배경훈)가 주최하고 정보통신산업진흥원(원장 박윤규)과 한국소프트웨어산업협회(회장 조준희)가 주관한 이번 행사는 대한민국 소프트웨어 및 AI 산업 발전에 기여한 유공자를 포상하고 산업인의 위상을 드높이기 위해 마련됐다. 이날 행사에는 배경훈 부총리 겸 과기정통부 장관이 직접 참석하여 시상했다.
김기응 센터장은 김재철AI대학원 석좌교수로서 강화학습 등 AI 원천 기술 분야를 선도해왔을 뿐만 아니라 국가 AI 연구거점(NAIRL)의 총괄책임자를 맡아 국내 최대 규모의 산·학·연·관 콘소시엄을 이끄는 등 국가 발전에 기여한 공로를 인정받았다.
한편, 국가 AI 연구거점(KAIST 주관)은 2024년 10월 과학기술정보통신부(장관 배경훈)·정보통신평가기획원(원장 홍진배)의 지원을 받아 설립된 이후 KAIST·고려대·연세대·포스텍 4개 대학과 다수의 해외 연구기관이 함께 협력하는 체제로 운영되며 글로벌 AI 연구 생태계를 강화하고 있다.
실제로 거점은 지난 7월 일본 이화학연구소(RIKEN)와의 협력 관계를 수립하고 10월에는 '글로벌 AI 프론티어 심포지엄 2025'를 개최하여 튜링상 수상자인 얀 르쿤 교수 등 세계적 석학들과의 교류를 주도하는 등 '개방형 혁신(Open Innovation)'을 구현한 바 있다.
김기응 센터장은 "(이번 수훈에 대해) 어깨가 무겁고 막중한 책임감을 느낀다"며 "앞으로도 국가 인공지능(AI) 및 소프트웨어(SW) 분야의 발전을 위해 더욱 매진하겠다"고 밝혔다.
2025.12.02
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빛 기반 양자컴퓨터 연산을 ‘CT처럼’ 완전히 들여다본다
빛(광학)을 기반으로 한 양자컴퓨터는 빠른 속도와 높은 확장성을 갖춘 차세대 컴퓨팅 기술로 주목받고 있다. 하지만 여러 개의 빛 신호(광학 모드)가 동시에 얽혀 작동하는 복잡한 연산 과정을 실험으로 정확히 규명하는 것은 매우 어려운 기술로 여겨져 왔다. 우리 대학 연구팀은 이러한 한계를 극복해, 복잡한 다중 광학모드 양자 연산을 CT처럼 훤하게 볼 수 있는 효율적인 기술을 세계 최초 개발했다. 이번 기술은 적은 데이터로도 대규모 연산을 분석할 수 있어, 차세대 양자컴퓨팅과 양자통신 기술 발전에 중요한 전환점을 마련했다.
우리 대학은 물리학과 라영식 교수 연구팀이 빛을 이용해 연산하는 양자컴퓨터의 내부에서 일어나는 다중 광학모드 양자연산의 특성을 빠르고 정확하게 파악할 수 있는 양자연산 토모그래피(Quantum Process Tomography) 기술을 개발했다고 17일 밝혔다.
양자컴퓨터의 ‘CT 촬영’ 기술, 한계를 뛰어넘다
‘토모그래피(Tomography)’는 의료용 CT처럼 보이지 않는 내부 구조를 다양한 데이터를 바탕으로 복원하는 기술이다. 양자컴퓨팅에서도 동일하게, 여러 실험 데이터를 이용해 양자연산 내부의 작동 원리를 재구성하는 기술이 필수적이다. 양자컴퓨터가 기존 컴퓨터보다 월등한 성능을 내려면 동시에 조작할 수 있는 양자 단위(큐빗 or 모드)의 수가 많아야 한다. 하지만 큐빗 또는 광학 모드의 수가 늘어날수록 토모그래피에 필요한 작업량이 기하급수적으로 증가해, 기존 기술로는 5개 이상의 광학 모드를 분석하는 것조차 어려웠다.
연구팀은 이번 기술로 양자연산 내부에서 실제로 무슨 일이 일어나는지 CT 촬영하듯 명확하게 그려낼 수 있게 되었다.
증폭 행렬·잡음 행렬 기반의 새로운 수학 프레임워크 제시
양자컴퓨터 안에서는 여러 개의 빛 신호가 서로 영향을 주며 매우 복잡하게 얽혀 움직인다. 연구팀은 비선형 광학 과정(nonlinear optical process)을 정밀하게 기술하는 새로운 수학적 표현을 도입했다.
빛이 서로 영향을 주고받으며 변하는 복잡한 양자 상태를 빛이 얼마나 증폭되고 어떻게 변했는지에 대한 ‘증폭 행렬(Amplification matrix)’과 외부 환경 때문에 생긴 잡음이나 손실이 얼마나 섞였는지에 대한‘잡음 행렬(Noise matrix)’이라는 두 가지 틀로 분석하는 방식이다.
이 방식은 빛이 본래 가진 양자특성 변화(이상적인 변화)와 현실 세계에서 피할 수 없는 잡음(비이상적인 변화)을 각각 따로, 동시에 정확하게 볼 수 있는 '양자 상태 지도'를 만든 것으로 실제 양자컴퓨터의 동작을 더욱 현실적으로 규명할 수 있다.
데이터량은 혁신적으로 줄이고 분석은 16모드까지 확대
연구팀은 양자연산이 어떻게 작동하는지 알아내기 위해 여러 종류의 ‘빛 신호(양자상태)’를 입력하고, 그 결과가 어떻게 바뀌었는지 하나하나 정밀하게 관찰했다. 그리고 이렇게 모은 데이터를 가장 정확한 방식으로 설명해주는 통계 기법(최대우도추정)을 이용해 ‘실제로 내부에서 어떤 연산이 일어났는지’를 역으로 추적했다.
그 결과, 기존 방식은 모드가 조금만 늘어나도 필요한 분석 양이 폭발적으로 많아져 사실상 5개 정도까지만 분석이 가능했지만, 이번 기술은 필요한 계산량을 크게 줄여, 세계 최초로 무려 16개의 광학 모드(빛 신호)가 서로 얽혀 작동하는 대규모 양자연산을 실험적으로 규명하는데 성공했다.
라영식 교수는 “이번 연구는 양자컴퓨팅의 필수 기반기술인 양자연산 토모그래피의 효율을 획기적으로 높인 성과”라며, “확보한 기술은 향후 양자컴퓨팅·양자통신·양자센싱 등 다양한 양자기술의 확장성과 신뢰성을 높이는 데 크게 기여할 것”이라고 말했다.
물리학과 곽근희 석박사통합과정 학생이 제1 저자로 참여하고 노찬 박사후연구원, 윤영도 석박사통합과정 학생, 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London)의 김명식 교수가 공동 저자로 참여한 이번 연구는 저명 국제 학술지 `네이처 포토닉스(Nature Photonics)'에 2025년 11월 11일 온라인판으로 정식 출판됐다.
※ 논문명: Completely characterizing multimode second-order nonlinear optical quantum processes, DOI:10.1038/s41566-025-01787-x
한편 이번 연구는 한국연구재단 (양자컴퓨팅 기술개발사업, 중견연구자 지원사업, 소재혁신 양자시뮬레이터 개발사업, 양자기술연구개발 선도사업, 기초연구실 지원사업)과 정보통신기획평가원 (양자인터넷 핵심원천기술 사업, 대학ICT연구센터지원사업) 및 미국 공군연구소의 지원을 받아 수행됐다.
2025.11.17
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생명화학공학과 최민기 교수, ‘11월 과학기술인상’ 수상
우리 대학 생명화학공학과 최민기 교수가 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 공동 주관하는 ‘이달의 과학기술인상’을 수상한다. 이번 시상은 ‘평화와 발전을 위한 세계과학의 날(11월 10일)’을 기념해 진행된다.
이달의 과학기술인상은 최근 3년간 독창적인 연구 성과를 창출해 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매달 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1,000만원을 수여하는 상이다.
최민기 교수는 친환경 암모니아 합성을 위한 고성능 촉매를 개발해 탄소중립과 수소 경제 전환을 위한 핵심 기술을 마련한 공로를 인정받았다.
암모니아는 비료와 의약품 등 필수 산업 원료일 뿐 아니라 액화가 쉽고 수소 저장 밀도가 높아 재생에너지 기반 수소를 저장·운송할 수 있는 차세대 에너지 매개체로 주목받고 있다. 그러나 현재 상용화된 ‘하버-보슈 공정’은 500℃ 이상, 100기압 이상의 고온·고압이 필요해 막대한 에너지를 소모하고 많은 양의 이산화탄소가 배출되는 한계가 있다.
이에 최 교수는 루테늄(Ru) 촉매와 산화바륨(BaO) 조촉매를 전도성이 높은 탄소 지지체 위에 배치해 양전하와 음전하를 분리 저장하는 새로운 형태의 ‘화학 축전지형 촉매’를 개발했다. 이 촉매는 기존 최고 수준의 촉매 대비 7배 이상 높은 암모니아 합성 성능을 보이며 300℃·10기압의 온건한 조건에서 안정적으로 작동해 상용화 가능성을 입증했다.
최 교수는 “이번 연구는 촉매 반응의 새로운 이론적 틀을 제시했다는 점에서 학문적 의미가 크다”며, “앞으로 친환경 암모니아 합성 기술의 실용화를 통해 식량·에너지·환경 문제 해결에 기여하고 싶다”고 소감을 전했다.
해당 연구는 과기정통부 개인기초연구사업의 지원을 받았으며 지난 2월 국제학술지 네이처 카탈리시스(Nature Catalysis)에 게재됐다. 또한 최 교수는 ACS Catalysis 편집위원으로도 활동하며, 촉매 분야의 학문적 발전에 기여하고 있다.
2025.11.05
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대한민국 AI 연구 허브, ‘글로벌 AI 프론티어 심포지엄 2025’ 개최
우리 대학은 국가AI연구거점(National AI Research Lab, NAIRL)이 글로벌AI프론티어랩(Global AI Frontier Lab)과 공동 주관하여 ‘글로벌 AI 프론티어 심포지엄 2025’를 27일 서울 드래곤시티에서 개최했다고 밝혔다.
이번 심포지엄은 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원(IITP)이 주최했으며, 국내외 산·학·연 전문가와 정부 관계자 등 500여 명이 참석했다.
이번 행사에는 배경훈 부총리 겸 과학기술정보통신부 장관, 홍진배 정보통신기획평가원 원장을 비롯해 국내외 주요 인사들이 참석했다.
특히, 세계 최고 권위의 컴퓨터 공학상인 튜링상 수상자 얀 르쿤 뉴욕대 교수와 최예진 스탠퍼드대 교수 겸 엔비디아(NVIDIA) 선임 디렉터가 기조연설을 맡아 AI 거버넌스와 생성형 AI의 미래를 주제로 강연을 진행했다.
심포지엄에는 한국·미국·일본·프랑스·아랍에미리트(UAE) 등 5개국 연구진이 참여해 국제 공동연구 성과를 공유하고, 글로벌 AI 협력의 청사진을 제시했다.
국가AI연구거점(센터장 김기응)과 글로벌AI프론티어랩(공동소장 얀 르쿤·조경현)은 국내 AI 연구를 선도하는 글로벌 R&D 허브로서, 이번 행사에서 지난 1년간의 주요 연구 성과를 공개했다.
배경훈 부총리 겸 과학기술정통부 장관은 개회사에서 “국가AI연구거점과 글로벌AI프론티어랩이 중심이 되어, 대한민국이 AI 기술 강국을 넘어 글로벌 리더로 도약하기 위한 국제 협력과 연구 생태계 확산에 앞장서달라”고 당부했다.
이번 심포지엄은 두 개의 세션으로 나뉘어 진행됐다.
1부 세션 ‘차세대 AI의 미래와 기초연구’에서는 KAIST 양은호 교수가 좌장을 맡아 ▲데이터 기반 신뢰성 프레임워크(RIKEN 이치로 타케우치), ▲AI 기반 신약개발(고려대 감태의), ▲훈련 프리 VLM 분석(연세대 황성재), ▲과학적 파운데이션 모델과 반도체 응용(KAIST 박노성), ▲압축 스케일링 법칙 극복(POSTECH 이재호), ▲비전 분야 점진적 학습(INRIA 카르틱 알라하리) 등의 연구가 발표됐다.
동시에 열리는 2부 세션 ‘현실세계 자율성을 위한 피지컬 AI’에서는 POSTECH 조민수 교수가 좌장을 맡아 ▲비대조적 자기지도학습(ENS-PSL 장 퐁스), ▲공정성 기반 오프라인 다목적 강화학습(연세대 이종민), ▲차세대 3D 비전모델(KAIST 심현정), ▲VLA 모델의 추론지향 연구(고려대 최성준), ▲GaRA 기반 비전 파운데이션 모델 견고화(POSTECH 곽수하), ▲체화형 에이전트(MBZUAI 이반 랍테브) 등 다양한 발표가 이어졌다.
각 세션에는 네이버클라우드, 포스코홀딩스 등 산업계 전문가들이 참여하여 산업 적용 가능성과 산학연 협력 모델에 대해 심층 토론을 진행했다.
김기응 국가AI연구거점 센터장은 “이번 심포지엄은 지난 1년간의 연구 성과를 세계에 알리고, 국제 협력의 발판을 넓히는 뜻깊은 자리다”며 “앞으로도 산학연이 함께 글로벌 AI 혁신의 선순환을 만들어 가겠다”고 포부를 밝혔다.
이광형 총장은 “국가AI연구거점은 국내 인공지능 연구의 중심이자 세계와 연결되는 교두보다”라며 “KAIST는 앞으로도 학문과 산업, 국가의 경계를 넘어 AI 기술로 인류의 지속 가능한 미래를 선도하겠다”고 말했다.
국가AI연구거점은 KAIST가 주관하고 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원(IITP)의 지원으로 2024년 10월 설립된 국내 최대 규모의 산·학·연·관 AI 연구 컨소시엄이다.
KAIST, 고려대, 연세대, 포스텍 등 4개 대학의 45명 교수진과 150여 명의 학생 연구진이 참여하며, 국내 12개 기업과 해외 14개 공동연구기관, 서울시 및 서초구와 협력해 글로벌 AI 생태계 구축에 박차를 가하고 있다. 또한, 20여 명의 해외 연구진이 2주 이상 상주하며 학생들과 공동 연구를 수행하고, 매월 세계적 석학을 초청해 최신 AI 연구 성과를 공유하고 있다.
국가AI연구거점은 일본 이화학연구소(RIKEN)와 MOU를 체결하고, 지난 8월에는 싱가포르 AI 거점 기관들과 협력 확대를 논의하는 등 글로벌 AI 거버넌스 협력의 교두보 역할을 강화하고 있다.
국가AI연구거점의 활발한 연구와 역동적인 생태계 확산 노력은 대한민국이 소버린 AI를 구축하고, 글로벌 AI 거버넌스 논의에서 주도적 위상을 확보하는 밑거름이 될 것으로 기대된다.
2025.10.27
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정재웅 교수, 9월 이달의 과학기술인상 수상
과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 9월 수상자로 우리 대학 전기및전자공학부 정재웅 교수를 선정했다고 밝혔다.
‘이달의 과학기술인상’은, 최근 3년간 독보적인 연구개발 성과를 창출하여 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만 원을 수여하는 상으로, 과기정통부 과학기술진흥기금/복권기금의 재원으로 운용된다.
과기정통부와 연구재단은 ‘세계 환자안전의 날(9월 17일)’을 앞두고 체온에 의해 부드러워지는 정맥 주사바늘을 개발하여 환자의 안전을 강화하는 등 신체착용(웨어러블)·체내삽입(임플랜터블) 전자 소자 및 의료기기 융복합 연구로 건강 돌봄(헬스케어) 혁신에 기여한 정재웅 교수를 수상자로 선정했다.
정맥주사는 혈관에 약물을 직접 주입하는 치료방법으로 신속한 약물 효과와 지속적인 약물 투여가 가능해 의료 분야에서 광범위하게 사용된다. 다만, 기존 정맥 주사바늘은 딱딱한 금속이나 플라스틱으로 제작돼 혈관벽 등을 손상하거나 정맥염과 같은 합병증을 야기할 수 있고, 주사바늘 처리 과정에서도 의료 종사자의 찔림 사고 및 그에 따른 질병 감염 위험 우려가 있다.
정재웅 교수는 액체금속 갈륨이 체온에 반응해 고체에서 액체로 상변화하는 특성을 활용하여 상온에서 딱딱한 상태이다가 체내에 삽입되면 생체 조직처럼 부드러워지는 가변강성* 주사바늘을 개발했다.
* 가변강성(可變剛性) : 상황이나 조건에 따라 강성의 크기(딱딱한 정도)를 조절할 수 있는 특성
가변강성 주사바늘은 환자의 자유로운 움직임을 보장함은 물론 사용 후 상온에서 부드러운 상태를 유지하여 의료 종사자의 바늘 찔림 사고를 예방하고, 비윤리적인 주사바늘 재사용 문제도 원천 차단한다.
더불어, 정재웅 교수는 정맥주사 중 약물이 유출되면 주위 조직의 온도가 낮아지는 현상에도 주목하였다. 정재웅 교수는 정맥 주사바늘에 나노박막 온도 감지기(온도센서)를 탑재해 국부 체온을 실시간으로 점검(모니터링)하는 기능을 구현하여 정맥 주사 약물 누수를 실시간으로 확인할 수 있게 하였다.
세계보건기구가 요구하는 환자 건강증진 및 의료진 안전도모에 새로운 전망(비전)을 제시한 이번 연구성과는 '24년 8월 국제 학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)’의 표지논문으로 출판됐다.
정재웅 교수는 “이번 연구는 기존의 딱딱한 의료용 바늘로 인한 문제를 극복하고, 주사바늘 찔림사고나 재사용으로 인한 감염 문제를 해결할 수 있는 방법을 제안했다는 점에서 의의가 크다.”라며 “앞으로 가변강성 주사바늘 기술이 환자와 의료진 모두의 안전을 향상시키는 의료 현장의 핵심 기술로 발전할 수 있도록 지속적인 연구개발에 힘쓰겠다”라고 밝혔다.
이와 같이 우수연구성과를 이끄는 연구자를 더욱 두텁게 지원하기 위해 과기정통부는 2026년 생명과학(바이오)의료기술개발사업(’25년 3,611억 원 →’26년안 4,343억 원)을 비롯하여 역대 최대규모인 11.8조 원의 연구개발 예산안(정부안)을 마련, 첨단 생명과학(첨단바이오) 등 미래신산업을 이끌 투자를 강화할 예정이다. 아울러 연구자 중심의 연구개발 생태계를 조성하기 위해 탁월한 성과를 창출한 연구자에 대한 보상과 예우도 한층 강화해 나갈 계획이다.
2025.09.05
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와이파이보다 100배 빠른‘라이파이’속도·보안 다 잡았다
라이파이(Li-Fi)는 LED 불빛처럼 눈에 보이는 빛인 가시광선 대역(400~800 THz)을 활용한 무선통신 기술로, 기존 와이파이(Wi-Fi)보다 최대 100배 빠른 속도(최대 224Gbps)를 제공한다. 사용할 수 있는 주파수 할당의 제약이 없고 전파 혼신 문제도 적지만, 누구나 접근이 가능해서 보안에는 상대적으로 취약하다. 한국 연구진이 기존 광통신 소자의 한계를 뛰어넘어 송신 속도와 보안을 동시에 향상시킬 수 있는 라이파이의 새로운 플랫폼을 제시했다.
우리 대학 신소재공학과 조힘찬 교수 연구팀이 국가과학기술연구회(NST, 이사장 김영식) 산하 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성) 임경근 박사와 협력해, 차세대 초고속 데이터 통신으로 주목받는 ‘라이파이(Li-Fi)’ 활용을 위한 ‘온-디바이스 암호화 광통신 소자’ 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.
조힘찬 교수팀은 친환경 양자점(독성이 적고 지속 가능한 소재)을 이용해 고효율 발광 트라이오드 소자를 만들었다. 연구팀이 개발한 소자는 전기장을 이용해 빛을 발생시키는 장치이다. 특히, ‘투과 전극에 존재하는 아주 작은 구멍(핀홀)’ 영역에 전기장이 집중되고 전극 너머로 투과되는데, 이 소자는 이를 이용하여 두 가지 입력 데이터를 동시에 처리할 수 있다.
이 원리를 이용해 연구팀은 ‘온-디바이스 암호화 광송신 소자’라는 기술을 개발했다. 이 기술의 핵심은 기기 자체에서 정보를 빛으로 바꾸면서 동시에 암호화까지 한다는 점이다. 즉, 복잡한 별도의 장비 없이도 보안이 강화된 데이터 전송이 가능하다.
외부양자효율(EQE)은 전기를 얼마나 효율적으로 빛으로 변환하는지를 나타내는 지표로, 상용화를 위한 기준은 일반적으로 약 20% 수준이다. 이번에 개발된 소자는 17.4%의 EQE를 기록했으며, 휘도(luminance) 또한 스마트폰 OLED 화면의 최대 밝기인 2,000nit를 크게 웃도는 29,000nit로, 10배 이상의 높은 밝기를 구현했다.
또한, 연구팀은 이 소자가 어떻게 정보를 빛으로 바꾸는지를 더 정확히 이해하기 위해, ‘과도 전계 발광 분석’이라는 방법을 사용하여, 아주 짧은 시간(수백 나노초 = 10억 분의 1초 단위) 동안 전압을 순간적으로 인가했을 때, 소자에서 발생하는 발광 특성을 분석했다. 이 분석을 통해 수백 나노초 단위에서 소자 내 전하들의 이동을 분석해 단일 소자 내에서 구현되는 이중채널 광변조의 작동 메커니즘을 규명했다.
KAIST 조힘찬 교수는 “이번 연구는 기존의 광통신 소자의 한계를 뛰어넘어 송신 속도를 높이면서도 보안능력을 향상할 수 있는 새로운 통신 플랫폼을 제시했다”라고 언급했다.
이어 “추가 장비 없이도 보안을 강화하면서, 암호화와 송신을 동시에 구현하는 이번 기술은 향후 보안이 중요한 다양한 분야에서 폭넓게 응용될 수 있을 것”이라고 덧붙였다.
KAIST 신소재공학과 신승민 박사과정이 제1 저자로 참여하고, 조힘찬 교수, KRISS 임경근 박사가 공동 교신 저자로 참여한 이번 연구는 국제학술지 `어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)'에 5월 30일 자 출판됐으며, inside front cover 논문으로 선정됐다.
※ 논문명: High-Efficiency Quantum Dot Permeable electrode Light-Emitting Triodes for Visible-Light Communications and On-Device Data Encryption
※ DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202503189
한편, 이번 연구는 한국연구재단, 국가과학기술연구회(NST) 및 한국산업기술진흥원의 지원을 받아 수행됐다.
2025.06.24
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