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2019-01 01

[학술]가상현실 아바타가 내 표정까지 따라 한다고?

지난해 3월 개봉한 영화 <레디 플레이어 원(2018)>의 주인공들은 가상현실(Virtual Reality이하 VR) 기기를 쓰고 가상의 세계에서 자신이 원하는 아바타로 세상을 살아간다. 한 편의 영화로 미래 VR 기술이 우리의 삶을 얼마나 바꿀지 체험할 수 있다. 최근 한양대학교 임창환 교수팀(전기생체공학부)이 이러한 미래를 한 발짝 더 앞당겼다. VR 아바타 표정 인식 재현 기술을 발표해 VR 기술 분야에서 주목을 받고 있다. 이제 가상세계에서 아바타로 소통하는 미래가 머지않았다. 단 한 번의 등록으로 11가지의 표정 인식이 가능 최근 페이스북이 VR기기 전문업체 ‘오큘러스 리프트(Oculus Rift)’와 아이 트래킹(Eye Tracking) 분야 스타트업을 인수했다. '페이스북 스페이스(Facebook Spaces)'라는 새로운 소셜 VR 플랫폼을 개발하기 위해서다. 가상세계에서 다른 사람들과 아바타로 만나 서로 소통하며 여행도 다닐 수 있다. 하지만 눈동자의 움직임이나 표정을 잘 반영하지 못해 관련 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 기존 표정 인식 기술은 VR 기기 아래에 카메라를 부착해 입 모양을 읽고, 기기에 가해지는 압력을 측정해 얼굴 상단 부 움직임으로 표정을 인식했다. 하지만 카메라를 이용한 방식은 낮은 휴대성과 높은 가격, 조명에 따른 오류가 문제점으로 지적됐다. 또 압력센서는 장시간 사용 시 정확도가 떨어져 상용화에 어려움을 겪었다. 이에 임 교수팀이 개발한 ‘VR 아바타 표정 인식 재현 기술’이 이목을 끌고 있다. ▲ 임창환 교수팀(전기생체공학부)이 개발한 VR 아바타 표정 인식 재현 기술을 시현하고 있다.(클릭 시 영상으로 이동) 웃음, 놀람, 두려움, 슬픔, 키스, 비웃음 등 11가지 표현을 정확하게 분류하고 재현한다.(임창환 교수 제공) 임 교수는 기존과 다른 접근법을 시도했다고 밝혔다. “우리 연구실에선 근전도(근육을 통해 전달되는 미세한 전기생체신호, electromyogram; EMG)를 통해 표정을 파악하고자 했죠. 얼굴 전면을 덮는 것이 아닌 눈 주변에 8개의 전극을 부착해 11가지 표정을 인식할 수 있습니다.” 임 교수팀이 자체개발한 ‘리마니안 특징 대응 기법(Riemanian manifold feature mapping)’과 ‘모델 적응 기법(model adaptation)’ 기술은 눈 주위 생체신호를 보다 정확하고 효율적으로 인식한다. 또한 전극 패드는 고무나 헝겊 소재로 교체도 쉽고 간편해 가격과 실용성까지 우수하다. “가장 중요한 건 한 번의 표정 등록으로 표정을 구분하고 아바타로 재현할 수 있다는 거죠.” 휴대폰 지문 인식 기능을 위해 지문을 여러 차례 등록하는 것처럼, 기존 표정 인식 기술은 표정 하나를 인식하기 위해 9~14번의 등록을 거쳐야 했다. 하지만 임 교수팀의 기술은 단 한 번의 표정 등록으로 11가지 표정을 인식하고 재현한다. 정확도 또한 92%에 육박한다. 임 교수는 “앞으로 딥러닝을 이용해 연속적으로 임의의 표정을 재현하는 단계까지 발전시킬 계획”이라고 말했다. “우리나라 맞춤형 기술이 탄생하지 않을까요.” 표정 인식 기술 연구 중에서도 VR에 초점을 맞춘 연구는 흔치 않다. 특히 임 교수는 이번 기술이 가지는 의미가 남다르다고 말한다. “서양에선 카메라로 얼굴 하관의 변화를 인식하는 원리를 많이 사용해요. 그런데 한국을 비롯한 동양 사람들은 상대방의 감정을 읽을 때 눈을 더 많이 바라본다고 해요. 이번 기술은 눈 주변에서 일어나는 근전도를 통해 표정을 읽어낸다는 점에서 한국인에게 더 적합한 기술이 아닐까 생각합니다.” ▲ 임창환 교수(전기생체공학부)는 가상현실(VR)에서 사용자의 표정을 아바타에 재현하는 기술을 연구하고 있다. 얼굴의 근육 신호인 근전도를 측정해 표정을 관측하고 감정을 읽어내는 것이 기술의 핵심이다. 가상현실 환경은 소셜네트워크서비스(SNS), 게임, 교육 등 응용 분야가 무궁무진하다. 임 교수팀의 기술 또한 VR 플랫폼에서 응용 가능성이 높아 삼성전자 미래기술육성센터의 지원을 받고 있다. VR에 생체공학 기술을 접목해 새로운 시너지를 보여주고 있는 임 교수팀의 행보가 기대된다. 글/ 황유진 기자 lizbeth123@hanyang.ac.kr 사진/ 박근형 기자 awesome2319@hanyang.ac.kr

2018-12 31 중요기사

[학술][이달의 연구자] 최재훈 교수(생명과학과)

동맥경화는 혈관에 지질(동식물 조직에 있는 지방)이 쌓여 동맥이 좁아져 심근경색, 뇌경색과 같은 병을 유발하는 만성 염증성 질환이다. 최재훈 교수(생명과학과)는 동맥경화 병변으로 인해 나타나는 대식세포의 특성과 분리 방법을 지난 2012년부터 연구했다. 7년에 걸쳐 진행된 최 교수의 연구 논문 ‘Transcriptome analysis reveals nonfoamy rather than foamy plaque macrophages are proinflammatory in atherosclerotic murine models’는 심혈관 분야의 세계적 권위지 ‘서큘레이션 리서치(Circulation Research)’ 2018년 10월호에 게재됐다. ▲최재훈 교수(생명과학과) 연구팀은 이번 연구를 통해 보통의 대식세포는 염증을 유발하는 반면, 혈관 내 지질을 섭취한 대식세포는 더 활발하게 식작용을 일으켜 염증 유발을 완화한다는 사실을 밝혀냈다. 동맥경화의 새로운 치료방안 지속해서 고지혈증(혈액 중 지방량이 많은 상태)을 앓아온 환자들은 대부분 동맥경화까지 얻게 된다. 고지혈증 환자의 혈관에 지질이 쌓여 염증이 생기면 면역세포인 대식세포는 손상된 조직을 처리하기 위해 혈관으로 모여든다. 처리 과정에서 지질을 삼킨 대식세포는 몸집이 커져 포말세포(Foamy cell)가 된다. 그동안 동맥경화는 포말세포가 염증 반응을 촉진한다고 알려졌고, 대부분의 연구는 포말세포형성을 줄이는 데 초점이 맞춰져 있었다. “동맥경화증을 앓는 환자 혈관에 포말세포가 많이 발견되니까 포말세포형성을 억제해야 병이 낫는다고 생각한 거죠.” 그의 이번 연구 결과는 기존의 동맥경화증 연구 방향을 뒤집었다. 최 교수 연구팀은 포말세포 형성 후에는 오히려 혈관 내 염증반응이 줄어들고, 혈관에 쌓인 지질을 배출하는 능력이 증가한다는 것을 발견했다. 포말세포가 아닌 이전 단계의 대식세포(Nonfoamy cell)에서 염증반응을 억제해야 한다는 것이다. 전문 인력과 인프라가 확충됐으면 최 교수팀은 개별적인 세포 개체의 유전자 발현을 분석할 수 있는 ‘단일 세포 RNA 시퀀싱’(Single cell RNA sequencing) 기술을 사용하기 위해 2017년 1월부터 약 1년간 미국 워싱턴 대학교(Washington University in Saint Louis)에서 연구를 진행했다. 아직 한국에서는 위 기술을 다루는 전문가와 기술이 부족했기 때문이다. “워싱턴 대학교를 비롯한 미국 유수 대학들이 계속 세계적인 바이오 연구 결과를 낼 수 있는 것은, 최첨단 연구 장비와 이를 관리할 수 있는 뛰어난 전문인력들이 확보됐기 때문입니다.” ▲최재훈 교수(생명과학과)는 생명과학에서 중요한 것은 살아있는 생체 안에서 일어나는 현상이 정확하게 분석되는 것이라며 오래 걸리더라도 의미 있는 연구를 하는 것이 중요하다고 덧붙였다. 최 교수의 연구 철학 최 교수는 수의과학대학교에서 학부와 대학원 시절을 보내면서 동물과 사람의 질환에 호기심을 가졌다. “생체 안에서 일어나는 현상을 발견하고 분석하고 싶었어요.” 최 교수는 현재 노령화 시기에 가장 많이 발생하는 심장 판막질환과 그 외 다양한 염증성 질환을 연구하고 있다. 끝으로 최 교수는 한양대학교 학생들이 논문을 한 편 쓰더라도 유용하고 의미 있는 내용을 담길 권했다. 생체 질환을 연구하면서, 더욱 많은 질환 극복에 도움이 되고 싶은 그의 연구 철학이 담겨있는 말이다. “시간이 걸리더라도 개의치 말고 꾸준히 하세요. 다른 연구자들이 많이 인용할 수 있는 논문을 작성하고, 과학사회에 영향력 있는 연구를 했으면 좋겠습니다.” 글/ 옥유경 기자 halo1003@hanyang.ac.kr 사진/ 이진명 기자 rha925@hanyang.ac.kr

2018-12 24 중요기사

[학술][연구성과] 정은주 교수(산업융합학부) (1)

음악의 아버지 바흐(J. S. Bach)의 작곡 기법 중 하나인 푸가(fugue)는 하나의 주제를 여러 성부가 돌아가며 모방하는 다성음악이다. 기존의 성부에 다른 성부들이 더해질 때마다 각 성부를 듣기 위해 뇌에서는 선택적 지각(知覺)이 일어난다. 정은주 교수(산업융합학부)는 ‘음악에 대한 산소 대사 반응과 후천성 뇌 손상 환자의 선택적 지각의 관계’를 연구하고 그 결과를 세계적 과학학술지 ‘네이처’ 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 발표했다. 음악으로 선택적 지각을 검증하다 정은주 교수(산업융합학부)는 정상 성인과 후천성 뇌 손상 환자가 음악을 듣는 동안 발생하는 대뇌 혈류 내 옥시헤모글로빈(HbO₂)과 디옥시헤모글로빈(HHb)의 변화를 측정해 선택적 지각 능력을 검증했다. 실험이 진행되는 동안 참가자들은 바이올린, 피아노, 플루트 등의 악기 중 하나의 선율만으로 구성된 연주와 두 개의 선율로 이루어진 이중주를 듣고 선율이 흐르는 방향을 맞춘다. 음악에 집중하게 되면서 뇌에 흐르는 혈액 속 산소를 품은 ‘옥시헤모글로빈’은 세포에 산소를 전달하고 ‘디옥시헤모글로빈’으로 변한다. ▲ 정은주 교수(산업융합학부)는 정상 성인과 후천성 뇌 손상 환자가 선택적 지각을 수행할 때 뇌에서 어떤 일들이 일어나는지를 연구했다. 이번 연구는 음악에 대한 대뇌 반응을 사용해 인간의 인지기능 이상을 측정하는 ‘바이오마커(Bio-marker)’를 발굴하는 데 목표를 두고 있다. 바이오마커는 단백질, DNA, 대사 물질 등을 이용해 체내변화를 알아낼 수 있는 지표다. 정 교수는 음악에 대한 대뇌 산소 대사 반응 또한 인간의 운동, 인지, 정서 등을 진단하는데 활용할 수 있다고 설명했다. 뇌과학과 공학이 만나다 후천성 뇌 손상 환자들이 두 개의 선율 중 특정 악기의 음색을 변별하자 왼쪽 배측면 전전두엽 피질(left dorsolateral prefrontal cortex)의 산소 대사가 정상 성인에 비해 유의하게 증가했다. 이곳은 청각 정보를 처리하는 일에 관여한다. 정 교수는 “주의집중력, 기억력 등 후천성 뇌 손상 환자의 다양한 인지기능 저하가 선택적 지각 기능 이상에서 비롯됐다는 가능성을 시사한다”며 “음악에 대한 산소 대사 반응이 인지 기능을 진단할 뿐 아니라 훈련과 재활 경과를 관찰할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. ▲ 왼쪽은 정상 성인, 오른쪽은 뇌손상 환자 뇌 모습이다. 두 개의 선율 음악을 들었을 때 뇌손상 환자의 뇌에서 산소 대사량이 평소보다 높게 측정됐다. (정은주 교수 제공) 정 교수는 참가자들의 혈액 속 산소 대사를 관찰하기 위해 기능적 근적외선 분광기법(fNIRS)을 사용했다. 비슷한 용도인 자기공명영상(fMRI)보다 휴대가 쉽고, 이동이 간편하며, 저렴하지만 아직 분석 방법론이 충분히 개발되지 않았다. 정교한 분석의 필요성을 느낀 정 교수는 공학 분야의 ‘Vector-Based Phase Analysis’을 차용했다. “새로운 분석 방법을 발굴하고 임상 적용의 근거를 확립하는 데에 어려움이 있었지만, 체계적이고 융합적인 접근을 통해서 해결할 수 있었습니다.” 세상을 무대 삼은 피아니스트 환자에게는 치료도 고통의 연속이다. 검사와 재활 훈련은 아픈 부위를 끊임없이 느끼게 하기 때문이다. 정 교수는 “친숙하고 자연스러운 음악 감상을 통해 환자의 상태를 정확하게 평가할 수 있고, 자발적인 참여까지 끌어낼 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 학부 시절 기악과에서 피아노를 전공한 그는 “음악은 예술 작품으로서 심미적 경험을 제공하는 것을 넘어 인간의 삶을 위한 유용한 도구로 활용될 수 있다”며 “소수의 한정된 사람들과 음악을 공유하는 것이 아쉬워 무대에서 내려왔다”고 말했다. ▲ 정은주 교수(산업융합학부)의 최종 연구 목표는 음악으로 행복해지는 세상을 구현하는 것이다. 정 교수는 음악으로 행복해지는 세상을 구현하기 위해 노력한다. 그는 음악을 사용해 사회 문제를 해결하는 기술을 개발하는 데 힘쓰고 있다. 국립재활원에서 가상현실(VR)에 기반한 음악 치료 콘텐츠를 제공해 뇌졸중 환자들을 돕고 있다. 또 치유에 대한 사회적 관심 증대에 발맞춰 일반 환경에서도 경험할 수 있는 청각과 진동을 활용한 ‘다중 감각 힐링 스페이스 구축 연구’도 진행 중이다. 정 교수는 “그동안 연주를 하며 경험했던 아름다움을 이제 연구를 통해서 더 많은 사람과 나누고 싶다”고 전했다. 글/ 유승현 기자 dbtmdgus9543@hanyang.ac.kr 사진/ 강초현 기자 guschrkd@hanyang.ac.kr

2018-12 17 중요기사

[학술][연구성과] 이문우 교수(영어교육과)

한양대학교 이문우 교수(영어교육과)가 저술한 논문 ‘번역을 통한 초급자 영어 작문 교육(논문명: Translation revisited for low-proficiency EFL writers)’이 지난 11월 1일 ELT(English Language Teaching) 저널에 발표됐다. 이번 연구는 실행연구로, 이 교수가 교육 현장에서 직접 학생들의 변화를 끌어냈다는 점에 의의가 있다. 더 효율적인 작문교육을 위해 영어 초급자들을 대상으로 영어교육에서 금기시됐던 ‘번역’을 이용한 점이 눈에 띈다. 번역을 이용한 작문 수업 이 교수의 연구에서 주목해야 할 점은 연구대상자다. 기초적인 영어 읽기 쓰기조차 어려워하는 영어 초급자 학생들을 위해 교육 연구를 진행했다. “학생들이 영어교육에서 듣기, 말하기, 작문, 독해 4가지 분야 중 작문을 가장 어려워하더라고요. 특히나 영어 능숙도가 낮은 학생들의 경우는 더 하죠. 이런 영어 초급자 학생들을 위한 맞춤형 교육법이 없어 연구를 시작하게 됐어요.” 이 교수가 제시한 영어교육법은 ‘L1(First Language, 모국어)’을 통한 번역 글쓰기였다. “보통 영어교육에선 한국어로 번역하지 말고, 영어를 있는 그대로 받아들이라고 말합니다. 하지만 영어 능숙도가 떨어지는 학습자들에겐 다른 접근법이 필요하다고 생각했어요.” 이 교수는 영어 능숙도가 떨어지는 13명의 고등학생을 모아 3학기 동안 직접 수업을 진행했다. 학생들의 꾸준한 변화를 지켜보기 위해 1년 이상의 시간을 교육 현장에 머무르며, 매시간 수업일지를 작성했다. ▲이문우 교수(영어교육과)는 우리나라 교사와 학생들에게 맞는 한국형 영어교육모델을 개발하고자 노력 중이다. 이 교수는 영어 작문에 대한 부담감을 없애는 것이 우선이라고 생각했다. 영어 작문에 앞서 작문 주제에 대해 함께 이야기를 나누고 예문을 함께 해석하는 브레인스토밍(brainstorming) 시간을 가진 이유다. "브레인스토밍이 끝나면 한글로 원하는 글을 작성하게 했어요. 그러면서 작문에 대한 부담감을 줄이고자 했죠." 이후엔 학생들에게 한글로 적은 글을 사전 없이 영어로 번역하게 했다. 번역하다 어려운 경우에는 친구들과 함께 머리를 맞대고 의논하는 자유로운 분위기를 조성했다. "단, 번역기 사용은 절대 금했어요. 어떻게 해서든 자신의 힘으로 글을 완성하면 마지막 첨삭 단계에서 저와 1대 1 피드백을 받고 글을 다듬었습니다. 수업이 끝나면 한 편의 글이 완성되는 거죠." 이 교수는 한 학기가 끝난 후 학생들에게서 유의미한 결과를 발견했다. be동사도 어려워했던 학생들이 동사의 현재 진형형(~ing) 응용까지 스스로 생각하고 있었다. 이 교수는 국/영 작문에 대한 두려움이 사라졌다고 말하는 학생들로부터 연구를 떠나 많은 뿌듯함을 느꼈다. 한국형 영어교육에 앞장서겠습니다 이 교수는 교육의 평등을 위해 교육 연구에서 등한시되던 계층에 집중했다. "이번 연구에서 영어에 취약한 학생들을 대상으로 한 이유는 일반적인 영어 교육 연구가 어느 정도 영어를 숙지하고 있는 학생들에게 시행되는 경우가 많기 때문이에요. 그런 학생들은 교육에 따라 변화가 커서 연구 데이터로 쓰기 좋거든요. 반면, 초급자에게선 유의미한 결과를 도출하기도 어렵고 시간이 많이 들다 보니 교육 연구에서 자연스레 제외되는 거죠.” 이를 위해 이 교수는 ‘한국형 영어 교육법 개발’에 힘쓰고 있다. "영어가 모국어가 아닌 우리나라 사람들에게 맞는 새로운 영어교육법이 필요하다고 생각해요. 영어 교육을 연구하는 사람으로서 우리나라만의 영어 교수법을 찾는 것이 제 소명이라 생각합니다." 이 교수는 이제 영어 초급자에서 연구대상을 바꿔 후속연구를 진행 중이다. 영어 고급자와 더불어 수업시간에 잠든 학생들, 교육 현장에서 소외 당한 학생들을 위한 영어교육법까지, 우리나라 교육 현장에 실용적인 '한국형 영어교육법'에 앞장서고자 한다. ▲ “사랑하는 학생들, 어느 현장에서도 실력으로 인정받고 성품으로 사랑받는 학생들로 성장하길 바라요.” 글/ 황유진 기자 lizbeth123@hanyang.ac.kr 사진/ 강초현 기자 guschrkd@hanyang.ac.kr

2018-12 13

[학술]유럽-아프리카연구소, ‘아프리카의 미래와 동아시아 협력’ 국제학술회의

한양대 유럽아프리카연구소(소장 김성수 정치외교학과 교수)는 오는 12월 17일 오전 10시부터 서울 성동구에서 외교부 산하 한‧아프리카 재단, 중국 난징(南京)대 아프리카연구소와 함께 ‘아프리카의 미래와 동아시아 교류협력’을 주제로 국제학술회의를 개최한다. 한양대 유럽아프리카연구소가 지난 9월 교육부-한국연구재단의 ‘인문사회분야 대학중점연구소’ 선정 기념으로 개최하는 이번 국제학술회의에서는 ‘미래의 블루오션’으로 평가받는 아프리카 대륙과 동아시아 국가들 간 공공외교 전망 및 과제를 다룰 예정이다. 이를 위해 중국 내 아프리카 연구 최고석학으로 알려진 장전커(張振克) 난징대 교수를 비롯해 나카가와 케이(中川 恵) 일본 하고로모 국제대 교수 등 한‧중‧일 및 아프리카 국가 학자들이 참석해 발표와 토론을 진행할 예정이다. 김성수 교수는 “이번 학술회의에 참여하는 석학들의 발표와 토론이 아프리카와 동아시아 국가들 간 교류협력 및 상생의 공공외교로 발전하고 나아가 국제평화에 기여할 수 있기를 기대한다”고 말했다. 한편 대학중점연구소는 교육부-한국연구재단이 대학부설연구소의 특성화·전문화를 지원하고 대학의 전반적 연구역량을 강화하기 위해 시행하고 있는 지원 사업으로, 올해부터 최대 6년간 매년 2억 원 내외를 지원받게 된다. ▲‘제2회 아프리카-아시아 국제학술회의’ 포스터

2018-12 10 중요기사

[학술][이달의 연구자] 선양국 교수(에너지공학과)

심각한 환경문제로 인해 에너지 저장 장치(전지) 개발은 전세계적인 화두다. ‘리튬 이온 전지’는 휴대용 전자기기 및 전기 자동차의 주된 에너지 저장원으로 사용된다. 그러나 리튬 사용량 증가로 인해 향후 리튬의 제한된 보급률 및 급격한 가격 상승이 예상돼 리튬을 대체할 수 있는 신규 에너지 저장 장치 개발이 시급한 실정이다. 현재 선양국 교수(에너지공학과) 연구팀은 ‘소듐’에 이어 ‘포타슘 이온 전지’ 소재를 활용한 새로운 에너지 저장 장치 합성 방법을 실험 중에 있다. 신 에너지 저장 장치 ‘포타슘 이온 전지’ 선양국 교수(에너지공학과)와 황장연 박사(에너지공학과)가 연구 중인 ‘포타슘 이온 전지’는 포타슘 이온을 포함하는 고전위 산화물 기반 양극, 포타슘 이온을 저장하는 저전위 탄소 기반 음극, 그리고 포타슘 이온을 전달하는 비수용액계 전해질과 분리막으로 구성돼 있다. 포타슘은 풍부한 매장량과 낮은 환원 전위 특성을 가진다. 리튬을 사용할 때와 충∙방전 매커니즘이 비슷해 현재 보편적으로 사용하는 리튬 이온 전지보다 더 나은 성능을 가진 대체물로서 가장 유망한 후보로 각광받고 있다. ▲ 선양국 교수 연구팀이 개발한 양극 소재인 'K0.69CrO2' 와 기존 문헌에 보고된 포타슘 이온전지 양극 소재들 간의 충/방전 특성 비교. 개발된 소재는 기존 소재들 대비 월등한 충∙방전 횟수를 나타낸다. 하지만 리튬 대비 상대적으로 큰 포타슘 이온의 크기(Li : 0.76 Å vs K : 1.38 Å)는 양극 소재의 합성을 어렵게 해 전기화학반응을 일으키기 쉽지 않다. 원소 주기율표 상으로 볼 때 리튬, 소듐, 포타슘 순으로 알칼리가 내려가면서 이온의 크기가 커진다. 부피와 무게가 커짐에 따라 전지 안으로 이온 저장이 힘들어 발현하는 에너지의 양도 적어진다. 또한 포타슘이 공기 중에서 물이나 산소에 반응성이 높기 때문에 더욱 합성이 어렵다. 이 특성은 충전과 방전이 계속되면서 소재에 손상마저 입힌다. 이러한 이유로 포타슘 이온 전지용 양극 소재 개발이 제한돼 왔다. 그러나 선 교수는 이러한 한계점들을 극복하면 전지의 에너지 양을 대폭 향상할 수 있을 것이라고 생각했다. ▲ 선양국 교수(에너지공학과)의 연구 분야는 소듐 이온 전지와 포타슘 이온 전지다. 자원량이 한정적인 리튬으로 만든 이온 전지와 달리 소듐과 포타슘은 매장량이 풍부해 리튬의 대체제로 사용될 가능성이 높다. (사진 선양국 교수 제공) 결합을 통한 탁월한 소재(K0.69CrO2) 개발 “포타슘만으로 이뤄진 전지는 성능이 그다지 좋지 않다”며 "실제 사용할 수 있는 좋은 성능의 전지는 소듐과 포타슘의 결합으로 만들어진다"고 말했다. 결합에 대한 다양한 접근이 이루어져 왔으나 하지만 여전히 이론에 의존도가 높고, 실험적으로 소재를 합성하더라도 그에 따르는 어려움이 적지 않다. 따라서 선 교수 연구팀은 포타슘보다 상대적으로 반응성이 적은 소듐으로 만든 기존 양극 소재들을 이용하기로 했다. 이 합성법에는 전기화학 이온 교환 전지가 사용되는데 양극에 소듐이온전지용 양극을, 음극에 포타슘 메탈을 사용하여 전기화학적으로 양극 소재내에서 소듐 이온을 모두 제거하고 대신 포타슘 이온을 삽입한다. 실제로 이러한 방법을 통해 합성된 포타슘 기반의 양극 소재(K0.69CrO2)는 구조적으로 매우 안정돼 실제 1000회까지 사용이 가능했다. 이 양극 소재는 초기에 발현한 용량의 65%에 달하는 우수한 수명 유지율과 12분 내 고속 충∙방전이 가능하다는 이점도 있다.선 교수는 “양극 소재를 개발하는 관점에서 포타슘 이온을 더 효과적으로 저장하고 충∙방전 시 구조가 손상되지 않는 것이 연구의 목표”라고 말했다. ▲ 선양국 교수는 현재 연구진과 함께 계속해서 포타슘 이온 전지를 연구 중이다. (사진 선양국 교수 제공) 에너지 공학과 연구팀은 향후 포타슘 양극 소재 개발 연구의 새로운 발판을 마련했다. 선 교수는 이론적으로만 연구했던 분야를 실험적으로 가능함을 보였다. 포타슘 이온 전지가 갖는 소재로 다양한 부재를 해결할 새롭고 쉬운 소재 합성법을 제시한 것이다. 선 교수는 “현재는 크롬(Chromium)을 전이금속으로 한 소재를 사용했지만 해당 합성법은 크롬이 아닌 어떠한 전이금속으로도 결합해 사용이 가능하도록 개발했다”며 “검증된 합성법으로 향후 포타슘 이온 전지용 양극 소재 개발에 대한 더 많은 가능성과 정보를 줄 수 있는 연구”라고 덧붙였다. 글/ 김민지 기자 melon852@hanyang.ac.kr

2018-12 05 중요기사

[학술][우수R&D] 김보영 교수 (경영학부) (1)

터치 한 번으로 모든 것을 해결하는 시대다. 모바일을 통한 소비까지 가세하면서 유통 업체 간 옴니채널(Omni-channel)을 선점하기 위한 마케팅 경쟁이 치열하다. ‘옴니채널’이란 온라인, 오프라인 할 것 없이 소비자가 언제 어디서든 제품을 구매할 수 있도록 한 쇼핑체계다. 한양대 경영학과 김보영 지속가능경제연구소(Korea Institute of Sustanable Economy, 이하 KISE) 소장이 빅데이터를 활용해 소비자들의 구매 행태 변화를 좇았다. 소비재 식품 유통 사슬 연구에서 빅데이터에 이르기까지 지난 2010년 설립된 한양대 한국 지속가능경제연구소 KISE는 설립 당시 ‘식품 유통’ 연구 분야에 운영 초점을 맞췄다. '식품 안전', '식량 안보', '한국 소비재 식품 브랜드의 글로벌 브랜딩 전략'을 준비한 것이다. 한국-중국 농식품유통이 활발해질수록 식품 안전체계에 대한 관심은 높아졌고, 자연스레 김 교수는 식품 유통 공급 사슬에 주목했다. 식품 유통 시스템, 식량안보, 식품안전 이슈에 다각도로 접근하기 위해 지난 2013년에 건국대 기후변화 연구소와 연합해 식량안보 위기관리 체제에 대해 연구했다. 또한 식품 리스크 커뮤니케이션에 대한 이해관계자의 인식을 식약청과 공동으로 분석해 차별화된 전략을 도출했다. 그러던 중 4차 산업혁명으로 유통 시스템이 뒤집혔다. 소비자가 온라인과 오프라인을 자유롭게 넘나들며 제품을 구매할 수 있게 된 것이다. 이를 계기로 지난 2015년부터 KISE는 소비재 식품유통 분야에서 나아가 유통 산업 전반을 다루기 시작했다. 달라진 소비자의 구매 형태 데이터를 수집해 유통업체들이 이를 토대로 어떻게 발전해야 하는지를 연구했다. 이러한 모델링은 한·중·일에 그치지 않고, 미국과 유럽 소비자 사례까지 다루며 진행됐다. 일본 무인양품(MUJI)사의 소비자 빅데이터 연구도 그 예 중 하나다. ▲ 김보영 지속가능경제연구소(KISE) 소장은 연구소가 설립된 2010년부터 식품유통과 글로벌 마케팅 전략에 초점을 맞춰 국내 기업이 경쟁력을 지닐 수 있도록 많은 연구를 진행했다. KISE, 빅데이터를 활용한 6가지의 연구 과제 선정 지난 3월 26일, KISE는 일본 히토츠바시 대학교, 후쿠오카 대학교와 함께 옴니 채널과 빅데이터를 다루는 글로벌 포럼을 개최했다. 포럼을 통해 유통 산업 빅데이터를 활용한 6가지 연구과제를 선정했다. ▲옴니 소비자 집단 세분화(Omni consumer segmentation) ▲옴니 소비자 쇼핑 경로 분석(Customer engagement analysis) ▲고객 참여 분석(Association rule mining) ▲글로벌 브랜드 경험 연구(Global Brand experience study) ▲유통 브랜드 가치 모델링 (Building retail attribute vs Retain brand equity model) ▲ 소비자의 SNS 행태가 브랜드가치에 미치는 영향 분석(SNS effects on consumer brand preference)을 연구 주제로 삼았다. 김 교수는 6가지 연구 과제 중 이미 2개를 마친 상태다. ▲ 김보영 교수는 향후 4차 산업혁명이 한국에 가져올 유통 시스템과 소비자들의 변화를 빅데이터를 통해 예측하고 연구해야 한다고 했다. 한국 유통 기업이 글로벌 경쟁력을 갖추는 그날까지 김 교수는 앞으로 KISE의 활동에 주목해야 하는 이유에 대해 “국내 산업체 빅데이터 접근이 까다로워 지금까지 해외 기업 데이터 분석만 다뤘던 반면 KISE의 목표는 국내 기업 빅 데이터를 통해 유통, 마케팅 및 글로벌 브랜드 전략으로 글로벌 경쟁력을 강화하는 것”이라고 말했다. KISE는 2010년부터 사회과학인용색인 (SSCI)급 및 한국학술지인용색인 (KCI)급 논문을 수십 편 발표한 바 있다. “한국연구재단 Social Science Korea (SSK) 지원사업을 통해 현재 KISE의 연구과제를 진행할 수 있었다” 며 “지원이 종료되는 2020년 후에도 지속가능한 연구를 위해 KISE는 국책사업에도 도전할 예정"이라는 목표를 밝혔다. 글/ 김가은 기자 kate981212@hanyang.ac.kr 사진/ 박근형 기자 awesome2319@hanyang.ac.kr

2018-11 29

[학술]최재훈 교수, 동맥경화증 치료 위한 새로운 대안 제시

▲최재훈 교수 최재훈 생명과학과 교수팀이 미국·캐나다 국제공동연구팀과 함께 동맥경화증이 있는 혈관에서 관찰되는 ‘포말성 대식세포(Foamy macrophage)’의 새로운 특성을 최신 생물학 연구기법을 통해 파악했다고, 한양대가 11월 29일 밝혔다. 기존 연구에 따르면, 동맥경화는 고지혈증 발생 시 혈관 내 포말성 대식세포가 생성되고 포말성 대식세포는 염증을 유발하는 물질을 분비해 동맥경화를 촉진시키는 것으로 알려져 왔다. 따라서 많은 연구자들은 포말성 대식세포 형성 억제법을 고민해왔고, 이를 억제하는 물질을 동맥경화 치료 후보제로 개발해왔다. ▲마우스 동맥경화 혈관에 존재하는 대식세포군에 대한 단일세포분석결과 그러나 최 교수팀의 연구결과에 따르면, 포말성 대식세포는 오히려 염증성 물질을 적게 생산하고 ‘포말세포가 되기 이전 단계의 대식세포’가 염증성 물질을 많이 분비하는 것으로 밝혀졌다. 특히 건강한 상태의 포말성 대식세포는 염증을 완화하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 확인됐다. 최 교수의 이번 연구는 포말세포의 상세 특성파악은 물론 동맥경화 발병과정에서 대식세포군들이 어떤 역할을 수행하는지에 대한 추가연구의 필요성을 제시했다는 의미를 갖는다. 또 이번 연구결과로 동맥경화를 악화시키는 대식세포군을 제어하는 방식을 통한 새로운 동맥경화 치료법 발굴이 가능할 것으로 기대된다. 최 교수팀의 연구결과는 심혈관분야 세계 최고 권위지인 「써큘레이션 리서치(Circulation Research)」 10월호에 게재됐다. 이번 연구는 한양대 생명과학과의 김경대‧심다희(석박사통합과정)학생이 공동1저자로 참여했고 미국 워싱턴의대와 캐나다 몬트리올 IRCM 소속연구팀이 함께 했다. 과학기술정보통신부가 시행하는 바이오의료기술개발사업(국가마우스표현형분석사업), 기초연구사업(중견연구)이 이번 연구를 지원했다.

2018-11 20

[학술]한양대-아모레퍼시픽, 고성능 노화 방지 항산화제 개발

한양대 ERICA캠퍼스는 아모레퍼시픽 기술연구원과 공동 연구를 통해 노화의 원인으로 알려진 활성산소를 효과적으로 제거하는 신개념 유·무기 하이브리드 전자 항산화제를 개발, 특허를 출원했다고 지난 10월 1일 밝혔다. 활성산소는 호흡 과정에 몸으로 들어간 산소가 산화 과정에 이용되면서 생체조직을 공격하고 세포를 손상하는 반응성이 높은 산소 유도체다. 인체에서 산화 작용을 일으켜 노화를 촉진하는 주된 원인으로 알려져 있다. 이 같은 활성산소를 제거하기 위해 화장품에서는 항산화제로 비타민이나 펩타이드류와 같은 유기 소재를 사용해 왔다. 하지만 기존 소재는 빛과 열에 취약하고 주변 환경에 의해 쉽게 항산화 성질을 잃는 단점이 있었다. 한양대 ERICA캠퍼스 김종호 재료화학공학과 교수팀, 김진웅 화학분자공학과 교수팀, 이상욱 화학분자공학과 교수팀은 아모레퍼시픽 기술연구원과 함께 무독성의 항산화 소재를 개발했다. 신소재는 유·무기 하이브리드 전자 항산화제로 다양한 활성 산소에 뛰어난 효과를 보였다. 또 물, 오일, 산성도, 온도, 빛 등 여러 환경 변화에서도 항산화 성능이 안정적으로 지속된다. 아모레퍼시픽 기술연구원은 기존 유기 소재 항산화제의 한계를 극복한 신소재를 활용해 피부에 더욱 효과적인 기능성 제품을 개발할 예정이다.

2018-11 19

[학술][연구성과] 주성수 교수(공공정책대학원)

생소한 단어 ‘생활 민주화’는 주성수(공공정책대학원) 교수가 연구 중인 타이틀이다. ‘생활 민주화’는 우리가 일상에서 겪는 갑질, 추행, 폭력 등 부조리들을 개인이 민주적으로 해결하는 과정을 말한다. 지난 2일 주성수 교수는 생방송 <SBS D 포럼 2018>에 참가해 ‘새로운 상식 – 개인이 바꾸는 세상’을 주제로 연설했다. 우리나라에서 처음 언급되는 ‘생활 민주화’에 대해 설명하며, 개인의 시각으로 본 현 사회 문제에 대한 지적과 유의미한 변화를 관측했다. 정치학을 일상 생활 속으로 주성수(공공정책대학원) 교수는 민주화를 논하는 체제와 기능을 정치사회에서 개인으로 초점을 이동하는 패러다임의 변화를 연구한다. “’민주화라고 하면 정치, 정부 현상에 초점을 맞춰 생각하지만, 그것이 나에게 무슨 의미가 있을까?’라는 질문에서 시작했습니다.” 우리가 일상 속에서 겪는 여러 부당함과 폭력에 저항하는 것이 ‘생활 민주화’의 근본이라고 주 교수가 말했다. ▲ 지난 2일 ‘새로운 상식-개인이 바꾸는 세상’을 주제로 열린 ‘SBS D 포럼’에 주성수(공공정책대학원) 교수가 참가했다. (주성수 교수 제공) 시민사회와 관련된 분야를 꾸준히 연구해 온 주 교수는 이 분야에서 가장 선도적인 연구를 하고 있다고 평 받는다. 이번에 그는 정치 민주화에서 생활 민주화로의 변화를 연구 중이다. 우리의 삶 속에서 발생하는 부당함, 부조리, 폭력에 대한 문제, 배경과 해결 방향에 대해 연구한다. 최근 정부가 갑질, 채용 비리 등을 ‘생활 적폐’로 지정해 청산에 적극적으로 나선 것은 다행스러운 일이다. 하지만 정부가 온전히 해결할 수 없는 범위의 문제들이 존재한다. “먹거리, 라돈(Rn, 생활 속에서 발생할 수 있는 방사성 물질), 일상 폭력, 추행에 대한 불안감이 증가하면서 사람들은 생활 속에서 불안을 느끼기가 쉽습니다.” 생활 민주화는 하나로 연결된 개인들이, 생활 적폐부터 일상 문제까지 직접 팔을 걷어 문제 해결을 시도한다. 긍정적 변화를 이끄는 연대 의식을 왜 하필 이 시기에 적폐와 일상 생활 속 부조리의 문제들이 증가하고 연구가 시작됐을까. 주 교수는 인터넷, 플랫폼의 활성화가 주원인이라 말했다. IT 혁명과 촛불혁명 역시 한 몫 했다고 덧붙였다. “인터넷은 항상 두 얼굴을 가지고 있습니다. 고립된 개인들이 인터넷으로 네트워킹(networking)해 무리를 지어 집단지성을 갖고, 변화를 일으키죠. 역으로 생활에 대한 여러 불안지수를 높이는 것 역시 콘텐츠를 부풀리는 인터넷의 부정적 역할입니다.” ▲ 주성수(공공정책대학원) 교수는 촛불혁명을 시작으로 ‘갑질’ 추방, 미투 운동 등 최근에 일어난 사회적 변화들은 IT기술 발달에 기반한 SNS 활성화가 주 원인이라고 말했다. 우리나라 성인 인구의 60% 정도가 매일 인터넷으로 뉴스를 1회 이상 클릭한다. 읽고 자신의 의견을 남기는 것 역시 다른 국가에 비해 상당히 활발히 이뤄진다. 지난 2017년도 WEF(World Economic Forum) 자료 도표에 따르면, 우리나라 57%의 성인 인구가 뉴스를 보기 위해 소셜 네트워크를 사용한다. 두 번째로 높은 캐나다가 42%의 사용률을, 호주와 스웨덴이 각각 41%와 40%를 기록하며 1위인 한국과 큰 격차를 보인다. 주 교수는 그만큼 우리나라가 인터넷 사용률이 높기 때문에 인터넷을 더 잘 이용하고 그 영향을 좋은 변화의 방향으로 이끌어야 한다고 당부했다. ▲ 주성수 교수는 ‘SBS D 포럼’ 강연에서 다른 어떤 원인보다 공감을 바탕으로 한 고발자와의 연대의식이 온라인과 오프라인 대화를 넘어 참여에 영향을 미친다고 설명했다. (‘SBS D FORUM’ 방송화면 캡처) 그는 대학 생활에서도 생활 민주화와 밀접한 일들을 많이 겪을 수 있다고 한다. “학우 관계, 교수님과 제자 관계 등 권위주의적 사고로 비롯한 부당함을 비롯한 크고 작은 불합리한 일에 대해 자유롭게 이야기할 수 있었으면 합니다.” 주 교수는 마지막으로 여전히 우리나라 국민은 자신의 의견을 표현하는데 약하다며, 표현을 주저하지 않았으면 한다고 말했다. “민주화는 발언에서부터 발생합니다. 누구나 직접 행동하고 말할 수 있는 토론의 분위기가 생성됐으면 합니다.” 그는 이번 연구가 끝난 후 저서 <시민사회, 제3 섹터, 비영리섹터, 사회적 경제>와 <사회적 경제와 사회적 임팩트>에 이어 관련 책을 집필할 예정이라고 전했다. 그의 목소리가 사회에 의미 있는 변화를 가져오길 기대해 본다. (클릭시 이동- SBS D 포럼 주성수 교수 강연 다시 보기) 글/ 김민지 기자 melon852@hanyang.ac.kr 사진/ 이진명 기자 rha925@hanyang.ac.kr