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2020-08 04

[학술]한양대·경희대 공동연구팀, 류마티스관절염 발병의 새로운 원인 유전자 규명

자기 몸을 공격하는 자가면역질환인 류마티스관절염 발병의 새로운 원인 유전변이 6종(SLAMF6, CXCL13, SWAP70, NFKBIA, ZFP36L1, LINC00158)과 한국인을 포함한 동아시아인에게 특이적으로 발견되는 새로운 원인 유전변이(SH2B3)를 세계 최초로 규명하였다. 배상철 교수 한양대학교류마티스병원 류마티스내과 배상철 교수와 경희대학교 생물학과 김광우 교수가 주도하고 국립보건연구원 유전체센터와 국내 다수의 대학병원이 참여한 공동연구팀은 지난 7월 28일 류마티스 분야의 최고 권위 학술지인 ‘류마티스질병연보(Annals of the Rheumatic Diseases, 인용지수=16.102)’ 온라인판에 게재된 “Genome-wide association study in a Korean population identifies six novel susceptibility loci for rheumatoid arthritis”에서 이 같은 사실을 입증하였다. 이번 연구는 한국인 류마티스관절염 환자와 비환자 4만여 명의 게놈 유전변이를 정밀 분석하여 진행하였고, 국립보건연구원 유전체센터에서 개발된 한국인칩 기술이 활용되었다. 나아가 연구팀은 류마티스관절염 연관 유전변이와 전사체 및 후성유전체 정보 기반의 계산생물학 분석을 통해 기존 알려진 면역 조직뿐만 아니라 비면역 조직인 폐와 소장 조직에서 류마티스관절염 연관 유전변이가 발병에 관여한다는 것도 추가로 규명하였다. 류마티스관절염은 면역체계가 신체조직을 비정상적으로 공격해 생기는 자가면역질환이다. 관절이나 그 주변 결합 조직에 만성적인 염증과 통증을 유발하고, 악화되면 관절 변형으로 인한 영구적인 장애나 장기 손상으로도 이어질 수 있다. 높은 유병률을 보이는 류마티스관절염은 환자의 삶의 질을 저하시키며 지속적인 의료비 지출로 경제적인 부담이 큰 질환이다. 류마티스관절염의 발병에는 많은 유전변이와 함께 환경적 요소가 동시에 작용하는 것으로 알려져 있다. 배상철 한양대 류마티즘연구원 원장은 “이번 발견으로 류마티스관절염 발병 메커니즘에 대해 한층 더 이해할 수 있었다”며 “이러한 유전변이는 류마티스관절염의 발병 예측과 진단에 활용되어 향후 진일보한 류마티스관절염의 맞춤 치료가 가능하게 됐다”고 말했다. 또한 이번 연구에서 "점막 면역이 활발한 폐와 소장이 초기 류마티스관절염의 자가항체 생성에 미치는 영향에 대한 기존 연구의 유전적 특성의 단초를 제공했다는 점에서 그 의미가 크다" 고 덧붙였다. 이 연구는 한양대학교 류마티즘연구원, 한국연구재단, 보건복지부, 국립보건연구원의 지원을 받아 수행되었으며, 권영창 박사(한양대 류마티즘연구원), 임지우 학생(경희대 생물학과), 방소영 교수(한양대학교구리병원 류마티스내과)가 공동 1저자로, 배상철 교수와 김광우 교수가 공동 교신저자로 참여하였다.

2020-07 27 중요기사

[학술][우수R&D] 최창식 교수, 아파트 리모델링에 안전을 더하다

최창식 공과대학 건축공학부 교수가 15층 내외 건물의 층수를 증축할 때 기존 벽체를 보강하는 기술을 개발했다. 최 교수의 기술은 기존 방식과 다르게 벽이 두꺼워지거나 늘어나지 않아 건물 내부의 실평수(실사용 면적)가 줄어들지 않는다. 통계청 자료에 따르면 2018년 서울을 기준으로 전체 인구 중 아파트에 거주하는 비율은 약 45.6%에 달한다. 최 교수는 “도시에서의 생활은 아파트로 시작해 아파트로 끝난다”고 빗대었다. 아파트 비율이 높은 만큼 건설한 지 오래된 아파트도 많다. 전국의 주거용 건축물 중 2018년 기준 지어진 지 30년 이상의 건물이 55%다. 건물이 노후하면 해결책은 크게 두 가지로 나뉜다. 모두 부수고 새로 짓는 재건축과 건물의 일부를 보강하고 덧대는 리모델링이 있다. 최 교수의 연구(연구명 ‘수직증축 허용에 따른 구조안전 확보 기술개발’)는 리모델링, 그중에서도 수직으로 증축할 때 생기는 문제들을 해결하는 데 초점을 뒀다. ▲건축물을 위로 증축하면 수평 하중과 휨 하중이 증가한다. (최창식 교수 제공) 기존 건물에 층수를 더 쌓기 위해선 여러 현상을 고려해야 한다. 기둥과 벽에 수직으로 가해질 하중과 바람 및 지진 등의 영향으로 생길 수평 하중, 휨 하중을 견딜 수 있는 설계가 필요하다. 특히 건물의 층수가 많아지면 수평 하중과 휨 하중이 중요해진다. 볼펜을 세로로 세웠을 때 작은 입김에도 쓰러지는 것을 떠올리면 쉽다. 수평 하중과 휨 하중을 견디도록 설계한 벽을 전단벽이라고 한다. 최 교수의 전단벽 보강 기술은 기존 부착식 공법과 큰 차이를 보인다. 최 교수의 기술은 벽의 두께가 두꺼워지지 않고 벽을 추가로 늘리지도 않는다. 이 때문에 세대별 평수가 줄어들지 않는다. 부동산이 실내 거주 면적에 민감하게 반응한다는 점을 중요하게 생각한 것이다. 최 교수는 벽체에서 보강재를 덧댈 만큼의 두께를 계산해 잘라내고 잘라낸 부분에 시공을 진행했다. 보강이 필요한 하중만큼 보강재를 유동적으로 첨가한다는 게 특징이다. ▲최창식 공과대학 건축공학부 교수는 벽체의 일부를 잘라내고 보강재를 삽입해 세대별 평수에 영향을 주지 않는 보강 기술 방법을 개발했다. 이번 연구는 국토교통부를 필두로 많은 대학이 함께 연구 클러스터를 구성해 8년간 진행하는 과제다. 각 대학은 기초구조, 상부구조, 수직 하중, 주차장 문제 해결 등 분야를 나눠 연구했다. 최 교수는 건축물의 요소 중 상부구조에 수평 하중과 휨 하중을 견딜 수 있는 내력 설계를 개발했다. 최 교수는 기술 개발을 마쳤고 실규모 구조물에 테스트도 완료한 상태다. 상용화까지 남은 건 실제 아파트에 수직 증축을 실행해보는 것이다. 최 교수는 “이론과 실무 사이에 틈이 있을 수 있기 때문에 꼭 필요한 단계”라고 설명했다. 최 교수의 연구실은 실용화를 목적으로 하는 기술 개발을 지향하고 있다. 실제 건물에 적용하는 과정은 늘 어려움이 있었다. 최 교수는 “특히 이번 연구는 실제 적용 단계에 어려움이 따른다”고 얘기했다. 아파트는 사적인 공간이면서 많은 사람이 공유하는 공적인 공간이란 성격을 띠고 있다. 세대마다 바라는 희망 사항이 다르고 한 세대 안에서도 세대원들의 입장차이가 존재한다. 부동산이기에 소유자는 민감하게 반응할 수밖에 없다. 이런 점들이 어우러져 기술 적용을 시도하겠다고 자처해 나서는 단지들이 거의 없다. 최 교수는 “실전 사업에 적용해보고 싶은데 도전하려는 단지들이 많지 않다”고 말했다. 리모델링을 선호하는 아파트 단지가 많지 않은 것도 난관으로 작용했다. 실상 대다수의 아파트는 철근콘크리트 구조이기 때문에 균열이 생기지 않는 한 수명이 상당히 길다. 최 교수는 “아파트의 재건축과 리모델링은 재료의 수명보다 정책적 판단에 따른 결정”이라고 얘기했다. 재건축과 리모델링이라는 선택지 사이에서 다수의 사람은 재건축에 손을 든다. 최 교수는 “사람들이 기존 구조물을 활용한다는 점에서 리모델링에 대해 막연한 불안감을 느끼는 것 같다”고 말했다. 그는 이어 “재건축 못지않게 많은 기술적 검증이 들어가므로 안정성을 인정해줬으면 좋겠다”고 덧붙였다. 글/ 김현섭 기자 swiken1@hanyang.ac.kr

2020-07 22 중요기사

[학술][이달의 연구자] 공구 교수, CTGS 웹 애플리케이션으로 유방암 표적 유전자를 선별하다

유방암은 다양한 아형이 존재해 치료 및 예후 확인을 위한 표적 유전자가 서로 다르다. 공구 의학과 교수는 표적 유전자 후보를 쉽게 찾을 수 있도록 CTGS(Cancer Target Gene Screening) 웹 애플리케이션을 개발했다. ▲공구 의학과 교수는 표적 유전자 후보를 찾아 유방암을 치료하는 데 도움을 주기 위해 CTGS 웹 애플리케이션을 개발했다. 유방암은 여성 암 사망률 1위로 다양한 아형이 존재하는 질병이다. 아형은 임상 특징과 치료 방법에 따라 에스트로겐 수용체 양성(ER+), HER2 양성(HER2+), 삼중음성유방암(TNBC)으로 구분된다. 각각의 아형은 생물학적 병리학적으로 독특한 특징을 지녀 위험 요인, 조직 병리 특징, 치료에 대한 반응이 다르다. 유방암을 정확하게 진단하기 위해선 아형별 표적 유전자를 분석하는 것이 필요하다. 공구 의학과 교수는 지난 88년 한양대 의학과를 졸업한 후 병리과로 진학해 평생 유방암 연구에 전념했다. 공 교수는 이질적인 특성으로 정밀의료(맞춤치료)가 필요한 유방암을 정확히 진단하고 치료하기 위해 560여 개 유방암을 선별해 해당 유전자 맵을 완성했다. 그 후 560여 개의 유전자를 분석해 정밀의학을 할 수 있는 발판을 마련하고자 지난 15년 김형용(생물정보학 박사과정) 씨와 함께 CTGS 웹 애플리케이션 개발에 박차를 가했다. ▲해당 사진은 CTGS 웹 애플리케이션. CTGS는 유방암 데이터에 대한 접근을 용이하게 했다. (공구 교수 제공) 아형별 표적 유전자를 분석 및 탐색하기 위해 주로 멀티오믹스(multi-omics)자료를 활용한다. 멀티오믹스는 두 개이상의 체(ome)을 이용해 세포, 개체, 집단을 연구하는 체학의 한 분야다. 공 교수는 웹 환경에서 멀티오믹스 자료를 분석하고, 아형별 표적 유전자를 탐색하기 위해 CTGS(Cancer Target Gene Screening) 웹 애플리케이션을 개발했다. CTGS는 METABRIC, TCGA, GEO와 같은 멀티오믹스 자료의 접근성을 높였고, 자료 간의 빠른 계산을 가능하게 했다. 공 교수는 “CTGS를 통해 유방암 특정 아형에 대한 표적 유전자를 쉽게 발견해 치료제를 개발할 수 있다”고 말했다. 또 “CTGS 플랫폼을 통해 다른 암 종류의 데이터 셋에도 적용할 수 있다”고 덧붙였다. IT(정보기술)와 BT(생명공학기술) 간의 융합으로 유방암 치료의 효율성을 높인 것이다. 공 교수는 이번 프로젝트에서 남다른 감회를 느꼈다. 공 교수는 “평생 유방암 연구에 몰두해 수많은 업적을 남겼지만 다른 학문을 융합해 프로젝트를 진행한 것은 처음이였다”며 “지도 학생이 다른 학문을 전공한 터라 어려움이 많았지만, 의미 있는 프로젝트였다”고 말했다. 공 교수는 향후 유방암의 진단과 예방 연구에 주력할 예정이다. 끝으로 공 교수는 “좋아하는 일을 하면 어느샌가 그 분야의 전문가가 되어있을 것”이라고 의미 있는 메시지를 전달했다. “좋아하는 일을 찾아 그 일에 몰두하는 한양인이 되길 바랍니다.” 글/권민정 기자 mj0863@hanyang.ac.kr

2020-07 20

[학술]정진욱 교수, 2020년 삼성미래기술육성사업 연구과제 선정

정진욱 전기·생체공학부 교수의 ‘전자를 이용한 1nm급 무손상 원자층 식각 원천 기술’(Disruptive 반도체 구조 및 구현 기술)이 2020년 삼성미래기술육성사업 지정 테마 연구지원 과제로 선정됐다. 삼성전자는 삼성미래기술육성사업의 일환으로 2013년부터 10년간 1조 5000억원을 출연해 미래과학기술 연구를 육성·지원하고 있다. 삼성미래기술육성사업은 매년 상·하반기에 각각 기초과학 소재 ICT 분야에서 지원할 과제를 선정하고, 1년에 한 번 실시하는 ‘지정테마 과제 공모’를 통해 국가적으로 필요한 미래기술분야를 지정해 해당 연구를 지원하고 있다. 올해에는 6개 분야 12개 연구과제에 123억 5000만원이 지원될 예정이다. 이번에 선정된 지정 테마 과제는 ▲혁신적인(Disruptive) 반도체 구조 및 구현 기술 ▲ 차세대 자발광 디스플레이 ▲난치병 치료를 위한 세포치료제 ▲양자컴퓨팅 실용화를 위한 원천 기술 차세대 실감미디어 디바이스 및 처리 기술 ▲B5G & 6G Communication 등 6개 분야이다. 한편 정 교수는 차세대 반도체 개발에 필요한 식각 기술의 권위자로 꼽힌다. 정 교수팀은 전자를 이용해 반도체 기판을 손상시키지 않으면서 반도체 웨이퍼를 1㎚급으로 깎아내는 식각 원천 기술을 개발할 계획이다. 실리콘 기판의 손상 없이 원자를 대면적 식각할 수 있는 기술을 개발하는 것이 목표다. 이 기술이 상용화되면 현재 한계에 다다른 반도체 성능을 1000~1만배 높일 수 있을 것으로 기대된다. 삼성전자는 삼성미래기술육성사업을 통해 지금까지 기초과학 분야 201개, 소재 분야 199개, ICT 분야 201개 등 총 601개 연구과제에 총 7713억을 투자해왔다. 지원을 받은 연구진 논문은 지금까지 국제학술지에 1241건에 게재됐다. 특히 사이언스(5건), 네이처(2건) 등 최상위 국제학술지에 소개된 논문은 93건에 달한다.

2020-07 19 중요기사

[학술][이달의 연구자] 박성욱 교수, 가솔린 자동차에서 배출되는 미세먼지 저감에 기여해

사람들은 흔히 경유 자동차가 미세먼지의 주범이라고 생각한다. 가솔린 자동차도 마찬가지다. 가솔린 자동차의 GDI 엔진에서 배출되는 미세먼지의 양도 상당하다. 박성욱 서울캠퍼스 기계공학부 교수는 가솔린 자동차에서 배출되는 미세먼지의 저감에 관한 연구를 진행하고 있다. ▲ 박성욱 서울캠퍼스 기계공학부 교수의 모습. 박 교수는 자동차 미세먼지 배출을 저감하기 위한 연구를 진행했다. 박 교수는 자동차 엔진의 효율 향상과 자동차로 인한 미세먼지 저감에 대해 연구하고 있다. 박 교수의 이번 연구도 자동차 미세먼지 배출과 관련이 있다. 현재 대부분의 가솔린 엔진은 연료를 연소실 내로 직접 분사하는 GDI(Gasoline Direct Injection) 방식이다. 연소실 내로 분사된 연료 분무의 거동을 ‘Spray behavior’이라고 한다. 이 분무는 연소실 내 주위 공기와 혼합하게 되는데, 이때 발생하는 주위 공기의 유동을 in-cylinder flow라고 한다. 박 교수의 연구에는 이러한 개념들이 중요하게 사용됐다. 박 교수는 약 5년간 이러한 연료분사 전략을 최적화해 GDI 엔진의 미세먼지를 줄이고자 연구를 진행했다. 현대자동차, 현대케피코, 환경부, 산업부 등 여러 기관의 꾸준한 지원 덕분에 안정적으로 연구를 진행할 수 있었다. 박 교수는 해당 연구를 통해 연료를 고압으로 분사할 경우 연소실 내의 유동이 강화되고, 연료 분무의 미립화가 촉진돼 미세먼지가 저감된다는 것을 규명했다. 실제로 관련 기업들은 연료 분사 압력 상승을 활용해 자동차의 연비 향상과 미세먼지 배출 저감을 위한 연구를 활발하게 진행하고 있다. 그는 연료를 늦게 분사할 경우, 분사 입력이 미세먼지 배출 증가를 야기할 수 있다는 점도 규명했다. 향후 전기자동차, 연료 전기자동차 등의 보급은 증가할 가능성이 높다. 상당 기간 자동차 업계 이익의 대부분은 순수 내연기관 자동차나 하이브리드 자동차 판매를 통해 창출될 것이기 때문에 자동차의 내연기관은 여전히 중요한 연구 분야다. 자동차에서 배출되는 미세먼지를 가장 효과적으로 감소시키는 방법은 내연기관에서의 미세먼지 배출량을 줄이는 것이다. 박 교수는 “미세먼지를 더 감소시키기 위해 앞으로도 내연기관의 연비향상, 배기 배출물 저감에 관한 연구를 꾸준히 진행해 자동차 산업 발전에 기여하고 싶다”고 말했다. ▲박 교수가 김동환(융합기계공학과 4) 씨에게 연구를 설명하고 있다. 이번 연구에서 엔진의 연료혼합기 형성 과정과 화염 전파 과정을 고속 카메라로 촬영했다. 단기통 엔진 구성에 어려움이 많았지만 관련 기업 전문가들과의 협력을 통해 해결할 수 있었다. 박 교수는 연구진에게 감사의 인사를 전했다. “이 연구를 통해 배출된 5명의 우수한 박사가 학계, 산업계, 연구소에서 활발하게 활동하고 있습니다. 연구에 기여한 제자들에게 감사의 말을 전합니다” 글/김수지 기자 charcoal6116@hanyang.ac.kr

2020-07 18 중요기사

[학술][우수R&D] 오규식 교수, 도시 생태계 서비스 통합 유지·관리 기술 개발

도시 생태계는 자연환경과, 이를 터전으로 인간이 생명을 유지하고 활동을 영위하는 인조 환경 모두를 포함한 생태계를 의미한다. 인간은 도시 생태계에서 자원과 에너지를 얻어 제품을 생산하고 소비하며, 폐기물을 발생시킨다. 무분별한 개발과 폐기물로 인해 훼손, 파괴된 도시 생태계는 더 이상 인간에게 유익한 도움을 줄 수 없다. 오규식 도시공학과 교수는 “그간 빠른 경제발전 과정에서 도시공간에 이뤄진 인조 환경의 개발에 비해 자연 생태계의 유지와 관리는 매우 소홀했다”고 말했다. ▲오규식 도시공학과 교수는 지속가능한 도시 조성을 위해 도시 생태계 서비스의 통합 유지·관리 기술 개발 연구를 진행하고 있다. 오 교수는 “도시 생태계는 자연과 인간이 상호 조화를 이루고 혜택을 주고받는 상태를 유지할 때 건강성이 극대화될 수 있다”고 말했다. 그는 도시 생태계 건강성 증진을 위한 다각적 연구를 진행하고 있다. 오 교수는 최근 환경부에 제안한 도시 생태계 건강성 증진 관련 국가 R&D 과제에 선정돼 지난 5월부터 본격적인 연구를 진행하고 있다. 이 연구를 통해 도시 생태계 속 자연 생태계의 건강성을 회복하려 한다. 또 그로부터 인간에게 유익하고 다양한 생태계 서비스를 제공할 수 있는 기술을 개발하고 있다. 연구의 주요 목표는 도시 생태계 통합 유지·관리 기술 개발을 통해 도시 내 개발과 보존이 조화를 이루는 것이다. 해당 연구로 도시 생태계 공간 조성 및 관리 가이드라인이 도출되고, 도시 생태계 건강성 증진 관련 비용-편익 분석모델과 다차원 도시 생태환경 정보시스템이 구축될 예정이다. ▲도시 생태계 통합 관리시스템 예시. 도시생태계를 통합해 관리할 수 있게 하는 것이 이 연구의 목표다. (오규식 교수 제공) 도시공간은 개발을 필연적으로 수반한다. 무분별한 개발은 도시 내 자연 생태계를 파괴한다. 지속가능한 도시 조성을 위해선 개발과 보존이 조화를 이뤄야 한다. 오 교수는 도시 공간 내 어느 곳이 취약 혹은 향상된 생태 공간인지 분석한다. 도시 내 개발사업이 생태 공간을 건강하게 향상하고 유지할 수 있도록 가이드라인도 제시한다. 그는 “이전까지 다뤄졌던 도시 생태계 성능 분석은 전문가 영역에서 다뤄졌다"며 "사용자 친화적인 인터페이스를 통해 비전문가도 쉽고 올바른 의사결정에 이르게 하는 것이 목표”라고 말했다. 이번 연구는 중앙정부, 지자체의 도시계획, 개발업무에 많은 도움이 될 전망이다. 아직 도시 생태계 유지 관리에 관한 제도가 미비하고, 개발 과정 중 도시 생태계 유지 관리에 대한 유용한 가이드라인이 없었기에 이번 연구의 의미가 크다. 오 교수는 “최근 중앙정부나 지자체의 의식 수준이 과거보다 높아져 도시공간을 생태적으로 계획하고 관리하려 한다”고 말했다. ▲오 교수 연구 활용 계획 예시. 오 교수는 "이 연구의 성과에 의해 도시 공간계획에 내실이 가해질 것"이라고 말했다. (오규식 교수 제공) 오 교수는 국토부 주관 국가 R&D 과제도 여러 차례 수행한 경력이 있다. 이번 연구는 환경부에서 주관하기에 더욱 기대가 크다고. 오 교수는 “그간 국토부 과제를 수행한 연구 경험과 자연환경의 보존을 우선적으로 생각하는 환경부의 관점을 조화해 이번 연구를 수행하고 있다”고 말했다. 오 교수는 후학들을 위해 조언을 남겼다. 그는 “오늘날 도시는 많은 요인에 의해 급격히 변화하고 있다”며 “도시공학은 인간을 위한 학문이기에 폭넓은 시야로 변화하는 사회현상을 섭렵하고 다가오는 미래를 능동적으로 준비하는 자세가 필요하다”고 말했다. 덧붙여 “이번 R&D 과제의 수행과정에서 끝까지 초심을 잃지 않고 최종목표를 성공적으로 달성해낼 것”이라며 포부를 밝혔다. 글/박지웅 기자 jiwoong1377@hanyang.ac.kr

2020-07 15

[학술]이영문 교수, 추운환경에서 스마트폰 전원꺼짐방지 앱 개발

이영문 교수 한양대 이영문 로봇공학과 교수팀이 최근 기온이 낮은 환경에서 스마트폰 전원 꺼짐현상을 방지하는 기술을 개발했다고, 한양대가 15일 밝혔다. 오래된 스마트폰일수록 기온이 낮은 곳에서 전원이 꺼지는 빈도가 높아 그동안 스마트폰 사용자는 큰 불편함을 겪어왔고 모바일 산업계에서도 문제 해결에 큰 관심을 갖고 있었다. 통상적으로 스마트폰은 발열 문제 때문에 높은 온도에서는 전력사용을 일부 막고, 낮은 온도에서는 최대 전력사용을 허용하는 방식으로 전력관리를 했다. 하지만 추운 환경에서는 배터리 내부저항이 급격히 증가하는데 이때 스마트폰 전력 사용량 또한 증가하면 배터리 공급전압이 급격히 떨어져 스마트폰이 꺼지는 현상이 발생한다. 이영문 로봇공학과 교수와 미국 미시간대 신강근 교수 공동 연구팀은BPM(Battery-Aware Power Management)이라는 앱(app)을 개발, 이 문제점을 해결했다. 공동연구팀은 추가적인 장비 없이 스마트폰에서 앱을 통해 배터리 가용용량을 분석하고 추운환경에서 감소하는 배터리 전압을 정밀하게 제어하는 방식으로 동작안정성을 높였다. 다양한 OEM의 스마트폰에서 테스트한 결과 공동연구팀은 영하 5도 환경에서 배터리 가용용량이 38% 증가하고 스마트폰 동작 시간이 30% 향상되는 것을 확인했다. 해당 연구는 한양대학교(과제명: 임베디드 시스템 배터리 및 전력관리)와 미국과학재단으로부터 지원받아 수행됐다. 연구결과(논문명 : Causes and Fixes of Unexpected Phone Shutoffs)는 모바일 시스템 분야 최고 권위 학술대회인 ‘ACM MobiSys 2020’에 출간됐고, 지난달 열린 온라인학회( https://www.youtube.com/watch?v=L1exSp00ZJg)에서 공개됐다. [[한양위키]]에서 자세히 보기 : hyu.wiki/스마트폰꺼짐방지앱

2020-07 15

[학술]고민재 교수 공동연구팀, '신개념 페로브스카이트 양자점 태양전지' 개발

한양대 고민재 화학공학과 교수팀이 DGIST 김영훈 에너지융합연구부 박사팀과 공동으로 '신개념 페로브스카이트 양자점 태양전지' 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 기술은 빛에너지 전기발광 특성도 동시에 갖추고 있어, 건물일체형 태양광 발전과 다기능성 광전소자, 라이파이 등 광기술 개발 및 상용화에 기여할 할 것으로 기대된다. 양자점은 빛 흡수 능력이 뛰어나고 넓은 영역의 빛을 흡수하는 차세대 태양전지의 핵심 소재로 꼽힌다. 페로브스카이트 양자점 태양전지는 빛을 전기에너지로 바꾸거나 전기를 빛으로 바꾸는 특성을 동시에 갖고 있어, 양자점 태양전지 분야에서 가장 높은 효율을 가진 것으로 알려져있다. 우수한 페로브스카이트 양자점을 합성하기 위해서는 긴 탄화수소 체인을 가진 유기 리간드가 이용된다. 리간드는 10나노미터(nm) 정도의 작은 페로브스카이트 양자점들 표면에 흡착해 다양한 무극성 용매에 분산이 될 수 있게 한다. 이러한 양자점을 기판 위에 잘 배열, 양자점 태양전지가 만들어진다. 이때 양자점 표면에 흡착된 긴 체인의 리간드는 양자점 간의 전하이동을 어렵게 해 태양전지 성능을 저하시켜 짧은 탄화수소 체인을 가진 리간드로 치환시키는 과정을 거쳐야 한다. 연구팀은 벤젠 그룹 기반 '페네실라모늄(Phenethylammonium, PEA)' 리간드가 가진 물 분자와 잘 결합하지 않는 소수성에 주목했다. 또한 이를 페로브스카이트 양자점 표면에 안정적으로 흡착시키는데 성공했다. 이를 통해 태양광을 전기에너지로 바꾸는 효율을 14.1%까지 향상시켰고, 약 15일 간 실제 외부환경과 같은 조건인 상대습도 20~25%에서 90% 이상의 높은 광전변환효율을 유지하는 안정성도 추가로 확인했다. 김영훈 박사는 "짧은 탄화수소 체인을 가지면서 소수성을 갖는 리간드를 도입해 페로브스카이트 양자점 태양전지의 성능 및 안정성을 동시에 향상시킬 수 있음을 최초로 규명했다"며 "차세대 양자점 태양전지 개발 및 실용화를 위한 새로운 패러다임을 제공할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 이번 연구는 한양대학교 김지건 화학공학과 석박사통합과정생 및 DGIST 에너지융합연구부 위촉연구원이 제1저자로 참여했고, 에너지과학 분야의 세계적 학술지 '나노 에너지(Nano Energy)' 6월 15일자 온라인판에 게재됐다. 짧은 소수성 리간드인 페네실라모늄 리간드가 도입딘 페로브스카이트 양자점 태양전지 성능 및 안정성 평가. (출처: DGIST)

2020-07 08

[학술]정제창 교수팀, 국제 학회 AI 영상처리 챌린지 우승

정제창 교수 한양대 정제창 융합전자공학부 교수팀이 최근 미국 시애틀에서 개최된 세계적 권위의 CVPR/NTIRE 2020 학술대회의 ‘실사영상 잡음제거 챌린지’에서 우승(winner)하며 작년에 이어 2년 연속 우승을 차지했다. 실사영상 잡음제거 챌린지는 삼성전자·아마존·어도비·엔비디아·화웨이·디즈니 등이 후원하는 컴퓨터 비전분야 세계 최고 권위의 학술대회인 ‘CVPR 2020’과 영상복원 및 화질향상 신기술 학술대회 ‘NTIRE 2020’가 공동으로 개최했다. 챌린지는 자연영상에 포함된 실제 잡음을 효과적으로 제거해 영상을 복원하는 기술 경연으로, ‘카메라센서 출력영상의 잡음제거’와 ‘표준 컬러영상의 잡음제거’ 두 개의 트랙으로 진행됐다. 각 트랙에는 200여명 이상의 연구원이 참여했고 최종 본선에는 한국·중국·미국·유럽 등 22개 팀이 진출했다. 정 교수팀(박범준·유송현 연구원)은 AI 기반 잡음제거 기술을 개발해 ‘표준 컬러영상 잡음제거’ 트랙에서 우승했다. 또 ‘카메라센서 출력영상의 잡음제거’에서도 2위에 오르고, 석사 연구원들만으로 팀을 구성해 출전한 ‘스마트폰 영상 화질 복원’ 부문에서도 3위에 입상함으로써 AI 기반 영상처리의 여러 분야에서 국제적 수준의 경쟁력을 입증헸다. 정 교수는 “영상복원, 화질향상, 초고해상도 변환, 영상인식 등의 분야에도 딥러닝을 적용해 핵심기술을 개발함으로써 국내 영상산업의 경쟁력 제고에 기여하고자 한다”고 소감을 전했다. 한편 한국공학한림원 정회원인 정 교수는 UHDTV의 핵심기술인 HEVC 동영상압축 특허 등 세계 최다인 70여개의 국제표준 특허의 발명자로서 영상산업 발전에 기여한 공로로 정부로부터 훈장과 과학기술자상을 수상한 바 있다.

2020-07 08

[학술]한양대 원전해체연구센터, 안전한 원전해체 위한 지침서 발행

김용수 교수 한양대 원전해체연구센터(센터장 김용수)가 최근 국내 원자력발전소(이하 원전)의 안전한 해체를 위한 지침서 두 권을 발행했다고, 한양대가 7일 밝혔다. 우리나라의 경우 2017년 영구정지에 들어간 고리 1호기를 포함해 2030년까지 12기의 원전 해체를 앞두고 있다. 인력 양성이 시급하지만 원전 해체 관련 지침서나 교육·훈련용 참고서조차 없어 교육 현장에서 어려움을 겪고 있다. 센터는 이러한 상황을 개선하고자 『전 세계 원전해체 현황 분석보고서』와 『IAEA 원자력 해체 요건·지침 해설서』를 발행했다. 『전 세계 원전해체 현황 분석보고서』의 저자 김용수 센터장은 “원전 해체의 과정은 공정대로 진행되는 건설과 달리 불확실성이 큰 방사선 안전과의 싸움이며, 따라서 원전 해체에 왕도란 없다”고 강조한다. 김 센터장은 “나라별로 원전별로 해체 방식과 공정이 다르며 원전 해체는 도전·전략· 창의의 과제”라고 말했다. 분석보고서는 지난 30년간 진행된 총 21기 원전 해체 사례를 전략·창의의 관점에서 정리했다. IAEA 원자력 해체 요건·지침 해설서 (표지) 『IAEA 원자력 해체 요건·지침 해설서』에서는 국제원자력기구(IAEA)의 해체 안전요건 및 지침 7건 중 원전 해체와 관련된 5건과 규제면제 및 해제 개념 적용 요건을 설명하고 있다. 해당 서적들은 대학 연구센터의 간행물인 관계로 비매품으로 발행됐으며, 시중에서는 구입할 수 없다. 책과 관련된 보다 상세한 사항은 한양대 원전해체연구센터(02-2220-4612, 담당 : 성인선 연구원)로 연락하면 된다.

2020-07 01

[학술]최창환 교수팀, 3차원 플래시 메모리 소자의 다치화 가능한 강유전체 신소재 개발

최창환 신소재공학부 교수와 구본철 박사과정 학생 연구팀이 3차원 플래시 메모리 소자의 고단화 및 저전력 문제를 해결할 수 있는 강유전체 신소재를 개발했다. 이번 연구는 기존 3D 플래시 메모리 소자들을 지속적으로 고단화하는 과정에서 해결해야 할 과제였던 ‘두께 줄이기’를 현실화할 수 있는 가능성을 내보였다는 점에서 높이 평가받는다. 현재 3차원 플래시 메모리 소자는 옥사이드, 나이트라이드, 옥사이드(ONO)로 구성된 박막 재료를 메모리 저장소로 사용한다. 이 박막은 20 nm 정도의 두께를 갖는다. 3D 플래시 메모리 소자의 성능 개선을 위해 지속적 고단화가 필요하다. 하지만 기존의 ONO 박막은 두께를 줄이기가 어렵고, 플래시 소자의 속도 개선과 저전력화가 쉽지 않다는 것이다. 또한 새로운 대체 박막 재료는 한 셀에 다양한 정보를 저장할 수 있는 다치화(MLC, Multi-level cell)의 어려움이 있어 신소재 개발이 필요하던 수준이었다. 이에 최 교수팀은 하프늄옥사이드(HfO2)에 알루미늄을 덧입힌 물질을 고속 급냉해, 강유전체의 특성이 극대화된 잔류 분극과 항전기장을 갖는 새로운 강유전체 박막을 형성했다. 이를 적용한 플래시 메모리 소자는 개선된 분극 특성으로 다치화가 용이하며, 게다가 10nm 이하로도 박막 두께를 구현할 수 있어 고집적에 바람직하다. 또한 박막 내부의 높은 응력과 변형을 통해 안정된 사방정계 상(Orthorhombic phase)을 유도하기 때문에 강유전체 특성이 향상됐다. 더군다나 하프늄옥사이드 소재는 로직 반도체 분야에서 이미 신뢰성이 검증된 물질이다. 반도체 제조사가 별도 설비 투자를 진행하지 않고도 이 물질을 활용해 새로운 낸드플래시를 제조할 수 있는 게 큰 장점이다. 이번 연구는 삼성전자 미래기술육성센터사업의 지원을 받아 한양대 송윤흡 융합전자공학부 교수팀과 공동으로 진행됐다. 지난 14일부터 6일간 열린 반도체 관련 세계적으로 권위 있는 학회인 전기전자기술자협회(IEEE)의 초고밀도 집적회로(VLSI) 관련 심포지엄에 소개됐다. 특히 기술위원회가 선정한 13개 ‘하이라이트’ 논문으로 채택돼 학회 미디어프레스에 소개되어 주목을 받았다. 올해로 40주년을 맞이한 Symposia on VLSI Technology and Circuits는 International Electron Device Meeting(IEDM)과 함께 반도체 분야에서 최고의 권위를 가진 학회다. 학회는 매년 반도체 기술 분야 최신 연구 내용을 발표하고 전 세계 반도체 기업과 학계에서 투고한 논문 중 가장 뛰어난 소수의 논문을 선정하고 있다. 이번 학회는 코로나 19로 인해 비대면 방식으로 진행됐고, 최근 10년간 열린 학회 중 가장 많은 논문이 투고됐다. 투고된 총 248건의 논문 중 86건이 논문으로 채택됐고, 이 가운데 대학교에서 작성된 논문은 29건에 불과했다. 최 교수는 “강유전체 구현 기술은 학계에서 트렌드로 떠오르는 기술” 이라며 “낸드플래시 고집적화에 활용될 차세대 하프늄옥사이드 소재를 세계에서 처음으로 범용과 가까운 수준으로 끌어올린 사례” 라고 전했다. 또한 “강유전체박막 재료 세션에 채택된 총 8편의 논문 중 기업 5편, 대학 3편이다. 국내 대학은 한양대 연구팀이 유일하다”며 “순수 대학연구로 발표하는 것은 매우 이례적이다. 이번 연구는 고단화와 다치화 구현이 가능한 강유전체 박막 기반 3차원 플래시 메모리소자 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 급속 냉각으로 AlHfO2 소재에 강유전체 성질을 띄게 만든 최창환 교수 연구팀. <출처: 한양대학교> [[한양위키]]에서 더 자세히 보기 http://hyu.wiki/강유전체소재개발

2020-06 30

[학술]한양대 지능데이터시스템연구실, 디지털플랫폼 기반 민간 비즈니스 확산 실증지원 사업 컨소시엄으로 참여

한양대 산업공학과 지능데이터시스템연구실이 한국정보화진흥원(NIA)에서 주최한 '디지털플랫폼 기반 민간 비즈니스 확산 실증(PoC)지원 사업'에 선정됐다. 오토카지, 지니웍스와 함께 컨소시엄으로 불법주정차 디지털 플랫폼 분야의 과제 주관사 및 협력사로 참여한다. 이 사업은 작년 서울시에서 구축한 공공 통합 플랫폼을 기반으로, 불법주정차 관련 새로운 비즈니스 모델을 기획하고 실증함으로써 서울시의 불법주정차 문제를 해결하는 프로젝트이다. 동시에 민간이 기획한 비즈니스 모델을 사업화한다. 컨소시엄은 불법주정차에 대한 다양한 데이터를 수집, 가공, 분석해서 인공지능(AI) 기반의 주정차 위반 예측확률 모델을 만들고 올해 하반기 경 이를 활용한 다양한 부가서비스를 선보일 예정이다. 그 중 하나인 주정차 단속 예측정보 오픈 API 포털(Open API Portal) 서비스는 불법주정차 예측 확률 모형을 설계, 구축하고 이를 통해 생성된 예측 데이터를 다양한 020 사업자에게 오픈 API 형태로 제공해주는 서비스이다. 이 데이터를 활용하면 불법주정차 건수가 많은 시기와 지역을 타켓 대상으로 설정하는 것이 가능하기 때문에, 주차장 사업자 등이 위치기반 마케팅을 위한 중요한 자료로 활용할 수 있다. 또한 정비소, 세차장 등의 신규 입점을 위한 상권 분석 등에도 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 오토카지 문창훈 대표는 이번 실증과제 수행을 통하여 차량 운전자들에 대한 불법주정차 경각심 고취 및 시민의식 개선에 도움이 되고 싶다고 말했다. 이에 더하여 세차 등의 부가서비스 제공을 통한 주차 트래픽(Traffic) 분산, 써드파티(3rd Party)에게 데이터 공개를 통한 업무 및 관련 산업의 생산성 증대, 주차 및 세차 등의 영역에서의 새로운 일자리 창출 등에도 기여하고 싶다고 밝혔다.