기계공학과

질병관리청에 따르면 주춤했던 독감이 개학을 맞아 다시 유행할 조짐을 보이고 있다. 독감은 인플루엔자 바이러스에 감염되는 질병인데, 실내 공기를 떠도는 이 바이러스를 빠르게 찾아내는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 학교, 병원 등에서 독감, 코로나 같은 바이러스성 감염병을 조기에 감지하고, 확산을 방지하는 데 도움이 될 전망이다. UNIST 기계공학과 장재성 교수팀은 실내 공기 중 바이러스를 손상 없이 포집하고 빠르게 분석할 수 있는 새로운 감시 시스템을 개발했다. 기존 역학 조사에 쓰이는 공기 중 바이러스 포집 방식과 달리, A형 독감 바이러스가 이 시스템으로 검출됐다. 이 시스템은 먼저 공기를 기기 안으로 흡입한 뒤, 그 안에서 바이러스 입자에 수분을 응축시켜 포집하고 이를 종이 면역 센서로 검출하는 방식이다. 공기 중 바이러스는 작고 가벼워 그대로는 잘 포집되지 않기 때문에, 바이러스 표면에 물방울을 입혀 크고 무겁게 만들어 포집하는 것이다. 내부에 빠른 공기 흐름을 만들면 바이러스 물방물은 관성에 의해 공기 흐름을 따라가지 못하고 포집기 표면에 충돌하는 원리다. 포집기에 모인 바이러스 샘플을 종이 면역 센서에 옮기면 바이러스 유무를 30분 안에 알아낼 수 있다. 면역센서는 단백질의 항원항체 반응을 이용하는 검출 기술이다. 바이러스의 표면의 헤마글루티닌(HA)과 핵단백질(NP)이 항체와 반응해 검출된다. [연구그림] 개발된 바이러스 감시 시스템 개요 개발된 시스템은 바이러스 검출 시간을 단축할 뿐만 아니라 검출된 바이러스가 실제 감염력을 가졌는지를 추정할 수 있다. 기존 PCR검사는 바이러스의 유전물질(DNA, RNA)을 검출하는 방식이라 고가 장비가 필요하고, 유전물질 증폭에 시간이 걸려 최소 수 시간이 소요된다. 또 죽은 바이러스의 유전물질도 검출하기 때문에 실제 감염력이 있는지 알 수 없다. 반면, 이 기술로 검출되는 헤마글루티닌 단백질은 바이러스의 전염성이 클수록 더 많이 검출되는 특성이 있다. 실제로 연구팀은 초등학교 교실, 복도, 식당 등에서 총 17개의 공기 샘플을 채취해 분석했고, 그 중 4건에서 A형 독감 바이러스(H1N1)가 검출됐다. 기존에 에어로졸 역학 조사에 쓰이는 상용 장비로는 바이러스가 검출되지 않았다. 장재성 교수는 “이 기술은 인플루엔자뿐 아니라 코로나19를 포함한 다양한 호흡기 바이러스에도 적용 가능하다”며 “시스템을 고도화하는 추가 연구를 통해 공공장소, 병원, 학교 등 다양한 공간에서 조기 감염 감시와 대응에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 이 연구는 미국화학회(ACS)가 발행하는 국제 저널 환경과학과 기술(Environmental Science & Technology)에 3월 30일 게재됐다. 연구는 한국연구재단과 환경부의 지원을 받아 수행됐다.

색소 없이 주름을 이용해 투명 필름 위에 그래픽 이미지가 나타나게 하는 기술이 개발됐다. 위조 방지, 감응형 디스플레이 기술 개발에 도움이 될 전망이다. UNIST 기계공학과 김태성 교수팀은 투명 필름에 생기는 나노 주름을 접었다 폈다 하는 방식으로 단청 무늬와 같은 발색 패턴을 보이거나 숨길 수 있는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 개발된 기술은 구조색의 발색 원리가 적용됐다. 구조색은 빛이 나노구조에 부딪히면서 간섭될 때 나타나는 색이다. 카멜레온이나 공작은 피부세포나 깃털에 있는 나노구조 덕분에 푸른빛 색소 세포 없이도 파란색을 만들 수 있다. 연구팀은 이 나노구조로 주름을 활용했다. 주름은 필름을 굽혔을 때만 나타나기 때문에 발색을 보이게 하거나 숨길 수도 있고, 주름의 간격과 높이를 조절해 다양한 색상을 만들 수 있다. 필름을 굽혔을 때만 주름이 나타나도록 이중층 필름 구조를 고안했다. 유연한 필름 위에 단단한 필름을 올리면 두 층간의 물리적 성질 차이로 인해 힘이 가해졌을 때 단단한 필름 표면에 나노 주름이 접힌다. 이는 엄지와 검지로 손등 피부를 꼬집어 밀었을 때 표피와 진피층의 밀도 등의 차이로 표피에 주름이 잡히는 것과 흡사한 원리다. 연구팀은 이중 포토리소그래피 기술로 필름 한 장에 다양한 간격과 높이의 주름 픽셀을 만들어냈다. 주름들은 800 ~ 2,400 나노미터(nm, 10-9m)의 간격과 100 ~ 450 나노미터의 높이를 가졌으며, 이를 통해 가시광선 전 영역을 빛깔을 낼 수 있는 것으로 확인됐다. [연구그림] 임의의 패턴인 전통 단청 패턴을 사용한 구조색 필름의 구조색 발현한 모습과 각 구조색 픽셀의 현미경 사진 또 주름 픽셀을 기반으로 단청 문양을 패터닝 하는 데도 성공했다. 단청 문양은 투명 필름을 굽혔을 때만 나타났으며, 힘을 빼면 다시 투명 필름 상태로 돌아왔다. 김태성 교수는 “간단한 공정으로 가변형 구조색을 만들 수 있는 기술”이라며 “염료를 사용하는 기존 기술 달리 시간이 지나도 색이 바래지 않아, 위조 방지 외에도 자극 감응형 스마트디스플레이 등 분야에서 경쟁력이 있을 것”이라고 설명했다. 한편, 이 기술은 국내 위변조방지 솔루션 전문기업인 엔비에스티(주)로 기술이전하여 상용화에 사용될 계획이다. 이번 연구는 UNIST 칼리안난 티야가라잔(Kaliannan Thiyagarajan), 지성준 연구원이 제1 저자로 참여했으며, 기능성 소재 분야 국제학술지인 어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)에 1월 29일 자로 온라인 선공개돼 정식 출판을 앞두고 있다. 연구 수행은 정보통신기획평가원, 한국연구재단의 지원을 받아 이뤄졌다.

피부의 거친 굴곡과 격렬한 신체 움직임에도 잘 붙고, 원할 때는 자극 없이 뗄 수 있는 초강력 접착 패치가 나왔다. 비결은 따개비의 접착력과 강하고도 유연한 아르마딜로의 갑옷 구조다. UNIST(총장 박종래) 기계공학과 정훈의 교수팀은 전기전자공학과 김재준 교수팀, 국립생태원 생태신기술팀과의 공동 연구로 접착성, 탈착성, 신축성이 모두 뛰어난 피부 패치(모션 적응형 테셀레이션 패치)를 개발했다. 헬스케어 모니터링, 경피 약물 전달 등과 같은 부착형 전자기기 상용화에 도움이 될 기술로 주목받고 있다. 따개비 접착단백질의 특성을 닮은 형상기억고분자를 아르마딜로 갑옷 구조로 배열해 만든 패치 연구팀은 따개비 접착단백질의 특성을 닮은 형상기억고분자를 아르마딜로 갑옷 구조처럼 배열하는 방식으로 이 같은 부착 패치를 개발해 냈다. 따개비 접착단백질은 굳기(강성)가 변하는 특성이 있어 울퉁불퉁한 바위 표면에 밀착될 수 있다. 부드러운 접착 단백질이 거친 바위 표면을 꼼꼼하게 채운 뒤 굳으면서 바위에 단단히 부착되는 원리다. 이 원리를 모방한 형상기억고분자는 거친 피부 표면에 밀착될 수 있고, 원할 때는 온도를 조절해 자극 없이 쉽게 떼어낼 수 있다. 온도만 바꾸면 여러 번 붙였다 떼는 것도 가능하다. 또 아르마딜로의 갑옷 구조를 본뜬 배열로 신축성과 유연성을 보강해, 격렬한 신체 움직임에도 패치가 떨어지거나 손상되지 않도록 했다. 아르마딜로 갑옷은 단단한 뼈 조각 사이에 부드러운 콜라겐이 채워져 있는 ‘테셀레이션’ 구조를 지니고 있어 총알을 튕겨낼 정도로 강하면서도 동그랗게 말릴 수 있다. 연구팀은 형상기억고분자 조각 사이를 탄성 고분자로 채워 이 같은 구조를 모방하고 접착력을 극대화했다. 개발된 접착 패치를 피부에 부착한 모습 정훈의 교수는 “기존의 신체 부착형 디바이스는 움직임에 따른 변형과 반복적인 스트레스에 취약하고, 장시간 착용 시 피부 자극과 불편함을 초래하는 경우가 많았다”면서, “이번 연구를 통해 이를 모두 해결할 수 있는 혁신적인 접착 기술을 개발했다”고 설명했다. 이 패치로 만든 부착형 전자기기는 뛰거나, 계단을 오르내리는 격렬한 움직임 속에서도 접착력을 유지하며 착용자의 심박수, 혈압 등을 측정해냈다. 김재준 교수는 “기기에 배터리, 센서 등을 내장하고 고품질 생체신호를 얻기 위해서 격렬한 움직임에도 접착력을 유지해야 한다”며 “움직임에 제약받던 기존 기술의 한계를 극복해 다양한 신체 부위에 쓸 수 있는 착용형 디바이스 개발에 기여할 것”이라고 전했다. 김 교수는 “향후 이를 활용하여 기술이전과 창업을 준비할 예정”이라고 덧붙였다. 이 연구 결과는 재료 과학 분야의 권위 있는 학술지인 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)에 10월 20일자로 온라인 공개됐으며 정식 출판을 앞두고 있다. 연구 수행은 과학기술정보통신부, 산업통상자원부와 국립생태원의 지원을 받아 이뤄졌다. (끝)

인공지능 시대의 전력 수요 폭증에 맞춰 글로벌 빅테크들이 소형원전 개발에 나서고 있다. 이러한 소형원전의 위험 징후를 인공지능으로 2초 안에 알아챌 수 있는 원격 감시 기술이 나왔다. 구조가 복잡한 소형원전 내부 상태를 실시간으로 확인할 수 있어 관리 비용은 줄이고 안전성은 높일 수 있을 것으로 기대된다. UNIST(총장 박종래) 기계공학과 정임두, 김남훈 교수(이상 인공지능대학원 겸직)와 국립경상대학교 김형모 교수 공동연구팀은 소형원전을 원격 감시하는 스마트 부품 시스템을 개발했다. 광섬유 센서가 내장된 스마트 부품이 데이터를 수집해 보내면 AI가 이를 분석해 이상 상태를 경고하는 시스템이다. 이번 시스템 개발의 핵심은 3D 프린팅을 통한 스마트 금속 부품 제작 기술과 광섬유의 연속적 다중 변수를 동시에 빠르게 처리하는 AI 기술에 있다. 연구팀은 DED 프린팅 방식을 활용해 스마트 원전 부품을 정밀하게 제작했으며, 광섬유 센서를 금속 부품 내부에 유연하게 내장함으로써 원자로의 가혹한 환경에서도 부품이 안정적으로 작동하게 했다. AI는 광섬유 센서 여러 위치의 열변형 정보가 포함된 다중 변수를 빠르게 실시간으로 복합 처리해 이상 징후를 즉각 감지하며, 이를 증강현실(AR) 기반 디지털 트윈 환경에서 원격으로 확인할 수 있게 한다. [연구그림] 초소형 원자로 부품의 광섬유 센서 내장과 모니터링 초소형 원자로는 대형 원자로와 달리 규모가 작아 전력이 필요한 시설 근처에서 꾸준한 전력 공급이 가능하다. 하지만 동시에 안정적 원전 운영에 대한 중요성이 더욱 증가한다. 이번 기술은 사람이 감지하기 힘든 원전 내부의 열변형 및 위험 징후를 인공지능이 상시 정밀 모니터링하도록 해, 차세대 소형 원자로의 안전성과 상용화에 크게 기여할 것으로 기대된다. 정임두 교수는 “접근이 어렵고 시간과 비용이 많이 드는 점검 방식을 AI 융합 기술로 접근하여 해결했으며, 이는 차세대 소형 원전의 안정적이고 효율적인 운영에 크게 기여할 수 있을것” 이라며 “해당 융합기술은 원자력뿐만 아니라 자율 제조 시스템, 항공 우주, 첨단 국방 등 다양한 산업 분야에 활용될 수 있다”고 전망했다. 이번 연구는 첨단 제조분야 세계적 학술지 (JCR 상위 7%이내)인 ‘버츄얼 앤 피지컬 프로토타이핑’(Virtual and Physical Prototyping)’에 10월 10일 게재됐다. 연구 수행은 과학기술정보통신부 한국연구재단과 정보통신기술기획평가원, 산업통상자원부 한국에너지기술평가원의 지원으로 이뤄졌다. (끝)

□ 마치 고무처럼 8배 이상 늘어나면서 자동차의 하중도 견딜 수 있는 강하고 부드러운 소프트 인공근육이 개발됐다. □ 한국연구재단(이사장 이광복)은 UNIST 정훈의 교수 연구팀이 기존 형상 기억 고분자*에 강자성 입자**를 결합해 강성 변화율을 최대 2,700배 확대한 새로운 자성 복합 인공근육을 개발했다고 밝혔다. * 형상 기억 고분자: 가변강성 소재의 일종으로 온도, 전기, 빛 등 외부 자극에 의해 특정한 형태로 변형된 후 자극이 사라지면 원래의 형태로 돌아오는 특성을 가진 고분자 ** 강자성 입자: 자기장에 강하게 반응하고 자화된 상태를 유지할 수 있는 입자로 철, 니켈 등이 있다. □ 사람 근육처럼 부드럽게 움직이는 소프트 인공근육은 로봇, 웨어러블 장치, 생체의료기기 등 다양한 응용 분야에서 핵심적인 기술로 주목받고 있다. ○ 기존에는 부드러운 고분자 소재로 제작되어 복잡한 제어 없이 유연한 동작이 가능하지만, 낮은 강성으로 인해 무거운 물체를 들기 힘들고 불필요한 진동 때문에 정밀 제어가 어렵다. ○ 이를 해결하기 위해 딱딱한 상태에서 부드러운 상태로 강성을 변화시킬 수 있는 가변 강성 소재가 쓰이고 있지만 여전히 강성 조절 범위가 제한적이며 기계적 성능이 부족한 한계가 있다. 고무처럼 늘어나는 소프트 근육의 개발 원리 □ 연구팀은 기존 가변 강성 소재인 형상 기억 고분자에, 자성을 띠면서도 강한 힘을 만들 수 있는 강자성 입자를 결합해 하중 지지력과 신축성을 크게 높인 소프트 자성 복합 인공근육을 개발했다. ○ 특수 표면 처리한 강자성 입자는 형상 기억 고분자와 물리적 얽힘을 형성해 복합재의 기계적 물성을 향상시킬 뿐만 아니라 외부 자기장에 대한 빠르고 효율적인 반응을 가능하게 한다. ○ 이렇게 개발된 인공근육은 최대 2,700배까지 강성을 변화시킬 수 있으며, 부드러운 상태에서는 8배 이상 늘어나고 딱딱한 상태에서 하중지지 능력은 자기 무게 대비 최대 1,000배의 인장 응력과 3,690배의 압축 응력을 견딜 만큼 단단하다. ○ 움직임을 제어하는 액추에이터로서의 작동 성능 측면에서도 에너지 효율 90.9% 등 우수한 성능을 보였다. ○ 연구팀은 기존 소프트 액추에이터에서 발생하는 불필요한 진동을 줄이기 위해 하이드로젤층을 덧붙인 이중층 구조로 제작, 빠른 작동 중에도 소프트 인공 근육을 정밀하게 제어할 수 있도록 했다. □ 정훈의 교수는 이번 연구성과에 대해 “기존 인공근육의 한계를 극복한 우수한 기계적 특성과 구동 성능을 바탕으로 다양한 분야에서 혁신적인 응용이 가능할 것으로 기대된다”며 “다중 자극 방식인 레이저 가열과 자기장 제어를 통해 신장, 수축, 굽힘, 비틀림과 같은 기본적인 동작부터 물건을 집어 원하는 위치에 놓는 복잡한 동작까지 원격으로 구현할 수 있다”고 설명했다. □ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 9월 10일 온라인 게재되었다. *본 연구 성과 보도자료는 과학기술정보통신부 한국연구재단 주관으로 작성되었습니다.(바로가기)

UNIST가 반도체 산업의 미래를 이끌 전문 인재 양성에 속도를 낸다. 교육부 '2024년 반도체 특성화대학 지원사업'에 선정, 4년간 사업비 150억 원(국비 140억 원, 지방비 10억 원)을 확보했다. 이번 사업 선정으로 학사과정까지 확대해 반도체 분야의 전 주기 인력 양성 체계를 구축했다. '반도체특성화대학 지원사업'은 2023년에 시작된 사업으로, 산업 수요에 맞는 인재를 양성하기 위해 반도체 인력 양성 체계와 실습 시설 구축 등을 지원한다. 사업은 수도권과 비수도권, 단독형과 동반성장형으로 나눠 운영된다. UNIST는 비수도권 단독형 재공모에서 최종 선정됐다. UNIST는 2021년 반도체 소재·부품 대학원을 개설하고, 2023년에는 산업통상자원부의 '반도체 특성화대학원 지원사업'에 선정돼 매년 65명의 석·박사 인재를 배출하고 있다. 소재, 소자, 공정, 패키징 분야에서 UNIST는 4년간 220명의 실무형 전문 인재를 양성할 계획이다. 신소재공학과 등 5개 학과가 참여해 '반도체 특성화 융합전공'을 신설하고, 집중형 강의와 실무 중심 프로젝트, 산업체 실습 등 산학 연계형 교육과정을 운영한다. 국비 지원은 인건비, 연구시설·장비 구축, 교육과정 개발 등에 사용된다. 울산시도 2025년부터 3년간 총 10억 원을 지원해 반도체 인재 양성에 힘을 보탤 예정이다. UNIST는 R&D 현장에 즉시 투입 가능한 전문 인력을 양성할 방침이다. 학생들이 주도적으로 반도체 산업의 핵심기술을 연구하며 이해도를 높이고, 기업과 긴밀히 협력해 실무형 인재로 성장할 수 있도록 체계적인 교육을 받는다. 사업 책임자인 김수현 신소재공학과 교수는 "반도체 산업의 미래를 이끌 실무형 인재를 체계적으로 양성하겠다"며 "글로벌 경쟁에서 앞서갈 수 있도록 혁신적인 교육과 연구에 더욱 집중하겠다"고 밝혔다. 반도체는 일상생활부터 첨단 산업까지 필수적인 핵심기술로, 전문 인력 수요가 급증하고 있다. UNIST의 이번 선정은 지역과 국가의 반도체 경쟁력을 높이는 데 큰 역할을 할 것으로 기대된다.

기계공학과 김건호 교수가 창업한 리센스메디컬이 안과용 접촉식 냉각마취기기 '오큐쿨(OcuCool®)'로 최근 미국 식품의약국(FDA) 드 노보(De Novo) 승인을 받았다. 국내 의료기기 중 드 노보 승인을 받은 것은 이번이 처음이다. FDA 드 노보는 기존에 없던 신기술 의료기기에 적용되는 승인 절차로, 혁신적인 기술의 안전성과 효능을 철저히 검증한다. 오큐쿨은 이러한 엄격한 과정을 통과하며 기존 화학적 마취의 대안으로 주목받았다. 오큐쿨을 안구에 시술하는 방법 l 사진: 리센스메디컬 오큐쿨은 신경신호 전달을 안전하게 차단하는 급속정밀냉각 기술을 적용했다. 시술 부위에 접촉하면 단 10초 만에 마취 효과가 나타난다. 기존 화학적 마취제가 약 5~10분이 소요되는 것에 비해 시술 시간을 크게 단축했다. 전체 시술 시간은 기존의 10~15분에서 1~2분으로 약 1/10로 줄었다. 화학성분 노출을 최소화해 충혈, 따가움, 건조증 등의 부작용도 감소시켰다. 황반변성, 당뇨망막병증 같은 실명 위험 질환 치료에서 기존 주사 시술 시술(IVT: Intravitreal Injection, 유리체내강 주사술)보다 더 안전하고 효과적이다. 오큐쿨의 안전성과 유효성은 2018년부터 2022년까지 미국 내 10개 안과병원에서 진행된 임상 1~3상 허가 임상을 통해 입증됐다. 임상 참여 환자의 80%가 기존 마취제보다 오큐쿨을 선호했다. 시술 시간 단축과 부작용 감소를 직접 체감했기 때문이다. 찰스 와이코프 휴스턴 망막 컨설턴트 병원 전문의는 "냉각마취는 물리적 작용으로 빠르게 효과를 나타낸다"며 "환자들이 짧아진 시술 시간과 빠른 회복에 큰 만족을 보였다"고 밝혔다. 고령화와 당뇨 환자 증가로 오큐쿨이 사용되는 유리체내강 주사술(IVT) 시장은 성장세를 보이고 있다. 시장조사업체 QY리서치에 따르면, 2027년 글로벌 IVT 시장 규모는 약 220억 달러(약 29조 6,000억 원)에 이를 전망이다. 김건호 기계공학과 교수(리센스메디컬 대표이사) l 사진: 리센스메디컬 김건호 리센스메디컬 대표는 "오큐쿨의 FDA 드 노보 승인은 UNIST의 연구 결과를 바탕으로 이뤄진 성과"라며 "실명 환자들에게 더 빠르고 편안한 시술을 제공하게 되어 기쁘다"고 말했다. 이어 "후발주자가 아닌, 혁신기술을 선도하는 기업으로서 한국 의료기기의 우수성을 세계에 알리고, 더 많은 혁신 제품으로 환자와 의료진에 기여할 것"이라고 덧붙였다. 리센스메디컬은 2016년 UNIST 교원창업기업으로 설립해 세계 최초로 급속정밀냉각 의료기기를 개발했다. 현재 피부과용 냉각기기 '타겟쿨(TargetCool®)'을 29개국에서 판매 중이며, 탈모 치료와 동물·가정용 의료기기 시장 진출도 준비하고 있다. 내년에는 코스닥 기술특례 상장을 목표로 하고 있다. 한편 UNIST는 이번 성과를 통해 대학 연구 성과가 산업 현장에서 실질적인 혁신으로 이어질 수 있음을 증명했다. 앞으로도 창업과 기술 사업화를 위한 지원을 더욱 강화해 나갈 계획이다.

지난 9월 26일(목), 학술정보관 1층 지관서가에서 이세돌 9단의 특별 강연이 열렸다. UNIST 구성원뿐만 아니라 울산시민까지 참여한 이번 강연은 AI 시대 속에서 바둑과 과학·공학의 미래를 조망하는 자리였다. 강연은 <바둑룰의 이해> 저자인 물리학과 김재업 교수의 'AI와 바둑'에 대한 간략한 소개로 시작됐다. 김 교수는 AI 기술이 바둑계에 가져온 혁신과 그 의미를 짚어내며 참석자들의 관심을 모았다. 이세돌 9단이 알파고 대국 경험과 당시의 심경을 전하고 있다. l 사진: 엄동섭 이어 이세돌 9단은 2016년 알파고와의 대국 경험과 당시의 심경을 생생하게 전했다. 그는 "인공지능과의 대결은 바둑계뿐 아니라 개인적으로도 큰 전환점이었다"며 "AI의 등장은 바둑의 판도를 완전히 바꾸었다"고 밝혔다. 또한 인공지능이 바둑계에 미친 영향과 그로 인한 변화에 대한 깊이 있는 분석도 덧붙였다. 이세돌9단이 강연 참석자들의 질문에 답하며 청중 소통을 이어가고 있다. l 사진: 엄동섭 강연 후에는 기계공학과 유춘상 교수의 사회로 토크 콘서트가 이어졌다. 이세돌 9단은 사전 질문과 현장 질문에 솔직하고 깊이 있는 답변을 제시하며 청중과 소통했다. 특히 생성형 AI를 활용한 미래에 대한 그의 비전은 참석자들의 큰 호응을 얻었다. 이세돌 9단은 "과학·공학도들과 함께 인공지능의 미래에 대해 생각을 교류할 수 있어 매우 뜻깊었다"며 "AI 시대에 새로운 도전을 이어가길 바란다"고 소감을 전했다. 한편 이번 강연은 UNIST 기계공학과가 주최하고 문헌정보팀이 주관하는 ‘UNIPLEX Special Talk’ 시리즈의 하나로 마련됐다.

접착제를 사용하지 않고도 강력한 접착력을 유지하며 균열을 막는 하이브리드 패치 기술이 등장했다. 웨어러블 기기와 VR 장비, 헬스케어 산업 등에 적용돼 다양한 혁신을 가져올 것으로 기대된다. 기계공학과 정훈의 교수 연구팀은 아주 작은 부분부터 큰 부분까지 균열을 방지하는 ‘프로그래머블 메타 패치’ 기술을 개발했다. 이 기술은 접착력을 극대화하면서도 원하는 방향으로 제어하며 붙일 수 있다. 그림1. 프로그래머블 메타 패치 하이브리드 패치는 육각형 기둥과 팁 구조, 비선형 절단 구조를 적용해 기존 접착제보다 70배 강한 접착력을 발휘한다. 화학 접착제를 사용하지 않아 피부에 자극이 없고, 재사용도 가능하다. 마이크로 크기의 미세한 부분부터 메크로 크기의 큰 표면까지 균열을 방지하는 데 효과적이다. 그림2. 프로그래머블 메타 패치의 균열 컨트롤 원리 이 접착 패치는 자연에서 영감을 받아 만든 접착구조와 키리가미 메타구조를 결합한 것이다. 접착력과 붙는 방향을 필요에 따라 조절할 수 있다. 방향에 따라 접착력이 달라지지만, 원하는 방향으로만 붙일 수 있어 매우 효율적이다. 그림3. 프로그래머블 메타 패치 활용 예시 정훈의 교수는 “기존 바이오헬스케어와 웨어러블 디바이스의 피부 접착 기술은 화학적 접착제로 인해 피부에 자극을 주고, 재사용이 어려웠다”며, “강한 접착력을 유지하면서도 방향성 접착을 적용해 피부 자극을 줄이고, 재사용 가능한 접착 기술을 개발했다”고 설명했다. 패치를 활용해 제작된 웨어러블 VR 장치는 피부에 거의 자극을 주지 않으면서도 모든 방향에서 강력하게 붙는다. 통기성도 뛰어나 사용자의 편의성을 극대화했다. 피부 접착 기술의 한계를 극복한 이 성과는 바이오헬스케어 분야에서도 주목받고 있다. 연구 결과는 세계적 학술지 Science Advances에 9월 13일 게재됐으며, 과학기술정보통신부, 한국연구재단과 미국 국립과학재단 지원을 받아 이뤄졌다.

스마트폰으로 정밀 가공 공구의 마모를 실시간으로 모니터링할 수 있는 기술이 개발됐다. 공구의 마모를 예측해 고품질 생산 유지가 한층 수월해질 것으로 보인다. 기계공학과 박형욱 교수와 산업공학과·인공지능대학원 임성훈 교수팀은 스마트폰 센서를 활용해 실시간 공구 마모 예측 방법을 개발했다. 절삭 공구를 적절한 시기에 교체하는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 그림1. 불확실성을 고려한 공구 마모 예측 방법론 연구팀은 데이터 노이즈를 줄이기 위한 필터링 기법과 가공 중 발생하는 불확실성을 고려한 딥러닝 기반 예측 모델을 제안했다. 예측 방법은 데이터와 모델의 불확실성을 고려해 공구 마모 예측 성능과 안정성을 크게 높였으며, 기존 연구보다 예측 정확도가 향상됐다. 그림2. 딥러닝 및 모바일 센싱 기술을 활용한 사이버 제조 시스템 프레임워크 티타늄 합금(Ti-6Al-4V)은 우주 항공과 바이오 등 첨단 제조 산업에서 널리 사용되지만, 열적 특성이 취약해 공구 마모가 빠르게 발생한다. 이를 해결하기 위해 공구의 상태를 실시간으로 확인할 필요가 있었다. 김경호 박사과정생은 "스마트폰 센서 데이터의 노이즈를 줄이고, 딥러닝 기술을 활용해 더 정확한 공구 마모 예측 방법을 개발했다"고 말했다. 양상민 박사과정생은 "고비용 센서 대신 스마트폰 앱만으로도 실시간 예측이 가능해져 효율적이고 경제적인 생산 제조 시스템 연구에 크게 기여할 것"이라고 강조했다. 연구 성과는 생산 제조와 산업공학 분야의 최우수 국제 학술지 Journal of Manufacturing Systems에 게재될 예정이다. 연구는 한국연구재단, 정보통신기획평가원, 산업통상자원부, UNIST AI 챌린저스 프로그램의 지원을 받아 수행됐다.