X선으로 대면적 페로브스카이트 태양전지의 결정 배열과 미세한 뒤틀림을 한눈에 볼 수 있는 비파괴 검사 기술이 나왔다. 고효율 페로브스카이트 태양전지의 대량생산 공정을 최적화하고 품질을 관리하는 데 활용될 전망이다. UNIST 김동석·신태주·김진영 교수팀은 한국화학연구원 신윤섭 박사와 함께 대면적 페로브스카이트 박막의 구조를 손상 없이 분석하는 2차원 X선 회절 매핑(2DXDM) 기술을 개발했다고 19일 밝혔다. 페로브스카이트 태양전지는 용액 공정이라는 저렴한 저온 공정으로 만들 수 있는 차세대 전지다. 액체 상태 페로브스카이트의 원료 용액을 기판 위에 바른 뒤 용매를 증발시켜 태양빛을 흡수하는 페로브스카이트 결정막을 만드는 것이다. 이때 결정이 얼마나 고르게 형성되고 같은 방향으로 배열되는지, 결정 격자에 미세한 뒤틀림이 얼마나 남는지가 효율을 좌우하는데, 크기가 커지면 중심부와 가장자리에서 용매가 마르는 속도가 달라져 결정이 불균일하게 자라고 결함과 격자 변형이 생기면서 효율이 떨어지게 된다. 실험실에서 만든 소형 전지가 상용 실리콘 태양전지에 맞먹거나 이를 넘어서는 효율을 내면서도 실제 대면적 상용화가 어려운 이유 중 하나다. 연구팀이 개발한 기술은 이 같은 결정의 불균일과 격자 변형을 태양전지를 직접 잘라내지 않고 진단할 수 있는 기술이다. X선을 쐈을 때 박막 결정에서 나오는 회절무늬의 세기와 방향, 위치가 결정의 배열 방향과 격자가 눌리거나 늘어난 정도에 따라 달라지는 원리를 활용했다. 병원 CT가 여러 지점에서 얻은 X선 정보를 모아 몸속 영상을 재구성하듯, 이를 박막 전체에서 반복 측정해 중심부부터 가장자리까지 구조가 불균일한 위치와 정도를 지도처럼 한눈에 확인할 수 있게 된다. 연구팀은 이 기술을 적용해 두 종류의 용액 공정 가운데 더 균일한 박막을 만드는 방식을 찾아내고 고효율 대면적 태양전지도 만들어냈다. 원료 용액을 한 번에 떨어뜨린 뒤 기판을 회전시켜 펴는 정적 스핀코팅(SSC)과, 기판이 회전하는 동안 원료 용액을 방울 형태로 계속 공급하는 동적 스핀캐스팅(DSC)을 비교했을 때 동적 스핀캐스팅으로 제조한 페로브스카이트 박막의 품질이 더 우수했다. 동적 스핀캐스팅으로 제작한 100㎠급 태양광 전지 모듈은 실제 발전 면적 86.4㎠에서 23.0%의 광전변환효율을 기록했으며, 공인 효율은 22.75%를 기록했다. 이는 현재 비슷한 크기의 페로브스카이트 모듈 최고 공인 효율인 23.55%에 근접한 수준이다. 밀봉한 모듈은 1,000시간 동안 빛을 계속 비춘 뒤에도 초기 효율의 80% 이상을 유지했다. 신태주 교수는 “기존 분석법은 일부 영역이나 평균값만 보여줘 박막 전체의 차이를 파악하기 어려웠고, 시료를 잘라내는 과정에서 원래의 격자 변형이 달라질 수도 있었다”며 “2DXDM은 박막을 손상하지 않고 전체 면적을 분석해 공정 최적화와 품질관리에 활용할 수 있다”고 설명했다. 김동석 교수는 “대면적 페로브스카이트 박막에서는 국소 영역이 아닌 전체 면적의 구조 균일성을 파악하는 것이 중요하다”며 “이번 연구로 어떤 공정 조건에서 박막이 더 균일해지고 모듈 효율이 높아지는지를 알 수 있어, 고효율 대면적 태양전지의 제조 공정을 개선하는 데 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 UNIST 김동신·이재휘 석·박사통합과정 연구원이 제1저자로 참여했으며, 포항방사광가속기의 UNIST-PAL(6D) 빔라인을 활용해 진행됐다. 연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘줄(Joule)’에 7월 23일 온라인 게재됐다. 연구 수행은 과학기술정보통신부, 교육부, 한국연구재단(NRF), 산업통상자원부, 한국에너지기술평가원(KETEP), 한국산업기술진흥원(KIAT), 한국화학연구원(KRICT)의 지원을 받아 이뤄졌다.

국내 연구진이 ‘시공간을 가로지르는 양자 상태’를 쉽게 측정할 수 있는 방법을 제시했다. 공간과 시간에 흩어진 양자정보를 하나의 상태로 다루고 실험적으로 검증할 길이 열렸다. UNIST 물리학과 이석형 교수와 고등과학원 계산과학부 권혁준 교수팀은 시공간 여러 지점에 존재하는 양자 정보를 간섭계로 측정해 하나의 ‘시공간 양자상태’로 재구성하는 이론을 정립했다고 20일 밝혔다. 양자이론은 같은 시간에 서로 떨어진 입자들의 관계는 ‘양자 상태’로, 한 양자계가 시간에 따라 변하는 과정은 ‘양자 채널’이라는 별도의 수학적 대상으로 표현해 왔다. 시간과 공간을 하나의 통합된 시공간으로 보는 상대성이론과의 통합이 어려운 이유이기도 하다. 이번 연구에서 연구진은 간섭계에서 얻은 신호로 시공간 양자상태를 재구성할 수 있음을 증명했다. 먼저 사건의 인과 순서를 미리 알지 못해도 작동하는 측정 방법의 조건(causally agnostic measurement)을 정의한 뒤, 이 조건을 만족하는 것과 간섭계로 측정할 수 있는 것이 필요충분조건, 즉 서로 정확히 일치함을 수학적으로 증명한 것이다. 간섭계는 양자가 여러 경로를 동시에 지나는 성질을 이용해 두 경로의 차이를 신호로 읽는 장치로, 다양한 양자 실험에서 이미 널리 쓰이고 있는 표준 측정 기술이다. 간섭계 신호만으로 양자과정을 측정하면, 미시세계에서는 서로 다른 양자과정이 동일 신호로 나타날 수 있는데, 이는 ‘나침반’ 역할을 하는 보조 양자를 추가해 해결할 수 있음도 증명했다. 두 양자 과정의 시간 방향이 함께 맞춰지는 새로운 시공간 양자 상관관계인 ‘동기화’를 규명하고, 이를 이용하면 미시세계의 시간반전 대칭성 때문에 구분이 어려웠던 양자 과정도 구별할 수 있음을 보인 것이다. 시간반전 대칭성은 어떤 물리적 과정이 시간이 앞으로 흐를 때나 뒤로 거꾸로 흐를 때 똑같은 법칙이 적용되어 그 방향성을 구분할 수 없는 물리적 성질을 뜻한다. 예를 들어, 허공에 공을 던지는 장면을 비디오로 찍은 뒤 되감기를 해보면 궤적만으로는 공이 원래대로 올라가고 있는 것인지, 아니면 거꾸로 재생되어 떨어지고 있는 것인지 구별하기 힘든 것과 흡사하다. 하지만 이 공에 째깍거리는 ‘시계’를 하나 붙여서 던진다면, 영상 속 시곗바늘이 도는 방향만 보고도 시간이 앞으로 가는지 뒤로 가는지 단번에 파악할 수 있다. 연구진은 이처럼 보조 양자를 ‘시계’로 활용하는 이론적 모델을 만들어, 겉보기엔 구별이 불가능했던 양자과정의 시간 방향성도 정확하게 찾아낼 수 있음을 수학적으로 입증해 냈다. 이석형 교수는 “시간과 공간을 함께 아우르는 양자 상태를 어떻게 정의하고, 어떻게 측정할 수 있는지는 양자정보과학과 양자 기초론의 중요한 난제로 남아 있었다”며 “이번 연구는 양자 상태를 ‘측정 결과로부터 어떻게 알 수 있는가’라는 실험적 질문에 답했다는 점에서 의미 있는 성과“라고 설명했다. 이 교수는 이어 “이 이론은 광학·응집물질·초전도 등 다양한 분야의 양자정보처리 과정을 효율적으로 표현하고 분석하는 데 활용할 수 있으며, 양자 레이더나 입자 충돌 실험처럼 사건의 시점과 위치를 미리 알기 어려운 상황에도 적용할 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구는 UNIST 2025 Research Fund, 정보통신기획평가원(IITP), 한국연구재단(NRF), 고등과학원 개인연구비 등의 지원을 받아 수행됐으며, 물리학 분야 권위지인 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 지난 6월 24일 출판됐다.

영하 100도(°C)부터 영상 100도를 오가도 작동할 수 있는 고성능 페로브스카이트 태양전지가 개발됐다. 극심한 온도 변화를 견뎌야 하는 우주용 페로브스카이트 태양전지 개발에 속도가 붙을 전망이다. 페로브스카이트 태양전지는 값싸고 가벼운 차세대 전지다. 에너지화학공학과 양창덕·신승재 교수와 신소재공학과 송명훈 교수팀은 200도에 이르는 온도 변화를 반복해도 정상적으로 작동할 수 있는 고성능 페로브스카이트 태양전지를 개발했다. 위성 등이 정해진 궤도를 돌다 보면 햇빛을 직접 받는 구간과 그림자에 들어가는 구간을 반복해 지나는데, 이때 온도 차가 200도 이상 벌어진다. 우주용 태양전지 개발에서 급격한 온도 변화를 반복해서 견디는 기술이 중요한 이유다. 연구팀이 개발한 전지는 영하 100도와 영상 100도에서 각각 30분씩 두는 열순환을 16차례 반복한 뒤에도 정상적으로 작동했다. 태양전지가 태양 빛을 전기로 바꾸는 효율인 광전변환효율의 감소가 줄어, 초기 성능의 약 91%를 유지했다. 이 같은 내구성은 연구팀이 개발한 자기조립단분자막(SAM) 소재인 ‘LY-m’ 덕분이다. 자기조립단분자막은 전극과 페로브스카이트층 사이에서 전하가 이동하도록 돕는 소재로, 분자들이 전극 표면에 스스로 정렬해 분자 하나 두께의 얇은 막을 만들 수 있다. 일반적인 SAM은 온도가 크게 바뀌면 이 내부 분자들이 다시 배열되거나 서로 뭉치면서 전극을 덮는 막이 불균일해질 수 있지만, LY-m은 분자들이 전극 표면에 촘촘하고 균일하게 배열돼 열을 받아도 이러한 재배열과 응집을 억제한다. 실제로 시판 SAM 소재를 적용한 비교 전지는 같은 극한 온도 변화를 반복하자 작동하지 않았다. 제1저자인 이승록 연구원은 “‘LY-m’은 유기반도체 소재로 쓰이는 카바졸과 전극에 달라붙는 포스폰산 부분을 페녹시프로필로 연결해 만든 물질”이라며 “페녹시프로필의 벤젠 고리에서 카바졸이 붙는 위치만 조절해 분자들이 전극 위에 비스듬히 서면서 촘촘하고 균일하게 배열되도록 만들 수 있었다”고 말했다. 태양 빛을 전기로 바꾸는 효율 자체와 장기 내구성도 뛰어났다. LY-m을 적용한 태양전지는 최고 26.39%의 광전변환효율을 기록했으며 공인 인증 효율도 26.37%를 기록했다. 또한 85도에서 장시간 가열하는 시험에서는 초기 효율의 80%를 유지하는 시간이 1,994 시간에 달했다. 이번 연구는 에너지화학공학과 이승록 연구원, 신소재공학과 양진규 연구원, 에너지화학공학과 박지원 연구원이 제1저자로 참여했다. 양창덕 교수는 “분자의 구성 자체를 크게 바꾸지 않고 연결 부위의 위치만 조절해 고효율과 극한 온도 내구성을 동시에 갖춘 소재를 설계했다”며 “가볍고 공정 비용이 낮은 페로브스카이트 태양전지를 우주와 같은 극한 환경에서도 활용할 수 있도록 하는 기술의 토대가 될 것”이라고 말했다. 연구 수행은 과학기술정보통신부 한국연구재단, 이노코어InnoCORE)사업의 지원을 받아 이뤄졌으며, 국제학술지 줄(Joule)에 8월 3일 공개 됐다.

UNIST 인문학부 이재연 교수가 세계 디지털인문학계의 정책 방향을 결정하는 국제 연합체의 차기 회장에 선출됐다. 이 교수는 세계디지털인문학단체연합(Alliance of Digital Humanities Organizations·ADHO)의 구성단체이사회 차기 회장(COB President-Elect)을 맡는다. 앞으로 1년간 현직 회장과 함께 주요 정책과 국제 협력 업무를 수행한 뒤, 2027년 회장에 취임해 ADHO의 장기 전략과 핵심 현안을 이끈다. ADHO는 디지털 기술을 활용해 문학·역사·언어·문화유산을 연구하는 세계 학술공동체의 연합체다. 유럽디지털인문학협회(EADH)와 컴퓨터와 인문학협회(ACH)의 협력을 바탕으로 2005년 출범했다. 현재 유럽·북미·캐나다·오스트랄라시아·일본·대만·한국 등 각 지역과 언어권을 대표하는 15개 학술단체와 연구 네트워크가 참여하고 있다. 각 단체 대표로 구성된 구성단체이사회(COB)는 ADHO의 최고 정책결정기구다. 회장은 대외적으로 연합을 대표하고 회원단체 간 의견을 조율하며 정책·인사 등 주요 의사결정을 주도한다. 일상적인 행정과 사업 집행은 별도의 집행이사회가 담당한다. 이번 선출로 한국 디지털인문학계는 세계 학술연합의 운영과 정책 결정에 본격적으로 참여할 기반을 넓혔다. 특히 과학기술특성화대학인 UNIST 인문학부 교수가 국제 학술단체의 지도부를 맡으면서, UNIST가 축적해 온 문학·AI·공학 융합연구 역량도 글로벌 정책과 학술 협력으로 확장될 전망이다. 이 교수는 2023년부터 한국디지털인문학협의회(Korean Association for Digital Humanities·KADH)를 대표해 ADHO 구성단체이사회에서 활동해 왔다. 현재 KADH 부회장과 연구기획위원장을 맡아 국내 연구 성과를 알리고 한국 학계 목소리를 세계 무대에 전달하고 있다. KADH는 역사학·문학·언어학·문화유산·정보기술 분야의 연구자와 교육자를 연결하기 위해 2015년 출범했다. 학술대회와 겨울 워크숍을 개최하고 학술지 『Korean Journal of Digital Humanities』를 발간해 왔으며, 2023년 ADHO의 정식 구성단체로 가입했다. KADH는 ADHO 가입 3년 만인 지난 7월 27일부터 31일까지 대전컨벤션센터에서 ADHO 제36차 연례 국제학술대회 ‘디지털 인문학(Digital Humanities) 2026’(DH2026)을 개최했다. ‘참여(Engagement)’를 주제로 열린 이번 대회에서는 세계 각국 연구자들이 490여 건의 연구 성과를 발표했다. 주요 의제로는 AI를 활용한 다언어 연구, 소규모 데이터에 기반한 인문학적 해석, 기억의 도구로서의 데이터 주권 등이 다뤄졌다. 영어·한국어·중국어·일본어 발표를 지원하기 위해 ADHO 연례대회 최초로 학술 프로그램 전반에 실시간 AI 번역도 도입했다. 이 교수는 “유럽과 미국 중심의 학계 풍토를 넘어 각국의 고유한 문화와 언어를 포용하는 글로벌 디지털인문학 공동체를 만드는 데 기여하겠다”며 “UNIST에서 쌓은 연구·교육 경험을 바탕으로 인문학과 공학의 거리를 좁히고, 다음 세대 연구자들이 새로운 가치체계를 탐색할 수 있도록 학문적 지평을 넓혀가겠다”고 전했다. 이재연 교수는 연세대학교와 하버드대학교, 시카고대학교에서 한국문학을 공부했다. 2012년부터 UNIST에서 한국 현대문학과 디지털인문학을 연구·교육하고 있다. 주요 연구 분야는 20세기 한국소설과 비평, 식민지 시기 잡지, 문학사회학, 디지털인문학이다. 그는 한국문학 자료를 네트워크·코퍼스·워드 임베딩·전산 문체 분석 등의 방법으로 연구해 왔다. 최근에는 인공지능 언어모델을 활용한 이야기 생성과 문학·공학 융합교육으로 연구 범위를 넓히고 있다.

UNIST가 대한민국 양자기술 산업화를 이끌 국가 ‘동남권 양자센싱 클러스터’의 핵심 기술거점으로 나선다. 과학기술정보통신부는 지난 1일 양자기술 산업화를 견인할 국가 양자클러스터로 서울의 ‘양자컴퓨팅’, 전남·광주의 ‘양자통신’, 부산·울산·경남의 ‘양자센싱’ 등 3개 권역을 지정했다. 동남권 양자센싱 클러스터는 2027년부터 2030년까지 4년간 부산·울산·경남이 공동으로 추진하는 초광역 협력사업이다. UNIST와 부산대학교는 연구개발(R&D)과 기술지원을 담당하는 2대 기술거점(Hub) 역할을 맡는다. 기술거점에서 개발한 양자기술은 △조선·해양 △항만·물류 △우주항공·방산 △모빌리티·에너지 등 4개 산업 수요거점(Spoke)과 연계된다. 이를 통해 지역 주력산업의 현장 수요를 발굴하고 기술 검증과 산업현장 실증, 사업화까지 이어지는 양자전환(Quantum Transformation, QX) 생태계를 구축할 계획이다. UNIST는 이번 클러스터에서 양자센싱 원천기술 개발을 비롯해 양자소자 제작, 기업 공동의 기술검증 및 산업현장 실증을 지원한다. 연구실 단계의 양자기술을 토대로 상용화 수준의 소자를 개발하고, 기업이 요구하는 환경에서 성능과 활용 가능성을 검증함으로써 양자기술의 산업 적용을 앞당긴다는 계획이다. 이를 뒷받침할 핵심 연구 인프라로 ‘UNIST 양자나노팹(Quantum-Nano FAB)’을 적극 활용한다. UNIST는 국가 양자클러스터 지정에 앞서 양자 분야 연구와 교육, 인프라 구축에 지속적으로 투자해 왔다. 지난 3월에는 총 300억 원 규모의 UNIST 양자나노팹을 개소했다. 양자소자의 설계부터 제작·분석·검증·실증까지 전 과정을 지원할 수 있는 연구시설이다. 기존 UNIST 나노팹은 전국 60여 개 기관이 공동 활용하며 연간 약 3만3,000건의 연구 공정을 수행해 온 개방형 연구시설이다. UNIST는 여기에 양자 공정 특화 장비와 전문 기술지원 체계를 구축해 연구실에서 개발한 양자 원천기술을 실제 소자로 구현하고 산업현장에서 검증할 수 있는 ‘연구–제작–실증’의 연결고리를 마련했다. 동남권 양자센싱 클러스터에서도 양자센서 원천기술 개발뿐 아니라 소자 제작과 패키징, 성능 검증, 산업현장 실증 등 양자기술 산업화 전 과정이 유기적으로 연계될 전망이다. UNIST는 양자나노팹을 기반으로 이러한 과정을 지원하며 지역 기업·대학·연구기관과의 협력을 확대한다. 연구 인프라와 함께 전문인력 양성체계도 강화하고 있다. UNIST는 올해 양자대학원과 산학연 융합 거점인 양자융합원 ‘Uni<Q>’를 출범시켰다. 양자나노팹과 연계해 양자컴퓨팅·양자센싱·양자소부장 분야의 연구개발부터 전문인재 양성, 양자소자 제작, 기업 협력까지 이어지는 양자과학기술 생태계를 구축하고 있다. 앞으로는 클러스터 참여 대학·연구기관·기업과 연계한 전문인력 양성체계를 확대하고, 양자소부장 기술과 양자알고리즘 연구개발도 산업 수요와 연결할 계획이다. 이를 통해 ‘연구개발–소자제작–기술검증–산업실증–사업화–인재양성’으로 이어지는 전주기 양자산업 생태계를 조성한다는 목표다. 박기복 양자대학원장은 “UNIST가 보유한 양자나노팹과 양자대학원의 연구·인재 역량을 바탕으로 원천기술 연구와 산업화를 잇는 기반을 구축해 동남권 기업이 실제로 체감할 수 있는 양자기술 활용 사례를 만들어가겠다”며 “이번 클러스터가 울산과 동남권의 산업 경쟁력을 한 단계 높이는 계기가 될 수 있도록 연구기관과 기업 간 협력을 적극적으로 확대하겠다”고 밝혔다. 김제형 교수는 “양자센싱은 기존 측정기술의 한계를 넘어 산업현장에서 지금까지 얻기 어려웠던 정보를 확보할 수 있게 하는 기술”이라며 “UNIST의 원천연구 역량을 울산의 제조산업과 연결해 양자기술이 연구실을 넘어 산업 경쟁력으로 이어지는 모델을 만드는 데 힘쓰겠다”고 말했다. UNIST는 이번 국가 양자클러스터 지정을 계기로 울산을 비롯한 동남권을 양자센싱 연구와 양자소자 제작, 산업 실증이 긴밀하게 연결되는 국가 양자산업 거점으로 육성하는 데 힘을 보탤 계획이다.

UNIST가 컴퓨터 보안 분야 최고 권위 학회인 유즈닉스 시큐리티(USENIX Security)에서 인터넷 디펜스 프라이즈(Internet Defense Prize)를 수상했다. 글로벌 기업 메타(Meta)가 후원하는 우수 논문상으로, 올해는 단 3편만이 수상의 영예를 안았다. 2014년 이 상이 제정된 이후 국내 기관에서 수상작을 배출한 것은 최초다. UNIST는 컴퓨터공학과 위성일 교수팀의 웹 브라우저 보안 취약점을 찾아내는 기술을 다룬 논문이 ‘제35회 유즈닉스 시큐리티 심포지엄’에서 ‘인터넷 디펜스 프라이즈’ 수상작으로 선정됐다고 17일 밝혔다. 유즈닉스 시큐리티는 미국 비영리 학술단체 유즈닉스 협회(USENIX Association)가 주최하는 컴퓨터 보안 분야 최우수 국제학술대회다. 올해는 총 3,028편의 논문이 제출돼 362편만 채택됐으며, 채택률은 약 12%에 불과하다. 컴퓨터 분야 주요 국제학회의 채택률이 통상 20% 안팎인 점을 고려해도 낮은 수준이다. 학회는 지난 2014년부터 메타의 재원 지원을 받아 이 상을 수여하고 있다. 실제 인터넷 보안과 방어에 기여할 수 있는 기술인지, 작동 가능한 시제품을 제시했는지 등을 중점적으로 평가한다. 올해는 362편 가운데 단 3편을 선정했다. 연구팀이 논문에서 제시한 브라우저 보안 점검 기술인 ‘BUIzz’도 이 부분에서 높은 평가를 받았다. 링크를 새 탭이나 분할화면으로 열고, 주소창으로 끌어다 놓거나 닫은 탭을 다시 여는 등의 브라우저 UI 인터렉션 과정에서 보안정책이 오작동 하는 결함을 자동으로 찾아내는 기술이다. 이러한 결함이 발생하면 외부 사이트에 전송돼서는 안 되는 로그인 쿠키가 넘어가거나, 차단돼야 할 악성 스크립트가 실행될 수 있다. 사용자의 계정 정보 탈취, 키보드 입력값 유출, 방문 기록 조작, 웹사이트 변조 등 심각한 피해가 발생할 수 있는 것이다. 연구팀은 실제 BUIzz를 이용해 크롬, 파이어폭스, 엣지 등 6개 주요 브라우저에서 보안 버그 35개와 기능 오류 3개를 발견하고, 이 취약점을 해당 업체에 신고해 지난해 총 1만 4,700달러(약 2,100만 원)의 포상금을 받은 바 있다. 위 교수와 논문의 제1저자인 정민기 학생은 이 포상금 가운데 1,000만 원을 지난해 컴퓨터공학과 발전기금으로 기부했다. 이번 수상으로 연구팀은 2만 5,000달러(약 3,500만 원)의 연구지원금(Gift Award)을 받게 된다. 이번 연구는 학술적 가치도 인정받았다. 학술적인 참신성, 학계에서 파급력 등을 평가해 최우수 논문을 뽑은 ‘디스팅귀시드 페이퍼 어워드(Distinguished Paper Award)’에서도 ‘우수 논문(runners-up)’으로 뽑힌 것이다. 정민기 석사과정생은 “기존 웹 브라우저 보안 연구가 주로 웹페이지 내부에서 일어나는 문제를 분석한 것과 달리, 탭을 열고 닫거나 링크를 다른 창으로 옮기는 등 사용자가 브라우저를 실제로 사용하는 과정의 보안 취약점을 파고들었다는 점에서 좋은 평가를 받은 것 같다”고 설명했다. 연구 결과는 지난 12일부터 14일까지 미국 볼티모어에서 열린 제35회 유즈닉스 시큐리티 심포지엄에서 발표됐다. 위성일 교수는 “보안 연구의 가치는 논문에 머무르지 않고 현실의 문제를 해결하는 데 있다고 생각한다”며 “앞으로도 웹 브라우저와 인공지능에서 발생할 수 있는 보안·안전성 문제를 실질적으로 해결하는 연구를 이어가겠다”고 말했다. 이번 연구는 컴퓨터공학과 김미정 교수, 김동규 석박사통합과정생과 함께했으며, 과학기술정보통신부 재원으로 한국연구재단(NRF)의 중견연구사업과 우수신진연구사업, 정보통신기획평가원(IITP)의 지역지능화혁신인재양성사업, 취약점대응사업의 지원을 받아 수행됐다. (끝)

* 본 보도자료는 한국표준과학연구원(KIRSS) 주관으로 작성 되었습니다. (바로가기) 유니스트와 한국표준과학연구원이 단 한 대의 지진계 신호만으로 원전 내부 여러 위치의 흔들림을 실시간 예측하고, 위험 가능성을 정량화해 점검 우선순위 선정을 가능하게 하는 딥러닝 기술을 개발했다. 특히 구조물의 진동 특성에 맞춰 인공지능(AI) 모델을 유연하게 설계할 수 있어, 향후 반도체 공장 및 데이터센터 등 주요 산업시설에도 폭넓게 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 지난 2016년 규모 5.8의 경주지진 당시 월성원전 1~4호기는 80여 일간 성능시험과 정밀점검을 거쳐 재가동됐다. 또한, 지난 7월 일본 구마모토 강진 때도 TSMC 구마모토 1공장이 가동을 일시 중단한 뒤 장비 점검과 조정을 거쳐 단계적으로 정상화했다. 이처럼 지진 후 큰 피해가 없더라도 안전을 확인하는 과정에서 가동 중단이 길어질 수 있으며, 이는 상당한 시간과 경제적 부담으로 이어진다. 문제는 지진 직후 어디를 먼저 확인해야 할지 판단할 데이터가 충분하지 않다는 점이다. 모든 주요 설비 위치에 센서를 설치하면 각 지점의 진동을 빠르게 파악할 수 있지만, 원전은 케이블 배선과 인허가, 방사선 구역 내 유지보수 등의 제약이 있어 이는 현실적으로 불가능하다. 대안으로 전산 해석을 통해 센서가 없는 곳의 진동을 계산할 수도 있지만 수시간에서 수일이 소요되어 신속한 대응에 한계가 있었다. 이를 해결하기 위해 연구진은 단 한 대의 지진계에서 측정한 지진파 신호를 AI가 분석해, 센서가 없는 원전 내부 139개 지점의 진동응답을 실시간으로 추론하는 가상센싱 기술을 개발했다. 모든 위치에 센서를 설치하지 않고도 지진의 영향을 크게 받은 곳을 신속하게 좁힐 수 있으며, 학습에 사용하지 않은 실제 지진 기록에서도 우수한 예측 성능을 확인했다. 여기에 구조물 특성 등에 따른 불확실성까지 반영해 각 위치의 진동응답이 사전에 정한 위험 기준을 넘어설 가능성을 0~100%로 정량화했다. 단순히 ‘안전·위험’을 이분법적으로 구분하는 것을 넘어, 위험 가능성이 높은 곳부터 순서를 매겨 전문가가 신속하게 점검 우선순위를 판단할 수 있도록 돕는다. 또한, AI 설계의 효율성과 범용성도 대폭 높였다. 연구진은 구조물의 고유진동수를 바탕으로 최적의 AI 구조를 도출하는 설계식을 개발해, 여러 모델을 반복적으로 설계·비교하던 시행착오를 줄였다. 이렇게 설계된 AI 모델은 파라미터 수 기준으로 200배 이상 큰 최신 딥러닝 모델과 동등한 수준의 정확도를 보이면서도, 계산 부담을 대폭 낮춰 제한된 환경에서도 활용 가능성을 높였다. 원전뿐 아니라 반도체 공장, 데이터센터, 플랜트 등 다양한 산업시설로 기술을 확장할 수 있는 가능성을 마련했다. KRISS 이재범 선임연구원은 “이번 연구는 지진응답 예측 결과의 불확실성까지 정량화해 전문가가 우선 점검 대상을 판단할 수 있도록 한 것이 핵심”이라며, “안전 분야 AI는 정확한 예측뿐 아니라 판단의 한계를 인식하는 것이 중요하며, 이를 바탕으로 불확실한 상황을 알려 사람의 추가 판단을 돕는 신뢰할 수 있는 AI 기술을 개발하겠다”고 밝혔다. 이번 성과는 한국연구재단 개인기초사업과 한국표준과학연구원 기본사업 등의 지원을 받아 KRISS 이재범 선임연구원과 울산과학기술원(UNIST) 이영주 교수 연구팀(제1저자: 이진구 학생연구원)이 공동으로 수행했다. 관련 결과는 토목공학 분야 상위 1.4% 국제저널인 Reliability Engineering & System Safety(IF: 13.7)을 비롯해 총 3편의 논문으로 발표됐다.

고단백 차세대 식품 원료인 스피루리나의 다양한 기후에서도 키울 수 있도록 배양 조건을 자동으로 조절하는 인공지능(AI) 알고리즘이 나왔다. UNIST 탄소중립대학원 임한권 교수팀은 인도네시아대학교(University of Indonesia) 리에즈카 안디카(Riezqa Andika) 교수팀과 함께 다중 에이전트 강화학습 기반의 스피루리나 배양 AI 제어 알고리즘을 개발했다고 13일 밝혔다. 스피루리나는 단백질 함량이 60%에 이르고 필수아미노산, 비타민, 무기질도 풍부한 미세조류다. 농경지가 아닌 배양시설에서도 빠르게 자랄 수 있어 건강식품과 대체 단백질 원료로 주목받지만, 채산성을 맞추기는 까다롭다. 생산량을 늘리면서 조명과 냉난방에 쓰는 에너지를 줄여야 하는데, 지역과 계절에 따라 기온과 햇빛의 양이 크게 달라지는 데다, 빛과 온도, 영양분, 이산화탄소, 산성도 같은 생육 조건도 서로 영향을 주기 때문이다. 이산화탄소를 많이 공급하면 성장은 빨라질 수 있지만 배양액이 산성화돼 스피루리나의 광합성과 생장이 저해될 수 있고, 인공조명을 강하게 켜면 광합성에는 도움이 되지만 전력 사용량이 늘어나는 것이다. 연구팀이 개발한 알고리즘은 빛과 온도, 영양분, 이산화탄소, 산성도를 각각 담당하는 5개의 AI가 배양 상태와 기후에 맞춰 조명 밝기와 냉난방 출력, 각 물질의 투입량을 조절해 스피루리나의 생장은 높이고 에너지 사용량을 줄일 수 있다. 연구팀은 먼저 빛과 온도, 산성도, 영양분, 이산화탄소·산소 농도, 스피루리나 양 등 7가지 조건에 따라 생장과 배양 상태가 어떻게 달라지는지를 계산하는 가상의 배양 환경을 만든 뒤, 5개의 AI를 강화학습시켜 이 알고리즘을 만들었다. 강화학습은 AI가 각 선택의 결과에 따라 점수를 받으며 더 나은 방법을 익히는 학습 방식으로, 스피루리나는 잘 자라고 에너지는 적게 쓸수록 높은 점수를 주는 식이다. 온도가 기준보다 낮으면 히터를 최대 출력으로 켠다는 식의 미리 정해진 기준을 따르는 기존 방식과 달리, 여러 조건이 서로 영향을 주고 조절 효과가 시간차를 두고 나타나는 복잡한 상황에서도 배양 상태에 맞춰 각 조건의 조절량을 유연하게 결정할 수 있게 된다. 서로 다른 기후를 대표하는 8개 도시의 사계절 기상자료를 입력해 알고리즘을 평가해본 결과, AI 제어 방식으로 스피루리나 농도가 연구에서 가정한 수확 기준에 기존 방식보다 59시간 먼저 도달할 수 있었다. 건조 스피루리나 1㎏을 생산하는 데 필요한 에너지는 평균 14% 줄었으며, 계절별 기온 변화가 큰 울산에서는 최대 20%, 베이징에서는 21% 절감됐다. 이산화탄소 흡수량은 평균 78% 늘었고, 투입한 이산화탄소가 실제 스피루리나에 흡수된 비율도 44%에서 49%로 높아졌다. 제1저자 아흐마드 샤우키(Ahmad Syauqi) 연구원은 “AI로 미세조류를 더 빨리 키우는 데서 나아가, 기후가 달라도 에너지는 덜 쓰고 이산화탄소는 더 흡수하도록 배양함으로써 생산성과 지속 가능성을 함께 높이는 제어법을 마련했다는 데 의미가 있다”고 설명했다. 임한권 교수는 “현재는 가상환경에서 성능을 확인한 단계인 만큼, 앞으로 센서와 제어장치를 갖춘 실제 배양시설에서 검증해 농수산업 현장에서도 쓸 수 있는 기술로 발전시킬 계획”이라고 말했다. 본 연구는 UNIST 탄소중립융합원연구사업, 한국연구재단 및 과학기술정보통신부 지원으로 수행됐으며, 연구 결과는 농업공학 분야 최상위 국제학술지인 '바이오 리소스 테크놀로지(Bioresource Technology)'에 6월 19일 온라인 공개됐다.

UNIST가 혈액 속 암 전이 촉진 물질을 걸러내 대장암 전이를 억제하는 치료기술 개발에 나선다. 종양을 직접 공격하는 기존 치료법에 더해 암이 퍼질 길목까지 차단하는 전략이다. UNIST ‘항종양 혈액정화기술 연구단’이 보건복지부·한국보건산업진흥원 K-헬스미래추진단이 전담하는 한국형 ARPA-H 프로젝트에 선정됐다. 한국형 ARPA-H는 기존 방식으로 해결하기 어려운 보건의료 난제를 대상으로 고위험·고혁신 연구개발을 지원하는 국가 연구개발 사업이다. 연구단은 ‘암 관리를 위한 혈액정화 기술 개발’ 과제를 수행한다. 바이오메디컬공학과 강주헌 교수가 총괄연구책임자를 맡고 주진명, 이세민 교수가 참여한다. 연구는 약 4년 반 동안 진행되며, 정부지원금 약 80억 원이 투입된다. 대장암은 다른 장기로 전이되면 치료가 어려워지고 생존율도 크게 낮아진다. 현재 치료는 원발 종양을 제거하거나 이미 퍼진 암세포를 공격하는 데 집중돼 있다. 암세포가 이동해 다른 장기에 자리를 잡는 과정을 미리 차단할 방법은 아직 부족하다. 연구단은 이 빈틈을 ‘체외 혈액정화’로 공략한다. 환자의 혈액을 몸 밖으로 순환시키면서 전이를 촉진하는 물질과 신호를 골라 제거한 뒤, 정화된 혈액을 다시 체내로 돌려보내는 개념이다. 암세포가 다른 장기에 뿌리내리기 좋은 환경이 만들어지기 전에 전이의 연결고리를 끊는 것이 핵심이다. 이번 연구의 출발점은 패혈증 치료를 위해 개발해 온 혈액정화 기술이다. 강 교수 연구팀은 혈액 속 병원체와 염증성 물질을 선택적으로 제거하는 기술을 개발해 왔다. 전임상 대동물 패혈증 모델에서 유효성도 검증했다. 이번 과제에서는 이 기술을 감염질환에서 암으로 확장한다. 수술 후 재발 위험이 높거나 전이 가능성이 큰 대장암 환자에게 적용할 수 있는 치료법으로 발전시킬 계획이다. 기존 항암 치료와 병행했을 때 새로운 전이와 이미 퍼진 암의 추가 성장을 억제할 수 있는지도 확인한다. 연구단은 대장암을 시작으로 여러 전이성 암에 적용할 수 있는 혈액정화 의료기기 플랫폼을 구축할 예정이다. 최종 목표는 탐색 임상 진입이다. 공동·위탁연구기관으로 참여하는 연세대학교 의과대학과 분당서울대학교병원은 암 전이 기전과 임상 적용 연구를 맡는다. ㈜아트블러드와 ㈜세비카는 혈액정화 의료기기 생산을 담당한다. ㈜에버트라이는 임상연구 계획 수립과 인허가를, 한국화학융합시험연구원은 의료기기의 안전·성능 평가를 지원한다. 강주헌 교수는 “암 환자의 혈액은 암세포의 이동 통로일 뿐 아니라 전이를 촉진하는 다양한 물질이 오가는 공간”이라며 “혈액을 정화해 암 전이의 연결고리를 끊는 새로운 치료 개념을 확립하고자 한다”고 말했다. 이어 “대장암에서 효과를 입증한 뒤 여러 전이성 암으로 적용 범위를 넓혀서 연구 개발에서 끝나는 것이 아니라 최종 단계에서 환자에게 적용할 수 있는 혈액정화 의료기기로 발전시키는 것이 목표”라고 밝혔다.