연구주제

의견요청서 공개 및 의견 접수 중: ~ 11.27.(수) 17시 까지

ALTER 주제는 “제3의 자성"이라 일컬어지는 교자성(altermagnet)에 대한 학술적 관심의 차원을 넘어, 반도체를 비롯한 ICT 기술에 혁신을 가져올 수 있는 잠재력이 매우 큰 기술이 될 것을 기대하고 기획하였습니다. 교자성 연구가 실제 활용 가치가 높은 응용 기술로 이어지기 위해서는 고품질의 박막 성장, 자화 특성 제어, 소자 제조 등 다양한 기술적 장애물들이 존재합니다. 우리나라가 보유한 반도체 분야 연구 역량과 산업기술을 접목한다면, 교자성을 이용한 혁신 기술을 선제적으로 확보할 수 있을 것으로 기대합니다.

SPEAR 주제는 “절대 보안이 가능한 통신기술로 주목받는 양자통신기술에서 여전히 보안의 허점이 존재할 수밖에 없는 확률적 단일 광자 확률적 단일 광자를 사용하고 있다”는 문제 인식에서 기획을 시작하였으며, 그간 확정적 단일 광자 생성을 위한 연구개발에서 극복하지 못했던 기술 한계(상온동작, 광통신파장, 시공간 확정성)들을 분석하고, 이를 모두 해결할 수 있는 혁신 기술을 세계 최초로 이루어 내겠다는 의지로 과제를 진행합니다.

ILUCO 주제는 지난 세기부터 세계적으로 무분별하게 사용되어 온 과불화 화합물(PFAS)에 대한 본격적인 규제가 시작되는 현 시점에서, 산업적 파급효과가 막대한 고체윤활재에 포함되는 PFAS물질을 대체할 소재를 개발하는 목적으로 기획되었습니다. 테프론 함유 고체윤활코팅재를 대체할 수 있는 환경·생체친화적 F-free 고체윤활코팅 소재를 개발하고, 소재 합성과 코팅 공정에 있어 실용적 가치를 확보하는 기술을 개발합니다.

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이 프로젝트는 “태양광을 받아서 자라는 육상·해양 식물자원, 생태계 순환과정을 구성하는 생물(Bio)의 총 덩어리(Mass), 바이오매스가 없어도 지속 가능한 Biorefinery 원료를 효율적으로 생산할 수 있을까?”라는 한계 도전적 문제 인식에서 출발합니다. 이 문제의 해결을 통해 지역적 한계를 극복하고, 필요 현장에서 바로 생산 가능하며, 근본적으로 지구환경 및 농업적 기반이나 경쟁력이 부족한 우리나라도 Biorefinery 업스트림 원료를 안정적으로 확보할 수 있기를 기대합니다.

MinergyCOP 연구 과제의 가장 중요한 목표는 “최소 에너지를 이용하는 해수 중 이산화탄소 제거(Removal of Carbon Dioxide from Seawater) 시스템 설계 및 구현”입니다. 대기보다 수십 배 이상 이산화탄소가 용존된 해양을 대상으로 최소의 에너지 비용으로 해양에 녹아있는 이산화탄소를 안정적으로 제거함으로써, 탄소 순환 (대기-->해양) 속도가 증가하여 대기 중 이산화탄소 농도 변화 속도가 감소할 수 있기를 기대합니다.

Big Data를 활용하는 종전 Data-driven Machine Learning은 유효한 데이터가 충분히 제공되어야 신뢰할 수 있는 예측 결과를 제공합니다. CLIMECAST 연구에서는 유효 데이터가 부족해도 물리 지식의 확장을 통해 보완하여 학습하는 과학적 기계학습(SciML, Scientific Machine Learning) 기법을 개발하고, 이를 통해 지금까지는 예측하기 어려웠던 극단적 폭우와 폭염을 예측함으로서 안전한 사회를 이루는 데 기여하고자 합니다.

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HERO 프로그램은 “나도 인식하지 못하는 나의 질병을 나도 모르게 알아서 진단, 예방, 제어할 수 있을까?”라는 한계도전적 문제를 제시하며, 그 해결 방법을 디지털 바이오마커를 통한 무자각, 자율 진단 및 제어 기술 개발을 통해 얻고자 합니다. 당뇨, 우울장애, 불안장애, 중독과 같은 질환의 발병 기전과 효과적 치료 방법이 유전적 요인 이외 행동, 습관, 사회, 환경 등의 비유전적 요인과 밀접한 관련이 있다는 사실에 주목하며, 그 핵심 역할을 하는 새로운 디지털 바이오마커 발굴을 목표로 합니다. 당뇨의 경우 혈당 또는 HbA1C 대체 수준의 새로운 디지털 바이오마커의 발굴, 정신질환의 경우 조기 감지하고 제어할 수 있는 DSM-5 대체 수준의 새로운 멀티 디지털 바이오마커 발굴 및 검증이 궁극적 목표입니다.

HERO 프로그램이 성공적으로 실현된다면, “아프다”, “병에 걸렸다”라는 말의 정의가 바뀌게 될 것으로 기대합니다. 즉, 나의 건강에 이상이 생기기 시작하는, 내가 느낄 수조차 없는 시점에 몸의 이상이나 병의 침투를 감지할 수 있게 되며, 내가 느끼지도 못한 상태에서 문제를 해결해 줄 수 있게 됩니다

우리의 기억은 배우고, 성장하고, 주변을 이해하며, 관계를 형성하고, 삶을 지속하는 인간 기능의 근본적인 부분임에도 기억의 실체는 아직 미스터리로 남아있습니다. 본 MOM 프로그램에서는 우리의 기억을 외부에 저장하고 저장된 기억을 재생할 수 있을까? 라는 근본적 문제를 제시하며 기존의 연구 방식인 ‘이해탐구 후 적용’ 방식의 기초 연구에 치중하지 않고 개념검증(POC)에 초점을 두는, 즉, ‘선 적용 후 이해’ 방식의 도전적 연구개발 패러다임을 적용하여 현재 기술과 지식을 바탕으로 그 한계를 넘어서는 혁신적 시도를 하고자 합니다.

MOM 프로그램의 목표는 기억에 대한 이해를 높이는 목적을 넘어 현재 이해 수준과 지식을 바탕으로 기억의 데이터화, 이동, 저장, 재인식이 어디까지 가능한지에 대한 시도와 그 결과를 가시적으로 보여주는 것 입니다.