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RISE 사업으로 지역 제조 혁신 이끌 미래 인재 양성... 학부-대학원 융합 연구 결실

RISE 사업으로 지역 제조 혁신 이끌 미래 인재 양성... 학부-대학원 융합 연구 결실 - 캡스톤디자인 연계로 기업 난제 해결, 학부생 참여 논문 세계적 권위지 게재 - ‘설명하는 AI’ 기술 개발로 지산학 협력 모델의 새로운 이정표 제시 ▲ (왼쪽부터) 교신저자 스마트팩토리융합학과 정종필 교수, 제1저자 하태원 석사과정, 황채선 학부생 스마트팩토리융합학과 정종필 교수 연구팀이 지역 혁신 중심 대학지원체계(RISE) 사업의 일환으로 수행된 융합 연구를 통해, 산업 현장의 제조 결함을 자연어로 설명하는 차세대 멀티모달 인공지능(AI) 기술을 개발했다. 이번 성과는 단순한 기술 개발을 넘어, 학부생과 대학원생이 머리를 맞대어 지역 기업의 실제 고민을 해결한 교육적 혁신 사례로 주목받고 있다. 이번 연구는 ‘2025 스마트팩토리 캡스톤디자인’ 수업에서 시작되었다. 캡스톤디자인이란 학생들이 배운 이론을 바탕으로 실제 산업 현장의 문제를 해결하는 작품을 기획·제작하는 실무형 교육 과정이다. 정종필 교수의 지도 아래 하태원 석사과정생과 황채선 학부생은 팀을 이루어, 대학원과 학부의 경계를 허문 긴밀한 협력을 진행했다. 이는 성균관대학교가 지향하는 ‘지산학(지자체·산업체·대학) 협력’의 대표적인 성공 모델로 평가받는다. ▲ CLIP 기반 멀티모달 학습과 합성 이상 생성 기법을 결합한 실시간 표면 결함 탐지 및 분류 프레임워크 개요 연구팀이 개발한 ‘CLIP-MDC(CLIP Encoder Based Multimodal Defect Classification)’ 기술은 공장에서 제품 표면의 흠집이나 불량을 찾아내는 인공지능이다. 기존 AI는 결함의 위치만 단순히 표시했다면, 이번 기술은 시각 정보와 언어 정보를 동시에 이해하는 ‘멀티모달’ 방식을 도입했다. 이를 통해 AI가 “어떤 부품의 어느 위치에 어떤 종류의 결함이 왜 발생했는지”를 마치 사람처럼 자연스러운 문장으로 설명해 준다. 이는 중고등학생들도 이해하기 쉬운 ‘설명 가능한 AI(XAI)’ 기술의 핵심이라 할 수 있다. 특히 이번 연구는 실제 제조 환경에서 결함 데이터가 부족해 AI 학습이 어렵다는 현장의 목소리를 반영했다. 연구팀은 가상의 결함 데이터를 생성해 학습시키는 혁신적인 기법을 적용해 98% 이상의 높은 정확도와 실시간 처리 속도를 확보했다. 이를 통해 현장 작업자들은 복잡한 수치 대신 AI의 직관적인 설명을 듣고 즉각적인 조치를 취할 수 있게 되었다. 정종필 교수는 “이번 성과는 학부생들이 직접 기업의 수요를 분석하고 대학원생 선배들과 협업하며 얻어낸 값진 교육적 결실”이라며, “앞으로도 RISE 사업을 통해 지역 제조 산업의 디지털 전환을 이끌 인재를 양성하고, 현장에서 즉각 활용 가능한 기술을 지속적으로 개발하겠다”고 강조했다. 이번 연구는 정보통신기획평가원(IITP) ICT명품인재양성사업의 지원으로 수행되었으며, 제조 및 AI 분야의 세계적 권위지인 ‘Journal of Intelligent Manufacturing’에 1월 17일자로 게재되어 그 학술적 가치와 실용성을 동시에 인정받았다.

2026-01-22

시스템경영공학과 안소연 학우, 인공지능기반 가스터빈 고장진단 기술을 주제로 SCI 저널에 논문 게재

시스템경영공학과 안소연 학우, 인공지능기반 가스터빈 고장진단 기술을 주제로 SCI 저널에 논문 게재 ▲(왼쪽부터) 시스템경영공학과 안소연 학우, 산업공학과 권대일 교수 시스템경영공학과 안소연 학우가 제1저자로 작성한 논문 ‘Gas Turbine Fault Diagnosis Based on Sliding Radar Chart’이 SCI Q1 저널인 International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology에 게재되었다. 본 논문은 산업공학과 권대일 교수의 지도로 2025 팀연구프로젝트를 통해 작성되었다. 발전소에서 전기를 생산하는 데 핵심적인 역할을 하는 가스터빈의 이상을 제때 발견하지 못할 경우, 이는 발전 중단으로 인한 막대한 경제적 손실로 이어질 수 있다. 따라서 가스터빈의 상태를 파악하고 이상을 탐지할 수 있는 고장진단 기술의 중요성이 강조되고 있다. 인공지능 기반 가스터빈 고장진단을 위해서는 가스터빈의 운전 상태를 모니터링하기 위해 설치된 각종 센서 데이터로 모델을 학습시켜야 한다. 그러나 발전소마다 설치된 센서의 종류와 구성, 수집 환경이 서로 달라, 하나의 방법론을 여러 발전소에 적용하는 데에는 어려움이 있었다. 안소연 학우의 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해, 대부분의 발전소에 공통적으로 설치된 BPT(Blade Path Temperature) 센서에 주목하였다. BPT 센서는 연소 이후의 온도를 측정하기 위해 연소기 출구의 원주를 따라 여러 개가 배치된 센서로, 정상 운전 시에는 센서 간 온도 분포가 균형을 이루지만 고장이 발생하면 일부 센서의 온도가 급격히 변화하며 균형이 깨지는 특성을 갖는다. 본 연구에서는 이러한 특성을 고장진단에 효과적으로 활용하기 위해, BPT 센서 데이터를 균형이 잘 드러나는 레이더 차트 이미지로 변환하고, 시간에 따른 급격한 변화도 포착할 수 있도록 일정 시간 동안의 레이더 차트를 겹쳐 구성하는 SRC(Sliding Radar Chart) 방식을 제안했다. SRC 방식으로 전처리된 데이터를 인공지능 모델에 학습시킨 결과, 서로 다른 발전소에서 수집된 실제 데이터를 활용한 검증에서 기존 방법 대비 우수한 고장진단 성능이 확인되었다. 안소연 학우는 “학부연구생으로서 연구를 진행하며 실제 산업 현장에서 수집된 데이터를 분석하고, 도메인 지식을 반영한 모델을 설계하는 과정은 학부 수업만으로는 접하기 어려운 좋은 경험이었다”며 “이러한 경험이 논문 게재라는 성과로 이어져 뜻깊게 생각한다”고 소감을 밝혔다. 이어 “향후에도 신뢰성 및 PHM(Prognostics and Health Management) 분야에 대한 관심을 바탕으로 연구를 이어나가고 싶다”고 덧붙였다. 안소연 학우는 오는 3월 본교 대학원 산업공학과에 진학하여 인공지능 고장진단 연구실(지도교수 권대일)에서 학업을 이어갈 예정이다. ▲발전소 가스터빈의 BPT 센서 배치 및 정상/비정상 운전 중 SRC 이미지

2026-01-20

반지 끼면 손끝으로 가상 물체의 힘 느낀다

반지 끼면 손끝으로 가상 물체의 힘 느낀다 - 18g 링으로 손가락에 최대 6.5N의 힘 피드백 전달 - 신소재공학부 김선국 교수 연구팀이 스위스 로잔공대(EPFL)와 공동으로 레이저 가공 기반의 3축 힘 센서를 개발, 이 기술을 반지 형태의 초경량 웨어러블 햅틱* 장치 ‘오리링(OriRing)’에 적용해 손가락 단위의 정밀한 촉각 피드백 구현에 성공했다. * 햅틱(Haptic): 진동, 압력, 촉감을 통해 사용자에게 물리적 피드백을 전달하는 기술 웨어러블 햅틱 장치는 최근 피지컬AI*와 결합해 가상 세계의 감각을 현실로 전달하거나 신체 기능을 보조하는 용도로 활용도가 점점 높아지는 기술이다. 기존의 햅틱 장치는 진동이나 열과 같은 피부 자극 방식에 의존해 실제 물체의 힘과 질감을 사실적으로 전달하기는 어려웠다. 관절 수준에서 힘을 직접 전달하는 햅틱 장치의 경우, 구조적으로 무겁고 부피가 커 착용성이 떨어지는 문제를 안고 있다. 이에 따라 착용성이 좋으면서 현실감 있는 햅틱 피드백 구현을 위한 연구 필요성이 커지고 있다. * 피지컬AI: 생성형 AI와 달리 몸체를 가진 인공지능으로 센서를 통해 현실을 인지하고 물리적으로 행동한다. ▲ 햅틱 오리링(OriRing)의 양방향 피드백 및 오리링(OriRing)과 3축 힘 센서(Three-axis force-sensing skin)의 구조도 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 사용자의 손동작으로 발생하는 다축 힘을 정밀하게 감지하는 3축 힘 센서를 개발하고, 이를 초경량 웨어러블 햅틱 장치 오리링(OriRing)으로 구현해 냈다. 먼저 3축 힘 센서 개발은 레이저 가공으로 폴리머* 표면에 서로 다른 높이의 미세 피라미드 구조를 형성해, 힘의 방향과 크기에 따라 전기 신호가 명확히 구분되도록 했다. 2×2 픽셀 구조로 설계된 센서는 하나의 유닛만으로도 수직 방향 힘과 수평 방향 힘을 동시에 측정할 수 있어, 얇고 유연한 센서임에도 3축 힘 감지가 가능한 게 차별화된 핵심 기술이다. 해당 센서를 적용한 오리링은 구동부를 제외한 무게가 약 18g에 불과함에도 최대 6.5N의 힘 피드백**을 제공해 소형 웨어러블 장치로서는 매우 높은 힘 대비 무게 성능을 구현했다. 또한 연구팀은 실제 오리링을 착용한 사용자의 손가락 움직임에 따라 가상 물체의 크기와 강성이 촉각 피드백으로 즉각 전달되는 것을 확인하고, 손가락 동작만으로 가상 물체의 물리적 특성을 실시간으로 변화시키는 등 새로운 상호작용 방식도 제시했다. * 폴리머(Polymer, 고분자): 웨어러블 햅틱 장치에서 유연성, 신축성, 그리고 생체 적합성을 부여하는 핵심 소재 ** 6.5N의 힘 피드백: 질량 약 663g인 물체를 들어 올리는 힘 김선국 교수는 “오리링은 액세서리 수준의 착용성을 유지하면서도 기존 장갑형 햅틱 기기보다 뛰어난 힘 대비 무게 성능을 달성했다”며, “가상현실과 게임은 물론 재활·의료, 원격 로봇 조작 등 다양한 분야로의 확장이 기대된다”고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 브레인링크사업, 나노미래소재원천기술개발사업의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 성과는 국제학술지 네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)에 지난해 12월 18일 온라인 게재되었다.

2026-01-13

해조류 바이오매스생산 연구개발 및 외해양식 테스트베드 구축 협력 MOU 체결

성균관대-완도군, 해조류 바이오매스생산 연구개발 및 외해양식 테스트베드 구축 협력 MOU 체결 - 해조류바이오매스생산연구단, 청산도 인근에 시험양식장 구축... 블루카본 산정 방법론 마련 박차 해조류바이오매스생산연구단(연구단장 윤환수)과 완도군(군수 신우철)이 해양수산 연구개발 추진과 해조류 외해 양식 테스트베드 구축 및 운영 등을 위한 업무협약(MOU)을 2026년 1월 6일 체결했다. 해조류바이오매스생산연구단은 해양수산부가 주관하는 ‘한-미 공동 해조류 바이오매스 생산 시스템 기술개발’ 사업의 일환으로 운영되는 연구단이다. 해당 사업은 해양생태계를 활용해 이산화탄소를 흡수·저장하는 블루카본의 과학적 활용과 산업화를 통해 탄소중립 실현 기반을 마련하고자 하는 5개년 대형 사업으로, 성균관대학교를 비롯한 국내 30여 개 기관이 참여하며 총사업비는 410억 원에 달한다. 연구단은 해조류 양식 인프라가 발달한 완도 청산도 인근 지역에 외해양식 시험양식지를 구축하고, 시험양식지 구축 및 운영 관련 상호협력을 강화하기로 합의했다. 이번 협약은 시험양식지 구축을 원활히 추진하기 위한 실무 협력체계를 명확히 하고, 연구개발 성과가 지역 기반 산업 생태계(생산–전처리–소재화–유통)로 확산되도록 행정·기술·사업화 협력을 통합한다데 큰 의미가 있다. 연구단의 주요 목표는 ▲신규 탄소흡수원 발굴: 해조류 바이오매스를 활용한 신규 탄소흡수원 발굴과 환경 안정성 관리 방안 및 표준 모형 개발 ▲산업화 및 비즈니스 모델 개발: 해조류 활용 산업 연료 생산과 고부가가치 바이오매스 기반 비즈니스 모델 확립 ▲양식기술 현대화: 디지털·분자육종 및 바이오스티뮬런트 기술을 적용한 해조류 양식기술 고도화와 외해양식 적합 품종 선별·개량 ▲스마트 외해양식 인프라 구축: 원거리 해상에서도 전력·통신이 가능한 스마트 외해양식 운영 인프라 구축과 해상 전처리 자동화 장비 기술 개발 ▲데이터베이스 구축: 외해양식을 위한 물리·생물 연동 환경 데이터베이스 구축 등이다. ▲ 청산도의 해조류 시험양식지 특히, 해조류는 2025년 10월 페루 리마에서 열린 제63차 IPCC총회에서 신규 탄소흡수원으로서 산정지침 개요 합의를 이루었으며, 연구단은 IPCC 지침을 반영한 블루카본 산정방법론 및 인증체계 초안을 마련하여 제출할 예정이다. 이를 위하여 양식장 주변 해역에서 해조류 양식이 탄소흡수에 미치는 영향을 지속적으로 모니터링할 계획이다. 해조류바이오매스생산연구단 윤환수 단장은 “완도군과의 협력을 통해 청산도 시험양식지가 잘 운영되어 우리나라 외해양식기술을 개발하고, 해조류가 블루카본으로 인증받기 위한 체계를 구축하겠다”고 포부를 밝혔다.

2026-01-07

신소재공학부 백정민 교수팀, 50nm 이하 초미세 나노플라스틱 99% 걸러내는 무전원 여과 기술 세계 최초 개발

신소재공학부 백정민 교수팀, 50nm 이하 초미세 나노플라스틱 99% 걸러내는 무전원 여과 기술 세계 최초 개발 - 전기영동-정전기적 상호작용 결합으로 상용화 가능한 고유속 여과 성공 - 마찰대전 발전기로 전력 자급자족 및 필터 재사용 가능해 경제성 극대화 ▲ (왼쪽부터) 신소재공학부 백정민 교수, 김도헌, 박지영 석박통합과정생, KIST 홍석원 박사 신소재공학부 백정민 교수 연구팀이 세계 최초로 재사용이 가능한 전기동역학적 여과 시스템을 개발하여, 상용화 수준의 높은 유속에서도 50nm(나노미터) 이하의 초미세 나노플라스틱을 99% 이상 걸러내는 데 성공했다. 최근 산업화와 팬데믹을 거치며 급증한 플라스틱 오염은 인류의 건강을 직접적으로 위협하고 있다. 특히 100nm 이하의 나노플라스틱은 머리카락 굵기의 수천 분의 일 정도로 작아 우리 몸의 생체막을 쉽게 통과하며, 면역장애나 내분비계 교란 등 심각한 질병을 유발할 수 있다. 하지만 기존의 정수 시스템은 입자가 너무 작은 나노플라스틱을 효과적으로 제거하지 못해, 생수 한 병에서도 수십만 개의 입자가 발견되는 등 기술적 한계가 지적되어 왔다. ▲ 전기동역학적 무전원 여과 시스템 개략도 및 소재별 여과 효율 백정민 교수 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 미세한 구멍이 있는 금속 필터에 전기적 성질을 부여하는 방식을 도입했다. 연구팀은 마그네슘 옥사이드(MgO)와 특수 고분자 화합물을 코팅하고 전압을 인가하여, 물속에서 음의 전기를 띠는 나노플라스틱을 자석처럼 강력하게 끌어당기는 필터 기술을 구현했다. 이를 통해 연구팀은 물이 아주 빠르게 흐르는 환경에서도 50nm 크기의 나노플라스틱을 99% 이상 완벽하게 여과하는 성과를 거두었다. 특히 이번 연구는 외부의 배터리나 전원 공급 없이도 스스로 작동할 수 있다는 점이 큰 특징이다. 연구팀은 일상적인 움직임에서 발생하는 마찰 에너지를 전기로 바꾸는 ‘마찰대전 발전기’를 시스템에 결합하여 에너지 자급자족을 실현했다. 또한, 전기장의 방향을 반대로 조절하는 방식으로 필터에 붙은 플라스틱 입자들을 떼어낼 수 있어, 20회 이상 필터를 재사용해도 성능이 그대로 유지되는 경제성까지 확보했다. 이 시스템은 수돗물이나 강물 등 실제 다양한 수질 환경에서도 일정한 성능을 유지했으며, 세계보건기구(WHO)의 음용수 기준에 부합하는 수준의 정화 능력을 보여주었다. 백정민 교수는 “본 연구는 나노플라스틱의 전기적 여과 원리를 수학적으로 명확히 규명했다는 점에서 학술적 의미가 크다”며 “앞으로 박테리아 제거 및 유용한 금속 자원을 걸러내는 기술 등 다양한 수중 정화 분야에 활용될 수 있을 것”이라고 강조했다. 이번 연구는 2025년도 12월 미래개척융합과학기술개발사업 및 과기정통부 개인기초연구사업의 지원으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료 과학 분야의 세계적 권위지인 ‘머티리얼즈 투데이(Materials Today, IF 22.0)’ 2025년 12월 온라인판에 게재되었다. 연구팀은 현재 관련 기술에 대한 국내 특허 출원을 마치고 상용화를 위한 후속 연구에 박차를 가하고 있다. ※ 논문명: High-efficiency, reusable electrokinetic filtration platform for high-flux nanoplastic sequestration and self-powered operation ※ 학술지: Materials Today (2025. 12. 게재) ※ 논문링크: https://doi.org/10.1016/j.mattod.2025.12.008

2026-01-07

안중호 교수팀, 난임 극복 위한 ‘환자 맞춤형 자궁내막 칩’ 세계 최초 개발

안중호 교수팀, 난임 극복 위한 ‘환자 맞춤형 자궁내막 칩’ 세계 최초 개발 - 환자의 자궁 세포를 3차원 칩 위에 정밀 재구성... 착상 가능성 정량적 예측 성공 - 맞춤형 치료제 선정 및 효과 모니터링 가능해져... 난임 치료의 새로운 지평 열어 ▲ (왼쪽부터) 안중호 교수, 차의과학대학교 강윤정 교수, 이가은 박사과정 학생, 이유경 차의과학대학교 박사과정 학생, 구화선 난임병원 베스트오브미여성의원 대표원장 생명물리학과 안중호 교수 연구팀이 차의과학대학교 강윤정 교수 연구팀과 공동으로, 환자의 자궁 조직을 칩 위에서 정밀하게 재현해 난임을 진단하고 맞춤형 치료법을 제시하는 ‘환자유래 자궁내막-온-어-칩(EoC)’ 플랫폼을 세계 최초로 개발했다. 이번 연구는 그동안 예측이 어려웠던 난임 및 반복착상실패 환자들에게 개인별 맞춤형 치료의 길을 열어주었다는 점에서 학계의 큰 주목을 받고 있다. 자궁내막은 수정된 배아가 자리를 잡고 건강하게 자라나는 공간으로, 특정 시기(착상 창)에 배아를 받아들일 준비가 된 최적의 상태가 되어야 한다. 이를 ‘자궁내막 수용성’이라 하는데, 기존의 진단 방식은 자궁내막의 두께를 확인하거나 혈류를 측정하는 등 제한된 정보에만 의존해왔다. 이 때문에 환자마다 각기 다른 신체적 특성을 정확히 반영하기 어렵고, 실제 착상 가능성을 예측하는 데 한계가 있었다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 환자에게서 얻은 세포를 3차원으로 쌓아 올려 실제 자궁내막과 유사한 환경을 가진 미세 칩을 제작했다. 이 칩은 환자의 자궁 내부 환경을 정밀하게 모방하여 배아가 얼마나 잘 붙을 수 있는지를 점수화(ERS2)하는 시스템을 갖추고 있다. 이를 통해 의료진은 환자가 현재 임신에 적합한 상태인지, 혹은 어떤 부분의 보완이 필요한지를 정량적인 수치로 한눈에 확인할 수 있게 되었다. 특히 이번에 개발된 플랫폼은 단순한 진단을 넘어, 환자에게 가장 잘 맞는 치료제를 찾아내는 ‘맞춤형 치료 예측’까지 가능하다는 점에서 혁신적이다. 연구팀은 플랫폼을 활용해 다양한 치료 약물의 반응을 비교한 결과, 자궁유착 환자에게 특정 약물(CXCL12)이 혈관 생성과 수용성 회복에 가장 효과적임을 밝혀냈다. 또한 실제 환자의 치료 과정을 칩 위에서 추적한 결과, 치료 전후의 착상 성공 점수가 크게 상승하는 것을 확인하며 시스템의 실효성을 입증했다. 안중호 교수는 “이번 연구는 환자의 실제 조직을 칩 위에서 정밀하게 재현함으로써 개인별 착상 가능성을 보다 정확하게 예측할 수 있는 길을 열었다는 데 의미가 있다”며 “첨단 장기 칩 기술을 연구실에만 머물게 하지 않고 실제 임상 현장에서 환자 치료에 직접 활용할 수 있는 모델로 구현한 첫 사례로, 난임 치료의 성공률을 높이는 데 기여할 것”이라고 밝혔다. 이번 연구 성과는 세계적인 과학 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 15.7)’에 지난 11월 25일 게재되었으며, 한국연구재단과 보건복지부의 연구지원사업을 통해 수행되었다. ※ 논문명: Microengineered patient-derived endometrium-on-a-chip for the evaluation of endometrial receptivity and personalised translational medicine ※ 학술지: Nature communications ※ 논문 링크: https://doi.org/10.1038/s41467-025-65406-7

2026-01-06

소비자학과 고형진 교수 연구실, ‘보이스피싱 탐지 AI’로 금융위 D-테스트베드 ‘금융보안원장상’ 수상

소비자학과 고형진 교수 연구실, ‘보이스피싱 탐지 AI’로 금융위 D-테스트베드 ‘금융보안원장상’ 수상 ▲ (왼쪽부터) 노승준 학부연구생, 문수정 석사과정생, 지도교수 소비자학과 고형진 교수 소비자학과 고형진 교수 연구실 소속 노승준 학부연구생(인공지능융합전공), 문수정 석사과정생(소비자학과)이 금융위원회와 한국핀테크지원센터가 주관한 '2025년 D-테스트베드' 사업에서 탁월한 성과를 거두어 우수상인 ‘금융보안원장상’을 수상했다. 이번 대회는 금융 분야의 혁신적 아이디어를 실제 사업화·정책 적용 전에 검증할 수 있도록 양질의 금융 데이터와 분석환경을 제공하는 실증 프로그램으로, 총 40개 참여팀 중 엄격한 성과평가를 거쳐 6개의 우수팀만이 수상의 영예를 안았다. 특히, 실제 사업을 영위하는 기업들이 대거 참여한 가운데 학부생과 석사과정생으로 구성된 대학 연구팀이 기술력과 사회적 가치를 인정받아 수상했다는 점에서 그 의미가 크다. 수상팀(지도교수 고형진)은 ‘행동 패턴 데이터 기반 보이스피싱 탐지 AI 모델’을 제안했다. 기존의 룰(Rule) 기반 탐지 방식이 가진 한계를 극복하기 위해, 이들은 금융소비자의 장기(Long-term) 거래 패턴과 단기(Short-term) 거래 패턴을 비교 분석하여 AI가 실시간으로 포착하도록 모델을 설계했다. 실증 결과, 장·단기 거래 패턴 파생변수들이 보이스피싱 탐지에 통계적으로 유의한 예측력을 보였고 이러한 설계가 탐지 성능 개선에 기여함을 확인했다. 특히 고령층과 여성 등 금융소외계층일수록 보이스피싱 범죄의 대상이 될 위험이 더욱 큰 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 연령대와 성별 및 해당 변수들과 다른 변수들 간의 교호 작용 등 중요 인구 통계 변수를 동시에 고려함으로써 탐지의 정밀도를 획기적으로 높일 수 있음을 밝혔다. 학생들을 지도한 고형진 교수(소비자학과)는 “이번 수상은 학부생과 대학원생이 팀을 이뤄 금융 현장의 문제를 AI 기술로 해결하고자 한 융합 연구의 결실”이라며 “우리 연구실은 이번 성과를 바탕으로 금융 소비자의 의사결정을 돕고 보호하는 ‘Financial AI Agent(금융 인공지능 에이전트)’ 분야의 선도적인 연구를 지속해 나갈 것”이라고 밝혔다. 한편, 소비자학과 고형진 교수 연구실은 금융과 AI, 소비자학을 융합하여 금융 인공지능, 핀테크, Financial AI Agent등 첨단 금융 기술을 연구하고 있다. 연구실은 학생들로 하여금 주도적으로 연구 프로젝트에 참여할 수 있게 하여, 금융 현장의 문제를 데이터와 AI로 풀어내는 실무형 융합 인재 양성에 주력하고 있다.

2026-01-05

김근형 교수팀, 근육 재생 돕는 ‘스마트 바이오잉크’ 개발... 근손실 치료의 새 지평 열어

김근형 교수팀, 근육 재생 돕는 ‘스마트 바이오잉크’ 개발... 근손실 치료의 새 지평 열어 - 기계적 자극과 방향성 정렬 동시 구현으로 심·골격근 재생 효과 극대화 - 버섯 유래 성분 활용한 형상 기억 스캐폴드 개발... 세계적 권위지 연이어 게재 ▲ (왼쪽 위부터) 성균관대 의학과 김근형 교수, 고려대학교 생명정보공학과 이형진 교수, 성균관대 황보한준 박사과정생, Pei Mohan 박사과정생, 최병준 석박통합과정생, 고려대학교 박찬영 석박통합과정생 의과대학 정밀의학교실 김근형 교수 연구팀이 우리 몸의 심장이나 근육이 손상되었을 때 이를 효과적으로 재생할 수 있도록 돕는 신개념 ‘컴퍼짓 바이오잉크’와 이를 정교하게 출력하는 ‘바이오프린팅 플랫폼’을 개발했다. 이번 연구는 세포가 스스로 자극을 감지해 재생 능력을 높이도록 유도하는 기술로, 대용량 근육 손실 치료에 새로운 전기를 마련할 것으로 기대된다. 우리 몸의 근육은 일정한 방향으로 결이 나 있는 조직이다. 따라서 사고나 질병으로 근육이 크게 손상되었을 때 단순히 세포를 채워 넣는 것만으로는 부족하며, 세포가 올바른 방향으로 자라도록 유도하고 적절한 힘(기계적 자극)을 전달하는 것이 필수적이다. 이를 ‘세포 기계생물학적 신호 전달’이라고 하는데, 기존의 3D 프린팅 기술로는 이러한 복합적인 환경을 완벽히 재현하는 데 한계가 있었다. 김근형 교수 연구팀은 이러한 난제를 해결하기 위해 바이오잉크 내부에 용수철과 유사한 형태의 ‘코일 마이크로파이버’를 도입했다. 이 바이오잉크는 프린팅 과정에서 세포에 최적의 자극을 전달하며, 세포가 근육 조직의 결을 따라 정렬되도록 돕는다. 실제 동물 실험 결과, 대용량 근육 손실이 발생한 부위에 이 기술을 적용했을 때 근육의 구조가 원래대로 복원될 뿐만 아니라, 실제 움직임에 필요한 기능적 회복이 매우 빠르게 일어나는 것을 확인했다. 또한 연구팀은 고려대학교 이형진 교수 연구팀과 공동연구를 진행하여 자연에서 얻은 버섯 유래 키토산을 활용한 ‘형상 회복 스캐폴드’를 개발하는 데 성공했다. 이 스캐폴드는 압축된 상태로 주사기를 통해 몸속에 주입하면, 원래의 형태로 되돌아가는 ‘기억 능력’을 갖추고 있다. 특히 근육이 수축과 이완을 반복할 때 발생하는 자극을 세포에 전달하여 재생을 촉진하는 동시에, 몸속 염증 반응까지 억제하는 이중 효과를 입증했다. ▲ 컴퍼짓 바이오잉크와 brush-assisted bioprinting 공정을 활용한 마우스 근손실 재생 모식도 및 이에 따른 결과 김근형 교수는 “이번 연구 성과는 세포가 외부 자극을 물리적으로 감지하여 스스로 조직을 재생하게 만드는 차세대 재생 의학 기술의 핵심”이라며 “앞으로 심장 근육이나 골격근 등 재생이 어려운 난치성 근육 질환 환자들에게 실질적인 치료 대안을 제시할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부, 한국연구재단, 질병관리청의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 성과는 바이오공학 및 재료과학 분야의 세계 최고 권위지인 ‘바이오액티브 머티리얼즈(Bioactive Materials, IF=20.3)’와 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials, IF=19)’에 각각 게재되었다. ※ 논문명 1: Anisotropic mechanotransductive tissue constructs via brush-assisted bioprinting of microfiber-reinforced composite bioinks ※ 학술지: Bioactive Materials ※ 논문링크: https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2025.12.017 ※ 논문명 2: Shape-Recoverable Anisotropic Mushroom-Derived Scaffolds for Skeletal Muscle Regeneration ※ 학술지: Advanced Functional Materials ※ 논문링크: https://doi.org/10.1002/adfm.202523930

2026-01-02

김태형 교수팀, 살아있는 뇌 세포의 ‘도파민’실시간 탐지하는 나노 센서 플랫폼 개발

김태형 교수팀, 살아있는 뇌 세포의 ‘도파민’실시간 탐지하는 나노 센서 플랫폼 개발 - 금-그래핀 기반 고감도 전극 기술로 신경세포의 기능성 정밀 모니터링 성공 - 파킨슨병 등 뇌 질환 연구 및 신약 스크리닝을 위한 차세대 오가노이드 분석 플랫폼 제시 ▲(왼쪽부터) 김태형 교수, 강민지 박사과정 학생, 조연우 박사후연구원 글로벌바이오메디컬공학과 김태형 교수 연구팀은 살아있는 줄기세포 유래 신경세포와 3차원 중뇌 오가노이드에서 방출되는 도파민을 실시간으로, 세포 파괴 없이 정밀하게 측정할 수 있는 전기화학 플랫폼 ‘SIDNEY’(Smart Interfacial Dopaminesensing platform for NEurons and organoid physiologY)를 개발했다. 최근 현대 과학계에서는 줄기세포를 활용해 인간의 장기와 유사한 조직을 만드는 ‘오가노이드(장기 유사체)’ 기술이 뇌 질환 연구와 신약 개발의 핵심 모델로 주목받고 있다. 특히 도파민을 생성하는 신경세포 모델은 파킨슨병이나 조현병과 같은 난치성 질환 연구에 필수적이다. 하지만 지금까지는 세포가 실제로 도파민을 제대로 방출하는지 확인하기 위해 세포를 파괴하거나 복잡한 화학 물질을 처리해야만 했다. 이로 인해 살아있는 상태 그대로의 변화를 실시간으로 관찰하는 데에는 큰 한계가 있었다. ▲ 살아있는 신경세포 및 중뇌오가노이드의 도파민 방출 실시간 측정 플랫폼 SIDNEY의 개요도 김태형 교수 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 나노 기술을 접목한 혁신적인 전극 구조를 설계했다. 연구팀이 개발한 SIDNEY 플랫폼은 수직으로 정렬된 금 나노 기둥(나노필라) 위에 금 나노 입자를 이중으로 쌓고, 그 표면을 ‘꿈의 소재’라 불리는 그래핀으로 정교하게 감싼 구조를 가지고 있다. 이 특수 전극은 전기 전도성이 뛰어날 뿐만 아니라, 특정 분자만을 선택적으로 감지하는 능력이 탁월해 뇌 속의 복잡한 환경에서도 도파민의 신호를 명확하게 잡아낼 수 있다. 연구 결과에 따르면, SIDNEY 플랫폼은 실제 뇌 환경과 유사한 조건에서 아주 미세한 양의 도파민(7.51 nM)까지 검출해낼 수 있는 높은 민감도를 보였다. 이는 기존의 평면 전극보다 수십 배 향상된 성능이다. 또한, 구조가 비슷해 구분이 어려운 세로토닌이나 노르에피네프린 같은 물질 사이에서도 도파민만을 정확하게 골라내어 검출하는 데 성공해 생체 내 환경에서의 실용성을 입증했다. ▲ SIDNEY 플랫폼의 유도만능줄기세포(iPSC) 유래 도파민성 신경세포 및 중뇌 오가노이드로부터 방출된 도파민 검출 결과 특히 이번 연구의 가장 큰 성과는 2차원 세포 모델을 넘어, 실제 뇌 구조와 유사한 3차원 중뇌 오가노이드에 이 기술을 적용했다는 점이다. 연구팀은 단일 오가노이드 수준에서 세포가 성숙해짐에 따라 도파민 방출량이 늘어나는 과정을 실시간으로 확인했다. 이는 세포를 죽이지 않고도 오가노이드가 얼마나 잘 성장했는지, 혹은 질병에 의해 기능이 얼마나 저하되었는지를 정량적으로 평가할 수 있음을 의미한다. 김태형 교수는 “이번에 개발한 SIDNEY 플랫폼은 도파민 관련 신경 질환의 병태 생리를 깊이 있게 이해하는 데 새로운 가능성을 제시할 것”이라며, “향후 파킨슨병 치료를 위한 신약 후보 물질을 대량으로 선별하고 그 효능을 평가하는 정밀 스크리닝 도구로 활용될 것으로 기대한다”고 연구의 의의를 밝혔다. 이번 연구 성과는 재료 과학 분야의 세계적인 권위지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials, IF=19.0)’에 12월 14일자로 게재되었으며, 한국연구재단의 나노 및 소재기술개발사업, 개인기초연구사업 및 범부처재생의료기술개발사업의 지원을 받아 수행되었다. ※ 논문명: Graphene Oxide-Wrapped Hierarchical Gold Nanopillar Hybrids for Real-Time, Non-Destructive Dopamine Sensing in Neurons and Midbrain Organoids ※ 학술지: Advanced Functional Materials ※ 논문 링크: https://doi.org/10.1002/adfm.202528347

2025-12-30

화학과 김영독 교수팀, 이산화탄소를 친환경 원료로 바꾸는 ‘고효율 촉매’ 개발... 산업화 기틀 마련

화학과 김영독 교수팀, 이산화탄소를 친환경 원료로 바꾸는 ‘고효율 촉매’ 개발... 산업화 기틀 마련 - 간단한 합성 공정으로 결정결함 극대화한 비스무트(Bi) 촉매 구현, 탄소중립 실현 앞당겨 - 산업 전류 조건에서 포름산 전환율 99% 달성 ▲ (왼쪽부터) 화학과Jichuang Wu박사과정, 자오수팡 박사, 김영독 교수 화학과 김영독 교수 연구팀은 결정결함이 풍부한 비스무트(Bi) 전기촉매를 매우 간단한 공정으로 합성하는 새로운 전략을 개발했다. 이번 연구를 통해 연구팀은 실제 산업 현장에서 사용되는 높은 전류 밀도 조건에서도 이산화탄소($CO_2$)를 고부가가치 화합물인 포름산(HCOOH)으로 정밀하게 전환하는 데 성공했다. 이번 연구는 중국 정저우대학교의 Wenlei Zhang 교수, Zhikun Peng 교수 연구팀과의 국제 공동 연구로 진행되었으며, 기후 위기의 주범인 이산화탄소를 유용한 자원으로 되돌리는 ‘탄소 자원화’ 및 ‘탄소중립’ 기술 발전에 새로운 해법을 제시한 것으로 평가받는다. 연구팀은 ‘결정립계(Grain Boundary) 공학’이라는 독창적인 기법을 적용했다. 이는 금속 내부의 결정들이 만나는 경계면(결함)을 의도적으로 많이 만들어 촉매의 활성을 높이는 기술이다. 연구팀은 표면에 미세한 주름 구조를 가진 특수 전구체(Bi24O31Cl10)를 사용해, 촉매 반응이 일어나는 도중에 스스로 구조가 재구성되도록 유도했다. 그 결과, 이산화탄소를 포름산으로 바꾸는 능력이 탁월하고 표면적이 넓은 ‘주름형 비스무트 나노시트’ 구조를 완성했다. ▲ (위) 도핑 농도에 따른 유기반도체 박막 내 고분자 사슬 구조 변화 및 전하 실험 결과, 개발된 촉매는 일반적인 실험실 조건에서 94.0%의 높은 효율을 보였을 뿐만 아니라, 실제 산업 현장에 적용 가능한 ‘플로우 셀(Flow-cell)’ 시스템에서도 독보적인 성능을 입증했다. 특히 600 mA/cm2의 고전류 밀도에서 최대 99.1%라는 놀라운 포름산 전환 효율을 기록했으며, 10시간 이상의 장기 구동에도 성능 저하 없이 안정적인 모습을 보였다. 연구팀은 첨단 실시간 분석법(in-situ ATR-SEIRAS)과 컴퓨터 시뮬레이션(밀도범함수이론, DFT)을 통해 이 촉매가 왜 뛰어난 성능을 보이는지도 과학적으로 증명했다. 촉매 표면의 결정 결함이 이산화탄소를 더 강하게 붙잡아 활성화하는 반면, 방해 요소인 수소 발생 반응은 효과적으로 억제한다는 메커니즘을 밝혀낸 것이다. 김영독 교수는 “이번 연구의 핵심은 복잡하고 값비싼 후처리 과정 없이, 간단한 합성 조건 조절만으로도 산업적 가치가 높은 고성능 촉매를 만들 수 있다는 점”이라며 “앞으로 대규모 이산화탄소 자원화 설비나 액체 연료 생산 시스템 등에 폭넓게 활용되어 기후 변화 대응에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. 이번 연구 성과는 한국연구재단과 중국 국가과학기술위원회의 지원으로 수행되었으며, 화학공학 분야의 세계적인 권위지인 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal, IF 13.2)’에 12월 27일 온라인 게재되었다. ※ 논문명: Operando-reconstructed wrinkled Bi nanosheets with enriched grain boundaries for highly efficient CO2 electroreduction to formate at industrial-level current densities ※ 학술지: Chemical Engineering Journal ※ 논문링크: https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.172328

2025-12-29