Myongji University Microsystems Laboratory Directed by Prof. Sang Kug Chung

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2015.10.17 (03:27:00)
미래창조과학부와 한국과학기술정보연구원이 가까운 미래를 주도할미래유망기술 11선’을 제시했다. 특히 △진단·치료용 나노머신 △뇌신경 모방 반도체 소자 △소프트 로봇 △자연모사 감각센서 등 4개 기술은 투자 필요성이 매우 높은 분야로 분류됐다. 4개 기술외에 △생각대로 움직이는 기계 제어기술(뇌·기계 인터페이스) △기능성 분자전자소자 △양자컴퓨팅 △슈퍼박테리아 대응기술 △친환경 탄소제로 엔진 △인공광합성 기반 청정에너지 생산기술 △도시·해양·사막 녹색화 기술 등이 미래유망기술에 포함됐다.

1. 진단·치료용 나노머신=생체 내외부 자극을 에너지원으로 사용하는 나노구조체다. 생체 내 정밀한 반응 메커니즘을 모방한 구동기관을 가지며 질병 진단 및 치료가 가능하다. 국내외 모두 연구개발 단계에 있다. 우리나라는 세계 4위 나노기술 경쟁력을 가지고 있다. 프로스트&설리번 기술 로드맵에 따르면 2025년 무렵 나노머신 기술이 실현될 것으로 내다보고 있다.

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2. 뇌신경 모방 반도체 소자=인간의 뇌신경회로망 작동원리를 모방해 만든다. 기존 실리콘 반도체보다 지능적인 차세대 컴퓨터 소자다. 인간의 뇌를 모방한 뉴로컴퓨팅을 개발하기 위한 선결과제다. 뉴로컴퓨팅은 활용범위가 너무 넓어 실용화된다면 사회적으로 미치게 되는 파급효과가 스마트폰보다 훨씬 클 것으로 예상된다. 

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3. 소프트 로봇=부드럽고 변형이 쉬운 신소재와 신축성 있는 구동기·센서 등을 기반으로 하는 로봇이다. 로봇공학 난제였던 구조화되지 않은 환경에의 유연한 대응, 복잡한 생물 형상 구현, 높은 작업 안전성이 가능하다. 극한 환경 탐사, 의료 서비스, 인간과의 협력, 생물모방 정찰 등에 폭넓게 활용할 수 있다.

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4. 자연모사 감각센서=인간과 동식물 감각기관을 모사한 고감도·초소형·저전력 감지소자를 의미한다. 산업, 군사, 환경 등 다양한 분야에 활용 가능하다. 미국, EU, 일본 등 선진국에서는 지속가능한 사회 실현을 위한 미래 기술계 대안으로 보고 있다. 오는 2025년까지 미국에서만 3500억달러 시장이 형성되고 약 160만개 일자리를 창출할 것으로 예상하고 있다.

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5. 생각대로 움직이는 기계 제어 기술(뇌·기계인터페이스)=인간 뇌를 기계와 연결해 뇌신경신호를 실시간 해석, 활용하거나 외부 정보를 입력하고 변조시켜 인간 능력을 증진시키는 침습적 및 비침습적 융합기술이다. 기계팔, 인공지능 휠체어 등으로 응용할 수 있어, 생체신호 측정과 분석이 요구되는 u헬스케어 산업 원천기술이 될 것으로 보고 있다. 향후에는 가상현실 기술과 맞물려 오감을 활용하는 융합형 인터페이스로 발전될 것으로 기대된다.

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6. 기능성 분자전자소자=분자 크기의 다양한 기능성 유기분자를 전자소자 핵심 소재로 이용해 신호처리, 정보처리 및 정보저장을 수행할 수 있는 나노미터 크기로 제작된 전자 소자다. 기존 실리콘 기반 메모리가 수용 가능한 용량이 곧 한계에 다다를 것으로 예상되며, 분자전자소자가 이를 대체할 것으로 보인다.

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7. 양자컴퓨팅=양자 고유의 특성인 중첩, 얽힘, 결맞음 등 양자역학적 현상을 이용한 고성능 컴퓨팅 기술이다. 현존하는 디지털 슈퍼컴퓨터보다 월등히 계산 성능이 뛰어난 것으로 주목받고 있다. 현재 캐나다의 D-웨이브가 양자컴퓨터로 알려져 있으나 성능 및 동작 안정성을 감안할 때 완전한 양자컴퓨터로 보기에는 무리가 따른다는 평가다. 기존 컴퓨터로 계산하면 수백~수천년 걸리지도 모르는 의약품개발, 신재료 개발, 군사용 및 물리·화학 연구 분야 시뮬레이션을 몇 시간 만에 처리할 수 있을 것으로 전망한다. 

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8. 슈퍼박테리아 대응기술=항생제 내성균 출현에 대응하기 위해 항생제 유전자 합성 경로를 밝히고, 이 유전자와 다른 항생제 유전자를 조합해 내성을 공격하는 새로운 물질을 만들어내 약제 내성을 극복하는 기술이다. 슈퍼박테리아 감염 등 신종전염병에 효과적으로 대응할 수 있다.

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9. 친환경 탄소제로 엔진=탄소 배출을 최소화 하거나 배출을 전혀 하지 않는 고효율 친환경 엔진으로 선박, 대형자동차, 항공기에 적용 가능한 동력장치다.

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10. 인공광합성 기반 청정에너지 생산기술=자연광합성 현상을 모방해 나노구조 생체 광촉매를 활용해 물을 분해하고, 여기서 얻은 수소를 이산화탄소와 반응시켜 청정에너지를 대량생산할 수 있는 기술이다. 광촉매는 반도체 물질의 한 형태로 빛 에너지가 가해질 때 물을 분해해 수소를 생산하고, 이 수소를 이산화탄소와 반응시켜 청정에너지를 생산하는데 현재 고효율 광촉매 개발이 우선적으로 선행돼야 할 것으로 보고 있다. 생성된 수소와 산소를 분리, 보관, 저장도 실용화를 위한 선결과제다.

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11. 도시·해양·사막 녹색화기술=기후변화, 인구증가, 산업화 등으로 인한 도시·해양·사막 생태계 파괴를 억제하고 궁극적 해결을 위해 필요한 친환경 녹색화 기술이다. 

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