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발간물 > 융합연구리뷰

발간일 : 2020-06-08

저자: 최준호 / 윤재영

인공지능 시대의 HCIUX: Voice User Interface와 감정 기술

 

다양한 종류와 더 많은 컴퓨터가 보급되고, 일상생활에서도 컴퓨터가 필수품으로 자리 잡은 시대에 인간과 컴퓨터 간의 상호작용(interaction)은 지속적으로 증가하고 있다. 이러한 상호작용을 보다 편리하고 효과적으로 발전시키기 위해 인간-컴퓨터 상호작용(Human-Computer Interaction, HCI)이라는 학문 분야가 생겨났으며, 심미성과 감성의 영역으로 확대되면서 사용자 경험(User eXperience, UX) 디자인이 중요해졌다. 

이에, 본 호 1부에서는 컴퓨터인공지능으로 이어지는 기술의 발전과 함께 진화하고 있는 HCI UX에 대해 알아보고, 특히 차세대 인터페이스(interface) 시스템으로 언급되고 있는 음성 사용자 인터페이스(Voice User Interface, VUI)의 핵심 기술, 특장점 및 한계, 적용 예시 등을 알아보았다. 현재 두세 번의 입력에 걸쳐 사용자가 원하는 작업을 실행·완료하는 상황에서 음성만으로 한 번에 사용자의 의도를 파악하고 요청한 작업을 실행하는 VUI는 핵심 기술인 자연어 처리 기술이 진화하면서 활용 분야와 사용 빈도가 크게 증가하고 있다.

또한, 사람과 기술의 연결을 돕는 감정 기술(Emotion Technology)은 인간 중심의 제품 및 서비스를 구축하기 위해 필수적인 기술로, 사용자의 생체 데이터 측정 및 분석을 통해 사용자의 감정을 정의하고 그에 맞는 적절한 피드백 및 결과를 도출해 낸다. 

본 호 1부를 통해 인간과 컴퓨터의 효율적인 상호작용을 위한 HCI UX에 대해 알아보았다. 기계가 인간의 언어를 이해하고, 인공지능을 바탕으로한 적절한 피드백을 주는 시대가 다가오는 것은 분명해 보인다. 인간의 언어와 그 속에 담긴 감정까지 이해하여 앞으로의 기술이 사람들에게 두려움이 아닌 또다른 즐거움이 될 수 있기를 기대해 본다.

 

사용자 행동변화를 위한 디자인

-행동이 일어나도록 혹은 일어나지 않도록 유도하는 사용자 인터페이스 디자인-

 

현재 일상생활에서 마주치는 모든 것은 그 나름대로 이유에 의해 고유의 형태를 가지고 있다. 그러한 형태를 설명할 때 흔히 디자인이라는 단어로 표현과 설명을 덧붙인다. ‘디자인을 흔히 무언가를 보기 좋게 만들거나, 사용하기 좋게 만드는 것으로 한정 지어 생각할 수 있지만, 정교하게 만들어진 디자인은 사람의 행동을 변화시키는 역할을 하기도 한다. 유형적 디자인을 넘어, 온라인과 모바일을 통해 접하는 무형적 디자인 즉, 사용자 인터페이스(user interface, UI) 또한 사용자의 행동을 변화시킬 수 있도록 진화하고 있다. 

이에, 본 호 2부에서는 행동변화와 관련된 Fogg의 행동 모델, Transtheoretical 모델, Geller의 행동변화 모델 이론을 간략하게 살펴보고, 사용자 인터페이스(UI)를 통해 사용자의 행동을 변화시키는 실제 사례(행동 유도 및 행동 회피)를 통해 총 아홉 가지의 행동변화 개입 전략(교육, 조언, 모니터링, 목표, 비교, 흥미, 알림, 제어, 보상)이 어떠한 방식으로 사용되는지 알아보았다. 

본 호 2부를 통해 디자인의 영역인 UI가 새로운 기술에 접목되었을 때 사용자의 심리적·행동적 변화를 유도 가능케 한다는 것을 알 수 있었다. 다만 각 전략들의 실질적 효과와 사용자의 감정 및 경험 면에서는 어떠한 ()영향을 미치는지에 대해서는 후속연구가 요구됨에 따라 추가적인 연구를 통해 효과적이며 윤리적인 사용자 경험(UX) 디자인으로 발전되기를 기대해 본다.

발간물 > 융합연구리뷰

발간일 : 2020-05-11

저자: 이택진 / 김학일

위치, 콘텐츠와 결합하다  

스칸디나비아에서 활동하던 바이킹(viking)은 그들의 뛰어난 항해술을 바탕으로 영국과 유럽의 해안지역을 휩쓸고 다니며 그 위세를 떨쳤다. 바이킹이 다른 뱃사람들보다 우월했던 이유는 물론 뛰어난 항해술이 기본이었지만, 태양과 별의 위치, 해안 지형지물을 활용한 위치 파악 등 드넓은 해양에서 정확한 위치 파악이 가능했기 때문이다. 이후 나침반의 발명으로 방향파악이 한결 정교해지며 고전 항법의 시대가 열렸고, 기술이 지속적으로 발달하면서 기계·전자 기술을 이용한 항법 기술이 발달하게 되었다.  

이에, 본 호 1부에서는 최신 위치 인식 기술 동향, 실외 및 실내 위치서비스가 분야별 콘텐츠와 결합했을 때 발생 가능한 시너지에 대해 알아보았다. 또한, KIST에서 현재 진행 중인 차세대 ‘seamless’ 위치인식 기술과 해당 기술이 실제로 적용된 카카오내비 사례를 간략히 알아보았다. ‘Seamless’ 기술은 터널, 지하도로, 지하주차장, 실내 등에 적용되어 언제, 어디서나 끊김 없는 내비게이션 서비스를 받을 수 있도록 해주며, 이를 통해 현재 실외에서 높은 위치정확도를 보이는 위치인식 기술을 한 단계 끌어올려 줄 것으로 예상된다.  

본 호 1부를 통해 단순히 공간 속 사용자의 위치를 파악하던 기술에서, 지금은 위치정보를 기반으로 추가적인 콘텐츠를 제공하는 단계까지 발전한 위치인식 기술에 대해 알아보았다. 단순한 위치정보(주소, 좌표 등)를 통해 가본 적 없던 곳을 내비게이션 안내로 한 번에 찾아가고 낯선 곳에서의 위치를 지도 앱을 통해 정확히 파악할 수 있는 시대에서, 앞으로는 처음 방문하는 실내공간 내에서의 위치 또한 다양한 방법으로 알 수 있을 것이다. 이를 통해 지금보다 다양한 콘텐츠가 발굴되어 이전에는 없던위치기반-x’를 기대해 본다.  

인공지능 시대 보안 위협에 대응한 바이오인식 기술 동향  

불과 10여 년 전만 하더라도 지문인식으로 개인인증을 하여 결제를 하고, 출입문을 열고, 홍채 또는 정맥인식을 통해 은행거래를 하는 것은 미션 임파서블과 같은 영화에서만 가능한 일이었다. 현재는 지문인식 기능이 있는 스마트폰을 가진 누구나 지문·얼굴인식으로 핸드폰 잠금 해제를 할 수 있고 본인인증을 통해 전자상거래 또는 은행 업무를 간편하게 처리할 수 있다. 바이오인식은 여러 방면에서 사용자의 신원을 확인하는 기술로 폭넓게 보급되어 지금은 실생활 깊숙이 자리 잡고 있다.  

이에, 본 호 2부에서는 개인마다 다른 신체적 특징인 지문, 얼굴, 홍채, 정맥 등과 행동적 특징인 음성, 서명, 걸음걸이 등을 이용하여 개인의 신원을 확인하는 사용자 인식 기술인 바이오인식과 인식 시스템의 보안 이슈에 대해 알아보았다. 2023418억 달러(515,600억 원)의 시장 규모를 형성할 것으로 예상되는 바이오인식 기술은 다른 시스템과 비교하여 편리성과 동시에 보안성이 강하다는 장점이 있으나, 위변조를 통한 우회 인증이 이루어질 경우 제 3자가 개인의 바이오 정보를 변경·저장할 수 있다는 취약점이 있다.  

본 호 2부를 통해 간편하고, 보안성이 강한 바이오인식 기술의 발전 가능성 및 차기 연구 가능 분야(보안 및 인식 정밀도 향상 등)에 대해 알아보았다. 최소한의 접촉으로 본인인증 및 각종 관리가 가능한 바이오인식은 점차 저비용-고효율의 추세로, 더 많은 기기 및 장소에서 사용됨과 동시에 위변조 선별 기술도 지속해서 연구되고 있다. 가까운 미래에는 완벽에 가까운 인식 시스템을 통해 빠르면서 보안이 확실한 바이오인식 기술을 기대해 본다.

발간물 > 융합연구리뷰

발간일 : 2020-04-06

저자: 문성태 / 이현범, 김표진

군집 비행 시스템의 동작 원리와 발전 방향

지난 2018년 평창 동계올림픽 개막식 당시 밤하늘에 스노우보더가 지나가고 오륜기 형상을 그려내었던 드론쇼를 통해 수많은 사람들이 여러 대의 드론을 활용한 기술과 군무 예술의 융합에 감탄하였다. 이러한 퍼포먼스가 가능했던 것은, 다수의 드론을 정확한 시간에 정밀히 계산된 위치로의 이동을 가능케 했던 군집 비행 기술이 있었기 때문이다.  

이에, 본 호 1부에서는 2000년대 초기에 등장하여 불과 20년이 안되는 매우 짧은 개발 역사를 가진 군집 비행 기술에 대해 알아보았다. 군집 로봇 공학(Swarm Robotics)은 생명체의 군집행위를 모방하여 개별 로봇이 주변 로봇 및 환경과 상호작용하여 사용자가 원하는 임무를 수행하도록 군집 단위로 로봇을 제어하는 것을 목표로 한다. 실내에서의 군집 비행을 위해서는 대표적으로 모션캡쳐 기술을 통해 각 드론의 위치를 측정·인식하며, 실외에서는 RTK-GPS라는 기술을 통해 GPS보다 정밀한 위치 측정을 가능케 한다.  

본 호 1부를 통해 여러 대의 드론을 활용한 군집 비행 시스템 동작 원리를 간략히 알아보았다. 드론쇼와 같은 예술 문화 산업에서의 적용을 넘어, 사회 안전망 구축, 농업, 측량 등 다양한 분야에서 군집 비행 드론을 활용한 데이터 수집, 단시간 내 결과물 창출 등이 가능해 보인다. 군집 비행 기술은 다양한 핵심 기술들이 어우러져야 비로소 이룩할 수 있는 시스템이기에 다양한 분야의 전문가들이 오픈 마인드로 협업할 수 있는 환경이 자리 잡을 수 있기를 기대해 본다.  

무인비행체 개발 동향  

드론은 원래 조종사 없이 무선전파의 유도에 의해 비행 및 조종이 가능한 비행 플랫폼으로, 고정익 비행기나 회전익 모양의 무인 항공기(Unmanned Aerial Vehicle)를 모두 포함하는 개념이다. 과거 군수 및 취미용 제품 위주의 드론은 기술의 발전으로 인해 이제 촬영, 정밀지도 작성, 물류, 건설, 통신망, 에너지 등 수많은 분야에서 점차 그 활용도가 확장되고 있으며, 동시에 사람이 조종하지 않아도 입력된 목적을 위해 비행하는 인공지능 기반 자율비행 드론이 개발 중이다.  

이에, 본 호 2부에서는 자율비행 드론의 시장 동향과 시스템 구성 및 핵심 기술에 대해 알아보았다. 현재 가장 적극적으로 자율비행 드론을 활용하고 있는 분야는 물류/배달 분야로, 지난 2015년 미국 아마존에서 드론 배달 시험 서비스를 시작한 이후 많은 나라에서 관련 서비스를 개발하고 있다. 다만, 소형의 동적 장애물을 인지하여 회피하기 힘들다는 점과 위치추정 오차 등으로 인해 주면 사물과 충돌 후 추락 가능성에 대한 대비가 아직은 미흡하여 일부 지역에 국한되어 이용되고 있다.  

본 호 2부를 통해 관련 기술의 지속적인 발전으로, 단점이 빠르게 상쇄되고 있는 최신 드론 기술에 대해 알아보았다. 앞으로 필연적으로 다가올 드론 시대(Drone Age)로의 이행을 위해 장기적 안목에서 체계적인 준비가 필요해 보이며, 특히, 개인용 비행체, 드론 에어쇼, 재난현장 탐사를 위한 탐사 드론 등 고부가가치 창출이 가능한 분야의 핵심 기술 개발 및 확보를 통한 시장 창출을 기대해 본다.

발간물 > 연구보고서 > 조사성과분석
발간물 > 융합연구리뷰

발간일 : 2020-03-09

저자: 오명훈, 김홍연, 고광원 / 한상욱, 조영욱, 임향택

메모리 중심 컴퓨팅 기술 동향  

다양한 매체를 통하여 매시간 쏟아지는 데이터의 양은 폭발적으로 늘어나고 있다. IDC의 자료에 의하면 2025년 생성 데이터는 163제타바이트(ZB=1021B)에 이르며, 이는 2016년에 비해 처리할 데이터의 규모가 10배 수준으로 증가함을 의미한다. 데이터가 증가함에 따라 이를 분석하고 처리하는 컴퓨팅의 고속처리 능력도 점점 요구되는 상황이다. 하지만 현재의 컴퓨터 구조로는 데이터 병목 현상을 극복하는 데 한계가 발생한다.  

이에, 본 호 1부에서는 현재 CPU와 저장장치를 사용하며 CPU 내 트랜지스터의 집적도 증가 및 고성능 CPU 아키텍처 적용을 통한 컴퓨팅 능력을 향상하는 소위 프로세서 중심 컴퓨팅(Processor Centric Computing)”의 한계를 극복할 수 있는 데이터 중심 컴퓨팅(Data Centric Computing)”에 대해 알아보았다. 데이터 중심 컴퓨팅은 데이터 이동을 최소화하기 위해 데이터가 위치하는 곳에서 데이터를 처리하는 컴퓨팅 모델로 정의되며, 이를 구현하기 위한 핵심 기술은 메모리 중심 컴퓨팅이라고 할 수 있다.  

본 호 1부를 통해 메모리 중심 컴퓨팅의 하드웨어(HW), 운영체제(OS) 및 활용 응용프로그램의 기술 동향을 알아보았다. 빅데이터, AI(인공지능), IoT(사물인터넷) 등의 지능화 기술발전에 따른 거대 데이터 처리 요구가 증가함에 따라 병목 현상을 줄여 연산 성능을 높이는 메모리 중심 컴퓨팅이 새로운 차세대 컴퓨팅 패러다임을 제시할 것으로 예상되며, 과거에는 상상하지 못했던 데이터 처리 속도의 혁신을 통해 신기술 및 신시장이 개척되기를 기대해 본다.

 

양자통신 및 양자컴퓨팅 분야 소개 및 연구동향  

인공지능, 기계학습, 초연결 등과 같은 새로운 과학기술을 기반으로 이루어지는 4차 산업혁명시대는 강력한 연산 능력을 필요로 하며, 이러한 연산 능력을 제공하기 위해서는 차세대 통신 및 컴퓨팅이 필수적이다. 그 중, 양자통신과 양자컴퓨팅은 빠른 연산 능력과 강력한 보안성을 바탕으로, 기존의 정보통신기술을 새로운 단계로 이끌어 줄 것으로 기대된다.  

이에, 본 호 2부에서는 양자정보통신기술의 개념에 대해 간략하게 서술하고, 이 중에서 양자통신과 양자컴퓨팅에 대한 국내외 기술개발 및 산업계 동향, 향후 기술의 발전에 대해 조망해 보았다. 양자정보통신기술은 기존의 고전정보통신기술에 양자역학적인 원리가 합쳐진 새로운 기술로 양자역학적 특성을 정보통신기술에 적용하기 위하여 양자상태를 생성, 제어, 측정 및 분석하는 기술이다. 양자정보통신기술은 20세기 말, 기초연구가 시작되었고, 21세기에 접어들면서 기초연구 뿐만 아니라 실용적 적용방안 및 가능성을 보여 주는 연구결과들이 나오기 시작했다. 

본 호 2부를 통해 양자상태를 활용하여 정보통신의 보안성을 강화하고 양자기기 간의 네트워크를 구성하여 양자기기 간 통신을 지원하는 기술인 양자통신과 기존의 컴퓨터와는 달리 01의 비율과 01 사이의 위상 차이 등을 통해 원리적으로는 무한대의 조합으로 정보 표현이 가능한 양자컴퓨팅에 대해 알아보았다. 아직 상용화보다는 연구단계에 근접한 양자정보통신기술이지만 앞으로의 활용성이 기대되는 기술인 만큼 정부 주도적인 장기투자를 통해 글로벌 경쟁력을 갖출 수 있는 기반이 만들어질 수 있기를 기대해 본다

발간물 > 융합연구리뷰

발간일 : 2020-02-03

저자: 윤태관 / 김규옥

미래 첨단교통체계 동향 및 스마트시티 적용 방안  

국내 자동차 등록대수는 지속적인 증가추세를 보여 2019년 말 기준 2,368만대에 이르고 있으며, 이는 국민 1인당 0.45대를 보유하고 있음을 나타낸다. 도로 위 차량은 증가하고 있으나, 이를 수용할 수 있는 도로를 확충하는 것은 한정된 SOC 예산과 제한된 공간 등의 문제로 어려운 현실이다. 교통량의 증가로 인해 교통정체·통행 시간이 증가하고, 이의 연쇄작용으로 배출가스 증가, 운전자의 피로 증가로 인한 사고 위험이 높아질 수 있는 등 악영향으로 이어진다.  

이에, 본 호 1부에서는 한정된 도로에 급증하는 교통량을 효율적으로 소화시키는 전략인 지능형교통체계(ITS: Intelligent Transport System)의 정의, 효과 및 한계 등을 알아보고, 이를 극복하기 위한 차세대 지능형 교통체계(C-ITS: Cooperative-ITS)의 도입현황과 실증사업에 관해서 설명하였다. 또한, 이러한 교통체계 속에서 운행될 자율주행 모빌리티의 정의 및 부처별 역할분담 및 실행계획 추진현황을 알아봄으로써, 최종적으로 이 모든 시스템이 구현될 스마트시티와 차세대 교통의 국내 사례를 자세히 알아보았다. 특히, 세종과 인천경제자유구역(IFEZ)과 같이 새로이 개발 중인 지역에서의 실제 적용사례를 통해 스마트시티가 제공하는 새로운 유형의 서비스를 간략히 살펴보았다.  

본 호 1부를 통해 도로-자동차-도시가 유기적으로 연결되어 있는 통합시스템이 도시 내 혼잡문제를 효율적·효과적으로 해결할 수 있기를 바라며, 다양한 ICT 기술을 통해 현재 직면한 도시문제를 스마트시티라는 솔루션으로 해결할 수 있기를 기대해본다.

 

미래이동수단 기반 모빌리티 서비스 제공을 위한 규제 완화  

4차산업혁명은 통신기술로 사물을 연결하고, 인공지능, 빅데이터 등 신기술을 활용해 새로운 부가가치를 창출하는 지능화 혁명이다. 사물과 사물, 사물과 인간이 연결되고, 기술 간의 융합이 가속화되어 새로운 부가가치가 여러 분야에서 창출되고 있다. 그중에서도 교통 분야는 기술의 집합체라고 할 수 있는 자율주행차의 등장으로 교통시장의 패러다임에 변화를 불러오는 중이다. 기술 적용은 4차산업혁명의 교통 분야에서 빠르게 진행되는 반면, 교통물류 서비스 분야에서의 적용은 느리게 진행되고 있다.  

이에, 본 호 2부에서는 미래이동수단이 불러오는 새로운 모빌리티 서비스와 관련된 주요 규제의 특성과 한계를 도출하고, 새로운 서비스 제공을 위한 규제개선 방향과 전략에 대해 간략히 알아보았다. 현재의 규제는 기술의 발전과 법·제도의 불일치, 자동차 안정성에 관한 정보제공 미흡, 외부효과의 내재화 필요성, 새로운 시장창출과 기존산업의 충돌, 갈등 관리에 있어서 한계가 있는 것으로 나타났다. 이러한 한계 극복을 위해 전문가들은 모빌리티 서비스 분야와 자율주행차 관련 규제 완화가 필요하다고 의견을 제시하였다. 다만, 안전성과 사용자 편의가 확보된 이후 규제 완화가 이루어져야 한다는 선제조건을 제시하였다.  

본 호 2부를 통해 앞으로 새롭게 나타날 미래이동수단 기반 모빌리티 서비스를 위한 규제 완화 방향과 전략에 대해 알아보았다. 자동차의 안전, 운행과 관리, 도로 인프라의 구축, 교통서비스의 제공 등과 관련된 법·제도가 기존의 자동차 기술에 맞춰 제정된 것이기 때문에, 관련 법·제도가 뒷받침해주지 못하면 기술발전과 사회 적용 속도는 더딜 수밖에 없다. 이전에는 없던 새로운 기술과 서비스의 도입은 최소한의 시행착오가 필요하며, 이러한 과정에서 생기는 갈등과 문제점을 원활히 해결하기 위해 여러 이해관계자의 꾸준한 협력이 필요할 것으로 생각된다.

 

발간물 > 융합연구리뷰

발간일 : 2020-01-06

저자: 이재관 / 이관섭

미래 모빌리티 사회를 견인할 자율주행차  

모빌리티(mobility, 이동성)는 과거 사람과 화물의 장소 이동이 중시되었던 개념을 넘어 다양한 운송수단을 이용해 사람과 화물을 원하는 때에 원하는 곳으로 이동시키는 새로운 기술과 서비스의 집합체를 의미하는 통합적인 개념으로 확대되고 있다. 요즘의 모빌리티는 자율주행, 공유경제, 온디맨드(on-demand), 초연결과 같은 기술과 서비스 패러다임 변화로 인해 제조업에서 융합산업으로, 모빌리티 수단의 소유에서 공유중심으로 전환되고 있다.  

이에, 본 호 1부에서는 우리나라 최대 일자리 산업이자 생산·수출 및 부가가치 창출을 주도하는 자동차산업의 새로운 돌파구이자, 인공지능, 커넥티비티(connectivity)와 같은 신기술의 집합체로 거듭나는 자율주행자동차의 산업 및 제도 현황에 대해 간략히 알아보았다. 자율주행차는 레벨0부터 레벨5까지 총 6단계로 구분하며, 현재 2개 이상의 자동화 시스템이 통합되어있는 레벨2 단계 수준의 자동차는 다수의 완성차 업체들이 양산·개발 중에 있다. 이처럼 단계별 자율주행차가 제품화·실용화 단계를 맞이하고 있으나, 완전자율주행차를 제품화·실용화하기 위해서는 다양한 법제도 상의 과제에 대응해야 할 것으로 예상된다.  

본 호 1부를 통해 미래사회의 여러 이동과 관련된 문제 해결 및 자동차산업의 고도화에 대한 실마리를 제공해줄 것으로 기대되는 자율주행차에 대해 알아보았다. 자동차와 운전자/인프라/신규 서비스 간 연결을 통하여 자율주행차 관련 신산업의 세계 시장을 선도할 수 있는 유연한 산업생태계 조성이 중요할 것으로 생각되며, 관련된 법·제도의 정비도 동시에 이루어져 새로운 미래 모빌리티 사회가 안착할 수 있기를 기대해 본다.


시속 1,200km 미래교통 - 하이퍼튜브 HTX  

현재까지 인류가 살아오면서 사용한 교통수단을 시간 경과에 따라 교통수단별 성장률로 분석하면 총 네 번의 사이클(cycle)이 존재하였다. 운하의 발달과 수상 경로를 통한 선박의 사용, 증기기관의 발명으로 철도를 통한 수송, 전기산업과 대량생산 기술의 발달과 도시의 발전으로 인한 자동차 이용, 세계화와 장거리 이동수요에 따른 비행 수요 증가 등 다양한 교통수단이 오랜 시간에 걸쳐 사용되었다. 네 번의 변화 뒤 이어질 차세대 교통수단은 어떠한 특성이 요구되고 사용자의 수요에 부합할 것인지가 교통학자들의 큰 관심사이다.  

이에, 본 호 2부에서는 기존 교통수단의 한계부터 4차 산업혁명에 부합하는 미래교통의 조건에 대해 간략히 알아보고, 타 운송 수단과의 서비스 장단점 비교를 통해 하이퍼루프의 장단점을 알아보았다. 추가로 미국, 캐나다, 유럽, 인도, UAE, 중국 등 해외 하이퍼루프 동향과 함께, 한국철도기술연구원에서 2009년부터 독자 개발하고있는 한국형 하이퍼루프 - 하이퍼튜브 HTX*에 대해 자세히 알아보았다.

* HTX는 아음속(음속에 가까운 최고 1,200km/h의 속도)으로 아진공(진공에 가까운 0.001기압 이하의 공기 상태) 튜브 내부에서 화물을 선적하거나 승객을 탑승시키는 수송체로 기존의 고속철도보다 최고 4배 이상 빠른 이동속도를 가진다.

또한, 철도기술을 기반으로 교통기술, 전기/통신기술, IoT기술 등 모든 첨단기술의 융합이 필요한 HTX의 기술개발 현황, 기대효과 등에 대해 알아보았다. 현재 하이퍼튜브 HTX를 세계 최초로 실용화 개발하여 미래 신 교통분야에서 대한민국이 선도자(First Mover)가 되도록 함으로써 세계 시장을 선점하여 신성장 산업 및 신고용을 창출하는 것을 목적으로 하며, 관련된 기술의 유기적인 발전이 실용화를 앞당길 수 있을 것으로 생각된다.         

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발간일 : 2019-12-09

저자: 유영선 / 황성연, 오동엽, 박제영

국내외 바이오 플라스틱 종류, 최신동향 및 제품적용 현황  

플라스틱은 우수한 가공성, 물성 우수, 낮은 비중, 저렴한 가격 등으로 풍요로운 일상생활에 큰 공헌을 해 온 반면 대량의 폐비닐, 스티로폼, 플라스틱 용기 등의 사용 후 발생되는 폐기물의 소각이나 매립에 따른 환경부하, 다이옥신 등 환경호르몬 배출, 폐기물의 불완전 연소에 의한 대기오염 발생 등과 같은 심각한 환경오염의 원인으로 연일 문제가 되고 있다.  

이에, 본 호 1부에서는 친환경/그린/환경 배려 플라스틱 등으로 불리는 바이오 플라스틱의 종류와 관련 정책 현황 및 제품화 현황을 알아봄으로써 현재 실생활에 바이오 플라스틱이 어떻게 사용되고 있는지 종합적으로 알아보았다.

바이오 플라스틱은 원료, 분해 메커니즘, 생산방법에 따라 생분해 플라스틱, 산화생분해 플라스틱, 바이오베이스 플라스틱, 식물체 등 천연물 제품으로 나눌 수 있다. 국제적으로는 소비자들이 쉽게 기존 석유 유래 난분해 플라스틱 제품과 바이오 플라스틱 제품을 구분하게 할 수 있도록 여러 가지 표준안과 로고를 사용하고 있는 것으로 나타났다.  

본 호 1부를 통해 식품 포장재, 농업 및 원예 용품 분야, 건축 토목 분야, 조경 분야, 산업용 포장재 등 지속적으로 확산·사용되는 바이오 플라스틱 현황과 국내외 정책을 간략히 알아보았다. 학계와 산업계의 대체 소재 개발과 더불어 소비자 또한 환경에 부하가 적은 친환경 제품 소비에 동참하여, 친환경 소비를 위해 발생하는 사회적 부담의 공유에 동감하는 분위기가 조성되기를 바래본다.


바이오 플라스틱의 기술 개발 현황 및 전망  

최근 우리나라의 1인당 연간 플라스틱 사용량은 98.2kg으로 세계 1위라는 조사가 나왔다. 지금도 우리 주위를 둘러보면 수많은 플라스틱 제품과 일상생활을 보내고 있으나, 이를 통한 생태·환경적 심각성에 대한 의식은 낮은 실정이다. 사용 후 플라스틱은 육지의 매립문제뿐만 아니라 미세플라스틱이 수계시스템에 흘러갔을 때, 바닷속과 해수면을 떠다니며 해양생태계를 교란하는 심각한 문제를 초래할 수 있다.  

이에, 본 호 2부에서는 기존의 난분해성 플라스틱을 대체할 수 있을 것으로 예상되는 바이오 플라스틱산업 시장 동향을 간략히 살펴보고 대체 소재 및 기술 동향을 살펴보았다. 대표적 생분해성 바이오 플라스틱으로는 옥수수계 플라스틱으로 불리는 PLA, 순수 미생물 기반의 PHA, 화학적 합성을 통해 자연계에서 완전 생분해가 가능한 PBS, PBAT 에스터계 생분해성 플라스틱이 있다. 생분해성 고분자는 미래 산업이라 평가받고 있는 바이오산업과 환경산업의 핵심요소 분야로 평가되어, 인류의 환경보존 및 건강증진, 치료에 기여하는 등 사회·경제적으로 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.  

본 호 2부를 통해 지구온난화문제, 환경호르몬, 폐플라스틱 문제와 같은 사회적 이슈의 해결과 각종 환경규제에 대한 대응책으로 기능성과 친환경성을 동시에 만족시켜주는 바이오 플라스틱에 대해 알아보았다. 다양한 국제 환경규제강화에 대처하기 위해서도 친환경적인 산업생산방식의 도입이 필요하며, 바이오 플라스틱으로의 전환을 위한 적극적 지원이 필요해 보인다.

 

발간물 > 융합연구리뷰

발간일 : 2019-11-04

저자: 김한성 / 이정환

PEST-SWOT-AHP 방법론을 활용한 융합연구 활성화 방안에 관한 연구: ICT 융합연구를 중심으로  

정보통신(ICT)기술의 발달과 패러다임의 변화에 따라 전 세계는 사회·환경·정치 등 여러 방면의 급격한 혁신이 가속화되고 있다. 특히 혁신의 뒷받침이 되는 기술의 발전에 따라 이전에는 존재하지 않았던 새로운 비즈니스와 연구가 창출되고 있다. 여러 분야에서 사용되고 있는 기술들이 융합되어 새로운 기술과 가치를 창출하며 이전에 뚜렷이 구분되던 기술 및 상품들의 기능이 결합되며 산업 간의 경계가 흐려지고 있다.  

이에, 본 호 1부에서는 과학기술 분야 중 융합이 가장 활발히 일어나고 있으며 영향력이 큰 ICT 분야를 중심으로 융합연구 활성화 방안을 모색하고자 하였다. 국내외 정책사례 분석을 PEST-SWOT-AHP 방법론을 활용·분석하여 미래지향적 ICT 융합연구 기획’, ‘ICT 융합연구 생태계 네트워크 구축과 같은 증거기반 ICT 융합연구 활성화 방안을 제언하였다.  

본 호를 통해 융합연구를 활성화하기 위한 지원 정책은 무엇인가?’에 대한 고찰과 함께 우리나라의 ICT 융합연구 환경을 다방면에서 분석하고 SWOT 요인에 대한 중요도를 분석하였다. 저자가 주장하였듯 우리나라 고유의 ICT 융합연구 활성화 방안 및 전략이 도출되어 세계 1ICT 강국의 위상을 유지함과 동시에 우리만의 전략이 타 국가의 벤치마킹 사례가 될 수 있기를 기대해본다.

데이터사이언스 관점의 융합 R&D 특성 분석과 성과예측 모형 연구  

글로벌 선진국들은 데이터가 막대한 가치를 창출하는 핵심자원임을 인식하고 데이터 주도의 혁신을 도모하고 있다. 우리나라 역시 데이터 산업을 국가 미래 혁신 성장의 하나로 보고, 정부 차원의 육성과 핵심기술 개발을 지원할 계획이다. 다량의 데이터 수집과 저장에 필요한 지식(통계학, 데이터 마이닝, 머신러닝 등)을 기반으로 패턴을 찾아내고, 통계적 추정, 예측 모델링을 통해 필요한 정보를 시각화하는 데이터 사이언스(Data Science)는 다분야 융합과학이라고 할 수 있다.  

이에, 본 호 2부에서는 데이터 사이언스 관점에서 국가 R&D 데이터를 분석하고, 특히 융합 R&D의 숨겨진 새로운 가치발굴과 성과 향상 방안을 찾아보고자 하였다. 본 연구를 위해 국가과학기술지식정보서비스(NTIS)에서 수집한 2017년 국가 R&D 데이터에 논문, 특허 필드를 추가하여 과제번호를 중심으로 한 개의 분석 파일을 만들고, 텍스트 마이닝, 네트워크 분석, 신경망 분석을 사용해 결과를 도출하였다.  

본 호를 통해 데이터 주도의 혁신 시대를 이끌어갈 수 있는 경쟁력에 대해 고민을 해볼 수 있는 계기가 되기를 바라며, 이러한 데이터 기반의 분석을 통해 특히 융합연구 정책과 연구현장의 시각 차이가 좁혀지기를 기대해본다.

발간물 > 융합연구리뷰

발간일 : 2019-10-07

저자: 이동규 / 김찬수

재난발생 위험지역 설정 및 위험지역 주민에 대한 사전 고지방법: 한국·미국·일본·영국·독일 사례를 중심으로  

기후환경, 토지이용·개발 등과 같이 주변 환경의 변화로 인해 우리는 지속적으로 재난 위험에 노출되어있다. 지난 수십 년간 태풍 및 호우로 인한 홍수, 산사태 등과 같은 자연재해는 물론, 저수지··신축건물 건설로 인한 인재(人災)가 세계 각지에서 발생하였다. 이러한 재난을 방지하기 위해 국내에서는 재난으로 인하여 사람의 생명·신체 및 재산에 대한 피해가 예상되는 지역에 대해서는 시··구 재난 예보·경보체계 구축 종합계획을 5년 단위로 수립하여 시·도지사에게 제출하여야 하는 등 대비책을 마련하고 있다.  

이에, 본 호 1부에서는 한국, 미국, 일본, 영국, 독일 사례를 중심으로 한 재난발생 위험지역 설정 및 위험지역 주민에 대한 사전 고지방법에 대해 살펴보고자 한다. 국내에서는 자연재해대책법’, ‘재난 및 안전관리 기본법을 기반으로 재난 발생 위험지역을 선정하고 재해지도의 작성 등과 같은 대비를 하고 있다. 미국, 일본, 영국, 독일 또한 국내와 같이 여러 법안을 기반으로 재해지도 작성 및 사전고지를 통해 주민들의 안전한 생활을 보장하려 하고 있음을 알 수 있다.  

본 호 1부에서는 재난발생 위험지역 설정과 해당 지역주민에 대한 사전 고지방법을 알아보았으며, 점차 복잡해지고 규모화되는 재난 대비 방법에 대해 알아보았다. 앞으로 기술의 발전에 따라 재난발생 위험지역 설정과 대비 방안의 고도화 및 재난에서 비롯되는 각종 피해의 최소화를 기대해 본다.

재난 시뮬레이션: 위험도 분석을 기초로 한 시뮬레이션 및 머신러닝 방법론의 소개  

재난의 정의는 세계 각지에서 여러 의미로 구분하고 있다. 국제적십자에서는 특정한 재난(D)은 그 위험요소(H)와 취약성(V)을 합한 값을 사회의 처리능력(C)으로 나눈 수식으로 정의한다. 재난이 발생하지 않은 정상상태에서 재난을 방지(prevent)하고 준비(prepare)하며, 방지라는 측면에서 그에 대한 예측(predict)도 반드시 필요하다. 하지만, 대응 비용과 시간 측면을 고려하면 모든재난에 대해 대응하기는 어려움에 따라 재난의 중요도에 따라 최적의 대비책을 마련할 필요가 있다.  

이에, 본 호 2부에서는 각기 다른 성격의 재난을 하나의 기준으로 묶을 수 있는 방법으로 경제학에서의 효용함수와 같이 여러 가지 차원의 입력 변수들을 가지고 여러 종류의 재난의 대응 순서를 결정하는 방법에 대해 알아보았다. 통계적 방법을 사용하여 상황의 위험을 정량화하는 통계적 위험, 베이지안(Bayesian) 접근, 머신러닝 방법론 등을 통해 재난대책의 기본인 피해의 최소화를 달성할 수 있는 여러 방법론에 대해 알아보았다.  

본 호 2부를 통해 재난의 계량화 및 위험도 계산을 기반으로 자연재해뿐만 아니라 금융사고 혹은 정치 변동 등 사회적 재난에 대한 대응도 앞으로는 수월해지기를 바라며, 인공지능과 머신러닝 등의 새로운 방법론을 통해 이전에는 없던 재난 대응책이 마련되기를 기대해 본다.