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발간물 > 융합연구리뷰

발간일 : 2018-11-05

저자: 임치현, 이창헌, 김성현

4차 산업혁명의 주요 융합R&D 이슈 파악: 텍스트마이닝을 통한 접근 

미래사회의 기반이자 중심역할을 할 것으로 기대되는 모든 것이 4차 산업혁명이라는 이름아래서 분류되고 있다. 사물인터넷, 빅데이터, 5G, 로봇, 인공지능 등 새로운 기술의 등장과 매스 미디어를 통한 4차 산업혁명에 관한 아이디어 확산을 통해 대중들 또한 4차 산업혁명이라는 주제에 친숙하다. 하지만 4차 산업혁명이 정확히 산업/기술/정책의 무엇을 의미하는지, 그리고 그 범위는 어디까지인지 모호한 것이 사실이다. 

이에, 본 호 1부에서는 텍스트마이닝을 통한 4차 산업혁명의 주요 융합R&D 이슈를 파악하고, 기존의 국내외 4차 산업혁명 관련 논의의 상세내용 정리 및 시사점에 대해 소개하고자 한다. 4차 산업혁명에 대한 이해를 위해 논문은 Web of Science Core Collection SCIE, SSCI, A&HCI, ECI, 뉴스는 LexisNexis Business&Industry News를 통해 관련 문헌 데이터를 수집하였으며, 해당 데이터를 Document-Term Matrix로 표현하였다. 문헌 데이터 분석결과로 파악한 4차 산업혁명의 19개 주요 연구 분야는 그 성격에 따라 다음 5개 레벨: 1) “연결 인프라 구축”, 2) “데이터 활용 인공지능 개발”, 3) “시스템 및 프로세스 최적화”, 4) “산업 혁신”, 5) “사회 발전으로 분류된다.

본 호를 통해 4차 산업혁명의 개념과 범위에 대한 명확한 정립을 통해 관련 융합R&D가 더욱더 활발히 이루어지길 기대해 본다.

 

STEAM 기반 유아 공학교육 프로그램 개발 및 효과

4차 산업혁명시대의 인재로 창의적이고 융합적인 사고가 가능한 융합형 과학인재의 필요성이 커지고 있다. 이러한 인재로 성장하기 위해서는 유아기 시절부터 다양한 경험을 토대로 미래사회에 적응할 수 있는 문제해결능력 함양이 필요하며, 관련된 다양한 경험을 쌓는 것이 중요하다.

이에, 본 호 2부에서는 유아를 위한 과학, 기술, 공학, 예술, 수학(이하 STEAM) 기반 유아 공학기반 프로그램을 개발하고 그 효과에 대해 살펴보고자 한다. 유아 시절에 형성된 경험은 자연스레 성장과정에서 개인의 사고와 문제해결 방안에 표출됨에 따라, 해당 시기에 STEAM에 대한 전방위적 경험이 중요하다.

유아들은 선천적으로 창의적인 특성이 있으며 자신들의 손으로 무엇인가를 만들어 내는 것을 선호하는 경향을 보이기에, 주어진 문제에 대한 예술적인 요소들을 탐색하고, 공학교육 경험을 통해 문제 인식 및 해결 능력을 기르는 것에 목적이 있다.

실험결과, STEAM 기반 유아 공학교육 프로그램은 유아의 과학효능감 증진에 효과가 있는 것으로 나타났다.

본 호를 통해 초중고교 과정에서의 융합형 교육뿐만 아닌 유아기 교육과정에서부터의 STEAM기반 프로그램이 확대되어 미래에는 모두가 융합형 인재로 자라날 수 있기를 기대해 본다

발간물 > 연구보고서 > 조사성과분석
발간물 > 융합연구리뷰

발간일 : 2018-10-15

저자: 성지은, 송위진

대학교육과 연구개발의 혁신 모델: 리빙랩(Living Lab) 추진 현황과 과제

빠르게 변화하는 사회와 소규모 커뮤니티의 요구와 달리 기존의 대학교육과 연구개발은 상대적으로 폐쇄적이었던 환경으로 인해 변화의 속도가 느린 편이다. 이러한 상황에 대한 돌파구이자 혁신활동의 한계 극복 수단으로, 사용자 및 수요 중심의 연구를 진행하는 리빙랩(Living Lab)에 대한 중요도가 증가하고 있다. 소통을 통한 지역 내 문제인식 및 극복방안을 도출하여 보다 나은 삶의 질을 공공에게 제공하는 리빙랩은 지역 내에 위치한 대학과 연구소의 새로운 혁신 모델로 각광받고 있다.

이에, 본 호 1부에서는 다양한 국내 리빙랩 추진, 성과 현황과 내용을 살펴보며 리빙랩의 성과와 의미에 대해 소개하고자 한다. 국내 리빙랩은 중앙정부, 지자체 및 중간지원 조직, 대학, 풀뿌리 조직 등 다양한 추진주체가 중심이 되어 생활, 환경, 재난-안전, 격차해소와 같은 사회문제를 해결해 나가고 있다. 이러한 사용자, 소비자 중심의 문제해결 방식을 통해 기존 대학교육 및 연구개발의 한계점이었던 이론 및 기술기반 연구의 한계를 넘어서고자 하였다. 보다 원활한 리빙랩 추진을 위해 1) 중앙정부 및 지자체 예산집행과 사업추진의 유연성 확보, 2) 플랫폼 구축에 대한 전망 확립, 3) 공익성을 지닌 똑똑한 최종 사용자 조직 필요, 4) 시행착오를 통한 학습체계 구축, 5) 리빙랩의 지속가능 활동 유지를 위한 장기적 비전 확립 및 사회-기술시스템으로의 연계 강화와 같은 다섯 가지 해결과제를 제시한다.

본 호를 통해 실수요자 기반, 사용자 주도형 혁신모델로서의 리빙랩에 대해 살펴볼 수 있는 기회이자, 미래사회 변화 대응에 관한 여러 문제해결 방안마련 수단으로써 리빙랩의 확산이 이루어지길 기대해 본다.

 

사회문제 해결형 융합연구의 특성과 발전 방향

최근의 과학기술정책은 단순히 기술의 발전과 선진화를 위한 정책에만 집중하는 것이 아닌, 해당 기술의 사회적 책임과 대중 삶의 질 향상과 같은 공공에 기여하는 과학기술을 지향한다. 기술과 사회는 서로 상호작용을 통해 발전한다. 이에 따라 과거와는 달리 사회문제 해결을 위한 융합연구가 전 세계에서 활발히 이루어지고, 각기 다른 자신들만의 방법으로 연구를 진행하고 있다.

이에, 본 호 2부에서는 과학기술정책의 진화 역사를 시작으로 해외의 사회문제 해결형 융합연구 사례를 바탕으로 어떠한 사회적 문제들이 해결되고 있으며, 이를 통한 시사점은 무엇인지 살펴보고자 한다. 추격형 연구를 진행하던 국내 연구는 이제 탈추격 상황에 직면하게 되었고, 이는 과학기술과 인문사회 지식의 융합을 더욱 필요로 하며, 이를 더욱 발전시키기 위해 융합적 관점에서 미래 사회-기술시스템을 전망하는 작업의 제도화, 실험을 통한 학습을 위한 시범사업 및 실증연구 추진, 시민사회 참여 촉진, 사회적 가치 평가기준 개발-적용 등의 작업이 필요하다.

본 호를 통해 기술의 융합뿐만 아니라, 사회문제해결을 위한 사회-기술 분야 간 융합연구 또한 융합연구의 또 다른 주축으로 발돋움 할 수 있기를 기대해 본다.        

발간물 > 연구보고서 > 기타정책연구
발간물 > 융합연구리뷰

발간일 : 2018-09-04

저자: 고윤전, 최승문, 김상연, 전석희, 김정현

5G 이동통신 시대와 실감미디어

최근 성장저하를 겪고 있는 ICT 산업에서 실감미디어 산업은 신시장을 창출할 것으로 기대된다실감미디어 기술은 현실과 가상을 결합하는 방식에 따라 VR(Virtual Reality, 가상현실), AR(Augmented Reality, 증강현실), MR(Mixed Reality, 혼합현실등으로 나누어지며 현실과 같은 콘텐츠를 제공하는 실재감과 사용자와의 상호작용을 강화하는 방향으로 발전해오고 있다이에 실감미디어 시장 성장의 기반이 될 5G 네트워크 기술은 빠른 데이터 전송 속도빠른 데이터 응답 속도수많은 기기와 연결할 수 있는 초연결의 특징을 가진다.

본 호 2부에서는 ICT 산업의 중심이 될 실감미디어 기술과 5G 네트워크의 특성 및 유형을 소개하고자 한다또한 다양한 산업 영역에서의 실감미디어 시장 현황을 살펴보고 5G 네트워크 시대에서 실감미디어 기술의 전망 및 과제를 제시하고자 한다.

본 호로 실감미디어와 5G 네트워크 기술동향을 이해하고 이를 기반으로 다양한 산업 간의 융합을 통한 기술 및 서비스 제공 가능성을 재고할 수 있기를 기대해 본다. 

 

가상 햅틱장치를 통한 몰입형 VR/AR 시스템 현황 및 발전 방향

학계에서의 꾸준한 연구와 산업계에서의 다양한 기술 및 제품 개발로 가상현실(Virtual Reality, VR)과 증강현실(Augmented Reality, AR)에 대한 관심이 뜨겁다. 현재까지 가상현실과 증강현실은 시각과 청각에 대해 많은 발전이 이루어져왔는데 사용자의 몰입감을 증대시키기 위해서는 촉각 연구인 햅틱스(Haptics) 기술에 대한 연구가 필요하다.

이에, 본 호 1부에서는 가상현실과 증강현실에 적용될 수 있는 햅틱 장치와 햅틱 장치를 사용하기 위해 필요한 소프트웨어 및 알고리즘에 대해 소개하고자 한다. 또한 다중 감각의 입력 또는 출력/피드백을 기반으로 하는 햅틱 기술이 적용된 다중 감각 입출력에 대해서 논의하고자 한다.

본 호를 통해 가상현실과 증강현실의 기반 기술인 햅틱스 기술 및 연구동향을 이해하고 기술의 미래 발전 가능성에 대해 살펴볼 수 있는 기회가 되기를 기대해 본다.

 

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발간물 > 융합 위클리팁 > 기술
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발간일 : 2018-08-07

저자: 이호선, 김기현

도시 물 관리 시스템 국내외 적용사례 및 시사점

최근 4차 산업혁명의 핵심기술인 빅데이터 기반 ICT 기술을 접목하여 실시간으로 정보를 수집하고 처리하는 통합 물 관리 시스템을 개발하여 운영 중에 있다. 또한 지난 20여 년 간 국토부와 환경부 등에서 분담해 온 물 관리 업무가 20185물 관리 일원화 3이 통과되면서 일부 업무를 제외한 나머지 업무가 환경부로 통합화되었다. 이렇듯 물 관리 통합에 대한 기술적, 정책적 관심이 뜨겁다.

이에, 본 호 1부에서는 도시 물 관리의 개념과 국내 및 해외 활용 사례를 살펴보고자 한다. 또한, 물 관리 시스템 관련 기술 및 정책 동향을 살펴보고 이를 기반으로 우리나라 시스템의 한계 및 시사점을 도출하고자 한다. 도시 물 관리는 기능적으로 물 공급, 물 환경, 물 재해 문제로 구분된다. 국내외 물 공급 측면에서는 ICT 기술 기반의 지능화된 물 관리 기술인 Smart Water Grid에 대한 다양한 시도들이 이루어져 왔다. 또 물 환경 측면에서는 수질 측정 및 관리 시스템 개발, 물 재해 측면에서는 홍수 및 가뭄 관련 정보를 분석하고 대응하는데 필요한 시스템 개발이 이루어지고 있다. 각 분류별로 다양한 활용 사례가 존재하지만 기후변화, 도시개발, 인구이동 등의 이슈에 따른 체계적인 물 관리 시스템 구축을 위해서는 분야별 전문기관에 의한 지속적인 정보의 생산과 연계가 이루어져야 한다.

본 호를 통해 도시 물 관리의 분류 별 기술 동향을 살펴보고 향후에 우리나라가 물 관리 일원화와 기술개발을 이뤄내어 수자원의 효율적인 배분과 관리체계를 구축하기를 기대해 본다.

 

폐열 에너지를 전기로 변환하는 열전발전기술

기후변화로 인해 전 세계적으로 폭우와 폭염과 같은 이상기후가 나타나고 있다. 이에 대응하기 위해 세계 각국에서는 온실가스 배출 감축을 위한 정책적인 노력을 기울이고 있다. 주요 에너지원인 화석연료는 매장량에 한계가 있으며 온난화에 큰 영향을 미치고 있어 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 대체 에너지로 주목받았던 태양광과 풍력 등의 재생에너지원의 경우 환경적 영향으로 인한 불안정한 공급과 신뢰성에 대한 이슈가 있어 최근에는 버려지는 에너지를 재활용해 전력을 생산하는 열전발전기술이 대안으로 주목받고 있다. 열전발전기술은 열원이 존재하는 경우 24시간 발전이 가능하며 구동부가 불필요해 구조가 간단하고 유지보수가 편리하다.

이에 본 호 2부에서는 열전발전기술과 열전발전 시장 및 기술 동향에 대해 알아보고자 한다. 열전발전기술의 근간인 열전효과는 온도 차이로 전류가 유도되는 제백효과와 전기에너지가 열에너지로 변환되는 펠티어효과로 분류된다. 열전발전기술의 핵심 부품은 열전소자로 우주항공 분야, 자동차, 산업 현장 등 다양한 분야에서 연구가 진행되고 있다. 기술개발은 열전소자의 특성을 가늠하는 지표인 무차원 성능지수 값을 높이기 위한 연구들이 열전소자 특성의 주요 인자인 열전재료별로 이루어지고 있다. 하지만 대부분의 열전소재는 독성 원소들을 활용하고 있어 상용화를 위한 기술 확보에 적극적인 지원이 필요하다.

본 호로 열전발전기술의 이해와 대체 에너지로서의 가능성을 재고할 수 있기를 기대해 본다. 

 

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