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박승한, 연세대학교 신경과학기술 파이오니어 융합연구단 단장

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박승한 연세대학교 신경과학기술 파이오니어 융합연구단 단장

최근 우리나라의 인구 고령화가 가속화되면서 뇌졸중, 치매, 파킨슨, 알츠하이머, 난청 등의 노인성 신경질환 환자가 갈수록 증가하고 있는 가운데 노인의 삶의 질을 향상시킬 수 있는 신경질환 진단 및 치료에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이에 따라 인간의 뇌세포 또는 신경세포의 노인성 퇴화와 관련된 질환의 진행을 억제, 손상된 신경의 재생, 기능의 복원 및 치료의 원천이 되는 신기술이 절실히 요구되고 있으며 이러한 신경기술 분야 중 가장 주목을 받고 있는 분야가 바로 나노바이오-IT 융합기술의 시너지 효과를 극대화할 수 있는 신경소자산업 분야이다.

신경소자는 신경의 제어를 통하여 치료는 물론 인간의 감정, 인지 활동 등의 뇌 과학 분야와, 신경망 재생 및 치료 등 새로운 시장 창출과 그 응용성이 무한한 것으로 높이 평가되고 있다. 하지만 현재까지 개발된 신경소자는 신경세포들의 크기와 비슷한 수십 마이크로미터 크기의 단일소자로 이루어져 있으며, 치료 또한 단순한 전기신호를 통한 자극에 그치는 등 한계를 가지고 있었다. 특히 나노와이어를 이용한 신경소자에 대한 연구는 전 세계적으로 아직 초기단계이며 다양한 분야의 공동연구가 필수적이다. 즉, 신경세포보다 훨씬 작은 나노와이어를 이용해 신경 신호를 검출하거나 발생시키는 나노기술, 이러한 나노기술을 신경계와 조합해 신호를 분석하는 바이오기술, 신경소자를 통해 신경신호를 제어·전달하는 IT기술이 유기적으로 결합돼야 하는 것이다.

박승한 연세대학교 신경과학기술 파이오니어 융합연구단 단장

박승한 연세대학교 신경과학기술 파이오니어 융합연구단 단장 (사진. 연세대학교)

연세대학교 신경과학기술 파이오니어 융합연구단(단장 박승한 교수. 이하 융합연구단)은 NT, IT, BT의 융합으로 시너지 효과를 극대화할 수 있는 신경소자관련 기술 개발을 목표로 ‘나노와이어 어레이 기반 신개념 지능형 신경소자’를 개발하고 동시에 이를 이용한 ‘신경치료 기술’ 분야를 개척하고 있다. 이 신경소자는 신경손상을 최소화하고 신경세포가 살아있는 상태에서 신경신호를 검출·조절·자극할 수 있는 ‘생체친화 지능형 나노-바이오 신경소자’로서 향후 획기적인 치료법을 제공할 전망이다.

융합연구단은 크게 4가지 핵심 요소기술을 구성하여 ‘나노와이어 어레이 기반 신개념 지능형 신경소자’ 개발을 진행하고 있다. 핵심요소기술은 신경 및 신경 세포의 신호 전달 메커니즘을 규명하기 위한 ‘신경신호 감지기술’, ‘생체 친화적 나노와이어 어레이 제작 기술’과 ‘CMOS 기반 신경칩 기술’을 결합한 ‘신경소자 시스템 기술’, 신호측정, 분석 및 조절을 가능하게 하는 ‘신경신호 변조 기술’과 전기 자극을 주었을 때 발생하는 ‘신경생리 분석기술’ 등이다. 그동안 융합연구단은 이러한 각각의 핵심 요소기술에 관련한 IT-BT-NT 원천기술의 확보하고, 이를 통해 기존 기술로 불가능한 신경재생 및 치료를 가능하게 하는 소자 개발을 진행하여 의미 있는 성과를 거두었다.

지난 3년 간 융합연구단에서는 다채널 나노와이어 어레이 소자의 기본적인 형태를 성공적으로 제작했고, 다채널 나노와이어 전극을 제작하였으며, 이를 통해 측정된 신호는 CMOS 신경칩을 이용하여 바로 디지털화 되어 전송될 수 있는 소자를 성공적으로 제작하였다. 융합연구단에서는 이렇게 제작된 기본소자를 이용하여, 연구단은 현재 쥐, 토끼 등 실제 살아있는 동물에 대한 실험을 진행해 여러 채널에서의 신경신호를 성공적으로 측정하였으며, 앞으로 임상실험에 직접 적용할 수 있는 가능성을 열었다. 또한, 다채널 신경 신호를 분석할 수 있는 알고리즘을 자체적으로 개발하였으며, 동물실험을 통해 획득한 실제 신경신호를 바탕으로 신경네트워크 모델에 대한 개념을 구축하였다. 이에 그치지 않고 연구단은 앞으로 더욱 안정적이면서 생체 친화적인 나노와이어 기반 지능형 신경소자의 기능과 동작기술 개발을 완성하고, 실제 신경재생 및 신경질환 치료에 사용할 수 있도록 용도 확장기술을 개발하기 위하여 최선의 노력을 다하고 있다.

박 단장은 “신개념 지능형 신경소자기술은 고통 받고 있는 신경질환자들에게 새로운 희망이 줄 것”이라며 “다량의 신경질환 회복 및 치료에 대한 지적재산권을 확보하여 국내외 제약 및 생명공학회사에 기술을 이전하여 산업화에 크게 기여할 수 있으며, 세계 최고의 IT 기술력을 보유한 우리나라 산업에 NT-BT-IT 인터페이스 시스템을 접목시킴으로써 경쟁력을 확보해 새로운 성장 산업을 창출할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이러한 신경 정보화 기술은 뇌질환, 뇌-컴퓨터 인터페이스, 생물 전자 소자, 신경 회로망, 뇌 인지과학 등 다양한 분야에서도 활용이 가능할 것으로 전망된다.

박승한 단장은 1988년 미국 Arizona 대학교의 Optical Sciences Center에서 박사학위를 취득한 후 미국 펜실베니아의 Pittsburgh 대학에서 조교수로 재직하면서 반도체 양자 우물과 양자점 구조와 같은 반도체 나노구조의 선형, 비선형 광특성과 초고속 광스위칭 소자로서의 응용에 대한 연구를 진행하였으며, 1991년 귀국하여 연세대학교 물리학과 교수로 재직하고 있다.

귀국 이후 근접장 광학과 비선형 분광학 기술을 접목하여 100fs 이하의 시간 분해능과 100nm 이하의 공간분해능을 갖는 시공간 고분해능 분광장치를 개발하였으며, 이를 이용하여 반도체 양자점의 양자구속 효과, 금속 물질의 플라즈몬 공명현상 및 금속-반도체 나노 물질의 local field effect 등의 연구를 수행하였다. 특히 시공간 고분해능 레이저 분광학 분야에서 논쟁이 되고 있는 문제의 핵심을 재빠르게 파악하여 과감히 해결하는 능력을 보여주었으며, 그 결과는 120편 이상의 논문으로 주요 저명 학술지에 게재되었음은 물론 150여 편 이상의 국내/국제 학술회의 논문으로 발표되었고, 10개 이상의 특허로도 등록 되었다.

또한 박승한 교수는 1993년부터 1997년까지 한국광학회 총무간사로서의 역할을 수행하였으며, 2000년-2001년과 2002년-2003년에는 한국광학회 총무이사를 역임하였고, 2004년부터 2007년까지는 Journal of Optical Society of Korea의 편집위원장으로 활동하여 JOSK를 SCI(E)에 등재시키는 데 핵심적인 역할을 하였다.

오윤경 기자

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디지털 전환으로 새로운 비즈니스 기회를 잡아야 한다

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필립 델롬(Philippe Delorme) 슈나이더 일렉트릭 부회장

“글로벌 기업 경영진의 64 %는 디지털 전환에 실패할 경우 기업 생존에 영향을 끼칠 것이라 생각한다. 특히 에너지 및 산업자동화에서의 OT(운영기술)과 IT(정보기술)의 융합이 디지털화(Digitalization)에 대한 새로운 에코 시스템을 만들어 가고 있다.”

필립 델롬(Philippe Delorme) 슈나이더 일렉트릭 부회장은 지난 5월 29일 서울 용산 드래곤시티호텔에서 열린 ‘이노베이션 서밋 서울 2018 (Innovation Summit Seoul 2018)’에서 기조강연을 통해 OT(운영기술)와 IT(정보기술)이라는 두 개의 축이 이끌어가는 에너지와 자동화 산업에서의 변화에 주목해야 하며, 여기에서 새로운 비즈니스 기회를 창출해야 한다고 강조했다.

필립 델롬(Philippe Delorme) 슈나이더 일렉트릭 부회장
필립 델롬(Philippe Delorme) 슈나이더 일렉트릭 부회장(사진. 슈나이더일렉트릭)

이번 행사는 ‘Powering and Digitizing the Economy’을 주제로 국내외 IT 및 산업계 관계자, 전문가 등 2천여명이 참석했다고 회사측은 밝혔다. 슈나이더 일렉트릭은 에너지 패러다임의 전환과 디지털 기술이 전 산업에 영향을 끼치는 4차 산업혁명에 대비한 혁신적 기술 전략을 공유했다. 특히 사물인터넷(IoT), 인공지능, 가상현실 등 디지털 기술을 통해 국내 산업의 방향성을 제시하고, 기업의 디지털 전환(Digital Transformation)을 위해 최적화된 개방형 플랫폼 솔루션을 제안했다.

특히 슈나이더 일렉트릭의 통합 아키텍처 플랫폼인 ‘에코스트럭처(EcoStruxure™)’의 일부인 ‘에코스트럭처 파워(EcoStruxure Power)’, ‘에코스트럭처 빌딩(EcoStruxure Building)’의 최신 버전도 공개됐다. 슈나이더 일렉트릭은 현재 (산업용)사물인터넷에서 전체 매출의 45%를 달성했다고 밝혔다.

에너지 수요 증가를 에너지 효율성으로 대응해야

필립 델롬(Philippe Delorme) 슈나이더 일렉트릭 부회장은 “데이터센터, 이동통신 등의 늘어나는 사용량을 생각할 때 전체 에너지소비 중에서 10%를 차지하는 IT 분야 전력이 30%까지 늘어날 것”이고, “전기자동차의 두드러진 성장세에 따라 교통분야에서도 에너지 소비가 30%를 차지하게 될 것”이라고 전망했다. 이에 에너지 분야에서 3배이상의 효율성을 마련해야 한다는 것. 그럼에도 “태양광의 경우, 현재까지는 다른 에너지원보다 비용이 높지만, 2025년이면 기존 석탄 기반 발전소에 비해서 훨씬 비용효과가 높아질 것”이라면서, “미래는 이런 식으로 발전해 가고 있다. 이것은 확실하게 다가오게 될 미래”라고 강조했다.

에너지 분야에서도 결국은 새로운 디지털 전환(Digital Transformation)을 통해 완전히 새로운 패러다임의 전환이 일어날 수 밖에 없을 것이라는 분석이다.

네트워크로 연결된 산업용사물인터넷으로 디지털화와 디지털전환 패러다임 마련

필립 델롬(Philippe Delorme) 부회장은 또한 현장에서의 네트워크 연결도 새로운 디지털화와 디지털전환을 제공하는 밑거름이라고 밝혔다. 그는 프랑스에 위치한 유럽 최대 규모 중 하나인 300MW 솔라팜의 사례를 소개하며, “네트워크에 중단없는 연결이 이뤄지고, 이를 통해 실시간으로 모니터링이 구현되고 있으며, (이러한 네트워크에 연결된 실시간 데이터)를 통해 분석과 예측도 할 수 있는 능력들이 확보되야 한다.”고 말했다.

에너지 뿐만 아니라, 제조 및 기계장비에서의 새로운 디지털화와 디지털전환으로의 움직임도 주목된다. 하나의 축에서 활발하게 이뤄지고 있는 디지털로의 움직임이 있다. 그리고 이러한 것들이 스마트폰과 같은 플랫폼에 연결되고 있다. (산업용) 사물인터넷(IoT)이 새로운 영역에서 이러한 변화를 주도하는데 큰 역할을 하게 될 것이다. 이러한 상황을 고려할 때, 머신들도 커넥션 포인트에 연결되어야 하고, 취합한 데이터를 실시간으로 전송해야 한다. 이렇듯 하나의 축에서부터 변화는 계속 일어날 것이다.

필립 델롬(Philippe Delorme) 부회장은 “디지털의 세계에서 무엇보다도 중요한 것은 그 누구도 이러한 디지털 전환을 혼자 이뤄낼 수 없다는 것이다. 파트너쉽과 커뮤니티가 반드시 필요한다. 그래서 이러한 연합을 구축해 디지털 전환을 이끌어 나갈 수 있도록 해야 한다.”고 밝혔다. 그는 또한 “(슈나이더 일렉트릭이) 지난 5년간 변화한 것이 있다면, 상당히 많은 제품들이 소프트웨어와 연결되고 스마트화 됐다. (산업용) 사물인터넷(IoT)이 가속화되면서 가장 중요하게 된 것이 바로 각각 팀들이 하나로 협업하는 것”이라고 말했다.

에코스트럭처(EcoStruxure™)로 디지털 에코 시스템 마련

김경록 슈나이더 일렉트릭 코리아 대표는 별도로 진행한 기자간담회에서 에코스트럭처(EcoStruxure™)의 최신 기능과 함께 이케아, 은평성모병원, 삼성 SDI, 흥아기연 등 다양한 산업의 고객 사례들을 소개했다. 그는 “슈나이더 일렉트릭이 기업과 인류의 지속가능성을 목표로 기술을 개발, 전력을 사용하는 모든 산업 분야의 에너지 관리와 공정 자동화를 지원해 에너지 효율성을 평균 30%, 최대 65%까지 향상시킬 수 있다”고 강조했다.

이번 서밋은 업계 전문가가 참여해 산업용 사물인터넷을 통해 본 산업계의 전략과 세계 시장 동향을 탐구하는 세션도 마련됐다. 민관합동 스마트 공장 추진단 송병훈 센터장, SK 텔레콤 장홍성 기술원장, 마이크로소프트 최윤석 전무, 슈나이더 일렉트릭 채교문 본부장은 ‘산업인터넷(IIoT) – IT와 OT 컨버전스의 미래’를 주제로 토론 세션을 가졌다. 제조, 통신, IT 업계의 시각에서 바라본 IT와 OT의 융합 양상 및 산업별 디지털 생태계 구축의 필요성에 대한 심도깊은 논의가 활발하게 추진됐다.

또한 슈나이더 일렉트릭의 솔루션을 직접 만나볼 수 있는 ‘이노베이션 허브(Innovation Hub)’의 전시체험존도 마련됐다. 총 40여개의 데모부스에서 증강 및 가상현실 솔루션인 EcoStruxure Augmented Operator, EcoStruxure VR가 전시됐으며 공정자동화 및 공정 안전성과 관련한 Foxboro DCS, Triconex, Tricon CX 등 세부적인 솔루션 체험이 진행됐다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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시장분석

[이슈] 한국 ICT시장 디지털 트랜스포메이션 본격화 전망

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마크 설리번(Mark Sullivan) IDC CFO 겸 아태지역 총괄

국내외 기업들 전반에서 ICT 도입을 통한 디지털 트랜스포메이션 추진을 통한 새로운 비즈니스 전략 마련과 추진이 기업들간의 경쟁력 순위로 이어질 것이라는 전망이 나왔다. 특히 AI, IoT, AR/VR, 클라우드와 같은 제3의 플랫폼들에 대한 디지털 트랜스포메이션 과정에서의 적극적인 수용이 더욱 확산될 필요가 있다는 분석이다.

IT 시장분석 및 컨설팅 기관인 한국IDC (대표 정민영)는 디지털 트랜스포메이션(DX: Digital Transformation) 경제 시대로의 이동이 본격화되는 가운데, ICT 시장 흐름의 변화를 전망하는 기자간담회를 개최하고 디지털 트랜스포메이션으로의 변화는 막을 수 없는 전체적인 흐름이라고 진단했다.

한국IDC는 2027년까지 아태지역 비즈니스 75%에 디지털 트랜스포메이션가 진행될 것이라는 분석을 제시했다. 기자간담회에서는 2017년 조사 결과를 바탕으로 DX 트렌드가 국내 IT지출 규모에 미친 영향을 분석하고 국내 기업의 관련 성숙도를 평가하기도 했다. 조사 결과 조직내 ’디지털 마인드셋’ 부족, 고립된 혁신방식, 핵심성과지표(KPI) 부재 등 이유로 기업의 DX 추진이 교착상태에 빠질 수 있다고 진단했다.

마크 설리번(Mark Sullivan) IDC CFO 겸 아태지역 총괄

마크 설리번(Mark Sullivan) IDC CFO 겸 아태지역 총괄 (사진. 한국IDC)

마크 설리번(Mark Sullivan) IDC 본사 CFO이자 아시아 태평양 지역 총괄이 직접 발표에 나서 제3의 플랫폼의 두번째 챕터가 본격화되며 DX 경제로 이동하는 ICT의 시장흐름을 전망했다. 또한 IDC가 바라보는 제3의 플랫폼 기술들을 중심으로 변화하는 업계를 설명했다.

한국IDC 엔터프라이즈 그룹의 한은선(Steffi Han)이사는 플랫폼과 차세대 기술을 기반으로 복합적인 혁신이 구현되는 가운데 한국 ICT시장의 변화 방향에 대한 분석 및 전망을 제시하는 한편, DX의 동력이 되는 AI, IoT, 클라우드, AR/VR과 같은 혁신의 가속화 동인들을 분석했다.

디지털 트랜스포메이션에 더딘 기업은 도태되는 중

마크 설리번(Mark Sullivan) IDC CFO이자 아시아 태평양 지역 총괄은 “서비스의 디지털화나 디지털 네이티브 운영 모델 채택이 더딘 기업의 경우 경제 구도 상에서 점점 더 소규모 시장으로 밀려나는 추세가 가속화되고 있다”고 밝히고, “디지털 네이티브 기업으로 변모하는 여정은 디지털 트랜스포메이션 경제 주도권을 잡고 이를 선도하는 기업이 견인해 나갈 것”이라고 말했다.

또한 이 여정에 있어 기업들은 시장 리더가 되고자 하는 목표를 조기에 달성하기 위해 긴밀한 협력과 강력한 혁신, 변화 가속화라는 특징을 보이게 된다고 전망했다.

마크 설리번은 “한국 ICT 마켓의 달라진 위상과 역할을 바탕으로 한국 IDC에 대한 투자가 이뤄지고 있다”고 강조하고, AI, IoT, VR/AR 등과 같은 ‘제3의 플랫폼’ 기술들이 산업의 변화를 주도할 것이라고 말했다.

한은선 한국IDC 엔터프라이즈 그룹 이사는 2017년 조사 결과를 바탕으로 디지털 트랜스포메이션(DX) 흐름이 한국의 IT 지출 규모에 미치는 영향을 분석해 국내 기업의 디지털 전환 성숙도를 평가하였다. 현재 조직 내 디지털 마인드셋의 부족이나 사일로화된 혁신 이니셔티브 속에 기업 DX 추진에 있어 교착상태에 직면할 수 있으며, IDC는 다양한 혁신 기술을 접목한 기업의 DX 성과 및 역량에 대한 평가 작업을 통해 이를 지원할 것으로 발표하였다.

또한 한은선 이사는 ‘CIO 서밋 2018 (CIO SUMMIT 2018)’을 비롯해 DX 어워드 (DX Awards), 아시아 태평양 스마트 시티 어워드 (SCAPA) 등 DX 기반 위에서 최신 IT 트렌드 및 현업에서 실행 가능한 통찰력을 제공하는 IDC의 여러 캠페인을 소개하기도 했다.ⓒ

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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