고전도성 및 고기능성 유기소재 개발·응용에 새로운 지평 열어 - 세계 최초로 반방향성 이합체에서 3차원 방향성 형성 현상을 규명 - 한국과학기술정보연구원 (원장 최희윤, 이하 KISTI)의 슈퍼컴퓨터 5호기 누리온을 활용하여 3차원 방향성(aromaticity) 형성 현상을 규명하였다. 연세대학교 화학과 김동호 교수 연구팀은 일본 나고야대학교의 히로시 시노쿠보(Hiroshi Shinokubo)교수 연구팀과 공동으로 반방향성(anti-aromaticity) 이합체*에서의 3차원 방향성 형성 현상을 세계 최초로 규명하였다. 방향성이란 본 연구 이전까지 2차원 평면상에서만 관찰되었던 성질로서, 탄소화합물이 불포화결합, 홀전자쌍, 빈 오비탈 등에 의하여 완전히 콘주게이션** 되었을 때, 일반적인 콘주게이션에 의한 안정화 효과보다 큰 안정화 효과를 보이는 성질을 말한다. 이와 반대로 반방향성이란 방향성을 가지는 것과 같이 콘주게이션을 이루지만, 방향성 없이 높은 불안정성을 가지는 성질을 말한다. 본 연구에서 처음으로 확인한 3차원 방향성은 3차원 공간상에서 콘주게이션을 형성하여 방향성을 나타내는 것을 말한다. * 이합체(dimer): 동일한 두 화합물이 강한 인력으로 하나의 화합물처럼 행동하는 단위 * 콘주게이션(conjugation): 연결된 원자들의 전자들이 비편재화되어 일반적인 불포화 결합에 비해 안정화 효과가 있다. 본 연구는 반방향성 분자들이 직접적으로 연결되지 않고 2차원 화합물들이 평면에 수직 방향의 인력으로 형성한 쌓임 이합체를 형성할 때 3차원 방향성을 보여 안정한 기능성 유기소재 구현에 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 입증하였다. 본 연구팀은 반방향성 분자의 고유한 불안정성을 극복하고 3차원 방향성 형성 현상을 입증하기 위해 노어코롤(norcorrole) 분자를 활용하여 안정한 반방향성-반방향성 이합체를 구현하고, 분자사이에서 공간적으로 이어진 3차원 방향성을 가진다는 것을 증명하였다. 노어코롤(norcorrole) 분자는 기존에 반방향성을 가지는 것으로 알려진 분자로 이번 연구를 통해 3차원으로 이합체를 형성했을 때 방향성을 가진다는 점이 알려졌다. 연구진은 실험적으로 얻은 반방향성-반방향성 이합체의 링전류(ring current)와 KISTI 슈퍼컴퓨터 5호기 누리온에서 시뮬레이션을 통해 얻은 결과를 비교하여 기존의 이론적으로만 알려져 있던 3차원 방향성을 성공적으로 입증하였다. 링전류(ring current)란 완전히 콘주게이션이 된 화합물에서 콘주게이션 된 링을 따라 유도된 전류를 의미한다. 본 연구를 통해 입증한 반방향성 상호작용에 의한 3차원 공간적 방향성 형성은 고전도성 및 고기능성 유기소재 개발 및 응용에 새로운 지평을 열어줄 것이라 기대된다. 본 연구는 중요성과 우수성을 인정받아 Nature의 자매지 “네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)”에 2019년 8월 게재됐다.     [그림1. 연구에 사용된 노어코롤분자의 분자구조][그림2. 반방향성-반방향성 이합체에 자성을 통해 유도된 전류의 흐름][그림3. 노어코롤(norcorrole) 분자들 사이의 전류 흐름도]

KISTI, 포항가속기연구소와 대형 연구 장비⋅시설 공동 활용 협력 - 대형 연구 장비⋅시설 및 IT 인프라 공동 활용 - - 대용량 실험 데이터 생산⋅처리⋅분석 및 연구인력 양성을 위한 상호 교류⋅지원 - 한국과학기술정보연구원 (원장 최희윤, 이하 KISTI)은 포항가속기연구소(소장 고인수, 이하 PAL)와 9월 3일 경북 포항공과대학교(POSTECH) 내에 위치한 PAL에서 대형 연구 장비⋅시설 공동 활용 협력을 위한 양해각서를 체결했다고 밝혔다. 이날 PAL에서 열린 협약식에는 KISTI 최희윤 원장, 슈퍼컴퓨팅본부 황순욱 본부장, 과학기술연구망센터 석우진 센터장, 대용량데이터허브센터 윤희준 센터장과 PAL 고인수 소장, 방사광연구단 신현준 단장, 4세대 빔라인부 나승유 부장 등 양 기관 주요 관계자들이 참석했다. 이번 협약 체결을 통해 양 기관은 협력을 기반으로 대형 연구 장비⋅시설의 공동 활용과 대용량 실험 데이터의 효율적인 분석환경 구축을 통하여 국가과학기술 및 양 기관의 발전에 기여하기로 합의했다. 이를 위해 △연구 장비⋅시설 및 IT 인프라의 공동 활용 △실험데이터 분석 방법 및 기술 교류 등 연구 협력 추진 △대용량 실험 데이터 생산⋅처리⋅분석 및 연구인력 양성을 위한 상호 교류⋅지원 △기타 각 기관 발전에 필요한 사항 등을 협력하여 추진할 계획이다. 양 기관은 협약에 앞서 지난 2017년 5월부터 PAL-4세대방사광가속기의 SFX(Serial Femtosecond Crystallography)실험을 통해 생성되는 대용량 실험데이터의 공동 활용⋅분석을 위한 컴퓨팅 환경 구축을 위해 상호 협력해 오고 있다. PAL 고인수 소장은 “앞으로는 3⋅4세대 방사광가속기에서 발생하는 대용량의 실험데이터를 어떻게 효과적으로 처리⋅분석하는가가 양질의 연구 성과를 내는 척도가 될 것”이라며, “이번 협약을 통해 KISTI의 IT 인프라를 활용하게 되면, 국⋅내외 포항가속기연구소 이용자들에게 더욱 효율적인 분석환경을 제공할 수 있게 되는 계기가 되어 한국의 과학기술 발전에 기대 이상의 시너지를 얻을 수 있을 것”이라고 전망했다. KISTI 최희윤 원장은 “이번 MOU 체결을 계기로 국가 연구데이터 공유⋅활용과 국내 대형 연구 장비⋅시설의 공동 활용을 촉진하고 기초연구 분야 대용량 실험데이터의 효율적인 분석환경 구축을 통하여 국내 관련 연구 분야의 연구경쟁력 강화를 기대한다”며 “추후 지속적인 연구자 교류 및 공동연구역량 강화를 추진하기로 협의했다”고 말했다.

산·학·연 연합팀, 세계 인공지능 경진대회 3위 입상 - 분자의 분광학적 특성을 시뮬레이션이 아닌 데이터를 통한 예측기술 확보 - 구글의 자회사 *Kaggle이 주관하고 영국의 CHAMPS(Chemistry and Mathematics in Phase Space)에서 주최한 **「Predicting Molecular Properties」 대회(총상금 30,000$)에서 한국의 산·학·연 연합팀이 전 세계에서 참여한 2,749개 팀 중 3위에 올랐다. 이번 대회에서는 인공지능 기반 신약후보물질 연구를 위해 널리 사용되는 화합물 데이터베이스(QM9)에서 *스핀-스핀 갈라짐(spin-spin splitting)의 양을 예측하는 기술력을 겨루었다. * Kaggle은 194개국에서 백만명 이상의 회원을 둔 인공지능 경진대회 플랫폼으로 다양한 인공지능 대회 주관. ** Predicting Molecular Properties 대회는 유기화학을 포함한 화학 전반에서 널리 활용되는 핵자기공명(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)을 이용한 유기물의 분석에 핵심적인 스핀-스핀 갈라짐을 더 정밀하게 예측하는 팀이 우승을 차지하는 대회. *** 스핀-스핀 갈라짐: 핵스핀(nulcear spin)을 가지는 원자들이 분자 내에서 느끼는 가리움 효과(shielding effect)에 따라서 결정되는 값으로 분자의 구조를 결정하는 중요한 정보임   5 명의 서로 다른 산·학·연 소속의 팀은 기존에 자연어처리 분야에 널리 사용되는 Deep Learning 모델인 Transformer모델을 화합물에 적용하여 사용하여 본 대회 3위에 올랐다. ※ 팀원 이름 및 소속 (이름순): 김상훈(Ebay), 송원호(중앙대학교), 이영수(마인즈앤컴퍼니), 이유한(KAIST), 최성환(KISTI) 본 대회를 통해 얻어진 기술은 기존 슈퍼컴퓨터를 활용한 양자화학 시뮬레이션을 계산비용이 적은 인공지능 기술로 대체 할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 분광분석기술에 활용이 기대된다.                           [그림1. 인공지능 경진대회에서 수상한 모델의 구성도]     [그림2. 인공지능 경진대회에서 수상한 모델의 인풋 구성도] [그림3. 인공지능 경진대회 1위부터 10위까지의 순위표]

KISTI, 기계학습과 특허분석으로 주요국 1등 제품 점유경쟁 분석 - 첨단산업과 사양산업의 양극단 분야에서 1등 제품 국가간 이동 심화 - 일본 수출규제 및 미중 무역분쟁 등 최근 동북아 정세는 우리나라 과학기술의 기초체력에 대한 심층분석을 요구하고 있다. 더불어 우리에게 성큼 다가온 인공지능은 특허로 보는 제품트렌드 분석연구의 지형을 바꾸어 놓았다. 한국과학기술정보연구원(원장 최희윤, 이하 KISTI) 미래기술분석센터는 자체 개발한 *TOD (Technology Opportunity Discovery) 시스템에 인공지능 기술을 결합하여 특허문서에서 제품데이터를 자동인식하는 주요국 1등 특허제품의 변천사를 분석하였다. * TOD 시스템이란 과학계량학 및 빅데이터 처리기술 등에 기술경영이론을 접목한 지능형 신사업 기회 발굴시스템   최근 10년간의 동향을 보면 미국, 일본, 독일, 한국 4개국이 1등 제품을 독식하는 현상이 나타났으며, 전반적 미국과 일본의 강세 속, 한국, 독일 등이 독자적 영역을 구축하는 것으로 나타났다.   전 산업분야에서 다양한 1등 제품을 보유하고 있는 미국의 경우, 특히, 의료바이오 및 항공우주관련 제품에서 초강세를 보이고 있고, 시스템 반도체 역시 특허를 주도하고 있다.   반면 일본의 경우 , 자동차(특히, 전기자동차) 및 관련부품, 반도체와 관련 부품소재, 광학제품, 그리고 프린터 산업 등에서 다수의 1등 제품을 보유하고 있으나, 최근의 1등 제품 점유추세가 지속적으로 감소하는 것이 특징적이다.   우리나라는 전통가전에서 신생활가전으로 다각화의 경향을 보이고 , 3D 반도체, Re램, P램 등 ‘뉴 메모리’에 1등 제품이 집중되고 있다. 더불어, 정보통신분야 제품과 이차전지에서도 지속적인 강세를 보이고 있다.   독일의 경우 , 자동차 및 관련부품에 1등 제품이 집중되어 있고, 화학소재에서도 강점을 보이고 있다.   1 등 제품의 교체추이를 보면, 미국과 일본은 20% 이내의 1등 제품 교체율을 보이는 반면, 한국은 48%에 달해 매우 다이나믹한 특성을 보이고 있다. 우리나라는 일부 가전제품에서 1등 제품을 내주었지만, 디스플레이, 소재 및 전지 분야 등에서 1등 제품을 새로이 점유하고 있다. 특히, 태양전지 분야, 곡면, 3D 디스플레이 분야 등의 제품에서 미국으로부터 특허수를 역전시키고 있고, 일부 생활가전에서는 미국에 1등 제품을 내주는 경향을 보였다.   일본과는 1등 제품을 빼앗는 일방적인 관계를 형성하고 있으며, 이방전도성필름, 접착필름, 보상필름, 드라이버 IC 등 기초소재부품 일부에서 우리나라가 특허수를 역전시키는 현상이 나타나고 있다.   KISTI 서신원 연구원은 “1등 제품의 이동현상은, 국제적 경쟁이 치열한 첨단산업과 일부 사양산업의 양극단 분야에서 주로 관찰된다.”며 “첨단제품일수록 1등 제품을 놓치지 않으려는 기술개발 경쟁은 더욱 치열할 것”이라고 밝혔다.   KISTI 고병열 미래기술분석센터장은 “KISTI는 미래기술을 예측하고 분석하는 다양한 빅데이터 기반 분석시스템을 운용하고 있으며, 이를 통해 과학적이고 효율적인 R&D 전략 수립 및 기술기회 탐지가 가능해질 것" 이라고 밝혔다.   본 연구결과는 빅데이터 기반 과학기술·산업 트렌드 분석채널인 KISTI DATA INSIGHT( http://mirian.kisti.re.kr/insight/insight.jsp)에 전문이 수록되어 있다.

데이터 기반의 기술사업화에서 중소기업 혁신성장의 길을 찾다! - 국내·외 데이터 기반 기술사업화 동향과 활용사례 - □ 한국과학기술정보연구원(원장 최희윤, 이하 KISTI)은 R&D 투자의 효율성을 제고하고 제조업의 경쟁력을 강화하기 위해서는 국가차원의 대응이 필요하다는 인식에 따라 데이터 기반의 기술사업화 개념과 국내외 최신 정책 및 기술동향을 소개하고 향후 발전 방향을 제시한 『KISTI 이슈브리프*』를 발간하고 있다. * KISTI 이슈브리프 : KISTI는 국가과학기술정보 분야 대표 연구기관으로서, 최근의 국가·사회 이슈에 대해 폭넓은 조사와 정보/데이터 기반 분석 기법을 통해 문제 해결을 위한 지식과 시사점, 대응 방안을 제공하고자 “KISTI 이슈브리프”를 발간함(https://www.kisti.re.kr/promote/post/issuebrief) □ 4차 산업혁명 등장과 함께 거론되기 시작한 신기술의 도입으로 신제품, 신서비스가 속속 등장하고 있다. ㅇ 산업판도를 재편한 펄프스(핀터레스트·우버·리프트·팔란티어·슬랙)와 팡(페이스북·애플·아마존·넷플릭스·구글)의 성공 배경에는 데이터 기반의 분석과 정확한 커스터마이징이 있다. □ 우리나라의 경우 중소기업의 혁신성장을 위한 논의 가운데 하나로서 신기술의 도입을 통한 R&D 생산성 증대 및 제조업 경쟁력 강화 논의가 구체화되고 있으나 대기업과 중소기업의 디지털 격차가 심화되는 것으로 보인다. □ 중소기업 중심의 혁신성장을 가속화하기 위해서는 R&D 지원 이외에, 투입된 자금이 경제적 성과로 연계되기 위한 방법론이 필요하다는 것이며, R&D 생산성을 증가하기 위한 방법이 기술사업화이다. ㅇ R&D 생산성을 극대화하기 위해서는 기술개발부터 경제적 성과 창출의 전 과정을 기술사업화로 광범위하게 정의할 필요가 있으며, 기술개발을 통한 기술혁신을 넘어선 기업의 가치 창출을 통한 가치혁신을 추구해야 한다. ㅇ 특히, 소재부품 분야 등의 대외의존도를 낮추기 위한 방법으로 빅데이터를 활용한 전략 요구가 보다 세분화되고 구체화 될 것으로 예상되는 가운데, 자체적으로 데이터를 축적하고 활용하는 역량이 부족한 중소기업 혁신성장을 위해서는 공공 부문의 지원이 더욱 절실해진 상황이다. □ 중소기업들이 직면한 단계별 기술사업화 장벽을 넘어서기 위해서는 아이디어의 착상단계부터 신기술·신제품의 지속적 가치창출단계에 이르는 全기술사업화 관점에서의 단계별 문제 발굴, 그리고 데이터의 수집과 분석을 통한 가치 창출 전략을 동시에 구사해야 한다. ㅇ 데이터를 활용한 사례는 제조·마케팅 단계에서 창출되고 있는 바, 향후 R&D 기획 단계부터 기업의 이슈를 발굴하고 문제해결을 가능케 하는 공공데이터에 대한 연구개발을 확대해야 한다. ㅇ 데이터의 양보다 유용성에 초점을 맞추는 전략을 구사해야 한다. ㅇ 이와 관련하여 빅데이터와 과학적인 방법론을 활용하여 기업의 가치를 어떻게 창출할 것인가에 대한 논의가 KISTI와 같은 공공기관을 중심으로 이루어져 왔으며, 아이디어의 착상 및 보육, 신기술의 시연단계를 지원하기 위한 방법론을 체계화하여 플랫폼을 구축하고 있다. □ 데이터 기반 기술사업화 지원 플랫폼은 KISTI 기술사업화센터가 현장에서의 오랜 경험과 데이터를 기반으로 개발하고 있는 과학적인 방법론과 노하우·전문가들의 인사이트가 반영된 플랫폼으로, 그간 기술사업화 지원에 애로를 느끼고 있는 기관들이 현장에서의 테스트를 거쳐 활용에 박차를 가하고 있다. □ KISTI 최희윤 원장은“중소기업들이 데이터를 활용한 기술사업화 구현이 용이하지 않은 상황에서, KISTI가 개발한 빅데이터 기반 기술사업화 지원 플랫폼의 활용을 통해 보다 많은 기술사업화 지원 기관들과 관련 중소기업들이 연구생산성을 한 단계 높이는 계기가 되기를 바란다”면서, “이번 KISTI 이슈브리프 제12호를 통해 KISTI가 추구하고 있는 데이터 생태계로 중소기업들이 한걸음 다가올 수 있는 기회가 되면 좋겠다.”라고 밝혔다.

“패키지형 투자플랫폼(R&D Pie)” OECD가 뽑은 대한민국 정부혁신 사례 선정 행정안전부는 OECD(경제협력개발기구)가 국제사회에 귀감이 될 만한 혁신사례로 한국과학기술정보연구원(원장 최희윤, 이하 KISTI)이 수행중인 패키지형 R&D 투자플랫폼(R&D PIE)을 대한민국 정부혁신 사례 10선에 선정하였다고 8월 19일 밝혔다. OECD는 정부혁신의 국제적 동향을 연구하기 위해 매년 전 세계 혁신사례를 조사하고 있다. 국제사회와 공유할 만한 혁신 사례를 새로운 접근법, 이해관계자와의 협업, 성과를 기준으로 이번에 OECD가 선정한 대한민국 혁신사례 중 중앙부처 정책으로 과학기술정보통신부의 투자·평가를 위한 패키지형 R&D 투자플랫폼(R&D PIE)이 선정되었다. 패키지형 R&D 투자플랫폼(R&D PIE)은 2017년 10월부터 과기정통부 과학기술혁신본부(연구개발투자심의국) 주도하에 KISTI R&D투자분석센터에서 연구개발을 수행하고 있다. < 패키지형 연구개발 투자플랫폼(R&D PIE) 기본모델 예시 (자율주행차) > (출처: https://oecd-opsi.org/innovations/rd-platform-for-investment-and-evaluation-rd-pie/) R&D PIE는 정부 R&D의 전략적 투자 및 新산업 발굴·육성을 위해 보다 명확한 개념 및 범위를 정립하고, 정부 R&D 현황을 진단하여 전략적 투자 포트폴리오를 마련하고자 세계 최초로 개발되었다. R&D PIE는 기존의 부처별로 산재된 R&D 사업별 예산 배분ㆍ조정 방식에서 탈피하여 ‘기술-인력양성-제도-정책’ 등을 검토하여 하나의 패키지 단위로 종합적‧전략적으로 지원하는 것을 주요 특징으로 하고 있다. 혁신성장 분야별로 공통 추진하는 자율주행차, 고기능무인기(드론), 정밀의료, 미세먼지저감, 스마트팜, 스마트그리드, 지능형로봇, 스마트시티 등 8개 분야를 우선 적용하고 단계적으로 신재생에너지, 인공지능 분야 등도 확대해 나갈 계획이다. 이를 위해 전세계 논문 및 특허 DB, NTIS 정보 등 빅데이터 분석을 기반으로 기술-산업-정책-경제-사회 연계 모델을 설계하고, 상시적 국가 R&D 탐지 및 추적을 통한 투자전략 강화 및 적시적소 투자체계를 구축하였다. KISTI R&D투자분석센터 원동규 센터장은 “R&D PIE가 국가 핵심 동력 분야에 대하여 환경적 변화 및 변동요인을 혁신주체의 기회발굴과 위험회피의 모멘텀으로 전환시킬 수 있는 과학기술 R&D 예보 및 조기경보체제 역할도 수행할 수 있도록 하겠다.” 라고 말했다. 한편, 지난해 2월 경제관계 장관회의에서는 R&D PIE를 ｢혁신성장지원을 위한 정부 R&D 투자 혁신방안｣으로 채택한 바 있다. 또한 ‘4차 산업혁명 대응계획’, ‘혁신성장동력’ 등에서 공통적으로 중점 추진한 8개 분야 대상으로 2019년 예산에 R&D PIE를 시범 적용하였으며, 2020년 주요 R&D 사업에 대해서는 16개 부처, 192개 사업(약 1.6조원)의 예산 배분ㆍ조정에 본격적으로 활용하였다. KISTI 최희윤 원장은 “R&D PIE가 전략적인 국가 R&D 정책수립을 위한 정부차원의 미래 유망 산업군을 탐색하고, 관련 기술군들을 선별하여, 효율적ㆍ전략적 자원 투입배분과 이로 인한 성과 최대화에 기여할 것” 이라고 설명했다. 최 원장은 최근 이슈가 되고 있는 “일본 수출규제 관련 핵심부품ㆍ소재 및 장비 산업의 경쟁력 강화 대책으로 R&D PIE를 통하여 새로운 돌파구를 모색하겠다.”고 강조했다.

KISTI, 중국과학원 산하 CNIC와 과학기술정보 분야 협력 [KISTI 최희윤 원장(좌) CNIC Fangyu Liao 원장(우)] 한국과학기술정보연구원(원장 최희윤, 이하 KISTI)은 중국과학원(CAS) 산하의 컴퓨터네트워크정보연구원(원장 Fangyu Liao, 이하 CNIC)과 8월 20일 KISTI에서 과학기술정보 분야의 상호협력을 위한 양해각서를 체결했다고 밝혔다. KISTI와 CNIC는 각각 한국과 중국을 대표하는 국가 과학기술빅데이터, 슈퍼컴퓨팅, 연구망/미래네트워크, 과학기술 클라우드를 위한 인프라 구축과 기술개발을 수행하는 전문연구기관이다. 이번 협약 체결을 통해 양 기관은 KISTI와 CNIC의 과학기술정보 인프라 구축 및 운영에 대한 협력과 함께 선도적 기술 개발을 위한 공동 연구를 수행하고, 전문가 교류 및 네트워크 확대 등을 진행하기로 합의했다. 이번 협약은 지난 달 중국 측이 KISTI에 한국 방문과 향후 연구협력방안의 논의를 희망한다는 메시지를 전달하면서 추진되기 시작했다. KISTI 최희윤 원장은 “이번 MOU 체결을 계기로 한-중 간 국제 과학기술 빅데이터 관련 연구 협업과 슈퍼컴퓨팅 및 연구망 기술의 선도적인 공동연구가 이뤄지기를 기대한다”며 “추후 지속적인 연구자 교류 및 공동연구역량 강화를 추진하기로 협의했다”고 말했다. CNIC 리아오(Fangyu Liao) 원장은 “중국과학원의 과학기술빅데이터 인프라와 ICT 연구개발을 담당하는 CNIC가 KISTI와 긴밀한 협력 체계를 가질 수 있다면 양국의 과학기술 발전에 기대 이상의 시너지를 얻을 수 있을 것”이라고 전망했다.