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최근 들어 얇고 쉽게 휘어지는 박막형 유연센서(Flexible device)에 대한 관심이 높아지면서 미세한 압력이나, 온도, 화학물질, 전기신호 등을 실시간으로 감지할 수 있는 플렉서블 센서에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다. 특히, 이러한 센서를 이용한 스마트 플렉서블 디바이스뿐만 아니라 피부나 장기 등에 직접 부착하여 생체신호를 읽는 실시간 진단 기술도 주목을 받고 있다. 이와 같은 다기능 센서를 제작하기 위해서는 실리콘, 나노와이어(nanowire), 탄소 나노튜브(carbon nanotube) 등의 재료를 마이크로/나노 스케일에서 원하는 형태로 배열하여 장치를 만들고, 개별 구역들로 구성된 서로 다른 기능을 하는 장치들을 하나의 디바이스로 통합해야 한다. 그런데 이를 위한 제작 과정은 복잡한 단계의 공정을 수반함에 따라 비용이 상승하고 생산성이 낮으며 대면적으로 제작하기 어려운 문제가 존재해 왔다. 다양한 종류의 자극 중 압력의 크기를 측정하는 방법으로는, 기계적인 외부 자극에 의해 재료의 전기적 물성이 변화하는 압전 특성을 이용한 방식이 대표적이며, 이러한 방식의 경우 압력에 의한 저항이나 정전 용량의 변화를 트랜지스터 등의 소자를 통해 측정하게

학술 | 서갑양 / 서울대학교 교수 | 2012-11-21 21:29

들어가는 글물리학자의 눈에는 세상 모든 것이 물리로 보인다고나 할까? 지금까지 물리학자들의 탐구 대상이었던 자연 현상의 범위를 확장하여, 사람들이 살아가는 세상까지도 물리학의 탐구 영역으로 삼으려는 움직임이 최근 활발하다. 어찌 보면 사람들이 살아가는 세상 또한 자연의 일부이니, 세상 모든 것이 물리일 수밖에 없는 물리학자들의 탐구 대상이 되는 것은 당연한 일일 지도 모른다. 이러한 탐구 영역을 일컫는 ‘사회물리학’은 통계물리학자들의 연구가 활발한 편이다. 통계물리학이 추구하는 것이 여러 물질에서 보편적으로 나타나는 성질인 ‘보편성’이라는 점을 감안하면, 사회 현상에서도 물리학의 보편성을 찾으려는 노력이 사회물리학이라고 생각하면 쉬울 듯하다. 복잡계와 사회물리학사회물리학의 시작은 곧 ‘복잡계 물리’라고 해도 과언이 아니다. 흔히 복잡계라 하면 수많은 구성요소가 하나의 계(System)를 이루면서 단순하지 않은 방식으로 서로 얽히고 설킨 것을 이야기한다. 따라서 이들 구성요소 간의 상호작용이 대단히 중요하며, 특히 상호작용으로부터 미처 예상하지 못 했던 현상이 발생하게 되는 ‘창발(Emergence)’ 현상을 중요하게 생각하는 것이 복잡계 이론이다. 흔히 ‘전

학술 | 정우성 / 기술경영 교수 | 2012-11-07 17:30

미국 캘리포니아주립대 버클리 캠퍼스를 두르며 동서로 나 있는 뱅크로프트 거리를 걷다 보면 얼핏 투박하지만 맵시가 있는 콘크리트 건물을 만나게 된다. 그것은 바로 버클리대의 미술관이다. 이곳이 추상표현주의의 대표적 화가이자 뛰어난 선생인 한스 호프만을 기념하여 지은 건물이라는 것을 이 대학 구성원들도 잘 모르는 듯하다. 그는 색채와 형태가 사물로부터 독립하여 스스로 존재하는 대상이 되고 이들이 엮어 내는 심미에 주목한다. 눈에 보이는 대상, 사물, 세상이 존재의 본질, 근간을 제대로 표현해주고 있는지 어떻게 확실할 수 있겠는가? 본질은 언어와 이성이 닿기 어려운 저 너머에 숨어 있을지도 모를 일이다.인간 세상뿐 아니라 자연 세계도 본질적 특성은 구체적 외형이 아니라 내재된 무엇이 아닐까 생각하는 사람들이 있는데 왕왕 수학이라는 학문에 종사하며 가끔 물리학을 하기도 한다. 컵에 손잡이가 있는지 없는지에 따라 (구멍 난) 도넛 혹은 탁구공과 본질적으로 동일하며 같은 위상체라고 얘기한다(그림1). 이런 위상 특성은 연속적 변형에 의해 바뀌지 않는다. 물질 내의 전자와 원자들은 전자기력으로 상호작용하여 복잡한 에너지 스펙트럼을 형성하는데, 여기에 기하학적 위상과 같은

학술 | 지승훈 / 물리 교수 | 2012-10-17 16:48

음의 영역에서 극한 굴절률의 영역으로변형광학의 적용범위를 넓혀 다양하게 적용 가능 볼록 렌즈는 빛을 모아주고 오목 렌즈는 빛을 분산시킨다. 대부분의 사람들이 초등학교 시절부터 알게 되는 이 간단한 명제가 반드시 맞지는 않게 되었다. 최근 10여 년간 급속도로 연구가 진행되고 있는 ‘메타물질’이라는 새로운 인공물질의 출현 때문이다. 기존의 광학 렌즈는 ‘양의 굴절률’을 가진 물질을 사용하여 제작되어 왔다. 하지만 음의 굴절률을 가진 메타물질이 개발되면서 그 명제의 진위는 깨어지게 되었다. 메타물질의 메타(meta-)는 그리스어에 어원을 둔 말로 ‘기존의 관념의 틀을 벗어나는’이라는 뜻을 지니고 있다. 따라서 메타물질이란 기존에 있던 물질이 가지지 않은 특정한 성질을 가진 물질이라는 말로 요약될 수 있다. 일반적으로 파동방정식으로 기술이 가능한 거의 모든 시스템에서 메타물질의 개념이 적용될 수 있다. 특히 광학과 전자기학 분야는 메타물질의 개념이 음향학 분야와 더불어 매우 빨리 적용되는 학문분야이다. 이 중, 전자기 메타물질(electromagnetic metamaterial)은 입사 전자기파의 파장보다 매우 작은 단위 인공구조체(인공원자, 주로 금속과 유전체로

학술 | 민범기 / 카이스트 기계공학과 교수 | 2011-10-12 22:31

재생가능, 친환경적인 에너지원의 90%이상 차지 목질계 바이오매스의 지속적 공급을 위한 원천기술 개발 필요 현재 지구촌이 누리고 있는 고도의 문명은 석유로 대변되는 화석연료 중심의 패러다임 속에서 발전되어 왔다. 하지만, 수세기에 걸친 화석연료의 과다한 사용은 결국 원료의 고갈과 더불어 지구온난화 및 대기오염 등의 환경적인 문제와 유가상승으로 인한 경제적인 문제등을 초래하게 되었다. 다행히도 금세기에 들어서 이러한 문제들을 해결코자 여러 국가에서 과학적 지식을 토대로 다양한 대체에너지들의 개발에 박차를 가하고 있다. 풍력, 태양열, 지열 그리고 바이오매스와 같이 재생이 가능하고, 친환경적인 에너지원들이 주요 연구 대상이 되고 있다. 이 중 바이오매스를 이용한 에너지가 신재생에너지 분야의 90% 이상을 차지하고 있다. 바이오매스는 광의적으로 지구상에 존재하는 모든 유기물로 정의될 수 있겠지만, 신재생에너지 분야에서는 일반적으로 광합성을 통해 빛에너지를 탄소화합물 형태의 화학에너지로 전환시켜 보유하고 있는 육상과 수생 생물 및 그 잔유물들을 지칭하는 경우가 대부분이다. 바이오매스는 필요에 따라 다양한 에너지 형태로 전환될 수 있는데, 가장 높은 비중을 차지하는

학술 | 김강민 / 생명 연구교수 | 2011-09-28 22:55

효율과 선형성, 전력 증폭기의 필수 요소 스마트폰 보급과 함께 기지국 수요 급증 이제는 길가에서 걸어 다니면서 전화기로 여자 친구와 전화하는 모습이 어색하지 않다. 여행을 다니는 여행자의 손에 지도 아닌 핸드폰도 마찬가지다. 이 뿐만 아니다. 지하철 안 많은 승객들은 핸드폰을 통해 신문 기사와 날씨 정보를 검색하고 환승해야 할 지하철의 도착 정보를 확인한다. 이러한 모든 일들을 가능케 하는 것이 무선 통신이고, 이 밑바탕에는 기지국이 있다. 기지국은 일반 사람들에게 생소한 단어일 것이다. 하지만, 우리 주변 곳곳에 배치되어 우리도 모르게 사용하고 있는 것이 기지국이라면 믿어지겠는가? 핸드폰을 통해 무선으로 전화를 하고 웹서핑을 하며 친구에게 문자를 보내는 등의 모든 일은 기지국이 없다면 불가능 한 일이다. 예를 들어보자. 내가 내 옆의 친구에게 전화를 걸고자 한다. 그럼 내 핸드폰의 안테나를 통해 바로 내 친구의 핸드폰에 바로 신호를 전송하는 것일까? 아니다. 내 핸드폰의 안테나를 통해 신호는 중계기를 거치게 되고 이는 다시 기지국으로 가게 된다. 기지국은 내 친구의 핸드폰 번호를 확인하고 다시 중계기로 보내게 되며, 중계기는 다시 내 친구의 핸드폰으로 신호

학술 | 문정환 / 전자 박사과정 | 2011-09-06 18:07

너무 뛰어난 성능 안 돼, ‘재미’있어야 게임 인공지능 경진대회 등으로 연구 동기 자극 게임 인공지능 하면 무엇이 떠오르는가? 요즘 학생들은 스타크래프트의 인공지능을 생각하는 경우가 많을 것이다. 일반인들의 경우라면, IBM의 Deep Blue가 세계 체스 챔피언을 상대로 승리를 거둔 사건을 떠올리지 않을까 싶다. 1950년대에 처음으로 게임 프로그램이 작성된 이후로 게임 인공지능은 비약적인 발전을 거듭해 왔다. 대표적인 결과로 체커, 오델로, 체스 등은 이미 컴퓨터가 세계 챔피언 수준 또는 그 이상에 올라와 있다. 어떻게 컴퓨터가 사람보다 이렇게 게임을 더 잘 하게 되었을까? 이러한 성과는 인공지능의 한 분야인 탐색기술의 활용과 컴퓨팅 성능의 향상이라는 두 가지의 결합에 의한 것으로 볼 수 있다. 여러분이 게임을 하는 상황을 생각해 보자. 예를 들어, 오목을 두는 경우를 생각해 보자. 여러분 차례에서 둘 수 있는 자리가 몇 군데 있을 것이다. 그 중에서 가장 좋은 곳이 어딜까 고민한 후에 최종 결정을 내릴 것이다. 초보자의 경우에는 현재 놓여 있는 돌들만 바라보고 판단을 내릴 것이고, 조금 잘 두는 사람이라면, 한 수 앞이나 두 수 앞 정도를 미리 내다보고

학술 | 김경중 교수 / 세종대 컴공 | 2011-05-18 21:48

뉴턴은 사과나무 그늘에서 쉬다가 만유인력을 발견했다고 한다. 우연히 사과가 떨어졌고 이를 궁금히 여겼던 뉴턴은 지속적인 연구를 통해 그 비밀을 밝혀냈다. 플래밍은 열악한 연구실에서 깨진 창문 사이로 날아온 푸른곰팡이의 포자를 현미경으로 관찰하다, 인류를 병마로부터 구원한 항생제인 페니실린을 발견하게 되었다. 초기의 많은 과학자들은 우연과 열성적인 노력으로 획기적인 연구성과를 낼 수 있었다. 그러나 연구의 중심이 과학자 개인에서 기업과 국가로 넘어온 오늘날의 연구체계에서는 더 이상 이런 우연과 노력만으로 과학적 성과를 내는데 한계가 있다. 특히 80년대 후반, 대학과 국가 연구소 주도의 연구개발 체제에서, 기업주도의 연구개발 체제로 변환된 우리나라는 체계적인 연구개발 전략을 바탕으로 연구를 기획하고 수행하는 것이 일반화되고 있다. 즉 연구의 효과성과 효율성을 고려한 연구개발 체제를 개발하여, 어떻게 유망한 과학기술을 찾아내고 어떻게 이를 육성ㆍ발전시킬 것인가에 대한 연구가 연구 수행 자체만큼이나 중요해지고 있다. 그러면 어떻게 중요한 연구테마를 찾아낼 것인가? 90년대 초반만 하더라도 대부분의 기업과 국가는 해당 분야에서 뛰어난 연구성과를 낸 연구자들에게 기대

학술 | 최성철 / 산경 통합과정 | 2011-05-04 13:12

무접점, 무방향성 충전으로 기기 충전 가능 ITㆍ의료ㆍ자동차 등 여러 산업분야에 응용 최근 핸드폰, 테블릿 PC 등 휴대용 통신기기의 기능의 다양화로 배터리 소모량이 급격히 늘어나고 있는 가운데 기존 유선의 충전은 여러 가지 문제점이 있다. 전력 케이블 연결의 번거로움, 접촉단자의 접촉 시 접촉확인 및 충전기 규격의 다양화 등이 있다. 이러한 문제점들을 없애기 위해 현재 무선으로 전력을 전송하여 충전하는 무선충전 패드의 제품화가 국내외적으로 시도되고 있는 실정이다. 무선충전기는 송신부 역할의 패드형 혹은 상자(box)형이 있으며 핸드폰, mp3 등 모바일 기기 내부 장착의 수신모듈로 구성되어 있다. 송신부 패드 혹은 상자에서 방사되어진 전파의 자기장을 수신부에서 접점 없이 무선으로 받아 패러데이의 전자기유도 법칙에 의해 전기로 변환하여 기기를 충전하는 방식이다. 핸드폰이나 mp3 등 다양한 모바일 기기를 동시에 패드 위 혹은 상자 내에 자유롭게 둠으로서 충전할 수 있으며 접점단자가 필요 없어 접점의 마모 및 방수 문제점 등이 해결된다. 아직 국내외적으로 제품화되지는 않았지만 무선충전 상자의 장점으로는 흔들리는 차 안에서도 선 연결 없이 무접점으로 자동 충전되

학술 | 이형주 / 안동대 전자공학과 교수 | 2011-04-13 15:38

쥐와 인간은 97%의 상동성을 가지고 있어실험동물의 생사여탈권이 과연 바람직한가 ‘체중 20g, 몸길이 10cm내의 검고 꾸물거리는 물체. 내가 무서운지 서로 몸을 뭉치고 경계하고 있다. 가만히 보면 귀여울 따름인데, 제압하려 들면 물려고 한다. 복강으로 마취제를 주입하면 곧 얌전해진다. 손 위에 올려놓고 지켜보면 동화에나 나올 법한 귀여운 쥐이지만, 실험을 하게 되면 무섭게 돌변한다. 그들은 살고자 하기에, 난 실험을 해야 하기에, 오늘도 이들과 씨름을 한다.’ 여기서 검고 꾸물거리는 물체는 바로 B6으로 불리는 실험용 쥐다. 필자는 현재 바이러스에 의한 천식이라는 주제에 대해 연구하고 있으며, 세부적으로는 염증반응의 발생기작을 연구하고 있다. 원래 천식은 만성적인 기도의 염증반응에 의해 발생하며, 기도의 폐색으로 인해 호흡곤란이나 천명음과 같은 증상을 나타내는 질병이다. 주로 병원에서는 환자들의 샘플이나 증상을 위주로 연구하고 있거나, 종단 연구방법중의 하나인 코흐트조사를 통해 특정 요인과의 상관성을 연구하기도 한다. 그럼 여기서 드는 궁금증 하나, 왜 당신은 사람 샘플을 가지고 연구하지 않고 쥐를 이용해서 실험을 하고 있는가? 쥐를 사용하는 이유에 대해

학술 | 최준표 / 생명 박사과정 | 2011-03-23 10:41

단일 분자 생물물리학, 생명체 이해 돕는 또 다른 접근법DNA에 작용하는 다른 효소들의 운동메커니즘 연구에 기여 어두운 대형 영화관에서 천명의 관객들이 공포영화를 보고 있다. 갑자기 화면에서 무서운 장면이 연출되고 그 순간 모든 관객들은 비명소리와 함께 하나같이 놀란다. 이 상황을 한 문장으로 ‘관객들이 공포영화의 무서운 장면을 보고 놀랐다.’라고 기술할 수 있을 것이다. 이제 영화관을 조금 밝게 한 다음 그 순간으로 돌아가 관객들 한 명 한 명을 관찰해보자. 대부분의 사람들이 놀라고 있지만 전부는 아니다. 어떤 이들은 의자에 파묻혀 잠을 자고 있는가 하면 ‘저 정도쯤이야’라며 콧방귀를 끼고 있는 강심장들도 있다. 놀라는 사람들의 모습도 가지각색이다. 남자친구의 품에 안기는 여자가 있는가 하면 비명소리를 내는 사람, 눈을 감아버리는 사람, 너무 놀라 얼어버린 사람도 있다. 이제 ‘관객들이 공포영화의 무서운 장면을 보고 놀랐다.’라는 문장의 정보만으로 그 순간을 기술하기에는 부족하며 완전한 사실이라고 말하기도 힘들어졌다. 관점이 사실을 바꾸어 버린 것이다. 점차 전체 속의 개개인이 중요해지는 요즘 사회의 흐름 속에서 과학적 접근 방식에도 변화가 일고 있다. 특

학술 | 조원기 / 물리 박사과정 | 2011-03-02 12:29

학제간 통합 연구를 기치로 탁월성 추구세계를 선도하는 연구소와 네트워크 형성 과학자들의 꿈은 본인 주위의 자연과 세상을 가장 근본적인 수준에서 탐구하고 이해하는 것이다. 그들은 수학의 아름다움, 우주의 기원, 물질의 근본, 생명의 경이, 뇌의 신비 등 가장 근원적인 주제들을 다룬다. 엣지(edge)를 추구하는 과학자의 정신은 항상 시대를 앞서가며 최전선에서 새로운 패러다임을 열어 나간다. 이들 선구자적 과학자들은 소수이나, 매우 유연하고 글로벌 이동성이 강한 ‘노마드’ 그룹을 이룬다. 이들은 세계적으로 저명한 연구소로 모여들어 함께 호기심에 기초한 연구와 토론을 수행한다. 엣지이론과학연구소 (Institute for Edge of Theoretical Science, 이하 IES)는 이들 선도 과학자들의 꿈을 담아 2010년 9월에 포스텍에 창립되었다. 이 연구소는 포스텍의 글로벌화를 선도해나갈 개방형 연구소로서 학술적 탁월성을 추구하며 이론과학에서의 학제간 통합적 연구를 기치로 내걸고 있다. 이러한 ‘꿈의 연구소’가 구현되려면, 참여과학자의 수월성과 이들의 스피릿(spirit)이 중요하다. 엣지 과학을 추구하는 도전적 정신과 학문적 수월성이 연구소의 기본

학술 | 엣지이론과학연구소 | 2011-01-01 00:50

1973년 이래 주가 예측 모형 개발 꾸준히 이루어져 주식 시장을 정확하게 반영하는 모형 개발이 주된 목적 만약 미래의 주가를 예측할 수 있다면 어떻게 될까? 그 사람은 아마도 워렌 버핏처럼 억만장자가 될 수 있을 것이다. 주가를 예측하고자 하는 노력은 노벨 경제학상을 받은 블랙, 숄즈(Black, Scholes)의 논문이 발간된 이후로 계속해서 이어졌다. 주식 등의 기초자산 가격은 기하 브라운 운동을 따른다고 가정한다. 브라운 운동은 1827년 영국의 식물학자 브라운이 꽃가루의 작은 입자가 수면 위를 끊임없이 돌아다니는 현상을 발견한 것을 계기로 이론화되었으며, 기체나 액체 내에서 떠다니는 미소입자의 불규칙 운동, 즉 무방향성 미세운동을 의미한다. 블랙, 숄즈는 특정 기초자산에 대해 발행한 조건부 청구권의 가격이 기하 브라운 운동 뿐만이 아니라 편미분 방정식을 따른다는 것을 발견하였다. 블랙, 숄즈에 의해 촉발된 금융공학의 눈부신 발전은 실무에서도 엄청난 수익을 가져다주었고 많은 관심을 받기에 충분했다. 금융공학에는 다양한 연구 분야가 있으며 이 중 변동성 모형에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 자산 가격은 시간이 지남에 따라 변하게 되며, 이는 동적

학술 | 양승호 / 산업경영공학과 통합과정 | 2010-12-08 22:31

자기 조립 성질을 활용한 나노 구조 생성 모바일 기기 저장매체의 집적도 향상 기대 정보에의 접근에 있어 공간적, 시간적 제약을 극복하고자 하는 욕구와 필요가 날로 증가하는 요즘, 휴대 기기 성능 향상에의 경주는 불가피한 시류라 하겠다. 아이폰 발매 이후 열풍이 불고 있는 스마트폰은 일반 컴퓨터에서만 가능했던 기능들을 상당 부분 계승했으며 휴대라는 특성을 십분 활용한 증강 현실이라는 전혀 새로운 서비스를 제공하고 있다. 그러나 이를 위해 요구되는 크기와 무게의 제약은 스마트 폰 성능 향상의 제약으로 작용하고 있다. 이의 극복을 위해서는 휴대 기기의 구성 요소, 즉 연산 장치 및 출력 장치 등의 집적도 향상이 필수적이다. 집적도란 동일한 면적에 얼마나 많은 구조물이 포함되어 있는지를 나타내는 척도이다. 동일한 크기의 모니터라도 화소가 높을 때 더 섬세한 표현이 가능한 것처럼 집적도가 올라가게 되면 처리 속도나 저장 능력의 비약적 향상이 가능해진다. 최초의 전자 소자라 할 수 있는 진공관이 손가락 하나에서 주먹 하나 정도의 크기를 가졌던 데 비하여 현대의 집적회로는 손톱 하나 정도의 면적에 수백만 개의 진공관에 해당하는 연산 능력을 갖고 있다. 이러한 비약적 발전

학술 | 김영석 / 화학공학과 박사과정 | 2010-11-17 16:10

스스로 설정하고 운용하여 고품질 통신 상태를 확보관련 기술 표준화에 대한 논의는 2009년부터 시작돼 최근 인터넷과 인터넷 기반의 각종 서비스들로의 무선 접속이 증가함에 따라 향상된 사용자 경험을 제공하고자 하는 움직임이 크게 일어나고 있다. 광대역 이동통신망에서의 대역 효율성과 커버리지(Coverage)는 네트워크의 경제성을 결정하는 주요 요소들인데, 이들에 대한 효율적인 운용과 관리를 통해서 무선 이동통신 사업에서의 이득을 얻을 수 있다. 차세대 무선 이동통신 시스템으로 주목 받고 있는 표준화 단체인 IEEE 802.16m와 3GPP LTE-advanced에서는 효율적인 운용과 관리를 위한 핵심 기술로서 자가 구성 망(Self Organizing Network)을 고려하고 있다. 자가 구성 망은 기존의 통신망과는 달리, 물리적인 설치 이후 전원을 공급하면 자동적으로 주변 환경을 인식하고 코어 네트워크로의 접속을 시도해서 통신망을 구성하고 운영한다. 또한 통신 장애가 발생하였을 때 스스로 치유하여 고품질의 통신이 이루어지도록 한다. 이러한 자가 구성 망 기술은 기반 인프라가 부족한 상황에서도 셀 내의 데이터 전송 용량 및 커버리지를 확대 할 수 있어, 기반

학술 | 임형진 / 전자전기공학과 통합과정 | 2010-11-03 16:46