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우리가 꿈꾸는 미래? 에너지 ICT가 가져다 줄 환상적인 라이프 [에너지FM #6]

에너지는 현대 사회를 지탱하는 거대한 혈액과 같습니다. 특히 최근 기후 위기와 에너지 효율 문제가 인류의 생존 과제로 대두되면서, 인공지능(AI)과 정보통신기술(ICT)을 에너지 분야에 접목하는 연구가 그 어느 때보다 활발히 진행되고 있습니다. 한국에너지기술연구원의 에너지 ICT 연구단은 바로 이러한 미래 기술을 현실로 만드는 전초기지입니다. 이곳의 젊은 연구진은 인공지능(AI)이 도시와 건물의 전력 사용량을 실시간으로 분석하고 자동으로 조절하여, 정전 없는 스마트 시티를 구현하기 위한 혁신적인 시스템을 개발하고 있습니다. 연구단이 개발한 지능형 시스템은 건물의 전기요금과 신재생에너지 발전량, 그리고 사용자들의 다양한 행동 패턴을 데이터화하여 분석합니다. 이를 통해 전력의 수요와 공급을 세밀하게 조율하며, 실제로 자급자족률과 자가소비율을 대폭 향상시키는 놀라운 성과를 거두었습니다. 인공지능(AI)이 유능한 에너지 지휘자 역할을 수행함으로써 전기요금을 평균 18%가량 절감하는 등 경제적 가치를 창출하고 있습니다. 이는 단순한 기술적 진보를 넘어, 데이터 기반의 효율적인 에너지 관리가 우리 삶의 질을 어떻게 바꿀 수 있는지를 보여주는 실례입니다. 인공지능(AI)의 성능을 결정짓는 핵심 요소는 학습에 활용되는 데이터의 양과 질입니다. 과거에는 중요하게 여겨지지 않아 흘려보냈던 미세한 AMI(스마트 계량기) 데이터들을 이제는 정밀하게 수집하여 인공지능(AI)의 양분으로 활용합니다. 사용자가 어떤 가전제품을 선호하고 어느 시간대에 집중적으로 사용하는지에 대한 질적 정보가 쌓일수록 인공지능(AI)은 더욱 정교해집니다. 이러한 빅데이터를 바탕으로 고도화된 인공지능(AI)은 도시 전력망의 균형을 유지하고, 에너지 낭비를 최소화하는 최적의 배분 솔루션을 제공하며 에너지 관리의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다. 영화 속 상상이 현실이 되는 미래형 주거 환경인 스마트홈에서도 에너지 ICT 기술은 핵심적인 역할을 수행합니다. 인공지능(AI)은 집안의 전력 소비를 실시간으로 모니터링하여 이상 상황을 감지하거나 불필요한 낭비를 사전에 차단합니다. 예를 들어 외출 시 다리미 전원을 끄지 않았을 때, 인공지능(AI)이 평소와 다른 과도한 에너지 사용을 감지하여 사용자에게 알리거나 직접 제어함으로써 화재 위험을 방지하고 에너지를 보존합니다. 이는 단순한 편의 기능을 넘어 인간의 안전과 경제적 이익을 동시에 책임지는 지능형 에너지 비서의 출현을 의미합니다. 하지만 인공지능(AI) 기술이 고도화될수록 막대한 연산량이 필요해지며 역설적으로 '전기 먹는 하마'라는 문제에 직면하게 됩니다. 에너지를 절약하기 위해 도입한 기술이 오히려 많은 전기를 소모하는 딜레마를 해결하는 것이 현재 연구자들의 중요한 과제 중 하나입니다. 이를 극복하기 위해 전력을 적게 소모하면서도 높은 계산 효율을 유지하는 '저전력 고효율 인공지능(AI)' 개발이 추진되고 있습니다. 기술의 효율성을 극대화하여 인공지능(AI) 자체가 소모하는 에너지보다 더 큰 절감 효과를 거두는 것이 진정한 지속 가능한 에너지 혁신의 방향이기 때문입니다. 건물의 대형 설비나 냉난방 장치가 갑자기 고장 나서 겪는 불편함 역시 인공지능(AI)의 예지보전 기술로 해결이 가능합니다. 연구진이 개발한 알고리즘은 확률 통계 기법과 인공지능(AI)을 결합하여 기기의 이상 징후를 사전에 포착합니다. 전류, 전압, 온도의 미세한 변화를 감시하여 고장이 발생하기 수 시간 전이나 수일 전에 미리 경고를 보냄으로써 수리에 필요한 시간을 확보하게 해줍니다. 이러한 기술은 태양광 발전이나 연료전지 같은 신재생에너지 설비에도 적용되어 전체 에너지 시스템의 안정성과 수명을 획기적으로 연장하는 데 기여하고 있습니다. 더 나아가 인공지능(AI)이 내린 결정의 근거를 사람이 이해할 수 있게 설명해 주는 '설명 가능한 인공지능(XAI)' 기술은 기술과 인간 사이의 신뢰를 구축합니다. 단순히 설비가 고장 났다는 결과만 알려주는 것이 아니라, 어떤 수치가 정상 범위를 벗어났는지 구체적인 원인을 설명해 줌으로써 보다 전문적이고 신속한 대응을 돕습니다. 또한 폭염이나 한파 같은 기상 이변 상황에서도 전력망의 붕괴를 막는 안정적인 제어 알고리즘은 국가적 블랙아웃(대규모 정전 사태)을 예방합니다. 이러한 첨단 ICT 기술의 결합은 우리 사회를 더욱 안전하고 에너지 효율적인 미래로 인도하고 있습니다.

한국에너지기술연구원

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[What if..🧑 🔬❓] 만약 1인 가구가 계속 증가한다면?

최근 1인 가구가 급격히 늘어나면서 고독사와 같은 다양한 사회적 문제가 중요한 과제로 부상하고 있습니다. 1인 가구는 다인 가구에 비해 질병 위험도가 훨씬 높으며, 특히 건강 이상을 즉시 감지하기 어려운 환경에 놓여 있는 경우가 많습니다. 이러한 문제를 해결하고자 한국생산기술연구원에서는 비대면 안전 헬스케어 서비스를 개발하였습니다. 이 서비스는 거주자의 일상적인 움직임을 실시간으로 파악하여 위급 상황을 예방하는 데 중점을 둡니다. 이는 단순히 편리함을 넘어 사회적 약자를 보호하는 든든한 안전망 역할을 수행할 것으로 기대됩니다. 이 시스템의 핵심 기술은 나노 전도성 섬유가 내장된 모듈형 압력 측정 매트입니다. 기존의 전도성 섬유는 내구성이 약하고 전기 신호가 일정하지 않은 단점이 있었으나, 새롭게 개발된 섬유는 우수한 전도성과 뛰어난 내구성을 동시에 확보했습니다. 유연한 TPU 소재로 제작된 이 매트는 가로세로 500mm의 조립식 구조로 되어 있어, 거실이나 침실 등 사용자가 원하는 공간의 크기에 맞춰 자유롭게 설치할 수 있습니다. 매트에 가해지는 압력 신호는 행동 분석 알고리즘을 통해 정밀한 행동 데이터로 변환되어 실시간 모니터링에 활용됩니다. 분석된 데이터는 사용자의 머무는 시간과 위치를 파악하여 수면 장애나 건강 이상 징후를 예측하는 데 쓰입니다. 특히 카메라를 사용하는 영상 방식과 달리 사생활 침해 걱정이 없다는 점이 시니어 케어 분야에서 큰 경쟁력을 가집니다. 이 기술은 향후 요양 시설은 물론 스마트홈 바닥재, 홈짐, 보안 산업 등 다양한 영역으로 확장이 가능합니다. 모든 세대가 건강하고 안전한 삶을 누릴 수 있도록 돕는 이 지속 가능한 기술은 미래 사회의 안전을 책임질 중요한 혁신이 될 것입니다. 생각을 현실로 만드는 기술의 힘이 우리 모두의 미래를 보호하고 있습니다.

한국생산기술연구원🔬What if Technology

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공학·기술

빅데이터 기반 치매 조기예측 기술 - KISTI 전홍우

치매는 현대 사회의 급격한 고령화와 함께 인류가 직면한 가장 큰 건강 과제 중 하나입니다. 현재까지 치매를 완벽히 치료할 수 있는 약제는 개발되지 않았기에, 질병의 진행을 최대한 늦추고 삶의 질을 유지하기 위한 치료의 적기를 찾는 것이 무엇보다 중요합니다. 이에 따라 4개 연구 기관과 소프트웨어 업체는 협력을 통해 빅데이터 기반의 조기 예측 시스템을 구축하였습니다. 연구의 핵심은 치매 전 단계인 경도인지장애를 스마트 디바이스와 인공지능 기술로 선제적으로 파악하여, 발병 위험이 높은 이들에게 적절한 관리 시점을 제시하는 데 있습니다. 연구팀은 국민건강보험공단에서 제공하는 10년 치의 노인 코호트 데이터를 심층 분석하였습니다. 60세 이상 고령층의 방대한 병력 기록을 토대로 과거의 진료 정보가 미래의 치매 발병에 미치는 영향을 추적한 결과, 병력 데이터의 변화 경로가 치매 진단과 밀접한 상관관계가 있음을 밝혀냈습니다. 특히 비타민 D 결핍과 같은 특정 영양 상태의 변화가 인지 기능 저하와 연관된 사례를 학술적으로 검증하며, 빅데이터 분석이 임상 현장에서 신규 위험 인자를 조기에 발견하는 강력한 도구가 될 수 있음을 증명하였습니다. 치매의 위험 인자는 성별에 따라 다르게 작용하기 때문에 정밀한 모델링이 필수적입니다. 남성과 여성의 데이터를 분리하여 분석했을 때 예측 모델의 정확도가 더욱 향상되었으며, 이는 성별 특성을 반영한 개인별 맞춤형 관리가 필요함을 시사합니다. 또한 병원에서 증상이 명확히 나타나기 전인 경도인지장애 단계를 포착하기 위해 5년 장기 예측 모델을 설계하였습니다. 비록 단기 예측에 비해 난도가 높지만, 유의미한 수치의 정확도를 확보함으로써 보험이나 예방 의학 분야에서 실질적으로 활용 가능한 데이터 기반의 관리 체계를 마련하였습니다. 연구는 병력 기록을 넘어 일상생활 수행능력(ADL)의 객관적 측정으로 범위를 확장했습니다. 기존의 주관적인 인터뷰 방식 대신 스마트홈의 동작 감지 센서를 활용해 거주자의 생활 패턴을 실시간으로 분석하였습니다. 흥미로운 점은 인지 능력이 저하될수록 행동의 자유도가 낮아져 이동 경로의 엔트로피가 감소한다는 사실입니다. 평소 생활 환경에서 나타나는 미세한 행동 변화와 특정 구역 통과 패턴을 정량적으로 분석함으로써, 의료진의 문진만으로는 구분하기 어려운 치매 초기 단계의 환자를 보다 과학적으로 식별할 수 있는 가능성을 열었습니다. 최종적으로 개발된 기술은 개인별 임계치를 적용한 맞춤형 모바일 서비스 형태로 구현되었습니다. 사람마다 서로 다른 라이프스타일과 인지 능력을 갖추고 있기에, 일률적인 기준 대신 과거의 행동 패턴과 비교하여 이상 징후를 감지하는 방식을 채택하였습니다. 가족들은 모바일 앱을 통해 대상자의 활동성을 모니터링할 수 있으며, 건강검진 결과와 연동된 치매 위험도 분석 리포트를 제공받게 됩니다. 이번 연구는 코호트 데이터와 일상 로그를 결합한 통합적 접근을 통해, 치매 잠복기를 정밀하게 관리하고 조기 대응할 수 있는 지능형 헬스케어의 미래를 제시하였습니다.

한국과학기술정보연구원

생명과학
뇌인지과학
융합
공학·기술

[스페셜 취재] 스마트텍스트로닉스센터

한국생산기술연구원 산하의 스마트텍스트로닉스센터는 지능형 전자 섬유 기술을 바탕으로 전자 소자가 집적된 다양한 미래형 제품을 연구하는 전문 기관입니다. 이곳에서는 크게 세 가지 방향의 연구가 진행되는데, 일상생활에서 직접 착용하는 스마트웨어를 비롯하여 주거 공간의 편의를 높이는 스마트홈 및 스마트 가구 분야, 그리고 개인의 건강을 실시간으로 관리할 수 있는 헬스케어 제품 개발에 집중하고 있습니다. 단순한 원단 제조를 넘어 정보 통신 기능이 결합된 섬유를 통해 우리 생활 전반에 걸친 새로운 가치를 창출하는 것이 센터의 핵심적인 역할입니다. 전자 섬유에 센싱 기능을 완벽하게 구현하기 위해서는 전기 전도성과 정보 전달력을 갖춘 특수 소재를 정밀하게 다루는 고도의 공정 설계가 필수적입니다. 지난 5년 동안 센터는 특히 편직 공정에서의 기술적 진보를 이끌어내며, 전자 섬유를 직접 설계하고 제품에 도입할 수 있는 독자적인 원천 기술을 확보하는 데 성공했습니다. 소재 개발부터 최종 결과물의 성능 평가까지 전 과정을 체계화함으로써, 첨단 ICT 기술이 섬유 산업에 자연스럽게 스며들 수 있는 혁신적인 발판을 마련하게 되었습니다. 최근 센터는 은 전도성사를 활용해 40도까지 발열이 가능한 기능성 복대와 블루투스 연동을 통해 음악 재생 및 볼륨 조절이 가능한 엔터테인먼트 재킷 등 실질적인 성과물들을 선보이고 있습니다. 특히 필름형 스피커를 의류에 내장하는 등 기존의 상식을 깨는 혁신적인 시도들이 이어지고 있습니다. 앞으로는 중간재 개발 수준을 넘어 국내외 유수의 브랜드 업체들과 협업함으로써 실제 시장에서 경쟁력을 가질 수 있는 완제품을 출시하는 데 주력할 방침입니다. 이를 통해 국내 제조 기반을 굳건히 하고 특수 분야의 새로운 시장을 선도하는 선구자적 역할을 수행할 것입니다.

한국생산기술연구원

융합
공학·기술

스마트 텍스트로닉스 센터 사업설명회 STC

한국생산기술연구원은 지능형 전자 섬유를 기반으로 한 스마트 텍스트로닉스 산업의 세계 시장 선점을 위해 박차를 가하고 있습니다. 이 기술은 전통적인 섬유 산업에 디자인, 소프트웨어, ICT 서비스를 융합하여 새로운 부가가치를 창출하는 대표적인 블루오션 분야로 꼽힙니다. 특히 연구원은 2012년부터 독일 아헨공대 섬유연구소(ITA)와 긴밀한 글로벌 협력 네트워크를 구축하며 기술력을 꾸준히 강화해 왔습니다. 이를 통해 실험실 수준의 창의적인 아이디어를 실제 상용화 단계까지 체계적으로 발전시킬 수 있는 혁신적인 연구 기반을 마련하였으며, 미래 스마트 웨어 시장의 경쟁력을 확보하기 위한 탄탄한 기초를 다져나가고 있습니다. 국내외에 구축된 스마트 텍스트로닉스 센터는 중소기업과 스타트업을 위한 기술 지원의 핵심적인 거점 역할을 수행하고 있습니다. 이곳에서는 첨단 장비를 활용한 시제품 개발 지원뿐만 아니라, 섬유 센서와 피부 밀착형 기능성 소자 같은 핵심 원천 기술 연구가 매우 활발하게 진행됩니다. 특히 독자적인 기술 개발에 어려움을 겪는 기업들을 위해 각 분야 전문가들이 참여하는 아이템별 워킹 그룹을 운영하며 시장의 요구가 적극적으로 반영된 제품 개발을 돕고 있습니다. 이러한 유기적인 협력 체계는 기업들이 차별화된 기술력을 확보하고 국내외 전시회를 통해 우수한 성과를 대내외에 알리는 중요한 발판이 되고 있습니다. 향후 스마트 텍스트로닉스 산업은 디지털 제조 및 로봇 자동화 공정이 전격 도입된 웨어 마이크로팩토리를 통해 한 단계 더 높은 수준으로 도약할 전망입니다. 성균관대학교와의 공동 연구를 통해 확보한 고도화된 전자 섬유 소자 기술은 다수의 논문과 특허 출원을 통해 그 가치를 입증받았으며, 실질적인 기술 이전을 통해 산업 현장에 직접 적용되고 있습니다. 단순히 기술 개발에만 머무르지 않고, 철저한 비즈니스 모델링과 다각적인 사용성 평가를 병행함으로써 제품의 실질적인 시장 가치를 극대화하는 데 주력하고 있습니다. 글로벌 리더로 거듭나기 위한 이러한 노력은 미래 스마트 웨어와 홈 인테리어 산업의 패러다임을 선도할 것입니다.

한국생산기술연구원

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공학·기술

안전성평가연구소의 CES 2020 탐방은 계속된다!

세계 각국의 혁신 기업들이 모여 미래의 청사진을 제시하는 전시장은 새로운 기술을 향한 열기로 가득합니다. 인공지능과 로보틱스 기술이 집약된 메인 홀에서는 방대한 데이터와 혁신의 결과물들이 쏟아져 나오고 있습니다. 특히 환경 관리 센서를 비롯하여 다양한 목적의 정밀 센서들이 전시의 주를 이루고 있는데, 이는 단순히 사물을 인식하는 수준을 넘어 우리 삶의 질을 높이는 핵심적인 도구로 진화하고 있습니다. 삼성 C-Lab을 포함한 여러 스타트업들은 건강 상태를 실시간으로 체크할 수 있는 웨어러블 센서를 선보이며 미래형 개인 맞춤형 헬스케어의 가능성을 구체적으로 보여주었습니다. 혁신적인 아이디어는 이제 일상 속 깊은 곳까지 파고들고 있습니다. 가정 내에서 인공지능을 활용해 식물을 직접 재배하거나, 신체에 필요한 영양소를 분석하여 최적의 음식을 제안받는 기술은 더 이상 낯설지 않습니다. 특히 장갑 형태의 정밀 센서는 카페인 섭취량까지 측정해 주며 건강 관리의 세밀함을 더해줍니다. 뇌파 측정 기술과 딥러닝을 활용한 얼굴 표정 분석 시스템 역시 인간의 감성을 이해하는 고도화된 수준에 도달해 있습니다. 이러한 기술들은 고도로 발달한 센서와 인공지능의 결합이 어떻게 인간의 감각을 확장하고 삶을 보조할 수 있는지를 명확하게 증명해 냅니다. 거대한 전시장을 장식한 가전제품들과 디지털 휴먼의 등장은 참관객들에게 큰 감동을 선사합니다. 스스로 원본 영상을 분석해 화질을 최적화하고 선명함을 유지하는 TV 기술은 하드웨어의 한계를 소프트웨어의 힘으로 극복한 대표적인 사례입니다. 이와 더불어 삼성에서 선보인 디지털 휴먼 '네온'은 머신러닝을 기반으로 사용자의 제스처와 목소리, 얼굴 표정 등을 실시간으로 학습합니다. 이는 단순히 정보를 제공하는 가상 비서를 넘어, 인간과 정서적으로 교감하는 새로운 동반자로서의 가능성을 열어주며 미래의 소통 방식이 어떻게 진보할 것인지에 대한 해답을 제시하고 있습니다. 로보틱스 기술의 발전은 실제 서비스 영역에서도 눈에 띄는 성과를 거두고 있습니다. 바리스타 로봇은 정교하고 우아한 움직임으로 음료를 제조하며 시각적인 즐거움과 실용성을 동시에 만족시킵니다. 모빌리티 분야에서도 자율주행 기술의 비약적인 진보를 확인할 수 있었습니다. 인공지능이 스스로 운전하는 1인승 중심의 자율주행 자동차는 내부 공간을 휴식이나 작업 공간으로 재정의하며 기존의 교통 개념을 완전히 뒤바꾸어 놓았습니다. 이러한 기술적 변화는 단순한 편리함을 넘어 도시의 교통 문제와 공간 활용에 대한 새로운 대안이 되어 줄 것이며, 우리 삶의 형태를 근본적으로 변화시킬 동력이 될 것입니다. 이번 전시회에서 주목할 만한 또 다른 흐름은 지속 가능한 지구를 위한 환경 기술의 약진입니다. 공기 중에서 수분을 추출하여 깨끗한 물을 만들어내는 워터제닉 기술은 환경 오염과 자원 부족 문제를 해결할 수 있는 신선한 대안으로 큰 주목을 받았습니다. 대기업들이 이러한 혁신적인 아이디어를 가진 벤처 기업들에 직접 투자하며 상생의 생태계를 구축하고 있다는 점도 매우 고무적입니다. 전시장을 가득 메웠던 수많은 기술은 이제 단순한 전시품을 넘어 우리의 실제 생활 속으로 스며들 준비를 마쳤습니다. 창의적인 아이디어와 정교한 기술의 결합은 인류의 삶을 이전보다 훨씬 풍요롭고 가치 있게 만들어 줄 것입니다.

국가독성과학연구소

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