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[NEXT Level 2] 해마다 반복되고 있는 도시홍수! 막을 수 있는 대응책은?

도시홍수 실증 연구팀은 도시에서 발생하는 침수 피해를 저감하기 위해 신뢰성 높은 방어 기술을 개발하고 있습니다. 과거에는 실제 지형을 축소한 모형으로 실험을 진행했으나, 데이터의 정밀도 측면에서 한계가 분명했습니다. 복잡한 도시 환경에서는 모형의 축소 비율에 따른 오차가 발생하기 때문입니다. 이에 따라 연구팀은 실제 크기와 동일한 실규모 실험을 통해 분석의 정확도를 높이고 신뢰할 수 있는 데이터를 확보하는 데 집중하고 있습니다. 서울의 왕복 2차선 도로를 재현한 이곳은 대규모 침수 상황을 실규모로 구현할 수 있는 최적의 환경을 제공합니다. 국가 홍수 방어 인프라의 효율적인 관리를 위해 개별 시설물 단위의 분석을 넘어 통합 연계 운영 시스템에 대한 실증 연구가 이곳에서 이루어집니다. 복잡한 도심 속에 건설된 다양한 시설들이 홍수 시 유기적으로 대응하며 피해를 최소화할 수 있도록 최적의 운영 관리 가이드를 제시하는 것이 이 실험장의 주요한 역할 중 하나입니다. 도시 내 합류식 우수관 시설에는 실시간으로 상황을 파악할 수 있는 정밀 측정 장비와 시스템이 적용되어 있습니다. 홍수 상황에서는 정확한 모니터링이 방어의 핵심이기 때문에, 연구팀은 최적화된 계측 방법론을 개발하여 현장에 도입하고 있습니다. 특히 맨홀 내부의 압력이 상승하여 뚜껑이 이탈하는 위험한 순간들을 포착하고 이를 정량화합니다. 이러한 실측 데이터는 실제 도심 내 배수 체계의 취약점을 파악하고 보완하는 데 중요한 기초 자료가 됩니다. 맨홀 뚜껑 이탈 조건에 대한 심도 있는 분석은 시민들의 안전을 직접적으로 보호하는 연구로 이어집니다. 실험을 통해 확인된 데이터를 바탕으로 맨홀 뚜껑이나 내부 안전 구조물의 설계 및 설치 기준을 새롭게 정립하고 있습니다. 어떠한 압력과 유량 조건에서 시설물이 견디지 못하는지 정밀하게 파악함으로써 사고를 미연에 방지할 수 있는 기술적 토대를 마련하는 것입니다. 이는 단순한 이론적 예측을 넘어 실규모 실험을 통해서만 얻을 수 있는 귀중한 연구 성과입니다. 최근에는 디지털 트윈 기술을 도입하여 실험의 영역을 가상 세계로 확장하고 있습니다. 제어실에 구축된 디지털 트윈 시스템은 실제 실험장에서 수행하기 어려운 극한 시나리오나 위험한 환경 조건들을 컴퓨터로 시뮬레이션할 수 있게 해줍니다. 실규모 실험에서 얻은 정밀한 데이터를 기반으로 모델의 변수들을 검증하고 보완함으로써 시뮬레이션의 정확도를 획기적으로 향상시킵니다. 이러한 온·오프라인 통합 연구는 미래의 예측 불가능한 홍수 재난에 대응하는 핵심 역량이 될 것입니다.

한국건설기술연구원미래를 바꾸는 신기술 NEXT Level

지구환경과학
융합
공학·기술

[NEXT Level] 자율주행시대 안전을 지킨다! 자율주행 물리 인프라 기술

자율주행 기술의 눈부신 발전에도 불구하고 차량 자체의 센서만으로는 해결하기 어려운 기술적 한계들이 여전히 존재합니다. 특히 폭우나 폭설과 같은 악천후, 혹은 통신 장애와 같은 돌발 상황은 자율주행차에 있어 일종의 핸디캡으로 작용하며, 이를 차량 내부의 시스템만으로 극복하는 데에는 많은 어려움이 따릅니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 2018년부터 도로 인프라와 자율주행차를 연계하는 연구가 꾸준히 이어져 왔습니다. 도로 위의 다양한 시설물이 차량에 보조적인 정보를 제공하여 안전을 지원하는 스마트한 주행 환경을 조성하는 것이 본 연구의 주요 과제입니다. 기상 조건의 변화는 자율주행의 안정성을 위협하는 가장 큰 요소 중 하나로 꼽힙니다. 국내 연구진은 강우, 강설, 안개와 같은 다양한 기상 환경을 인위적으로 조성할 수 있는 세계적인 수준의 실증 시설을 통해 도로 시설물의 효용성을 정밀하게 검증하고 있습니다. 자율주행차는 근적외선을 활용해 거리를 측정하는 라이다 센서를 핵심적으로 사용하는데, 이러한 센서가 악천후 속에서도 도로 인프라를 정확히 인식할 수 있도록 기술을 최적화하고 있습니다. 실증 단지에서의 반복적인 데이터 수집과 실험은 자율주행의 기술적 완성도를 높이는 든든한 기반이 됩니다. 실제 도로 상황을 재현한 실험에서는 특수 설계된 도로 표지판이 자율주행차의 주행을 정교하게 유도하는 모습을 확인할 수 있습니다. 공사 구간과 같은 돌발 상황을 가정하여 설치된 이 표지판들은 라이다 센서에 특정 패턴과 색상으로 인식되도록 설계되었습니다. 차량은 표지판이 보내는 시각적 신호를 해석하여 운전자의 개입 없이도 스스로 차선을 변경하거나 안전한 주행 경로를 수정하게 됩니다. 이는 정밀 지도의 정보가 최신화되지 않은 긴급한 상황에서도 도로 위의 시설물이 실시간 가이드 역할을 수행하여 사고 위험을 획기적으로 줄일 수 있음을 시사합니다. 도로 안전의 필수 요소인 교통콘 역시 자율주행 시대를 맞아 혁신적인 변화를 맞이했습니다. 기존의 원뿔형 교통콘은 곡면 형태의 특성상 라이다의 레이저 신호를 여러 방향으로 분산시켜 인식률이 떨어지는 고질적인 문제가 있었습니다. 연구진은 이를 해결하기 위해 레이저 반사 효율을 극대화할 수 있는 사각뿔형 교통콘을 새롭게 개발했습니다. 평면 구조를 유지한 이 새로운 교통콘은 실험을 통해 비가 내리는 악조건 속에서도 기존 제품보다 월등한 인식 성능을 입증하였으며, 자율주행차의 장애물 감지 능력을 높이는 데 결정적인 역할을 수행합니다. 자율주행의 진정한 실현은 자동차 제조사만의 노력으로 완성되지 않습니다. 자율주행차가 실제로 주행하는 무대인 도로 인프라가 함께 진화할 때 비로소 완벽하고 안전한 이동이 가능해집니다. 차량이 스스로 판단하기 어려운 사각지대나 극한의 기상 상황을 도로 환경이 먼저 인지하고 보완해 주는 협력형 시스템은 현재의 기술적 한계를 넘어서는 핵심 열쇠가 될 것입니다. 앞으로도 도로 시설물과 차량 간의 긴밀한 소통을 지원하는 인프라 기술이 고도화된다면, 누구나 안심하고 이용할 수 있는 스마트한 미래 모빌리티 세상이 우리 곁에 더욱 가까이 다가올 것으로 기대됩니다.

한국건설기술연구원미래를 바꾸는 신기술 NEXT Level

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[23-1차그리노베이트 정책포럼] 전문가 토론

국제협력의 진정한 의미는 단순히 기술이나 자본을 전달하는 일방적인 원조를 넘어, 양국이 공동의 목표를 향해 함께 움직이는 'Cooperation'에 있습니다. 과거의 국제협력이 시혜적인 성격의 'Give' 중심이었다면, 이제는 상호 이익을 창출하는 'Give and Take'의 철학이 필요한 시점입니다. 특히 기후 기술 분야에서는 각국의 환경적 특성과 기술 수준이 다르기에, 서로의 필요를 정확히 파악하고 함께 작동하는 시스템을 구축하는 것이 무엇보다 중요합니다. 현장의 연구자들은 국제협력의 필요성에 공감하면서도, 직접 해외 파트너를 발굴하고 행정적인 절차를 조율해야 하는 상황에 큰 부담을 느낍니다. 연구 본연의 업무에 집중해야 할 인력이 네트워크 구축과 비즈니스 매칭에 에너지를 쏟다 보면 연구 효율이 떨어질 수밖에 없습니다. 따라서 정부 주도의 '탑다운(Top-down)' 방식과 연구자 중심의 '바텀업(Bottom-up)' 방식이 조화를 이루되, 이를 실무적으로 뒷받침할 수 있는 민간 전문 기관과의 협력이 필수적입니다. 전략 기술의 국제협력에서는 기술 보호와 사업화 마인드가 동시에 요구됩니다. 공동 연구 단계부터 비즈니스 관점을 도입해야 추후 기술 이전이나 계약 단계에서 유리한 위치를 점할 수 있습니다. 특히 이차전지나 수소와 같은 핵심 전략 기술은 국가 차원의 보호가 필요하지만, 개발도상국에 적합한 적정 기술은 보다 유연한 접근이 가능합니다. 기술의 성격에 따라 차별화된 진출 전략을 수립함으로써 글로벌 시장에서의 경쟁력을 확보해야 합니다. 개발도상국 시장을 공략할 때는 최첨단 기술만을 고집하기보다, 해당 국가의 인프라 수준에 맞는 5~10년 전의 숙련된 기술이 더 효과적일 수 있습니다. 기후 재난 안전이나 탄소 중립 실현을 위한 적정 기술은 개발도상국 현지에 즉시 도입되어 실질적인 변화를 이끌어낼 수 있는 강점이 있습니다. 이러한 기술들을 선제적으로 보급하여 현지 인프라를 선점한다면, 이는 장기적으로 우리나라 기후 기술 산업이 세계로 뻗어 나가는 교두보가 될 것입니다. 국가녹색기술연구소(NIGT)와 같은 정책 연구 기관은 직접 실험을 수행하지 않더라도, 국내의 우수한 공공 기술을 발굴하여 해외 수요와 연결하는 허브 역할을 수행합니다. 국내 24개 정부출연연구기관이 보유한 방대한 기술 자산 중 기후 기술을 리스트업하고, 이를 필요로 하는 국가의 수요와 정교하게 매칭하는 것이 핵심입니다. 이는 기술의 사장을 막고 공공 R&D 성과를 글로벌 무대에서 확산시키는 가장 효율적인 방법이며, 국가적 차원의 기술 외교를 실현하는 길이기도 합니다. 성공적인 국제 기술 사업화의 핵심은 현지 사무소를 통한 정확한 수요 발굴과 초기 실증 연구에 있습니다. 인도네시아나 베트남 등 현지의 필요를 정확히 파악하고, 개발 단계부터 현지 기업을 참여시키는 모델은 높은 성공 가능성을 보여줍니다. 단순히 기술을 이전하는 데 그치지 않고, 국내 기업이 현지 플랜트 시공이나 조인트 벤처(Joint Venture) 설립에 참여할 수 있도록 연계함으로써 실질적인 경제적 가치를 창출하고 지속 가능한 협력 구조를 만들어야 합니다. 부처 간의 경계를 허물고 기후 기술이라는 공통의 목표 아래 역량을 결집하는 유연한 사고가 필요합니다. 국제 ODA 사업이나 R&D 협력은 변수가 많고 복잡하기에 단일 기관의 노력만으로는 한계가 있습니다. KOICA나 다양한 국제기구와의 협업을 통해 사업 규모를 키우고 실증의 깊이를 더한다면, 우리나라의 기후 기술은 세계 시장에서 독보적인 위상을 차지하게 될 것입니다. 협력의 범위를 확장하여 미래 세대를 위한 지속 가능한 지구를 만드는 데 앞장서야 합니다.

국가녹색기술연구소NIGT FORUM

지구환경과학
융합
공학·기술

[2023 ETRI Technology Report 10] 디지털융합연구소 김승환 소장

디지털 융합은 현대 사회의 혁명적인 변화를 이끄는 핵심 동력입니다. 한국전자통신연구원(ETRI) 디지털융합연구소는 정보통신기술(ICT)을 다양한 산업 분야에 접목하여 혁신을 창출하고, 공공 현안과 사회 문제를 해결하는 데 집중하고 있습니다. 특히 에어 모빌리티를 통한 교통 문제 해결, 농축수산업의 지능화, 에너지 효율 관리, 그리고 디지털 바이오 의료와 국방 안전 등 우리 삶의 전 방위적인 영역에서 기술적 진보를 이끌어내고 있습니다. 이러한 연구는 단순히 기술 개발에 그치지 않고 국가 경쟁력을 강화하는 기반이 됩니다. 올해 연구소는 국민들이 실생활에서 직접 체감할 수 있는 네 가지 대표 성과를 추진하고 있습니다. 군집 드론을 활용한 실종자 수색과 로봇·드론 연계 무인 배송 시스템은 물류와 안전의 패러다임을 바꿀 것입니다. 또한 마약 탐지를 위한 후각 지능 기술과 지하 공동구의 재난 안전 관리 시스템은 사회적 불안 요소를 제거하는 데 크게 기여할 전망입니다. 이러한 성과들은 국민의 삶을 실질적으로 변화시킬 수 있는 체감형 기술로서, 우리 사회가 직면한 다양한 난제들을 해결하고 안전한 일상을 보장하는 핵심 열쇠가 될 것입니다. 디지털융합연구소의 경쟁력은 다양한 학문적 배경을 가진 전문가들의 다학제적 협력에서 나옵니다. 전자공학, 컴퓨터공학, 통신 등 ICT 전공자뿐만 아니라 물리학, 화학, 생물학 등 기초 과학 전문가들이 함께 모여 융합 연구를 수행합니다. 이들은 각기 다른 산업 분야에 대한 깊은 지식을 공유하며 산업, 교통, 의료, 국방 등 복합적인 문제를 해결하기 위해 열정적으로 연구에 매진하고 있습니다. 이러한 다학제적 협력은 기술적 한계를 극복하고 산업 생태계 전반에 새로운 활력을 불어넣어 더 높은 가치를 창출하는 원동력이 되고 있습니다. 미래를 대비하는 '탑 챌린지 프로젝트'는 에어 모빌리티와 디지털 바이오 의료 분야에 초점을 맞춥니다. 에어 모빌리티 연구는 지상 교통 체증을 해결하기 위해 자율 비행 기술을 고도화하며, 악천후나 전파 간섭 등 극한 상황에서도 안정적인 비행을 가능케 합니다. 한편, 디지털 바이오 의료 분야에서는 채혈 없이 혈당을 측정하는 비침습 기술과 실시간 암 진단 내시경 기술을 개발하고 있습니다. 이는 건강한 100세 시대를 실현하고 인류의 보건 환경을 획기적으로 개선하여 삶의 질을 높이는 데 목적이 있으며, 고령화 사회의 대안으로 주목받고 있습니다. 초지능과 초연결로 대변되는 제4차 산업혁명은 국가 시스템과 사회 전 영역에서 거대한 변화를 일으키고 있습니다. 하지만 기술의 급격한 발전은 가짜 뉴스 양산이나 프라이버시 침해와 같은 윤리적 부작용을 야기하기도 합니다. 따라서 연구 초기 단계부터 이러한 사회적 문제를 면밀히 검토하고 윤리적 기준을 마련하여 부작용을 최소화하는 노력이 반드시 병행되어야 합니다. 결국 디지털 융합의 궁극적인 지향점은 기술 발전을 통해 인류의 행복한 미래를 설계하고, 사회 전반의 안전과 지속 가능한 번영에 기여하는 것입니다.

한국전자통신연구원ETRI 테크놀로지 리포트

물리학
화학
생명과학
융합
공학·기술

[우연소] 지구를 지키는 플라스틱 재활용 기술 연구실

현대 사회에서 폐플라스틱은 해결해야 할 가장 시급한 사회적 문제 중 하나로 손꼽힙니다. 한국화학연구원 탄소자원화연구단은 이러한 이슈에 대응하여 폐플라스틱의 효율적인 재활용을 위한 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 특히 기업들이 상대적으로 다루기 까다로워하는 폐스티로폼과 폴리에스테르(PET)를 주요 연구 대상으로 삼아 원천 기술을 확보하는 데 집중하고 있습니다. 이는 단순한 연구를 넘어 실제 산업계에 적용 가능한 수준의 성과를 목표로 하며, 지속 가능한 미래를 위한 중요한 발걸음이 되고 있습니다. 연구단은 단순히 실험실 단계의 성과에 머무르지 않고, 기술의 상용화를 위해 구체적인 이정표를 세우고 있습니다. 이미 일부 핵심 원천 기술을 확보하여 관련 기업체에 기술 이전을 완료했으며, 내년부터는 본격적인 협력 체계를 구축할 예정입니다. 2025년 사업화를 목표로 달려가는 이러한 노력은 연구 데이터의 축적과 실증 단계를 거치며 더욱 구체화되고 있습니다. 공공 연구기관의 전문성과 기업의 사업 역량이 결합하여 폐기물 문제의 실질적인 해결책을 제시할 것으로 기대를 모으고 있습니다. 폐스티로폼 재활용의 첫 단계는 부피를 획기적으로 줄이는 감용 기술에서 시작됩니다. 기존의 석유화학 기반 용매 대신 나무와 같은 천연 재료를 활용한 바이오매스 기반 용매를 사용하는 것이 이 기술의 핵심입니다. 이 용매는 인체와 환경에 훨씬 안전하며, 소량의 용액만으로도 수십 배에 달하는 부피의 스티로폼을 녹여낼 수 있습니다. 또한 사용된 용매는 별도의 분리 과정을 거쳐 다시 사용할 수 있어 자원 순환의 효율성을 극대화합니다. 이는 환경친화적인 공정 설계가 돋보이는 부분이라 할 수 있습니다. 부피를 줄인 폐스티로폼은 단순히 재활용되는 것에 그치지 않고, 다시 플라스틱을 만드는 원료인 화학 물질로 전환됩니다. 약 2년 반 동안 집중적으로 연구된 이 원천 기술은 버려지는 자원을 고부가가치 원료로 탈바꿈시키는 공정입니다. 실험실에서 개발된 고유의 반응 공정을 통해 얻어진 재생 스티렌은 새로운 플라스틱을 합성하는 데 즉시 투입될 수 있는 품질을 자랑합니다. 이러한 화학적 재활용 방식은 플라스틱 순환 경제를 구축하는 데 있어 매우 핵심적인 기술적 진보라고 평가받고 있습니다. 연구의 최종 목적지는 실제 공장에서 작동할 수 있는 대규모 공정의 구현입니다. 연구단은 실험실 규모를 넘어 대형 장비와 반응기를 운용하며 실증에 필요한 정밀한 데이터를 수집하고 있습니다. 특히 연속 반응이 가능한 반응기 개발은 상용화의 경제성과 효율성을 확보하는 데 결정적인 역할을 합니다. 분리 공정을 거친 고순도 원료가 산업 현장에서 즉각 활용되는 모습은 머지않은 미래의 표준이 될 것입니다. 끊임없는 기술 발전을 통해 폐플라스틱이 소중한 자원으로 인식되는 시대를 열어가고 있습니다.

한국화학연구원

화학
지구환경과학
공학·기술

[KITECH] 산업혁신을 위한 스마트 안전 리빙랩

스마트 안전 리빙랩은 기업이 개발한 새로운 안전 제품이나 서비스를 실제와 유사한 환경에서 철저히 검증할 수 있도록 설계된 전문 공간입니다. 특히 안전사고 발생 빈도가 높은 요양원, 유아원, 주거 공간, 상업용 건축물이라는 네 가지 핵심 테마를 중심으로 실제 환경을 그대로 재현한 레플리카를 구축하였습니다. 이곳은 단순한 전시장을 넘어 기업들이 실제 산업 현장의 문제를 해결하고 실질적인 안전 솔루션을 도출할 수 있도록 돕는 실무적인 테스트베드 역할을 수행합니다. 요양원 실증 공간은 실제 환경 규정을 철저히 준수한 시설을 바탕으로 원웨이 미러와 고성능 카메라 시스템을 갖추어 실험 전 과정을 정밀하게 기록합니다. 바닥과 벽면에 촘촘하게 내장된 다양한 센서들은 사용자의 미세한 움직임과 주변 환경의 변화를 실시간으로 측정하여, 육안으로는 확인하기 어려운 데이터까지 통합적으로 수집합니다. 이렇게 축적된 영상 정보와 수치 데이터는 실험의 객관성을 보장하며, 향후 서비스 고도화를 위한 과학적인 분석 자료로 활용됩니다. 일반 주거 공간처럼 보이는 실증 현장은 기업의 필요에 따라 공간을 쪼개거나 넓힐 수 있는 가변형 모바일 월 시스템을 도입하여 유연한 실험 환경을 제공합니다. 이는 주방이나 거실 등 특정 구역에서의 정밀 실증을 원하는 기업들의 다양한 요구를 충족시키기 위함이며, 모든 공간은 표준 규격에 맞춰 조성되어 있습니다. 특히 수면 중 뒤척임이나 수면의 질을 평가하는 시스템을 통해 사용자의 경험을 객관적인 수치로 환산하며, 이는 기업이 신규 시장에 진입할 때 강력한 경쟁력을 확보하는 밑거름이 됩니다. 유아원 공간은 사고 예방을 위한 제품 평가가 주를 이루며, 위험 요소가 많은 산업 현장은 VR 환경을 통해 작업자가 실질적인 안전 교육을 체험할 수 있도록 지원합니다. 예를 들어 추락 사고 시 목과 척추를 보호하는 개선된 안전 조끼처럼, 현장의 생생한 목소리를 반영한 고도화된 장비들을 검증하는 데 집중합니다. 이러한 과정을 거쳐 제품이 실제 사용자의 필요와 일치하는 방향으로 나아갈 수 있도록 전문적인 가이드를 제공함으로써 기업이 겪을 수 있는 시행착오를 획기적으로 줄여줍니다. 구체적인 데이터 생성을 위해 리빙랩에서는 인체 부위별 압력 분포를 측정하거나 어린이의 손 모형을 3D 프린팅으로 제작하여 끼임 사고의 위험도를 정밀하게 분석합니다. 이러한 전문성을 인정받아 최근에는 전 세계 리빙랩 연합체인 에놀(ENoLL)의 정식 회원으로 승인되었으며, 이는 국내 최초의 산업 혁신 리빙랩으로서 그 가치를 입증한 결과입니다. 앞으로 스마트 안전 리빙랩은 기업들의 혁신적인 도전을 뒷받침하며, 국가 산업 융합을 선도하는 대표적인 기관으로 거듭나기 위해 노력을 지속할 것입니다.

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