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2023 ETRI Technology Report 10 Digital Convergence Research Laboratory Kim Seunghwan

한국전자통신연구원(ETRI) 디지털융합연구소는 정보통신기술(ICT)을 여러 산업에 접목하여 혁신을 선도하고 사회적 문제를 해결하는 데 앞장서고 있습니다. 이곳은 단순히 기술을 개발하는 것을 넘어 교통, 제조, 농축수산 등 다양한 산업의 효율성을 높이고 에너지 관리를 최적화하는 연구를 수행합니다. 특히 건강한 삶을 위한 디지털 바이오 의료와 국방 및 재난 안전 대응을 위한 융합 기술 연구에 집중하고 있습니다. 이러한 디지털 전환의 선두에서 연구소는 국가 경쟁력을 강화하고 국민이 체감할 수 있는 실질적인 변화를 만들어가고 있습니다. 최근 연구소는 국민의 삶과 밀접한 네 가지 대표 성과를 선정하여 집중적으로 추진하고 있습니다. 군집 드론을 활용한 실종자 수색 기술과 로봇과 드론이 연계된 무인 배송 시스템은 공공 안전과 물류 혁신을 실현하는 핵심 기술입니다. 또한 마약 문제를 해결하기 위한 후각 지능 기술과 지하 공동구의 재난을 미연에 방지하는 안전 관리 시스템은 사회적 안전망을 더욱 공고히 합니다. 연구소는 이러한 기술들이 이론에 그치지 않고 일상에서 활용될 수 있도록 실제 현장에서의 실증 과정을 거치며 완성도를 극대화하는 데 주력하고 있습니다. 디지털 융합의 힘은 다양한 전공자들이 모여 발휘하는 시너지에서 나옵니다. 전자, 컴퓨터, 통신 분야의 전문가뿐만 아니라 물리학, 화학, 생물학 등 기초 학문을 전공한 인재들이 한데 모여 창의적인 연구를 수행하고 있습니다. 이들은 각기 다른 산업 분야에 대한 깊은 이해를 바탕으로 기술적 한계를 극복하며 융합 연구를 열정적으로 이어갑니다. 특히 개발된 기술이 실험실에만 머물지 않고 실제 현장에서 즉각 활용될 수 있도록 철저한 실증 검증 체계를 갖추고 있다는 점은 연구소만이 가진 독보적인 경쟁력입니다. 연구소에서 추진 중인 '탑 챌린지 프로젝트'는 미래 산업의 판도를 바꿀 핵심 과제들로 구성되어 있습니다. 먼저 에어 모빌리티 분야에서는 지상 교통 체증을 해결하기 위해 기상 악화나 전파 간섭 등 열악한 환경에서도 안전하게 비행할 수 있는 자율 비행 기술을 개발하고 있습니다. 한편 첨단 바이오 의료 분야에서는 환자의 고통을 줄이기 위해 채혈 없이 혈당을 측정하는 비침습 기술과 암세포를 실시간으로 진단할 수 있는 혁신적인 내시경 기술 연구에 매진하고 있습니다. 이러한 기술적 도전은 인류의 건강한 수명 연장과 이동의 자유를 실현하는 밑거름이 될 것입니다. 디지털 융합은 우리 사회 전 영역에서 혁명적인 변화를 일으키며 새로운 일상을 만들어가고 있습니다. 하지만 기술의 발전은 가짜 뉴스 양산이나 사생활 침해와 같은 예상치 못한 사회적 부작용을 야기하기도 합니다. 따라서 연구소는 기술 개발의 초기 단계에서부터 윤리적 가치를 면밀히 검토하여 이러한 문제들을 최소화하는 데 힘쓰고 있습니다. 기술의 궁극적인 존재 이유는 결국 인류의 행복에 있으며, 디지털융합연구소는 고령화와 기후 변화 등 대외적인 위기에 대응하며 모두가 행복한 미래 세상을 만들기 위해 끊임없는 연구와 노력을 이어갈 계획입니다.

2023 ETRI Technology Report 10 Digital Convergence Research Laboratory Kim Seunghwan
한국전자통신연구원ETRI 테크놀로지 리포트
  • 생명과학
  • 지구환경과학
  • 융합
  • 공학·기술

[2024 ETRI Technology Report 9] 인공지능으로 마약 탐지해 95% 정확도로 잡아낸다 – 안창근 디지털융합기획팀장

인간의 후각은 약 400여 개의 후각 수용체를 통해 방대한 정보를 수집하고 냄새를 정밀하게 구분합니다. 이러한 복잡한 메커니즘을 단순히 몇 개의 센서 조합으로 재현하는 것은 지금까지 기술적으로 매우 어려운 과제였습니다. 기존의 방식으로는 인간의 후각 수용체가 처리하는 다변화된 정보량을 감당하기에 한계가 있었기 때문입니다. 이에 디지털융합연구소는 인간의 후각 수용체를 모사하여 실제 현장에 적용 가능한 스마트 후각 지능 기술 개발에 집중해 왔습니다. 이번에 개발된 다차원 멀티모달 후각 지능 기술은 가상 센서를 포함하여 100개 이상의 센서로 구성되어 있습니다. 각 센서는 물리적, 화학적, 광학적으로 서로 다른 감지 방식을 채택하여 인간의 후각 수용체처럼 다양하고 정밀한 정보를 획득합니다. 이렇게 수집된 방대한 데이터를 기반으로 인공지능 학습 모델을 구축함으로써, 특정 냄새를 선택적으로 구분해내는 지능화 솔루션을 구현했습니다. 이는 기존 기술의 한계를 뛰어넘는 혁신적인 시도입니다. 시각과 청각의 디지털 지능화는 이미 자율주행차나 첨단 로봇 산업에서 놀라운 변화를 이끌어냈습니다. 후각 분야에서 이루어지는 지능화는 기존에 해결하기 어려웠던 기술적 한계들에 대한 명확한 해답을 제시할 것입니다. 냄새의 화학적 반응을 모사하는 것은 매우 난도가 높은 기술이지만, 다차원 멀티모달 기술이 그 핵심 열쇠가 됩니다. 이 플랫폼은 실시간 정밀 판별이 가능하여 냄새 분석이 필요한 모든 산업에 공통으로 적용될 수 있는 범용성을 갖췄습니다. 후각 지능 기술의 활용 범위는 매우 넓습니다. 마약이나 폭발물을 탐지하는 검역 업무에서 탐지견의 역할을 대신하거나, 화생방 테러 상황에서 저농도의 오염물을 실시간으로 감지해 인명 피해를 최소화할 수 있습니다. 또한 과일의 신선도 측정이나 커피 로스팅 정도 판별 등 식품 산업에도 적용이 가능하며, 호흡 분석을 통해 폐암과 같은 질병을 조기에 진단하는 의료 분야에서도 큰 성과를 거둘 것으로 보입니다. 실제 연구를 통해 필로폰 94%, 대마 99%라는 높은 감지 정확도를 확인했습니다. 연구팀은 현재 사회적 이슈가 되고 있는 불법 마약 문제를 해결하기 위해 마약 반입 및 제조 유통을 차단하는 전수조사 장비 개발에 박차를 가하고 있습니다. 나아가 다양한 산업 분야의 수요 기업을 발굴하고 긴밀한 협력을 통해 기술의 산업화를 적극적으로 지원할 계획입니다. 후각 지능화 솔루션이 미래 산업의 핵심 기술로 자리 잡고, 관련 시장에서 주도적인 역할을 수행함으로써 우리 사회의 안전과 편의를 한층 더 높여줄 것으로 기대하고 있습니다.

[2024 ETRI Technology Report 9] 인공지능으로 마약 탐지해 95% 정확도로 잡아낸다 – 안창근 디지털융합기획팀장
한국전자통신연구원ETRI 테크놀로지 리포트
  • 화학
  • 생명과학
  • 융합
  • 공학·기술

[2024 ETRI Technology Report 9]

인간의 후각은 수백 개의 후각 수용체를 통해 방대한 정보를 수용하며 미세한 향의 차이를 구분해냅니다. 기존 센서 기술은 이러한 정교한 기능을 재현하기에 정보량 측면에서 부족함이 있었습니다. 이를 해결하고자 가상 센서를 포함한 100개 이상의 다채널 센서로 구성된 지능형 후각 기술이 개발되었습니다. 이 기술은 물리적, 화학적, 광학적 감지 방식을 복합적으로 활용하여 다변화된 데이터를 획득하고, 인공지능 학습 모델을 통해 후각 수용체와 유사한 수준의 선택적이고 정밀한 판별 기능을 제공합니다. 이는 디지털 기술이 인간의 오감을 모사하는 영역으로 확장되는 중요한 진전이라 할 수 있습니다. 시각이나 청각의 지능화가 자율주행과 로봇 산업에 큰 변화를 일으켰듯, 지능형 후각 기술 역시 사회 전반에 파격적인 혁신을 불러올 것입니다. 다채널 멀티모달 기술을 기반으로 한 이 플랫폼은 실시간으로 정밀한 감지와 판별이 가능해 다양한 산업에 공통 적용될 수 있는 잠재력을 가집니다. 특히 마약이나 폭발물을 탐지하는 특수 목적부터 화생방 테러 상황에서 저농도 오염물을 조기에 감지하여 인명 피해를 예방하는 보안 영역까지 활용도가 매우 높습니다. 또한 식품의 신선도 판정이나 로스팅 강도 측정 같은 정밀 품질 관리 분야에서도 제조 및 유통의 고도화를 이끄는 필수적인 역할을 수행할 것입니다. 실제 연구를 통해 필로폰 94%, 대마 99%라는 높은 정확도로 마약을 식별해냄으로써 기술의 상용화 가능성을 충분히 입증하였습니다. 이 밖에도 육가공품의 상태 확인이나 암과 같은 질병을 판별하는 의료 분야에서도 그 유효성이 검증되고 있습니다. 향후에는 불법 마약의 유통과 제조 같은 사회적 문제를 해결하기 위한 전수조사 장비 개발에 집중할 계획입니다. 나아가 여러 산업 현장의 수요 기업들과 적극적으로 협력하여 실질적인 기술 산업화를 지원함으로써, 지능형 후각 기술 솔루션이 미래 산업의 주도적인 역할을 수행하고 새로운 사회적 가치를 창출하는 핵심 기술로 자리 잡기를 기대하고 있습니다.

[2024 ETRI Technology Report 9]
한국전자통신연구원ETRI 테크놀로지 리포트
  • 화학
  • 융합
  • 공학·기술

마약 탐지 기술의 새로운 문을 열다★디지털융합기획팀 노형욱 책임연구원★

최근 화학, 물리, 광학적 요소를 결합한 차세대 후각 센싱 기술이 비약적인 발전을 이루고 있습니다. 과거의 분석 방식은 센서가 반응하는 특정 시점의 기울기나 정점 수치 등 고정된 지표에만 의존하여 가스의 종류를 구별해 왔습니다. 하지만 새로운 분석법은 가스 노출부터 회복에 이르는 전 과정을 시계열 데이터로 파악하는 동적 패턴 분석을 도입했습니다. 이를 통해 단순한 수치 비교로는 찾아내기 힘든 데이터 사이의 복잡한 상관관계를 정밀하게 식별할 수 있게 되었습니다. 이러한 혁신적인 접근은 전처리 시간을 줄이면서도 시스템의 전체적인 분석 성능을 한 단계 끌어올리는 결과를 가져왔습니다. 성공적인 기술 개발의 이면에는 마약 탐지 데이터 부족이라는 난관을 극복하기 위한 연구팀의 헌신적인 노력이 있었습니다. 연구진은 수만 개의 데이터를 직접 수집하고 인공지능 모델을 적용하여 육안으로는 식별할 수 없는 미세한 신호 차이를 잡아내는 데 집중했습니다. 특히 56개의 센서 중 마약 성분과 밀접하게 반응하는 24개의 핵심 센서를 자동으로 선별하는 알고리즘을 개발하여 분석의 효율성을 높였습니다. 그 결과 탐지 오류율을 12.23%에서 6.97%로 대폭 낮추는 데 성공하였으며, 다양한 혼합 공기 환경에서도 변함없는 신뢰성을 입증하며 실무 적용의 발판을 마련했습니다. 현재 이 기술은 연구소 기업 설립과 기술 이전을 통해 본격적인 상용화 단계에 진입해 있습니다. 초기 단계인 마약 및 위험 물질 탐지를 넘어, 의료 현장에서 호기가스 분석을 통해 암을 진단하거나 농축산 분야에서 불법 품목의 반입을 차단하는 등 그 활용 범위가 매우 넓습니다. 연구팀은 앞으로도 플랫폼 기술을 고도화하고 국내외 기술 교류를 활성화하여 세계 최고의 후각 지능 선도 그룹으로 거듭나겠다는 비전을 가지고 있습니다. 원천 기술 확보를 기반으로 산업 발전과 사회적 가치 창출을 동시에 실현하는 것이 이들이 추구하는 궁극적인 목표입니다.

마약 탐지 기술의 새로운 문을 열다★디지털융합기획팀 노형욱 책임연구원★
한국전자통신연구원ETRI 테크놀로지 리포트
  • 물리학
  • 화학
  • 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.

[2023 ETRI Technology Report 10] 디지털융합연구소 김승환 소장
한국전자통신연구원ETRI 테크놀로지 리포트
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