◎ 연구개발 목표 및 내용 ■ 최종 목표 □ 최종 연구 목표 ◦ 새로운 방사선 검출기로 주목 받고 있는 페로브스카이트 기반의 나노결정의 발광 메커니즘 연구를 통해 페로브스카이트의 발광의 근본적인 원리를 명확하게 이해하고, 이를 활용하여 새로운 방사선 검출기 제작 및 효율적인 검출기 구조를 개발한다. □ 연구 목표 ◦ 방사선 검출용 페로브스카이트 나노 결정의 성장 및 특성 분석 ◦ 방사선 검출용 페로브스카이트 나노 결정의 기반 섬광체 성장 및 특성 분석 ◦ 방사선 검출용 페로브스카이트 단결정 성장 및 특성 분석 ◦ 페로브스카이트 섬광체 발광 메커니즘 분석을 위한 극저온 온도 의존성 광특성 연구 ◦ 페로브스카이트 섬광체 발광 메커니즘 분석 결과를 활용한 방사선 검출기 제작 및 특성 연구 ■ 전체 내용 □ 연구 내용 및 범위 ◦ 방사선 검출용 페로브스카이트 나노 결정 성장 및 특성분석 : 페로브스카이트 나노 결정 성장은 잘 알려진 양자점 성장 방식을 통하여 CsPbX3(X=Cl, Br, I) 중 2가지 이상을 성장하고, 각각의 페로브스카이트 나노 결정은 양자 구속 효과를 확인 할 수 있도록 다양한 나노 사이즈로 합성하여 특성을 조사할 것이다. 특성 조사는 기본적으로 PL, 흡광스펙트럼, XRD, TEM 등의 측정을 통하여 사이즈에 따른 분석을 수행할 것이다. ◦ 방사선 검출용 페로브스카이트 나노 결정 기반 섬광체 성장 및 특성분석 : 페로브스카이트 나노 결정 기반 섬광체는 글라스 구조 안에 양자점을 형성하는 방식으로 본 연구실에서 보유하고 있는 글라스 성장법에 CsPbX3를 도핑함으로써 양자점 기반 글라스 섬광체를 성장할 것이다. 특성 조사는 나노 결정 측정과 유사하게 수행하여 분석할 예정이지만 글라스 안에 성장되는 양자점의 크기를 쉽게 제어할 수 없기 때문에 양자 구속 효과를 명확하게 확인할 수 있는 분석을 연구할 계획이다. ◦ 방사선 검출용 페로브스카이트 단결정 성장 및 특성분석 : 페로브스카이트 단결정은 과포화 방식을 이용한 성장으로 결함이 적은 단결정을 성장할 예정이다. 나노 결정과는 비교를 위한 단결정으로 양자 구속 효과를 가지지 않지만 과포화 방식의 성장방법으로 나타날 수 있는 다양한 특성 확인을 위한 분석을 수행할 계획이다. ◦ 페로브스카이트 섬광체 발광 메커니즘 분석을 위한 극저온 온도 의존성 광특성 연구 : 4K 극저온 냉동기를 이용하여 여기 파장에 따른 발광 스펙트럼을 확인함으로써 온도에 따른 광학적 특성을 연구할 것이며, 이를 활용하여 발광메커니즘을 규명할 계획이다. ◦ 페로브스카이트 섬광체 발광 메커니즘 분석 결과를 활용한 방사선 검출기 제작 및 특성 연구 : 발광 메커니즘을 통하여 더 효율적인 방사선 검출기 구조를 연구하고 제작하여 기본적인 방사선 검출 테스트를 수행할 것이다. 본 검출기를 통하여 본 연구자가 수행하고 있는 물리현상을 연구할 수 있는 가능성을 확인할 것이다. ◎ 연구개발성과 ◦ CsPbBr3 외 Mn, Rb도핑된 나노 결정 성장 및 특성 분석 연구 수행 ◦ MAPbBr3 로 플라스틱 기반 섬광체 성장 및 알파 스펙트럼 분석 ◦ CsPbBr3 브리지만 성장 및 기본 특성 분석 연구 수행 및 Rb 도핑 연구 ◦ MAPbBr3 극저온에서 광량 증가 확인 및 second peak 발생 확인 ◦ MAPbBr3 극저온에서 전기적 특성 확인 및 결정 상변화 확인, 저에너지 방사선 및 희귀 붕괴 측정을 위한 방사선 검출 연구 수행 ◎ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 □ 학문적 기대효과 ◦ 페로브스카이트를 이용한 벌크사이즈의 방사선 검출기 개발은 소재 분야에서 새로운 원천기술 확보를 할 수 있다는 점과 이를 이용하여 현재까지 방사선 및 핵 검출기의 효율을 높일 수 있다면 새로운 검출기 개발에 더 나아가 새로운 물리 현상을 규명할 수 있는 우수한 시스템이 될 수 있다. 특히 메커니즘을 연구하여 방사선 검출을 위한 에너지 전달, 양자구속효과, 임베디드 나노 입자 등 다양한 형태를 연구하여 학문적 백그라운드를 확보하고 이는 다른 소재분야에 역으로 적용도 가능할 것이라 기대한다. □ 산업적 기대효과 ◦ 페로브스카이트 나노 입자와 단결정 등은 이미 LED, 태양전지 등에 많은 연구가 수행되었으며 가능성을 가지고 있다. 이러한 산업분야에 본 방사선 검출기개발 및 섬광체에서 발광 메커니즘 검증 연구는 다시 LED, 태양전지에 좋은 아이디어로 적용될 수 있다. 선순환 구조의 다양한 연구 적용은 이러한 점에서 중요하다고 생각되며, 방사선 검출기 자체로도 최근 산업의 원자력 안전을 위한 모니터링 검출기, 핵융합 등 분야에 적용에도 가능성을 기대하고 있다. 더 나아가 섬광체 자체의 특성으로 의료 영상 분야에도 충분한 가능성을 가지고 있다고 기대한다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박형우
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20230900
• Keyword : 1. 페로브스카이트;방사선검출기;섬광체; 2. Perovskite;Radiation detector;Scintillator;

□ 연구개요 The final goal of this project is to clarify the impact of protostars on the formation and desorption of water and COMs in the surrounding environment. Toward this goal, we have achieved four objectives: (1) quantified the effects of suprathermal rotation induced by strong radiation from protostars on formation and desorption of ice and COMs, (2) investigated the effect of suprathermal rotation induced by energetic outflows from protostars on formation and desorption of COMs, (3) constrained dust grain sizes in star-forming regions by comparing synthetic modeling of dust emission and polarization with observational data, and (4) investigated the effect of outbursting protostars on water ice, COMs and dust □ 연구 목표대비 연구결과 ● Our results far exceeded the goal, as demonstrated by 30 SCI papers with major contribution published in the top-tier journals of astronomy and astrophysics (ApJ, AJ, A&A, MNRAS). ● For objective (1), we discovered two new physical effects induced by radiative torques (RATs) in the intense radiation of protostars on desorption of COMs from icy grain surfaces, which were termed rotational desorption and ro-thermal desorption. We successfully tested these new mechanisms with observational data from SOFIA and found convincing evidence of rotational desorption in several star-forming regions (SFRs). ● For objective (2), by studying the effect of protostellar outflows on surrounding dust, we found that shocks induced by outflows can spinup nanoparticles to suprathermal rotation and disrupt them into molecules and can also increase anomalous microwave emission from spinning nanoparticles due to grain spinup by mechanical torques (see RP2). We also studied the interaction of protostellar jets on dust grains. We found that it is efficient in destroying nanoparticles in Hoang & Lee (2020). ● For objective (3), we performed synthetic modeling of dust polarization caused by grain alignment and constrained the grain sizes in SFRs by comparing our numerical model of dust polarization with observational data from SOFIA/HAWC+. We found that grains in SFRs are smaller than in the diffuse ISM due to rotational disruption by RATs. ● For objective (4), we investigated the effect of episodic accretion to protostars on grain alignment and disruption by varying the protostar luminosity. We found that the increased luminosity extends the region of aligned grains. We extended our study for the case of massive protostars and found that icy grains in these intense sources are efficiently disrupted and the disruption zone is much broader than the case of low-mass protostars. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ● Our results were highlighted by 2020 American Astronomical Society and reported by major international news such as New York Times, American Scientists, Forbes, etc ● Awarded the Excellent Research Performance by the Chairman of National Research Council of Science and Technology (NST) in 2021. ● Awarded the Distinguished Academic Award from Korea Astronomical Society (2022). Four Grand Prizes from KASI (2019-2022) ● Gave ~ 10 invited talks at the major international conferences, invited colloquia, and invited lectures for international students/postdocs at various schools (source : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : Thiem Hoang
• 주관연구기관 : 한국천문연구원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 원시성;별탄생 영역;얼음;복합 유기 분자;먼지 티끌; 2. protostars;star forming regions;ice;complex organic molecules;dust;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 -방사선 조사를 이용한 건성안 마우스 모델 구축. -건성성안과 NFAT5 발현과의 연관성을 검증하고, NFAT5와 안구표면 고삼투압 환경, 염증인자의 상호 역할 및 후생학적 조절기전 규명. -안구표면 및 눈물샘 등 염증성 안질환의 병태생리를 이해하고 새로운 건성안 유발 기전을 확인하고, 치료 타겟 도출. ◼ 전체 내용 방사선 조사를 이용한 건성안 마우스 모델 구축하여 건성안과 NFAT5 발현과의 연관성을 검증하고, 치료 타겟 도출하기 위함. ◼ 1단계 ❏ 목표 눈물샘 방사선 조사를 통한 건성안 마우스 동물 모델 확립 ❏ 내용 ◾방사선 조사 건성안 마우스 모델 유발 조건 구축 ◾시기별 NFAT5 발현 변화와 안구 표면 및 눈물샘 내 염증과의 관련성 연구 ◼ 2단계 ❏ 목표 NFAT5에 의한 건성안 유발 조절 분자생물학적 기전 규명 ❏ 내용 ◾ 조직 (눈물샘과 안구 표면) 손상과 NFAT5 발현 변화 관계 조사(in vivo) ◾ 세포배양 (Primary acinar/ductal cells과 corneal epithelial cells)을 통해 방사선조사에 따른 NFAT5 발현 변화 변화 관계 조사 (in vitro) ◼ 3단계 ❏ 목표 NFAT5 특이적 건성안 유발 및 치료 타겟 검증 ❏ 내용 ◾ NFAT5 과발현과 knock-down으로 인한 기능적 변화 추적 ◾ NFAT5 과발현과 knock-down으로 인한 조직, 세포보호효과 및 작용기전 규명 ◾ NFAT5 작용기전을 토대로 한 알파리포산 등 NFAT5 억제유도제의 임상적용타진 및 프로토콜 디자인 □ 연구개발성과 -눈물샘 방사선 조사를 통한 건성안 마우스 동물 모델을 확립함. -NFAT5에 의한 건성안 유발 조절 분자생물학적 기전 규명함. -NFAT5의 건성안 치료 타겟 가능성 검증함. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - 건성안 병태생리에서 NFAT5 전사인자의 관련성을 확인함으로써 건성안 뿐만 아니라 백내장, 황반변성과 녹내장과 같은 다른 안과 질환의 병태생리에 적용할 수 있는 지식 확보 - 안질환 외 자가면역 질환등 여러 염증성 질환에서 염증 반응 경로를 이해하는 학문적 핵심자료로 활용 가능 - 선택적/정량적 방사선 조사를 통한 눈물샘, 시신경, 망막 손상을 유도, 개체간차가 적고 재현성을 높인 실험적 동물 모델확립 - 건성안 병태생리에서 NFAT5 전사인자의 관련성을 확인함으로써 이의 발생을 억제하고 치료할 수 있는 약제 개발을 위한 기반 기술 확보 - 건성안의 억제는 치료에 따른 경제적 부담을 줄이고 건조증에 따른 각막염 등 여러 합병증 예방이 가능하도록 하여 국민 건강증진에 이바지할 것임. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김성재
• 주관연구기관 : 경상국립대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 안구건조증;건성안;마우스모델;방사선조사; 2. dry eye syndrome;mouse model;radiation;

Ⅳ. 연구개발 결과 ○ 미국과는 성과 측면보다는 협력관계 창출 측면에서 목적성이 보였으며, I-NERI 사업 중단을 요구한 미국의 의도로 보아 성과 측면에서는 적어도 미국에는 큰 이득이 없었던 것으로 평가 ○ 영국과는 핵연료주기·방사성폐기물관리기술 분야에 편중되어 우리나라의 해체 분야 기술 습득의 목적으로 국제공동연구가 활용되었으며 최소 질적 성과 측면에서 봤을 때 상당한 성과를 창출한 것으로 평가 ○ 이를 통해, 미국과는 협력관계 측면보다는 중요한 목표를 부여한 국제공동연구의 추진, 그리고 I-NERI 사업 중단에 따른 협력 논의를 위한 공식창구 재건 방안을 제안함. ○ 영국과는 기존 국제공동연구와의 연속성을 위해 영국의 해체 산업계와 협력하고, 선진원자로 등 양국의 현 시점에 수요로 하는 분야에 대한 협력 창출이 필요 (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 이영우
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20231100
• Keyword : 1. 한미 국제공동연구;한영 국제공동연구;국제공동연구 성과 평가;국제공동연구 추진전략;종합성과 평가; 2. Korea-U.S. International Collaborative Research;Korea-U.K. International Collaborative Research;International Collaborative Research Performance Evaluation;International Collaborative Research Promotion Strategy;Comprehensive Performance Evaluation;

Ⅳ. 연구개발 결과 ○ 2022년 4월부터 12월까지 수행한 17단계 사업에서는 < 원자력 e-뉴스레터 >를 총 8회 발간하였으며, 정부, 위원회, 광역자치단체, 연구기관, 원자력 산업체, 시민단체, 대학교 및 언론사 등을 포함한 약 1.8만여 명의 구독자에게 발송하였음 ○「이달의 픽」은 최신 원자력 연구개발 소식을 심층 취재해 원자력이 국민의 삶과 밀접하게 연결되어 있고, 국민의 복지와 삶을 향상시키는 기술임을 홍보하는 콘텐츠로 구성하였음 ○ 「생생현장」 코너에서는 제66차 국제원자력기구(IAEA) 정기총회 및 기술전시회, 수출용신형연구로 및 동위원소활용연구센터 착공식 및 업무협력 협약 체결식, 한국원자력학회 제55회 정기총회 및 2022추계학술발표회 개최 등사회적 거리두기 조치 완화 이후 활성화된 원자력 국내외 주요 행사를 취재하였음 ○ 「Atomic News」는 사진을 통해 원자력 유관기관의 동향, 인사, 세미나 개최, 연구성과 등 다양한 내용의 최신 소식을 누구나 쉽게 이해할 수 있도록 구성하였음 ○ 「Global Reports」에서는 우크라이나-러시아 전쟁으로 발발한 에너지 안보 위기에 미국, 프랑스, 일본 등 원자력 선진국의 정책 변화와 소형모듈형 원자로(SMR) 관련 각 국의 정책, 지속 가능한 원자력의 활용을 위해 선결되어야 하는 문제인 사용후 핵연료 문제 등 고준위 방사성폐기물 문제 등의 해외 동향을 쉽게 접할 수 있도록 요약 및 세부 내용을 관련 기사 URL을 통해 확인할 수 있도록 구성하였음 ○ ‘일반국민용’ < 원자력 e-뉴스레터 > 코너인 「원자력 웹툰」과 「원자력 이야기」,「원자력 톡」에서는 원자력 연구개발을 재미있고, 쉽게 이해시켜 원자력에 대한 일반 국민의 관심을 제고하였음 -「원자력 이야기」는 “태양에서 쏟아지는 방사선, 우주여행 가도 될까?”, “원자로는 어떤 역할을 하나요?”, “노벨상의 원리, 몸속의 질병을 찾아내는 첨단 의료장비 3종” 등 원자력 기초 지식과 원자력 연구 분야를 국민의 눈높이로 알기 쉽게 설명해 원자력계 전문가뿐만 아니라 국민들도 원자력 정보를 쉽게 접할 수 있도록 콘텐츠를 구성하였음 -「원자력 웹툰」에서는 만화를 통해 원자력 연구개발 성과를 쉽고 직관적으로 설명함 -「원자력 톡」은 유튜브 연계 콘텐츠로, 원자력 연구개발 및 관련 유튜브 콘텐츠를 소개하였음. 한국원자력연구원 유튜브 채널 ‘과학하는 원연이’ 등의 콘텐츠를 통해 쉽고 재미있게 원자력 기본 지식과 최신 원자력 연구개발 성과를 소개함 ○ ‘전문가용’ < 원자력 e-뉴스레터 >「원자력 리포트」와 「정책 포커스」 에서는 원자력계 종사자에게 최신의 정보를 제공하고, 원자력 연구개발의 중요성과 의의를 소개함으로써 원자력에 대한 국민의 이해와 지지를 확보하는데 기여함 -「원자력 리포트」는 국내외 원자력 정책 현안을 담은 콘텐츠로서, 청정 수소생산 기술과 원자력의 활용 가능성, 소형모듈원자로(SMR) 개념 및 주요 노형별 특징, 탄소중립시대 해양 분야 원자력 적용방향, 원자력 기술개발 전망과 추진 현황 등 원자력계 종사자에게 최신의 전문 정보를 전달하였음 -「정책 포커스」코너에서는 원자력 정책의 방향과 주요 내용을 비롯해 해외 원자력 정책 동향, 국가경제의 원동력이 되기 위한 원자력의 역할, 국민에게 쉽게 다가갈 수 있는 다양한 원자력 소개 및 국민과의 신뢰를 쌓기 위한 소통 등 원자력 연구개발의 중요성과 의의를 소개하였음 ○ 고객만족도 조사 실시 결과, 주요사항으로 ‘< 원자력 e-뉴스레터 >가 원자력에 대한 이미지를 긍정적으로 바꾸는데 도움이 된다.’ 는 항목 86.78점*) 달성하였음. 이는 지난 ‘21년 실시한 고객만족도 조사의 주요사항으로 ‘뉴스레터 발간을 통한 이미지 개선’ 항목 84.62점을 달성한 것과 비교하여 2.6% 상승한 것으로 본 사업을 통해 전년도 대비 그룹별 차별화된 콘텐츠 개발 및 전달 체계 최적화를 통해 성과 홍보를 추진한 결과 원자력에 대한 인식 제고에 기여한 것으로 볼 수 있음 * 리커트 척도를 바탕으로, 응답 단계별 100/80/60/40/20점으로 환산함 ○ 이번 고객만족도 조사는 ‘뉴스레터를 주변사람들에게 추천할 의항이 있다’, ‘PC환경 및 모바일 환경에서 이용하기 편리하다’ 등 5개 참고항목을 추가하여 뉴스레터에 대한 다양한 구독자 의견을 청취하였음 ○ 2022 부산국제원자력산업전(‘22.5월), 2022 대한민국 과학축제(‘22.8월), 대전 사이언스패스티벌(’22.10월), 2022 과학기술대전(‘22.12월) 등 과학전시 행사에 참가하여 전시부스 운영 중 < 원자력 e-뉴스레터 > 콘텐츠를 소개하는 리플렛을 제작·배포하였고, 동시에 신규 구독자 확보 이벤트를 현장에서 실시하였음. 리플릿 배포 및 현장 구독 신청을 통해 구독자 1,000여명을 확보하였음 ○ 유튜브 및 블로그 등 온라인 SNS 채널을 통해 < 원자력 e-뉴스레터 > 신규 구독자 이벤트를 실시하여 4,000여 명의 구독자 추가 확보하였음 (출처 : 요약문 8p)

• 연구책임자 : 이현정
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230800
• Keyword : 1. 원자력;탄수중립;뉴스레터;소통;국민의식;커뮤니케이션;이슈;연구개발; 2. Nuclear;Carbon Neutral;Newsletter;Communication;Public acceptance;Public awareness;Public relation;Issue;R&D;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김승현
• 주관연구기관 : 비즈
• 발행년도 : 20231100
• Keyword : 1. 가상현실;방사능방재;원전사고 대비;훈련시스템;주민보호조치; 2. Virtual Reality (VR);Radiological Protection;Nuclear Accident;Training System;Public Protective Actions;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ▷ YAP/TAZ의 액체-액체 상분리 형성 기전을 탐구 ▷ 상위인자 특이적 Hippo 표적 유전자 세트의 발굴 및 발현 기전을 탐색 ○ 전체 내용 ▷ YAP/TAZ와 MAML 핵체 형성 간의 연관성 규명 ▷ YAP-MAML2 융합 단백질의 점상 구조 형성과 전사활성 간의 상관관계 규명 ▷ 다양한 Hippo 신호전달 상위조절인자에 따른 유전자 발현 집단 변화 확인 ○ 1단계 ● 목표 ▷ MAML의 액체-액체 상분리 여부 규명 ▷ YAP/TAZ와 MAML 핵체 형성 간의 연관성 규명 ▷ YAP-MAML2 융합 단백질의 점상 구조 형성과 전사활성 간의 상관관계 규명 ▷ 다양한 Hippo 신호전달 상위조절인자에 따른 유전자 발현 집단 변화 확인 ● 내용 ▷ MAML의 액체-액체 상분리 여부 확인 ▷ YAP/TAZ와 MAML 핵체 형성 간의 연관성 규명 ▷ YAP-MAML2 융합 단백질의 전사활성 유발 확인 ▷ MAML의 단백질 서열 중 액체-액체 상분리 유도 서열 탐색 ▷ YAP-MAML2 융합 단백질의 점상 구조 형성과 전사활성 간의 상관관계 확인 ▷ 다양한 Hippo 신호전달 상위조절인자에 따른 유전자 발현 집단 변화 확인 □ 연구개발성과 ▷ MAML의 핵 내 점상 구조가 액체-액체 상분리에 의해 형성됨을 확인하고 상분리 유도 서열을 확인함. ▷ YAP/TAZ와 MAML이 서로의 점상 구조 형성에 미치는 영향이 미미함을 확인함. ▷ YAP-MAML2 융합 단백질의 전사활성에 액체-액체 상분리가 기능함을 확인함. ▷ 대표 상위조절인자를 선정해 RNA 유전체 분석을 시행하고 각 상위인자 특이적인 YAP/TAZ 표적 유전자 집단을 발굴함. ▷ 발굴된 유전자 집단의 전사조절에 연관된 새로운 전사조절인자를 발굴하고 그 관련성을 개념적으로 증명함. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ▷ 다양한 상위조절인자가 통합된 전사체 데이터가 Hippo 신호전달 연구에서의 지식 기반으로 활용될 수 있음. ▷ 발굴된 새로운 전사조절인자 및 전사조절 기전이 Hippo 신호전달의 이상 조절로 야기된 질병의 치료법 혹은 진단법 개발을 위한 표적으로 활용될 수 있음. ▷ Hippo 신호전달 이외의 다른 신호전달에서도 유사한 조절 방식이 있을 수 있어, 이에 대한 연구 필요성을 고취시킬 수 있을 것으로 기대함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 권혜련
• 주관연구기관 : 서울시립대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 히포신호전달;YAP/TAZ 단백질;액체-액체 상분리;상위조절인자;유전자 발현; 2. Hippo signaling;YAP/TAZ;liquid-liquid phase separation;upstream regulator;gene expression;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 본 연구의 목표는 햅틱 디스플레이 표면에 저주파 진동 패턴 구현 시 디스플레이 표면에서 방사되는 소음을 제어하는 것으로, 디스플레이의 원하는 위치에서 복잡한 진동 패턴을 구현함과 동시에 방사되는 음압 레벨을 원하는 크기와 음색으로 균일화하는 것이다. 본 연구를 통해 디스플레이 표면에서의 방사 소음을 사람의 청각 인식을 고려해 디자인하고, 햅틱 피드백 구현 시 소음으로 인한 촉각 인식 능력의 저하를 최소화하여 햅틱 피드백 기술의 퀄리티를 향상할 수 있다. ○ 전체 내용 본 연구의 연차별 연구 내용으로 1차년도에는 플레이트 표면의 진동으로 인한 방사 소음 이론을 활용하여, 액추에이터 구동의 선형 합성을 통한 방사 소음 제어 알고리즘을 개발할 것이다. 2차년도에는 디스플레이 표면과 액추에이터의 주파수 응답 함수를 고려한 액추에이터 최적 배치에 대한 연구를 하여 시스템의 최적화와 컴팩트화를 진행하고, 액추에이터 구동 알고리즘을 통한 진동 패턴 구현 및 방사 소음 균일화를 진행할 것이다. 세부 연구내용으로는 1차년도에 플레이트 표면의 속도 성분을 통한 방사 소음의 음압 레벨 계산 이론에 대한 선행 연구를 분석하고, 본 연구에 적용하여 실험 환경과 시스템을 구축한다. 디스플레이 표면과 액추에이터의 주파수 응답 함수를 추출하여, 주파수 응답 함수 기반 액추에이터의 구동으로 인한 음압 레벨 계산 알고리즘을 개발한다. 이후 방사 소음의 음압 레벨의 제어를 위한 액추에이터 인가 전압의 선형 합성 알고리즘을 개발한다. 2차년도에는 주파수 응답 함수 기반 음압 레벨 계산 알고리즘을 적용하여 액추에이터 배치의 파라미터 연구를 진행한다. 파라미터 연구의 결과를 토대로 햅틱 피드백 시스템을 최적화하여 방사 소음 제어의 퀄리티를 향상시킨다. 최종적으로 액추에이터 구동 알고리즘을 통해 균일한 읍압 레벨의 소음을 방사하는 액추에이터 구동 기술을 개발하여, 햅틱 피드백 구현시 방사되는 소음으로 인한 촉각 인식 능력의 저하를 최소화한다. □ 연구개발성과 본 연구를 통해 햅틱 피드백을 위한 진동 패턴 구현 시 방사되는 소음을 정확하게 예측하는 방법론을 구축하고, 여러 액추에이터의 구동 신호 합성을 통해 방사되는 소음을 저감하거나 균일화하는 기술을 개발하였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 기존의 산업계에서는 햅틱 피드백의 소음 문제를 해결하기 위해 초음파 햅틱을 사용하거나, 스피커를 통해 햅틱용 사운드를 생성하였는데, 초음파 햅틱의 경우 고가의 압전 소자를 다량으로 부착해야 하고 스피커를 통한 햅틱용 사운드의 경우 방사 소음을 근본적으로 해결하지 못한다는 한계가 있다. 본 연구의 성과를 통해 저주파 햅틱 피드백 기술의 방사 소음 문제를 시스템의 구조적인 변동 없이 해결할 수 있어 비용적인 측면이나 구조적인 측면에서 효율성을 혁신적으로 높일 수 있다. 또한, 본 연구의 개발 내용은 시스템의 구조적인 변동이 없어 기존의 차량용 햅틱 디스플레이나 태블릿 PC 등의 햅틱 피드백 제품에 바로 적용할 수 있다는 장점이 있다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김휘재
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 햅틱 피드백;진동 패턴 렌더링;방사 소음;촉각 인식;심리음향; 2. Haptic Feedback;Vibrotactile rendering;Noise Radiation;Tactile Perception;Psychoacoustics;

4. 연구결과 (1) 환경 문제종(대발생종) 목록 및 기초정보 구축(40종) - 각 종별 분류학적 정보, 연간 발생 횟수, 유충활동시기, 성충활동시기, 기주식물, 피해상황, 분포, 물리적·화학적·생물학적 방제법 등 데이터베이스 구축 - 시민참여 프로그램을 통해 294명(‘대발생 곤충 종 시민모니터링’ 미션 참여자 및 기본 네이처링 회원)이 참여하여 대벌레, 미국흰불나방, 미국선녀벌레, 매미나방, 청딱지개미반날개 등 대발생 곤충 5종 등을 대상으로 발생 및 분포현황 구축 (2) 대발생종 4종과 근연군의 분류, 생태학적 특성 정보 확보 및 종판별 매뉴얼 작성(4건) - 대상종 4종(섬점등에모기, 숲아기깔따구, 독나방, 붉은등우단털파리)의 형태 정보, 분포 정보 등을 포함한 분류학적 정리 및 종판별 매뉴얼 3건 구축 - 종별 생태적 종정보(먹이습성, 생활사 등), 침입 정보(원산지, 침입 양상 등), 천적 정보 등 확보(4건) (3) 대발생종 4종 대상 유전자 마커 개발 - (섬점등에모기) 총 138,469개의 초위성체 좌위에서 20개 마커 개발 - (숲아기깔따구) 총 73,108개의 초위성체 좌위에서 20개 마커 개발 - (독나방) 총 182,973개의 초위성체 좌위에서 15개 마커 개발 - (붉은등우단털파리) 총 499,418개의 초위성체 좌위에서 25개 마커 개발 (4) 대발생종 4종 대상 유전적 다양성 특성 분석 연구 - (왕우렁이) 국내 총 6개 개체군에서 COI 유전자의 유전적 다양성 및 단상형 네트워크(haplotype network), 초위성체 기반 유전적 다양성과 집단유전학 구조를 종합적으로 분석한 결과, 각 개체군의 유전적 다양성은 비교적 낮은 편이며, 대부분의 개체군 사이의 유전적 분화도가 낮고, 유전적 흐름(gene flow)이 있는 하나의 유전적 그룹으로 보임. 이는 왕우렁이 자연개체군이 농장 등에서 대량 증식 후 방사하는 방식을 통해 형성되었기 때문으로 사료됨 - (청딱지개미반날개) 국내 총 8개 개체군에서 COI 유전자의 유전적 다양성 및 단상형 네트워크(haplotype network), 초위성체 기반 유전적 다양성과 집단유전학 구조를 종합적으로 분석한 결과, 국내 청딱지개미반날개의 개체군은 유전적 다양성이 높고, 개체수가 풍부한 것으로 보이며, 개체군 간의 유전적 분화도가 낮고 유전적 흐름(gene flow)이 존재하는 것으로 보임. 국내개체군은 하나의 유전적 집단으로, 국내개체군의 특성을 이해하기 위한 국외개체군을 포함한 계통학적 연구가 필요함 - (독나방) 지역별, 기주식물별 유전적 차이가 나타났으며, 같은 지역내에서도 기주식물에 의해 2-3개의 단상형 분리가 나타남. 기주식물에 의한 기주 특이적분화는 확실하지 않으므로 메타집단 현상에 대한 검증이 필요함 - (붉은등우단털파리) SNP 기반 주성분분석 결과, 한국, 일본, 대만 개체군 분석 결과 각 집단별 분화 정도가 높은 편이며, 뚜렷하게 구분됨. 국내 집단의 유전적 다양성이 낮아 소수의 유입 후 빠르게 확산하여 대발생된 양상을 보임. (5) 대발생 원인 분석 연구 가. 대벌레(Ramulus mikado) ❍ 온도가 월동 알의 부화율에 미치는 영향 조사 - 2022년 9~10월에 고도 70~600m 구간에 설치한 알 부화 모니터링용 트랩을 월동 후 2023년 4~5월 동안 알의 부화율을 조사한 결과, 고도의 증가에 따라 알부화율은 감소하는 경향이었음 ❍ 강우 시 곤충병원성 미생물에 의한 약충과 성충 사망률 조사 - 청계산 개체군 밀도의 감소로 금암산을 추가 조사한 결과 녹강균에 의해 7~8월에 포획한 개체군의 사망률이 급격히 증가함 ❍ 대벌레 성충의 암수 비율 조사 - 일본 사례(암:수=723:1)에 비해 청계산(138:1)과 금암산(266:1)이 더 높게 나타남 ❍ 대벌레 지역별 유전적 변이분석을 위한 유전자 탐색 - 총 260개체의 시퀀스를 확보하였고 Haplotype distribution analysis 결과 청계산 개체군의 종다양성이 매우 높게 나타났으며, 청계산 개체군은 인근 수리산과 금암산 개체군 형성에 영향을 미친 것으로 유추할 수 있음 ❍ 조사구별 식생 조사 - 대발생 지역 내 식생은 주로 아까시나무가 우점하였으며, 대벌레가 중간 밀도를 보인 지점은 금암산 내 소나무와 신갈나무 우점 지역과 봉산 내 신갈나무와 아까시나무 우점지역이며, 대벌레가 낮은 밀도인 지점은 금암산 내 밤나무 우점 지역과 봉산 내 느티나무와 아까시나무의 우점 지역이었음 - 대발생 지역의 수목 다양성은 낮은 경향을 보임 ❍ 주요 먹이식물의 탄소:질소 비율 조사 - 2022년 대비 2023년의 대벌레 밀도는 급격히 감소함 - 아까시나무의 질소 함량이 가장 높고, 신갈나무와 잔털벚나무의 함량 비율은 유사함 나. 독나방(Artaxa subflava) ❍ 독나방 발생의 기후 영향 조사 - 23년 독나방 조사 결과 총 16지역에서 독나방이 채집되었으며 이 중에서 경기 북부와 강원도 영서지방(최저온도)에서는 발견되지 않음 ❍ 독나방의 기주식물 특이적 요인으로 인한 분포 양상 조사 - 독나방 발생지역 중 약 85%가 참나무류 군락이나 주변에 독나방 유충이 발생함 ❍ 독나방 집단의 거리, 기주에 따른 차이 및 공간적-유전적 관계 분석 - 독나방 대발생의 집단 유전학적 요인 분석을 위해 16개 집단의 주좌표분석(PCoA) 결과 기주식물별로 집단이 분포하는 양상을 보였으며, 집단별 지리적·유전적 거리 간 유의미한 상관관계를 나타냄 다. 붉은등우단털파리(Plecia longiforceps) ❍ 붉은등우단털파리의 생활사 특성 - 붉은등우단털파리의 알, 유충, 번데기의 형태와 습성을 세계 최초로 발견하고 기록 ❍ 서식지의 환경 조건 조사 - 인천, 고양에서 6월 중순(토양 온도 17.5~19.0℃)에 성충 출현 - 실내 사육을 통해 온도가 높을수록 번데기 우화 기간이 짧아지는 경향성을 확인 ❍ 붉은등우단털파리의 표준 유전체 제작 및 유전 특성 확인 - 유충, 번데기, 암컷 성충, 수컷 성충 각각의 RNA-sequencing 데이터를 확보하여 complete BUSCO score > 80%의 완성도 높은 전사체(transcriptome)를 조립함 - 집단별 유전체 데이터 및 근연종 털파리류 유전체 데이터와 비교 분석을 진행하여, 대발생 및 서식지 확장과 관련된 유전적 변이를 조사할 예정임 (6) 대발생종의 생활사 연구 ❍ 노랑털깔따구(Chironomus flaviplumus)의 실내 안정화 - 2022년 4월부터 곤충사육실에서 사육중이며, 현재 11세대 진행중 - 안정적인 계대사육을 위해 알, 유충, 번데기, 성충의 사육공간을 분리하여 사육중임. 현재 5,000개체 이상 보유 중 - 항온조건(25℃, 16L:8D)에서 개체별 발육일 조사 결과 수컷은 49.0±2.9일, 암컷은 64.7±1.5일로 조사됨 - 또한 수컷의 영기별 발육일은 7.1±1.6일(1령), 10.0±1.5일(2령), 10.4±1.9일(3령), 20.4±1.7일(4령), 1.0±0.0일(번데기)이고, 암컷의 령기별 발육일은 8.3±1.5일(1령), 12.3±2.1일(2령), 21.0±8.5일(3령), 21.7±9.3일(4령), 1.3±0.6일(번데기)임 (출처 : 요약문 7p)

• 연구책임자 : 박선재
• 주관연구기관 : 국립생물자원관
• 발행년도 : 20231200
• Keyword :

□ 연구개발 목표 핵막의 inner membrane에서 mass를 구성하는 intermediate filament 인 Lamin A의 변이는 muscular dystrophy, Lipodystrophy, Cardiomyopathy 및 segmental senescence를 유발함. 그러나 하나의 유전자에서 서로 다른 변이가 왜 서로 다른 조직에 영향을 미쳐 유전질환을 유발하는지에 대한 이해가 부족한 실정임. 본 연구실은 Lamin A의 변이에 따른 질병의 발병 기전을 연구하고, 이를 통해 유전질환뿐 아니라 관련 유사 질환의 치료법을 제공하고자 함 □ 연구개발 내용 본 과제는 4명의 공동 연구자로 구성되어 있음. 1. 질병 기전 연구 : 우선 Lamin A의 변이에 따라 세포 내 신호 전달 과정의 변화 및 결합 단백질의 변화, 또한 in vivo 질병 모델 구축을 연구하여 질병의 발생 원인을 규명하는 연구를 진행하고자 함. 2. 단백질 구조 연구 : Lamin A의 다양한 변이가 단백질 구조에 어떠한 변화를 유발하는지를 구조생물학적 방법으로 연구하고, 이를 통해 핵막의 구조적 변화와 질병간의 연관성 규명. 또한, cryo-EM 기법을 통해 실제 세포내 Lamin A의 3차원적 구조변화를 실질적으로 구현하고자 함. 3. Lamin A 변이에 따른 줄기세포 분화 양상 변화 연구 : Lamin A의 발현이 세포의 분화에 따라 나타남. 따라서 Lamin A의 변이 위치에 따라서 각각의 세포 분화에 어떠한 영향을 미치는가를 분석. 특히 심근세포 분화를 중심으로 분석하여 dilated cardiomyopathy의 원인을 규명하고자 함 4. 세포주기에 따른 Lamin A의 결합과 해체 과정 분석 : 핵의 내막에 위치한 Lamin A는 세포주기에 따라 해체되거나 재조합이 되는 과정을 거치게 되는데, Lamin A의 변이에 따라 핵막의 assembly와 dissembly에 미치는 영향을 분석하여 세포주기의 변화와 질환의 특성을 규명하고자 함 이러한 연구를 통해 Lamin A의 변이가 왜 다양한 질병을 유발하는지에 대한 생리학적, 병리학적 이해를 얻고자 하며, 이를 통해 이들 질환에 대한 치료법 개발의 기초를 제공하고자 함 □ 활용 계획 및 기대 효과 기대효과: Lamin A 변이에 의한 질환은 조로증, 지방세포나 근이영양증, 심근세포확장증 등 신체 조직 내 다양한 질환을 유발한다. 이러한 증상은 일반적 노화 과정에서 일어나는 근육소실, 피하지방 조직의 감소, 심근세포의 기능 저하와도 연관이 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구를 통해 Lamin A의 기능 이상과 유전질환의 연관성을 규명하면, 특정 유전질환에 대한 치료법 개발뿐 아니라 노화에 동반되는 유사질환에 대한 치료법이나 예방법 개발에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구의 성공적 수행은 이후 화합물 검색의 과학적 기초를 제공하여 신약개발로 이어질 것으로 판단되며, 이에 대한 경험을 본 연구진이 보유하고 있어 성공 가능성이 매우 높을 것으로 생각됨. 활용 계획: 본 연구결과를 통해 얻어진 Lamin A 변이에 따른 서로 다른 질환의 발병원인 규명은 곧바로 치료물질 검색법 개발의 기초로 활용될 예정이며, 이에 대한화합물 라이브러리도 확보한 상태임. 또한, 연구개발을 통해 얻어진 화합물 검색법은 특허 출원 후 희귀질환 전문 개발 회사로 기술이전을 통해 실제 약물 개발로 이어지게 할 예정임. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박범준
• 주관연구기관 : 부산대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 핵막;라민 A;희귀유전질환;조로증;근위축증;지방소실증;심근확장증;노화; 2. nuclear membrane;Lamin A;rare genetic disease;Progeria;muscular dystrophy;lipodystrophy;dilated cardiomyopathy;Aging;