□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 원자력 안전·안보 연계를 위한 원전 작업 종사자 통합 관리 시스템 구축 ◼ 전체 내용 가. 1차년도 (2020) ① 개발 목표 1) 생체신호 기반 원전 작업 종사자 통합 관리 시스템 구축을 위한 단위기술 개발 2) 원전 작업 종사자 생체신호 수집 관련 규제 상충 분석 및 적용 방안 제시 ② 개발 내용 및 범위 1) 생체신호 기반 원전 작업 종사자 통합 관리 시스템 구축을 위한 단위기술 개발 • 원자력 안전 및 조직 신뢰도 개선을 위한 종사자 주의 및 작업부하 평가기술 개발 • 핵안보 문화 증진을 위한 생체신호기반 인증 및 의도기반 접근 권한기술 개발 • 안전·안보 연계를 위한 원전 작업 종사자 스크리닝 기술 개발:종사자 직무 적합성 평가 (음주/스트레스/피로도) 2) 원전 작업 종사자 생체신호 수집 관련 규제 상충 분석 및 적용 방안 제시 • 신형원전 개발 및 확산 과정에서 예상되는 사물인터넷, 생체신호 등의 신기술 도입과 개인정보 활용에 따르는 법적, 윤리적 문제를 규제 측면에서 검토 • 생체신호 데이터 수집 및 처리방안 제시 (데이터 익명화 기술) 나. 2차년도 (2021) ① 개발 목표 1) 생체신호 기반 원전 작업 종사자 관리 기술 타당성 평가 2) 종사자 통합 관리 시스템 개발 및 안전·안보 연계를 위한 활용 방안 구축 ② 개발 내용 및 범위 1) 생체신호 기반 원전 작업 종사자 관리 기술 타당성 평가 • 원자력발전소 유사 환경 구축 및 실험을 통한 단위기술 타당성 평가 • 종사자 관리 기술의 오류 가능성 평가 및 보조수단으로써의 활용성 제시 2) 종사자 통합 관리 시스템 개발 및 안전·안보 연계를 위한 활용 방안 구축 • 통합 관리 시스템이 안전·안보에 미칠 수 있는 영향을 다각도로 분석 • 업무 효율성과의 연계를 고려한 통합 관리 시스템 평가 결과의 활용방안 제시 다. 3차년도 (2022) ① 개발 목표 1) 생체신호 기반 원전 작업 종사자 통합 관리 시스템 실증 2) 미래형 원전 적용을 위한 적용방안 및 관련 규제방안 제안 ② 개발 내용 및 범위 1) 생체신호 기반 원전 작업 종사자 통합 관리 시스템 실증 (UAE 칼리파대학과의 협력 추진) • 국내 원전 적용을 위한 원자력 유관기관 종사자 대상 실험 • 실험결과를 바탕으로 추후 요구되는 고려사항 정리 및 시스템 수정 2) 미래형 원전 적용을 위한 적용방안 및 관련 규제방안 제안 • 종사자 출근, 작업, 퇴근 시 언제, 어떻게, 얼마나 생체신호를 획득하고, 평가 결과를 바탕으로 어떤 조치를 할지에 대한 통합 관리 시스템 적용방안 제시 • 생체신호 기반 통합 관리 시스템의 실제 적용을 위해 발생 가능한 문제 분석 및 난관 극복을 위한 규제방안 제안 □ 연구개발성과 ○ 생체신호 기반 원전 작업종사자 통합 관리 시스템 구축을 위한 단위 기술개발 및 데이터 수집 관련 규제 상충 분석 • 원자력 안전 및 조직 신뢰도 개선을 위한 종사자 주의 및 작업부하 평가 기술 개발 • 안전·안보 연계를 위한 원전 작업종사자 스크리닝 기술개발 - 종사자 직무 적합성 평가 (음주/스트레스/피로도) • 신형원전 개발 및 확산 과정에서 예상되는 사물인터넷, 생체신호 등의 신기술 도입과 개인정보 활용에 따르는 법적, 윤리적 문제를 규제 측면에서 검토 • 생체데이터 수집 시 개인정보 익명화 및 보안/안전 관련 규제 상충 분석/방안 제시 • 핵안보 문화 증진을 위한 생체신호 기반 인증 및 의도기반 접근 권한 기술개발 ○ 통합 작업종사자 관리 기술의 타당성 평가 및 종합 관리 시스템의 안전·안보 연계를 위한 활용방안 구축 • 다양한 주제어실 작업 상황을 묘사한 원자력발전소 유사 환경 (원전용 실시간 Nuclear Plant Analyzer, Win-NPA활용) 구축 및 실험을 통해 생체신호 기반 단위 기술 타당성 평가 - 종사자 주의 (attention) 및 작업부하 (workload) 평가 - 직무적합성 스크리닝 기술로 뇌파 변화 측정 - 종사자 관리 기술의 오류 가능성 평가 및 보조수단으로써의 활용성 제시 • 종사자 통합 관리 시스템(인적오류, 내부자위협, 직무적합도 평가)의 업무 효율성과의 연계를 고려한 통합 관리 시스템 평가 결과의 활용방안 제시 - 규제적용성 증진을 위한 정보보호시스템 개발 ○ 미래형 원전 적용을 위한 생체데이터 기반 통합 관리체계의 실증 및 규제적 적용 방향성 제안 • 본 과제에서 진행된 머신러닝 기반 분류 체계 및 생체신호 정확도 관련 기술 성능 개선 • UAE 칼리파 대학과의 협력 추진으로 생체신호 기반 원전 작업종사자 통합 관리 시스템 실증 • 안전/안보 민감 시설로 분류된 원전 종사자 대상 생체신호 기반 관리 기술을 반영한 뇌파 스마트 헬멧 프로토타입 개발 및 시연으로 종사자의 전반적인 작업 과정(운전 전, 중, 후)을 측정하여 타당성 평가 - 종사자 출근, 작업, 퇴근 시 언제, 어떻게, 얼마나 생체신호를 획득하고, 평가 결과를 바탕으로 어떤 조치를 할지에 대한 통합 관리 시스템 적용방안 제시 • 생체신호 기반 통합 관리 시스템의 실제 적용을 위해 발생 가능한 문제 분석 및 난관 극복을 위한 규제방안 제안 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 • 국가 원자력산업의 국제화를 지원할 수 있는 원자력 안전, 안보 전문인력 배출 • 인적오류 및 내부자 위협 저감 및 직무 적합성 평가를 통합하면서 안전과 안보를 연계하여 원전 작업 종사자들을 관리하는 규제체계 적용의 가능성 평가 • 원전 수출국으로 부상한 대한민국이 세계 원자력 안전 및 안보 체제 유지 및 공고화에 기여 • 미래 수요에 선제적으로 대응하고 적절히 4차 산업혁명의 기술을 접목하면서 기존 기술의 한계를 돌파할 수 있는 기술개발 • 국제 원자력 안전에 대한 신뢰성 재고를 통해 원자력 연료 주기 기술의 이용 증진 • 원자력 안전 및 안보에 대한 국내 이해 증진을 통한 올바른 여론 형성 • 국제 원자력 안전, 안보 분야 원자력 네트워크 형성 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 임만성
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 원자력 안전·안보 연계;종사자 통합 관리 시스템;생체신호기반 데이터구축;의도기반 접근권한기술;규제적용성; 2. Nuclear safety-security interface;Integrated worker management system;NPP worker’s bio-signals database;Intention-based access control system;Regulatory applicability;

□ 연구개요 대양섬에서의 주요 종분화 기작은 적응방산에 의한 분기진화로 알려져 있으나 전체 섬 고유종의 25%에 달하는 섬식물들이 향상진화에 기원하였다고 제시되었으며, 때로는 향상진화가 분기진화보다 더 높은 비율을 보이는 대양섬들도 있다(예: the Bonin Islands, 53%; St. Helena Island, 53%; Ulleung Island, 88%). 대서양 Macaronesia 제도의 높은 종 다양성은 제도와 대륙 간, 제도 내 섬들 간의 거리 및 섬 내 식생대의 다양성과 상관관계가 있으며, 그에 따른 결과로 Sonchus alliance, Aeonium alliance, Argyranthemum과 Echium 등의 고유종 식물군들이 분기진화에 의하여 종분화되었다고 제시된 바 있다. 반면에 향상진화에 의하여 분화되었을 것으로 추정되는 고유종들에 대하여 유전적 다양성과 분화 패턴을 분석한 종합적인 연구는 아직 이루어진 바 없다. 본 연구는 각기 다른 식물군에서 분기진화와 향상진화에 의하여 분화된 것으로 추정되는 조상종(progenitor species)과 파생종(derivative species)의 쌍(species pair)을 선정하여 비교 분석함으로써 상반되는 분기진화와 향상진화의 두 가지 종분화기작의 내용 및 특성을 밝히고자 하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 분기진화 종분화 연구는 목표로 하였던 Sonchus gummifer complex에 속하는 세종을 포함하여 Sonchus속과 근연속(Launaea, Reichardia)에 속하는 39종의 엽록체 유전체를 조립하여 Macaronesia (Dendrosonchus아속; Woody Sonchus alliance)와 태평양 Juan Fernandez제도(Dendroseris아속)에서 분기진화한 Sonchus 식물들의 기원 및 진화과정을 규명하였다. 또한 Woody Sonchus alliance에 속하는 12종의 RNA-Sequencing에 의한 전사체 분석으로 계통수를 작성하는 한편, 초본과 목본성 4종(S. arboreus, S. palmensis, S. radicatus, S. webbii)의 전사체를 비교 분석하여 woody Sonchus alliance 종들의 목본화 진화 기작을 추적하였다. 즉. 목본종들은 공통조상으로부터 기원한 drought tolerance 및 wood development와 관련한 gene family가 특이적으로 발달한 것을 확인함으로써 목본화 진화 과정을 추론하였다. 향상진화 종분화 연구는 Macaronesia의 Canary제도 내 각기 다른 섬에 분포하는 십자화과 2종(Crambe gomeraea & C. feuilleei)과 지치과 4종(Echium auberianum & E. gentianoides, E. hierrense & E. brevirame)을 대상으로 GBS 분석을 통하여 SNP를 탐지하여 조상종과 파생종 간의 계통학적 유연관계, 집단 구조 변화, 유전적 다양성 등을 종합하여 향상진화 기작과 그 과정에 따른 유전적 결과를 규명하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구는 각기 다른 식물군에서 선정한 식물들을 대상으로 두 가지의 상반된 종 분화기작을 연차적으로 조사하고 검증함으로써, 대상 식물군 내에서 나타난 유전적 결과에 대한 사례를 제시하여 분기진화와 향상진화의 개념을 확립하는데 도움이 되었다. 또한 다양한 식물군의 특성과 생태적 환경에 따라 각기 다른 종분화 과정이 진행되었고 그에 따른 유전적 결과도 차이가 있음을 보고함으로써, 섬 고유종 식물들의 관리 및 보존 전략 수립에 기여할 것이다. 특히 본 연구에서는 섬식물 분야에서 최근에야 관심의 대상이 된 향상진화로 기원된 종들의 단계통 여부, 유전적 다양성 및 분화정도를 파악함으로써 향상진화의 패턴을 대서양의 Macaronesia 제도 내에서 확인하고, 그 패턴과 중요성을 종합하여 다른 대양섬들의 고유종 연구를 위한 기반을 제공하였다. 궁극적으로는 연구를 통해 얻게 되는 결과들은 대서양 지역의 대양섬 생물지리학과 생물 진화학적 개념 확립 및 발전에 큰 공헌을 할 수 있을 것으로 사료된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김승철
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20220900
• Keyword : 1. 적응방산;분기진화;향상진화;유전적 다양성;섬의 목본화 현상; 2. adaptive radiation;cladogenesis;anagenesis;genetic diversity;insular woodiness;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 금속수소화합물의 수소 저장 능력 향상과 이를 위한 핵자기공명기법 개발 ○ 전체 내용 ● 다양한 크기와 특성을 갖고 있는 mesoporous materials(기공 구조물)에 금속수소화합물을 침윤(infiltration)시켜 수소 기체의 탈착/흡착을 향상시키는 과정을 물리화학적으로 이해함. ● 금속 촉매가 금속수소화합물의 산화 및 수소 탈착에 미치는 영향을 확인함. ● 금속수소화합물의 산화정도가 수소 탈착 온도에 미치는 영향 파악함. ● 기공 구조물의 물리화학적 특성을 파악함. □ 연구개발성과 ● 고체 핵스핀 이완 현상이론으로 LiBH₄, Mg(BH₄)₂와 Ca(BH₄)₂ 등의 금속수소화합물의 BH₄ 원자단의 회전 운동에 대한 정밀한 해석과 함께 열역학적 함수값을 측정함. ● MCM-41과 ZSM-5, SBA-15 제올라이트에 침윤된 Mg(BH₄)₂의 탈수소화 과정 확인함. 기공 구조에 따른 큰 차이를 보이지는 않음. ● MCM-41 기공 속에 침윤된 Mg(BH₄)₂과 MCM-41 고체 표면에 침착된 Mg(BH₄)₂의 수소 탈착 반응에 대한 DSC 측정 연구를 수행함. ● LiBH₄ , Mg(BH₄)₂ 화합물에 대한 촉매 (ScCl₃, TiF₃, NiCl₂) 효과를 검증하고, 촉매의 첨가량에 따른 탈수소화 반응 온도의 변화를 측정함. ● LiBH₄, Mg(BH₄)₂와 Ca(BH₄)₂ 등의 붕화수소화합물이 산화되어가는 속도 및 산화정도에 따른 탈수소화 온도의 변화를 측정함. 산화의 정도가 미치는 영향은 미미함. ● 붕화수소화합물의 산화에 대한 금속 촉매의 영향을 파악함. 금속 촉매의 산화 방지 및 탈수소화 온도에 미치는 영향은 미미함. ● 금속수소화합물을 침윤시킬 기공 구조물의 하나로 제올라이트의 내부 구조에 대한 실험을 수행함. CPMAS와 REDOR 기법을 활용하여 인으로 개질된 제올라이트 내부의 화학적 특성을 파악함. 알루미늄에 결합되지 않는 인 화합물은 열화 과정에 의해 제거되었고 알루미늄에 결합한 인 화합물은 열화 과정 중에도 살아남아 산 촉매로서의 기능을 할 수 있는 구조를 유지함을 확인함. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ● 사중극자 핵스핀-격자 이완 현상에 대한 분광학적 이론 및 동력학적 해석에 대한 결과를 이용하여 topological insulator와 같은 물질의 전기적 특성을 확인하기 위한 electron band structure 연구에 활용함. ● 금속수소화합물의 특성 개선 및 물리화학적 특성 연구에 활용함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김철
• 주관연구기관 : 한남대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 금속수소화합물;수소저장물질;핵자기공명분광학;사중극자원자핵;금속촉매; 2. Metal hydrides;Hydrogen storage materials;Nuclear magnetic resonance spectroscopy;Quadrupolar nuclei;Metal catalysts;

연구개요 지금까지 내방사선 집적회로 연구는 “방사선의 영향이 회로 내의 단일 노드에만 영향을 받는다”는 가정 하에 트랜지스터 회로설계 수준에서만의 연구가 수행되고 있다. 그러나 최근“초미세 공정의 회로는 회로선폭이 작아 방사선이 침투하면 단일 노드 만이 아니라 다중 노드까지도 방사선의 영향을 받는다”는 연구결과가 밝혀지면서 기존의 내방사선 소자의 설계방식은 더 이상 내방사선 성능을 보장할 수 없게 되었다. 본 연구에서는 이러한 배경 하에 독창적인 회로도 수준과 배치배선도 수준의 내방사선 혼성 설계기법을 최초로 개발하여‘다중 노드 업셋’에도 강인한 내방사선 storage latch cell의 집적화기술 기술을 개발한다. 연구 목표대비 연구결과 본 연구의 최종목표는 방사선으로 인하여 발생하는 초미세 공정 집적회로 내의 다중 노드업셋에 강인한 데이터 저장 집적회로의 오류발생에 대한 신뢰성 확보이다. 목표 달성을 위한 세무 연구목표 및 연구결과는 다음과 같다. 세부 연구목표 : 다중노드 업셋 특성에 대한 기초 분석 연구 평가의 착안점 : 시뮬레이션 결과 제시 연구결과 (100% 목표달성) : 시뮬레이션 결과 제시 세부 연구목표 : 내방사선 layout 기법 평가의 착안점 : 내방사선 layout 기법 개발결과, 특허 1건 출원 연구결과 (100% 목표달성) : 내방사선 layout 기법 개발결과, 특허 1건 출원 완료 세부 연구목표 : 다중 노드 업셋에 강인한 내방사선 회로 개발 평가의 착안점 : 정상 동작 확인결과 제시 연구결과 (100% 목표달성) : 정상 동작 확인결과 다중노드 업셋 방지 결과 확인 세부 연구목표 : 배치배선과 회로수준의 내방사선 기법을 결합한 test chip 설계 평가의 착안점 : 기존 대비 30%이상 기능 향상, 학술지 투고 연구결과 (100% 목표달성) : 기존 대비 96%이상 기능 향상, 학술지 투고 (아래 2건 투고완료) 세부 연구목표 : 설계된 회로의 기능검증 평가의 착안점 : 정상 동작 확인결과 제시 연구결과 (100% 목표달성) : 정상 동작 확인결과 확인 완료 세부 연구목표 : 설계된 회로의 고도화 및 지적재산권 및 논문제출 평가의 착안점 : 분석결과 제시, 특허 1건 및 학술지 투고 연구결과 (100% 목표달성) : 분석결과 제시, 특허 1건 출원 완료 및 국제 학술지 2건 (IEEE TCASII, Electronics Letter 투고완료(심사중)) 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 지금까지 내방사선 집적회로는 우주, 국방, 원자력 등의 극한환경 용으로만 이용되어 왔는데 반도체 회로선폭이 초미세화되어 지상이나 저상공에도 항상 존재하는 미약한 방사선으로도 자율자동차, 드론과 산업용 로봇에 탑재된 전자부품에도 방사선의 영향을 무시할 수 없다. 이와 같은 환경에서 발생하는 방사선으로 인하여 오류가 발생하고 트랜지스터의 전기적 특성을 점진적으로 변화시키며, 이는 궁극적으로 반도체 집적회로의 전기적 특성이 변경되어 시스템의 운용에 문제를 발생시킬 수 있다. 본 연구는 이를 해결하기 위한 것으로 확장성이 있고 부가가치가 높은 기본연구이며 추후 다양한 응용분야에 활용할 수 있다. 내방사선화를 위해서 두꺼운 금속판을 이용하여 shielding을 하지만, 이는 시스템의 무게를 크게 증가시켜서 비용이 커지는 부작용을 낳는다. 방사선으로 인한 트랜지스터의 손상정도를 정확히 관찰할 수 있으면 회로들의 설계 단계에서 이를 고려하여 설계함으로써, shielding을 위하여 필요한 금속판의 두께를 줄이는 것도 가능하다. 이로 인하여 시스템 비용절감이라는 경제적 효과도 기대할 수 있다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김진상
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 내방사선 설계;다중노드업셋;소프트오류;래치;저장소자; 2. radition-hardening design;multiple-node upset;soft error;latch;memory element;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김윤혜
• 주관연구기관 : 순천향대학교
• 발행년도 : 20220700
• Keyword : 1. 방사선치료;침샘;오가노이드;환자맞춤형;조직재생; 2. Radiation;Salivary gland;Organoid;Personalized medicine;Tissue regeneration;

연구개발 목표 ᄋ 방사선 기술 기업의 수출역량 제고를 통한 수출액 증가 및 시장 확대 - 방사선 기업의 신시장 진출 및 수출 네트워크 확대 - 방사선 기업 자체 수출역량 강화 - 정보분석, 제공 및 성과 확산 - 방사선 기업 수출지원 체계성 및 효과성 제고 - 방사선 기업 수출 정책 수립을 위한 민관 네트워크 확대 연구개발 내용 ᄋ 방사선 기업의 신시장 진출 및 수출 네트워크 확대 - 방사선기술기업 수출활동 수요 맞춤 지원 프로그램 운영 - 방사선기술기업 해외진출 언택트 지원 프로그램 운영 - 해외 전시회 참가 지원 프로그램 운영 ᄋ 방사선 기업 자체 수출역량 강화 - 수출 유망기업 해외진출 컨설팅 지원 프로그램 운영 - 수출 역량 강화 교육훈련 프로그램 개발 ᄋ 정보분석, 제공 및 성과 확산 - 주요 수출대상국 방사선 시장 최신 동향 및 수출 전략 연구 보고서 발간 ᄋ 방사선 기업 수출지원 체계성 및 효과성 제고 - 방사선 기술 수출 정보 공유 플랫폼 ｢아톰엑스포트｣ 홈페이지 개편 운영 - 방사선 기업 종사자 대상 수출지원사업 설문조사 실시 - 방사선기술기업 수출지원사업 발전방안 마련 ᄋ 방사선 기업 수출 정책 수립을 위한 민관 네트워크 확대 - 정책 수립 및 민‧관 협력을 위한 ｢원자력기술수출지원협의회｣ 운영 - 방사선기술기업 협력네트워크 ｢아톰엑스포트클럽｣ 운영 활용계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함) ᄋ 활용계획 - 방사선 기업의 수출액 증대 및 신규 시장(바이어) 개척에 활용 - 방사선 기술 기업의 수출 및 무역 역량 강화에 활용 - 정부와 민간 간의 소통 활성화를 통한 정책 개발에 활용 ᄋ 기대효과 - 방사선기술기업 수출 지원 프로그램의 지속 운영을 통한 국내 방사선 산업육성, 수출기업 증가 및 해외 시장 확대에 기여 - 국내 기업 수출 활성화 및 양질의 일자리 창출 등 선순환 구조 형성 기대 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정홍화
• 주관연구기관 : 한국원자력협력재단
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 방사선기술기업;수출 지원;협력 활성화;수출 인프라;네트워크 확대;기술 홍보;해외 동향;일자리 창출; 2. Radiation Technology Enterprise;Export Support;Collaboration Activation;Export Infrastructure;Network Expansion;Technology Promotion;International Trend;Job Creation;

□ 연구개요 혁신적/실용적 의료용 마이크로/나노 로봇 개발을 위하여 본 연구 개발에서는 전자기장에 의해 고정밀 표적이 가능하며 국소적 암치료를 위한 열치료/약물 치료를 동시에 할 수 있는 새로운 의료용 마이크로/나노 로봇을 개발함. 또한 로봇의 위치를 검출하기 위해 사용되던 CT, X-ray의 방사선 피폭의 위험성을 피할 수 있는 고안전성의 위치검출 시스템 개발 □ 연구 목표대비 연구결과 연구목표 본 연구에서는 전자기장으로 제어되는 고정밀 표적형 열치료/약물치료가 가능한 의료용 마이크로/나노 로봇 및 방사능 피폭이 없는 마이크로/나노 로봇의 위치검출 시스템을 개발하고자 함. 목표대비 연구결과 본 연구를 수행하면서 목표로 했는 마이로로봇 메커니즘, 제작기술, 제어시스템, 위치검출기능 모두를 개발하였으며 정량적, 정성적 목표를 달성하였음. - 1차년도 연구목표인 기능성 전기방사 장치를 개발하여 열발생 및 약물전달가능한 로봇 소재 및 메커니즘을 구현 하였음. - 2차년도 3차년도 주 목표인 로봇메커니즘과 위치검출 시스템 개발을 완료 - 4차년도 세포실험을 통한 의학적 유효성 검증을 완료 본 연구의 지원으로 2022년 1월, 3월에 주요성과가 논문으로 출판되었음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구성과를 기반으로 의료용 마이크로/나노로봇의 고도화를 위한 후속연구를 추진할 것임. 특히 AI기술 기반의 자동화된 진단 및 치료가 가능한 전자기테라노스틱스 시스템 개발을 추진할 것임. - 본 연구개발성과의 사업화를 추진을 위한 방안을 모색 기대효과 (연구개발의 중요성) - 마이크로/나노 로봇을 활용한 제어,센싱, 진단, 치료의 복합적 기술의 집적화 - 로봇형 내시경, 혈관용 로봇 (능동형 카테터, 스텐트 응용, 혈전제거, 약물전달) 등 다목적으로 적용할 수 있는 인체 삽입형 로봇메커니즘에 관한 원천기술 확보. - 기계공학, 전기공학, 전자공학, 의공학 등 다양한 학문 분야를 포함하는 의료용 마이크로로봇 연구는 새로운 의료 기술 분야를 창출하여 기존 의료기술의 패러다임을 바꿀 수 있는 융복합 의료 신기술임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김성훈
• 주관연구기관 : 원광대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 전자장 제어시스템;위치검출;능동적 표적치료;열치료 기반 약물치료;마이크로/나노로봇; 2. Electromagnetic control system;Position sensing;Actively targeted therapy;Hyperthermia based chemotherapy;Micro/Nanorobot;

□ 연구개요 본 연구는 우주비행체를 우주방사선과 미소유성체로 인한 초고속 충격으로부터 보호하여 생존성을 향상시키는 한편 경량성을 유지하기 위한 방법으로서, 우주방사선 차폐 성능과 초고속 충격 저항성을 동시에 갖는 다기능 SRMR (Space Radiation & Micrometeoroid Resistance) 구조를 제안하였다. SRMR 구조를 구현하기 위한 방법으로서 열가소성 폴리머 미세기공 발포체 기지 복합재료와 열가소성 섬유 복합재료에 대한 연구를 수행하고 이로 구성된 SRMR 구조를 연구하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 1) 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)의 우주방사선과 우주파편 차폐 성능을 평가하고 우주환경 적합성을 검증하였다. UHMWPE는 기존의 어떠한 우주 재료보다 더 높은 우주방사선-우주파편 차폐 성능을 보였다. 2) 기능화된 다중벽 탄소나노튜브/다수소-벤조옥사진 나노복합재를 제안하였고, 탄소 나노튜브가 없는 다수소-벤조옥사진보다 기계적성능 및 우주환경 저항성을 향상시킬 수 있었다. 다중벽 탄소나노튜브/다수소-벤조옥사진 나노복합재는 에폭시보다 기계적 성능이 약간 낮지만, 보다 우수한 우주방사선 차폐 성능과 우주환경 저항성을 보였다. 3) 우주방사선 차폐 복합재로서, UHMWPE/다수소-벤조옥사진 복합재를 제안되었다. UHMWPE/다수소-벤조옥사진 복합재의 기계적 물성을 높이기 위해, 섬유에 도파민 코팅과 아민기의 접목 및 다중벽 탄소나노튜브 접목이 제안되었으며, 기존 UHMWPE/다수소-벤조옥사진 복합재보다 향상된 기계적 물성을 얻을 수 있었다. 또한, 우주인증 기준을 통과할 수 있는 수준의 우주환경 저항성을 보였다. UHMWPE/다수소-벤조옥사진 복합재는 하중지지를 하면서, 우주방사선 차폐 및 우주 파편 차폐에 대한 다기능성을 갖을 수 있다. 4) 우주 파편 차폐를 위해 Polyetherimide(PEI)를 사용하는 개방형 셀 나노셀룰러 폼을 사용하는 것을 제안했다. 직물 보강재로서 40-80nm 사이의 셀 크기로 강화된 나노다공성 발포체를 제조하였다. 휘플 쉴드의 범퍼로서 강화된 나노셀룰러 폼의 적용이 제안되었고 중량 대비 기존 구조 시스템보다 초고속 충돌의 방탄 성능이 향상된 것을 확인했다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구에서 개발된 우주방사선 차폐 복합재료 및 다수소 벤조옥사진 레진이 위성에 적용된다면 우주방사선에 의한 고장 감소와 전자 장비의 생존 기간을 증가시킬 수 있다. 우주방사선 내성이 약한 COTS (Commercial off-the-shelf) 부품 사용의 폭 넓은 적용이 가능해짐에 따라, 큐브위성에 탑재되는 전자 제품의 비용을 낮출 수 있을 것으로 기대된다. 상기 이유로, 우주방사선 차폐 재료가 적용된 위성 구조에 대한 수요 및 후속 연구가 발생할 것으로 판단된다. 우주방사선 차폐 재료가 적용된 우주선은 우주인의 장기간 유인 우주 비행에서 발생되는 다양한 방사선 질환과 암 유발을 줄일 수 있다. 먼 미래의 유인화성탐사선이나 행성 거주지의 재료로써 활용될 것으로 기대된다. 본 연구에서 개발된 초고속 충돌의 방호 구조 시스템은 우주 파편 차폐가 요구되는 우주선의 전체 중량을 줄일 수 있고, 이는 전반적인 우주선의 방탄 성능 향상, 임무 기간 증대 효과, 및 페이로드의 비용 절약을 기대할 수 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김천곤
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 우주환경;우주방사선;우주파편;초고속충격;복합재료; 2. Space environment;Space radiation;Space debris;Hypervelocity impact;Composite material;

□ 연구개요 뇌종양 환자의 방사선 치료후 만성적으로 나타나는 방사선 신경손상(학습인지능력장애 등)에 대한 치료법 개발 기초연구의 일환으로 방사선에 의한 신경세포 손상 제어를 위한 생물학적 표적자로서 대사성 글루탐산수용체(mGluR1)의 유용성을 검증하고자 하였음 □ 연구 목표대비 연구결과 ○ in vitro에서 mGluR1와 방사선 신경손상과의 연관성 분석 - 신경세포의 방사선 손상과정에서 다양한 퇴행성 뇌질환과 연관된 것으로 보고된 대사성 글루탐산 수용체(metabotropic glutamate receptors, mGluRs)의 발현이 증가하는 것을 관찰함으로써, mGluRs의 발현증가와 신경세포의 방사선 손상이 연관될 수 있음을 확인하였음 - 방사선조사에 의해 미분화신경세포가 과다한 신경세포로의 분화가 유발됨을 확인하였고 mGluRs 중에서 mGluR1을 억제한 경우에만 이러한 과다 신경세포 분화 현상이 감소됨을 확인하여 mGluR1이 방사선에 의한 과다 신경세포 분화에서 중요한 역할을 함을 검증하였음 ○ in vitro에서 방사선에 의한 신경염증과 mGluR1의 연관성 분석 - 방사선 조사로 염증반응이 유발된 소교세포 배양액을 신경줄기세포주 배양시 첨가하였을 때, 신경줄기세포의 생존율의 감소와 과다 신경세포로의 분화 등 신경줄기세포에 방사선을 직접 조사했을 때와 유사한 손상이 관찰되었음 - 이로부터 방사선에 의한 신경줄기세포 손상 과정에서 방사선에 의한 직접적인 신경줄기세포 손상뿐 아니라 소교세포의 염증반응에 의한 간접적인 손상도 중요한 역할을 함을 제시하였음 ○ mGluR1 활성조절에 의한 방사선 신경세포 손상 조절 분석 - 신경줄기세포에 mGluR1 수용체에 대한 억제제가 방사선에 의해 유도되는 신경세포 과다 분화 등 신경세포 손상을 억제함을 확인하였음. - 두경부 방사선조사 마우스에서 mGluR1 억제제 투여시 일부 인지학습 관련 행동학적 지표에서 방사선 조사에 의한 행동변화가 감소됨을 확인함 - 이로부터 mGluR1 조절을 통해 방사선에 의한 신경손상과 행동장애를 조절할 수 있을 가능성을 제시하였음 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ○ 뇌종양에 대한 방사선 치료후 50% 이상의 환자에서 나타나는 학습인지기능 장애는 환자의 삶의 질을 하락시키는 원인이나 아직까지 효과적인 치료법이 없어 이를 극복할 수 있는 기술 개발이 절실히 요구되고 있음 ○ 방사선 신경세포 손상에 대한 새로운 생물학적 표적으로서 대사성 글루탐산 수용체를 발굴함으로써, 방사선 신경손상 저해제 발굴에 활용하여 뇌종양의 방사선치료시의 만성부작용으로 나타나는 학습인지능력 장애, 감정조절 장애 등을 예방/치료하고 또한 이와 유사한 메커니즘으로 유발되는 퇴행성 신경질환, 말초신경병증 및 할 수 있는 의약품 연구를 위한 개발위한 원천기술 구축이 가능할 것임 ○ 방사선 신경손상과 유사한 다양한 요인의 뇌질환/신경질환 치료기술 개발에 활용됨으로써 국민 보건증진에 기여 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정우희
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 방사선치료;신경손상;대사성 글루탐산 수용체;신경분화;신경염증; 2. radiotherapy;neuronal injury;metabotropic glutamate receptor;neuronal differentiation;neuroinflammation;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 핵라민 유전자 변이에 의한 조기 노화의 발생 원인을 분자적인 수준으로 이해 ◼ 전체 내용 조기노화의 공통적인 분자기전을 통해 일반노화를 억제하는 천연물 저해제 개발 ◼ 1단계 ❏ 목표 핵 모양의 변형을 야기하는 조기노화 관련 돌연변이 선별 ❏ 내용 S143F 돌연변이와 프로제린 돌연변이 단백질 선별과 구조분석 ◼ 2단계 ❏ 목표 핵라민 돌연변이 단백질의 구조 규명 ❏ 내용 조기노화를 유발하는 프로제린 복합체 구조규명을 통한 발병기전 도출 □ 연구개발성과 라민 유전자 변이에 의한 조기노화의 발병기전을 도출 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 돌연변이 단백질에 의해 발생하는 비정상적인 결합을 억제하는 인공단백질 치료제 개발을 통한 치료제 개발 가능성 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 안진숙
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220900
• Keyword : 1. 핵라민;중간세사;프로제린;조기노화;조로증; 2. nuclear lamin;intermediate filament;progerin;premature aging;HGPS;