'무병장수·지속가능사회'…2020 알키미스트 프로젝트 10선

[아이뉴스24 최상국 기자] 산업통상자원부가 올해 '알키미스트' 프로젝트로 지원할 10개의 연구개발(R&D) 주제를 공개했다.

산업부의 알키미스트(Alchemist) 프로젝트는 철로 금을 만들려던 연금술사처럼 불가능한 과제에 도전하는 것을 빗대 붙여진 기술개발 지원사업이다. 비록 금을 만들지는 못하더라도 그 과정에서 산업적으로 파급력이 큰 도전적 기술개발을 목표로 지난해부터 추진 중이다.

올해는 10개의 테마를 제시하고 각 테마별로 상세 과제를 연구자들이 제안하는 방식으로 진행된다. 6일부터 한 달 간 지원 과제를 접수하고 테마별로 6개 내외 과제를 선정해 1차년도인 올해 118억원을 지원할 계획이다.

올해 알키미스트 프로젝트 테마는 제2기 그랜드챌린지위원회(위원장 민동준 연세대 교수)에서 인간, 사회, 산업, 지속가능성 등 4개 분야에서 도전적이면서도 산업적 가치가 높은 10개 주제를 선정했다. "현재 기술 기준으로 미래 기술을 예측하는 방식이 아닌, 인간이 추구하는 미래 가치, 욕망을 토대로 미래 사회를 그려본 후, 이를 실현하기 위해 필요한 기술을 테마로 도출"했다.

'소통, 신체보호, 무병장수, 편리함, 즐거움, 안전함, 맞춤형 생산, 탄소 프리, 친환경 식량' 등의 인간 욕망을 '인간-사물협업, 증강인간, 장생인간, 교통안전, 제조혁신, Extreme CO2, 에코푸드' 등의 미래가치로 구현했다.

1. Brain to X(B2X) :생각만으로 외부기기를 제어하거나 타인과 소통할 수 있는 쌍방향 신경 인터페이스

기존에는 주로 단순기능 중심의 외부기기 제어 및 장애인 등의 비언어적 소통 시도에 그쳤으나, 대용량 뇌신호를 90% 이상의 정확도로 실시간 해독하는 것으로 목표로 한다. 머릿속에 생각한 문장을 뇌 신호를 통해 음성으로 표현할 수 있는 Brain-to-Speech 기술 등이 예이다. 생각만으로 원하는 가전제품 및 장비 등을 제어하거나, 일상에서 개인의 뇌 건강을 관리하는 스마트 헬스케어 솔루션 활성화를 기대한다.

2. 신체 보호형 스마트 수트 : 유해물질(바이러스, 유독가스, 미세먼지 등)을 자동으로 감지하여 인체를 상시 보호할 수 있는 경량 소프트 웨어러블 수트

다양한 유해 환경에서 인체를 상시 보호하면서도 기존 방호복, 웨어러블 로봇 등의 무게와 착용감의 한계를 극복한 스마트 소프트 수트를 개발한다. 전염병, 자연재해 및 사고로 인한 위험 물질 노출 등 유해환경에서도 걱정 없는 삶을 꿈꾼다.

3. 유전자 자가교정 및 치유조절 기술 : 세포 내에서 질병 유전자를 감시하고 자가 교정하여 질병의 발병을 예방하거나 치료하는 기술

기존의 단순한 질병 유발 및 위험성 진단검사를 뛰어넘어 유전자교정 기술을 활용하여 질병을 생체내에서 스스로 진단하고 원인을 제거하거나 교정하여 예방할 수 있는 혁신적 연구에 도전한다. 체내에서 세포 스스로가 유전자를 교정하여 희귀질환을 치료하는 면역세포 치료제 등을 개발해 희귀 난치병 및 유전질환을 원천적으로 정복하고자 한다.

4. 면역거부반응이 없는 소프트 임플란트 : 다중 세포로 구성되며, 인체 內 면역거부반응 없이, 부드러운 장기기능을 대체·보완할 수 있는 ‘모듈화 된 장기’

기존의 하드 타입 장기(뼈, 치아, 관절) 생산이 아닌, 대량생산이 가능한 모듈형태로 장기 기능을 대체·보완하며, 면역거부 반응이 없는 소프트 장기 개발을 목표로 한다. 대량생산 가능하며 폐 손상 환자에게 삽입하여 폐 기능을 보완할 수 있는 호흡계 장기 등을 개발해 삶의 질이 혁신적으로 향상된 사회를 기대한다.

5. 오프더그라운드(Off-the- Ground, OTG) 모빌리티 : 표면에서 뜬 상태로 사람이 탑승 또는 조종하여 이동할 수 있는 초근거리 신개념 이동수단

고도비행과는 차별화된 안전성, 초경량, 저소음, 고신뢰성을 가진 지상과의 비접촉식 모빌리티로 육상, 해상 등 이동표면의 제약을 극복한 신개념 이동수단을 개발한다. 험지에서 낙상 등의 추가 사고 없이 부상자를 안전하게 이송하는 무진동 부양형 환자 이송수단 등을 통해 일상에서의 개인 이동수단 뿐만 아니라 레저, 스포츠 등에 활용될 신개념 모빌리티를 추구한다.

6. In-Situ(현장형) 바이러스검출 및 분석 시스템 : 신종 전염병 등 고전파성·고위험성 바이러스의 신속 검출·분석 및 혁신 진단 시스템

기존 연구는 현장에서 검사가 어렵고 사전검사 보다는 사후 진단에 가까우나, 현장에서 검사가 가능하며 사전 진단이 가능한 기술을 개발한다. 공항, 항만 등 출입국 관리소에 배치되어 현장에서 신속하게 신종 바이러스를 검출하는 비접촉식 센서 및 현장형 바이러스 서열 분석기 등을 개발해 바이러스 전파를 사전에 차단한다.

7. AI 기반 초임계 소재 : AI 기반으로 소재의 공정·특성 등을 통합설계하여 이론 물성의 임계치(70%) 이상을 갖는 소재 개발

새로운 구조나 물질에 국한되지 않고 AI 플랫폼을 통해 새로운 소재의 설계-제조-특성분석을 통합 작업하여 소재 개발 시 AI 활용효율을 획기적으로 높이며 소재개발 속도의 혁신을 달성한다. AI 기반 설계 및 특성평가 분석 등을 통해 우주탐사선용 초내열, 초고강도 신소재 등 고부가가치 영역에서 활용되는 신소재 시장 창출을 목표로 한다.

8. 분자 레벨 프린터 : 원자 혹은 분자 스케일로 2차원(대면적) 또는 3차원 형태의 구조물을 형성할 수 있는 분자 레벨 프린팅 기술 및 제품

2차원 또는 3차원으로 원자간 동시 대량 결합 유도가 가능한 단위 분자 이용 방식의 프린터를 개발한다. 예를 들어 DNA, 단백질 등 바이오 분자를 합성할 수 있는 3D 분자 프린터가 개발되면 신약개발에 활용할 수 있다.

9. 이산화탄소 발생없는 저가 수소 생산 : 경제성이 탁월한 CO2 Free 저가 그린수소 대량생산 기반기술 및 공정

이산화탄소를 발생하지 않으면서 가격이 낮은 수소의 대량생산은 현존 기술로는 불가능한다. 수소 생산 과정에서 CO2를 발생하지 않으면서도 생산 및 공급 단가를 지금보다 획기적으로 낮출 수 있는 수전해 이외의 새로운 대량생산 기술을 개발한다면 수소경제를 실현하고 세계 에너지 시장을 선도할 수 있다.

10. 아티피셜 에코 푸드 : 식량안보 및 환경오염 대응이 가능하고, 축육 세포기반 동물성 영양성분 함유 가공식품 개발

미래식량인 세포배양육의 대량 생산체계 구축을 위해 현재의 장애물인 생산 비용 및 시간의 장벽에 도전한다. 저비용 재료를 이용하여 대량생산이 가능하고, 최상급 고기 맛과 유사한 세포배양 인공 소고기 등을 개발해 식량 문제 대응 및 육류 생산 시 발생되는 환경 파괴 문제를 동시에 해결할 수 있는 친환경 육류 식량 확보를 목표로 한다.

산업부 관계자는 '알키미스트 프로젝트는 향후 10~20년 내에 산업의 판도를 바꿀 수 있는 게임체인저로서 강력한 산업적 파급력을 가진 기술개발이 목표”라면서 "올해에는 더욱 다양하고 창의적인 아이디어를 가진 연구자들이 참여할 수 있도록 추진 방식에 변화를 준만큼, 연구자들이 도전에 대한 부담 없이 충분히 역량을 발휘하여 현대판 알키미스트(연금술사)가 탄생할 수 있도록 적극 지원하겠다”고 밝혔다.