하늘 나는 수중드론·폐유기물 재자원화 등 도전적인 R&D 과제 추진

과기부, '혁신도전프로젝트' 2020년도 연구테마 5건 R&D 계획 수립

[서울=뉴시스] 이진영 기자 = 폐유기물을 판매 가치 있는 자원으로 전환하는 기술, 해난 사고에 신속히 도착하는 수중드론, 24시간 정밀 기상관측 드론, 자폐성 장애를 조기 발견하고 일상에서 치료·관리할 수 있는 시스템, 초대용량 빅데이터 영구보존을 위한 DNA 메모리 기술개발 등 실패가 두려워 쉽게 뛰어들지 못하는 도전적인 기술을 개발하기 위해 민관 합동으로 연구개발(R&D)이 착수된다.

과학기술정보통신부는 '혁신도전프로젝트' 2020년도 연구테마 5건에 대해 사업기간, 세부과제 등을 포함한 R&D 계획 수립을 이같이 완료했다고 3일 밝혔다.

지난해 연구테마 5건은 ▲(환경) 폐유기물의 기초원료(C2 단량체)화 공정기술 개발 ▲(안전) 해난사고 신속 초동대응용 수공양용 AUV 기술 개발 ▲(자연재해) 다목적 성층권 드론 기술 개발 ▲(건강) 자폐성 장애 치료를 위한 혼합형 디지털 치료제 개발 ▲(디지털 전환) 초대용량 빅데이터 영구보존을 위한 DNA 메모리 기술 개발 등이다.

혁신도전 프로젝트는 민간 전문가 주도로 고난도·임무형 R&D를 발굴·기획하고, 사업 수행과정 전반에 유연한 연구제도를 적용하는 범부처 R&D 사업이다.

정부는 2019년 5월 '국가 R&D 혁신·도전성 강화방안'을 발표한 후, 국가 R&D의 임무지향성과 도전성을 강화하기 위한 플래그십으로 이번 프로젝트를 추진 중이다.

첫번째 혁신도전 프로젝트는 폐유기물의 기초원료(C2 단량체)화 공정기술 개발이다. 폐유기물을 재활용·소각·매립으로 처리하는 기존 방법은 비용과 환경오염 측면에서 한계가 있어, CO₂를 배출하지 않으면서 판매 가능한 에틸렌·아세틸렌 등 기초원료로 재자원화하고자 하는 것이다.

폐유기물을 고비용 처리대상에서 고수익 판매대상으로 패러다임을 전환하고, 소각·매립·재활용 시 발생하는 CO₂를 최소화할 수 있다는 점에서 혁신성이 있으며, 고·액·기체 등 모든 형태의 폐유기물을 CO₂플라즈마를 활용해 초고온·단시간에 기초원료로 전환하는 기술은 세계 최초로 시도된다는 점에서 도전성이 인정된다.

두번째 해난사고 신속 초동대응용 수공양용 수중드론(AUV: (Autonomous Underwater Vehicle) 기술개발은 언제든 구조대보다 먼저 신속하게 공중이동, 사고선박 위치추적 및 조기수색으로 원활한 후속 구조활동을 지원하는 해난대응 시스템 구축 테마이다.

기존의 해난사고 대응은 출동준비 시간, 통신두절, 조류에 의한 선박위치 불명 등으로 신속·정확한 해난대응에 제한되며, 특히 악천후 시에는 출동 자체가 불가한 상황이다.

해난사고 즉시, 선박을 추적·수색함으로써 해난구조의 신속·정확성이 획기적으로 개선되는 한편, 헬기·선박과 달리 악천후에도 가동할 수 있는 점에서 혁신성이 인정되며, 해수·공중의 상이한 두 환경을 모두 만족하는 기체 설계의 난이도가 높은 도전적 테마이다.

세번째  다목적 성층권 드론 기술 개발은 구름·바람이 약하고 태양광이 풍부한 성층권에서 장기간 운용이 가능한 무인기 시스템을 개발, 위성의 한계를 보완하는 상시·정밀 감시체계를 구축하기 위한 테마이다.

현재 위성 중심의 기존 기상관측 체계로는 태풍·폭우·폭설 등 국지·돌발성 기상을 항시, 신속·정확하게 예측하는 데 한계가 있다.

항시·정밀관측이 동시에 가능하게 돼, 기존의 기상·재난 관측 사각지대를 해소하고, 친환경성(태양광)·비용대비 효과가 우수한 점에서 혁신성이 있으며, -70도의 극한 환경을 극복함과 동시에 장기체공을 위한 저(低)동력 시스템을 설계해야 해 난이도가 높다.

네번째 자폐성 장애 치료를 위한 혼합형 디지털 치료제 개발은 자폐를 조기진단해 중증으로의 진행을 막고, 의료시설에 직접 방문하지 않아도 가정·학교 등 일상에서 자폐성 장애를 연속적으로 치료·관리할 수 있는 디지털 치료제를 개발하자는 내용이다.

현재 자폐성 장애는 완벽한 원인치료 방법·약물이 없어, 증상완화를 위한 안정제 및 발달·학습 프로그램에 의존 중이며, 의료 인프라 등 치료 연속성 확보가 어려워 조기발견 실패 시 중증으로 심화되는 경우가 많다.

자폐성 장애를 일상생활에서 치료·관리가 가능하고, 일반적인 디지털 치료제와 달리 앱·게임 등 소프트웨어(SW)뿐만 아니라 센서·카메라·가상현실(VR) 등 하드웨어(HW)를 결합한 형태라는 점에서 혁신성이 있으며, 생체신호·행동패턴 모니터링 및 데이터 분석기술이 적용된다는 점에서 기술적 도전성이 인정된다.

다섯번째 초대용량 빅데이터 영구보존을 위한 DNA 메모리 기술개발은 현재의 실리콘 기반 메모리 기술로는 폭증하는 데이터를 안정적·영구적으로 저장 및 보존하는 데 한계에 다다를 전망에 따른 것이다. 저장밀도가 높고 영구보존이 가능한 DNA의 특성을 활용해 전체의 80~90%를 차지하는 콜드 데이터(접근빈도는 낮지만 장기보존이 필요한 데이터로서 의료기록, 계약문서, 정책문서, 실험데이터 등)의 초저전력·영구 보존이 가능한 메모리 시스템을 개발하기 위한 테마이다.

폭증하는 인류의 데이터를 삭제할 필요없이, 획기적으로 압축된 형태로 초저전력·영구적 보존이 가능하다는 점에서 혁신적이며, 아직 세계적으로도 연구 시작단계이고 데이터를 DNA로 정교하고 빠르게 저장·합성·시퀀싱하는 데 있어 고난이도 기술이 요구된다.

과기부는 이번 5개 테마는 각각 관계부처 주관하에 2022년도 예산편성 과정을 거쳐, 민간 전문가 출신 사업단장이 사업 전주기를 주관하는 사업단 형태로 추진할 계획이다. 경쟁형 R&D, 포상금 후불형 R&D, 기술구입, 목표 재조정, 조기종료, 등 유연한 제도가 적용될 예정이다.

테마별 3~4년의 사업기간 동안 기술검증이 성공적으로 완료되면, 별도의 후속사업을 통해 상용화 등 성과를 확산할 계획이다.

정민형 혁신도전프로젝트 추진단장은 "프로젝트의 취지에 맞게 정부부처·연구계 등의 제안을 폭넓게 검토해 고난이도·임무기반의 도전적 테마를 선정 및 기획했다"며 "향후에도 실패할 가능성이 높더라도 국가 R&D 혁신을 위해 반드시 필요한 테마들을 발굴할 수 있도록 노력하겠다"고 말했다.

과기부 오태석 과학기술혁신조정관은 "국가 R&D 100조원 시대에는 논문·특허 등 양적성과보다는 임무목표에 기반하여 과감하게 도전하는 국가 R&D로의 전환이 필요하다"며 "환경·안전·건강 등 국민생활과 밀접한 분야에서 임무목표를 기반으로 발굴·기획한 5개 연구테마가 범부처 협업을 바탕으로 성공적으로 추진될 수 있도록 적극 지원하겠다"고 언급했다.


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