과기정통부, 제2차 혁신도전 프로젝트 추진위원회 개최

과기정통부, 제2차 혁신도전 프로젝트 추진위원회 개최

 

과학기술정책과, 원천기술과 작성일 2020.07.23.

 

하늘을 나는 무인잠수정(Flying AUV), 만들 수 있을까?

- 과기정통부, 「제2차 혁신도전 프로젝트 추진위원회」 개최-

- 혁신도전 프로젝트 추진전략, 2020년도 기획연구 주제 등 확정-

□ 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 과기정통부)는 7월 24일(금) 초고난도 연구를 지원하는 ‘혁신도전 프로젝트’의 운영방향을 구체화하고 금년도 기획사업의 주제를 논의하기 위해 ‘제2차 혁신도전 프로젝트 추진위원회’를 개최한다.

ㅇ ‘혁신도전 프로젝트’는 작년 5월 과학기술관계장관회의에서 논의한 ‘국가R&D 혁신·도전성 강화 방안’에서 처음 제시되어 초고난도의 연구를 통한 혁신적 성과 창출을 목표로 하는 ‘20년도 신규 기획사업으로,

ㅇ 초고난도의 연구목표 설정, 기술발전 로드맵이 아닌 문제정의에서 출발하는 임무지향적 기획, 성과창출에 집중하는 전문화된 관리 방식 및 유연한 연구제도 도입을 특징으로 한다.

ㅇ 구체적으로, 민간R&D의 도전·혁신성을 정부R&D에 불어넣고자 민간R&D를 경험한 추진단장(총괄PM)이 도전성이 강화된 기획을 하고, 기획 내용을 바탕으로 사업관리 권한을 지닌 사업단장(전담PM)이 효율성을 극대화하는 방향으로 연구 전주기를 관리하게 된다.

ㅇ 그 과정에서 ‘경쟁형R&D’, ‘기술구입’, ‘목표 재조정(moving target)·조기종료(early exit)’ 등 민간이나 해외R&D에서 활용하고 있으나 정부R&D에는 도입되지 않은 유연한 연구제도를 발굴하여, 혁신도전 프로젝트로 추진되는 R&D사업에 선제적으로 적용할 계획이다.

□ 한편, 과기정통부는 지난 5월 14일 프로젝트 전반을 총괄할 추진단장으로 정민형 전(前) 삼성전자 부사장을 최종 임명한 바 있다.

ㅇ 정민형 추진단장은 37년간 삼성전자와 삼성종합기술원에서 근무하며 연구개발 실무자와 관리자로서 삼성전자의 주력제품 탄생에 기여하였고, 지식재산(IP) 관리, 사업부서 등을 두루 거치며 R&D와 관련하여 다양한 경험을 가진 전문가로 평가받고 있다.

□ 이번 추진위원회는 추진단장 임명 이후 처음 개최되는 만큼, ‘혁신도전 프로젝트’에 대한 추진단의 포부가 담긴 5개의 추진전략을 제시한다.

ㅇ 첫째, ‘임무지향적 기획으로 사업의 전략성 제고’하기 위해 기존에 없던 도전적인 목표를 설정하고, 연구목표를 설정한 후에는 역산식(back casting)으로 목표 달성에 필요한 세부기술·과제를 도출·기획한다.

ㅇ 둘째, ‘탐색형과 패키지 형의 투 트랙(Two track)형 사업기획’을 통해 실패 가능성이 매우 높은 경우 아이디어의 타당성을 검증 후 다음 단계를 추진하는 방식으로 기획하고, 선행연구가 있는 경우에는 연구개발부터 실증·사업화 단계까지 패키지화하여 대형사업으로 기획할 예정이다.

ㅇ 셋째, ‘도전중심의 연구문화 선도 및 제도 개선’을 위해 실패 여부를 판정하지 않는 Go/No go 방식의 평가, 동일 목표에 대해 복수 연구자가 경쟁하는 경쟁형R&D 등을 도입하여 보다 유연하고 효율적으로 연구가 진행되도록 연구개발(R&D) 사업을 기획할 예정이다.
ㅇ 넷째, ‘새로운 연구문화를 선도하기 위한 프로세스 혁신 추구’를 위해 기획의도가 예산신청, 사업추진과정을 거쳐 사업 종료시까지 이어질 수 있도록, 추진단-주관부처-사업단이 공동 기획·관리한다.

ㅇ 다섯째, ‘개방형 상시 기획과 연구테마 발굴’을 위해 세상을 바꿀 도전적인 아이디어가 다양한 경로를 통해 제시될 수 있도록 CIA(Crazy Idea Accelerator) 포럼* 등을 운영할 계획이다.
* 연구자들이 창의적·독창적인 아이디어를 자유롭게 발굴·평가·발전시키는 온라인 플랫폼

□ 또한, 이번 추진위원회에서는 작년 하반기 연구기관·부처 등을 대상으로 공모한 347개의 과제수요에 대해, 추진단에서 전문가 검토 및 부처 협의를 거쳐 발굴한 2020년도 연구테마 5개 중 2개를 확정한다.

ㅇ 첫 번째 연구테마는 ‘DNA메모리’로, 4차 산업혁명 시대에 데이터 생산량이 폭발적으로 증가함에 따라 이를 효율적으로 저장하고 전력 소모없이 반영구적으로 관리할 수 있는 신개념 메모리로서 DNA메모리 구현을 위한 기반기술 및 시스템 개발을 목표로 한다.

ㅇ 기존 메모리 관련 연구개발 사업은 실리콘 기반 반도체의 단위 면적당 용량을 증가시키거나, 고성능·초저전력 연산처리를 위한 신소자 원천기술 확보에 집중되었으나, 본 연구테마는 DNA 기반 기술을 활용하여 새로운 메모리 시스템 개발에 도전한다는 점에서 혁신성이 있다.

ㅇ 두 번째 연구테마는 ‘수중·공중 기동이 가능한 무인이동체’로, 해난사고 시 수중·공중을 자유롭게 이동하며 신속하게 사고위치를 파악하고 초동대응이 가능한 무인이동체 개발을 통해 해난사고로 인한 인명피해를 최소화하고자 하는 목적을 지닌다.

ㅇ 기존 무인이동체는 수중 또는 공중 중 한 개의 조건 하에서만 기동 가능하고, 수중에서 이동할 때에도 이동 속도, 모선(母船)운영 등의 제약이 있어 해양 기상 조건에 영향을 받으나, 두 번째 연구테마는 그러한 조건을 뛰어넘는 무인이동체를 개발한다는 점에서 매우 도전적이다.

ㅇ 이번 추진위원회에서 2개 연구테마가 확정되면, 추진단 주도 하에 ‘DNA 메모리’는 과기정통부, ‘수중·공중 기동 가능한 무인이동체’는 해양수산부가 주관부처로 참여하여, 세부적인 연구목표·과제구성·수행방식 등 구체적인 사항에 대해 올해 말까지 기획해 나갈 예정이다.
□ 향후, 혁신도전 프로젝트 추진단은 올해 9월까지 3개의 연구테마를 추가로 발굴하여 2020년 연구테마 총 5개를 확정하고, 3개 연구테마에 대해서는 내년 2월까지 기획할 계획이다.

ㅇ 기획이 완료되고 나면, 주관 부처가 ‘21년 5월부터 예산 요구 과정을 거쳐 ’22년 1월부터 신규 R&D사업으로 착수시킨다는 방침이다.

□ 정민형 추진단장은 “기존 관행에 얽매이지 않는 과감한 연구의 성공적인 사례를 구축하여 국가 R&D 혁신의 기반을 마련하는데 앞장서겠다.”라며, “혁신도전 프로젝트가 도전적 연구를 수행하는 실질적인 플랫폼 역할을 할 수 있도록 관련 부처들의 적극적인 관심을 부탁드린다.”고 하며 당부의 말을 밝혔다.

ㅇ 정부 관계자는 “기나긴 준비 끝에 마침내 혁신도전 프로젝트가 첫걸음을 내딛게 되었다”며, “앞으로 세상을 바꾸는 변화가 혁신도전 프로젝트에서 시작될 수 있도록 적극적으로 지원하겠다”고 밝혔다.

붙임1. 제2차 혁신도전 프로젝트 추진위원회 개최 계획(안)

붙임2. 혁신도전프로젝트 2020년 연구테마 설명자료

붙임3. 혁신도전 프로젝트 추진단장 프로필

붙임1

제2차 혁신도전 프로젝트 추진위원회 개최 계획(안)

□ 회의 개요

ㅇ (일시) ‘20. 07. 24. (금) 15:00~17:00

ㅇ (장소) 서울시 중구 통일로 78, 프레이저 플레이스 센트럴 2층 서대문룸

ㅇ (참석대상) 혁신도전 프로젝트 추진위원회 위원, 과기정통부 및 추진단 관계자

ㅇ (안건) 총 2건

- (제1호, 보고) 2020년 혁신도전 프로젝트 운영방안(안)

- (제2호, 심의) 2020년 제1차 혁신도전 프로젝트 연구테마선정(안)

□ 세부 일정(안)

시 간
세 부 내 용
비 고
15:00∼15:10 (‘10)
◦ 개회 및 인사말씀
◦ 추진단장 소개 및 인사
위원장
추진단장
15:10∼15:15 (‘05)
◦ 상정안건 소개
위원장
15:15∼15:35 (‘20)
◦ 안건보고 및 심의

- (1호) 2020년 혁신도전 프로젝트 운영방안(안)

- (2호) 2020년 제1차 혁신도전 프로젝트 연구테마선정(안)
추진단장
15:35∼16:55 (’80)
◦ 토론
모든 위원
16:55~17:00 (‘05)
◦ 마무리 말씀
위원장

붙임2

혁신도전 프로젝트 2020년 연구테마 설명자료

 

▣ [ 연구테마1 ] 초대용량 빅데이터의 영구보존을 위한 신개념 메모리 기술

□ 연구 개요

사회적 문제
ㅇ 4차 산업혁명 시대에 접어들면서 데이터의 생산량이 폭발적으로 증가

- ‘10년 2ZB(1ZB=1조GB) → ‘15년 15ZB → ‘20년 40ZB → ’25년 175ZB(IDC기준)

- 2040년에는 데이터 생산량이 데이터 저장장치 생산량을 추월하여 생산된 데이터를 저장하지 못하는 초유의 사태 발생 가능성 존재

ㅇ 2030년 기준, 전 세계 전력 소비량 중 7% 이상이 데이터 센터 운영에 사용될 것으로 전망(Nature)

 

< 전 세계 연간 데이터 생산량 >

현재 문제해결 방식
ㅇ 현재, 데이터 생산량 증가에 대응하기 위해 저장장치(하드디스크(HDD), 플래시메모리(SSD), 자기 테이프 등)의 단위면적당 저장용량을 높이는 연구개발은 이루어지고 있으나, 저장용량 증가 개발 속도가 빠르지 않고 데이터 유지기간이 10년 내외인 점은 여전히 한계

ㅇ 또한, 대규모의 데이터를 저장하는 데이터센터에는 10~20%의 자주 사용하는 데이터(hot data)*와 80~90%의 자주 사용하지 않지만 중요한 데이터(cold data)**가 사용빈도의 구분없이 동일한 저장장치에 저장되고 있음
* 예시) 구글 검색자료, 유튜브 영상 등 / ** 우주관측 자료, 멸종 동식물 유전자 정보, 자원탐사 정보 등

⇒ 자주 사용하지 않지만 중요한 데이터의 기하급수적 증가에 따라 저장장치 증설 비용과 전력소모로 인한 관리비용도 기하급수적으로 증가
새로운 아이디어

< 핵심 아이디어 >

 

초대용량 데이터를 한번 저장하면 전력 소모 없이, 반영구적으로
보존하는 방법이 없을까? ➜ 방대한 생체정보를 담은 DNA 활용

 

ㅇ 생체정보 외 다양한 정보를 DNA에 담아 메모리로 만들기 위해, DNA 메모리를 합성·분석할 수 있는 시스템 구현

※ DNA 메모리는 하드디스크와 비교하여 단위 부피당 저장용량이 이론적으로 10만배 이상 크고, 반영구적으로 저장이 가능하며 보존·관리 시 전력소모가 거의 없음

□ 추진단 검토결과

관련 기술의 현재수준
ㅇ 현재 DNA 메모리 기술은 생물학적 관점에서 완벽한 합성·분석을 위해 합성·분석의 속도를 올리고 비용을 낮추기 위한 연구가 주로 이루어졌고, 메모리 시스템화 하는 시도는 해외에서도 태동단계*에 있음

* 최근 미국에서는 새로운 개념의 DNA 합성 방법을 도입한 회사들이 다수 창업되고 있으며 (세계 최대 DNA합성회사인 IDT, Twist Bioscience 등), 미국 정보고등연구계획청(IARPA)에서도 DNA 메모리 개발을 위해 컨소시움을 구성하여 ‘20년도 590억원 투자
실현 가능성
ㅇ 국내 연구수준이 낮은 DNA 합성·분석 기술은 선진 기술을 도입하여 활용

ㅇ DNA 메모리 소자를 시스템화하는 연구는, 국내의 우수한 반도체 연구·생산 경험을 기반으로, 빠르고 저렴하게 DNA 메모리에 특화하여 합성·분석하는 시스템 구현*에 집중한다면 실현 가능성 있음

* DNA 메모리 활용에 최적화된 시스템 아키텍쳐(저장장치) 및 디바이스, 데이터베이스 관리 시스템 및 맞춤형 알고리즘 개발 등
기대 효과
ㅇ 자주 사용하는 데이터(hot data)는 기존과 같이 하드디스크, 플래시 메모리 등의 저장장치를 활용하고, 자주 사용하지 않지만 중요한 데이터(cold data)는 DNA메모리를 활용하여, 전력 소모 및 휘발 걱정 없이 안정적으로 저장·관리

ㅇ 초대용량 빅데이터의 장기 보존을 위한 신개념 메모리 시장을
선점하여 세계 최고 메모리 시스템 강국 지위를 공고화

 

▣ [ 연구테마2 ] 해난사고 신속한 초동대응용 수공양용형 AUV 기반 기술

□ 연구 개요

사회적 문제
ㅇ 해난사고 중 레저선박·낚시어선 등 소형 선박의 사고 빈도가 80%이상을 차지함에도 기상 악화, 장비 부족 등으로 인해 사고에 대한 초동대응이 늦어져 인명피해가 지속되고 수색·구조 기간이 장기화되는 문제 발생

 

< 해난사고 현황(해상조난사고 통계연보, 해경, 2020현재 최신 통계 자료 기준) >

현재 문제해결 방식
ㅇ 사고 발생 시, 표류예측 모델을 통해 침몰위치를 파악하고,
해경의 함정이나 구조헬기가 출동하여 현장 상황을 파악하고 난 후, 잠수사들이 수색·구조 활동을 하는 체제

⇒ 급변하는 해양 환경으로 인해 정확하고 신속한 위치파악이 어렵고, 특히, 소형선박의 경우 위치파악 시간이 늦어짐에 따라 선박이 침몰하여 수색·구조가 어려운 경우가 대부분임
새로운 아이디어

< 핵심 아이디어 >

 

무인잠수정(AUV)을 바다 한가운데 정확한 위치로 빨리 보낼 수 있는 방법이 없을까? ➜ 하늘을 나는 무인잠수정

ㅇ 해난사고 발생 시 AUV(자율무인잠수정)를 사고 지점까지 공중으로 고속 이동시킨 후 공중에서 소형선박의 위치를 신속히 파악하고, 소형선박이 침몰하면 수중으로 잠수하여 목표물을 지속적으로 추적한 후 정확한 위치를 통신으로 전달하는 기술개발

□ 추진단 검토결과

관련 기술의 현재수준
ㅇ 공중 또는 수중 각각에서 기동 가능한 무인이동체는 일정수준 개발되었으나, 이를 결합하여 공중-수중 모두에서 자유롭게 이동 가능한 무인이동체는 없음

ㅇ 또한, 수중에서 활용 가능한 무인이동체는 환경의 제약을 많이 받음

- 기존 해양 무인이동체는 모선 운용이 필수이므로, 모선 운용이
불가능한 해양기상 조건(ex. 악천후, 악시계 등)에서는 활용이 불가능

- 무인이동체의 느린 이동속도로 인해 목표 해역에 신속한 투입 불가
실현 가능성
ㅇ 기존에 개발되어 있는 공중 무인이동체 제어 및 관측 기술, AUV(Autonomous Underwater Vehicle) 기술, 수중 자율운용 기술 등 각각의 요소 기술을 수공양용에 적합하게 발전시키고,

ㅇ 기존 기술에 수중·공중에서 기동이 가능한 무인이동체 기술, AI기반 수중 스마트 자율운용기술, 관측 자료 전송기술 등을 융합하면 수공양용이 가능한 무인이동체 실현 가능성 있음
기대 효과
ㅇ 해난사고 신속초동 대응 및 정확한 수중/수상 위치 파악을 통해 인명피해 최소화

ㅇ Flying AUV 본체, 발사 시스템, 관제 시스템 등을 포함한 해난사고 긴급구조 솔루션 시스템을 구축하여 관련 산업 육성 및 해외시장 선점

 

붙임3

혁신도전 프로젝트 추진단장 프로필

 

□ 성 명 : 정 민 형 (61. 01. 19)

□ 학 력

o 서울기계공업고등학교 졸업(1979)

o 서울대학교 공과대학 전자공학 학사(1983)

o 서울대학교 공과대학 AIP 수료(2007)

□ 주요 경력

o 삼성전자 DM연구소 상무(기술전략팀장) (2003.01~2003.12)

o 삼성전자 기술총괄 상무(기술전략팀장) (2004.01~2004.12)

o 삼성종합기술원 상무(CTO전략팀장, 미래기술팀장) (2005~2008.04)

o 삼성전자 DMC연구소 상무/전무(기술전략팀장) (2008.05~2010.06)

o 삼성전자 IP센터 전무(전략팀장, 라이센싱팀장, 분석팀장) (2010.07~2013.11)

o 삼성전자 의료기기사업부 부사장(개발팀장, DR사업팀장) (2013.12~2017.11)

o 삼성전자 자문역(2017.12~2019.11)