□ 연구개요 본 연구는 방사선 입자 주입 방식을 활용하여 High-Bandwidth Memory (HBM)와 Optane 메모리의 열화를 가속화 하는 시뮬레이션을 하고, 그에 따라 발생하는 메모리 특성의 열화 및 신뢰성 문제 연구를 목표로 하였다. HBM과 Optane은 DDRx로 대표되는 메모리 인터페이스의 한계를 뛰어넘을 대안으로 떠오르며, 인공지능 (AI) 이나 빅데이터 솔루션, 데이터 센터 등에서 대규모로 쓰이고 있기 때문에 높은 신뢰성이 요구된다. 그러나 이들 메모리의 신뢰성 및 특성 열화 등은 아직 밝혀지지 않은 부분이 많은데, 시스템 제조사나 최종 사용자가 이에 대한 테스트 및 분석을 직접 하기에는 많은 어려움이 따른다. 이러한 문제를 해결하고자 본 연구는 방사선 입자 주입 방식을 활용하여 차세대 메모리의 열화 수준을 예측하였고, 신뢰성 높은 수명 모델을 제시 하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구의 목표는 연구 대상 메모리에 대한 cell 모델링, 핵반응 시뮬레이션, 메모리 구조 모델링을 통하여 메모리 특성의 열화 수준을 예측하고, 그에 따른 신뢰성 문제를 연구하는 것이다. 그로 인한 결과를 전문 학술지에 게재하고, 연구 대상 메모리의 신뢰성 문제에 대하여 국내외의 기업들과 산학 협력 및 연계 활동을 목표로 하였다. 세부 연구 결과로는 아래와 같다. - Geant4 툴을 이용한 반도체에 대한 핵반응 시뮬레이션 분석 - TCAD 툴을 이용한 메모리 구조 모델링 및 열화로 인한 특성 변화 시뮬레이션 분석 - HBM 3D 구조에 따른 온도 특성과 열 지역성 측정을 위한 열 분포 평가 방법 개발 - HBM 메모리 cell 특성 분석을 위한 DRAM의 방사선 조사 및 메모리 cell 특성 변화 분석 - 열화 가속화 방법과 Fault 모델 및 메모리 테스트를 위한 알고리즘 구현 - SCI급 전문 학술지에 다수의 논문 게재 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구개발결과의 중요성과 기대효과는 다음과 같다. 1)HBM과 Optane 의 차세대 메모리에 대하여 각 메모리의 신뢰성 특성의 변화에 대한 파악이 가능. 2)목표 메모리에 대한 구조 모델링을 통하여 메모리 특성의 열화 수준 예측 가능. 3)목표 메모리에 대한 특성 테스트 및 결과를 분석함으로써 차세대 메모리가 갖추어야 할 신뢰성 기준 제시 가능. 4)열화 과정을 통하여 제품 출시 이전에 메모리에 발생할 수 있는 고장을 예측함으로써, 이에 대한 선제적인 조치 및 경제적 손실 방지. 5)신뢰성이 높은 메모리를 확보함에 따라 세계시장에서 경쟁우위 선점 및 시장점유율의 확대 가능. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 백상현
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20210900
• Keyword : 1. 고대역 메모리;옵테인 메모리;방사선 입자 주입 시뮬레이션;차세대 메모리 신뢰성;고장 모델링 분석; 2. High-Bandwidth Memory;Optane Memory;Radiation Particle Injection Simulation;Next Generation Memory Reliability;Analysis of Fault Model Generation Mechanism;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 조영태
• 주관연구기관 : 창원대학교
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : Nuclear power plant dismantling technology;Supersonic nozzle;Computational fluid dynamics;Design of Experiments;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 강성구
• 주관연구기관 : 이머티리얼랩
• 발행년도 : 20210900
• Keyword : 1. 히트싱크;열방사계수;대류현상;박막표면접합;고방열 소재; 2. Heat-Sink;Thermal Radiation;Thermal Convection;Thin layered surface;High Thermal performed Material;

연구개요 항암 방사선치료는 최근 가속화된 치료기기 및 치료계획의 기술적인 발달으로 적용범위 및 치료 효율이 크게 향상되었으나 일부 암환자에서의 방사선 치료 저항성과 치료 후 재발 및 전이는 방사선 치료에 있어서의 큰 제한요인임. 본 연구진은 방사선 치료 저항성의 가장 큰 요인인 종양저산소증 및 이로 인한 종양미세환경 변화를 개선하고 항암면역반응 증가를 통한 암의 완치율 향상을 위하여 최근 주목받고 있는 나노기술 기반 방사선 병행치료제를 디자인 하였으며 이를 통하여 방사선치료의 효용성을 개선하고, 방사선 유도 항암면역반응의 기전을 이해하여 새로운 면역-방사선 치료의 가능성을 제시하고자 함. 연구 목표대비 연구결과 연구의 최종 목표 달성을 위해 다음과 같은 세부 목표를 설정하였고 연구 결과를 얻었음. 1. 실험모델/조건 확립 및 최적화 - 종양성장 및 abscopal effect 확인을 위한 면역적격 Hepa1-6 간암 종양 마우스 모델 확립 - 실험을 위한 최적의 방사선량 확인 및 저산소 방사선 조사 실험 셋업 2. 종양 저산소증감소 복합 나노입자의 획득 및 방사선 감작 효과 확인 - MnFe2O4 나노입자(MFN) 제작 및 Hepa1-6간암세포주에서의 방사선감작효과 in vitro와 in vivo에서 확인 3. 면역방사선치료 관련 실험조건 확립 - Abscopal effect 확인을 위한 2-tumor 동물모델 및 유세포 분석 조건 확립 4. Hypoxia 감소 기능성 나노입자에 의한 방사선 감작 효과 확인 - MFN 및 방사선 조사에 의한 종양성장억제와 hypoxia 감소 관련성을 in vitro와 in vivo에서 확인 5. 항원포촉 나노입자(AC-NPs)를 이용한 면역방사선 치료 - 항원포촉 나노입자(MSN)에 의한 방사선 치료 증진 효과 in vivo 확인 6. 저산소증감소 나노입자에 의한 종양 면역 치료 효과 변화 확인 - MFN 처리에 의한 종양세포의 PD-L1 감소 및 종양 조직 내 T-cell 활성 변화 확인 7. 인공면역 나노입자를 이용한 면역-방사선 치료 효과 확인 - MFN-MSN 복합 나노입자 제작 및 성능 평가 확인 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 면역관문억제제를 이용한 면역치료는 암치료의 패러다임을 크게 변화시키고 있으나 반응률이 낮기 때문에 방사선 치료 등이 병용 요법으로 각광받고 있음. 본 연구 과제의 결과물은 항암방사선치료의 가장 큰 장애요인 중 하나인 종양저산소증을 효과적으로 극복하고 정상조직의 영향을 최소화하면서 방사선치료효과를 극대화할 수 있는 새로운 방사선 병행치료제 개발의 중요한 이론적 근거를 제시함. 면역의 인위적인 활성과 종양 저산소증감소가 동시에 가능한 나노입자와 방사선의 병행치료는 기존의 화학-방사선요법이 가진 부작용을 억제하고 항암제의 용량 및 방사선 선량의 자유도를 높여 암환자의 완치 및 생존율을 높일 수 있는 새로운 대안이 될 수 있을 것으로 기대됨. 개발된 플랫폼은 향후 다양한 암종에서 개발중인 면역항암제 또는 방사선감작제의 방사선-면역 치료 효능 검증을 위해 적극 활용될 것으로 기대됨. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박희철
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 면역-방사선치료;종양저산소증;면역엔지니어링 나노입자;항암면역반응;종양미세환경; 2. Radio-immunotherapy;Tumor hypoxia;Immune-enginering nanoparticle;Antitumor immune response;Tumor microenvironment;

연구개요 본 연구팀의 사전예비연구 결과 TRBP는 신경교종세포에서 cancer stem cell의 형성과 증식을 촉진하고 암줄기세포의 활성에 중요한 STAT3의 인산화를 촉진한다는 것이 밝혀졌다. 이는 TRBP가 암줄기세포의 생성과 증식 과정에서 중요한 역할을 하고 있으리라는 것을 암시하는 것이다. 본 연구에서는 STAT3를 포함하는 암줄기 세포 형성에 관여하는 다양한 세포내 신호전달체계와 TRBP 활성간의 관계를 규명하고, TRBP의 발현조절로 암세포의 증식과 전이를 억제할 수 있는지 조사하였다. 이 결과 TRBP가 miRNA biogenesis 비의존적으로 STAT 신호체계를 활성화하여 암세포의 증식, 이동과 침윤 작용을 증진시키며 TRBP의 발현을 억제했을 때 암의 활성을 억제할 수 있음을 관찰하였다. 연구 목표대비 연구결과 ◾ TRBP 유전자 발현 저해 시스템을 구축함 ◾ 효과적인 유전자 전달을 위한 고농축 레트로바이러스 벡터 제작 ◾ Wound healing assay를 이용한 TRBP에 의한 신경교종세포의 migration 증감여부를 조사함 ◾ Invasion assay를 통해 TRBP에 의한 신경교종세포의 침윤 능력 변화를 조사함 ◾ TRBP 발현이 암줄기세포(cancer stem cell)의 줄기세포능(stremness)에 미치는 영향을 조사함 ◾ TRBP 발현에 따른 STAT 신호체계의 하위 표적유전자 발현 변화를 분석함 ◾ TRBP 발현 변화에 따른 STAT 인산화 수준 변화를 분석함 ◾ Nuclear fractionation 기법을 이용하여 TRBP에 의한 STAT의 핵으로의 이동 변화를 관찰함 ◾ TRBP의 RNA 결합능력과 암줄기세포 특성증진 사이의 연관성을 분석함 ◾ TRBP의 암줄기세포 특성 증진이 Dicer/miRNA biogenesis 의존적인지 분석함 ◾ dnMaml1을 이용하여 Notch 신호체계와의 crosstalk 여부를 분석함 ◾ 면역결핍 동물모델을 이용하여 TRBP가 뇌로 이식된 신경교종세포의 증식과 침윤에 미치는 영향을 조사함 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ◾ TRBP 단백질의 활성억제, TRBP 유전자에 대한 발현 저해제, small molecule 등의 개발을 통해 glioblastoma와 같은 치명적인 뇌암의 증식을 억제하는 치료제 개발에 대한 과학적 지식을 제공할 것임 ◾ 즉, 악성 뇌종양에 대한 새로운 치료 접근 방법의 도출이 가능하여, TRBP와 상호작용하는 새로운 ligand의 탐색, TRBP의 발현을 조절하는 기술 등의 약물개발 연구가 진행될 것임 ◾ TRBP의 발현 패턴을 분석해 보면 다양한 조직에서 발현되는 것을 알 수 있음. 이는 TRBP가 본 연구의 암모델인 뇌암뿐 아니라 다른 종류의 고형암, 혈액암 등의 증식에도 영향을 미치고 있을 것이라는 것을 예상할 수 있어, 뇌암에서 시도될 항암요법들이 다른 암종의 경우에도 그대로 적용될 수 있으리라는 것을 위미함 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 윤기정
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 암줄기세포;스탯3;뇌암; 2. Cancer stem cells;STAT3;Brain cancer;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 임광원
• 주관연구기관 : 세기하이텍
• 발행년도 : 20210800
• Keyword : 1. 통신중계기;방열;방열모듈;냉각장치; 2. 5G;Communication repeater;Radiation;Heat pipe module;Cooling system;

□ 연구개발 목표 ○ 빅데이터 분석기술을 이용한 원자력시설 주변 지역 환경방사선(능) 감시 핵심기술 개발 - 방사선/환경변수 측정 빅데이터를 분석하여 방사선 비상 발생 여부를 판별할 수 있는 인공지능 분석 알고리즘 개발 - 공간감마선량률 이외에 방사성핵종을 상시 감시하고 이 방사선 감시정보를 무선 전송할 수 있는 고신뢰도 감시시스템과 이를 활용한 스마트 방사능방재 지원기술 개발 ※ 위탁과제 주관기관이 5세부과제 주관기관으로 변경됨에 따라, 관련 연구목표와 내용을 5세부과제로 이관 □ 연구개발 내용 ○ 1차년도 - 국내외 방사능 재난 비상대응 체계 조사 - 국외 원자력시설 사고 비상대응 과정 조사·분석 - 감시시스템용 통합 MCA 구성요소 결정 및 설계 ○ 2차년도 - 방사선 빅데이터 분석을 위한 인공지능 분석시스템 설계 - 대기/공중/토양 방사선 감시시스템 간 방사선 정보 교환을 위한 데이터프레임 개발 - 펌웨어 및 분석용 S/W용 프로토콜 개발, 통합 MCA 시작품 제작 ○ 3차년도 (※3~6차년도 당초 연구내용 중 위탁기관의 연구내용은 5세부과제로 이관) - 기존 방사선/환경변수 측정데이터 수집·분석 - 시범 원전 주변 지역 위치별 배경방사선 준위 평가 ○ 4차년도 - 방사선 비상 발생 여부 판단 기준 설정 - 동시간대 대기/공중/토양 실시간 측정데이터 연계 분석체계 개발 ○ 5차년도 - 인공지능 기반 방사선 비상 발생 여부 판별 알고리즘 제작 및 성능평가 ○ 6차년도 - 요소기술 간 통합을 위한 모의 현장 평가 및 핵심기술 기초 매뉴얼 작성 (방사선 비상 발생 여부 판별 알고리즘 적용 방법 포함) □ 활용계획 및 기대효과 ○ 실효성 있는 의사결정 지원 핵심기술 개발을 통해, 방사선 비상 발생 시 의사결정자가 신속·정확한 조치가 가능하도록 하며, 주민 안전에 크게 기여함. ○ 단순히 과거 데이터에 의존한 예측 시뮬레이션이 아니라, 과거/실시간 측정데이터를 기반으로 하여 데이터 분석에서 방사선 비상 발생 여부 판별까지 일련의 기능을 자동화함으로써, 국내 방사능 방재 기술 고도화에 기여함. ○ 대부분이 수입되는 환경방사선감시기를 국산화함으로써, 추후 설치·운영된다면 구매와 유지보수 측면에서 외화 절감을 기대할 수 있음. ○ 빅데이터 분석, 인공지능 구현, 방사능 방재, 방사선측정 회로 개발 등 연구개발을 수행하는 동안 다양한 분야의 인력양성이 가능하며, 이를 통해 해당 분야의 장기적인 기술 고도화 발판을 마련할 수 있음. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 문주현
• 주관연구기관 : 단국대학교
• 발행년도 : 20211200
• Keyword : 1. 방사능 비상대응;빅데이터 분석;원자력 시설;인공지능 의사결정;방사선 측정;핵종판별;주민보호;다중채널분석기; 2. Radiological emergency preparedness;Big data analysis;Nuclear facilities;Artificial intelligence decision making;Radiation measurement;Radionuclide discrimination;Resident protection;Multi-channel analyzer;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김병혁
• 주관연구기관 : 서울특별시 보라매병원
• 발행년도 : 20211100
• Keyword : 1. 퇴행성관절염;저선량방사선치료;연골세포; 2. osteoarthritis;low-dose radiotherapy;chondrocyte;mmp13;gdf15;

□ 연구의 목적 및 내용 ○ 코로나바이러스감염증-19가 의심되는 환자에 대하여 SARS-CoV-2 감염여부를 판단하기 위한 목적으로 사용될 체외진단분석기용 NewIon Seq System이다. 코로나바이러스감염증-19 진단을 위해 호흡기 검체 PCR 검사를 하는 19세 이상 성인의 호흡기 검체 및 타액 검체를 대상으로 ‘팔로젠 유전체 NewIon Seq System’을 이용하여 질환의 양성/음성 여부를 파악하고 기존의 호흡기 검체 PCR 대비 임상적 성능을 파악하고자 한다. - 대조 시약은 기허가 검사법 [고위험성감염체유전자검사시약 Allplex™ 2019-nCoV Assay (제조사 씨젠) 제허 20-119 호 RP10243X] - 한국원자력의학원에서 IRB로 임상적 민감도 및 특이도를 평가 - 총 검체는 168개를 진행했지만 확진자 중 Inconclusive4개, 음성 5개는 제외 - 양성자 검체 50개, 코로나19 노출이 없는 피험자 중 음성자 109개 □ 연구 성과 ○ 임상적 민감도 및 특이도 - 임상적 민감도 : 98.0% (49/50)(95% 신뢰구간 : 89.35%, 99.95%) - 임상적 특이도 : 100% (109/109)(95% 신뢰구간 : 96.67%, 100.00%) - 양성 예측도 : 100% (49/49) - 음성 예측도 : 99.09% (109/110)(95% 신뢰구간 : 94.00%, 99.87%) ○ 일치도 평가 - 전체 일치도 : 99.37% (158/159)(95％ 신뢰구간 : 96.55%, 99.98%) - 양성 일치도 : 100% (49/49) - 음성 일치도 : 99.1% (109/110)(95% 신뢰구간 : 94.00%, 99.87%) - Kappa 통계량 = 0.985 □ 연구성과의 활용계획 (기대효과) ○ 타액을 통한 실시간 검사 - 빠른 스크리닝 의료진단이 가능할 것으로 예상 - 코로나 펜데믹에서도 초조기 진단을 통한 감염 확산 및 집단 감염의 위험을 사전에 방지 효과 - 정상적인 사회생활과 경제 활동이 가능할 것으로 예상 ○ 반도체 COMS 공정으로 저가 대량생산이 용이함 (출처 : 국문 요약문 4p)

• 연구책임자 : 한경준
• 주관연구기관 : 팔로젠유한회사
• 발행년도 : 20210700
• Keyword : 1. 전계효과트랜지스터;현장진단기기;바이오마커;유전자증폭장치;랩온어칩; 2. CMOS;POCT;Biomarker;PCR;LOC;

□ 연구개요 본 연구에서는 블랙홀을 향해 자유낙하하는 관찰자 시점을 따라 유효온도함수로 알려진 호킹복사에 대해 연구하였다. 기존의 호킹복사는 사건의 지평면이 존재하고, 블랙홀 외부의 기하가 정적일 것을 요구하는데 반해, 호킹복사의 운동학적 성질로부터 유도된 유효온도함수를 이용하면 관찰자가 측지선을 따라 움직이며 호킹복사가 어떻게 시간에 따라 달라지는지 파악할 수 있다. 이를 이용하면 중력붕괴하는 천체로부터 나오는 양자역학적 복사를 더 깊이 이해할 수 있다. 본 연구에서는 이를 위해 유효온도함수에 대한 이론적 논거를 검증하고, 나아가 가속운동하는 관찰자에 적합한 페인레브-걸스트랜드 좌표계로 쓴 쉬바르츠쉴트 블랙홀에 대한 유효온도함수를 구해 이를 기존의 호킹복사와 비교, 분석하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 블랙홀을 포함한 시공간에서 양자역학적으로 유도된 입자들의 열적 흐름인 호킹복사가 존재한다는 사실이 알려진 이후, 호킹복사의 본성을 이해하기 위한 수많은 연구들이 수행되어 왔다. 최근 호킹복사는 아인쉬타인의 장방정식이 전혀 이용되지 않는 운동학적 효과라는 주장에 더욱 힘이 실리고 있다. 낮은 차원의 휜 공간에서의 호킹효과가 높고 편평한 차원에서의 언누효과와 동등하다는 사실이나 최근 활발히 연구되고 있는 유사중력이론 등은 호킹복사의 운동학적 성질을 통해 얻은 결과들이다. 이러한 점에서 운동하는 관찰자 시점에서의 호킹복사에 대한 연구는 중요한 의미가 있다할 것이다. 본 연구에서는 그 중에서도 관찰자가 측지선을 따라 움직이며 열복사를 어떻게 느끼는지를 시간의 함수로 나타낼 수 있는 유효온도함수를 이용해 쉬바르츠쉴트 블랙홀의 운동학적 측면의 효과를 살펴보려고 한다. 유효온도함수를 이용하면 민코우스키 같은 편평한 시공간에서 시작되어, 열적 흐름의 온도가 상승하는 중간 전이단계를 지나 최종 정적 상태의 블랙홀로 변해가는 과정을 파악할 수 있다. 본 연구에서는 이를 구체적으로 살펴보기 위해 페인레브-걸스트랜드 좌표계로 쓴 쉬바르츠쉴트 블랙홀에 대한 유효온도함수, 호킹복사, 그리고 높고 편평한 공간으로 끼워넣기 등을 연구하였다. 먼저 페인레브-걸스트랜드 좌표계 자체를 보다 깊게 이해하고자 첫째, 페인레브-걸스트랜드 좌표계로 씌인 (3+1)차원의 쉬바르츠쉴트, 라이스너-노드스트롬 블랙홀을 각각 높고 편평한 (5+1), (5+2)차원으로 끼워넣기(global embedding Minkowski spacetime: GEMS) 하였으며, 둘째, 페인레브-걸스트랜드 좌표계를 따라 자유낙하하는 관찰자 시점의 호킹복사와 유효온도함수를 얻음으로써 시간에 따라 호킹복사가 어떻게 진화하는지 살펴보았다. 마지막으로 셋째, 블랙홀의 양자적 본성을 파악하기 위한 기타의 일로 일반화된 불확정성 원리가 보정된 홀로그래픽하게 질량이 있는 쉬바르츠쉴트 블랙홀의 통계역학적 엔트로피에 대한 연구를 수행하였다. 이렇게 얻은 결과를 기초로 첫째, 셋째 과제는 현재 저널에 투고중이며, 둘째 과제는 현재 논문을 작성하는 중에 있다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구는 자유낙하하는 관찰자 시점에 따른 블랙홀의 호킹복사와 유효온도함수를 계산할 수 있음을 보임으로써 이를 근거로 전하를 띤 라이스너-노드스트롬, 회전하는 커 블랙홀 등 보다 다양한 블랙홀의 유효온도함수에 대한 연구를 시도할 수 있으리라 기대한다. 이를 통해 정적 상태의 블랙홀의 호킹복사가 아닌 중력붕괴를 포함한 보다 다양한 중력이론에서의 호킹복사를 이해하는데 도움을 주게 될 것이다. 한편, 페인레브-걸스트랜드 좌표계로 씌인 블랙홀 시공간의 높고 편평한 공간으로의 끼워넣기에 대한 본 과제의 연구결과는 페인레브-걸스트랜드 좌표계가 계량의 비대각선 성분을 포함하는 것에 대한 끼워넣기인 만큼, 지금까지 불가능하다고 알려진 이러한 비대각선 성분을 갖는, 예컨대 회전하는 커 블랙홀이나 회전하는 BTZ 블랙홀 등도 높고 편평한 시공간으로 끼워넣기(GEMS) 할 수 있지 않을까 생각한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김용완
• 주관연구기관 : 전북대학교
• 발행년도 : 20210900
• Keyword : 1. 호킹복사;페인레브-걸스트랜드;유효온도함수;시공간 끼워넣기; 2. Hawking radiation;Painlevé-Gullstrand;effective temperature function;global embedding;