웨어러블 기기의 실용성과 확장성 향상 기대웨어러블 센서 기반 제로샷 인간 행동 인식(Zero-Shot HAR) AI 기술 제안컴퓨터공학전공 임규연 학생가천대학교 컴퓨터공학전공 3학년 임규연 학생이 최근 센서 및 계측 분야 최상위 SCI급 국제 학술지 IEEE Sensors Journal(IF 4.5) 에 제1저자(교신저자: 한양대학교 의공학연구소 이명규 교수)로 논문을 게재했다. 논문제목은 Contrastive Learning for Zero-Shot Human Activity Recognition Using Labeled Simple Actions on Wearable Devices 이며 웨어러블 기기에서 수집된 센서 데이터를 활용한 제로샷 학습(Zero-Shot Learning, ZSL) 기반의 인간 행동 인식 AI 모델을 제안했다.연구는 기존 ZSL 접근법이 속성 주석이나 텍스트 설명 등 외부 의미 정보에 의존하는 한계를 보완하기 위해, 대조 학습 을 활용해 원시 센서 신호로부터 직접 구조화된 임베딩 공간을 학습하는 방법을 제시했다. 이 방법은 시간적 구조적 유사성을 포착해 학습과정에서 관찰되지 않은 복합 활동이나 새로운 Zero-Shot 분류를 수행해 명시적 의미나 정보가 없어도 미지의 활동을 인식할 수 있는 확장가능한 행동인식 시스템의 가능성을 제시했다.이번 연구 성과는 웨어러블 기기의 실용성과 확장성을 크게 향상시킬 것으로 기대된다. 기존 모델이 미리 정의된 활동 클래스에 한정되는 문제를 해결함으로, 향후 헬스케어 재활 모니터링 등 다양한 분야에서 새로운 행동 패턴에 유연하게 적응할 수 있는 기반을 마련했다는 점에서 의미가 크다.논문링크 : https://ieeexplore.ieee.org/document/11184457

연합학습 환경에서 개인화 일반화 균형 기술 제시 세계적 연구진과 공동 성과 AI 소프트웨어학부 박준영 석사과정생, 김선민 학부연구생, 이주형 교수(좌측부터) 가천대학교 AI 소프트웨어학부(IT융합공학과 겸임) 이주형 교수 연구실 소속 박준영 석사과정생의 연합학습(Federated Learning) 환경에서 개인화(Personalization)와 일반화(Generalization) 균형 을 주제로 한 논문이 국제 SCI급 최상위 저널에 연이어 게재 승인됐다. 이 논문들은 모두 Q1급(상위 10%) 저널로, 무선통신 네트워크 및 IoT 분야에서 권위를 인정받는 저널이다.첫 번째 논문은 한국전자통신연구원(ETRI)과 공동연구로 수행됐으며 Def-Ag: An Energy-Efficient Decentralized Federated Learning Framework via Aggregator Clients (공동저자 우성필, 교신저자 이주형 교수)를 제목으로 Elsevier Future Generation Computer Systems, 2025 에 게재됐다. 연구는 데이터 특성에 맞는 개인화 모델과 다양한 데이터를 아우를 수 있는 일반화 성능을 동시에 향상시키는 연합학습 기법을 제안했다. 특히, 제안된 방법은 기존 대비 에너지 소모를 9% 절감하면서 정확도는 10% 향상시키는 성과를 보여, 비용 효율성과 성능 향상을 동시에 달성했다.두번째 논문은 Communication-Efficient Decentralized Federated Learning for Generalization and Personalization over Wireless Networks 을 제목으로 IEEE Wireless Communication Letters, 2025 에 게재됐다. 이 연구에는 학부연구생 김선민 학생이 공동 제1저자로 참여했고, 교신저자로 이주형 교수와 세계적 석학인 난양이공대학 Dusit Niyato 교수(IEEE Fellow) 의 협업으로 완성도를 높였다.이주형 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 축적한 노하우를 바탕으로 개인화 연합학습 기술과 시맨틱 통신, 그리고 MLOps 기술을 지속적으로 고도화해 나갈 계획 이라고 밝혔다.

이새봄 이명회 원생, 총 6,200만원 연구비 지원 받아 컴퓨터공학과 최창 교수, 이새봄 박사과정생, 이명회 석사과정생(좌측부터) 가천대학교 컴퓨터공학과 최창 교수 IIP Lab(Intelligent Information Processing Lab) 소속 대학원생 2명이 한국연구재단이 주관하는 2025년도 박사 석사과정생 연구장려금 지원사업에 최근 선정됐다.박사과정 이새봄 원생은 의료 객체 의미 관계 이해를 통한 해석 가능한 진단 보고서 생성 연구로 향후 2년간 5,000만원을, 석사과정 이명회 원생은 중의적 감정 표현의 불확실성 해소를 위한 의미 정렬 기반 표현 학습 연구로 1년간 1,200만원을 각각 지원받는다.이새봄 원생은 2023년 한국여성과학기술인육성재단(WISET) 여대학원생 '공학연구팀제 지원사업' 심화과정에 선정된 바 있으며, 이명회 원생은 2024년 SCI급 논문을 주저자로 발표하고 자랑스러운 가천인상 등 교내 주요 상을 수상하는 등 연구 성과를 인정받았다.IIP Lab은 지능형 정보처리, 자연어 처리, 의료 정보 분석, AI 보안 등 첨단 인공지능 연구를 수행하고 있으며, 지난해에도 연구장려금 지원사업에서 대학원생 2명이 선정된 바 있다.

간호대학 주지영 교수가 대만 및 홍콩 교수 연구팀과 함께 간호사의 AI 기반 활용 및 인식에 대한 연구논문을 간호학 분야 최고 국제 학술지에 게재했다. 주교수의 연구팀은 병원 간호사들의 환자 케어 및 간호 업무를 할 시에 AI (인공지능)기반 활용에 대한 질적연구 논문들을 바탕으로 체계적으로 문헌 고찰을 하였으며, 이를토대로 간호 실무에서 AI를 어떻게 활용할 수 있을지 제시하였다.이 연구는 가천대학교 간호대학 주지영 교수 (제1저자) 와 Taipei Medical University의 Liu교수 및 Hong Kong University의 Ho 교수가 공동으로 참여한 연구로, 연구 성과는 간호학분야 최고 국제 학술지 Nurse Education in Practice (Q1 저널, 상위 3 %)에 2025년 10월 게재됐다. 논문 제목은 Nurses perceptions of artificial intelligence adoption in healthcare: Aqualitative systematic review 이다.이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 우수연구자지원사업 (RS-2023 0020971812982076870001)을 지원을 받아 수행됐으며, 가천대학교 운동재활융합연구소의 도움을 받았다. 주지영 교수는 향후 AI (인공지능) 기반 간호수행모델개발 및 응용을 확대해 가며, AI기반 간호학 및 간호실무 발전에 연구를 지속적으로 수행할 계획이다.

전통 진단법을 머신러닝 관점에서 해석 진단 첫 단계 표리 구분, AI도 가장 중요한 기준으로 확인 가천대 김창업 교수, 동국대 배효진 교수, 가천대 강봉수 박사과정생(사진 좌측부터) 가천대학교 한의과대학 김창업 교수 연구팀이 한의학의 핵심 진단 과정인 변증(辨證) 을 인공지능(AI) 기법으로 분석해 새로운 해석을 제시했다. 변증은 환자의 다양한 증상을 몇 가지 핵심 기준으로 정리해 진단하는 과정이다. 연구팀은 이를 데이터 분석 기법인 차원 축소 에 빗대 설명했다. 즉, 복잡한 증상을 표리(병의 깊고 얕음) 나 한열(차고 더움) 과 같은 기준으로 단순화해 진단을 쉽게 하는 원리라는 것이다. 연구는 고전 의학서 상한론 에 기록된 임상 사례를 바탕으로 진행됐다. 분석 결과, 진단의 출발점인 표리 구분이 가장 중요한 단계로 나타났다. 표리 구분만으로도 복잡한 증상과 약재 정보를 효과적으로 연결할 수 있었고, 이는 이후 진단과 처방 과정을 합리적이고 효율적으로 만드는 핵심 역할을 했다. 이는 청대 의학자 정국팽이 표리를 먼저 살펴야 한다 고 강조했던 전통적 진단 순서와도 일치한다. AI 의사결정나무 모델 실험에서도 같은 결과가 확인됐다. AI가 증상 정보만으로 약재를 선택하도록 학습했을 때, 첫 번째 질문은 항상 표리 구분이었다. 또 표리 개념을 데이터에 포함하자 처방 예측 정확도도 크게 높아졌다. 연구팀은 이로써 한의학의 주관적 진단 과정을 과학적으로 분석할 수 있는 길이 열렸다고 설명했다. 김창업 교수는 이번 연구는 한의학의 임상 추론 과정을 정량적 객관적으로 분석할 수 있는 기반을 마련한 것 이라며 앞으로 이 연구결과를 바탕으로 한의학의 진단과정을 체계화하고 AI 보조 시스템을 개발해 교육과 임상 현장에서 활용할 수 있을 것 이라고 말했다. 이번 연구는 가천대학교 한의과대학 김창업 교수가 주도했으며, 공동 제1저자인 배효진 박사(현 동국대학교 한의과대학 교수)와 박사과정 연구원 강봉수가 함께 참여했다. 연구 성과는 수학 및 계산생물학 분야 국제 학술지 Computers in Biology and Medicine (IF 6.3, JCR 상위 5.2%) 2025년 10월호에 게재됐으며, 과학기술정보통신부와 교육부의 지원을 받아 수행됐다.

ECM-1 단백질 활용해 기존 진단 한계 극복저농도에서도 높은 민감도로 안정성과 재활용성 입증 전자공학과 Sathish Panneer Selvam 교수(좌측), 조성보 교수(우측) 가천대학교 전자공학과 Sathish Panneer Selvam(사티시 파니어 셀밤 인도) 교수와 조성보 교수가 유방암을 조기에 진단할 수 있는 새로운 전기화학 바이오센서를 개발했다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 Advanced Composites and Hybrid Materials(IF 21.8, 상위 3%) 에 지난달 28일 게재됐다.연구팀은 유방암 조직에서 많이 나타나는 ECM-1 단백질 을 활용해 기존 진단 방식보다 훨씬 민감하고 정확하게 유방암을 찾아낼 수 있는 센서를 구현했다. 이 센서는 매우 낮은 농도의 단백질(0.28 ng/mL)까지 검출할 수 있으며, 3개월 이상 보관해도 성능이 거의 유지될 만큼 안정적이다. 또한 여러 번 반복 사용해도 원래의 성능을 잃지 않는 재활용성도 입증됐다.실제 혈액 샘플을 이용한 시험에서도 기존 유방암 표지자(진행 정도를 알 수 있게 해주는 지표)인 HER2, CA 15-3보다 높은 정확도를 보였고, 세포 실험을 통해 ECM-1이 유방암 진행과 관련 있음을 확인했다.이 연구는 가천대학교 한국연구재단 (NRF-2023R1A2C1003669), 환경부 (G232021010381)의 연구지원을 받아 수행했다.□ 논문 링크: https://doi.org/10.1007/s42114-025-01412-z□ 조성보 교수 연구실 홈페이지: https://sites.google.com/site/biomemsandbioimpedance

▲김하진학생일반대학원 보건과학과 방사선학 전공 김하진 박사과정 (지도교수 이영진) 학생은 한국연구재단에서 주관하는 2025년도 박사과정생연구장려금 지원사업 (2년형)에 선정되었다. 본 사업은 박사과정생의 박사학위 논문 연구와 관련된 창의적 도전적 아이디어 연구 지원을 목적으로 매년 운영되고 있다. 연구 주제는 전산화단층촬영 영상 기반 혼합형 플라크의 정량화 기술이 적용된 관상동맥 질환의 진행도 예측 모델 개발 로서 연구가 성공적으로 수행된다면 기존 관상동맥 CT 영상의 플라크 질환 중증도 및 진행 경과 예측의 한계를 극복하여 관상동맥 질환의 심각도 및 진행도 예측 모델을 개발함으로써 관상동맥 질환의 발생률 및 사망률 감소에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 총 지원 연구비는 5,000만원이며, 김하진 학생이 연구책임자로서 2025년 9월부터 2027년 8월까지 총 2년간 연구를 수행할 계획이다. 김하진 학생은 학부생 시절부터 X선 및 CT 영상 화질 개선을 위한 3D 프린팅 기술 및 딥러닝 접근법과 관련한 연구에 관심을 가지고 있었고, 특히 현재는 심혈관 질환의 진단 정확도 향상과 관련하여 기존 진단법의 한계점을 극복하는 통합 소프트웨어를 구축하는 연구를 수행중입니다. 이에 본 과제가 제가 추진하고 있는 다양한 연구내용을 추진하는데 큰 도움이 될 수 있을 것으로 기대합니다. 지도교수님과 함께 큰 도움을 주신 의료영상 및 공학연구실 (Medical Imaging Engineering Laboratory, MIEL) 식구분들께 감사드리고 성공적으로 연구를 수행하여 좋은 결과물을 얻을 수 있도록 노력하겠습니다. 라고 말했다.

▲왼쪽 문장원 학생방사선학과 문장원 학생(3학년, 지도교수 이영진)이 지난 8월 26일 한국방사선진흥협회에서 주관하는 제3회 방사선 기술 활용 창의융합 아이디어 경진대회 에서 장려상을 수상하였다. 본 경진대회는 미래 방사선기술 인재의 창의적인 기술 아이디어를 발굴 및 포상하여 방사선 융합기술로서 가치 확산 및 젊은 과학자 육성에 기여하기 위한 목적으로 과학기술정보통신부가 후원하였다. 서류 심사 및 예선과정을 거쳐 총 9개 팀이 본선에 진출하였으며 문장원 학생은 실시간 위치 및 선량 감지 시스템 기반 카드형 디바이스 RayGuard 라는 주제로 발표하였다. 최근 방사선 기기가 작동 중인 진단의료 검사실에 부주의로 인한 피폭 사고가 발생하고 있는 문제를 해결할 수 있는 목걸이형 카드 디바이스가 개발된다면 보호자 피폭 예방과 병원 내 효율적인 안전 관리가 가능한 점을 착안하여 아이디어를 고안하였다. 금번 경진대회에서는 제출된 아이디어 전체를 사업의 실현 가능성 및 창의성을 고려하여 평가를 진행하였고 여러 기관의 전문가들의 모의 투자액 순으로 최종순위가 부여되었다. 제안된 문장원 학생의 아이디어는 높은 현실 적용 및 발전 가능성을 인정받아 장려상을 수상하였으며 1,000,000원의 상금을 수여받았다.

복합 산화물 소재 연구, 국제 저명 학술지 연속 게재로 연구 성과 세계적 인정 가천대학교 반도체공학과 엄기태 교수(사진 좌측)와 본 연구의 모식도(사진 우측) 가천대학교 반도체공학과 엄기태 교수 연구팀이 아주대학교 물리학과 이형우 교수팀과 공동으로 복합 산화물 소재를 활용한 차세대 일렉트로닉스 응용 가능성을 제시했다. 연구팀은 복합 산화물 소재를 활용해 근적외선(눈에 보이지 않는 적외선 영역) 빛을 더 잘 감지할 수 있는 센서를 개발했다. 원자 단위 수준에서 소재의 구조를 정교하게 설계한 결과, 기존보다 감도가 13배 이상 향상되고 불필요한 전류는 크게 줄였다. 이번 연구 결과는 나노과학 및 나노기술 분야 국제학술지 ACS Nano(IF 16) 에 지난해 12월 게재됐다. (논문명: Atomic-Scale Interface Modification in Complex Oxide Heterojunctions for Near-Infrared Photodetection) 또 다른 성과로는 복합 산화물 구조에서 매우 안정적인 양자 시스템(TLQS)를 제안해 이를 바탕으로 물리적 난수 발생기 를 구현한 것이다. 난수 발생기는 암호화, 보안, 인공지능 학습 등 다양한 분야에서 꼭 필요한 기술로, 연구팀은 해당 기술을 이미지 초해상도 신경망 학습에 적용해 기존 소프트웨어 방식보다 더 정확하고 빠른 성능을 보여주었다. 이 연구결과는 자연과학 분야 국제학술지 Nature Communications(15.7) 에 지난달 1일 게재됐다. (논문명: Highly Stable Two-Level Current Fluctuation in Complex Oxide Heterostructures) 엄기태 교수는 우리 연구팀은 복합 산화물 소재의 전자적 양자적 특성을 정밀하게 규명하고 이를 응용할 수 있는 방법을 연구하고 있다 며 이번 성과는 차세대 반도체와 전자소자 발전에 필요한 기초 연구의 중요성을 보여주는 사례로, 앞으로도 관련 분야의 새로운 가능성을 열어갈 것 이라고 밝혔다. □ 엄기태 교수 연구실 홈페이지: https://sites.google.com/view/complexoxidelab/

고함량 Ni 전고체 전지 상용화 앞당길 고체 전해질 원천 기술 제시 신소재공학과 김하은 박사과정생 가천대학교 신소재공학과 강하은 박사과정생(지도교수 윤영수, 에너지재료연구실 EML)의 초고용량 이차전지 구현을 위한 고합량Ni 양극 성능 향상에 적용할 수 있는 혁신 신소재 개발 연구 성과가 국제학술지에 게재됐다. 연구논문은 Recent Progress in Tailoring Ni-Rich Layered Oxides via Coating and Doping Strategies for Enhanced Lithium-Ion Battery Performance 으로 에너지 및 소재분야 최고의 국제 학술지인 Applied Surface Science Advances (2024년 JCR 기준 상위 4.3%)에 최근 게재 확정됐다. 이번 연구는 현재까지 발표된 많은 기술에 비해 고함량Ni 양극재의 용량과 안정성 확보를 위한 새로운 방향성을 제시했다는 점에서 공학적 중요성을 인정받았으며, 특히 대부분의 연구 방향성이 단순 도핑이나 복합화에 머무른 반면 신소재의 대표적 기술인 코팅 기술을 적용함으로써 기존 방법의 한계를 극복하고 기술적 차별성을 확보하였는 점에서 학문적, 기술적 의미가 크다. 코팅 기술이 적용된 초고안정 고함량 Ni 양극 입자의 구조를 나타낸 Illustration 연구모식도 그동안 차세대 초고용량 이차전지 구현을 위해 고함량 Ni 양극재는 필수적이지만, 용량 확보와 안정성 문제를 동시에 해결하지 못하는 한계가 있었다. 연구팀은 기전 도핑과 더불어 표면 코팅 기술을 병행하여 적용, 전지의 용량 향상뿐 아니라 장기 사용 안정성까지 확보할 수 있음을 규명하였다. 이는 학계와 산업계가 직면한 난제를 해결할 수 있는 새로운 돌파구로 평가된다.이번 성과는 강하은 박사과정생이 산업통상자원부 산하 한국산업기술진흥원(KIAT)의 지원으로 미국연수 후 1년만에 달성한 것이다. 윤영수 교수는 이번 연구는 학술적 파급력뿐 아니라 산업 적용 가능성을 동시에 검증한 의미 있는 성과 라며 안정성이 극대화된 초고용량 고함량 Ni 양극재 상용화를 앞당길 핵심 기술로 발전시켜 나가겠다 고 밝혔다.

전고체 전지 상용화 앞당길 고체 전해질 원천 기술 제시 신소재공학과 강하은 박사과정생, 김민욱, 이지현 석사과정생(사진 좌측부터) 가천대학교 신소재공학과 윤영수 교수 연구팀이 전고체 이차 전지 구현을 위한 고체 전해질 개발 성과를 에너지 변환 및 관리 분야 국제학술지 Energy Conversion and Management: X(2024년 JCR 기준 상위 3.5%) 에 지난 11일 게재했다. 이 연구는 에너지재료연구실(EML) 소속 강하은 박사과정생, 김민욱 이지현 석사과정생이 참여했으며, 고체 전해질의 실용적 성능 검증과 양산 가능성까지 고려한 원천 기술을 제시했다. 특히 활물질과의 복합화 및 장기 안정성 확보를 위한 전구체 선택 기술을 통해 산업 적용 가능성을 입증했다. 연구모식도(고체 이차 전지를 위한 고체 전해질 합성 시 전구체의 영향) 전고체 전지는 기존 이차 전지의 용량 한계와 안정성 문제를 극복할 차세대 기술로 주목받고 있으나, 고체 전해질의 상용화에는 기술적인 한계가 있었다. 윤 교수팀은 이온 전도도 향상뿐 아니라 활물질과의 복합체 구성 및 장기 안정성을 확보하는 전구체 설계 기술을 독자적으로 개발해 학계와 산업계의 주요 과제를 해결할 실마리를 제시했다. 윤영수 교수는 이번 연구는 학술적 파급력뿐 아니라 산업 적용 가능성을 검증한 의미 있는 성과 라며, 전고체 전지 상용화를 앞당길 핵심 기술로 발전시켜 나가겠다 고 밝혔다. 이번 연구는 산업통상자원부 산하 한국산업기술진흥원(KIAT)의 해외연수 프로그램 지원을 받아 수행되었다.

열 수분 마찰전기 수확하는 차세대 에너지 하베스터 개발 5년간 최대 45억 원 지원, 헬스케어 전자 소재 융합연구 본격화 김대건 가천대학교 화공생명배터리공학부 교수(사진 좌측), 무전원 웨어러블 IoT 헬스케어 플랫폼 개발 개략도 (사진 우측) 가천대학교 화공생명배터리공학부 김대건 교수 연구팀이 과학기술정보통신부의 2025년 미래개척융합과학기술개발 사업 중 미래유망융합기술파이오니어 과제에 주관연구기관으로 최종 선정됐다. 해당 과제는 평균 경쟁률 10대 1을 기록했으며, 7월부터 최대 4년 6개월 동안 총 45억 원의 정부지원을 받는다. 김 교수는 주관연구책임자로서, 열 수분 마찰전기를 동시에 수확할 수 있는 차세대 에너지 하베스터를 기반으로 한 무전원 웨어러블 IoT 플랫폼 개발을 이끈다. 본 과제는 가천대를 중심으로 ▲고려대(조진한 교수) ▲광운대(이기원 교수) ▲㈜피지오닉스(최형민 대표) ▲아주대(박성준 교수) ▲한국전자기술연구원(유찬세 박사) ▲㈜씨어스테크놀로지(채정훈 이사) 등이 참여하는 산 학 연 공동연구로 진행된다. 기존 에너지 하베스팅 기술은 환경 대응력의 한계로 상용화에 어려움이 있었으나, 이번 연구는 다양한 환경에서 작동 가능한 하모닉 에너지 하베스터 개발과 함께 회로 센서 통신 기술을 융합해 무전원 웨어러블 심전도(ECG) 측정 디바이스를 개발 실증할 예정이다. 이는 심근경색이나 부정맥 환자의 장기 모니터링에 활용될 수 있다. 김대건 교수는 이번 연구는 에너지 하베스팅 기술을 실생활에 직접 응용하는 전환점이 될 것 이라며 헬스케어를 넘어 고층건물, 플랜트, 재난현장 등 다양한 분야로의 확장을 통해 충전 없는 무선 디바이스 구현에 기여하겠다 고 밝혔다.

가천대학교 바이오나노학과 김문일 교수 연구팀이 KAIST 이진우 교수, 서울대학교 한정우 교수 연구팀과의 공동연구로 넓은 pH 범위에서 선택성이 우수한 과산화효소 모방 활성을 가지는 루테늄 단일원자 나노자임(nanozyme)을 개발하고, 이를 활용한 종이 기반 바이오센서 기술을 구현하는 데 성공했다.연구성과는 Breaking the Selectivity Barrier of Single-Atom Nanozymes Through Out-of-Plane Ligand Coordination 을 제목으로 재료과학 분야 최고 권위 학술지 Advanced Materials (IF: 26.8) 에 지난 6일 온라인 게재됐다. 바이오나노학과 연구교수인 Phuong Thy Nguyen 박사가 공동 제1저자로 참여했다.최근 과산화효소를 대체할 수 있는 나노자임 연구가 활발히 진행되고 있다. 단백질 효소는 낮은 안정성과 높은 생산비용 등의 한계가 있으며, 이를 극복하기 위해 단일원자 나노자임(single-atom nanozyme)이 차세대 대안으로 주목받고 있다. 그러나 기존 단일원자 나노자임은 대부분 산성 환경에서만 활성을 보이며, 중성 pH 이상에서는 카탈레이즈(catalase) 활성이 함께 나타나 과산화효소로서의 기능이 저하되는 문제가 있었다.연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해, 염소 리간드가 결합된 루테늄 단일원자 활성자리(RuNC_Cl)를 갖는 새로운 나노자임을 개발했다. 범밀도함수이론(Density Functional Theory, DFT)을 통한 자유에너지 계산을 통해, 해당 구조가 카탈레이즈 활성을 억제하고 과산화효소 활성을 선호함을 규명했다. 개발된 루테늄 단일원자 나노자임은 포도당 산화효소 등 다양한 산화효소를 기공 내에 포집한 후 종이에 고정화할 수 있어, 다양한 바이오마커를 간편하게 동시에 분석할 수 있는 종이 미세유체 기반 비색 바이오센서로 구현되었다. 이 센서는 동전 크기로 소형화되었으며, 스마트폰 앱을 통해 비색 신호를 정량 분석할 수 있는 간편한 현장 진단 기술을 제공한다.김문일 교수는 이번에 개발된 루테늄 단일원자 나노자임은 넓은 pH 조건에서도 뛰어난 과산화효소 활성을 유지하고, 우수한 선택성을 보여 생체 진단용 센서에 폭넓게 활용될 수 있다 고 말했다.이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 대학중점연구소사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구팀은 향후 더욱 향상된 효소 기능을 갖춘 신규 나노자임 개발을 통해 생물공학 전반으로 응용을 확대해 나갈 계획이다.바이오나노학과 김문일 교수 / Phuong Thy Nguyen 연구교수

가천대 휴먼보건과학융합연구소(소장 김지연, 운동재활학과 교수)는 지난 7월 4일과 5일에 인스파이어 엔터테인먼트 리조트에서 한국연구재단의 후원으로 Management of Frailty and Sarcopenia(노쇠와 근감소증 관리) 를 주제로 한 2025 국제학술대회를 성공적으로 개최했다. 이번 컨퍼런스는 노쇠와 근감소증을 다학제적 관점에서 접근하고 실천 가능한 건강관리 방안을 논의하기 위해 마련됐다.더불어 세계에서 최단기간 초고령사회에 진입한 국내 문제의 이슈를 글로벌적 관점에서 바라보고 연구의 협력과 글로벌 연구의 발전을 위해 국내외 석학을 모시는 국제학술대회의 장이 되었다. 1일차에는 근감소인식확산의 연구 성과를 바탕으로 지속적 실천을 위한 디지털치료제의 역할, 근기능의 다양한 평가를 위해 호흡근, 구강기능 등의 다기능과 근감소의 연관성에 대해 토의하는 시간을 마련하였다. 2일차에는 국내외 석학의 특강으로 진행되었다. 미국 Texas A M University-San Antonio의 Sukho Lee 교수와 홍콩 The Chinese University의 Cindy Sit 교수 등 해외 석학들이 직접 참여해 최신 연구 성과를 공유했으며, 성균관대학교의 지성환 연구원과 가천대학교 박상희 교수는 국내 현장의 생생한 연구 사례를 발표해 국제적 협력을 강화했다.1부의 Key note에서 Sukho Lee 교수는 동물 모델을 이용한 근감소증 예방전략을 주제로 발표했으며, Cindy Sit 교수는 신체적 장애 아동의 건강 불평등 해소를 위한 학교 기반의 신체활동 중재 방안을 제시했다. 국내에서는 지성환 연구원이 노년내과의 관점에서 고령자의 노쇠 관리와 디지털 헬스케어를 접목한 연구를 소개했고, 박상희 교수는 여성의 관절 역학 및 근 활성화에 미치는 가변 저항 밴들의 효과를 다뤘다. 이를 토대로 △근감소증 및 노쇠 예방을 위한 임상 적용 가능성 △학교 기반 건강 중재 프로그램의 확대 방안 △다학제적 협력의 중요성과 실천 전략 △현장 적용 시 장애 요소 극복 전략 등에 대해 심도 깊은 토론과 논의가 이어졌다.김지연 소장은 고령화가 급속히 진행되는 현재, 노쇠와 근감소증은 더 이상 개인적 문제가 아닌 사회적 차원의 도전 과제가 됐다 며 이번 컨퍼런스를 통해 다양한 분야의 연구자들이 협력해 실질적이고 지속 가능한 건강관리 솔루션을 만들어가는 계기가 될 것으로 기대한다 고 밝혔다.이번 컨퍼런스는 2022 한국연구재단 글로벌인문사회연구소지원과제: 국내형 선정 과제로, 한국연구재단의 지원을 받아 열렸다.

전도도 유지하며 20% 이상 환경 안정성 개선 차세대 유연 전자소자 응용 기대 가천대 김대건 교수, 포항공대 조길원 교수, 서울대 손창윤 교수(사진 좌측부터) 가천대학교 화공생명배터리공학부 김대건 교수 연구팀이 전도성과 환경 안정성을 동시에 향상시킬 수 있는 전도성 고분자 도핑 기술을 개발했다. 이번 연구는 포항공대 조길원 교수, 서울대 손창윤 교수와의 공동연구로 수행됐다. 전도성 고분자는 전기를 흐르게 하는 고분자 소재로, 전자기기나 웨어러블 센서 등 유연 전자소자에 널리 활용된다. 전도성을 부여하기 위해 도핑 공정이 필수지만, 도핑 효율이 높을수록 불안정한 반대이온이 생성돼 환경 안정성이 떨어지는 한계가 있다. 이온 교환 도핑을 통한 전도성 고분자에서의 높은 도핑 효율과 환경안정성 확보 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해, 먼저 염화철(FeCl₃)을 사용해 고분자를 도핑한 뒤, 생성된 불안정한 음이온([FeCl₄]⁻)을 크고 안정적인 dodecylbenzenesulfonate([DBS]⁻) 이온으로 교체하는 2단계 음이온 교환 공정 을 새롭게 고안했다. 이 과정에서 도핑과 음이온 교환에 각각 적합한 용매 선택이 중요한 역할을 했다. 연구 결과, 극성 용매인 아세토니트릴을 도핑에, 비극성 용매인 헥산을 음이온 교환에 활용할 때 가장 효과적인 성능을 보였다. 이 기술을 적용한 고분자는 100 S/cm 이상의 전도도를 유지하면서도, 기존 방식 대비 20% 이상 향상된 환경 안정성을 확보했다. 분자 시뮬레이션 분석을 통해, 비극성 용매 환경에서는 안정적인 음이온 결합이 유도돼 도핑 효과가 더 오래 유지된다는 점도 확인했다. 김 교수는 이번 연구는 전기전도도와 환경 안정성이라는 두 가지 성능을 동시에 높일 수 있는 새로운 방식을 제시한 것 이라며 유연 전자기기나 웨어러블 기기처럼 외부 환경에 노출되는 차세대 전자소자용 소재 개발에 기여할 수 있을 것 이라고 말했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 산하 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며, 재료과학 분야 국제학술지 Journal of Materials Chemistry A(IF 9.5) 2025년 5월호에 게재됐다.

가천대학교 물리치료학과 김웅범, 임정택 학생(4학년, 지도교수 배영숙)이 연구에 제1 저자로 참여했다. 이 논문은 세계적으로 영향력 있는 SCIE급(Q1) 국제 학술지 Scientific report 에 Predicting fall risk through step width variability at increased gait speed in community dwelling older adults 라는 제목으로 지난달 15일 게재되었다. ▲왼쪽부터 임정택학생, 배영숙교수, 김웅범학생이 연구는 노인에서 낙상 위험 예측 지표로 보행이 일정하지 않은 정도를 나타내는 보행 변이성(gait variability) 의 중요성을 규명하였으며, 특히, 편안한 속도보다 빠른 속도 모두에서 보폭 간격(step width)의 변동성이 낙상 위험을 예측하는 가장 핵심적인 지표임을 밝혀냈다. 이는 기존에 보행 속도와 같은 변수만으로는 파악하기 어려웠던 낙상 위험을 보다 정밀하게 예측할 수 있는 중요한 단서를 제공한 것이다. 김웅범, 임정택 학생은 "앞으로 가천대학교 일반대학원 물리치료학과 석사과정에 진학해 해당 연구를 지속할 계획"이라며 소감을 전했다.

쉬운 과제는 단순한 뇌 영역에, 어려운 과제는 복잡한 영역에 저장AI 이론으로 뇌의 기억 저장 방식 규명, 네이처 커뮤니케이션스 게재 가천대 배효진 박사(공동1저자), 서울대 서재우 학생(공동1저자), 가천대 김창업 교수(공동교신저자), 서울대 김상정 교수(공동교신저자)(사진 좌측부터) 국내 연구진이 인공지능(AI)의 학습 원리를 뇌과학에 적용해, 과제의 난이도 가 뇌 속 기억의 저장 방식에 직접적인 영향을 준다는 새로운 원리를 밝혀냈다. 이번 연구는 가천대학교(총장 이길여) 한의과대학 김창업 교수와 서울대학교 의과대학 김상정 교수 공동연구팀이 수행했으며, 가천대 배효진 박사와 서울대 서재우 학생이 공동 제1저자로 참여했다. 연구 성과는 지난 1일 자연과학 분야 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications, IF:16.6)에 게재됐다.연구팀은 AI 분야에서 활용되는 편향-분산 트레이드오프(bias-variance tradeoff) 개념을 소뇌의 기억 저장 메커니즘에 적용했다. 뇌의 운동 학습과 기억을 담당하는 소뇌는 복잡한 구조의 소뇌 피질 과 단순한 구조의 소뇌 핵 으로 구성되며, 연구팀은 이 두 시스템이 과제 난이도에 따라 서로 다른 방식으로 기억을 저장한다는 사실을 이론적 모델과 생쥐 실험을 통해 입증했다.실험 결과, 비교적 쉬운 과제인 안구 운동 반사(OKR) 를 학습한 쥐는 시간이 지나도 복잡한 소뇌 피질 없이 단순한 소뇌 핵만으로도 기억을 유지할 수 있었다. 반면, 난이도가 높은 전정안구 반사(VOR) 를 학습한 쥐는 소뇌 피질의 기능을 억제하자 학습 효과가 크게 감소해, 어려운 과제일수록 보다 정교하고 복잡한 뇌 영역에 기억이 저장됨을 보여줬다.또한 연구팀은 어려운 과제일수록 훈련 당시의 환경과 조건에서만 기억이 발휘된다 는 점도 이 실험을 통해 입증했다. 어려운 과제(VOR)를 학습한 쥐는 훈련 조건에서만 학습 효과를 보였지만, 쉬운 과제(OKR)를 학습한 쥐는 다양한 조건에서도 학습 효과가 나타나는 일반화 현상이 확인됐다. 복잡한 수영 기술을 배운 사람은 특정 환경(수심, 수온 등)에서만 익숙한 동작을 잘 해낼 수 있지만, 쉬운 기술은 상황이 달라도 쉽게 응용할 수 있는 것과 유사하다.연구팀은 이와 같은 뇌의 작동 원리가 AI 시스템 설계에도 응용될 수 있다고 밝혔다. 복잡도와 자원 소모를 고려해 학습 시스템을 과제에 따라 유동적으로 조절하는 전략은, 현재 AI가 직면한 에너지 효율성 문제와 평생학습 구현에 실마리를 제공할 수 있다.김창업 교수는 기존에 설명되지 않던 기억 저장 현상을 과제 난이도라는 하나의 원리로 통합적으로 설명한 점이 이번 연구의 핵심 이라며, AI와 뇌과학의 접목이 양 분야 모두에 새로운 가능성을 열어줄 것 이라고 밝혔다.이번 연구는 과학기술정보통신부와 교육부가 지원하는 한국연구재단의 뇌과학원천기술개발사업 , 바이오 의료기술개발사업 , 기초연구사업 의 지원을 받아 수행됐다.□ 논문 링크: https://www.nature.com/articles/s41467-025-60511-z.epdf?sharing_token=NA7p05QVNei_zGG_gQS3EdRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0NjKXODnuSvqsWh_BcOr3p1knbeUKZHMDfAAiU8Q-kDlpg6iflnGMoDstc4nYzMSpb9R_DKPM4AsK2hYMbHCTpx3KOZo4TBLP8C2cdZ01c-YN2v8uqbJ8RCrm7pPQt7ks0%3D

▲신일항 교수가천대학교 회계세무학과 신일항 교수가 지난 5월 30일 단국대학교에서 열린 한국경영사학회 춘계학술대회에서 우수 논문상을 받았다. 수상논문은 일반대학원 회계세무학과 박사과정 이은미 대학원생(국회 예산결산특별위원회 입법조사관)과 공저했다. (사)한국경영사학회는 창립 40주년을 맞은 관련 분야 국내 최고 학회로 이번 학술대회에서는 관련분야 전문가와 연구자, 대학원생 및 대학생들의 활발한 토론과 참여가 이어졌으며 경영 경제 역사를 아우르는 논의가 오갔다.

AI로 복잡한 구조 예측 설계 메타물질 설계 자동화 실현 기계공학전공 김남중 교수와 최한솜 학부연구생(사진 좌측부터) 가천대학교 기계공학전공 김남중 교수 연구팀과 서울대학교 수리과학부 홍영준 교수 공동 연구팀이 자연에 존재하지 않는 새로운 물성을 구현할 수 있는 메타물질 을 인공지능으로 설계하는 기술을 개발했다. 이번 연구에는 가천대 기계공학과 4학년 최한솜 학부연구생도 참여했다.연구팀은 해석 가능한 생성형 인공지능 모델 을 이용해 복잡한 구조의 메타물질을 자동 설계할 수 있는 기술을 제안했다. 메타물질은 자연에는 없는 특이한 구조와 성질을 가지는 인공 소재로, 예를 들어 충격을 효과적으로 흡수하는 자동차 범퍼, 강하면서도 유연한 로봇 관절, 뼈와 비슷한 성질을 지닌 인공 임플란트 등에 활용될 수 있다.이번 연구에서는 인공지능이 구조체의 기계적 특성(강도, 유연성 등)을 스스로 예측하고, 원하는 성능을 낼 수 있도록 구조 형상을 조절하는 방법을 제시했다. 특히, 구조의 내부 설계를 조정해 가볍지만 튼튼한 구조를 설계할 수 있으며, 다양한 산업 분야에 쉽게 적용할 수 있는 것이 특징이다.김남중 교수는 이번에 개발한 기술은 항공우주, 의료용 임플란트, 로봇공학 등 다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 잠재력을 가지고 있다 며 특히 복잡한 구조물의 설계를 보다 효율적이고 정밀하게 수행할 수 있어, 향후 산업 전반에 의미 있는 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다 고 말했다.이 연구는 Physically interpretable discrete latent representations for the design of advanced mechanical metamaterials in complex geometries(복잡 형상의 고급 기계적 메타물질 설계를 위한 물리적으로 해석 가능한 이산 잠재 표현) 라는 제목으로 SCI(E)급 국제학술지 Engineering Applications of Artificial Intelligence에 지난달 3일 게재됐다.□ 논문 링크: https://doi.org/10.1016/j.engappai.2025.111011

▲박준영 박사이길여 암 당뇨연구원의 박준영 박사(지도교수 강동우)가 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 2025년 세종과학펠로우십 사업에 최종 선정됐다. 박준영 박사는 가천대학교 융합의과학원에서 석 박사 학위를 취득하였으며, 그간 우수한 SCI(E) 저널에 제1 저자로 다수의 논문을 게재하며 연구 역량을 입증해 왔다. 가천대학교 융합의과학원(Gachon Advanced Institute for Health Sciences Technology, GAIHST)은 의과학과 의료산업을 이끌 인재 양성을 위해 2016년 신설되어(초대 원장 정명희) 대학원 경쟁력을 높이기 위해 첨단 의과학 수업 프로그램들을 제공하고 있다. 박준영 박사는 역분화줄기세포 유래 세포외 소포체를 이용한 흡입형 종양 백신 개발에 관한 연구는 높은 실현 가능성과 임상 적용 가능성에서 우수한 평가를 받아 이번 펠로우십 선정으로 이어졌다. 세종과학 펠로우십은 기존 대통령 포스트닥 펠로우십(President Postdoctoral Fellowship)의 후속 사업으로, 세종대왕의 과학 진흥 정신을 계승한다는 의미를 담아 명칭이 개편되었다. 본 사업은 국내 젊은 박사 후 연구자들이 자율적이고 독립적인 연구를 수행하며, 새로운 연구 분야를 개척하고 국가 핵심 과학기술 인재로 성장할 수 있도록 5년간 약 6억 5천만 원의 연구비를 지원한다. 박준영 박사는 "이번 세종과학 펠로우십 선정을 계기로 첨단 의과학 분야에서 의미 있는 성과를 도출하고, 가천대학교 이길여 암 당뇨 연구원에서의 연구를 통해 의과학의 발전에 기여하겠다"고 향후 포부를 밝혔다. 박준영 박사의 지도교수인 의과대학 강동우 교수는 "세종 펠로우십 과제를 통하면 해외 박사후과정 경험을 굳이 하지 않아도 국내 교육기관에서도 세계적 연구 경쟁력을 갖출 수 있다"라며 "R and D 예산 감축으로 인하여 교수들 및 젊은 연구자들이 모두 어려움을 겪고 있지만 세종 과제 수주를 통하여 교수급 인력을 배출할 수 있는 초석이 될 것"이라고 말했다.