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KAIST 사족보행로봇 '라이보2' 장거리 주행 연구, 네이처 게재

KAIST는 황보제민 기계공학과 교수 연구팀의 사족보행로봇 '라이보2(RAIBO2)' 장거리 주행 연구가 현지시간 23일 국제학술지 네이처 본지에 게재됐다고 밝혔다. 라이보2는 2024년 11월 상주 곶감 마라톤 대회에서 배터리를 충전하거나 교체하지 않고 42.195km를 4시간 19분 52초에 완주했으며, 연구팀은 이를 사족보행로봇의 실제 마라톤 풀코스 완주 첫 사례라고 설명했다. 논문은 모터·전장·기계 구조 등에서 발생하는 로봇 전체의 에너지 손실을 분석하고 기계 구조, 전장, 구동장치, 제어 시스템을 함께 설계한 내용을 담았다. 연구팀은 주행 중 전압·전류·온도·배터리 상태를 실시간 측정하고 GPS 기반 위치·속도·고도 정보와 연동해 4시간 이상의 상태 변화를 기록했다. 해당 연구실에서 출발한 KAIST 교원창업기업 라이온로보틱스는 기계 구조, 전장, 소프트웨어, AI, 모터 드라이버를 자체 개발해 양산 기술을 개발하고 있다.

9월 27일

효율·산업 탈탄소이뉴스투데이

KAIST 사족보행로봇 '라이보2', 마라톤 풀코스 완주 연구 네이처 게재

황보제민 KAIST 교수팀은 네발 로봇 '라이보2(RAIBO2)'의 장거리 주행 기술이 국제학술지 네이처에 게재됐다고 24일 밝혔다. 라이보2는 2024년 11월 경북 상주 곶감 마라톤에 참가자로 등록해 42.195km 풀코스를 4시간19분52초에 완주했으며, 주행 중 배터리 교체나 충전은 없었다. 연구팀은 개별 부품 효율 개선이 아닌 기계 구조·전기 시스템·구동장치·보행 제어를 하나의 시스템으로 최적화하는 방식으로 에너지 손실을 줄였다. 주행 중 전압·전류·온도·배터리 상태를 실시간 기록하고 GPS로 위치·속도·고도 정보를 수집해 실측 데이터를 확보했다. 공동 제1저자로 KAIST 기계공학과 이충인 박사와 염동훈·박정수 학생이 참여했으며, 황보 교수는 '라이온 로보틱스'를 창업해 운영 중이다.

9월 24일

효율·산업 탈탄소헬로디디

KAIST, 대장균으로 바이오 기반 핫멜트 접착제 소재 생산

KAIST는 이상엽 생명화학공학과 특훈교수 연구팀이 대장균의 유전자와 대사과정을 조절해 포도당으로부터 새로운 바이오 기반 고분자를 생산했다고 17일 밝혔다. 연구팀은 이 고분자를 핫멜트 접착제(HMA) 소재로 활용할 수 있음을 확인했다. 핫멜트 접착제는 열을 가하면 녹고 식으면 굳는 접착제로 택배 상자, 가구, 전자제품, 자동차 등에 쓰인다. 기존 핫멜트 접착제는 대부분 석유 유래 고분자를 원료로 한다.

9월 17일

효율·산업 탈탄소헬로디디

KAIST-롯데 R&D센터 준공, 탄소중립·바이오 연구 거점 조성

KAIST는 지난 11일 대전 본원에서 'LOTTE x KAIST R&D CENTER' 준공식을 개최했다고 13일 밝혔다. 센터는 롯데그룹이 지원한 건축기부금 100억원과 KAIST 생명화학공학과 자체 기금 등을 투입해 지하 1층, 지상 6층, 연면적 약 4298㎡ 규모로 건립됐다. 연구는 바이오 지속가능성, 탄소중립 에너지·소재·공정, 첨단 식품·헬스케어 세 분야로 진행되며, 탄소중립 분야에서는 그린수소와 신재생에너지, 배터리 등의 핵심기술을 개발한다. 기초·원천연구부터 실험·검증, 시제품 제작, 기술사업화까지 전 과정을 공동으로 수행하는 것을 목표로 한다. 준공식에는 신동빈 롯데그룹 회장과 배충식 KAIST 총장 등이 참석했다.

9월 13일

배터리·ESS헬로디디

KAIST, 배터리 나노분석의 '가짜 신호' 원인 규명

KAIST 홍승범 신소재공학과 교수 연구팀은 육종민 교수팀, 최남순 생명화학공학과 교수팀과 공동으로 배터리 나노분석 과정의 측정 오류 원인을 규명하고 이를 줄이는 방법을 개발했다고 7일 밝혔다. 연구팀은 원자힘현미경(AFM) 기반 전기화학 변형 현미경(ESM) 분석에서 소재 표면이 울퉁불퉁할 경우 실제 이온 이동이 없어도 유사한 신호가 나타날 수 있다는 점에 주목했다. 이온이 이동하지 않는 단결정 실리콘 표면에 미세한 홈을 만들어 실험한 결과, 표면 높낮이 변화만으로 탐침과 시료의 접촉 상태가 달라져 이온 이동과 유사한 신호가 발생하는 것을 확인했다. 해결책으로 아르곤 이온 빔을 이용하는 냉각식 단면 연마기(CCP)로 배터리 소재 단면을 다듬자 표면 거칠기가 줄면서 측정 오류도 감소했다. 이번 연구는 한국연구재단 지원으로 수행됐으며, 결과는 국제학술지 '스몰 메서즈(Small Methods)'에 지난 6월 11일 게재됐다.

9월 7일

배터리·ESS투데이에너지

KAIST, 배터리 이온 이동 분석 '가짜 신호' 원인 규명

KAIST 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀은 육종민 교수 연구팀, 생명화학공학과 최남순 교수 연구팀과 공동연구를 통해 배터리 나노 분석 과정에서 발생하는 측정 오류의 원인을 확인했다고 7일 밝혔다. 연구팀은 원자힘현미경(AFM) 기반 전기화학 변형 현미경(ESM) 분석에서 배터리 소재의 표면 굴곡이 실제 이온 이동과 유사한 신호를 만들 수 있다는 점을 확인했으며, 이온이 움직이지 않는 단결정 실리콘에 미세한 홈을 만든 실험과 흑연 음극·나트륨 고체전해질에서도 같은 현상이 나타났다. 해결책으로는 아르곤 이온 빔을 이용한 냉각식 단면 연마기(CCP)로 표면을 평탄화하는 방법을 제시했고, 표면 거칠기를 낮추자 신호 오류가 크게 줄고 평탄화 전 강하게 나타났던 입계(grain boundary)의 ESM 신호가 사라졌다. 연구팀은 이 분석법이 리튬이온전지뿐 아니라 전고체전지와 나트륨이온전지 등 차세대 배터리 소재 연구에도 활용될 것으로 기대했다. 연구 결과는 국제 학술지 '스몰 메서즈(Small Methods)'에 게재됐다.

9월 7일

효율·산업 탈탄소헬로디디

KAIST, 수소결합으로 금속 안정성 순서 뒤집어

KAIST 백윤정 화학과 교수 연구팀이 비타민 B2의 핵심 구조인 플라빈을 이용한 금속 착물을 개발해, 기존 '어빙-윌리엄스 계열'과 반대되는 금속 안정성 경향을 구현했다고 6일 밝혔다. 어빙-윌리엄스 계열은 망간·철·코발트·니켈·구리·아연 중 망간에서 구리로 갈수록 결합 안정성이 높아진다는 경험 법칙이다. 연구진은 리간드나 배위 구조를 새로 만드는 대신 분자 간 약한 힘인 수소결합에 주목했고, 플라빈 유도체로 망간부터 아연까지 동일한 배위 방식을 유지한 결과 수소결합이 구리가 안정해지는 데 필요한 구조 변화를 막는다는 사실을 확인했다. 백 교수는 결합 안정성 순서를 주변 환경을 통해 바꿀 수 있음을 보여준 점이 핵심이라고 설명했다. 연구 결과는 미국화학회지(JACS)에 9월 3일자로 게재됐다.

9월 6일

효율·산업 탈탄소가스신문

KAIST, 반도체 공정가스 CF4 분해 촉매 개발

KAIST 생명화학공학과 최민기 교수 연구팀이 삼성전자 연구진과 공동으로 반도체 건식 식각 공정 등에 사용되는 온실가스 사불화탄소(CF4)를 분해하는 촉매를 개발했다고 3일 밝혔다. 연구팀은 알루미늄, 아연, 갈륨, 니켈, 코발트 등 여러 금속을 하나의 알루미네이트 결정구조에 고르게 섞는 엔트로피 안정화 원리를 적용해 고온·수분·불소 환경에서의 구조 변형을 억제했다. 새 촉매는 기존 알루미나 촉매 대비 CF4 분해 활성이 약 2.3배 높았고, 약 800℃에서 150시간 가혹 조건 실험에서 전환율이 98%에서 92%로 유지된 반면 기존 알루미나 촉매는 93%에서 48%로 떨어졌다. 연구팀은 산소 동위원소 추적을 통해 촉매 구조 내 산소가 먼저 CF4 분해에 쓰이고 수증기가 그 자리를 채우는 반응 경로를 확인했다. CF4는 대기 중에서 약 5만 년 잔류하며 지구온난화 영향이 CO2보다 6,000배 이상 크다. 논문은 지승혁 박사후연구원이 제1저자로 참여해 'Angewandte Chemie International Edition'에 6월 게재됐다.

9월 3일

효율·산업 탈탄소전기신문

POSTECH·KAIST, κ상 In₂Se₃ 4인치 웨이퍼 트랜지스터 구현

POSTECH 화학공학과 노용영 교수·이재윤 통합과정 연구팀과 KAIST 전기및전자공학부 권지민 교수·이용우 박사 연구진이 카파상(κ상) 인듐 셀레나이드(In₂Se₃)로 4인치 웨이퍼 규모 논리 트랜지스터를 구현했으며, 결과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐다. 연구팀은 열증착 공정으로 박막을 형성한 뒤 250℃에서 열처리해 약 10nm 두께의 κ상 박막을 4인치 웨이퍼 전체에 균일하게 형성했고, 공정 온도는 450℃ 이하로 유지했다. 웨이퍼에 24×24 형태로 집적한 576개 트랜지스터는 평균 전자 이동도 39.3㎠/V·s, 온·오프 전류비 1억 이상을 기록했다. 100ns의 전기 신호를 1000만회 반복 인가하는 실험에서도 안정적으로 작동했다. 연구팀은 p형 소재인 셀레늄 합금화 텔루륨 산화물(Se-TeOₓ)을 결합해 인버터 회로도 구현했다.

9월 3일