[뉴스웍스=이숙영 기자] 과학기술정보통신부는 과학난제도전 융합연구개발사업(이하 과학난제사업)의 2021년도 신규 과제를 선정하고 3개의 선도형 융합연구단을 공식 출범한다고 22일 밝혔다.

과학난제사업은 그동안 해결하지 못한 과학난제에 대해 기초과학과 공학의 융합연구를 통한 혁신적인 방법으로 접근하는 도전적인 연구개발을 지원하는 사업이다.

사업에 ST핵융합메타웨어 연구단, 중력파우주 연구단, 표적신경회로재생 연구단 등 3개 연구단이 선정됐다. 

정부는 선정된 연구단에 5년 동안 각각 총 90억원을 지원한다. 또 연구단별 전문위원회 운영을 통해 맞춤 멘토링 실시, 연구내용 점검 및 새로운 아이디어 제안을 위한 공개형 토론회 개최 등 난제도전형 연구수행 방식을 도입한다.

황용석 서울대학교 교수가 이끄는 ST핵융합메타웨어 연구단은 GPU병렬 컴퓨팅과 인공지능을 결합한 가상 핵융합로 구현에 힘쓴다. 핵융합 플라즈마 난제를 해결해 2050 넷제로(탄소중립)을 위한 인공태양 발전소 구축을 현실화할 방침이다.

넷제로란 인간의 활동에 의한 온실가스 배출을 줄이는 것을 넘어, 산림 등을 통해 흡수하거나 기술을 통해 제거해 실질적인 순배출량(배출량-흡수량)을 '제로(0)'가 되도록 하는 것이다. 그중에서도 '이산화탄소 넷제로 달성'을 주로 탄소중립이라고 부른다.

넷제로는 기후위기를 막기 위한 필수 조건으로 대두되면서 전 세계에 널리 알려졌다. 

우리나라는 문재인 정부가 지난해 10월 28일 국회 시정연설을 통해 2050 탄소중립 계획을 처음 밝혔다. 이어 12월 7일 '2050 탄소중립 추진전략'을 발표했고, 같은 달 15일 국무회의에서 '2050 장기저탄소발전전략(LEDS)'과 2030 NDC 정부안을 확정했다. 지난달 정부는 2030 NDC를 2018년 대비 40%로 수정하면서 탄소중립 시간표를 더욱 앞당겼다.

이번 연구에서는 장치의 대형화로 인한 개발비용과 물리적 한계를 극복하는 것을 목표로 한다. 차세대 디지털트윈 구현 및 검증(1단계), 고성능 컴퓨팅 기반 가상 핵융합로 구축(2단계)을 통해 단기간·저비용으로 소형 ST 핵융합 발전로 구축 기반을 확보한다.

이형목 서울대학교 교수가 연구책임자로 있는 중력파우주 연구단은 다중신호 천문학과 인공지능을 활용해 허블상수를 정밀하게 측정하고 우주 암흑에너지의 성질을 규명한다.

허블상수는 은하의 속도와 거리 사이의 관계를 나타내는 비례상수로 암흑에너지와 밀접한 상관관계가 있다. 암흑에너지는 우주의 가속팽창을 설명하는 핵심 개념이며 아직 정체가 밝혀지지 않은 난제의 영역이다.

이번 연구에서는 신개념 망원경인 7차원적 망원경(7DT)을 개발해 중성자별과 블랙홀 충돌에서 발생하는 중력파와 다양한 파장의 전자기파를 관측(다중신호 천문학)하고 통계분석(인공지능)한다.

관측데이터를 통해 허블 상수의 정밀도를 높이고, 주요 매개 변수 측정을 통해 암흑에너지 성질 규명에 나설 계획이다.  

최흥수 대구경북과학기술원(DGIST) 교수가 이끄는 표적신경회로재생 연구단은 도파민 신경망 재건 플랫폼을 구축해 신경세포의 소실로 인한 난치성 신경 질환 극복을 목표로 한다.

신경장애는 대체 또는 재생을 위한 다양한 치료법 개발이 시도되고 있음에도 불구하고 손상된 신경 및 신경망의 완전한 회복은 여전히 난제로 남아있다.

이를 해결하기 위해 뇌 신경망 형성을 위한 줄기세포 등에 자성을 부여하고 제어가 가능한 멀티봇을 개발해 실제 신경 조직과 동일한 수준의 도파민 신경회로망 재건(1단계), 전임상시험을 통한 안전성·유효성 검증(2단계)을 하고자 한다.

이창윤 과기정통부 기초원천연구정책관은 "최근 혁신적인 연구성과는 실패를 두려워하지 않는 과감하고 도전적인 연구에서 창출되고 있다"며 "과학난제사업을 통해 어렵기 때문에 도전할 가치가 있는 과제를 발굴·지원함으로써 난제 해결을 위한 융·복합 연구가 자연스레 촉발될 수 있는 기반이 조성됐으면 한다"고 말했다.