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문제 정의
- 기술에 따라 국제 연구협력의 지역별 수준에 차이가 있는지 조사하였다. 미국과의 연구협력이 활발한 기술 영역은 정보기술, 유기정밀화학, 생명공학으로 미국이 전세계에서 가장 우위에 있는 분야이었고, 상대적으로 경쟁력이 약한 광학과 반도체 영역에서 협력 관계가 전체 평균 수준에 훨씬 미치지 못하고 있다(표 2).
- 지식 생산과 교환의 공간적 과정을 파악하기 위해 다른 공간적 스케일에서 야기되는 협력 패턴을 구분하여 분석하였다(국제적 협력과 국내 지역에서의 협력). 또한 이 두 개의 다른 스케일에서 조직 유형별 연구협력의 패턴을 분석하여 연구 협력의 상호작용 과정에 지리가 미치는 효과에 대한 이해를 높이고자 하였다. 국내 연구협력의 공간적 패턴을 지도화하여 과학적 지식과 기술이 교환되는 공간적 관계의 성격과 변화를 시각적으로 살펴보았다.
- 본 연구는 7개 핵심 기술 관련 과학 기반 분야에서 2002년, 2007년, 2012년에 국내 연구자들이 참여하여 발행된 공저 논문 자료를 계량서지학적 기법으로 분석하여 국내외 연구협력의 성격과 공간적 패턴의 변화를 살펴보았다. 지난 10년 사이에 발행된 전체 논문 가운데 공저 논문의 비율이 크게 높아지고, 참여 저자 수가 많은(5인 이상의 저자) 공저 논문 편수가 가장 빠르게 증가하는 추세는 각 기술 영역에서 그 강도에는 차이가 있지만 모두 뚜렷하게 나타났다.
- 이 논문은 과학적 연구협력의 결과인 공저 논문을 이용하여 과학 기반 기술에서 연구협력의 공간적 패턴이 시간적으로 어떻게 변화하는지를 살펴보았다. 이를 위해 과학과 기술 간 상호작용이 빈번하고 중요한 7개의 핵심 과학 기반 기술을 선택하고, 이 기술과 밀접하게 연관된 과학분야의 세계적 학술지에서 발행된 공저 논문을 연구협력의 지표로 이용하였다.
제안 방법
- 2002, 2007, 2012년 각 조사연도에 핵심적 과학 기반 기술에서 발행된 모든 논문을 저자 수6) 별로 구분 하여 비교하였다. 그림 1을 보면 각 조사연도에 발행 논문의 편수가 12,854편, 21,370편, 32,730편으로 지난 10년간 핵심 과학 기술에서 논문 편수가 약 2 5배 이상 증가하였다.
- 2002년, 2007년, 2012년 7개 기술 전체에서 발행된 공저 논문을 국내와 국제 협력으로 구분하여 두 공간 수준에서 조직 유형별 협력을 조사하였다(그림 4). 국내와 국제 협력 수준에서 각기 다른 형태의 협력으로 발행된 공저 논문의 비중이 약간의 차이는 보이지만 그 패턴은 거의 유사하였다.
- 이를 위해 과학과 기술 간 상호작용이 빈번하고 중요한 7개의 핵심 과학 기반 기술을 선택하고, 이 기술과 밀접하게 연관된 과학분야의 세계적 학술지에서 발행된 공저 논문을 연구협력의 지표로 이용하였다. 2002년, 2007년, 2012년 세 년도에서 발행된 논문 가운데 국내 소속 저자가 포함된 모든 논문 자료를 대상으로 계량서지학적 기법을 적용해 연구협력의 공간적 특징을 분석하였다. 지식 생산과 교환의 공간적 과정을 파악하기 위해 다른 공간적 스케일에서 야기되는 협력 패턴을 구분하여 분석하였다(국제적 협력과 국내 지역에서의 협력).
- 2002년, 2007년, 2012년도에 7개 기술 영역에서 발생된 과학적 연구협력의 공간적 패턴을 전체 및 각 기술별로 지도화 하였다(그림 5~12). 선의 두께는 두 권역 간의 협력 강도를 나타내고, 단계적 원의 크기는 권역 내에서 협력의 강도를 보여준다.
- 하지만 모든 소속기관의 조직 유형을 정확하게 찾는 작업은 결코 쉽지 않아서 약어 목록을 이용한 알고리즘 적용과 인터넷 검색을 통한 확인 작업 등이 이용되었다.5) 이렇게 공저자의 소속 기관에 의해 구분된 공저 논문의 모든 자료는 마이크로소프트의 엑셀 데이터베이스로 구축되어 처리하였다.
- 국내 연구자원의 지리적 불균형 효과를 보기 위해 권역별로 조직 성격에 따른 협력의 비교지수를 조사하였다(표 5). 기술에 따른 조직 간 협력 형태의 패턴처럼 각 권역에서 이질적 협력은 권역 간 발생이 집중되었지만, 권역별로 차이가 크게 나타났다.
- 또한 이 두 개의 다른 스케일에서 조직 유형별 연구협력의 패턴을 분석하여 연구 협력의 상호작용 과정에 지리가 미치는 효과에 대한 이해를 높이고자 하였다. 국내 연구협력의 공간적 패턴을 지도화하여 과학적 지식과 기술이 교환되는 공간적 관계의 성격과 변화를 시각적으로 살펴보았다. 본 연구를 통해 연구협력 활동과 지리 사이의 관계에 대한 이해를 높이고, 과학적 연구협력이 지식 생산과 혁신에 기여하는 방식에 대한 지리적 통찰을 줄 수 있기를 기대한다.
- 그리고 소속기관의 이름과 주소에 근거하여 조직 범주를 대학, 기업, 연구소 세 유형으로 구분하였다. 대학 범주에는 모든 교육기관, 기업 범주에는 기업, 기업소속 연구소와 개인 병원, 그 나머지는 f연구소 범주에 포함하였다.
- 다음 장에서 연구협력 과정에서 지리의 역할에 대해 검토하고, 이어서 분석을 위한 자료로서 공저 논문의 성격과 분석 방법을 간략히 소개한다. 그리고 연구협력의 다양한 특징을 기술하고 그 공간적 패턴의 변화를 살펴보았다. 마지막 장에서는 본 연구의 분석 결과를 요약하고 그에 대한 정책적 시사점을 제시하였다.
- 기술별 공간적 패턴의 모든 지도에서 지식 생산의 중심 권역이 과학적 연구협력을 주도하고 있는 증거를 뚜렷하게 볼 수 있지만, 각 기술에 따라 주변 권역을 중심으로 나타난 연구협력의 공간적 패턴은 다소 다르게 나타났다. 기술별 공간적 패턴의 시각적 차이를 근거로 광학, 농업 및 식품, 생명공학, 유기 정밀 화학 기술 그룹과 반도체, 정보기술, 분석 제어 기술 그룹으로 구분하여 그 차이점을 살펴보았다. 이 두 그룹 내에서 다소 차이는 있지만 전자 그룹에서는 호남권 내의 협력이 대경권과 동남권 내에서 발생된 협력보다 더 많이 발생하였다.
- 기술에 따라 협력의 양적 증가의 성격에 차이가 있는지 보기 위해서 공저자 수별로 분석하였다(그림 3). 상대적으로 공저 논문의 비율이 낮은 정보기술, 광학, 분석측정제어 기술 영역에서 공저 논문의 대다수가(전체의 80% 이상) 2인 혹은 3인이 협력하여 발행된 결과물 이었다.
- 이 논문의 구성은 다음과 같다. 다음 장에서 연구협력 과정에서 지리의 역할에 대해 검토하고, 이어서 분석을 위한 자료로서 공저 논문의 성격과 분석 방법을 간략히 소개한다. 그리고 연구협력의 다양한 특징을 기술하고 그 공간적 패턴의 변화를 살펴보았다.
- 연구협력의 지리적 패턴을 조사하기 위해 국내와 국제 협력으로 구분하고, 공저자의 소속기관 주소에 근거하여 국내 주소는 16개 시·도별로 추출하고, 외국 주소는 국가별로 추출하였다.
- 조직 유형에 따른 협력 형태가 상이한 공간적 배열을 보이는지 확인하기 위해 3개의 다른 조직 대학, 기업, 정부 연구기관으로 구분하고 이들 사이에서 발생하는 연구협력의 형태 7가지를 조사하였다: 대학 간 협력, 연구소 간 협력, 기업 간 협력, 대학과 연구소 사이 협력(학연), 대학과 기업 사이 협력(산학), 기업과 연구소 사이, 대학, 기업, 연구소 사이(산학연). 이렇게 구분한 조직간 연구협력에 의한 공저 논문의 비율 변화를 분석한 결과, 대학 간 협력, 학연, 산학 형태를 제외한 나머지 조직간 협력 형태의 비중은 전체에서 5% 남짓하여서 이들 형태를 기타 협력 형태로 묶어서 분석하였다.
- 전체 과학 기술 관련 공저 논문의 증가 추세가 각 기술 영역에서도 유사하게 나타나는지 아니면 기술 영역에 따라 차이가 있는지 조사하였다(그림 2). 공저 논문의 비중이 가장 큰 기술 영역은 생명공학으로 2012년에 83%에 이르고 있다.
- 조직 유형별 협력 형태가 기술에 따라 다르게 나타나는 지를 알기 위해 지난 10년 동안 각 기술 영역에서 국내 연구진만의 협력으로 발행된 공저 논문을 조사하여 네 가지 형태의 조직 유형별 협력을 비교하였다(표 3). 산학 협력의 비율이 높은 기술 영역에는 분석측정제어 기술, 정보기술, 광학 등이었고, 농업 및 식품, 반도체, 생명공학은 학연 협력이 다른 기술 영역보다 높은 비중을 차지하였다.
- 조직 유형에 따른 협력 형태가 상이한 공간적 배열을 보이는지 확인하기 위해 3개의 다른 조직 대학, 기업, 정부 연구기관으로 구분하고 이들 사이에서 발생하는 연구협력의 형태 7가지를 조사하였다: 대학 간 협력, 연구소 간 협력, 기업 간 협력, 대학과 연구소 사이 협력(학연), 대학과 기업 사이 협력(산학), 기업과 연구소 사이, 대학, 기업, 연구소 사이(산학연). 이렇게 구분한 조직간 연구협력에 의한 공저 논문의 비율 변화를 분석한 결과, 대학 간 협력, 학연, 산학 형태를 제외한 나머지 조직간 협력 형태의 비중은 전체에서 5% 남짓하여서 이들 형태를 기타 협력 형태로 묶어서 분석하였다.
- 지난 10년 사이 연구협력의 공간적 패턴을 다른 공간적 스케일, 국내와 국제적으로 구분하여 그 변화를 살펴보았다. 우선 이 기간 공저 논문 편수와 공저 집필자 수의 양적 증가로 협력이 공간적으로 분산하는 추세는 국내외 스케일 모두에서 나타났고, 그 강도 역시 비슷하였다.
- 지난 10년간 국내 기관에 소속된 연구진에 의해서만 이루어진 협력과 국외 소속 기관과의 협력으로 이루어진 공저 논문을 구분하여 비교하였다. 이 기간 동안 두 공간적 스케일에서 모두 공저 논문의 수는 크게 증가하였고, 국제 협력의 결과물 수는 국내 협력 결과물 수의 절반을 약간 상회하며 그 비율은 크게 변하지 않았다(표 1).
- 2002년, 2007년, 2012년 세 년도에서 발행된 논문 가운데 국내 소속 저자가 포함된 모든 논문 자료를 대상으로 계량서지학적 기법을 적용해 연구협력의 공간적 특징을 분석하였다. 지식 생산과 교환의 공간적 과정을 파악하기 위해 다른 공간적 스케일에서 야기되는 협력 패턴을 구분하여 분석하였다(국제적 협력과 국내 지역에서의 협력). 또한 이 두 개의 다른 스케일에서 조직 유형별 연구협력의 패턴을 분석하여 연구 협력의 상호작용 과정에 지리가 미치는 효과에 대한 이해를 높이고자 하였다.
대상 데이터
- 본 연구를 위한 공저 논문 자료는 Thomson Reuters 에서 제공하는 Web of Science(WoS) 데이터베이스로부터 추출하였다. 모든 과학 분야에서의 전세계 주요 학술지의 출판물 정보를 제공하는 이 데이터베이스를 이용하여 본 연구에서 채택한 기술 영역의 지식 생산과 혁신 창출에 밀접하게 관련된 과학 분야에서 발행된 논문 자료를 수집하였다. 여기서 채택한 과학 기술 영역은 다른 연구에서 선별한 결과를 이용하였다3):1) 광학;2) 농업 및 식품화학;3) 반도체;4) 분석, 측정, 제어 기술;5) 생명공학;6) 유기정밀화학;7) 정보기술.
- 모든 기술에서 2002, 2007, 2012 세 년도에 국내 협력으로 발행한 공저 논문 전부를 대상으로 비교지수를 계산하였다. 산학이나 학연과 같은 이질적 협력이 권역 안에서보다 권역 간에 더 집중되어 있고, 대학 간 협력과 같은 동질적 협력 형태가 권역 내에서 더 많이 발생하였다(표 4).
- 본 연구를 위한 공저 논문 자료는 Thomson Reuters 에서 제공하는 Web of Science(WoS) 데이터베이스로부터 추출하였다. 모든 과학 분야에서의 전세계 주요 학술지의 출판물 정보를 제공하는 이 데이터베이스를 이용하여 본 연구에서 채택한 기술 영역의 지식 생산과 혁신 창출에 밀접하게 관련된 과학 분야에서 발행된 논문 자료를 수집하였다.
- 여기서 채택한 과학 기술 영역은 다른 연구에서 선별한 결과를 이용하였다3):1) 광학;2) 농업 및 식품화학;3) 반도체;4) 분석, 측정, 제어 기술;5) 생명공학;6) 유기정밀화학;7) 정보기술. 이들 과학기술 영역에 속한 학술지에서 2002년, 2007년, 2012년에 발행된 전체 논문 가운데 적어도 한 명의 저자가 소속된 기관의 주소가 국내인 논문만을 모두 추출하여 분석하였다.
- 지난 10년 동안 핵심 기술 영역에서 협력으로 이루어진 전체 공저 논문 총 49,000편 가운데 32,037편이 국내 연구에 해당되었다. 이 공저 논문을 대상으로 5개 권역에서 이루어진 협력 관계를 공저 논문에 따라 계산되었다.
데이터처리
- 이 가설의 증거를 보기 위해 같은 성격의 조직 간 협력 형태와 다른 배경의 조직 간 협력 형태로 구분하고, 전자는 동질적 협력, 후자는 이질적 협력으로 편의상 칭하였다.7) 이 두 형태의 공간적 분포의 차이를 확인하기 위해 국내 5개의 권역에서 각 형태의 비교지수를 이용하여 분석하였다8) . 이 지수는 지역에서 어떤 협력 형태의 발생에 대한 상대적인 집중 정도를 비교할 수 있는 척도로 일정 지역에서 동질적 협력의 비교지수가 1보다 크면 그 협력 형태의 발생이 평균보다 상대적으로 집중되었다는 것이다(백영기, 2012).
이론/모형
- 이 논문은 과학적 연구협력의 결과인 공저 논문을 이용하여 과학 기반 기술에서 연구협력의 공간적 패턴이 시간적으로 어떻게 변화하는지를 살펴보았다. 이를 위해 과학과 기술 간 상호작용이 빈번하고 중요한 7개의 핵심 과학 기반 기술을 선택하고, 이 기술과 밀접하게 연관된 과학분야의 세계적 학술지에서 발행된 공저 논문을 연구협력의 지표로 이용하였다. 2002년, 2007년, 2012년 세 년도에서 발행된 논문 가운데 국내 소속 저자가 포함된 모든 논문 자료를 대상으로 계량서지학적 기법을 적용해 연구협력의 공간적 특징을 분석하였다.
성능/효과
- 유사한 기술 기반과 경험을 공유하는 기술적 인접성, 유사한 조직 및 사회적 배경에 따른 조직적 인접성 등이 효과적인 지식 이전에 중요할 수 있다는 점이다.2) 과학적 연구 협력의 동기 대부분이 분업과 전문성 필요에 의존한다고 할 때 지역 밖에서 적절한 협력자를 찾는 경우가 자주 발생할 것이다. 특히 혁신적 기업이나 연구기관이 부족하여 지역혁신체계가 발달하지 못한 지역에서는 전국적 또는 국가 경계를 초월하는 협력 네트워크가 필요할 것이다.
- 국내 과학적 연구협력의 공간적 패턴은 예상대로 수도권과 중부권을 중심으로 전개되었다. 7개 기술전 영역에서 수도권의 탁월함은 이 권역이 다양한 연구주체와 복잡한 협력 네트워크 구조를 갖추고 광범위한 지식 생산 하부구조를 향유하고 있음을 재차 확인하는 것이다. 중부권 또한 국내 최대로 연구기관이 밀집한 대덕연구단지를 중심으로 연구 네트워크가 잘 구축되어 있는 지식 생산의 중심 지역이다.
- 국내 협력의 공간적 패턴은 조직 유형별 및 권역별 형태로 구분하여 분석하고, 권역별 연구협력 패턴은 지도화하여 분석의 시각적 효과를 높였다. 협력 조직의 성격에 따른 연구협력의 비교지수에 의하면 동질적 협력이 권역 내에서 집중된 반면에 이질적 협력은 권역 간에서 발생하는 빈도가 상대적으로 높았다.
- 각각의 기술 영역에 따른 국내 협력의 공간적 패턴은 핵심 기술 전체의 패턴과 크게 다르지 않게 나타났다. 권역 내 협력은 모든 기술에서 수도권 내에서 발생한 협력이 압도적이었고, 이어 중부권, 동남권, 호남권, 대경권 순서로 나타났다. 권역 간의 협력도 수도권과 중부권 사이의 관계가 주도하면서 이 권역이 국가혁신체계의 중심에 있음을 확인하였다.
- 본 연구는 7개 핵심 기술 관련 과학 기반 분야에서 2002년, 2007년, 2012년에 국내 연구자들이 참여하여 발행된 공저 논문 자료를 계량서지학적 기법으로 분석하여 국내외 연구협력의 성격과 공간적 패턴의 변화를 살펴보았다. 지난 10년 사이에 발행된 전체 논문 가운데 공저 논문의 비율이 크게 높아지고, 참여 저자 수가 많은(5인 이상의 저자) 공저 논문 편수가 가장 빠르게 증가하는 추세는 각 기술 영역에서 그 강도에는 차이가 있지만 모두 뚜렷하게 나타났다. 이러한 증거는 기술 혁신을 위한 과학기술 연구에서 소속이 다른 기관 사이의 협력이 지배적이 되고 있다는 것을 확인해 주고 있으며, 그 연구협력의 공간적 분포에 대한 관심과 연구의 필요성을 높여 준다.
후속연구
- 더욱이 연구협력 과정에서 세미나, 미팅, 인적 교류, 실험실 공유 등을 통한 연구자의 이동이 따르게 될 것이다. 따라서 지리적으로 분산된 연구협력은 멀리 떨어진 잠정 가능한 연구자를 찾고, 이들과 상호작용 하는데 더 많은 비용을 고려해야 할 것이다. 또한 상대 협력자가 공간적으로 분산된 경우 의견 차이에 따른 갈등이나 문제점의 해결 시에 가까이서 이루어진 협력보다 상대적으로 어려움을 경험할 수 있다.
- , 1999). 또한 광범위한 연구협력 활동의 성격과 정도를 파악하기 위해서 그 규모와 패턴에 대한 양적인 증거를 체계적으로 조사하는 작업도 병행되어야 할 것이다. 연구협력 관계의 성격과 결과에 관한 경험적 정보와 그 협력의 지리적 분포를 파악할 수 있는 정보를 추출할 수 있는 방대한 양의 공동저술(공저) 논문이나 인용과 같은 지표가 매년 발행되며, 이 자료에 계량서지학적 기법을 적용해 협력을 평가하는 연구가 상당수 발표되고 있다(백영기, 2012; Katz and Martin, 1997; Van Looy et al.
- 국내 연구협력의 공간적 패턴을 지도화하여 과학적 지식과 기술이 교환되는 공간적 관계의 성격과 변화를 시각적으로 살펴보았다. 본 연구를 통해 연구협력 활동과 지리 사이의 관계에 대한 이해를 높이고, 과학적 연구협력이 지식 생산과 혁신에 기여하는 방식에 대한 지리적 통찰을 줄 수 있기를 기대한다.
- 이 지표를 주의를 갖고 사용하면 광범위한 연구협력의 실천 증거를 분석할 수 있으며, 정책 수립에 신빙성 있는 가치 있는 통찰을 줄 수 있을 것이다(Lund-berg, 2006; 백영기, 2012). 본 연구의 조사기간 10년이 과학적 연구협력의 변화 추세를 보이기에 충분한 시간이 아니겠지만 그럼에도 이 연구를 통해 얻는 종합적인 그림은 연구협력 촉진을 위한 국가적 과학 기반 정책 수립에 평가적인 의미를 줄 수 있으며, 과학과 기술의 상호작용을 지원 감독하면서 직면하는 어려움의 해소에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
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