[논문]글로벌 과학난제 도전연구프로젝트 분석을 통한 우리나라 지질자원기술에의 바람직한 제언

김성용; 성창모

doi:10.9719/eeg.2020.53.1.111

[국내논문] 글로벌 과학난제 도전연구프로젝트 분석을 통한 우리나라 지질자원기술에의 바람직한 제언
Desirable Suggestions for Korean Geo-technology R&D through Analysis of the Global Grand Challenges and Moonshot Projects 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.53 no.1, 2020년, pp.111 - 120

김성용 (한국지질자원연구원 미래전략연구센터) , 성창모 (한국과학기술한림원 정책연구소)

초록
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괄목할만한 과학기술성과는 이종분야간 초융합 또는 융합의 융합에서 주로 나타나고 있으며, 기술경쟁국들은 고위험 고수익 연구생태계를 추진하고 있다. 구글은 실패를 두려워하지 않는 관점에서 수많은 새로운 도전을 수행하고 있고, 미국 고등연구계획국(DARPA)의 혁신적인 연구추진은 지금까지 인터넷, GPS, 반도체, 마우스, 자율주행차, 드론 등과 같은 획기적인 성과물을 만들었다. 중국은 달기지 개척, 세계 최대 규모의 핵융합 에너지와 초대형 입자가속기 프로젝트를 추진 중이며, 일본도 '문샷형 기술개발연구제도'를 착수하여 파괴적 혁신창출을 추진하려 한다. 우리나라도 글로벌 과학난제의 도전과 해결을 위해 신규 연구프로그램을 준비하고 있다. 따라서 지질자원기술 연구자가 중심이 되어 도전하고 해결하며 공감할 수 있는 과학난제의 주제 발굴과 이들 주제에 관한 사전연구 등이 필요하다. 이를 위해서는 신진연구자 중심의 장기 창의연구사업, 우수한 과제책임자 선정, 선행연구나 참고문헌도 없는 획기적 주제 도출, 과제제안절차 간소화, 아이디어 중점 선정시스템 혁신, 컨퍼런스 형태의 집단지성에 의한 결과평가 등이 필요하다고 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Remarkable scientific and technological achievements are mainly shown in the 'super-convergence' or 'convergence of convergence' among cross- disciplinary fields, and advanced countries are promoting the 'high-risk, high-return research' ecosystem. Google LLC is carrying out numerous new challenges in terms of a non-failure perspective. Innovative research by the US Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) has produced such breakthroughs as the Internet, GPS, semiconductors, the computer mouse, autonomous vehicles, and drones. China is pioneering a 'Moon Village' and planning the world's largest nuclear fusion energy and ultra-large particle accelerator project. Japan has also launched 'the moonshot technology development research system' to promote disruptive innovation. In Korea, the government is preparing a new research program to tackle the global scientific challenges. Therefore, it is necessary to determine the reasonable geoscientific challenges to be addressed and to conduct a preliminary study on these topics. For this purpose, it is necessary to conduct long-term creative research projects centered on young researchers, select outstanding principal investigators, extract innovative topics without prior research or reference, simplify research proposal procedures, innovate the selection solely based on key ideas, and evaluate results by collective intelligence in the form of conferences.

Keyword

표/그림 (5)

표 Table 1. 18 Disruptive Technology Trends For 2018
표 Table 2. 9 Disruptive Technology Trends For 2019
표 Table 3. Grand Challenges and Moonshot R&D Programmes, by Country
표 Table 4. The Heilmeier Catechism
표 Table 5. Grand Challenges and Moonshot R&D Programmes, by Company

AI 본문요약
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문제 정의

우리나라 한국연구재단의 X 프로젝트 개념은 새로운 시각에서 새로운 난제들을 발굴하고, 이러한 난제해결에 새로운 방식으로 과감히 도전하는 분위기를 조성하며, 다양한 시각에서 참신한 문제, ‘세상을 바꾸는 위대한 질문’들을 발굴하고자 하였다.
이러한 기조를 국가 R&D 혁신방안에 담아, 최근 정부는 고위험 혁신형 R&D 프로그램을 확대하려 한다. 과학난제 극복, 미래 신시장창출, 국민생활문제 해결 등의 전략분야를 중심으로 고위험 고수익형 연구 프로그램을 강화하고자 한다(MSIT, 2018b).
따라서, 본 연구에서는 정부의 도전적 혁신연구개발 추진 활성화 시책에 부합하여, 지금의 보수적인 연구 풍토를 벗어나서 바람직한 도전적 미래유망 지질자원 기술분야 중심의 과학난제 해결 연구방안을 제안하고자 한다.
문제 발굴 플랫폼을 구축하고, 다양한 질문을 생각하고 제시하는 분위기를 조성하여 우리사회 X문제를 지속적으로 발굴하고자 하였다. 지원과제로 선정된 X 프로젝트는 X문제 해결을 위한 창의적ㆍ도전적 아이디어가 있는 연구과제를 공모하고, 해결 가능성이 보이는 연구과제를 선정하여 연구 활동을 지원하며, 각 문제별로 문제해결에 도전하기 위해 제시한 방법론이 타당한 경우에는 차별화된 복수의 연구과제를 선정ㆍ지원하여 다양한 시각에서 문제해결에 도전하고자 0.
국가 기간사업인 자동차, 로봇, 첨단장비, 신재생에너지, 에너지효율향상 등 5개 분야에서 성공을 담보로 하는 기존 연구개발틀을 벗어나 파괴적인 잠재력을 가진 도전적 기술 확보를 위해 중장기, 대규모로 지원하는 기술개발 과제성격이며, 기존 시장의 체계(패러다임)를 바꾸거나 새로운 시장을 창출하는 와해성 기술, 현재의 기술적 한계를 극복하여 산업의 획기적인 도약을 견인하는 돌파형 기술 등이 지원 대상이다. 산업계 난제를 해결하기 위해, 알키미스트 프로젝트는 중장기 기술개발에 집중하고자 한다.
지질자원 관련 DARPA 난제도전 경진대회(Prize Challenges) 사례로는 근접지하탐색 난제해결 (Subterranean Challenge)가 있다(DARPA, 2017). 지하시설탐색(Sub-T) 챌린지는 미지영역을 접근 가능하도록 신기술과 개념 개발을 촉진하는 것으로, 인공터널 시스템, 도심 하 인프라, 천연동굴 네트워크를 비롯한 복잡한 지하 환경의 신속하고 원격 매핑, 탐색 및 검색 가능한 혁신적인 솔루션을 개발하려는 것이다. 기술발전 도모와 지하 환경에 대한 현재의 수작업 매핑과 탐색 방법을 크게 개선하고 비구조화 된 복잡 환경의 탐사를 위한 혁신 투자를 촉진하고, 실질적으로는 북한과 같은 적성국과의 땅굴전을 대비한 지하시설 탐색훈련 성격도 내포하고 있다.
중국은 2016년동 제13차 과학기술 5개년 계획(2016~2020)을 수립하였다. 외국기술의 모방에서 벗어나 선도적 위상을 차지하기 위한 국가적 차원의 체계적 혁신정책을 본격적으로 제시하고자 하였다. 신규 6대 중대과학기술 프로젝트로 항공엔진ㆍ 가스터빈, 심해연구기지 건설, 양자 통신ㆍ컴퓨팅, 뇌연구, 국가 사이버보안, 심우주탐사ㆍ우주선 유지보수 시스템을 설정하였고, 9대 중대공정으로는 종자개발, 석탄청정 고효율이용, 스마트 그리드, 우주-지구 일체화 정보망, 빅데이터, 지능형로봇, 중점신소재 연구개발ㆍ응용, 북경-천진-허페이- 지역환경 정부, 질병예방 등이 있다(KISTEP, 2016)(Table 3).
아울러 국책연구기관이 도전적 미래 우수연구인력을 적극적으로 수용하고 이들의 지속적인 성장을 위한 토양을 구축해서 우수성과로 국민에게 응답하는 선순환이 시급하다. 이에 지질자원분야 중심의 과학난제 도전연구와 해결을 위해, 국책연구기관 등에서 선제적으로 추진이 필요한 도전적 연구 여건과 환경 조성의 정책제언을 다음과 같이 제시하고자 한다.

제안 방법

2018년도에 종료되는 혁신적 연구개발 추진 프로그램(ImPACT)을 개선ㆍ강화하여 독창적이고 야심찬 연구개발을 집중적ㆍ중점적으로 추진하는 문샷형 R&D를 검토하였다(Table 3).

대상 데이터

삼성그룹 역시 삼성미래기술육성재단을 통한 연구지원사업을 추진하고 있다. 세계유일ㆍ세계최고의 독창적인 프론티어연구, 실패를 두려워하지 않고 과감히 도전하는 연구, 인문ㆍ사회ㆍ예술ㆍ공학ㆍ자연과학 등 분야간 경계없는 창의적 융합연구가 대상이다. 4대 기초 과학 분야인 수리과학, 물리, 화학, 생명과학과 이를 기반으로 한 융복합분야에서 창의적이고 도전적인 연구 과제를 폭넓게 발굴하여 장기적 지원으로 하며, 2018년 하반기까지 6년 간 총466개 과제 선정, 5,942억원 지원(7,300여명 연구참여)이 이뤄졌다.

이론/모형

과제 선정시에는 고위험, 고보상 연구 활성화를 위해 ‘하일마이어 캐트키즘(Heilmeier Catechism)’ 문답서를 적용하고 있다.
아이디어 제안자와 평가패널이 함께하는 워크숍 형태의 심층 선정평가에 의해 검증과 가능성 여부를 판단하는 것이 바람직하다. 선정평가항목은 DARPA 프로젝트 선정기준 적용인 하일마이어 캐트키즘(George H. Heilmeier, 1975)을 적용하는 것이 바람직하다. ‘①당신은 무엇을 하려고 하나?(전문용어 사용없이, 명확한 목표제시 필요), ②현재수준과 현재의 한계ㆍ걸림돌은 무엇인가?, ③당신의 접근 방법에서 새로운 것과 왜 그것이 성공할 것이라 생각하는가?, ④누가 신경을 쓰는가? 당신이 성공하면무엇이 달라지나요?, ⑤위험은 무엇인가?, ⑥비용은 얼마인가?, ⑦수행기간은 어느 정도인가?, ⑧성공을 확인하기 위해 중간평가나 최종시험은 무엇인가?’ 등이 주요 평가항목에 해당한다.

성능/효과

미국립 과학재단은 NSF 2026 아이디어 머신 웹사이트(NSF, 2019)를 구축하여, 과학과 공학의 기초연구에 대한 미국의 아젠더를 설정하는데 도움이 되는 아이디어 경진대회를 운영하고 있다. 아이디어 초기 적합성 선정기준은 과학적 신뢰가능성, 큰 아이디어로 간주할 만한 야심찬 생각, 개별프로젝트가 아니라 연구주제, 기존의 과학적 경계를 넘어서는지 여부 등이었으며, 최종 경진대회 참가 아이디어는 난제의 잠재적인 사회적ㆍ과학적 영향, 난제에 의해 파생되는 효과, 기관간 파트너십, 독창성, 적시성 등으로 선별되었다.
첫째, 중국은 2020년까지 세계 최대규모 50~100 km 사이의 입자충돌가속기건설 중이며, 둘째, 중국은 2016년도에 수소 플라즈마 생성에 의해, 태양의 중심보다 더 뜨거운 온도를 기록했던바 향후 50년 이내에 핵융합에너지를 이용하려고 연구 중이다. 셋째, 2030년에 AI 분야에서 세계 선도하기 위해 국가투자사업에 수십억 달러를 착수하고, 넷째 중국과 유럽항공우주국이 달기지(Moon base) 공동건설 및 Moon village를 추진하며, 다섯째, 2030년에 화성에 유인우주선을 보낼 예정으로 2020년에 태양계 기원과 진화를 연구 중이다.
첫째, 지질자원분야의 신진연구자 중심의 장기 창의 연구 활동을 전략적으로 활성화해야 한다. 새로운 영역의 개척, 평생연구주제 탐색, 고위험ㆍ도전적 연구, 다학제적 집단연구수행과 미래세상을 뒤바꿀 새로운 기술ㆍ제품개발, 미래ㆍ미지 뉴프론티어 영역도전 등의 창의형 연구수행으로 창의적 시장 선도자(first-mover) 및 탈추격형(post catch-up) 연구 활성화를 도모해야할 것이다.
둘째, 과제책임자만 우선 선발하고 과제책임자에게는 연구진 구성권한을 제한적으로 일부만 부여해야 한다. 연구책임자가 산학연의 요소기술을 보유한 이종분야 연구자들에게 기술정보요구서(RFI)와 참여의향서(ROI)를 공개모집하여 연구조직을 구성토록 해야 한다.
셋째, 이제는 선진국 사례를 벤치마킹하면서 따라가는 연구패턴은 지양해야한다. ‘그들도 못했기 때문에 우리가 최초로 해야 한다’는 사고를 가져야 한다.
다섯째, 과제제안 시스템은 간소화해야 한다. 미래관점의 2-3쪽의 핵심사항에 관한 아이디어 제안서만 제출하도록 하여야 한다.
일곱째, 과학난제 해결극복 도전과제의 최종결과평가 역시, 기존의 방식을 벗어난 컨퍼런스 형태의 집단 지성에 의한 결과평가가 바람직하다고 사료된다. 국내유수학회 학술대회 등에서의 과제별 특별세션이나 별도로 주최하는 컨퍼런스를 개설하여, 연구책임자 등의 발표ㆍ토의를 통한, 일정규모의 불특정 다수가 참여하는 컨퍼런스 형태의 토론평가가 적정하다고 여겨진다.

후속연구

새로운 과학기술 난제 도전형 R&D 프로그램으로 ‘리스크 회피 문화’를 극복하고, 기존 기술의 연장이 아닌 대담한 발상에 근거한 도전적 연구개발 추진이 되어야 한다.
첫째, 지질자원분야의 신진연구자 중심의 장기 창의 연구 활동을 전략적으로 활성화해야 한다. 새로운 영역의 개척, 평생연구주제 탐색, 고위험ㆍ도전적 연구, 다학제적 집단연구수행과 미래세상을 뒤바꿀 새로운 기술ㆍ제품개발, 미래ㆍ미지 뉴프론티어 영역도전 등의 창의형 연구수행으로 창의적 시장 선도자(first-mover) 및 탈추격형(post catch-up) 연구 활성화를 도모해야할 것이다. 과학난제 해결을 위한 창의연구를 위해서는 현재 분야에서 관련 주제에 대한 연구가 거의 시도되지 않은 새로운 분야영역의 개척이 되어야 하고, 수많은 실패와 잠재적 위험을 돌파할 경우 전에 없는 막대한 성과와 영향력, 경제적 이익 등을 창출하거나 과학적 난제를 해결하는 평생 연구주제로서 다학제간 집단연구이어야 할 것이다.
새로운 영역의 개척, 평생연구주제 탐색, 고위험ㆍ도전적 연구, 다학제적 집단연구수행과 미래세상을 뒤바꿀 새로운 기술ㆍ제품개발, 미래ㆍ미지 뉴프론티어 영역도전 등의 창의형 연구수행으로 창의적 시장 선도자(first-mover) 및 탈추격형(post catch-up) 연구 활성화를 도모해야할 것이다. 과학난제 해결을 위한 창의연구를 위해서는 현재 분야에서 관련 주제에 대한 연구가 거의 시도되지 않은 새로운 분야영역의 개척이 되어야 하고, 수많은 실패와 잠재적 위험을 돌파할 경우 전에 없는 막대한 성과와 영향력, 경제적 이익 등을 창출하거나 과학적 난제를 해결하는 평생 연구주제로서 다학제간 집단연구이어야 할 것이다.
결국은 지질자원분야 전반에 파급되어, 한국형 지질자원분야 난제해결을 위한 도전적 융합연구과제의 적극적 발굴과 관련 국가 R&D 과제 선정 및 채택 등으로 파급될 수 있을 것으로 사료된다.
‘그들도 못했기 때문에 우리가 최초로 해야 한다’는 사고를 가져야 한다. 선행 연구나 과거 선례가 없으며 참고문헌도 없는 참신한 주제이어야만 글로벌 퍼스트 무버의 성과창출이 가능할 것이다. 기존의 평이한 연구를 답습하는 방식에서 벗어나, 도전연구 영역으로 들어가야 한다.
이러한 지질자원분야 국책연구기관의 선제적 미래창의융합연구 추진은 우리나라 지질자원분야의 도전적 연구를 더욱 활성화할 것이며, 대학연구자 참여 등에 의해 미래우수 인력양성에도 기여할 것이다. 결국은 지질자원분야 전반에 파급되어, 한국형 지질자원분야 난제해결을 위한 도전적 융합연구과제의 적극적 발굴과 관련 국가 R&D 과제 선정 및 채택 등으로 파급될 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	지질자원분야 대학연구자 양성을 위해 추가적으로 이뤄져야 하는 것은?	지질자원분야 대학연구자는 자발적으로 연구주제 목표를 도전적으로 설정하고 장기적인 기초연구실 육성으로 그에 부합하는 인력양성을 해야 하며, 연구 지원기관은 도전적 연구비 확충으로 이를 뒷받침해 주어야한다. 아울러 국책연구기관이 도전적 미래 우수연구인력을 적극적으로 수용하고 이들의 지속적인 성장을 위한 토양을 구축해서 우수성과로 국민에게 응답하는 선순환이 시급하다. 이에 지질자원분야 중심의 과학난제 도전연구와 해결을 위해, 국책연구기관 등에서 선제적으로 추진이 필요한 도전적 연구 여건과 환경 조성의 정책제언을 다음과 같이 제시하고자 한다.
	ICT 융합의 4차 산업혁명 도래는 무엇을 증가시키는가?	ICT 융합의 4차 산업혁명 도래로, 과학기술과 인문 사회 등 다양한 분야의 초융합, 융합의 융합에 의한 난제 해결 기대가 증가하고 있다. 이제는 과학기술의 중요성이 모든 영역에서 커지는 시대가 된 것이다.
	X 프로젝트사업은 우리나라에서 어떻게 시작되었는가?	우리나라는 이미 구글 X-프로젝트를 벤치마킹하여, 2015년에 도전과제 탐색연구 지원을 한국연구재단의 X 프로젝트사업으로 추진하였다. 우리나라 한국연구재단의 X 프로젝트 개념은 새로운 시각에서 새로운 난제들을 발굴하고, 이러한 난제해결에 새로운 방식으로 과감히 도전하는 분위기를 조성하며, 다양한 시각에서 참신한 문제, ‘세상을 바꾸는 위대한 질문’들을 발굴하고자 하였다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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