[논문]연구장비 네트워크 분석을 통한 융합R&D 정책 연구

조형례

문제 정의

본 연구는 이러한 국가·사회적 환경변화에 대응하면서 우리나라 과학기술 발전과 경제적 도약에 있어서 기초과학인프라에 대한 정책적 시사점을 제시하려고 한다.
본 연구에서는 네트워크 지위적 특성이 우수하게 나타난 장비 중 일부장비만 그 활용의 특징을 살펴봄으로 네트워크 분석결과에 대한 정성적 근거를 확인하도록 한다. 먼저, 유도결합 플라즈마 시스템은 원소 농동 및 극미량 원소 분석, 동위원소측정에 대한 연구지원을 하는 분석장비로 중금속 오염, 식품 및 음용수, 지질 시료의 함량 및 농도 등의 측정이 가능하다.
본 연구에서는 소셜 네트워크 분석을 사용하여 연구장비 네트워크의 구조 및 특성을 파악해보고자 하였다. KBSI는 연구시설·장비 및 분석과학기술 관련 연구개발, 연구지원 및 공동연구를 하는 정부출연연구기관으로 연구시설·장비 및 분석과학기술에 대한 대표성을 가지고 있으며, 전국적인 단위로 있고 모든 분야를 포함하는 연구지원을 하고 있기 때문에 본 연구주제에 대한 시의적절한 연구대상이라고 사료된다.
본 연구에서는 융합R&D정책 활성화 및 융합R&D사업화를 위한 분석과학플랫폼 구축 필요함을 연구장비 네트워크 및 분석과학 전반을 통해 살펴보았다.
본 연구에서는 융합R&D정책을 연구장비 네트워크 관점에서 보려고 하며, 이에 적합한 소셜 네트워크 분석(SNA: Social Network Analysis)을 사용하여 분석하도록 한다.

제안 방법

먼저, 연구장비 네트워크 구조분석을 위한 네트워크 지위적 특성을 보도록 한다. 2015년의 현황을 보면 먼저 연결중심성에 대해서는 평균 연결중심성은 0.
대상기간은 연구장비 특성 분석 기간은 연구장비 관련 구축·운영 및 연구성과 실적이 확보된 최근 10년(’06~’15)을 기준으로 하였다. 수집자료는 KBSI 연구장비의 특성 분석 수행을 위한 수집자료 항목은 연구장비의 연도별 정량적 특성을 도출할 수 있는 항목을 선정하였다.장비현황 내 분석항목으로 구축대수 및 구축비용을 선정하였다.
장비현황 내 분석항목으로 구축대수 및 구축비용을 선정하였다. 이용자 지원 현황 내 분석항목으로 지원건수, 이용수수료, 이용자 지역, 활용기술분야, 이용자 소속기관 유형을 선정하였다.
수집자료는 KBSI 연구장비의 특성 분석 수행을 위한 수집자료 항목은 연구장비의 연도별 정량적 특성을 도출할 수 있는 항목을 선정하였다.장비현황 내 분석항목으로 구축대수 및 구축비용을 선정하였다. 이용자 지원 현황 내 분석항목으로 지원건수, 이용수수료, 이용자 지역, 활용기술분야, 이용자 소속기관 유형을 선정하였다.

대상 데이터

대상 장비는 KBSI 성과관리시스템 제공자료 기준 184종 중 이용자 지원 현황 DB에 지원 실적이 등록된 166종³⁾을 선정하였다. 대상기간은 연구장비 특성 분석 기간은 연구장비 관련 구축·운영 및 연구성과 실적이 확보된 최근 10년(’06~’15)을 기준으로 하였다.
대상기간은 연구장비 특성 분석 기간은 연구장비 관련 구축·운영 및 연구성과 실적이 확보된 최근 10년(’06~’15)을 기준으로 하였다.

성능/효과

둘째, 연구장비 유형 간 네트워크 연계성 분석 강화가 필요하다. 11개 종으로 살펴본 연구장비 유형 간의 네트워크 분석결과를 살펴보면, SIMS 장비군의 경우를 예로 볼 때, XPS 장비군과 높은 밀접한 연계성을 가지며, 미량원소분석(특히, 유도결합 플라즈마 분광기), 전자현미경 등의 장비군과 밀접한 연관성을 갖고 있는 것으로 나타났다. 연구장비 간에도 이와 같은 예가 대부분인 경우가 많다.
연결중심성이 가장 높은 연구장비는 ‘각분해능 X-선광전자 분광기’로 분석되었다. 근접중심성에 대해서는 일부 연구장비들을 제외하고 연구장비들간의 근접도가 상당히 높은 것으로 나타나며, 평균 근접중심성은 0.311, 표준편차는 0.129로 나타났다. 근접중심성이 가장 높은 연구장비는 ‘입자 및 동공 크기 분석장치’로 분석되었다.
네트워크 분석결과 우수한 성과를 보이는 장비들은 최근 국가·사회적 수요가 높아지고 있는 부분이나 R&D에 있어서 필수적인 분석이 필요한 장비들이 대부분이었으며, 연결중심성, 근접중심성, 매개중심성이 우수한 장비군이 거의 비슷한 특징을 보였다.
또한 KBSI 연구장비 네트워크 지위적 특성 분석을 살펴볼 때, 184종 연구장비를 대상으로 네트워크 연결중심성, 근접중심성, 매개중심성를 통해 우수한 연구장비군을 살펴볼 수 있었다.
분석결과, 연구장비 네트워크 구조적 특성을 살펴볼 때, 연구장비 수의 증가로 네트워크 밀도와 평균연결거리 등이 다소 감소하였으나, 타 장비와 연결되지 않고 단독으로 이용되는 장비 비율이 대폭 감소한 것으로 나타나, 각 연구장비간 연계성은 높아지고 있는 것으로 분석된다.
380개로 다소 감소하였다. 연구장비간 평균 연결 링크 수는 2007년 4.096개에서 2011년에 5.622개로 증가하였다가, 2015년에는 5.380개로 다소 감소하였으며, 다른 연구장비와 함께 사용되지 않고 단독적으로 사용되는 연구장비는 2007년 36개에서 2011년 31개, 2015년 24개로 감소하고 있는 것으로 나타났다. 전체 연구장비에서 단독사용 장비비율도 2007년 31.
전년도를 걸쳐서 매개중심성이 높은 장비는 ‘유도결합 플라즈마 시스템’, ‘각분해능 X선 광전자 분광기’, ‘생물전용 투과전자현미경’, ‘입자 및 동공 크기 분석장치’, ‘전계방출형 투자전자현미경’이었다.
평균 융합활용 분야가 2007년 9.0개 분야에서 2011년 9.7개 분야, 2015년 10.3개 분야로 나타나, 11개 활용분야별 연구장비 그룹간의 융합활용이 확대되고 있는 것으로 나타나, 연구장비 활용용도에 대한 공동활용 연구장비의 융합활용 확대에 기여한 것으로 나타났다. 타 분야 장비와 융합활용되는 장비 수의 평균이 2007년 33.

후속연구

과학기술 융합이 가속화됨에 따라서 이러한 미래지향적 연구부문을 위한 장비개발도 고려하며, 향후 연구장비 개발의 미래방향을 준비해야 할 것이다. 이미 기존 연구장비로 포화된 시장을 노리는 것이 아니라 새롭게 대두되는 연구분야 및 전략 분야에 초점을 맞추고, 과학기술 영역 내에서 다른 분야와의 협력연구를 통해서 장기적으로 경쟁력을 갖추도록 노력해야 할 것이다.
나아가, R&D가 수요자를 중심으로 한 방향성을 더욱 추구하게 되면서 연구에 있어서 공급에서 수요까지 전주기적인 연계방향을 더욱 강화시켜야 할 것이다.
또한 이러한 플랫폼이 구축된 생태계가 지능형 인프라를 기반으로 발전한다면 초연결성 중심의 새로운 R&D 기획과 전략이 나올 것이며, 통합 플랫폼을 구축하기 위해 새로운 제도 구축을 둘러싼 갈등도 생겨날 것이다.
분산연계형 데이터 분석 플랫폼은 데이터를 매개로 한 학문 분야 간 융합 연구도 가능하게 할 것이며, 데이터에 기반해 국가 재난 예측 및 대응도 과학적으로 이루어 질 수 있을 것이다. 분석과학플랫폼을 중심으로 분석과학기술의 개발, 공급, 이용, 확산과 관련된 이해관계자들을 네트워킹 시키고, 기술혁신이 일어나 경제·사회적으로 파급효과가 나타나도록 효율적 환경조건을 만들어주는 것이 필요할 것이다.
분석과학플랫폼을 중심으로 분석과학기술의 개발, 공급, 이용, 확산과 관련된 이해관계자들을 네트워킹 시키고, 기술혁신이 일어나 경제·사회적으로 파급효과가 나타나도록 효율적 환경조건을 만들어주는 것이 필요할 것이다.
분석과학플랫폼을 중심으로 분석과학기술의 개발, 공급, 이용, 확산과 관련된 이해관계자들을 네트워킹 시키고, 기술혁신이 일어나 경제·사회적으로 파급효과가 나타나도록 효율적 환경조건을 만들어주는 것이 필요할 것이다. 새로운 기술을 미해결문제에 적용할 수 있도록 정책방향을 제시해줄 필요가 있으며, 분석장애를 신속하게 해결하는 협력적 매커니즘을 가지도록 산학연 지원체계 중심이 있어야 할 것이다.
5억 달러 규모로 성장할 것으로 전망된다. 새로운 에너지자원 생산에 대한 수요증가로 인해 원소분석과 분리분석의 수요가 증가할 것으로 예측되며, 개발도상국이 성장을 주도할 것으로 전망된다.
융합연구지원을 위한 새로운 분석기술을 개발하고, 이용수요가 높아지는 분야에 대한 핵심요소기술 및 연구장비개발을 중점적으로 지원할 수 있는 제도 및 산업생태계가 구축되어야 하며, 분석데이터와 연구시설· 장비, 지원인력 등을 공유하여 환경변화에 발바르게 대응하고, 분석과학플랫폼의 첨단화, 효율화, 신속화 등을 이끌어낼 산학연 기반 분석혁신시스템이 필요할 것이다.
NMR은 CD,MARS, MS 간의 연계성이 매우 좋아서, 한 명의 사용자가 4개의 장비를 패키지로 쓰는 경우 많다. 이러한 분석 패키지 개발을 통해 이용자 수요 진작 및 연구장비 운영 활성화가 가능할 것으로 보인다. 이러한 장비군 간의 연결성 및 매개성을 잘 살펴보면, 향후 장비 구축 및 인력 배치 시 유용한 참고자료로 활용될 수 있으며, 이용자 중심의 장비 간 소셜네트워크 분석을 실시하면, 연구장비 지원서비스를 제공하는 출연연 간의 비교(동종장비 비교) 가능하다.
이러한 분석과학 R&D를 기반으로 분석장비 개발, 생산, 판매 생태계를 활성화해 신산업 육성 및 새로운 과학의 진보를 이끌어내야 할 것이다.
이러한 분석 패키지 개발을 통해 이용자 수요 진작 및 연구장비 운영 활성화가 가능할 것으로 보인다. 이러한 장비군 간의 연결성 및 매개성을 잘 살펴보면, 향후 장비 구축 및 인력 배치 시 유용한 참고자료로 활용될 수 있으며, 이용자 중심의 장비 간 소셜네트워크 분석을 실시하면, 연구장비 지원서비스를 제공하는 출연연 간의 비교(동종장비 비교) 가능하다. 이를 통한 기관별 성과창출 성공·실패 요인을 파악할 수 있을 것이다.
이러한 분석 패키지 개발을 통해 이용자 수요 진작 및 KBSI 장비운영 활성화 가능하다. 이러한 장비군 간의 연결성 및 매개성을 잘 살펴보면, 향후 장비 구축 및 인력 배치 시 활용될 수 있다.
이를 통한 기관별 성과창출 성공·실패 요인을 파악할 수 있을 것이다.
과학기술 융합이 가속화됨에 따라서 이러한 미래지향적 연구부문을 위한 장비개발도 고려하며, 향후 연구장비 개발의 미래방향을 준비해야 할 것이다. 이미 기존 연구장비로 포화된 시장을 노리는 것이 아니라 새롭게 대두되는 연구분야 및 전략 분야에 초점을 맞추고, 과학기술 영역 내에서 다른 분야와의 협력연구를 통해서 장기적으로 경쟁력을 갖추도록 노력해야 할 것이다. 더불어 거대과학분야에 대한 연구장비 개발 및 사업화는 무엇보다도 신중을 기해야 하며, 정기적인 로드맵을 가지고 국제협력전략을 세워야 할 것이다.
이종장비 간 연계·결합을 통한 융합연구를 지원할 수 있는 원스탑서비스 제공이 필요하고, 융복합 연구를 지원할 수 있는 장비결합(예: SEM+OM, TEM+OM 등)을 개발할 필요가 있다고 보인다.
특히, 앞으로 융합R&D기획 및 사업화를 위해서는 대상 시장 및 서비스를 중심으로 해당 수요에 맞는 R&D를 연계하고, 융합연구가 가능한 연구시설·장비를 구축 및 지원하는 것이 필요하다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	4차 산업혁명을 이끌어 나갈 핵심기술에는 무엇이 있는가?	전 세계가 4차 산업혁명시대 도래에 따른 환경변화에 대응하기 위해 다양한 혁신을 꾀하고 있다. 4차 산업혁명을 이끌어나갈 수 있는 핵심기술인 인공지능, 빅데이터 분석, 첨단 로봇, 바이오·나노 융합기술, 사물인터넷(IoT) 등을 확보하고, 제조업에서 서비스업, 과학기술과 인문분야까지의 융합을 이끌어내려고 다양한 혁신주체들의 소통을 촉진하는 정책을 도입하고 있다.
	기술혁신을 둘러싼 급격한 환경변화에 잘 대처하기위해 필요한것은 무엇인가?	기술혁신을 둘러싼 급격한 환경변화에 대처하기 위해서는 새롭게 부각되는 기술에 대해 적극적으로 대처하고, 변화과정에서 요구되는 혁신동인을 잘 찾아서 적용해야 한다. 4차 산업혁명에 대응하기 위한 우리나라의 과학기술 수준은 아직 미비한 점이 많다.
	4차 산업혁명에 대응하기 위한 우리나라의 과학기술에서 다른 선진국과 비교했을 때 특히 부족한 부분은 무엇인가?	4차 산업혁명에 대응하기 위한 우리나라의 과학기술 수준은 아직 미비한 점이 많다. 그 중에서도 기초과학 및 기초과학인프라는 선진국에 비해 질적인 수준에서 부족한 점이 있다. 기초과학은 기술혁신 과정에 있어서 매우 중요한 역할을 한다.

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