바이오공학 글로벌인재 양성 사업단

『4단계 BK21사업』미래인재 양성사업(과학기술 분야) 교육연구단 자체평가보고서

자체평가대상기간 : 2020.9.1.-2021.8.31.(12개월)

<자체평가 보고서 요약문>

교육연구단의 비전과 목표 달성정도

본 교육연구단은 인류와 국가가 당면한 여러 난제 해결을 통한 보다 나은 인간의 삶의 실현을 위해 혁신적인 바이오융합 지식과 기술의 창조를 목표로 생명과학/의과학과 정보, 전자, 나노 공학이 다학제적으로 융합된 바이오공학 분야를 국제적으로 선도할 창의적인 글로벌 리더를 양성하는 비전을 가지고, 세계 저명 대학들 대상 벤치마킹 결과를 토대로 교육, 연구, 기술사업화 및 국제화 부분에서 지속적인 혁신을 통해 향후 10년 이내에 바이오공학 분야의 World Top 10 Department로 성장을 목표로 하였다. 이러한 비전과 목표를 달성하기 위해서 지난 1년간 아래와 같은 성과를 창출하였다.

교육역량 영역 성과

교육 분야에서는 바이오공학 융합 분야를 선도할 창의적인 글로벌 리더를 양성하기 위한 교육과정을 운영하였다. 바이오정보 시스템 (Bio-information System), 바이오전자 시스템 (Bio-electronic system), 바이오나노/마이크로시스템 (Bio-nano/micro system) 분야를 중심으로 교과목을 분류하고, 각 분야 교과목의 교차이수 체계를 통한 유기적 학제간 교육과정을 운영하였다.

BIO와 IT 융합분야의 다양한 기술, 산업의 최신 경향들을 소개하여 여러 가지 사회문제 해결에 기여할 수 있는 교육 프로그램을 운영 하였고, 다학제 융복합 교육체계에 활발한 국제공동연구의 수행 및 적극적인 해외 우수학회 논문발표 지원을 통해 국제적인 역량을 높였다.

학과 대학원생들의 취업 실적은 총 11명의 박사졸업생 중 9명이 취업하였고 총 21명의 석사졸업생 중 13명이 학위과정 진학 및 4명 취업으로 총 취업률 68.42%을 달성하였다.

연구역량 영역 성과

연구 분야에서는 융합 연구에 집중할 수 있는 환경을 조성함과 동시에 활발한 연구참여에 대한 동기를 부여하고 현재 운영 중인 연구 교과목을 기반으로 발전 관련 지식습득과 연구 진행이 긴밀하게 연결하였다.

석사 및 박사과정 학생들이 학위를 시작하는 초반부터 자기 주도적으로 활발하게 연구에 참여할 수 있도록 환경과 시스템을 구축하였고, 중간결과를 학술대회에 발표함으로써 자기 주도형 융합연구 능력을 함양할 수 있는 기회를 마련하였다.

당초 제안서 상 목표로 하였던 융합연구를 통한 새로운 패러다임 창출하는 우수한 연구결과들이 도출되고, 산업체와의 유기적인 피드백을 통한 바이오의료 융합기술의 실용화 및 상용화를 선도하는 것을 목표로 관련 다양한 특허 및 기술이전 실적들을 달성하였다.

바이오/뇌 이미징 기술, 바이오의료/신경 정보공학, 의료용 진단/치료기기 개발 분야에서 산업 및 사회 문제 해결을 위해 다양하게 기여하였다.

달성 성과 요약

본 교육연구단의 교육 및 연구 성과 중 정량실적(2021.6.30.기준)은 아래와 같다.

유기적 학제간 교육과정 운영을 위한 교과목 개설(2020.가을-2021.봄) : 18과목

다양한 교육 프로그램 운영

- 대학원생이 중심이 되는 바이오-의료 융합 세미나 (학기마다 개설)

- 국내외 연구자, 기업 등을 초청한 학과 정기세미나 (22회)

- 연구 분야별 특별 세미나 시리즈

* 산학연병사업 Inspiring talk (4회)

* 창업인재양성강연 시리즈 (강연 2회, 6팀 연구결과 발표)

* Inspiration Talk 시리즈 (2회)

- 국제 공동워크샵 (5회)

참여대학원생 논문발표 실적*

- 논문 1편당 환산보정 IF: 0.1879 (-0.53%)

- 논문 1편당 환산보정 ES: 0.3345 (43.71%)

* 3단계 BK플러스사업 참여대학원생 실적기준 대비 달성도를 비교하여 봄. 대상 1인당 실적비교 시 4단계사업실적은 1년간 참여대학원생이 대상이 되고, 3단계사업실적은 보고서 작성기간별로 2년 또는 3년간 참여대학원생이 대상이 됨. 이에 따라 평가대상 1인당 실적 비교는 제외함.

신진연구인력 현황 : 자교 1명, 타교 2명 지원

참여교수 1인당 연구비수주 실적: 약 4.6억

참여교수 논문발표 실적**

- 참여교수 1인당 논문 환산 편수: 1.1750 (–17.05%)

- 논문 1편당 환산보정 IF: 0.2247 (14.99%)

- 참여교수 1인당 환산보정 IF: 0.9564 (4.53%)

** 신청서 실적 5년(4년)평균 대비 증감율 비교함.

참여교수 산업·사업에 대한 기여실적

- 기술이전 실적: 3건, 기술료합계 약 1억원

- 산학자문활동: 7건

- 산학협력과제: 14건, 연구비합계 약 15.8억원

참여교수 국제화활동 실적

- 초청강연 기조연설 (6건)

- 좌장·위원회 활동 (8건)

- 학술지 관련 활동 (21건)

미흡한 부분 / 문제점 제시

코로나19 펜더믹으로 국내외 학술활동에 많은 제약이 있었다.

학생의 국제학회 발표 및 공동연구를 위한 해외파견이 이루어지지 못하여 활발한 활동은 할 수 없었으나, 온라인으로 개최되는 학회활동은 적극 참여하였다.

차년도 추진계획

바이오공학 분야의 급격한 발전에 발맞출 수 있는 맞춤형 교과목 시스템 하에 글로벌 경쟁력 양성을 위한 교육 컨텐츠를 제공하기 위해, 필요에 따라 유연하게 개설과 변경이 가능한 신개념의 교과과정을 도입하여 신기술의 소개, 관련 산업계 동향, 논문작성 및 발표법 등 다양한 단기 교육을 제공하고자 하였다.

바이오공학 융합산업의 급변하는 사회적 요구에 유연하게 대응할 수 있는 맞춤형연구 인력을 양성하기 위해서 하향식 (Bottom-up) 핵심연구주제 발굴과 동시에 산업체 공동연구에서는 상향식 (Top-down) 접근을 가능하도록 하는 통합적 연구과정 프로그램을 개발하고자 하였다.

교육연구단의 구성, 비전 및 목표

1. 교육연구단장의 교육·연구·행정 역량

■ 연구 역량(논문/특허 실적 및 기술사업화)

본 교육연구단의 단장은 마이크로광학기술 개발 및 응용을 위해 1999년 박사과정 (UC Berkeley)을 시작 후 지난 21년간 기존 바이오의료내시경의 한계를 극복한 차세대 내시경용 카메라소자 및 물리적 생검이 필요 없는 광학생검용 내시현미경 소자관련 원천기술을 개발을 진행 중이다. 내시경 카메라소자로서 광시야각, 고감도영상, 가변초점 및 3D 영상용 마이크로광학소자 개발과 내시현미경소자로서 마이크로광스캐너 및 이의 응용나노광학소자 개발 후 최우수등급 SCI 국제저널 (Science, Advanced Materials, Nano Letters, PNAS, NPG Light: Science & Applications) 등 현재까지 70 여편의 SCI 논문 게재와 60 여건의 국내외 특허 등록을 통해 원천기술을 확보했다. 또한 2020-2021년에도 기존보다 10억 배 정밀한 '치매 물질' 검출 기술 개발, 해상도 높인 '초박형 4D 카메라' 개발, 5분만에 바이러스 검출하는 '초고속 PCR 검사' 개발 등 활발한 연구활동을 하고 있다. 이러한 연구성과를 바탕으로 SPIE Photonics West (최대의료광학영상학회) 와 IEEE Photonics 학회를 포함하여 150여회 이상의 국내외 초청강연을 발표하였고, 바이오포토닉스분야 초소형광학소자 개발분야에서 국제적 선도연구그룹으로서 인정받고 있다 (Google Scholar 기준 h-index: 30, 총 인용회수: 4075회).

수상실적으로 KAIST연구상 (2013), KAIST 기술혁신상 (2012), BRIC 주관 2017 국내 바이오분야 연구성과 Top 5 (2017), KAIST 국제협력상 (2020) 등이 있고, 2019년 제 24회 IEEE Optical MEMS and Nanophotonics 국제학술대회 행사를 한국에 처음으로 유치하여 대회장으로서 20여개국의 참가자들과 함께 국제학술대회를 성공적으로 개최하였다.

주요 연구과제 수행실적으로 중견(도약)연구자사업(2010-2015, 2016-2021), 나노소재기술개발사업 (총50억 총괄책임, 2011-2016), 보건복지부 첨단의료기기사업(총 48억 총괄책임, 2013-2018), 삼성미래기술센터과제(총 15억 총괄책임, 2014-2020)를 성공적으로 수행하였고, 코로나대응 과학기술 뉴딜사업(13억, 2020-2021), 범부처전주기의료기기연구개발사업-시장친화형 글로벌 경쟁력 확보 제품 개발(2020-2022) 등을 수행 중이다. 또한 삼성전자를 비롯한 중소기업, 스타트업과 함께 산학협력과제를 수행하여 산업발전에 기여하고 있다. 이런 연구성과의 기술상용화를 위해 생체인식센서 스타트업인 ㈜리얼아이덴티티, 생체현미경 스타트업인 ㈜브이픽스메디칼을 창업하였고, IOT 헨드헬드분광기술을 개발하고 있는 ㈜파이퀀드 등 최고기술고문을 역임하며, 총 4건의 기술이전을 통해 적극적인 기술사업화를 활발히 진행하고 있다.

■ 교육 역량

2006년 부임이후 ‘바이오포토닉스’ 대학원 교과목 개설 및 운영을 통해 광학과 바이오의료의 융합교육에 집중하고 있으며, 또한, 학부 3학년을 위한 ‘Biomechanics’ 교과목 개설 및 운영, 신입생 및 타전공자를 위한 ‘바이오공학의 이해’ 및 ‘새내기세미나’ 교과목 개설 및 운영, 학부 3학년의 ‘바이오공학실험 II’전필교과목 개설 및 운영하였고, 과학저널리즘 및 미래전략대학원 교과목으로 나노기술교과목을 운영하며, 학부/대학원/타전공자를 위한 교내 바이오의료융합교육에 선도적인 역할을 담당하고 있다.

■ 행정 역량

2019년 3월부터 KAIST 바이오및뇌공학과 학과장 보직을 수행하고 있으며, 공동연구, 교육, 국제협력 및 학과 행정분야에서 다양한 신사업을 적극적으로 발굴하여 진행하고 있다. 공동연구 장려를 위해 4대과기원 공동연구사업을 기획/추진하고 있고, 범부처 의료기기 대응, 산업기술통상자원부 알케미스트 사업에 학과교수들이 공동으로 참여하는 대형과제 유치를 위한 노력을 장려하고 있으며, 교육환경개선을 위해 강의실 및 소형세미나실을 구축하였다. 특히, 코로나19 펜데믹에 적극 대응하기 위해 세미나실의 원격수업 시설구축, Webinar 형태의 학과 정기세미나 개최, 학부생 원격수업 설문조사를 통한 개선조치를 진행하고 있다. 또한 교수학습혁신센터-창의적 실험실습 콘텐츠 사업에 선정되어 차세대 시스템생명공학실험실습실 구축 및 온라인/오프라인 수업 콘텐츠 개발을 진행하게 되었다. 국제협력강화를 위해 스위스 취리히대학, 싱가폴 국립대학등 매년 학과교수들과 함께 현지 대학방문을 하여 국제공동워크샾 및 MOU를 체결하고, 국제공동연구 및 학생교류를 장려하고 있다.

또한, 행정혁신을 위해 교원 승진/재임용/연봉제평가등 인사절차 개선, 학과 5대 연구분야에 맞는 최정상급 젊은 신임교수 발굴은 물론 여성/외국인 교수비율을 대학원 학생 성별, 외국인학생 수에 맞춰 적극적으로 개선해 나가고 있다. 2021.11.에는 외국인 신임교원 1인 충원예정이며 앞으로도 학과장으로서 본 교육연구단의 목표에 맞게 학과운영을 적극적으로 추진해 나갈 예정이다.

2. 대학원 학과(부) 소속 전체 교수 및 참여연구진

<표 1-1> 교육연구단 대학원 학과(부) 전임 교수 현황

학기 | 전체교수 수 | 참여교수 수 | 참여비율(%)

20년 2학기 | 27명 | 24명 | 88.88

21년 1학기 | 26명 | 23명 | 88.46

<표 1-2> 최근 1년간(2020.9.1.~2021.8.31.) 교육연구단 대학원 학과(부) 소속 전임 교수 변동 내역

연번 | 성명 | 변동 학기 | 전출/전입 | 변동 사유

1 | | 2020년 2학기 | 전입 | 신임 교원(2020.09.01)

2 | | 2020년 2학기 | 전입 | 신임 교원(2020.12.01)

3 | | 2020년 2학기 | 전출 | 퇴직(2021.02.28.)

<표 1-3> 교육연구단 대학원 학과(부) 대학원생 현황

연구단장: 변경없음.

참여교수: 신청당시 전체 25명 중 22명 참여(88%)에서 신임교원 2명 신규 참여(2021.01.01.) 및 기존교원 1인 퇴직(2021.02.28.)하여 약 88% 유지함.

참여대학원생: 석사 3명 감소, 박사 6명 증가, 석박사통합과정 1명 증가로 전체 참여비율 약 76% 유지함.

3. 교육연구단의 비전 및 목표 달성정도

본 교육연구단은 인류와 국가가 당면한 여러 난제 해결을 통한 보다 나은 인간의 삶의 실현을 위해 혁신적인 바이오융합 지식과 기술의 창조를 목표로 생명과학/의과학과 정보, 전자, 나노 공학이 다학제적으로 융합된 바이오공학 분야를 국제적으로 선도할 창의적인 글로벌 리더를 양성하는 비전을 갖고 있다.

세계 저명 대학들 대상 벤치마킹 결과를 토대로 교육, 연구, 기술사업화 및 국제화 부분에서 지속적인 혁신을 통해 향후 10년 이내에 바이오공학 분야의 World Top 10 Department로 성장을 목표로 한다.

교육 분야에서는 바이오공학 융합 분야를 선도할 창의적인 글로벌 리더를 양성하기 위한 교육과정을 운영하였다. 바이오정보 시스템 (Bio-information System), 바이오전자 시스템 (Bio-electronic system), 바이오나노/마이크로시스템 (Bio-nano/micro system) 분야를 중심으로 교과목을 분류하하고, 각 분야 교과목의 교차이수 체계를 통한 유기적 학제간 교육과정을 운영하였다.

BIO와 IT 융합분야의 다양한 기술, 산업의 최신 경향들을 소개하여 여러 가지 사회문제 해결에 기여할 수 있는 교육 프로그램을 운영하고, 다학제 융복합 교육체계에 활발한 국제공동연구의 수행 및 적극적인 해외 우수학회 논문발표 지원을 통해 국제적인 역량을 높였다.

학과 대학원생들의 취업 실적은 총 11명의 박사졸업생 중 9명이 취(창)업하였고 총 21명의 석사졸업생 중 13명이 학위과정 진학 및 4명 취(창)업으로 총 취업률 68.42%을 달성하였다.

연구 분야에서는 융합 연구에 집중할 수 있는 환경을 조성함과 동시에 활발한 연구참여에 대한 동기 부여하고, 현재 운영 중인 연구 교과목을 기반으로 발전 관련 지식습득과 연구 진행이 긴밀하게 연결하였다.

석사 및 박사과정 학생들이 학위를 시작하는 초반부터 자기 주도적으로 활발하게 연구에 참여할 수 있도록 환경과 시스템을 구축하고, 중간결과를 학술대회에 발표함으로써 자기 주도형 융합연구 능력을 함양할 수 있는 기회를 마련하였다.

바이오/뇌 이미징 기술, 바이오의료/신경 정보공학, 의료용 진단/치료기기 개발 분야에서 산업 및 사회 문제 해결을 위해 다양하게 기여하였다.

교육역량 영역

□ 교육역량 대표 우수성과

본 연구단은 다학제적, 심층 융합 연구라는 교육 철학을 바탕으로 교육을 진행해 오고 있다. 그 결과로 최근 다양한 분야에서 기존 연구 패러다임을 재정의하는 우수한 연구성과가 많이 나오고 있으며, 최상위 저널에 발표되면서 학계의 주목을 받은 대표 연구성과를 요약하면 아래와 같다.

첫 번째 대표성과는 종양학 연구에 새로운 패러다임을 제시한 연구이다. 현재까지 암 연구는 대부분 종양세포 자체의 돌연변이나 내부 신호전달 경로에 집중해 왔고, 종양미세환경의 물리적 요인이 암세포의 악성화 및 치료 반응에 어떤 영향을 주는가에 대한 연구 사례는 거의 없었다. 본 연구에서는 암세포가 위치한 종양의 미세환경적 요인이 악성화에 끼치는 영향을 규명함으로써 종양학 연구의 새로운 패러다임을 제시하였다. 향후 미만성 위암에 대한 새로운 항암 치료 전략 수립 방향을 제시하기 위한 초석을 마련하였다. 연구 결과는 의공학 분야 최고 권위지인 네이쳐 바이오메디컬 엔지니어링 (Nature Biomedical Engineering)지에 발표되었다.

두 번째 대표성과는 인공지능을 이용하여 기존 의료진단기술의 근본적 한계를 극복한 연구이다. 이 연구에서는 비지도학습 기반의 심층학습을 통해 3D STEM-EDX tomography의 영상 복원기술을 비약적으로 고도화하였다. 자가지도학습을 통한 노이즈 제거 알고리즘과 투사 도메인에서의 자가지도학습을 통해 단 13개의 신호대잡음비가 아주 낮은 투사 영상만 있어도 높은 정확도의 3차원 영상 복원이 가능함을 실제로 보였다. 재료공학, 특히 디스플레이 업계 등 EDX tomography가 중요하게 쓰이는 분야에서 뛰어난 영향력을 행사할 것으로 기대된다. 연구 결과는 인공지능 융합분야 최고 권위지인 네이쳐 머신 인텔리전스 (Nature Machine Intelligence)지에 발표되었으며, 혁신적인 연구로 평가받아 표지논문으로 선정되었다. (아래 그림)

그 외에도 새로운 융합 분야 교육을 위해 교재개발도 진행하고 있다. 본 연구단 참여교수인 남윤기 교수는 Springer지의 Handbook of Neuroengineering 집필에 참여하여 살아있는 신경세포 공학(MEAs for Interfacing Live Neurons)에 대한 분야에 대한 교재를 개발하였다. 이는 체외 신경세포 배양 및 측정을 위한 미세 신경세포 전극칩 기술의 원리와 활용을 위한 교육에 활용될 예정이다.

또한 새로운 융합 분야를 개척한 공로를 인정받아 국제 학술상을 수상하기도 하였다. 본 연구단 참여교수인 이상완 교수는 계산 신경과학과 인공지능을 융합하는 새로운 연구 분야를 개척한 공로와 가능성을 인정받아 IBM 학술상을 수상하였다. 이는 미국 IBM과 전 세계 유수 대학과의 연구 협력 활성화를 위해 제정된 상으로 IBM 연구소장 등 조직 내 핵심 연구자들의 내부 지명을 받아 후보자 군이 선정되었고, 이후 연구 제안서의 임팩트, 연구의 창의성 및 연구업적 등을 종합적으로 평가해 최종 수상자가 결정되었다. 이를 바탕으로 연구단에 참여하는 연구팀들과 IBM과의 국제 공동연구가 진행 중이다.

1. 교육과정 구성 및 운영

1.1 교육과정 구성 및 운영 현황과 계획

■ 교과과정 운영 실적

○ 바이오공학 융합 분야를 선도할 창의적인 글로벌 리더를 양성하기 위한 교육과정 운영하였다.

○ 바이오의료/공학 분야 다양한 전공의 교수진 구성. 2020-2021학년도 총 18과목의 교과목 개설, 운영하였다.

○ 바이오정보 시스템 (Bio-information System), 바이오전자 시스템 (Bio-electronic system), 바이오나노/마이크로시스템 (Bio-nano/micro system) 분야를 중심으로 교과목을 분류하하고, 각 분야 교과목의 교차이수 체계를 통한 유기적 학제간 교육과정 운영하였다.

○ 총 5개 주제에 대하여 BiS800 Special Lecture 과목을 개설하여 바이오의료/공학 분야의 최신기술 소개, 관련 산업계 동향을 소개하였다: <Cell and Tissue Engineering>, <Biomedical Integrated System Design>, <Single-cell brain mapping>, <Fundamentals of Multiscale Fabrication and Materials>, <Methods in Functional Genomics and Computational Molec>

○ 석박사 과정 학생들이 중심이 되어 진행하는 BiS987 바이오융합 세미나 (Biofusion Seminar)를 통하여 다양한 분야의 연구를 수행하는 학생들 간의 교류 활성화. 봄학기, 가을학기 각각 개설하였다.

전임교수 대학원 강의 실적(최근 1년 이내, 2020.9.1.-2021.8.31.)

이승구 | BiS502 | | 생물분석기술 | 2020 | 가을학기 |

이상아 | BiS529 | | Neural Basis of Spatial Cognition | 2020 | 가을학기 | Y

장무석 | BiS553 | | Biophotonics | 2020 | 가을학기 | Y

최명철 | BiS575 | | Nanobiophysics | 2020 | 가을학기 | Y

이수현 | BiS628 | | Learning and Memory Systems | 2020 | 가을학기 | Y

조영호 | BiS672 | | Nano Electro Mechanical Systems | 2020 | 가을학기 | Y

박지호 | BiS773 | | Nanotechnology in Medicine | 2020 | 가을학기 | Y

김필남 | BiS800 | A | Special Lecture in Bio and Brain engineering<Cell and Tissue Engineering> | 2020 | 가을학기 | Y

김철 | BiS800 | B | Special Lecture in Bio and Brain engineering<Biomedical Integrated System Design> | 2020 | 가을학기 | Y

박영균 | BiS800 | C | Special Lecture in Bio and Brain engineering<Single-cell brain mapping> | 2020 | 가을학기 | Y

정재승 | BiS525 | | Brain Dynamics | 2021 | 봄학기 | Y

박영균 | BiS526 | | Methods in Neuroscience | 2021 | 봄학기 | Y

최정균 | BiS531 | | Genome Bioinformatics | 2021 | 봄학기 | Y

김동섭 | BiS633 | | Bio-Intelligence | 2021 | 봄학기 | Y

박성홍 | BiS653 | | 고급 자기공명영상 기법 | 2021 | 봄학기 | Y

남윤기 | BiS752 | | Neural Engineering | 2021 | 봄학기 | Y

박성준 | BiS800 | A | Special Lecture in Bio and Brain engineering<Fundamentals of Multiscale Fabrication and Materials> | 2021 | 봄학기 | Y

이영석 | BiS800 | B | Special Lecture in Bio and Brain engineering<Methods in Functional Genomics and Computational Molec> | 2021 | 봄학기 | Y

석사/박사 과정 학생들이 중심이 되어 바이오-의료 융합 분야 세미나

2020 | 가을학기 | Biofusion Seminar | 1.0:0:1.0 | 예종철 | Y | | 73 | 월 16:00~17:00

2021 | 봄학기 | Biofusion Seminar | 1.0:0:1.0 | 박성준 | | 실시간 원격수업 | 73 | 월 16:00~17:00

■ 강의평가 운영 실적

○ 개설된 모든 교과목을 대상으로 과목별 강의 평가 운영. 평가 결과와 종합 의견을 온라인상에서 즉시 열람할 수 있도록 하여 신속한 피드백이 이루어지도록 운영하였다.

○ 중간 강의평가 4월, 10월 중순 실시. 최종 기말 강의평가 6월, 11월말 시행하였다.

○ 강의 평가에 의한 교육의 질을 재고하였다.

▸2020 가을학기: 개설과목수 (500 단위 이상) 10개 중 8개, 평균 강의평점: 4.41/5.00

▸2021 봄학기: 개설과목수 (500 단위 이상) 8개 중 7개, 평균 강의평점: 4.61/5.00

■ 공통필수과목 및 윤리교육 강의 실적

○ 공통필수과목으로서, 과학기술자의 전문활동에 필요한 영어논술을 다루는 "Scientific writing"과, 연구윤리, 실험실 안전, 리더십 등을 포괄하는 "윤리 및 안전" 과목이 2009학년도 봄학기부터 학교차원에서 개설되어 운영되고 있다.

1.2 과학기술‧산업‧사회 문제 해결과 관련된 교육 프로그램 현황과 구성 및 운영 계획

■ 초청 세미나 및 국제워크샵 운영 실적

○ BIO와 IT 융합분야의 다양한 기술, 산업의 최신 경향들을 소개하여 여러 가지 사회문제 해결에 기여할 수 있는 교육 프로그램 운영하였다.

○ 총 36회에 걸쳐 국내외 연구자, 기업가 등을 초청하여 학과 세미나, 국제 공동 워크샵및 특별세미나를 개최하였다. (학과 정기세미나 22회, 산학연병 전문가 초청 및 창업인재양성 강연 시리즈 특별 세미나 9회, 국제 공동워크샵 5회)

○ 다양한 교육의 국제화 활동 지원: 다학제 융복합 교육체계에 활발한 국제공동연구의 수행 및 적극적인 해외 우수학회 논문발표 지원을 통해 국제적인 역량을 높였다.

다양한 과학기술, 산업, 사회의 문제를 주제로 심포지움을 개최

20210608 | 한국뇌연구원-KAIST 바이오및뇌공학과 업무협약체결식 및 Multi-Modal Neuroimaging 공동심포지움 | 세션 1: Neuroscience and Neuroimaging

학과 정기세미나

날짜 | 연사 | 직급 | 소속 | 연제

20200902 | 이광형 | 교수 | KAIST 바이오및뇌공학과 | 바이오및뇌공학과의 과거 현재 그리고 미래

20200909 | 박한오 | 대표이사 | (주) 바이오니아 | 코로나19 팬데믹과 바이오헬스케어의 전망

20200923 | 이인아 | 교수 | 서울대학교 뇌인지과학과 | Back to Behavior to Learn How the Brain Works

20201007 | 구태윤 | 교수 | KAIST 의과학대학원 | Tissue Engineering and Modeling for Visualizing Biological Structures and Functions

20201014 | 최승홍 | 교수 | 서울의대 영상의학과 | Flow dynamics Evaluation Using MRI

20201028 | 차지욱 | 교수 | 서울대학교 심리학과 | Data Science in Psychp;pgy and Neuroimaging

20201104 | 고선영 | 교수 | 고려의대 진단검사의학과 | 장기이식관련검사 : 면역학점 관점

20201111 | 이진아 | 교수 | 한남대학교 생명시스템과학과 | New tools to study mammalian autophagy

20201118 | 박웅양 | 소장 | 삼성유전체연구소 | Tumor immune microenvironment of microsatellite-unstable colorectal cancer

20201125 | 장무석 | 교수 | KAIST 바이오및뇌공학과 | Seeing through Scattering Biological Tissues

20210303 | 김필남 | 교수 | KAIST 바이오및뇌공학과 | The Matrix: A New Dimension in Cancer Research

20210310 | 유담 | 교수 | NUS Electrical and Computer Engineering | On-Chip Epilepsy Detection: Where Machine Learning Meets Patient-Specific Wearable Healthcare

20210317 | 김현구 | 교수 | 고려대학교 구로병원 흉부외과 | Intraoperative Image-Guided Precision Surgery

20210324 | 최형진 | 교수 | 서울대학교 의과대학 의과학과 | 비만 및 섭식문제 디지털 치료제 개발 및 임상효능 입증

20210331 | 박현욱 | 교수 | KAIST 전기및전자공학부 | MRI Research in KAIST

20210407 | 서판길 | 원장 | 한국뇌연구원 | Physiological Roles of PI-Phospholipase C-Mediated Signalling

20210414 | Ben Seymour | Professor | University of Ozford Institute for BME; Dept of Clinical Neuroscience | Looking for Pain in the Brain

20210428 | 주철민 | 교수 | 연세대학교 기계공학부 | Advanced Optical Biosensor and Microscopy Technologies Bsed on Low-cost Consumer Electronic Devices

20210512 | 김동명 | 교수 | 충남대학교 응용화학공학과 | 분석 및 진단을 위한 무세포 단백질 합성 기술의 응용

20210526 | 김법민 | 단장 | 범부처전주기의료기기연구개발사업단; 고려대학교 바이오의공학부 | 의공학 R&D에서 의료기기 사업화까지

20210602 | 김성연 | 교수 | 서울대학교 화학부; 유전공학연구소 | Warm on a Cold Night: the Neural Basis of Behavioral Thermoregulation

20210609 | 박영균 | 교수 | KAIST 바이오및뇌공학과 | Towards Integrative Understanding of Nervous System Usig Single-cell Holostic Phenotyping Techniques

연구 분야별 특별 세미나 시리즈

구분 | 날짜 | 연사 | 직급 | 소속 | 연제

산학연병 전문가초청 Inspiring talk | 20200916 | 유용상 | 박사 | KIST 센서시스템 연구센터 | Optoelectrical Sensor for Biomolecule Sensing

산학연병사업 Inspiring talk | 20201104 | 고선영 | 교수 | 고려의대 진단검사의학과 | 장기이식관련검사 : 면역학점 관점

산학연병사업 Inspiring talk | 20201118 | 박웅양 | 소장 | 삼성유전체연구소 | Tumor immune microenvironment of microsatellite-unstable colorectal cancer

창업인재양성 강연시리즈 | 20201023 | 윤세명 | 과장 | 중소벤처기업부 창업벤처혁신실 기술개발과 | 의료 바이오분야 스타트업을 위한 TIPS 프로그램 안내

창업인재양성 강연시리즈 | 20201127 | 이상동 | 상무 | NVC 파트너스 | 투자유치를 위한 스타트업들의 관점전환과 벤처 캐피탈 이해: 벤처 투자자들은 무엇을 궁금해하는가

창업인재양성 강연시리즈 | 20201218 | 6팀 발표 | | | 예비창업팀들의 연구결과 발표

Inspiration Talk Series | 20210602 | 김성연 | 교수 | 서울대학교 화학부; 유전공학연구소 | Warm on a Cold Night: the Neural Basis of Behavioral Thermoregulation

Inspiration Talk Series | 20210601 | 이경면 | 교수 | KAIST 인문사회과학부 | Cognitive Neuroscience of Music

국제 공동워크샵 운영

일자 | 행사명

20200911 | Recent Approach in Muscle and Neural Engineering

20201113 | Intelligent Biomedical Imaging

20201204 | Biomaterials for Engineering Mechanobiology

20201211 | Harvard University-MIT-KAIST symposium on Brain and Cognitive Engineering

20210507-28 | 2021년 5월 바이오및뇌공학과 심포지움 (바이오의료공학의 디지털 미래)

2. 인력양성 계획 및 지원 방안

2.1 최근 1년간 대학원생 인력 확보 및 배출 실적

○ 체계적으로 확립된 입학전형, 신입생오리엔테이션, 지도교수 선정, 자격시험, 논문심사 위원회 구성, 학위수여 요건, 석박 연계과정 등을 통하여 우수한 학생을 확보하고 배출하는 효율적인 시스템을 운영 중이다.

○ 2020-2021년 재학생 통계: 석사 150명, 박사 276명, 석박사 통합 25명 등 총 451명의 대학원생 확보하였다.

○ 2020-2021년 졸업생 통계: 석사 32명, 박사 19명 등 총 51명의 대학원생 배출하였다.

2.2 교육연구단의 우수 대학원생 확보 및 지원 계획

■ 대학원생 선발 입시 운영 실적

○ 2021 가을학기 모집: 2021년 5월, 2022 봄학기 모집: 2021년 8월 입시 운영하였다.

○ 신입생 선발과정을 1단계 서류심사 – 2단계 면접전형으로 2원화 하여, 서류심사에서 심사위원의 풀을 강화하고, 다양한 평가 요소들에 대한 종합 점수를 고려하여 선발된 지원자에 한하여 다시 전문성 면접을 실시하여, 융합인재로서의 가능성과 다양성을 동시에 평가하는 입시 시스템을 운영하였다.

■ 대학원생 학사 운영 실적

○ 연 2회 대학원 신입생 오리엔테이션 실시를 통해 체계적인 학사관리를 위한 과정별 안내하였다.

○ 6월, 12월 중 석사과정 학생들의 학위논문심사 실시하였다.

○ 8월, 2월 중 박사과정 학생들을 대상으로 자격시험 실시하였다.

○ 5월, 11월 중 박사학위 졸업 대상 학생들의 논문심사 실시하였다.

2.3 참여대학원생의 취(창)업의 질적 우수성

■ 학과 대학원생들의 취업 실적

○ 총 11명의 박사졸업생 중 9명이 취(창)업. 총 21명의 석사졸업생 중 13명이 학위과정 진학, 4명 취(창)업으로 총 취업률 68.42%.

○ 주요 취업 기관은

▸박사 졸업생의 경우 : 강남세브란스병원/ 삼성리서치/ 삼성전자/ 삼성종합기술원/ 한국과학기술원/ 한국광기술연구원/ 한국전자통신연구원

▸석사 졸업생의 경우 : 셀트리온/ 삼성 바이오에피스/ 삼성바이오로직스/ 한국과학기술원

등 최고 수준의 우수 연구기관/ 기업에 성공적인 취업을 한 것으로 확인되었다.

■ 2021.2월 교육연구단 소속 학과(부) 참여대학원생(졸업생) 대표적 취(창)업 사례

1 | 2021.2. | 석사 | 삼성 바이오에피스, 연구원 | Y | 효율적인 STING 작용제와 항-OX40 항체의 복합치료를 위한 전달 시스템 개발 연구로 석사학위를 취득하고 졸업하였다. 석사학위 과정동안 리뷰 논문 1편 및 북 챕터 1편을 발표하여 그 우수한 연구 성과를 인정받아 삼성 바이오에피스 연구원으로 취업하였다.

2 | 2021.2. | 석사 | 삼성바이오로직스, 연구원 | Y | 바이오및뇌공학과 나노바이오공학연구실에서 연구하는동안 1건의 SCI논문과 5건의 학회발표 성과를 냈으며, 그중 한국바이오칩학회2020 춘계학술발표회에서 발표한 연구로 Best Paper Award를 수상하였다. 2021년 2월 “Constrcution of a fibroblast-associated tumor spheroid model based on collagen drop array chip”라는 주제로 석사학위를 받았으며, 현재 노혜원 학생은 우수한 성과들을 인정받아 삼성바이오로직스에 연구원으로 취업하였다.

3 | 2021.2. | 석사 | ㈜셀트리온, 연구원 | Y | 유전자 조절 네트워크 분석을 통한 대장암의 유전자 발현 정상화 타겟 발굴 연구로 석사학위를 취득하여 졸업하였다. 졸업 직후 항체 의약품을 만드는 우리나라 종합 생명공학 기업인 주식회사 셀트리온 내 연구소의 사원으로 취직하였다.

4 | 2021.2. | 석사 | 스탠다임, 연구원 | Y | 약물의 간독성을 예측하기 위한 인공지능 기술연구로 석사과정을 마치고, 스탠다임에 취업하여 인공지능 기술을 이용한 신약개발 업무를 수행하고 있다.

5 | 2021.2. | 박사 | 한국광기술원, 연구원 | Y | ‘생체모방 초박형 배열 카메라’라는 박사학위 주제를 바탕으로 한국광기술원 연구원으로 취업하였다.

6 | 2021.2. | 박사 | 강남세브란스병원 | Y | rs-fMRI의 기능적 연결성 분석을 위한 그래프 네트워크에 관한 연구로 박사과정을 수행하였으며, 졸업 이후 연세대학교 강남세프란스병원 정신건강의학과의 전임의로 취직하였다. 해당 연구소에서 뇌기능영상의 임상적용에 대한 연구를 수행 중이다.

7 | 2021.2. | 박사 | 삼성종합기술원, 과장 | Y | 인공신경망기법 기반의 MRI 이미징 향상에 관한 연구로 박사과정을 수행하였으며 졸업 직후 삼성종합기술원의 AI&Software 센터의 전문연구원으로 취직하였음. 해당 연구소에서 2차원 이미지의 3차원 형상화를 위한 연구를 수행 중이다.

3. 참여대학원생 연구실적의 우수성

➀ 참여대학원생 저명학술지 논문의 우수성

■ 융합 연구 (참여와 교과목의 연계 + 연구 교류 프로그램) x 새로운 패러다임 창출 (실패할 가능성이 있으나 가치있는 연구)

○ 융합 연구에 집중할 수 있는 환경을 조성함과 동시에 활발한 연구참여에 대한 동기 부여. 현재 운영 중인 연구 교과목을 기반으로 발전 관련 지식습득과 연구 진행이 긴밀하게 연결하였다.

○ 그 결과로 당초 제안서 상 목표로 하였던 융합연구를 통한 새로운 패러다임 창출하는 우수한 연구결과들이 도출되었다.

연번 | 학위(과정) | 학위(과정) | 저널논문 | 대표연구업적물 상세내용

1 | 석사과정 | 재학 | 저널논문 | Energy-Efficient Integrated Circuit Solutions Toward Miniaturized Closed-Loop Neural Interface Systems, Frontiers in Neuroscience Neural Technology, 5(15), 667447, 2021년 | 현재 전자약, 신경자극시스템과 같은 최신 전기자극 디바이스들은 생체신호에 따라 자극 양을 결정하는 Closed-loop시스템을 채용하고 있다. 해당 논문에서는 Closed-loop 자극 시스템을 구현하는데 있어 필요한 최신 회로적 지식들을 서술하였다. 다양한 자극 디바이스를 구현하는데 도움을 주었다. IF: 4.677(WoS)

2 | 석사 | 2021.8 | 저널논문 | Computational and Histological Analyses for Investigating Mechanical Interaction of Thermally Drawn Fiber Implants with Brain Tissue, Micromachines, 12(4), 394, 2021 | 해당 논문은 파이버 기반의 뇌 신경 인터페이스가 신체에 어떠한 영향을 끼치는지 컴퓨터 시뮬레이션 및 조직분석을 통해 조사한 연구로써, 기존과 다른 유연물질 기반의 인터페이스가 미래의 뇌공학 발전 (디바이스의 수명 증대)에 기여할 수 있는지를 보여준 우수한 연구라고 할 수 있다.

3 | 박사과정 | 재학 | 저널논문 | qMTNet: Accelerated Quantitative Magnetization Transfer Imaging with Artificial Neural Networks, Magnetic Resonance in Medicine, 85(1), 298-308, 2021 | 이 연구에서 우리는 qMTNet 신경망을 개발하여 qMT(quantitative magneticization transfer) 영상 획득 및 처리를 가속화했다. qMTNet은 residual connection을 integrate하여 qMT 매개변수와 누락된 MT 데이터를 맞추는 방법으로 학습했다. qMTNet은 기존 MT 및 interslice MT 데이터 모두에 대해 우수한 정량적 결과를 달성했다. 본 연구는 qMT 영상기법의 임상적용을 가속화하는데 기여할 수 있을 것으로 보인다.

4 | 박사과정 | 재학 | 저널논문 | Strong correspondence between prefrontal and visual representations during emotional perception, HUMAN BRAIN MAPPING, 42(7), 2115-2127, 2021 | 본 논문은 감정적인 기억에 대한 기존의 연구에서 명확히 밝혀지지 않았던 기억의 세부적인 내용이 어떻게 변화하는가에 대한 설명을 제시한다. 뇌 영역 간 표상 유사성 분석을 통해 감정적인 정보를 인코딩 할 때 감각 영역에서의 정보의 표상이 전전두피질로부터의 하향식 신호의 영향을 받아 조정될 수 있다는 가능성을 제시하고 있다. (IF: 5.038)

5 | 박사과정 | 재학 | 저널논문 | Ultrafast and Real-Time Nanoplasmonic On-Chip Polymerase Chain Reaction for Rapid and Quantitative Molecular Diagnostics, ACS nano, 6(15), 10194-10202, 2021 | 나노 플라즈모닉 기판과 미세유체칩을 결합하여 5분 이내에 타겟 바이러스를 91%의 증폭 효율로 정량적 검출 가능하며, 나노 플라즈모닉 PCR 기술을 바탕으로 현장에서 분자진단을 위한 차세대 유전자 증폭 플랫폼을 제공할 것이며, 바이러스 확산 방지에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.(IF=15.881)

6 | 박사과정 | 재학 | 저널논문 | Inhibition of 3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1 (PDK1) can revert cellular senescence in human dermal fibroblasts, PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America), 117(49), 31535-31546, 2020 | 본 논문이 게재된 PNAS 저널은 Impact Factor 11.205(JCR 2020 기준)의 우수한 저널로, JCR 분야별 ranking의 Multidisciplinary Sciences 분야에서 73개 저널 중 8위의 Q1 quartile, 89.73의 JIF percentile을 기록하였다. 지금까지 생명체의 노화현상은 비가역적이라고 인식됐으나, 본 연구는 생명체 분자조절 네트워크의 복잡성으로부터 가역화의 가능성을 발견하여 노화과정의 핵심 회로를 동정하고 PDK1 분자타겟을 최초로 발굴하였으며, 이를 실험증명하여 노화된 세포를 역노화시킴으로써 노인성 질환을 예방 및 극복할 수 있는 핵심 원천기술을 개발하였다.

7 | 박사과정 | 재학 | 저널논문 | Wearable Porous PDMS Layer of High Moisture Permeability for Skin Trouble Reduction, Scientific Reports, Vol.11, Article No.938, pp.1-11., 2021 | 본 저널에서는 구연산 용액을 폴리머 내부에서 넣어 석출 온도를 조절하여 결정화하고 이를 에탄올로 녹여 공극을 형성함으로써 공극의 크기가 작고 균일하며 스핀코팅을 통한 박막 형성이 가능한 고발습성 다공성 유연소재와 이의 제조방법을 개발하였다. 다공성 폴리머 층 위에 피부 전도도, 피부 온도, 맥파 센서 등 스트레스와 관련 있는 생체신호를 측정하는 센서들을 집적하여 상시 스트레스 측정이 가능한 스트레스 패치 개발에 적용하고 있다. (IF=4.379, ES=1.23250, Google Scholar 피인용수 1회)

■ 산업체 및 병원과 연구의 연계 운영 (산업체-학교-연구소-병원)

○ 당초 제안서 상 목표로 하였던 바이오 공학과 산업체-병원 연계 연구를 활발히 진행하였다.

○ 산업체, 병원과의 공동연구 및 데이터를 활용하여 도출된 실적이다.

연번 | 학위(과정) | 학위(과정) | 저널논문 | 대표연구업적물 상세내용

1 | 박사과정 | 재학 | 저널논문 | Autonomous molecule generation using reinforcement learning and docking to develop potential novel inhibitors, Scientific reports, 10, 22104, 2020 | 이 논문에서는 기계학습의 한 분야인 강화학습 기법과 도킹 시뮬레이션을 이용하여 주어진 표적 단백질에 최적화된 저분자 화합물을 생성/디자인하는 “MORLD” 모델을 제시하였으며, 현재 웹 서비스를 제공해 통해 누구나 해당 모델을 쉽게 사용할 수 있음. MORLD는 신약 후보 물질을 표적 단백질에 최적화하여 결합력을 개선하거나 새로운 신약 후보 물질을 디자인하는데 활용할 수 있음. 이를 통해 신약 개발 과정의 비용 및 기간 단축에 기여할 것으로 기대된다.

2 | 박사과정, 석사과정 | 재학 | 저널논문 | Matrix stiffness epigenetically regulates the oncogenic activation of the Yes-associated protein in gastric cancer, Nature Biomedical Engineering, 5(1), 114-123, 2020 | 현재까지 암 연구는 대부분 종양세포 자체의 돌연변이나 내부 신호전달 경로에 집중된다. 이에 최근 암 면역 치료의 임상적 성공에 힘입어 종양미세환경의 면역 세포에 대한 관심과 연구가 증가하고 있으나 종양미세환경의 물리적 요인이 암세포의 악성화 및 치료 반응에 어떤 영향을 주는가에 대한 연구는 거의 없던 실정이다. 본 연구는 암세포가 위치한 종양의 미세환경적 요인이 악성화에 끼치는 영향을 규명함으로써 종양학 연구의 새로운 패러다임을 제시한 것이 특징으로서 향후 미만성 위암에 대한 새로운 항암 치료 전략 수립에 방향을 제시할 중요한 실마리가 될 것으로 기대된다. (IF=25.671)

4 | 박사과정 | 재학 | 저널논문 | Deep learning STEM-EDX tomography of nanocrystals, Nature Machine Intelligence, 3, 267-274, 2020 | 본 논문은 비지도학습 기반의 심층학습을 통해 3D STEM-EDX tomography의 영상 복원기술을 비약적으로 고도화하였다. 자가지도학습을 통한 노이즈 제거 알고리즘과 투사 도메인에서의 자가지도학습을 통해 단 13개의 신호대잡음비가 아주 낮은 투사 영상만 있어도 높은 정확도의 3차원 영상 복원이 가능함을 밝혀, 재료공학, 특히 디스플레이 업계 등 EDX tomography가 중요하게 쓰이는 분야에서 뛰어난 영향력을 행사할 것으로 기대할 수 있다. 또한, 본 논문에서 제시하는 알고리즘은 심층 학습에서 주로 필요한 정답(label) 데이터 없이도 심층 신경망을 학습할 수 있도록 제안되었다는 점에서 큰 이점을 가진다.

5 | 박사과정 | 재학 | 저널논문 | Effects of subclinical depression on prefrontal–striatal model-based and model-free learning, PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY, 17(5) , 2021 | 인간의 의사결정에 관여하는 뇌의 학습 메커니즘 조절이 초기 우울증 단계에서 어떻게 손상되는지 계산 모델과 fMRI 데이터를 통해 규명하여 PLOS computational biology(IF 4.7)에 논문을 게재하였다. 정량적 모델링을 통해 초기 우울증에서 목표 지향적 학습보다 습관적 학습의 민감도가 높아진다는 것을 규명함으로써 우울증 초기 단계의 행동/인지/신경 치료를 위한 가이드라인을 제시하였다.

■ 연구단 학생연구실적 평균은 작성가이드에 따라 참여대학원생의 실적을 기준으로 하되, 신청서의 실적표 기준과는 다르므로 비교하지 않고, 최근 1년간의 실적 평균만 산출하였고, 기존 BK플러스사업의 참여대학원생 실적과 비교하여 보았다.

※ 학생실적 인정기준 변경: 신청서는 해당기간 졸업생의 재학~2019.12.31.사이 실적을 기준으로 하였으나, 자체평가는 참여대학원생 참여기간 동안 실적 및 참여대학원생 중 졸업 후 실적(최근 1년간) 인정함.

<BK플러스사업 참여대학원생 실적표 대비 최근 1년간(2020.9.1.-2021.8.31.) 참여대학원생의 환산 편수, 환산보정 피인용수(FWCI), 환산보정 IF, 환산보정 ES><>

대표논문 총 편수 45

대표논문 환산 편수의 합 10.6388

평가 대상 1인당 대표논문 환산 편수 0.0615

보정 피인용수(FWCI) 값이 있는 논문의 총 편수 42

보정 피인용수(FWCI) 의 합 61.19

환산 보정 피인용수(FWCI) 합 8.0368

대표논문 1편당 환산보정 피인용수(FWCI) 0.1914

평가 대상 1인당 환산보정 피인용수(FWCI) 합 0.0464556

IF=0이 아닌 논문 총 편수 45

IF의 합 443.219

환산보정 IF의 합 8.4544

대표논문 1편당 환산보정 IF* 0.1879

평가 대상 1인당 환산보정 IF* 0.0489

ES=0이 아닌 논문 총 편수 45

ES의 합 10.4589

환산보정 ES의 합 15.0514

대표논문 1편당 환산보정 ES* 0.3345

평가 대상 1인당 환산보정 ES* 0.087

참여대학원생 수(해당기간별 평균) (171+175)/2=173

* 당초 BK플러스사업 논문당 실적작성기준은 환산논문 1편이었으나, 4단계사업 논문당 실적작성기준은 논문 1편으로 변경되었기에 기존 BK플러스사업 실적을 재계산함.

□ <참고자료> 신청서 실적 대비표

위와 같이 변경된 조건으로 실적을 작성하면 1인당 실적을 계산하는 모수가 졸업생과 참여대학원생으로 다르기 때문에 비교가 불가한 것으로 보임으로 2021.2월, 8월 졸업생 중 참여이력이 있는 학생의 최근 1년간 논문실적을 기준으로 실적 작성하여 이전 학생논문실적과 비교하여 보았다.

<4단계사업 신청서 <표 2-5> 대비 최근 1년간(2020.9.1.-2021.8.31.) 연구단 졸업생의 대표논문 환산 편수, 환산보정 피인용수(FWCI), 환산보정 IF, 환산보정 ES>

대표논문 총 편수 13

대표논문 환산 편수의 합 2.0439

평가 대상 1인당 대표논문 환산 편수 0.1048

보정 피인용수(FWCI) 값이 있는 논문의 총 편수 12

보정 피인용수(FWCI) 의 합 21.09

환산 보정 피인용수(FWCI) 합 4.1395

대표논문 1편당 환산보정 피인용수(FWCI) 0.345

평가 대상 1인당 환산보정 피인용수(FWCI) 합 0.2123

IF=0이 아닌 논문 총 편수 13

IF의 합 127.379

환산보정 IF의 합 3.5835

대표논문 1편당 환산보정 IF 0.2757

평가 대상 1인당 환산보정 IF 합 0.1838

ES=0이 아닌 논문 총 편수 13

ES의 합 0.7883

환산보정 ES의 합 6.2971

대표논문 1편당 환산보정 ES 0.4844

평가 대상 1인당 환산보정 ES 합 0.0248

소속 학과 최근 3년간 환산졸업생 수 19.5***

* 최근 3년간 실적의 3년간 환산졸업생수는 학과전체 박사졸업 1인당 1, 석사졸업 1인당 0.5로 환산하여 해당 수만큼 실적을 작성함.

** 최근 1년간 IF, ES값은 RIMS 최신년도(2020) 자료, FWCI값은 SciVal 사이트에서 검색하여 참조함(2021.7.6.기준)

*** 1차년도 환산졸업생수는 2021.2월, 8월 졸업생 중 BK참여이력이 있는 학생을 기준으로 박사졸업 1, 석사졸업 0.5로 환산함.(2021.2월 박사3+석사20/2 + 2021.8월 박사1+석사11/2=19.5)

② 참여대학원생 학술대회 대표실적의 우수성

■ 융합 연구 (참여와 교과목의 연계 + 연구 교류 프로그램) x 새로운 패러다임 창출 (실패할 가능성이 있으나 가치있는 연구)

○ 석사 및 박사과정 학생들이 학위를 시작하는 초반부터 자기 주도적으로 활발하게 연구에 참여할 수 있도록 환경과 시스템을 구축하였고, 중간결과를 학술대회에 발표함으로써 자기 주도형 융합연구 능력을 함양하였다.

연번 | 학위(과정) | 구분 | 발표 형식 | 학술대회 발표실적 상세내용

1 | 박사과정 | 재학 | 포스터 | The spatial configurations of self-assembled, multicellular cancer aggregates predict the drug response and prognosis of glioblastoma, 2021년 한국바이오칩학회 춘계 국제학술대회, 2021, 대한민국(온-오프라인 병행) | 본 연구는 마이크로웰 기반의 어레이 플랫폼을 제안하여 환자유래 다중 뇌종양 세포 클러스터 내 분포 및 위치와 뇌종양의 약물저항성 간의 상관관계를 명확히 밝히고, 환자의 예후를 보다 정확하게 예측할 수 있는 새로운 플랫폼을 제시하였다. 해당 결과는 명성 있는 국제학술대회인 한국바이오칩학회 춘계학술대회에서 창의성과 우수성을 인정받아 우수포스터 발표상을 수상하였다.

2 | 박사과정 | 재학 | 포스터 | 금나노입자 광열효과를 이용한 피드백 신경자극 시스템 개발, 2020 대한의용생체공학회 추계학술대회, 2020, 대한민국(온라인) | 금나노입자/근적외선 플랫폼을 이용하여 신경세포의 활성을 조절할 수 있는 피드백 제어 시스템을 개발하였다.

3 | 석사과정 | 재학 | 포스터 | All-Hydrogel Fibers for Neural Interfaces, 2021년 한국생체재료학회 춘계학술대회, 2021, 온라인 | 하이드로젤 기반의 신경 인터페이스를 제작함을 통해 뇌탐침의 생체조직에 대한 저항성을 줄이고, 수명을 대폭 증가시키는 연구이다. 해당 인터페이스는 광유전학을 위한 광섬유, 전기생리학적 신호 레코딩을 위한 전극, 물질전달을 위한 미세유체채널을 모두 포함하는 약 300마이크로 미터 지름의 디바이스이며, 모든 재료가 생체적합한 하이드로젤 및 탄소나노물질로 이루어져 있어 생체조직과의 기계적, 화학적 일치성이 매우 뛰어남이 특징이다.

4 | 박사과정 | 재학 | 포스터 | Emergence of face-selective neurons in untrained deep neural networks, Cold Spring Harbor: FROM NEUROSCIENCE TO ARTIFICIALLY INTELLIGENT SYSTEMS (NAISys), 2020, 미국(Online) | 본 연구는 학습 과정을 전혀 거치지 않은 신경망에서 얼굴을 인식하는 뉴런이 발생할 수 있다는 것을 보인 계산신경과학적 모델링 연구이다. 본 연구 결과는 신경망에서 상위인지기능을 발생시키기 위해서는 반드시 충분한 데이터 기반 학습이 필요하다는 상식과 상반되는 것으로, 계산뇌과학 분야에 크게 기여하였다

5 | 박사과정 | 재학 | 포스터 | Deep Interaction between Reinforcement Learning Algorithms and Human Reinforcement Learning, From Neuroscience to Artificially Intelligent Systems (NAISys), 2020, 버츄얼 | 해당 연구는 사람 행동에 대한 연구 들의 개선점을 제시하였다. 실험 환경의 변화는 작은 것이더라도 어떤 영향을 줄지 모르기 때문에 새 실험은 변화 및 조성을 보수적으로 잡았었다. 우리 연구는 사람의 대체모델을 통한 모의 실험을 사람 실험의 앞에 놓는 것을 통해 새 실험 디자인의 효과를 미리 파악할 수 있게 하여 더 모험적인 실험 디자인을 가능하게 하였다.

6 | 박사과정 | 재학 | 포스터 | Goal-dependent cortical reactivation during early and last phase of episodic memory retrieval, Cognitive Neuroscience Society (CNS) meeting, 2021, Online | 본 연구는 일화기억 인출과정에서 인출 초기에는 행동목적과 상관없이 상위 시각영역 전반적으로 활성화를 보이나, 인출 후기에는 행동목적 특이적인 시각영역에는 활성화를 보임을 밝힌 연구이다.

7 | 석사과정 | 재학 | 구두 | Unsupervised deep learning based lensless holographic imaging for microscope image reconstruction , Advanced Biophotonics Conference 2020, 2020, 천안(온-오프라인 병행) | 광 전파의 물리적 모델을 기계 학습 모델에 융합하여 무렌즈 영상 복원의 reliability를 혁신적으로 개선하였다. 무렌즈 영상 분야의 핵심 난제를 해결을 목표로하는 연구로, 물리적 모델이 융합된 기계 학습 모델은 생체 광학 분야에 적용된 경우가 희소하였으나 본 연구를 통해 그 가능성을 검증하였다. 광범위한 생체 광학 분야에서 임팩트가 큰 것으로 인정받아 ‘우수 유망 젊은 연구자상’을 수상하였다.

■ 산업체 및 병원과 연구의 연계 운영 (산업체-학교-연구소-병원)

○ 당초 제안서 상 목표로 하였던 바이오 공학과 산업체-병원 연계 연구를 활발히 진행하였다.

○ 산업체, 병원과의 공동연구 및 데이터를 활용하여 도출된 실적이다.

연번 | 학위(과정) | 구분 | 발표 형식 | 학술대회 발표실적 상세내용

1 | 박사과정 | 재학 | 포스터 | Three compartment modeling for dynamic theragnostic agent-enhanced MRI for quantitative analysis of NASH progerssion, ISMRM 2021, 2021, 온라인학회 | NASH는 간경변증에 선행하는 간 질환입니다. NASH 증상은 초기에 잘 나타나지 않아 진단하기 어렵다. 우리는 치료용 조영제를 사용하여 NASH의 영향을 받는 간 내에서 ROS 수준을 계산하기 위해 3구획 모델을 개발했다. 조영제는 MRI 조영제 및 치료제 역할을 동시에 했다. 세 구획 모델은 ROS 수준을 안정적으로 계산하는 최초의 방법이며 일반적인 MRI 촬영으로도 NASH 진행 정도를 확인할 수 있다.

2 | 석사 | 2021.2 | 포스터 | Simple and uniform construction of a spheroid array for a tumor microenvironment using a droplet contact-based spheroid transfer technique, 한국바이오칩학회 2020 춘계학술발표회, 2020, 여수 | 본 연구는 액적접촉 기반 스페로이드 형성 및 이식 기술을 활용하여, 종양 미세환경을 모사한 스페로이드 어레이를 간단하면서도 균일하게 제작할 수 있는 기술을 선보였다. 액적접촉 기반 스페로이드 형성 및 이식 기술을 개선하여 사용자의 편의성 증진뿐만 아니라 종양 스페로이드 어레이 형성 및 이식 균일성 향상 결과를 보였다. 또한 형성된 종양 스페로이드 중심부에 necrotic core가 만들어지는 것을 관찰함으로써, 종양 환경가 모사됨을 검증함. 본 연구에서 개발된 기술을 통해 기존 기술대비 더욱 균일한 스페로이드 어레이 조작 기술과 종양 미세환경이 잘 모사된 스페로이드 형성 결과를 발표하였다.

3 | 박사과정, 박사과정 | 재학 | 포스터 | Unsupervised Deep Learning for Accelerated High Quality Echocardiography, IEEE 17th International Symposium on Biomedical Imaging (ISBI) , 2021, 프랑스(온라인 개최) | Echocardiography의 경우, 여러 번의 scanline을 통해 한 장의 이미지를 만들어낸다. 이 때, scanline의 수를 줄이게 되면, 연속되지 않는 scanline으로 한 장의 이미지를 만들어내야 함으로, 이미지 상의 불연속성이 생기게 된다. 이러한 인공물은 이미지상에서 line의 형태로 나타나게 된다. 이를 제거하기 위해 full로 얻어서 생성한 고화질의 이미지를 target으로하는 인공 신경망을 학습하였고, 이를 통해 고속화된 echocardiography이미지를 얻을 수 있었다.

4 | 박사과정 | 재학 | 포스터 | Resistance Temperature Detector on Nanoplasmonic Substrate for Accurate Photothermal PCR Thermal Cycling, 한국바이오칩학회 2021 춘계학술대회, 2021, 대한민국 | 나노 플라즈모닉 기판과 알루미늄 칩을 조합하여 실제 시제품을 제작하였다.

5 | 박사과정 | 재학 | 포스터 | Structures of Microtubules under Shear Stress, 제32차 방사광 이용자 발표회, 2020, 대한민국 | 세포의 뼈대를 형성하는 단백질인 마이크로튜불의 Shear 환경 하에서 구조를 가속기 X-선 산란 방법으로 서브 나노미터의 분해능으로 관찰하는 연구를 수행하였다.

③ 참여대학원생 특허, 기술이전, 창업 실적의 우수성

■ 융합 연구 (참여와 교과목의 연계 + 연구 교류 프로그램) x 새로운 패러다임 창출 (실패할 가능성이 있으나 가치있는 연구)

○ 당초 연구 수월성 증진 계획 목표였던 융합적, 패러다임 창출형 연구를 통해 다양한 우수 특허 기술을 제안하였다.

연번 | 학위(과정) | 구분 | 실적구분 | 특허, 기술이전, 창업 등 실적 상세내용

1 | 박사과정 | 재학 | 특허 | SPIKING NEURAL NETWORK SYSTEM FOR DYNAMIC CONTROL OF FLEXIBLE, STABLE AND HYBRID MEMORY STORAGE, 미국, 2021 | 본 발명은 STDP 학습율의 대칭성을 조절하여 신경망에 저장되는 정보의 특성을 자유롭게 조절할 수 있는 새로운 방법을 제시한 특허임. 기존에도 스파이킹 신경망과 STDP 학습 규칙을 사용하여 신경망에 정보를 저장하게 만드는 방법은 있었으나, 본 발명과 같이 이미 저장된 정보가 장기 기억 또는 단기 기억의 특성을 가질 수 있도록 능동적으로 조절하는 기능은 존재하지 않았다. 본 발명은 스파이킹 신경망을 이용하는 대부분의 시스템에 탑재될 수 있을 것이라 기대되며, 발명의 독창성과 신규성을 인정받아 국제 특허(미국)의 등록이 완료되었다.

2 | 박사과정 | 재학 | 특허 | 생성모델을 이용한 실험 최적화 및 실험 가설 생성 시스템 및 방법, 대한민국, 2021 | 기존의 기계학습은 많은 양의 데이터에 의존한 최적화 방식을 사용하여, 새로운 환경에 노출되었을 때 학습에 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있다. 이에 비해 인간은 적은 수의 경험만으로도 빠르게 학습하는 능력이 있다. 본 특허에서는 인간의 학습 과정에서 자신의 학습 정도에 대한 불확실성을 평가하는 메타 인지 능력을 사용한 빠른 추론 과정을 모델링 통하여 구현, 궁극적으로 뇌 기반 인공지능의 초석을 마련하고자 한다.

3 | 박사과정 | 재학 | 특허 | 메타 인지 기반 고속 환경 탐색 방법 및 장치, 대한민국, 2020 | 실험은 과학 이론 및 현대 공학 분야에서 실제적인 최적 결과물을 도출하기 위해 광범위하게 적용되는 탐구 방법론임에도 실험을 위한 가설이나 변인 설정을 연구자의 직관에 의존하는 경향이 크다. 본 특허 기술은 기존 실험 변인을 데이터로 학습하여 다음 실험에서의 최적 가설이나 변인을 인공지능으로 찾아내어 과학 연구 및 산업 공정 효율의 극대화를 가능하게 한다.

4 | 박사과정 | 재학 | 특허 | 중합효소연쇄반응 장치 및 이를 이용한 중합효소연쇄반응 방법, 대한민국, 2021 | 플라즈모닉 기판을 통해 기존 중합효소연쇄반응 장치의 30 cycle을 3분 30초 이내에 진행할 수 있는 기술로 관련 기술을 사용한 논문이 ACS nano(IF 15.881)에 연구결과가 실렸다.

5 | 박사과정 | 재학 | 특허 | 다공성 구조물의 제조 방법, 대한민국, 2020 | 본 특허는 새로운 다공성 박막 소재의 제조 방법에 관한 것으로, 증발온도가 서로 다른 용매(에탄올과 톨루렌)에 구연산과 PDMS을 혼합한 용액에서 용매를 증발시키며 결정화 온도를 조절하여 PDMS 내에 크기가 작고 균일한 구연산 입자를 결정화하고, 이를 스핀코팅 또는 몰딩 공정으로 박막을 형성 한 후 에탄올로 구연산 입자 만을 선택적으로 용해하여 작고 균일한 공극을 형성함으로써 기존 다공성 박막에 비해 통기성/발습성을 획기적으로 향상시킨 새로운 다공성 박막 소재의 제조공정을 개발하였다.

■ 산업체 및 병원과 연구의 연계 운영 (산업체-학교-연구소-병원)

○ 당초 제안서 상 목표로 하였던 바이오 공학과 산업체-병원 연계 연구를 통해 관련 우수 특허 기술을 제안하였다.

○ 산업체, 병원과의 공동연구 및 데이터를 활용하여 도출된 실적이다.

연번 | 학위(과정) | 구분 | 실적구분 | 특허, 기술이전, 창업 등 실적 상세내용

1 | 박사과정 | 재학 | 특허 | 뉴럴 네트워크를 이용한 영상 분할 방법 및 그 장치, 대한민국, 2020 | 뉴럴 네트워크를 이용한 영상 분할 방법 및 그 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분할 방법은 영상 데이터를 수신하는 단계; 및 미리 설정된 프레임 조건을 만족하는 뉴럴 네트워크를 이용하여 상기 영상 데이터에 포함된 미리 설정된 객체에 대한 영상 분할(segmentation)을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 뉴럴 네트워크는 다상 풀링(polyphase pooling) 레이어와 다상 언풀링(polyphase unpooling) 레이어를 포함함으로써, 영상에서 특정 객체 분할에 대한 정확도를 향상시킬 수 있다.

2 | 박사과정 | 재학 | 특허 | 뉴럴 네트워크를 이용한 자기공명 혈관 조영술 영상 처리 방법 및 장치, 대한민국, 2020 | 뉴럴 네트워크를 이용한 자기공명 혈관 조영술 영상 처리 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법은 다중 코일 영상의 푸리에 공간 데이터를 수신하는 단계; 및 푸리에 공간을 보간하는 뉴럴 네트워크를 이용하여 적어도 하나 이상의 시간적 해상도에 대응하는 영상을 복원하는 단계를 포함한다.

3 | 박사과정 | 재학 | 특허 | Apparatus and method for reconstructing image using extended neural network, 미국, 2020 | 확장된 신경 회로를 이용하는 이미지를 재건하기 위한 방법과 장치로 입력 영상을 수신하는 단계 및 소정의 프레임 제약을 부합하는 신경 회로를 이용하는 입력 영상에 의해 출력 이미지를 재현하는 단계를 포함한다. 재건은 이주파수, 비선형함수를 이용하는 변형된 신호의 조절 계수로 상응하는 신호로의 입력 영상을 변형시키고, 조정된 계수를 재건하고, 반비례하여 출력 영상 안으로 재건된 계수를 이용하여 알아낸 모든 계수를 변형시키는 것을 포함한다

4 | 박사과정 | 재학 | 특허 | 우울증 조기 진단 방법 및 장치, 대한민국, 2021 | 기존의 우울증은 복잡한 설문조사나 장기관찰을 통한 전문가의 관측을 통해 진단되는 것이 주였다. 하지만 우리가 제시한 특허는 특정 상황에서 사람의 행동 양식 변화와 뇌 기능적 연결성 변화를 통해 우울증을 판별할 수 있게 하며, 이는 우울증에 대한 객관적인 조기검진을 가능하게 한다. 또한, 제시한 지표들을 통한 객관적인 우울증의 심도 측정 역시 보여주고 있다.

5 | 박사과정 | 재학 | 특허 | 신생항원을 스크리닝하는 방법, 시스템 및 그의 용도, 대한민국 , 2021 | 2018년에 노벨 생리학 상을 받은 면역항암치료법이 최근에 차세대 암 치료법으로 각광받고 있지만, 치료가 모든 환자들에게 효과가 있는것이 아니여서 어떤 환자에게 이 치료법을 사용할지 정하는 것이 굉장히 중요함. 이 때, 가장 많이 사용되는 biomarker인 neoantigen load를 예측하고 계산하는 딥러닝 기반의 툴을 개발하고 더 나아가, 치료 효과가 있을 것이라고 예상됨에도 효과가 없는 환자들의 돌연변이 패턴을 분석하여 면역항암치료가 잘 작동하지 않는 이유와 현상을 발견하고 여러 코호트에서 확인하였다.

4. 신진연구인력 현황 및 실적

■ 바이오 융복합 IBN (IT-BT-NT) 펠로우십 운영 (우수인력 확보)

○ BK신진연구인력 현황

연구분야 | 구분 | 기간(예정기간 포함) | 박사학위대학

생물정보학 | 박사후연구원 | 20201201-20211130 | 한국과학기술원

나노광학, 광학이미징 | 박사후연구원 | 20210601–20220531 | 고려대학교

Biomedical Imaging | 박사후연구원 | 20210701–20220630 | University of Groningen

○ 안정적 학술 및 연구 활동을 위한 제도 운영 현황

- 신진연구인력의 연구활동의 지속성을 위해 연구단 지원기간을 1년으로 하고 있다.

- 참여교수에게 국제화경비 및 연구활동비(실험실습 재료비 등)를 지원함으로써 신진연구인력의 연구활동 환경 조성에 도움을 주고 있다.

■ 바이오 융복합 우수인력 양성 사업을 통해 우수한 연구성과를 도출함 (우수인력 양성)

○ 대표 연구실적 : Oncogene, Comprehensive characterisation of intronic mis-splicing mutations in human cancers, 2021, 7, 1347-1361, 7.971

5. 참여교수의 교육역량 대표실적

■ 최근 1년간(2020.9.1.-2021.8.31.)교육연구단 참여교수의 교육역량 대표실적

연번 | 참여교수명 | 대학원 교육관련 대표실적물 | 참여교수의 교육관련 대표실적의 우수성

1 | 남윤기 | book chapter | -Handbook of Neuroengineering, First Online: 22 June 2021 (978-981-15-2848-4) ‘State-of-the-Art Technology on MEAs for Interfacing Live Neurons’: 체외 신경세포 배양 및 측정을 위한 미세 신경세포 전극칩 기술의 원리와 활용

2 | 김철 | IDEC 강의 | 바이오 메디컬 IC 회로 설계(2021.7.8-7.9): 바이오메디컬 저전력 회로설계의 주제로 IDEC에서 대학원생들을 대상으로 2일간 교육 강연을 진행하였음. 바이오메디컬 저전력 회로를 설계하기 위한 방안에 대한 설명을 강연하였다. 바이오메디컬 디바이스에 있어서 집적회로의 중요성에 대한 설명과 신경 신호측정을 위한 전극 및 신경 측정/자극 회로의 요구사항에 대해 설명함. 몸안으로 디바이스를 삽입하였을 경우 칩 내부로의 전력 공급을 위한 무선전력 전송 회로설계와 최신 동향에 관한 강연을 진행하였다. 해당 교육을 통해 바이오메디컬 회로 설계를 진행하는 대학원생들에게 있어 최신 연구 동향 및 연구 방향을 지도 함으로써 다양한 미래 바이오 집적회로 설계자를 양성하는데 기여하였다.

3 | 김철 | IDEC 강의 | 뉴럴인터페이스 회로 설계(2021.8.5-8.6): 뉴럴인터페이스 회로 설계의 주제로 IDEC에서 대학원생들을 대상으로 2일간 교육 강연을 진행하였다. 뉴럴인터페이스 회로 설계를 위한 방안에 대한 설명을 강연하며 신경 신호측정을 위한 전극 및 신경 측정/자극 회로의 요구사항에 대해 설명하였다. 몸안으로 디바이스를 삽입하였을 경우 칩 내부로의 전력 공급을 위한 무선전력 전송 회로설계와 최신 동향에 관한 강연을 진행하였다. 해당 교육을 통해 뉴럴인터페이스 회로 설계를 진행하는 대학원생들에게 있어 최신 연구 동향 및 연구 방향을 지도 함으로써 다양한 미래 뉴럴인터페이스 설계자를 양성하는데 기여하였다.

4 | 김철 | book chapter | Wearable Sensors (Second Edition) Fundamentals, Implementation and Applications, 2021, "Low-power integrated circuits for Wearable electrophysiology": 본 저서에서는 몸의 전기생리학 특성을 활용한 저전력 디바이스를 집접회로로 설계하기 위한 방법들을 제시하고 있다. 생리학신호를 활용해 임플란트 디바이스나 웨어러블 디바이스를 사용하기 위해서는 저전력 회로로 구현하는 것이 중요하다. 따라서 후에 다양한 생체신호를 활용한 집적회로 디바이스 설계에 도움이 되는 저서이다.

5 | 이상완 | IBM 학술상 수상 | IBM 학술상은 미국 IBM과 전 세계 유수 대학과의 연구 협력 활성화를 위해 제정된 상으로 IBM 연구소장 등 조직 내 핵심 연구자들의 내부 지명을 받아 후보자 군이 선정되고, 이후 연구 제안서의 임팩트, 연구의 창의성 및 연구업적 등을 종합적으로 평가해 최종 수상자가 결정되었다. 이상완 교수 연구팀은 최근 사이언스 로보틱스(Science Robotics)와 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)에 교신저자로 논문을 게재하는 등, 관련 연구성과와 함께 계산 신경과학과 인공지능을 융합하는 새로운 연구 분야를 개척한 공로를 인정받았다. 앞으로 IBM과 공동연구를 통해 해당 이론을 발전시키고 인공지능에 적용하는 연구를 수행할 예정이며, 관련된 분야의 교육을 통해 학과에 연구에 기여하였다.

6. 교육의 국제화 전략

➀ 교육 프로그램의 국제화 현황 및 계획

■ 해외학자(전임교수, 초빙교수, 객원교수 등 포함) 활용 계획 및 역할

전임교수 현황

연번 | 성명 | 임용시기 | 직급 | 국적 | 교육/연구 분야

1 | Christopher Fiorillo | 2009.01. | 부교수 정년직 | 미국 | 이론신경과학, 세포 및 시스템 신경생리학, 도파민-보상 시스템

2 | Sang Ah Lee | 2017.07. | 조교수 | 미국 | 발달인지신경과학, 인지노화, 뇌 DBS 자극, 인지 향상

3 | Rajib Schubert | 임용예정 (2021.11) | 조교수 | 미국 | NanoBioPhysics

해외석학 초청세미나 현황

연번 | 날짜 | 연사 | 직급 | 소속 | 연제

1 | 20210310 | 유담 | Professor | NUS Electrical and Computer Engineering | On-Chip Epilepsy Detection: Where Machine Learning Meets Patient-Specific Wearable Healthcare

3 | 20210512 | 신재원 | Professor | University of Illinois at Chicago College of Medicine | Biomaterial-directed paracrine modulation in regenerative medicine

국제 공동워크샵

연번 | 일자 | 행사명 | 내용

1 | 20200911 | Recent Approach in Muscle and Neural Engineering |

▎Professor Young Charles Jang(Georgia Tech Biological Science) “Integrative Stem Cell Engineering Approaches to Rejuvenate Aging Skeletal Muscle”

2 | 20201113 | Intelligent Biomedical Imaging |

▎Professor Roarke Horstmeyer(Duke University Biomedical Engineering) “Intelligent Biomedical Imaging Devices”

3 | 20201204 | Biomaterials for Engineering Mechanobiology |

▎Professor Luo Gu(Johns Hopkins University Materials Science and Engineering) “Directing Stem Cell Fate By Tuning Matrix Viscoelasticity”

4 | 20201211 | Harvard University-MIT-KAIST symposium on Brain and Cognitive Engineering |

▎Professor Hongkun Park(Harvard) “Brain on a Chip-Leveraging Nanotechnology for Neuroscience”

▎Professor Seung-Schik Yoo(Harvard Medical School) “Acoustic Neuromodulation”

▎Professor Kwanghun Chung(MIT) “Towards Holstic Imaging and Phenotyping of Intact Biological Systems”

5 | 20210507-28 | 2021년 5월 바이오및뇌공학과 심포지움 (바이오의료공학의 디지털 미래) |

▎김훈(The Jackson Laboratory for Genomic Medicine) “Health Informatics”

▎김융석(Albert Einstein College of Medicine) “Health Informatics”

▎최고은(Virginia Tech) “Cognitive neuroscience”

▎문지영(Albert Einstein College of Medicine) “Statistical genomics”

▎황태현(Cleveland Clinic Lerner College of Medicine) “Biomedical AI”

6 | 20210827 | KAIST BBE-HUST Workshop |

▎발표예정: Professor Chul Kim, Professor Yong Jeong, Professor Youngho Cho at BBE, KAIST

▎발표예정: TBA at HUST

▎Discussion Session on Future Collaboration

■ 우수 외국인 학생 유치 현황 및 계획

외국인학생 유치 실적

2020.9-2021.8 기간 신입생

연번 | 과정 | 학적상태 | 국적 | 입학일자 | 재학학기

1 | 석사과정 | 재학 | 핀란드 | 20210301 | 1

2 | 석사과정 | 재학 | 베트남 | 20210301 | 1

3 | 석사과정 | 재학 | 중국 | 20210301 | 1

4 | 석사과정 | 재학 | 에티오피아 | 20200831 | 2

5 | 박사과정 | 재학 | 파키스탄 | 20200831 | 2

6 | 박사과정 | 재학 | 중국 | 20200831 | 2

7 | 박사과정 | 재학 | 체코 | 20200831 | 2

2020.9-2021.8 기간 재학생

8 | 석사과정 | 재학 | 이란 | 20200302 | 3

9 | 박사과정 | 재학 | 인도네시아 | 20200302 | 3

10 | 박사과정 | 재학 | 중국 | 20200302 | 3

11 | 석사과정 | 재학 | 미국 | 20190902 | 4

12 | 박사과정 | 재학 | 베트남 | 20190902 | 4

13 | 박사과정 | 재학 | 나이지리아 | 20190225 | 5

14 | 박사과정 | 재학 | 파키스탄 | 20180827 | 6

15 | 박사과정 | 재학 | 에티오피아 | 20170227 | 9

16 | 박사과정 | 재학 | 이란 | 20160301 | 11

17 | 박사과정 | 재학 | 중국 | 20150831 | 12

해외 소개 활동 및 외국인 친화적 연구실 문화 환경 조성 활동

- 2020 외국인 학생들을 위한 학과 추석 행사 (20.09.29)

매년 추석을 앞두고 외국인학생들과 함께하는 외국인 학생간담회를 진행하고 있으며, 2020년도 추석을 맞이하여, 간담회를 진행하고자 하였으나 코로나 상황으로 인해 부득이하게 개별적으로 외국인 학생들을 위한 선물을 전달하였다.

■ 최근 1년간(2020.9.1.-2021.8.31.) 글로벌 교육 인프라 현황

외국어 강의

개설과목 수 | 9 | 8

외국어강의 수 | 7 | 5

비율(%) | 0.7777 | 0.625

*외국어 강의실적은 개설교과목 중 세미나과목을 제외하면 100% 영어수업.

외국인 전임교수

전임교수 수 | 27 | 26

외국인전임교수 수 | 2 | 1

비율(%) | 0.074 | 0.0384

외국인 대학원생

대학원생 수 | 223 | 228

외국인대학원생 수 | 18 | 20

비율(%) | 0.0807 | 0.0877

학위논문

대학원생학위논문 수 | 32 | 19

외국어작성 대학원생학위논문 수 | 29 | 16

비율(%) | 0.9063 | 0.8421

② 참여대학원생 국제공동연구 현황과 계획

■ 최근 1년간(2020.9.1.-2021.8.31.) 교육연구단 소속 학과(부) 참여대학원생 국제공동연구 실적

연번 | 공동연구 참여자 (학생, 지도교수) | 국외 공동연구자 | 상대국/소속기관 | 연구주제

1 | ( ,백세범) | Byungkook Lim | 미국/UCSD | Quantitative analysis of neural pattern during bimanual task, 201907 - 현재

2 | ( ,박성준) | Butt, Haider | 아랍에미리트/칼리파대학 | 하이드로젤 파이버 기반 혈당센서 개발, 202009 - 202108

3 | ( ,예종철) | Han, Yoseob | USA/Massachusetts Gen Hosp | Deep learning STEM-EDX tomography of nanocrystals, Nature Machine Intelligence, 202103

4 | ( ,예종철) | Han, Yoseob | USA/Los Alamos Natl Lab | Differentiated Backprojection Domain Deep Learning for Conebeam Artifact Removal, IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING, 202011

5 | ( ,이관수, 이도헌) | Hwang, Woochang | England/Univ Cambridge, | An interactive retrieval system for clinical trial studies with context-dependent protocol elements, PLOS ONE, 202009

6 | ( ,최명철) | Safinya, Cyrus R. | USA/Univ Calif Santa Barbara | Tubulin Double Helix: Lateral and Longitudinal Curvature Changes of Tubulin Protofilament, SMALL, 202009

연구역량 영역

□ 연구역량 대표 우수성과

본 교육연구단의 주요 연구분야는 생명정보/시스템생물학, 바이오전자, 바이오/의료 영상, 바이오나노/마이크로 시스템, 뇌인지공학/신경공학이다. 연구의 궁극적인 목표로 예방, 진단, 치료를 위한 바이오의료공학 기술 개발, 병원과의 공동연구 강화를 통한 중개연구 활성화 및 연구인력 양성, 바이오의료산업을 선도하기 위한 산학협력 기반 마련, 난제 해결을 목적으로 하는 중대현 연구센터 설립 등을 추진하고자 한다. 지난 1년간 대표 우수 성과는 아래와 같다.

박성준 교수는 인간 피부-신경 모사형 인공 감각 인터페이스 시스템을 개발하였다. 본 연구에서는 가상/증강 현실, 메타버스, 화상 환자를 위한 인공피부, 로봇형 의수/의족 등 널리 사용될 수 있는 인공 감각 시스템이, 현재 구현해야 할 원리와 그 시스템의 복잡성 때문에 실제 감각기관처럼 만들기 어렵다는 것을 해결하기 위해 창의적인 방법 (나노입자 기반 복합 촉각 센서 구현 및 실제 신경 패턴 기반 신호 변환 시스템의 적용) 으로 연구를 진행하였다. 해당 연구는 향후 더욱 현실적인 감각 구현을 위한 인터페이스 시스템으로 연결될 가능성이 클 뿐만 아니라, 연구에 사용된 생체신호 모사 기법이 인체 내 다양한 종류의 타 감각 시스템과 결합될 경우 더욱 큰 시너지를 낼 수 있을 것으로 기대된다. 해당 연구결과는 해외 유수 저널 Nature Electronics에 게제되었으며 (IF=27.5) 언론 등에서 많은 주목을 받은 바 있다.

예종철 교수는 비지도학습 기반의 심층학습을 통해 3D STEM-EDX tomography의 영상 복원기술을 비약적으로 고도화하였다. 자가지도학습을 통한 노이즈 제거 알고리즘과 투사 도메인에서의 자가지도학습을 통해 단 13개의 신호대잡음비가 아주 낮은 투사 영상만 있어도 높은 정확도의 3차원 영상 복원이 가능함을 밝혀, 재료공학, 특히 디스플레이 업계 등 EDX tomography가 중요하게 쓰이는 분야에서 뛰어난 영향력을 행사할 것으로 기대할 수 있다. 또한, 본 연구에서 제시하는 알고리즘은 심층 학습에서 주로 필요한 정답(label) 데이터 없이도 심층 신경망을 학습할 수 있도록 제안되었다는 점에서 큰 이점을 가진다. 결과는 Nature Machine Intelligence (IF=16.65)에 표지논문으로 출판되었다.

정기훈 교수는 나노 플라즈모닉 기판과 미세유체칩을 결합하여 5분 이내에 타겟 바이러스를 91%의 증폭 효율로 정량적 검출 가능한 시스템을 개발하였다. 나노 플라즈모닉 PCR 기술을 바탕으로 현장에서 분자진단을 위한 차세대 유전자 증폭 플랫폼을 제공할 것이며, 바이러스 확산 방지에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 연구결과는 ACS Nano (IF=15.881)에 출판되었고, 관련 내용은 기사화되었다.

(https://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=103&oid=346&aid=0000041315)

조광현 교수는 세포 내외의 다양한 분자조절관계가 관여하는 질병의 복잡성에 대한 이해를 토대로 근본적인 질병 치료 약물을 개발하기 위하여 핵심이 되는 뉴런 네트워크 모델을 구축하고 분석하여 환자별 유전적 위험요소별 최적의 약물 조합을 제안하였다. 이렇게 동정된 타겟은 알츠하이머성 치매의 병변 단백질인 아밀로이드 베타와 과인산화 타우의 생성을 억제하면서 세포의 사멸 또는 시냅스 소실을 막는 약물 타겟임을 환자유래 뇌 오가노이드 실험모델을 이용하여 실험검증하였다. 본 연구는 알츠하이머성 치매뿐 아니라 파킨슨병 등 관련성 높은 퇴행성 뇌질환에의 적용될 수 있는 기술로, 환자별 맞춤형 최적의 약물타겟을 제안할 수 있는 플랫폼의 원천기술이다. 본 연구는 Nature Communications (IF=14.919)에 출판되었다.

1. 참여교수 연구역량

1.1 연구비 수주 실적

<표 3-1> 최근 1년간(2020.9.1.-2021.8.31.) 참여교수 1인당 정부, 산업체, 해외기관 등 연구비 수주 실적

정부 연구비 수주 총 입금액 | 8585247천원

산업체(국내) 연구비 수주 총 입금액 | 2042056천원

해외기관 연구비 수주 총 (환산) 입금액 | 143689천원

1인당 총 연구비 수주액 | 458347천원

참여교수 수 | 23.5*

* 참여교수수 수: 총 24명 중 이상아 교수는 6개월 참여함에 따라 0.5명으로 환산.

** 최근 1년간 실적은 2021.6.30.기준임.

1.2 연구업적물

➀ 참여교수 연구업적물의 우수성

본 교육연구단은 지난 1년간 미래 바이오산업을 견인하는 요소기술 (IT, NT, CT)의 융합을 통해 핵심 플랫폼기술 (바이오의료 정보기술, 바이오 의료기기 및 의료영상, 생체 재료 및 재생기술)로 적극 활용하고 있고, 이러한 강점을 살려서 미래 바이오산업을 선도하기 위하여, 세가지 요소기술 (IT, NT, CT)에 있어서 기초과학 수준에서의 요소기술 융합연구를 활성화하여 다양한 연구결과물들을 창출하였다.

이러한 요소기술 수준의 다학제적 융합연구를 통하여 핵심 플랫폼기술 (바이오의료 정보기술, 바이오의료기기 및 영상기술, 바이오의료 재생기술)을 집중적으로 개발하고 있다.

또한 연구의 방향 측면에서 주로 신기술, 첨단서비스, 신제품을 창출할 수 있는 목표지향적인 연구전략을 개발하고자 하였다.

향후 바이오의료 융복합 분야에서 세계적 수준의 창의적이고 미래 선도적인 연구성과를 거두고자 기존에 시도되지 않았던 차별화된 세부연구목표들을 바탕으로 교육연구단 연구 역량을 현격히 향상시키고자 한다.

우선적으로, 바이오의료산업의 미래 유망 분야를 선정하고 집중적으로 육성하는 전략을 취한다.

구체적으로, 상기 핵심 플랫폼 기술들을 활용하여 유전체정보 활용을 통한 개인맞춤형 의료서비스, 뇌-신경 IT 융합 산업, 첨단기기 기반의 U-헬스/스마트케어 등의 구현을 위한 연구에 집중 투자한다.

또한 연구의 방향 측면에서는 주로 신기술, 첨단서비스, 신제품을 창출할 수 있는 목표지향적인 연구전략을 개발하고자 한다.

바이오공학 융합산업의 급변하는 사회적 요구에 유연하게 대응할 수 있는 맞춤형연구 인력을 양성하기 위해서 하향식 (Bottom-up) 핵심연구주제 발굴과 동시에 산업체 공동연구에서는 상향식 (Top-down) 접근을 가능하도록 하는 통합적 연구과정 프로그램을 개발하고자 한다.

중개연구 (Translational Research) 전문 인력을 충원하여 산업체와의 유기적인 피드백을 통한 바이오의료 융합기술의 실용화 및 상용화를 선도할 것이다.

■ 최근 1년간(2020.9.1.-2021.8.31.) 참여교수 대표연구업적물 실적

연번 | 참여교수 | 저널논문 | 대표연구업적물 상세내용 | 대표연구업적물의 우수성

1 | 김동섭 | 저널논문 | Woosung Jeon & Dongsup Kim, Autonomous molecule generation using reinforcement learning and docking to develop potential novel inhibitors, Scientific reports, 10, 22104, 2020. | 이 논문에서는 기계학습의 한 분야인 강화학습 기법과 도킹 시뮬레이션을 이용하여 주어진 표적 단백질에 최적화된 저분자 화합물을 생성/디자인하는 “MORLD” 모델을 제시하였으며, 현재 웹 서비스를 제공해 통해 누구나 해당 모델을 쉽게 사용할 수 있음. MORLD는 신약 후보 물질을 표적 단백질에 최적화하여 결합력을 개선하거나 새로운 신약 후보 물질을 디자인하는데 활용할 수 있음. 이를 통해 신약 개발 과정의 비용 및 기간 단축에 기여할 것으로 기대된다.

2 | 김철 | 저널논문 | Jaeouk Cho,Geunchang Seong, Yonghee Chang, and Chul Kim, Energy-Efficient Integrated Circuit Solutions Toward Miniaturized Closed-Loop Neural Interface Systems, Frontiers in Neuroscience Neural Technology, 15, 667447, 2021. | 현재 전자약, 신경자극시스템과 같은 최신 전기자극 디바이스들은 생체신호에 따라 자극 양을 결정하는 Closed-loop시스템을 채용하고 있다. 해당 논문에서는 Closed-loop 자극 시스템을 구현하는데 있어 필요한 최신 회로적 지식들을 서술하였다. 다양한 자극 디바이스를 구현하는데 도움을 주었다. IF: 4.677(WoS)

3 | 김철 | 저널논문 | Jaesuk Choi, Sangyeon Youn, Jae Youn Hwang, Sohmyung Ha, Chul Kim, Minkyu Je, Energy-Efficienct High-Voltage Pulser for Ultrasound Transducers, IEEE Transactions on Circuits and Systems II- Express Briefs, 68(1) 19-23, 2021. | 대부분의 초음파 이미지 시스템은 높은 신호 및 잡음을 얻기 위한 방향으로 연구가 되어 왔음. 하지만 최근 들어서는 휴대성과 소형화에 사람들이 점점 더 관심을 가지게 되었고 그것을 위해서는 가장 많은 전력을 소모하는 초음파 발생기의 전력 소모를 줄여야 한다. 본 논문에서는 초음파 발생기의 등가 회로 모델들을 소개하며 발생기에서 초음파가 발생되는 동작 기작과 많은 전력이 소모되는 이유를 서술하였다. 또한, 어떻게 초음파 발생기를 설계해야 더 적은 전력을 이용하며 발생기를 설계할 수 있는지에 대해 서술하였다. 본 논문을 통해 이후 초소형 초음파 이미지 디바이스들의 연구가 활발히 이어질 수 있을 것이라 기대된다.

4 | 김필남 | 저널논문 | Junghwa Cha and Pilnam Kim, Cancer cell-sticky hydrogels to target the cell membrane of invading glioblastomas, ACS Applied Materials & Interfaces, 13(27), 31371-31378, 2021. | 해당저널은 생체재료 및 의공학 관련 전문성을 가진 저널로 IF 8.75 이다. 스케폴드를 이용한 종양 치료에 대한 연구 및 방법론의 독창성 및 결과의 우수성을 인정받았다.

5 | 남윤기 | 저널논문 | Raeyoung Kim, Yoonkey Nam, Fabrication of a Nanoplasmonic Chip to Enhance Neuron Membrane Potential Imaging by Metal-Enhanced Fluorescence Effect, BioChip Journal, 15, 171-178, 2021, . | 형광이미징을 통하여 신경세포의 막전위를 측정하는데 기존 기술의 낮은 신호대잡음비를 금나노입자를 이용하여 개선할 수 있는 바이오칩 제작에 관한 연구이다. 표지논문으로 선정되었다.

6 | 남윤기 | 저널논문 | Nari Hong, Yoonkey Nam, Thermoplasmonic neural chip platform for in situ manipulation of neuronal connections in vitro, Nature Communications, 11, 6313, 2020. | 금나노입자의 열플라즈모닉스 현상을 아가로즈 하이드로겔을 이용한 신경세포 패터닝 기술에 적용하여 원하는 시점에 네트웍의 구조와 기능을 조절할 수 있는 새로운 신경세포칩 설계기술을 개발하였다.

7 | 박성준 | 저널논문 | Sungwoo Chun,, Jong-Seok Kim, Yongsang Yoo, Youngin Choi, Sung Jun Jung, Dongpyo Jang, Gwangyeob Lee, Kang-Il Song, Kum Seok Nam, Inchan Youn, Donghee Son, Changhyun Pang, Yong Jeong, Hachul Jung, Young-Jin Kim, Byong-Deok Choi, Jaehun Kim, Sung-Phil Kim, Wanjun Park, Seongjun Park, Artificial Neural Tactile Sensing System, Nature Electronics, 4, 429-438, 2021. | 해당 연구는 인간 피부-신경 모사형 인공 감각 인터페이스 시스템을 개발한 내용이다. 본 논문에서는 가상/증강 현실, 메타버스, 화상 환자를 위한 인공피부, 로봇형 의수/의족 등 널리 사용될 수 있는 인공 감각 시스템이, 현재 구현해야 할 원리와 그 시스템의 복잡성 때문에 실제 감각기관처럼 만들기 어렵다는 것을 해결하기 위해 창의적인 방법 (나노입자 기반 복합 촉각 센서 구현 및 실제 신경 패턴 기반 신호 변환 시스템의 적용) 으로 연구를 진행하였다. 해당 연구는 향후 더욱 현실적인 감각 구현을 위한 인터페이스 시스템으로 연결될 가능성이 클 뿐만 아니라, 연구에 사용된 생체신호 모사 기법이 인체 내 다양한 종류의 타 감각 시스템과 결합될 경우 더욱 큰 시너지를 낼 수 있을 것으로 기대된다. 해당 연구결과는 해외 유수 저널 Nature Electronics에 게제되었으며 (IF=27.5) 언론 등에서 많은 주목을 받은 바 있다.

8 | 박성홍 | 저널논문 | Huan Minh Luu, Dong-Hyun Kim, Jae-Woong Kim, Seung Hong Choi, Sung-Hong Park, qMTNet: Accelerated Quantitative Magnetization Transfer Imaging with Artificial Neural Networks, Magnetic Resonance in Medicine, 85(1):298-308, 2021.01. | 이 연구에서 우리는 qMTNet 신경망을 개발하여 qMT(quantitative magneticization transfer) 영상 획득 및 처리를 가속화했다. qMTNet은 residual connection을 integrate하여 qMT 매개변수와 누락된 MT 데이터를 맞추는 방법으로 학습했다. qMTNet은 기존 MT 및 interslice MT 데이터 모두에 대해 우수한 정량적 결과를 달성했다. 본 연구는 qMT 영상기법의 임상적용을 가속화하는데 기여할 수 있을 것으로 보인다.

9 | 박제균 | 저널논문 | Juhwan Park, Kyoung G. Lee, Dong Hyun Han, Ji-Soo Lee, Seok Jae Lee, Je-Kyun Park, Pushbutton-activated microfluidic dropenser for droplet digital PCR, Biosensors and Bioelectronics, 181, 113159, 2021. | Microfluidics 기술을 기반한 droplet digital polymerase chain reaction (ddPCR) 기술은 단일 분자 수준에서 PCR 민감도를 증진시키는 장점으로 많은 개발이 되어왔으나, 현장에서 분자진단을 위한 툴로써 사용되기에는 실린지펌프같은 부가적인 장비들이 필수적이다. 본 연구에서는 pushbutton-actuated microfluidic droplet dispenser (dropenser) 를 개발하였으며, 사용자 편의성을 개선하여 안정적이고 균일한 droplet 형성이 가능했음을 검증하였다. 또한 기존 방식과 비교했을 때 ddPCR 결과에 거의 차이가 없음을 확인함으로써, 현장에 있는 사용자가 신뢰할만한 분자진단 결과를 간편하게 얻을 수 있을 것이란 가능성을 보였다.

10 | 박지호 | 저널논문 | Heegon Kim, Hyeonjeong Han, Moonkyoung Jeong, Junhee Han, Ji-Ho Park*, Management of lymph node metastasis via local chemotherapy can prevent distant metastasis and improve survival in mice, Journal of Controlled Release, 329, 847-857, 2021. | 본 연구에서는 기존 림프절 전이 치료방법인 절제술 혹은 방사선조사가 갖는 한계를 극복하고 림프절 전이 치료를 향상시키기 위하여 림프절 화학요법을 위한 피하 약물전달시스템을 개발함. 본 피하 약물전달시스템을 이용하여 종양의 제거 후 종양발생 부위에 국소적으로 항암제를 투여하였을 때 림프계를 따라 암전이가 있을 수 있는 림프절에 전달되어 종양을 제거함을 확인함. 이러한 피하 약물전달시스템은 효과적으로 림프절 전이를 치료하여 암의 국소부위 재발을 보다 효과적으로 억제하고 환자의 생존율을 높이는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

11 | 백세범 | 저널논문 | Jaeson Jang, Gwangsu Kim, Seungdae Baek, Min Song & Se-Bum Paik, Visual number sense in untrained deep neural networks, Science Advances, 7(1), eabd6127, 2021. | 본 연구는 학습 과정을 전혀 거치지 않은 신경망에서 수량 인식 기능이 자발적으로 발생할 수 있다는 것을 보인 계산신경과학적 모델링 연구이다. 이는 신경망에서 상위인지기능을 발생시키기 위해서는 반드시 충분한 데이터 기반 학습이 필요하다는 기존 상식과 완전히 상반되는 것으로, 현재 통용되고 있는 인공지능 구현 방식과 본질적으로 다르다는 점에서 창의적이고 혁신적이다. 본 연구 결과를 통해 다양한 생물 종의 뇌에서 관측되는 선천적인 인지 기능의 발생에 대한 설명 가능한 이론을 제시할 뿐만 아니라, 뇌신경과학 연구의 가장 근본적인 질문 중 하나인 `인지 지능의 발생 및 진화'의 원리에 대한 기존과는 전혀 다른 새로운 시각을 제시함으로서 뇌인지과학 및 인공지능 분야 모두에 크게 기여하였다. (피인용수 21년 07월 현재 4회, Google Scholar)

12 | 예종철 | 저널논문 | Yoseob Han, Jaeduck Jang, Eunju Cha, Junho Lee, Hyungjin Chung, Myoungho Jeong, Tae-Gon Kim, Byeong Gyu Chae, Hee Goo Kim, Shinae Jun, Sungwoo Hwang, Eunha Lee & Jong Chul Ye, Deep learning STEM-EDX tomography of nanocrystals, Nature Machine Intelligence, 3, 267-274, 2020. | 본 논문은 비지도학습 기반의 심층학습을 통해 3D STEM-EDX tomography의 영상 복원기술을 비약적으로 고도화하였다. 자가지도학습을 통한 노이즈 제거 알고리즘과 투사 도메인에서의 자가지도학습을 통해 단 13개의 신호대잡음비가 아주 낮은 투사 영상만 있어도 높은 정확도의 3차원 영상 복원이 가능함을 밝혀, 재료공학, 특히 디스플레이 업계 등 EDX tomography가 중요하게 쓰이는 분야에서 뛰어난 영향력을 행사할 것으로 기대할 수 있다. 또한, 본 논문에서 제시하는 알고리즘은 심층 학습에서 주로 필요한 정답(label) 데이터 없이도 심층 신경망을 학습할 수 있도록 제안되었다는 점에서 큰 이점을 가진다.

13 | 이관수 | 저널논문 | Dong-Hwa Lee, Sohee Oh, Kyungeun Lim, Boah Lee, Gwan-Su Yi, Young-Rok Kim, Ki-Bum Kim, Chong-Kil Lee, Seung-Wook Chi, and Mi-Kyung Lee, Tertiary RNA Folding-Targeted Drug Screening Strategy Using a Protein Nanopore, Analytical Chemistry, 93(5), 2811-2819, 2021. | 본 연구를 통하여 NMR, Nanopore 기반 RNA 표적에 대한 스크리닝과 구조 모델링 기법을 통한 일련의 방법론이 RNA 표적에 대한 약물 개발에 응용될 수 있음을 규명하였고, 특히 Nanopore sensing 기술을 이용해 단일 분자에 대한 감도 높은 결합 검증을 진행했다. 다양한 RNA　표적에 대한 약물을 발굴하는 부분에 본 연구에서 구축한 프로세스가 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

14 | 이상완 | 저널논문 | Suyeon Heo, Yoondo Sung, Sang Wan Lee, Effects of subclinical depression on prefrontal–striatal model-based and model-free learni, PLOS Computational Biology, 17(5): e1009003, 2021. | 본 연구는 인공지능 모델을 이용해 정신질환을 프로파일링한 계산정신의학 연구이다. 본 연구가 출판된 저널은 계산모델을 생명과학에 적용하는 플래그쉽 저널중 하나이다. 증상이 가벼워 진단이 어려운 경도 우울증의 사전 진단을 위한 행동, 모델, 뇌 마커를 발굴한 최초의 연구이다. 경도 우울증의 행동장애를 프로파일링할 수 있는 마르코프 의사결정 실험을 이용하였으며, 행동의 최적성과 일관성을 기준으로 우울증과의 관련성을 찾고, 이를 강화학습 모델의 파라미터 형태로 표현하였으며, 전두엽과 기저핵에서 관련 증거를 찾아냈다.

15 | 이수현 | 저널논문 | Joonyoung Kang, Hyeji Kim, Seong Hwan Hwang, Minjun Han, Sue-Hyun Lee, Hyoung F. Kim, Primate Ventral Striatum Maintains Neural Representations of the Value of Previously Rewarded Objects for Habitual Seeking, Nature Communications, 12(1), 2100, 2021. | 뇌의 복부선조영역이 중독 행동과 조현병 관련 행동에 연관된 것은 알려져 있었으나 이러한 행동의 기반이 되는 기억 정보의 처리 여부에 대해선 아직 불분명하였다. 해당 연구에서는 기능적 자기공명뇌영상과 전기생리학적 뇌세포 활성측정법을 모두 활용하여, 과거에 학습한 좋은 물체에 대한 장기기억정보가 복부선조에서 활발하게 처리되고 있음을 밝힌다. 이는 의식적으로 해당 물체를 인지하지 않는 상황임에도 나타난 것으로, 이를 통해 복부선조영역에서 나타나는 기억의 자동적 인출 과정을 밝힘. 이렇게 자동적으로 인출된 좋은 물체에 대한 기억은 자동적인, 즉 습관적인 행동을 제어하고 이것이 장기기억을 기반으로 하는 자동적 의사결정 과정에 사용된다는 증거를 제시함. 이러한 결과들을 바탕으로 습관과 중독 행동 제어의 이론적 기반을 다지고, 나아가 조현병과 같은 기억의 자동인출과 관련된 뇌질환까지 이해할 수 있는 이론적 발판을 마련한 데에 의의가 있다. (IF: 14.919)

16 | 이영석 | 저널논문 | Sungyul Lee*, Young-suk Lee*, Yeon Choi, Ahyeon Son, Youngran Park, Kyung-Min Lee, Jeesoo Kim, Jong-Seo Kim, V. Narry Kim, *equal contribution, The SARS-CoV-2 RNA interactome, Molecule cells, Volume 81, Issue 13, 1, Pages 2838-2850.e6, 2021. | 맞춤형 바이오 정보 알고리즘을 개발하여 코로나 바이러스의 유전자 조절 네트워크를 규명하였다. 인간과 바이러스의 상호작용 네트워크를 포괄적으로 이해함으로써 항바이러스제 개발 가능성을 제시하였다. 분자세포 생물학 분야 세계 최고 권위 학술지 Molecular cells (IF=17.97; citation=6)에 연구논문 게재하였다.

17 | 정기훈 | 저널논문 | Byoung-Hoon Kang, Youngseop Lee, Eun-Sil Yu, Hamin Na, Minhee Kang, Hee Jae Huh, and Ki-Hun Jeong*, Ultrafast and Real-Time Nanoplasmonic On-Chip Polymerase Chain Reaction for Rapid and Quantitative Molecular Diagnostics, ACS nano, 6(15), 10194-10202, 2021. | 나노 플라즈모닉 기판과 미세유체칩을 결합하여 5분 이내에 타겟 바이러스를 91%의 증폭 효율로 정량적 검출 가능하며 나노 플라즈모닉 PCR 기술을 바탕으로 현장에서 분자진단을 위한 차세대 유전자 증폭 플랫폼을 제공할 것이며, 바이러스 확산 방지에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. (IF=15.881)

18 | 정기훈 | 저널논문 | Wonkyoung Lee, Byoung-Hoon Kang, Hyunwoo Yang, Moonseong Park, Ji Hyun Kwak, Taerin Chung, Yong Jeong, Bong Kyu Kim & Ki-Hun Jeong, Spread spectrum SERS allows label-free detection of attomolar neurotransmitters, Nature Communications , 12(1), 159, 2021. | digital code와 SERS 시스템을 통합하여, 기존보다 10억배 정밀한 감도로 물질 검출 가능하여, 매우 저농도의 신경전달물질을 보다 간편하게 측정할 수 있게 되면 치매 등 신경질환의 조기 진단율을 크게 높일 수 있고, 이들의 치료에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. (IF 14.919)

19 | 정용 | 저널논문 | Hang-Rai Kim, Taeyeop Lee, Jung Kyoon Choi, Yong Jeong, Genetic varians beyond amyloid and tau associated with cognitive decline A cohort study, Neurology, 95, 2366-2377, 2020. | 뇌 영상·유전자와 함께 뇌척수액 데이터를 이용해 알츠하이머병의 새로운 유전인자를 발견함으로써 새로 발견한 이 유전인자가 알츠하이머병의 원인 단백질로 알려진 아밀로이드 및 타우 단백질과는 별도로 환자의 인지 저하를 발생하는 사실과 함께 이 유전자가 항산화 효소 대사와 관련됐음을 입증하였다. 이번 연구를 계기로 전 세계 약 1억5000만 명에 달하는 알츠하이머병 환자의 병태생리학적 규명은 물론 새로운 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다. 특히 독립된 데이터에서도 해당 유전자분석 결과의 재현에도 성공해 생물 정보학 분석을 통해서도 해당 유전인자가 항산화 효소 대사와 관련된 유전인자임을 입증하였다.

20 | 조광현 | 저널논문 | Jong-Chan Park, So-Yeong Jang, Dongjoon Lee, Jeongha Lee, Uiryong Kang, Hongjun Chang, Haeng Jun Kim, Sun-Ho Han, Jinsoo Seo, Murim Choi, Dong Young Lee, Min Soo Byun, Dahyun Yi, Kwang-Hyun Cho & Inhee Mook-Jung , A logical network-based drug-screening platform for Alzheimer’s disease representing pathological features of human brain organoids, Nature Communications, 12, 280, 2021. | 본 논문이 게재된 Nature Communications 저널은 Impact Factor 14.919(JCR 2020 기준)의 우수한 저널로, JCR 분야별 ranking의 Multidisciplinary sciences 분야에서 73개 저널 중 4위의 Q1 quartile, 95.21의 JIF percentile을 기록하였다. 본 연구는 세포 내외의 다양한 분자조절관계가 관여하는 질병의 복잡성에 대한 이해를 토대로 근본적인 질병 치료 약물을 개발하기 위하여 핵심이 되는 뉴런 네트워크 모델을 구축하고 분석하여 환자별 유전적 위험요소별 최적의 약물 조합을 제안하였다. 이렇게 동정된 타겟은 알츠하이머성 치매의 병변 단백질인 아밀로이드 베타와 과인산화 타우의 생성을 억제하면서 세포의 사멸 또는 시냅스 소실을 막는 약물 타겟임을 환자유래 뇌 오가노이드 실험모델을 이용하여 실험검증하였다. 본 연구는 알츠하이머성 치매뿐 아니라 파킨슨병 등 관련성 높은 퇴행성 뇌질환에의 적용될 수 있는 기술로, 환자별 맞춤형 최적의 약물타겟을 제안할 수 있는 플랫폼의 원천기술이다.

21 | 조영호 | 저널논문 | Jae-Eul Shim, Jiyoon Bu, Mi-Kyung Lee, Young-Ho Cho*, Tae-Ha Kim, Jong-Uk Bu and Sae-Won Han, Viable and High-throughput Isolation of Heterogeneous Circulating Tumor Cells using Tapered-slit Filters, Sensors and Actuators : B,, .B321, 128369, 2020. | 혈중암세포는 희소성과 이종성으로 인해 다양한 phenotype의 CTC 선별이 어려움. 기존 CTC를 선별하기 위해 다양한 항체 기반 선별방식과 물리특성기반 선별방식이 개발되었으나 이종성 혈중암세포 동시 선별, 낮은 활성도, 낮은 처리속도의 어려움으로 정밀분석 및 추가분석이 어려웠다. 본 논문에서는 경사진 슬릿 필터를 제작하여 이종성 CTC를 동시 선별하였으며, 슬릿 밀도, 각도 및 최소폭의 적정 파라미터 선정을 통해 높은 활성을 유지하면서 고속선별이 가능함을 입증하였다. 선정된 프로토타입을 이용하여 상피성 (HT-29, MCF-7), 중간엽 (SW620, MDA-MB-231) 모두 높은 활성을 유지하며 고속 선별이 가능함을 증명하였다. 4기 대장암 환자에 적용하여 상피성, 중간엽, 상피성-중간엽 CTC 및 cluster 동시 선별을 입증하였으며, 기존 FDA 승인받은 epithelial CTC 한계를 극복하여 보다 환자 정밀진단 및 추가분석 가능성을 보였다.

22 | 최명철 | 저널논문 | Donggeun Lee, Woo Hyuk Jung, Suho Lee, Eui-Sang Yu, Taikjin Lee, Jae Hun Kim, Hyun Seok Song, Kwan Hyi Lee, Seok Lee, Sang-Kook Han, Myung Chul Choi, Dong June Ahn, Yong-Sang Ryu, Chulki Kim, Ionic contrast across a lipid membrane for Debye length extension: towards an ultimate bioelectronic transducer, Nature Communications, 3741, 2021. | 가속기 X-선 반사율 측정 실험과 회로 분석 그리고 분자동역학 시뮬레이션으로 인지질 이중막 표면을 형성하는 FET의 전기 신호를 측정하고 인지질 분자의 서브 나노미터 형태 변화를 모니터링하는데 성공하였다.

23 | 최정균 | 저널논문 | Hyunchul Jung, Kang Seon Lee & Jung Kyoon Choi, Comprehensive characterization of intronic mis-splicing mutations in human cancers, Oncogene, 40, 1347-1361, 2021. | 본 연구는 mRNA splicing에 영향을 미치는 mutation을 The Cancer Genome Atlas (TCGA)의 data를 분석하여 연구한 것으로서, 암에서 splicing에 영향을 미치는 mutation의 landscape 및 그러한 mutation이 주로 intron retention이라는 기작을 통해서 tumor suppressor gene에 영향을 준다는 것을 밝힌 것이 주요 내용이다. (IF=9.867)

■ 평균실적 비교

<표 3-3> 최근1년간 참여교수 논문 환산 편수, 환산보정 피인용수(FWCI), 환산보정 IF, 환산보정 ES

논문 총 편수 | 100

문의 환산 편수의 합 | 27.6133

참여교수 1인당 논문 환산 편수 | 1.175

보정 피인용수(FWCI) 값이 있는 논문의 총 편수 | 100

보정 피인용수(FWCI) 합 | 149.51

환산보정 피인용수(FWCI) 합 | 29.1546

논문 1편당 환산보정 피인용수(FWCI) | 0.2915

참여교수 1인당 환산보정 피인용수(FWCI) 합 | 1.2406

IF=0이 아닌 논문 총 편수 | 100

IF의 합 | 824.413

환산보정 IF의 합 | 22.4742

논문 1편당 환산보정 IF | 0.2247

참여교수 1인당 환산보정 IF 합 | 0.9564

ES=0이 아닌 논문 총 편수 | 100

ES의 합 | 25.031

환산 보정 ES의 합 | 37.5611

논문 1편당 환산보정 ES | 0.3756

참여교수 1인당 환산보정 ES 합 | 1.5983

참여교수 수 | 23.5*

* 총 24명 중 이상아 교수는 6개월 참여함에 따라 0.5명으로 환산.

-최근1년 IF, ES값은 RIMS 최신년도 자료, FWCI값은 SciVal 사이트에서 검색하여 참조함(2021.7.6.기준)

② 교육연구단의 학문적 수월성을 대표하는 연구업적물 (최근 1년(2020.9.1.-2021.8.31.))

연번 | 대표연구업적물 설명

1 | 박성준 교수, Artificial Neural Tactile Sensing System, Nature Electronics, 2021;4:429-438 | 해당 연구는 인간 피부-신경 모사형 인공 감각 인터페이스 시스템을 개발한 내용이다. 본 논문에서는 가상/증강 현실, 메타버스, 화상 환자를 위한 인공피부, 로봇형 의수/의족 등 널리 사용될 수 있는 인공 감각 시스템이, 현재 구현해야 할 원리와 그 시스템의 복잡성 때문에 실제 감각기관처럼 만들기 어렵다는 것을 해결하기 위해 창의적인 방법 (나노입자 기반 복합 촉각 센서 구현 및 실제 신경 패턴 기반 신호 변환 시스템의 적용) 으로 연구를 진행하였다. 해당 연구는 향후 더욱 현실적인 감각 구현을 위한 인터페이스 시스템으로 연결될 가능성이 클 뿐만 아니라, 연구에 사용된 생체신호 모사 기법이 인체 내 다양한 종류의 타 감각 시스템과 결합될 경우 더욱 큰 시너지를 낼 수 있을 것으로 기대된다. 해당 연구결과는 해외 유수 저널 Nature Electronics에 게제되었으며 (IF=27.5) 언론 등에서 많은 주목을 받은 바 있다.

2 | 예종철 교수, Deep learning STEM-EDX tomography of nanocrystals, Nature Machine Intelligence, 2020;3:267-274 | 본 논문은 비지도학습 기반의 심층학습을 통해 3D STEM-EDX tomography의 영상 복원기술을 비약적으로 고도화하였다. 자가지도학습을 통한 노이즈 제거 알고리즘과 투사 도메인에서의 자가지도학습을 통해 단 13개의 신호대잡음비가 아주 낮은 투사 영상만 있어도 높은 정확도의 3차원 영상 복원이 가능함을 밝혀, 재료공학, 특히 디스플레이 업계 등 EDX tomography가 중요하게 쓰이는 분야에서 뛰어난 영향력을 행사할 것으로 기대할 수 있다. 또한, 본 논문에서 제시하는 알고리즘은 심층 학습에서 주로 필요한 정답(label) 데이터 없이도 심층 신경망을 학습할 수 있도록 제안되었다는 점에서 큰 이점을 가진다.

3 | 정기훈 교수, Ultrafast and Real-Time Nanoplasmonic On-Chip Polymerase Chain Reaction for Rapid and Quantitative Molecular Diagnostics, ACS nano, 2021;6(15), 10194-10202 | 나노 플라즈모닉 기판과 미세유체칩을 결합하여 5분 이내에 타겟 바이러스를 91%의 증폭 효율로 정량적 검출 가능하며 나노 플라즈모닉 PCR 기술을 바탕으로 현장에서 분자진단을 위한 차세대 유전자 증폭 플랫폼을 제공할 것이며, 바이러스 확산 방지에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. (IF=15.881) | (https://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=103&oid=346&aid=0000041315)

③ 참여교수 특허, 기술이전, 창업 실적의 우수성

본 교육연구단은 지난 1년간 산업체와의 유기적인 피드백을 통한 바이오의료 융합기술의 실용화 및 상용화를 선도하는 것을 목표로 해왔고 관련 다양한 특허 및 기술이전 실적들을 만들었다.

뇌인지 I-Network 과 관련해서는 뇌신경 모방 인공지능 기술, 뇌인지 측정 (뉴로스카이, iBrain), 뇌인지 신호분석 응용관련 업체 (루닛, 뷰노등) 와 산학연구/교육 프로그램 활성화를 위한 산학네트워크를 강화하고 있다.

헬스케어공학/뇌인지+ 스타트업 피칭 행사 기획 및 추진을 시행하고자 하는데, KAIST 경영대학(기술경영학부/경영공학부)와 공동주최를 통하여 스타트업 장려를 위한 아이템을 가진 창업자화 전문경영인을 희망하는 학생 졸업생이 서로 만날 수 있는 기회를 마련하고자 한다.

헬스케어/뇌인지+ 분야 창업을 위한 연구역량 강화를 위하여 헬스케어/뇌인지+ 창업 아이디어 콘테스트 및 국내외 유명 스타트업 탐방을 지원한다.

본 교육연구단의 기술사업화 혁신 모델인 BIO-IT 싱크탱크 사업 내에서 특히 연구 혁신을 위한 BIO-IT Flagship 인터페이스 구축을 추진하고자 한다.

Inspiring industrial talk 시리즈에서는 바이오의료산업의 학계/산업계 leader들, 특히 4차산업 혁신 산업계 국내 및 해외 전문가를 초청하여 중개연구 등 첨단 바이오/헬스케어 분야의 연구 동향을 파악함으로써 교육연구단 구성원들의 연구역량을 강화하고자 한다.

Alumni seminar series 에서는 바이오의료 산업계에서 활동하는 alimuni 들 중 특히 창업가 등을 집중적으로 초청하여 교육연구단 소속의 자긍감을 고취하고 차후 산업계 유망 연구인력을 양성하기 위한 연구역량을 강화하고 기업가 마인드를 전파한다.

Inspiring industrial talk series 와 alumni seminar series 에서는 특히 유전체정보 활용을 통한 개인맞춤형 의료서비스, 뇌-신경 IT 융합 산업, 첨단기기 기반의 U-헬스/스마트케어 등의 구현 등 미래 유망분야의 교육연구단 내 연구활동과 직접적인 접목을 목표로 한다.

연구혁신을 위한 BIO-IT Flagship 연구 인터페이스 구축 사업을 통하여서 첫째, Bio-IT Flagship Forum을 통해 학과 교수간 융합연구 발굴, 국제 공동연구 지원을 통한 High Impact/High Citation 연구를 장려하는 효과를 기대하며, Bio-IT Flagship Innovation Space 구축 사업을 통하여 Bio-IT 싱크탱크 사업과 Bio-IT flagship forum 사업의 시너지 효과 창출을 위한 융합 공간 구축 및 리모델링을 추진한다.

■ 최근 1년간(2020.9.1.-2021.8.31.) 참여교수 저서,특허,기술이전,창업 실적

연번 | 참여교수명 | 실적 구분 | 저서, 특허, 기술이전, 창업 상세내용 | 저서, 특허, 기술이전, 창업 실적의 우수성

1 | 김동섭 | 특허 | 랜덤 포레스트 모델을 활용한 약물의 다중 표적 예측 방법, 대한민국, 2021. | 본 특허에서는 약물의 타겟 정보와 약물-약물 관계 스코어(DRS)를 분석하기 위하여 많은 화학적 요소들을 반영하고자 하였다. 이를 위해 약물 쌍의 정보들을 그들의 특징과 차이점을 포함하는 숫자 벡터로 변환시켜 활용하였으며, 기존에 존재하던 약물-약물 관계성의 대규모의 분류법 문제를 대체하는 데이터 클리닝, 차원감소와 같은 기계학습기법(랜덤 포레스트)을 이용하여 새롬게 약물 쌍의 우선 순위를 측정하였다. 이 연구는 약물-타겟 정보를 이용하여 기존 방법보다 향상된 대규모의 약물간의 연관성에 대해 연구하였으며, 타겟 도메인을 통해 약물의 새로운 타겟을 보다 효과적으로 예측한 방법으로 대규모의 약물-타겟 간의 관계를 구축하고 새로운 타겟을 예측하는데 중요한 연구라 할 수 있다.

2 | 김철 | 특허 | Resonant regulating rectifier with an integrated antenna, 미국, 2020. | 본 특허에서는 임플란트 디바이스 및 웨어러블 디바이스를 구성하는데 있어서 중요 파트중 히나인 무선전력 장치에 관한 특허임. 본 특허를 이용시 안테나와 정류기가 결합되어 코일을 이용해 전달받은 전력을 바로 칩으로 전달해 사용할 수 있기에 다양한 무선 바이오 디바이스들에 사용하기에 적합한 특허이다.

4 | 김필남 | 기술이전 | 폴리페놀을 이용한 엑소좀 분리기술 , 2021.8월 예정. | 폴리페놀을 이용한 액체생검분석을 위한 시료 전처리 기술로 향후 파급효과가 큰 기술이며, 실시/양도 기업의 시제품 제작 및 자동화 생산을 담보할수 있는 기술이다.

5 | 박성홍 | 특허 | Method for varying undersampling dimension for accelerating multiple-acquisition magnetic resonance imaging and device for the same, 미국, 2021. | 본 연구는 언더샘플링을 한 다중 획득 MRI의 정보를 함께 사용하여 고속화 하는 방법으로써, 다중 획득 정보들의 위상 부호화 방향을 다르게 언더샘플링 후 딥러닝을 통해 영상을 복원하는 방법을 제안했다. 제안된 방식은 기존의 다중 정보의 위상 부호화 방향을 그대로 유지하는 고속화 방식보다 더 효과적인 복원이 가능하다는 점에서 그 우수성을 보였다.

6 | 박성홍 | 특허 | 박성홍, 김기환, 언더샘플링 방향 변화를 통한 다중영상획득 MRI의 고속화 방법 및 이를 위한 장치, 대한민국, 2020. | 본 연구는 언더샘플링을 한 다중 획득 MRI의 정보를 함께 사용하여 고속화 하는 방법으로써, 다중 획득 정보들의 위상 부호화 방향을 다르게 언더샘플링 후 딥러닝을 통해 영상을 복원하는 방법을 제안했다. 제안된 방식은 기존의 다중 정보의 위상 부호화 방향을 그대로 유지하는 고속화 방식보다 더 효과적인 복원이 가능하다는 점에서 그 우수성을 보였다.

7 | 박지호 | 특허 | 엑소좀 유래 면역표현형을 이용한 급성 골수성 백혈병의 치료 반응성 예측방법, 대한민국, 2020. | 본 발명은 엑소좀 유래 면역표현형을 이용한 급성 골수성 백혈병의 재발을 예측하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환자의 시료에서 분리된 엑소좀에서 과발현되는 면역표현형을 마커로 이용함으로써, 표준 치료요법의 적용을 통해 완치판정을 받은 환자의 재발 가능성을 예측할 수 있다는 점에서 그 우수성을 보였다.

8 | 박지호 | 특허 | 동맥경화증 치료를 위한 화물치환 분해성 나노바이오소재, 대한민국, 2020. | 본 발명은 동맥경화증 치료를 위한 화물치환 분해성 나노바이오소재에 관한 것으로, 약물을치환하면서 분해되는 임상 적용 가능한 나노바이오소재를 이용하여 동맥경화증의 예방 또는 치료를 가능하게 하는 새로운 치료 기술이라는 점에서 그 우수성을 보였다.

9 | 박제균 | 특허 | 손가락 구동 기반 미세유체 제어를 이용한 랩온어칩 시스템 및 그 용도, 대한민국, 2021. | 본 발명에 따른 랩온어칩 시스템은 사용자의 손가락 작동 특성에 영향을 받지 않으면서도, 손가락 구동에 따른 압력으로 미세유체를 이동시켜 간단하게 랩온어칩 시스템을 구동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 압력챔버와 미세유체 이동부가 서로 분리되어 압력챔버의 위치에 상관없이 미세유체 채널을 집적할 수 있어 다중 유체 분석에 유용한 기술을 제공할 수 있고, 다양한 POCT 기기 개발을 위한 시료전처리 기술로 활용될 수 있다.

10 | 백세범 | 특허 | SPIKING NEURAL NETWORK SYSTEM FOR DYNAMIC CONTROL OF FLEXIBLE, STABLE AND HYBRID MEMORY STORAGE, 미국, 2021. | 본 발명은 신경망을 이용한 정보의 선택적인 저장과 조절 방법에 관한 것으로서, 스파이크 타이밍 의존성 가소성 (STDP: spike-timing-dependent plasticity)의 연결 가중치 기반 학습율 (weight-dependent learning rate)의 대칭성을 조절하여 스파이킹 신경망에 저장되는 정보의 특성을 자유롭게 조절할 수 있는 새로운 방법을 제시하였음. 기존에도 스파이킹 신경망과 STDP 학습 규칙을 사용하여 신경망에 정보를 저장하게 만드는 방법은 있었으나, 본 발명과 같이 이미 저장된 정보가 장기 기억 또는 단기 기억의 특성을 가질 수 있도록 능동적으로 조절하는 기능은 존재하지 않았다. 본 발명은 스파이킹 신경망을 이용하는 대부분의 시스템에 탑재될 수 있을 것이라 기대되며, 발명의 독창성과 신규성을 인정받아 국제 특허(미국)의 등록이 완료되었다.

11 | 예종철 | 특허 | METHOD FOR PROCESSING MULTI-DIRECTIONAL X-RAY COMPUTED TOMOGRAPHY IMAGE USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORK AND APPARATUS THEREFOR, 미국, 2021. | 신경 회로와 장치를 이용하는 이미지가 그 대신에 제공받는 다방향성 x-선 ct (코네티컷)을 처리하기 위한 방법으로 다방향성 X-레이 코네티컷 데이터를 수신하는 단계 및 이미지 영역과 여현곡선 도메인의 각각에서 배워진 신경 회로를 이용하는 다방향성 X-레이 코네티컷 데이터를 위한 이미지를 재건하는 단계를 포함한다.

12 | 예종철 | 특허 | METHOD FOR PROCESSING SPARSE-VIEW COMPUTED TOMOGRAPHY IMAGE USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORK AND APPARATUS THEREFOR, 미국, 2021. | 신경 회로와 장치를 이용하는 이미지가 그 대신에 제공받는 sparse-view 컴퓨터 단층촬영 (코네티컷)을 처리하기 위한 방법으로 sparse-view CT 데이터를 수신하는 단계 및 소정의 프레임 조건을 충족시키는 학습 모델의 신경 회로를 이용하는 sparse-view CT 데이터를 위한 이미지를 재건하는 단계를 포함한다

13 | 이관수 | 특허 | 유전자들의 기능 그룹 지표 선정 방법, 질병 판별 시스템 및 이의 동작 방법, 대한민국, 2021. | 질병 판별 시스템의 동작 방법으로서, 기능이 유사한 유전자들이 묶인 기능 그룹들을 수집하는 단계, 상기 기능 그룹들에서 출현하는 빈도가 기준 이상인 다기능 유전자들을 추출하는 단계, 다기능 유전자 간 기능 유사도를 기초로 상기 다기능 유전자들의 조합으로 구성된 적어도 하나의 공통기능 그룹 지표를 탐색하고, 각 공통기능 그룹 지표를 노드로 가지는 기저 온톨로지를 생성하는 단계, 수집한 전체 유전자들로 그룹 지표 탐색 범위를 확장하고, 유전자 간 기능 유사도를 기초로 유전자들의 조합으로 구성된 적어도 하나의 세부기능 그룹 지표를 탐색하며, 상기 기저 온톨로지 기반에서 각 세부기능 그룹 지표를 노드로 추가하여 기능 온톨로지를 생성하는 단계, 그리고 상기 기능 온톨로지를 구성하는 노드들을 기능 그룹 지표들로 선정하는 단계를 포함한다.

14 | 이관수 | 특허 | 기능 유사한 유전자들의 그룹 지표를 이용한 질병 판별 시스템 및 방법, 대한민국, 2020. | 본 발명은 유전자 조합을 새로운 바이오마커로 발굴하는 방법 및 이를 이용한 질병 상태 판별 방법에 관한 것이다. 알려진 기존 유전자군 모듈 정보를 기반으로 모듈 내 특징을 추출하고, 추출된 특징을 기반으로 기저 온톨로지를 구성한다. 그 다음 기능마커를 선정하며, 이 중 질병에 연관된 마커를 선정해 판별모델을 생성한다. 본 발명을 통해 발굴된 질병 기능마커는 질병 진단, 예후 예측, 약물 동반 진단 등에 광범위하게 이용될 수 있으며, 소규모 마이크로어레이 내지는 멀티플렉스 분석 키트로 제작되어 활용될 것으로 기대된다.

15 | 이상완 | 특허 | 생성모델을 이용한 실험 최적화 및 실험 가설 생성 시스템 및 방법, 대한민국, 2021. | 기존의 기계학습은 많은 양의 데이터에 의존한 최적화 방식을 사용하여, 새로운 환경에 노출되었을 때 학습에 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있다. 이에 비해 인간은 적은 수의 경험만으로도 빠르게 학습하는 능력이 있다. 본 특허에서는 인간의 학습 과정에서 자신의 학습 정도에 대한 불확실성을 평가하는 메타 인지 능력을 사용한 빠른 추론 과정을 모델링 통하여 구현, 궁극적으로 뇌 기반 인공지능의 초석을 마련하고자 한다.

16 | 이상완 | 특허 | 메타 인지 기반 고속 환경 탐색 방법 및 장치, 대한민국, 2020. | 실험은 과학 이론 및 현대 공학 분야에서 실제적인 최적 결과물을 도출하기 위해 광범위하게 적용되는 탐구 방법론임에도 실험을 위한 가설이나 변인 설정을 연구자의 직관에 의존하는 경향이 크다. 본 특허 기술은 기존 실험 변인을 데이터로 학습하여 다음 실험에서의 최적 가설이나 변인을 인공지능으로 찾아내어 과학 연구 및 산업 공정 효율의 극대화를 가능하게 한다.

17 | 정기훈 | 특허 | 초소형 렌즈형 광섬유 프로브를 갖는 내시현미경, 대한민국, 2020. | 기존에 사용되던 GRIN Lens같은 beam focusin을 위한 bulk optical elements를 사용하지 않아 길이가 매우 짧아지는 장점.(보통 GRIN LENS는 수mm의 길이를가짐)을 가지며, 길이가 짧아짐으로써 기존 flexible endoscope에도 삽입가능한 장점을 지닌다.

18 | 정기훈 | 창업 | 초박형 카메라를 이용한 현미경, 2021. | 상용카메라보다 더 얇은 생체모방 렌즈를 이용하여 초박형 카메라로 소형 현미경, 모바일, 감시 및 정찰 장비, 의료영상 기기 등 다양한 소형 카메라가 필요한 분야에 적용 가능할 것으로 기대된다.

19 | 조광현 | 특허 | 네트워크의 구조만을 이용한 복잡한 신호전달네트워크의 신호흐름을 추정하는 방법 및 이를 위한 장치, 대한민국, 2020. | 본 특허는 생물학적 실험데이터가 결핍된 상황에서도 복잡한 신호전달네트워크의 각 방향과 부호가 결정된 링크의 가중치를 추정할 수 있으며, 이로부터 어떤 신호전달분자의 활성도가 다른 신호전달분자의 활성도에 미치는 영향(신호흐름)을 추정할 수 있는 기술을 제시하였다. 즉 특정 입력 신호나 섭동에 의해 변화되는 신호흐름을 추정하여 다른 생체 분자의 활성도를 예측할 수 있는 기술을 제시하였다.

20 | 조광현 | 특허 | 신호전달네트워크의 노드들 간의 인플루언스를 기초로 약물표적노드를 결정하는 방법, 대한민국, 2021. | 본 특허는 시간과 비용이 많이 요구되는 동역학 실험 데이터 없이 복잡한 신호전달네트워크의 구조 정보만을 이용하여 신약 표적 후보(drug target candidate)를 발굴할 수 있는 기술을 제시하였다. 본 특허는 오랜 시간 축적되어 온 방대한 양의 신호전달네트워크의 구조 정보에 대한 정량적 분석을 통해 약물 표적 후보를 우선적으로 선별할 수 있다.

21 | 조영호 | 특허 | 다공성 구조물의 제조 방법, 대한민국, 2020. | 본 특허는 새로운 다공성 박막 소재의 제조 방법에 관한 것으로, 증발온도가 서로 다른 용매(에탄올과 톨루렌)에 구연산과 PDMS을 혼합한 용액에서 용매를 증발시키며 결정화 온도를 조절하여 PDMS 내에 크기가 작고 균일한 구연산 입자를 결정화하고, 이를 스핀코팅 또는 몰딩 공정으로 박막을 형성 한 후 에탄올로 구연산 입자 만을 선택적으로 용해하여 작고 균일한 공극을 형성함으로써 기존 다공성 박막에 비해 통기성/발습성을 획기적으로 향상시킨 새로운 다공성 박막 소재의 제조공정을 개발하였다.

22 | 최정균 | 특허 | 암 세포 표면의 MHC-펩타이드 결합도 예측 방법 및 분석 장치, 대한민국, 2020. | 2018년에 노벨 생리학 상을 받은 면역항암치료법이 최근에 차세대 암 치료법으로 각광받고 있지만, 치료가 모든 환자들에게 효과가 있는것이 아니여서 어떤 환자에게 이 치료법을 사용할지 정하는 것이 굉장히 중요하다. 이 때, 가장 많이 사용되는 biomarker인 neoantigen load를 예측하고 계산하는 딥러닝 기반의 툴을 개발하고 더 나아가, 치료 효과가 있을것이라고 예상됨에도 효과가 없는 환자들의 돌연변이 패턴을 분석하여 면역항암치료가 잘 작동하지 않는 이유와 현상을 발견하고 여러 코호트에서 확인하였다.

23 | 최정균 | 특허 | 딥러닝 기반의 질환 위험 유전 변이 발굴 장치, 대한민국, 2021. | 본 기술은 딥러닝 기반으로 기존 genome-wide association study 빅데이터로부터 실제로 기능하는 유전변이를 발굴하고 그에 해당하는 유전자 및 작용 매커니즘을 발굴하는 기술로서 향후 유전체 기반 진단기술로서의 상용화가 기대된다.

2. 산업·사회에 대한 기여도

본 교육연구단은 지난 1년간 바이오/뇌 이미징 기술, 바이오의료/신경 정보공학, 의료용 진단/치료기기 개발 분야에서 연구적 산업, 사회 문제 해결을 위해 다양하게 기여해왔다.

구체적으로 바이오/뇌 이미징 기술관련해서 정기훈 교수는 플라즈모닉 분광필터 기술을 개발하여 파이퀀트에 기술이전하였고, 예종철 교수는 3D A/B/C Plane 화질 개선 과제를 삼성전자를 위해 수행했고, 장무석 교수는 스냅샷 초분광 센서 기술 개발과제를 삼성전자를 위해 수행했으며, 정용 교수는 가정에서 필요한 디지털 기술의 변화방향 연구관련 주식회사 한샘을 위해서 수행하고 있다.

바이오의료/신경 정보공학관련해서 이도헌 교수는 피로개선/운동수행능력 증진용 조성물을 개발하는 기술을 뉴메드에 기술이전했고, 최정균 교수는 신생항원 발굴 기술을 펜타메딕스에 기술이전했고, 이상완 교수는 적응형 인공지능-인간 공진화 기술 개발과제를 삼성전자를 위해서 수행하고 있고, 조광현 교수는 범용 암세포 시뮬레이터 개발 과제를 삼성전자를 위해서 수행했다.

의료용 진단/치료기기 개발 분야에서 최명철 교수는 생화학적 종속 연쇄 반응 연구를 삼성미래기술육성재단을 위해서 수행했다.

향후 중개연구 전문인력을 충원하여 산업체와의 유기적인 피드백을 통한 바이오의료 융합 기술의 실용화 및 상용화를 선도하고자 한다.

융합기반의 핵심 플랫폼기술을 활용하여 바이오의료산업의 미래 유망 분야인 유전체정보 분석을 통한 개인맞춤형 의료서비스, 뇌-신경 IT 융합산업, 첨단기기 기반의 U-헬스/스마트케어 등의 구현을 위한 신기술, 첨단서비스, 신제품을 창출할 수 있는 목표지향적 연구를 수행한다.

■ 최근 1년간(2020.9.1.-2021.8.31.) 참여교수 산업·사회에 대한 기여 실적

교육연구단의 기술 이전 실적

연번 | 교수명 | 기술내역 | 시작일 | 계약 또는 기술이전 형태

1 | 정기훈 | 다중 공진****** | 20211230 | 전용실시

2 | 이도헌 | 백출 추출물을****** | 20201104 | 전용실시

3 | 최정균 | 유효 신생****** | 20191015 | 전용실시

참여교수의 대표적인 산학 자문 활동 실적

연번 | 시작일 | 종료일 | 성명 | 활동목적

1 | 20190812 | 20220811 | *** | 사외이사

2 | 20200326 | 20230326 | *** | 사외이사활동

3 | 20200601 | 20210531 | *** | 자문위원

4 | 20201226 | 20210103 | *** | 논문서면심사

5 | 20210101 | 20231231 | *** | 사외이사

6 | 20210601 | 20220531 | *** | 자문위원

7 | 20210701 | 20221231 | *** | 기술자문

교육연구단에서 수주한 산학협력 과제 실적 (2020.09.–2021.06.)

연번 | 기간 | 과제명 | 참여교수

1 | 20200901-20210831 | 적응형 인공****** | 이상완

2 | 20200901-20210310 | 정서 상태****** | 이상아

3 | 20201015-20210414 | 3D A/B/C****** | 예종철

4 | 20201101-20211031 | 간세포암과****** | 최정균

5 | 20201201-20210630 | 2.5차원****** | 장무석

6 | 20201201-20211130 | 액체생검****** | 최정균

7 | 20210101-20210630 | 범용 암세포******) | 조광현

8 | 20210101-20210831 | 적응형 인공******(2021년도) | 이상완

9 | 20210101-20210630 | 미니멀 세포******| 최명철

10 | 20210101-20210930 | 디지털코드****** | 정기훈

11 | 20210120-20210919 | 카시트 적용을******| 박성준

12 | 20210125-20220215 | 회로 개선****** | 정기훈

13 | 20210301-20220228 | 덴탈 스캐닝을****** | 정기훈

14 | 20210409-20220408 | 가정의 본연****** 역할을 뒷받침하기 위한 디지털 기술의 변화방향 연구(2021년도) | 정용

3. 참여교수의 연구의 국제화 현황

① 국제적 학술활동 참여 실적 및 현황

■ 국제학회/학술대회 활동

국제수상실적

날짜 | 지도교수 | 학생(과정) | 수상내역 | 관련 학회/장소, 개최기간

202011 | 백세범 | 백승대(박사과정) | 우수발표상 | KSBNS 2020/online, 2020.11.16.~2020.11.17

202011 | 이수현 | 김가영(박사과정) | 우수 포스터 발표상 | KSBNS 2020/online, 2020.11.16.~2020.11.17

202105 | 이수현 | 권민재(박사과정) | 우수 포스터 발표상 | KSBNS 2021/online, 2021.05.20.~2021.05.21

초청강연, 기조연설

참여교수 | 강연일자 | 강연 제목 | 학술대회

백세범 | 202011 | Spontaneous generation of cognitive functions in the brain and in deep neural networks | The 23rd Annual Meeting of the Korean Society for Brain and Neural Sciences, Grand Hilton, Seoul

백세범 | 202107 | Emergence of cognitive functions in untrained neural networks | The 1st China-Japan-Korea International Meeting, Kobe, Japan

김철 | 20210201 | Energy-Efficient Integrated Biomedical Circuits and Systems for Neural Interfaces and Wearable devices | International Conference on Electronics, Information, and Communication (ICEIC) 2021, 제주신화월드

이상완 | 202011 | Prefrontal solutions to the bias-variance tradeoff | Next-generation AI: Toward Human-level Intelligence (Virtual)

이상완 | 202102 | Exploring the nature of computations underlying human reinforcement learning | IBM AI Research seminar (Virtual)

이상완 | 202102 | In silico experimental design for AI medicine | AI Medicine and novel drug target discovery (Virtual)

좌장, 위원회 활동

참여교수 | 기간 | 학회명 | 활동명

박제균 | 202010-202010 | MicroTAS 2020 Conference | Award Committee Chair

예종철 | 2020 – 202112 | IEEE Technical Committee on Computational Imaging (TC CI) | Chair

최명철 | 202107-202108 | The 8th Soft Matter Summer School | Organizer

백세범 | 202011 | The 23rd Annual Meeting of the Korean Society for Brain and Neural Sciences | Session Chair

백세범 | 202107 | The 1st China-Japan-Korea International Meeting | Session Chair

이상완 | 202101-202108 | Advanced Course & Symposium on Artificial Intelligence and Neuroscience (ACAIN 2021) | program committee

이상완 | 202101-202108 | The 21st International Conference on Control, Automation, and Systems (ICCAS 2021) | International program committee

이상완 | 202009-202108 | 9th IEEE International Winter Conference on Brain-Computer Interface (IEEE Winter BCI) | program committee

■ 국제 학술지 관련 활동

참여교수 | 기간 | 학술지명 | 직위

박제균 | 202003 - 현재 | VIEW (WILEY) | Editorial Board

예종철 | 201803 - 현재 | IEEE Signal Processing Magazine | Senior Editor

예종철 | 201805 - 현재 | IEEE Trans. Medical Imaging | Associate Editor

조영호 | 202004 - 202204 | J. Micromachines | Editor

남윤기 | 202001 - 202112 | Experimental Neurobiology | Executive Editor

남윤기 | 201909 - 202108 | International Neurourology Journal | Editor

백세범 | 201906 - 현재 | Scientific Reports | Editorial Board

김철 | 202001 - 현재 | Transactions on biomedical circuits and systems | Associate Editor

김철 | 202010 - 202106 | Transactions on biomedical circuits and systems | Guest Editor for special issue of ISCAS2020

조광현 | 201001 - 현재 | IET Systems Biology | Editor-in-Chief

조광현 | 201001 - 현재 | Mathematical Biosciences | Associate Editor

조광현 | 200801 - 현재 | Bulletin of Mathematical Biology | Associate Editor

조광현 | 200701 - 현재 | BMC Systems Biology | Associate Editor

조광현 | 201701 - 202112 | Journal of Molecular Cell Biology (JMCB) | Editorial Board Member

조광현 | 201301 - 현재 | Molecular and Cellular Therapies | Editorial Board Member

조광현 | 201301 - 현재 | Journal of Coupled Systems and Multiscale Dynamics | Editorial Board Member

조광현 | 201001 - 현재 | Frontiers in Systems Physiology | Editorial Board Member

조광현 | 200601 - 현재 | Systems and Synthetic Biology | Editorial Board Member

조광현 | 200601 - 현재 | Gene Regulation and Systems Biology | Honorary Editorial Board Member

박성홍 | 202201 - 202312 | Magnetic Resonance in Medicine | Editorial Board Member

이상완 | 202001-202112 | Frontiers in Human Neuroscience | Editorial board

② 국제 공동연구 실적

<표 3-6> 최근 1년간(2020.9.1.-2021.8.31.) 국제 공동연구 실적

연번 | 공동연구 참여자 | 상대국 | 국제 공동연구 실적

1 | 백세범, Koh, Hyun Yong | USA/Boston Childrens Hosp | Non–Cell Autonomous Epileptogenesis in Focal Cortical Dysplasia

2 | 김철, Cauwenberghs, Gert | USA/Univ Calif San Diego | An Optically-Addressed Nanowire-Based Retinal Prosthesis with 73% RF-to-Stimulation Power Efficiency and 20nC-to-3μ C Wireless Charge Telemetering, 2021 IEEE INTERNATIONAL SOLID-STATE CIRCUITS CONFERENCE (ISSCC)

3 | 김철, Cauwenberghs, Gert | USA/Univ Calif San Diego | Resonant regulating rectifier with an integrated antenna

4 | 김필남, Lim, Eun-Jung | USA/Mem Sloan Kettering | Crosstalk between GBM cells and mesenchymal stemlike cells promotes the invasiveness of GBM through the C5a/p38/ZEB1 axis, NEURO-ONCOLOGY, 2020105 | 박성준, Anikeeva, Polina | USA/MIT | Adaptive and multifunctional hydrogel hybrid probes for long-term sensing and modulation of neural activity, NATURE COMMUNICATIONS, 202106

6 | 박성준, Stevens, Molly M. | England/Imperial Coll London | Fiber-Based Electrochemical Biosensors for Monitoring pH and Transient Neurometabolic Lactate, ANALYTICAL CHEMISTRY, 202105

7 | 박성준, Anikeeva, Polina | USA/MIT | Functional Skeletal Muscle Regeneration with Thermally Drawn Porous Fibers and Reprogrammed Muscle Progenitors for Volumetric Muscle Injury, Advanced Materials, 202104

8 | 박성준, Butt, Haider | U Arab Emirates/Khalifa Univ Sci & Technol | 3D Printed Contact Lenses, ACS BIOMATERIALS SCIENCE & ENGINEERING, 202102

9 | 박성준, Butt, Haider | U Arab Emirates/Khalifa Univ Sci & Technol | Prospects for Additive Manufacturing in Contact Lens Devices, ADVANCED ENGINEERING MATERIALS, 202101

10 | 박성준, Anikeeva, Polina | USA/MIT | Magnetothermal Multiplexing for Selective Remote Control of Cell Signaling, ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS, 202009

11 | 박지호, Oh, Nuri | USA/Massachusetts Gen Hosp | Efficient Capture and Raman Analysis of Circulating Tumor Cells by Nano-Undulated AgNPs-rGO Composite SERS Substrates, SENSORS, 202009

12 | 예종철, Han, Yoseob | USA/Massachusetts Gen Hosp | Deep learning STEM-EDX tomography of nanocrystals, Nature Machine Intelligence, 202103

13 | 예종철, Wang, Ge | USA/Rensselaer Polytech Inst | Deep learning for tomographic image reconstruction, NATURE MACHINE INTELLIGENCE, 202012

14 | 예종철, Han, Yoseob | USA/Los Alamos Natl Lab | Differentiated Backprojection Domain Deep Learning for Conebeam Artifact Removal, IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING, 202011

15 | 예종철, Monga, Vishal | USA/Penn State, University | Editorial: Introduction to the Issue on Domain Enriched Learning for Medical Imaging, IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN SIGNAL PROCESSING, 202010

16 | 이도헌, Kwon, Young V. | USA/Univ Washington | Paeonia lactiflora extract suppresses cisplatin-induced muscle wasting via downregulation of muscle-specific ubiquitin E3 ligases, NF-kB signaling, and cytokine levels, JOURNAL OF ETHNOPHARMACOLOGY, 202102

17 | 이도헌, Vaga, Stefania | England/Kings Coll London | Compositional and functional differences of the mucosal microbiota along the intestine of healthy individuals, SCIENTIFIC REPORTS, 202009

18 | 이관수, 이도헌, Hwang, Woochang | England/Univ Cambridge, | An interactive retrieval system for clinical trial studies with context-dependent protocol elements, PLOS ONE, 202009

19 | 이상완, O'Doherty, John P. | USA/CALTECH | Why and how the brain weights contributions from a mixture of experts, NEUROSCIENCE AND BIOBEHAVIORAL REVIEWS, 202104

20 | 정용, Khandoker, Ahsan Habib | U Arab Emirates/Khalifa Univ Sci & Technol | K-EmoCon, a multimodal sensor dataset for continuous emotion recognition in naturalistic conversations, SCIENTIFIC DATA, 202009

21 | 최명철, Parker, Kevin Kit | USA/Harvard Univ | A bioinspired and hierarchically structured shape-memory material, NATURE MATERIALS, 202102

22 | 최명철, Safinya, Cyrus R. | USA/Univ Calif Santa Barbara | Tubulin Double Helix: Lateral and Longitudinal Curvature Changes of Tubulin Protofilament, SMALL, 2020090

23 | 최정균, Tang, Wanxiangfu | Canada/Brock Univ | L1 retrotransposons exploit RNA m(6)A modification as an evolutionary driving force, NATURE COMMUNICATIONS, 202102

➂ 외국 대학 및 연구기관과의 연구자 교류 실적 및 계획

■ 최근 1년간(2020.9.1.-2021.8.31.) 외국대학 및 연구기관과의 교류 실적

연번 | 일자 | 행사명 | 내용

1 | 20200911 | Recent Approach in Muscle and Neural Engineering ▎Professor Young Charles Jang(Georgia Tech Biological Science) “Integrative Stem Cell Engineering Approaches to Rejuvenate Aging Skeletal Muscle”

2 | 20201113 | Intelligent Biomedical Imaging ▎Professor Roarke Horstmeyer(Duke University Biomedical Engineering) “Intelligent Biomedical Imaging Devices”

3 | 20201204 | Biomaterials for Engineering Mechanobiology ▎Professor Luo Gu(Johns Hopkins University Materials Science and Engineering) “Directing Stem Cell Fate By Tuning Matrix Viscoelasticity”

4 | 20201211 | Harvard University-MIT-KAIST symposium on Brain and Cognitive Engineering ▎Professor Hongkun Park(Harvard) “Brain on a Chip-Leveraging Nanotechnology for Neuroscience” ▎Professor Seung-Schik Yoo(Harvard Medical School) “Acoustic Neuromodulation” ▎Professor Kwanghun Chung(MIT) “Towards Holstic Imaging and Phenotyping of Intact Biological Systems”

5 | 20210507-28 | 2021년 5월 바이오및뇌공학과 심포지움 (바이오의료공학의 디지털 미래) ▎김훈(The Jackson Laboratory for Genomic Medicine) “Health Informatics” ▎김융석(Albert Einstein College of Medicine) “Health Informatics” ▎최고은(Virginia Tech) “Cognitive neuroscience” ▎문지영(Albert Einstein College of Medicine) “Statistical genomics” ▎황태현(Cleveland Clinic Lerner College of Medicine) “Biomedical AI”