2017 과학기술연감

「2017년도 융합기술 발전전략 시행계획」을 통하여 「제2차 융합기술 발전전략(2014∼2018)」의 중점 추진 내용에 대한 이행 상황을 점검하였다. 특히, 과학기술정보통신부에서는 다분야에 응용이 가능한 첨단 분야 원천 융합기술 개발을 지원하고, 세계 최고의 원천기술 산업과 접목되어 신시장 창출로 이어지도록 가교 역할을 수행하였다. 재난･재해 및 질병 예측･ 대응 등 사회문제 해결을 위한 R&D를 지원하고, 학제 간 융합 교육을 촉진하여 세계적 수준의 융합 연구인력을 양성하였다. 정부의 융합기술 개발 5대 중점 추진전략과 주요 내용은 다음과 같다. 첫째, 미래 유망 원천 융합기술의 중점 육성이다. 4차 산업혁명 시대를 주도할 ICT 기반의 IoT, 웨어러블 스마트 디바이스, 무인이동체, 핀테크 등 시장 선점을 위한 미래 유망 분야의 첨단 융합기술 개발 지원을 강화하였으며, 한국형 스마트 온실모델 고도화 및 ICT 부품 표준화 등을 통한 신산업 창조 및 기존 사업 재도약을 위한 투자를 확대하였다. 또, 우수 민군겸용 기술개발 및 실용화, 국방･민수 규격 통일 등 인프라 구축을 통한 민군 상호간 기술 활용 유도와 같은 목적에 부합하는 현장적용형 실증기술 개발 지원을 통해 환경, 문화, 민군협력 등 목적중심 융합연구 추진을 확대하였다. 자동차 산업은 환경 및 안전규제 강화, 소비자들의 높은 편의성 요구, 고령 및 여성 운전자 증가 등 많은 산업 환경의 변화를 겪고 있다. 이와 함께 초연결성과 초지능성 중심의 4차 산업혁명의 도래로 자동차는 이제 단순한 이동 수단을 넘어 다양한 편의와 서비스를 제공하는 이동하는 IT 기기로 보는 시선도 늘어나고 있다. ICT 기술의 발달은 기계 중심의 자동차 부품이 전자 부품 중심으로 변화되어, 전자, 통신과 같은 타 산업과의 융합을 선택이 아닌 필수 조건으로 만들었다. 이와 같은 변화들은 자동차 산업에서 새로운 산업 생태계를 구축하며 기업들의 새로운 비즈니스 모델 구축 확대를 이끌고 있다. 궁극적으로 자동차 자체가 거대한 전자디바이스로서의 역할을 수행하며 차량과 관련된 제어, 모니터링, 자율주행, 차량유지보수 등의 서비스는 물론 운전자 정보에 기반 한 빅데이터 분석, 실시간 결제서비스 등으로 확장될 것으로 예상된다. 독립적으로 이동하던 자동차가 네트워크에 연결되면, 여기에 제공되는 서비스 플랫폼이 미래 자동차 산업의 핵심 중 하나가 될 것이다. 이는 기존의 하드웨어 기술에서 시스템 기술로 경쟁 분야가 이동하면서 누가 새로운 서비스를 다양하게 제공하느냐가 미래 경쟁력의 핵심이며, 제조 중심의 부가가치가 서비스 중심으로 이동이 확대되고 있다. 내연기관차는 온실가스 배출 감소를 위해 고효율, 배기가스 배출 저감, 전동화 등의 기술개발을 통해 대응하고 있다. 엔진 효율 50% 이상 달성 및 획기적 배기성능 개선을 목표로 신연소, 압축비 변경 및 손실 저감 관련 기술의 개발이 활발히 진행되고 있다. 엔진 효율 향상을 위해 연료 분사의 고압화 및 다단화 분사 관련 기술과 운전 조건에 따른 가변밸브 시스템 적용으로 연소개선 및 시스템 최적화 기술개발을 위해 노력하고 있다. 또, 엔진연소로 발생되는 PM, NOx와 같은 유해 배기가스를 전기가열식 촉매 기술, 담체 및 선택적 환원촉매 기술 등 다양한 촉매 기술 적용을 통해 저감시키고자 노력하고 있다. 미래 저탄소 사회 구현을 위해서 차량 구동원의 친환경 기술 적용을 통한 고효율화, 전동화, 사용연료의 청정화 기술은 필수이다. 전 세계적으로 강화되는 환경 규제와 친환경차 보급 정책에 따라 내연기관 차량 생산은 장기적으로 볼 때 감소할 것으로 보인다. 이와 관련해서 수요 감소가 급격하게 진행되지는 않을 것으로 예상되나 장기적인 관점에서 내연기관부품 관련 생태계의 성장 및 전환을 위한 지원 방안 마련은 필요하다. 둘째, 공공 S/W 시장을 혁신하고 S/W 기업이 성장할 수 있는 환경을 조성하기 위해 노력하였다. S/W 산업 현장의 고질적인 문제 해결을 위한 ‘아직도 왜’ TF를 구성하여 장관 주재로 여러 차례 기업 간담회 등을 개최하였고, 이를 토대로 「공공 S/W 사업 발주제도 혁신방안」을 11월에 수립하였다. 새로운 시장 창출을 위해 클라우드 기반 정밀의료 병원정보시스템 개발을 6월부터 시작하였고, GCS(Global Creative SW) 프로젝트를 통해 잠재력이 높은 중소･중견기업 46개에 대해 기술개발, 품질관리 등을 중점 지원하였다. 이를 통해 올해 S/W 생산액 41.7조 원(전년대비 1.6조↑), 수출 68.6억 달러(전년대비 5.2억 달러↑)을 달성하였다. 셋째, 5G, 10기가 인터넷 등 핵심 인프라 구축을 위해 노력하였다. 평창 5G 시범서비스를 위해 망구축을 9월에 개시하고, 망･단말･서비스 연동시험을 12월에 실시하였다. 그리고 이동 통신사, 장비제조사 등의 의견을 수렴하여 「10기가 인터넷서비스 활성화 방안」을 11월에 마련하였다. 5G, 10G 인터넷 등 미래 인프라에 적극 투자하여 OECD 광인터넷 보급률 1위를 달성하였다. 일반적으로 거대과학에는 핵융합, 원자력, 우주과학, 가속기 등의 분야가 포함되는데, 이들은 모두 대형 연구시설･장비 및 대규모･장기 예산 투입을 수반한다. 본 고에서는 거대과학 중 특히 핵융합과 가속기 분야에 대하여 살펴본다. 여기서 핵융합 에너지란 여러 원자핵이 융합되어 보다 무거운 원자핵이 되면서 발생하는 에너지를 의미하며, 현재는 가장 가벼운 수소 핵융합을 통해 에너지를 얻으려는 노력(중수소 + 삼중수소 ⇒ 헬륨 + 에너지)을 지속하고 있다. 가속기란 한마디로 어떤 입자를 높은 에너지를 이용해 빠르게 운동시키는 장치를 말하는데 가속된 입자를 목표물질에 직접 타격하거나, 부수적으로 발생하는 빛 등을 이용하는 연구 장치이다. 우리나라는 현재 포항방사광가속기(3세대)와 경주 양성자가속기를 운영하고 있으며, 2015년 12월에는 세계 3번째로 최첨단 4세대 방사광가속기를 완공56)하였고, 중이온가속기와 의료용 중입자가속기 등도 건설하고 있다. 우리나라 핵융합 연구는 1995년 한국형 차세대 초전도 핵융합연구장치(KSTAR, Korea Superconducting Tokamak Advanced Research, 이하 ‘KSTAR’) 건설 착수와 함께 시작되었다고 볼 수 있다. KSTAR는 2008년 초전도자석을 활용하는 장치로는 세계 최초로 플라즈마 발생에 성공하고, 2009년부터 본격적인 가동을 시작하였다. 우리나라는 2003년 국내 핵융합 연구 역량 및 KSTAR 건설 기술력을 인정받아, 미국･EU 등 선진국이 추진하는 국제 핵융합실험로(ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor 이하 ‘ITER’) 공동개발 사업에도 당당히 참여함으로써 우리나라 과학기술 위상을 높였다. KSTAR의 주요 성과로는 D형 플라즈마 발생 성공 및 제어, 고성능 플라즈마 모드(H-모드) 구현, 플라즈마 불안정성 현상 제어 성공, 세계 최고 수준의 장치 정밀도 달성 등이 있다. 특히, 2017년에는 세계 핵융합 장치 중 최초로 ITER 기준 운전 조건 하에서 플라즈마 경계 영역 불안정 현상(ELM)의 장시간 제어(34초)에 성공하였다. 우주분야는 전통적으로 고비용, 장기간의 시간이 투자되는 거대과학 분야이며, 전략기술과 연결되어 있어 선진국들만의 영역으로 인식되어 오고 있던 분야이다. 하지만, 최근 우주분야의 국제적인 트랜드를 보면, IT, 로봇, 인공지능(AI) 등 다양한 기술과 접목되면서 비용이 절감되고 기술혁신이 활발히 이루어지는 분야로 전환 중이다. 또한, 우주기술이 기상, 방송, 통신, 항법, 수자원관리, 농업관리, 환경, 해양 등 국민의 실생활과 연결되는 분야가 증가하고 있다. 이에 따라 우주를 적극 활용하는 우주활동 투자국가도 2006년 51개국에서 2016년 70개국으로 증가하였다. 세계의 정부 우주개발 예산은 2016년 총 622억 달러로 최근 몇 년간 약간의 감소세를 이어나가고 있는데 이는 주로 미국 국방 부문의 우주사업 주기에 따른 예산 감소, 경기 후퇴로 인한 러시아 우주 예산 급감, 달러 강세로 인한 다른 통화의 가치 하락 등 단기적인 현상으로 분석되고 있다. 우주기술이 다양한 분야와 연결되고 국민의 삶의 질과 직접적인 관련을 갖게 되면서, 우주개발예산은 향후 증가할 것으로 예측된다.