'단백질봇'부터 '인공근육'까지…미래 융합과제 24개 착수

[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 외부 전력 없이 빛과 전파의 특성을 스스로 조절하는 스마트 메타물질과 구조를 바꿔 기능을 전환하는 '단백질봇', 휴머노이드용 인공근육 등 미래 산업의 판도를 바꿀 융합기술 개발이 본격화된다.

과학기술정보통신부는 2026년 '미래유망융합기술파이오니어' 사업의 신규 과제 24개를 수행할 기관을 선정하고 연구에 본격 착수한다고 밝혔다.

미래유망융합기술파이오니어 사업은 다양한 기술·분야·주체 간 시너지를 통해 미래 사회의 패러다임을 바꿀 수 있는 핵심 원천기술 확보를 지원하는 융합연구 사업이다.

해당 사업은 혁신적이고 도전적인 연구 시도와 초기 성과 검증을 위해 동일한 연구주제에 복수 과제를 지원하는 경쟁형 방식으로 운영된다. 1단계 연구를 수행한 뒤 상대적으로 우수한 1개 과제만 2단계 연구를 이어가는 구조다.

과기정통부는 글로벌 기술 동향과 논문·특허·주요 이슈 등 데이터 분석, 연구현장에서 접수한 기술 수요 264건, 전문가 의견 등을 종합해 미래유망 융합원천연구 주제를 발굴했다. 총 13개 과제제안요청서(RFP)를 공고해 65개 과제를 접수했으며, 이 가운데 신규 과제 24개를 최종 선정했다.

◆전력 없이 반응하는 메타물질·구조 바꾸는 '단백질봇' 개발

미래유망융합기술파이오니어 '도전형' 사업에서는 미개척 분야의 연구 가능성을 검증하고, 성과가 확인된 연구개발을 확장하는 것을 목표로 총 10개 분야 18개 과제를 선정했다. 과제별로 최대 6년간 연 4억~8억원을 지원할 계획이다.

주요 과제로는 전력을 공급하지 않아도 온도·빛·압력 등 외부 환경 변화에 스스로 반응해 전파와 빛의 특성을 능동적으로 제어하는 차세대 스마트 메타물질 개발이 포함됐다. 설계치와 실제 성능 간 오차를 5% 이하로 줄이는 것이 목표다.

단백질의 유연한 구조를 정밀하게 제어하고, 외부 자극에 따라 스스로 구조를 재구성해 기능을 전환하는 프로그래머블 협동형 단백질 자기조립 소재인 '단백질봇' 개발에도 도전한다. 이를 통해 감지·판단과 신호전달, 구동 기능을 수행하는 단백질 기반 바이오 로보틱스 플랫폼 기술을 개발할 계획이다.

인공지능(AI)과 디지털 트윈을 활용한 자율형 소재 설계·제조 플랫폼 구축도 추진한다. 우주 방사선과 극한온도, 진공 환경에서도 성능 저하를 최소화하는 고신뢰성 결정성 광전소재와 태양전지 원천기술을 확보하는 것이 목표다. 방사선 내구성과 진공 안정성의 열화율을 5% 수준으로 낮춘다는 계획이다.

반도체 칩에서 발생하는 열을 직접 식히는 '온칩 냉각'을 위한 100㏄급 초소형·고효율 일렉트로칼로릭 냉각 시스템 원천기술 개발도 추진한다.

◆휴머노이드 인공근육·구조배터리·마약 비파괴 검사 개발

'유망신기술형' 사업은 도전적 연구에 이어 기업이 참여하는 융합원천연구를 통해 미래 신산업을 창출하는 것을 목표로 한다. 과기정통부는 총 3개 분야에서 6개 과제를 선정해 과제별로 최대 5년간 연 6억~12억원을 지원할 계획이다.

주요 과제로는 휴머노이드와 웨어러블 시스템에 적용할 수 있는 고자유도·고신뢰성 섬유다발 기반 인공근육 플랫폼 개발이 선정됐다. 센싱·연산·구동 기능을 통합한 지능형 인공근육 액추에이터를 구현하는 것이 목표다. 단섬유 직경은 50㎛ 이하, 작업용량은 ㎏당 1000J 이상을 목표로 한다.

구조재와 에너지 저장장치 기능을 소재·전극·전해질·셀 구조 수준에서 일체화한 복합소재 기반 구조배터리 기술도 개발한다. 에너지밀도 ㎏당 50Wh급과 고강도·고강성·난연성을 동시에 확보하는 것이 목표다.

다수의 물품을 처리하는 보안검색 환경에서 짐을 개봉하지 않고 은닉된 마약류를 성분 기반으로 신속하게 탐지·식별하는 고속중성자 기반 비파괴 검사 원천기술도 개발할 예정이다.

윤경숙 과기정통부 기초원천연구정책관은 "미래 기술·산업 패러다임을 바꿀 유망 융합기술 분야에 선제적으로 투자해 새로운 원천기술 확보와 신시장 개척 등 실질적인 성과로 이어질 수 있도록 다각적인 지원을 지속해서 추진하겠다"고 말했다.

◎공감언론 뉴시스 hsyhs@newsis.com ...