연도별 연구과제 11 페이지첫페이지로 이동

본 연구는 인공지능 학습 과정에서 발생할 수 있는 백도어 공격을 효율적으로 탐지하기 위한 로드 밸런싱 기반 탐지 기법(IntensPure)을 제안하였다. 제안한 시스템은 데이터의 위험도에 따라 탐지 빈도와 자원 사용량을 동적으로 조절하여, 연산 효율을 높이면서 탐지 성능을 유지하도록 설계되었다. CIFAR-10 데이터셋과 경량 CNN 모델을 이용한 실험 결과, 제안 기법은 기존 전량 탐지 대비 GPU 부하를 약 15% 줄이면서도 안정적인 탐지율을 달성하였다. 이를 통해 본 연구는 AI 백도어 탐지에서 자원 효율성과 보안 성능 간의 균형점을 제시하였으며, 향후 실시간 학습 환경에도 적용가능성을 확인하였다.

주제어: AI 보안 (AI Security), 동적 자원 분배 (Dynamic Resource Allocation), 로드 밸런싱 (Load Balancing), 가중합 손실 모델 (Weighted Sum Loss Model), 다계층 방어 구조 (Multi-layer Defense Architecture)

본 연구는 천문학적으로 중요한 21cm 중성수소(HI)선을 관측하기 위해, 접근 가능한 저비용 소형 전파망원경의 제작 및 성능 평가를 목표로 한다. 최근 우리나라는 국제 공동 우주 프로젝트인 SKA(Square Kilometre Array)에 참여하면서 전파 관측의 중요성이 점점 부각되고 있으며, 이에 따라 전파천문학 연구와 교육용 장비에 대한 수요도 증가하고 있다. 전파는 21cm라는 긴 파장을 가지며, 성간 물질에 의한 성간소광 효과가 적고 대기의 영향을 덜 받는다는 장점이 있어 가시광선으로 제대로 관측하고 연구할 수 없는 천체에 대한 정보를 파악하고 분석할 수 있는 강력한 도구이다. 우리 연구에서는 안테나 20만원, 적도의 400만원 기타 장비 30만원으로 구성한 간단한 소형 전파망원경으로 은위에 따른 중성수소선의 세기를 실제값과 비교하여 분석하는 것으로 성능평가를 진행하였다.

주제어: 21cm 중성수소선, 저비용 소형 전파망원경, 전파천문학, 우리은하, 성능평가

횡문근육종(RMS)은 전이 및 재발로 예후가 불량하며, 기존 치료법엔 한계가 있다. 본 연구는 RH30에서 Vorinostat•Rapamycin•Vincristine의 효과를 비교해 최적 후보 물질로 Vorinostat을 선정 후, IC50=1.082µM 을 산출하고, qRT-PCR/Western 으로 BAX, BCL-2, CDH1, VIM, cleaved-PARP를 확인하여 세포사 유도와 EMT 역전을 입증했다. 또, BC1-2의 증가는 보상적 경로가 작용할 수 있음을 시사했다. 이는 Scratch assay와 제브라피시 이종이식 모델에서 전이 억제와 일치했다. 즉, Vorinostat 이 세포사 유도 및 억제에 복합적으로 작용함을 확인하였으며, 향후 RH30의 맞춤형 치료제 탐색에 기초자료를 제공하고자 한다.

주제어: 횡문근육종(Rhabdomyosarcoma，RH30), Vorinostat (HDAC 억제제)，세포사(BAX/BCL-2, cleaved-PARP). 전이 억제(EMT, CDH1/VIM)，Zebrafish Xenograft

efferocytosis는 사멸세포를 식세포가 인식하고 섭취하는 과정이다. 세포가 사멸한 후 잔해가 적절히 제거되지 않으면 염증 지속, 조직 손상, 자가면역 반응이 유발되며, efferocytosis는 이러한 문제를 방지하고 항상성을 유지하는 핵심 기전이다. efferocytosis는 크게 네 단계로 구분 가능한데, 이 중 마지막 단계인 분해 단계에서 phagosome과 lysosome이 융합한다. 따라서 lysosome의 수나 기능 변화는 efferocytosis의 효율과 식세포의 항염증 기능에 직접적 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 lysosome의 증감이 efferocytosis 과정, 특히 세포 내 분해 단계에 미치는 영향을 중심으로 lysosome 조절이 efferocytosis 효율 향상에 주는 영향을 다각적으로 분석하였다.

주제어: Lysosome, efferocytosis, macrophage, J774A.1, apoptotic cell

본 연구는 페암에서 DCLKl(Doublecortin-like kinase 1)의 발현 양상과 암 줄기세포 조절 기능을 분석하여, 이를 표적으로 하는 치료 전략의 가능성을 검증하고자 하였다. R2 Genomics Analysis 를 통해 DCLK1 이 정상조직보다 종양조직에서 유의하게 과발현됨을 확인하였으며, GSEA 분석 결과 DCLK1 이 패암의 진행과 낮은 생존율, 그리고 세포 증식(proliferation)•전이(metastasis)•종양형성(tumorigenesis) 등 주요 암 관련 경로에 관여함이 밝혀졌다.
qPCR 실험에서는 DCLK1 억제제(DCLK1-IN-1, DDQ1) 처리 시 DCLK1, TOP2A, PRC1, NEK2, ASPM, RRM2, TYMS, SPP1, COL1A1, COL11A1, DSP, CECAM5 등의 유전자가 공통적으로 유의한 발현 변화를 보였다. 특히 DCLK1-IN-1 처리군에서는 SRD5A1, DDQ1 처리군에서는 SPINK 의 변화가 두드러져 약물별 특이적 조절 경향이 확인되었다.
또한 In vitro LDA 실험에서 두 억제제 모두 구상체(sphere) 형성 능력과 형광 신호 강도를 유의하게 감소시켜, DCLK1 억제가 암 줄기세포의 자가재생 및 증식 능력을 억제함을 입증하였다. 이러한 결과는 DCLK1 이 폐암의 증식과 전이에 핵심적인 역할을 하는 조절 인자임을 보여주며, DCLK1 억제제가 암 줄기세포를 표적으로 하는 차세대 항암 치료제 개발의 유망한 후보가 될 수 있음을 시사한다.

주제어: 폐암，Bioinformatics，qPCR，In Vitro LDA，DCLK1

본 연구는 오가노이드와 유전자 변형 마우스를 이용해 초기 폐암 발달 과정에서 종양 미세환경의 변화를 규명하고자 하였다. KrasG12D; p53KO; Rosa-tdTomato 마우스로부터 분리한 폐포 줄기세 포로 3차원 폐암 오가노이드를 제작하고, 이를 ZsGreen 형광 단백질을 발현하는 마우스의 폐에 이식하여 암세포와 주변 세포 간 상호작용을 추적하였다. Feeder-Free 배양과 Matrigel 기반 ECM 환경을 조성하여 AT2 유래 암세포의 성장 및 niche 조절능을 재현하였다. 면역염색 결과, tumor 주변 AT2 세포는 proSPC 발현이 감소하고 Krt8이 증가해 비정상적 전이형 세포로 변화하였다. 이는 암세포가 주변 세포 운명을 재프로그래밍해 종양 생존에 유리한 미세환경을 조성함을 보여준다.

주제어: Lung cancer, AT2 cell, Organoid, Tumor microenvironment, Recurrence

본 연구에서는 one-step electrodeposition으로 NiFeP 전극을 합성하고 pH, 도금시간, P농도, 산처리의 영향을 조사하였다. XRD 결과 NiFeP 결정상이 관찰되지 않아 약 8 ㎛ 두께의 비정질층 형성이 확인되었고, 이는 전자 전달과 활성점 밀도를 향상시켜 HER 활성을 높였다. Ni foam은 초친수 성 • 초공기소호성 표면으로 TGPH060 • SS보다 우수한 HER 성능을 보였으며, 최적 조건（pH 5, 15min, 0.04 M P) 에서 전류밀도와 과전압이 개선되었다. AEMWE 단전지에서 NiFeP/Ni foam 전극은 1 A cm-2 에서 2.118 V를 기록하여 귀금속 촉매에 근접한 효율을 나타냈다.

[주제어: NiFeP 전기도금，비정질 촉매, HER, SEM，AEMWE]

본 연구는 2차원 반도체 물질인 MoS₂의 광전 특성을 이론적으로 분석하고, graphene 적층과 결함이 반도체 성능에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. DFT 계산을 통해 MoS₂ 단층과 이중층의 밴드 구조를 비교한 결과, 단층은 직접 밴드갭을, 이중층은 간접 밴드갭을 나타내 광흡수 효율 차이가 발생함을 확인하였다. 또한 graphene 적층 시 밴드갭이 약 0.8 eV로 감소하며 전하 이동성이 향상되었다. 반면 S 결손은 댕글링 본드로 인한 결함 준위를 형성해 이동도를 저하시켰으나, graphene 적층으로 이를 완화할 수 있었다. 마지막으로 MoS₂/SiO₂ 계면에서 누설 전류가 거의 없을 것으로 예측되었으며, 이는 향후 고효율 광전자 소자 설계에 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

주제어: 광전효과, 반도체, 이황화몰리브덴(MoS₂), DFT

디스플레이 기술의 발전과 함께 사람들은 더욱 생생한 디스플레이의 구현을 요구하고 있으며, 이를 만족하는 차세대 디스플레이 소재에 대한 연구가 각광받고 있다. 이에 본 연구에서는 차세대 디스플레이 소재로 주목받고 있는 녹색 발광 페로브스카이트 기반 LED(Perovskite LED, PeLED)의 제작 방법 및 안정성 향상 방안에 대해 연구를 수행하였다. FABr:PbBr₂ 몰비에 따른 광학적 및 전기적 특성 변화를 1:1에서 1.7:1 의 범위로 조성하여 실험을 진행하였으며, PL강도가 가장 높은 조성을 도출하였다. 또한 최대 휘도 및 외부양자효율(EQE)을 나타내는 조성을 탐색하여 광학적 성능 측면에서 최적의 조건을 규명하였다. 이후 전기발광(Electroluminescence, EL) 스펙트럼을 통해 각 조성에 따른 FWHM을 분석하였다.

주제어: 페로브스카이트 LED (PeLED), 발광 특성, 조성비, 외부양자효율(EQE), 전기발광(EL)

플라즈마는 원자가 이온화되어 원자핵과 전자가 분리된 상태의 물질로, 흔히 ‘제4의 물질 상태’라 고 불린다. 최근 초강력 레이저 개발과 반도체 공정용 EUV 광원 생성 등 다양한 분야에서 고체를 이용해 생성하는 고밀도 레이저 플라즈마의 활용이 주목받고 있으며, 이에 따라 플라즈마의 특성 연구가 점차 중요해지고 있다. 플라즈마는 밀도에 따라 굴절률 등 광학적·물리적 특성이 크게 달라지므로 정확한 밀도 진단이 필수적이다. 본 연구에서는 탄소와 알루미늄 타깃을 532 nm 파장의 Nd:YAG 레이저로 이온화하여 고밀도 플라즈마를 생성하고, Nomarski 간섭계를 이용한 간섭무늬 측정과 푸리에 변환 및 아벨 역변환 알고리즘을 통해 3차원 전자밀도를 계산하였다. 플라즈마 생성 후 시간 차이를 두어 분석한 결과, 약 1019㎝-3수준의 전자밀도를 가지며 시간 경과에 따라 팽창하면서 밀도가 감소하는 경향을 확인했다. 이러한 방법을 통해 다양한 고체 타깃에 대한 시간·공간 분포별 전자밀도 측정이 가능함을 확인하였으며, 이는 향후 고밀도 플라즈마의 광학적 특성 연구와 응용 실험에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

주제어: Plasma (플라즈마), Nomarski Interferometer (노마르스키 간섭계), High Power Laser (초강력 레이저), Interference Fringe (간섭무늬), Density Diagnosis (밀도 진단)

본 연구에서는 비정질 물질에서의 Percolation 현상을 기반으로 한 새로운 인공신경망 활성화 함수를 제안하고 검증하였다. Poisson Disk Sampling과 Bridson 알고리즘을 이용하여 비정질 입자 구조를 시뮬레이션하였고, Gabriel, Delaunay, Urquhart Graph 를 적용하여 입자 간 연결성을 반영한 네트워크 모델을 구축하였다. Newman-Ziff 알고리즘을 통해 점유 확률에 따르 ㄴ퍼콜레이션 확률과 클러스터 분포를 계산하였으며, 결정질 구조화 비정질 구조의 임계 확률 및 클러스터 성장 거동을 비교하고 분석하였다. 분석 결과, 비정질 구조는 임계 확률 분포가 더 넓고 연결 경로의 다양성이 높았으며, 이를 반영해 정의한 활성화 함수는 신경망의 학습 속도, 예측 정확도, 연산 효율성을 모두 향상시켰다. 또한 연결 밀도 조절을 통해 경량화된 신경망 구조 설계의 가능성을 확인하였다.

주제어: 비정질 물질, percolation, 인공신경망, 임계확률, 클러스터

본 연구는 Qiskit과 IBMQ를 활용해 양자얽힘과 중첩을 이해하고, 이를 바탕으로 벨 부등식과 양자 전송 과정을 직접 구현하는 데 목적이 있다. 먼저 고전적 숨은 변수 이론을 단순한 모의 실험으로 확인한 뒤, 얽힘 상태를 이용해 실제로 벨 부등식이 깨지는지를 시뮬레이션으로 살펴보았다. 이어 기본적인 Bell teleportation 회로를 구성해 전송 과정이 이론적으로 예상되는 확률과 크게 다르지 않음을 확인했다. 또한 GHZ 상태를 변형해 3개의 큐빗을 하나의 논리적 단위로 묶고, 단일 비트 오류를 바로잡는 방식을 적용하여 전송 결과의 신뢰도를 높이는 회로도 설계하였다. 밀도행렬과 fidelity를 통해 오류 정정의 실제 효과를 점검하였으며, 이를 통해 고등학생 수준에서도 양자정보과학의 핵심 개념을 실험적으로 탐구할 수 있음을 확인하였다.

주제어: 양자 얽힘, 벨 부등식, 양자 전송, 양자 컴퓨터