- 박막 촉매 삽입 기술로 섭씨 600도 이하 에서 부탄연료 고성능 획득 - 휴대용 연료를 사용하는 세라믹 연료전지 응용범위 크게 넓혀 국내 연구진이 휴대가 용이한 부탄연료를 사용할 수 있는 고성능 세라믹 연료전지를 개발하여 상용화 가능성을 크게 높였다. 고온의 작동조건 탓에 대형 발전용으로만 활용이 가능할 것으로 여겨져 온 세라믹 연료전지의 응용 범위가 전기차·로봇·드론 등 소형 이동수단으로도 확대될 것으로 예상된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 에너지소재연구단 손지원 박사팀이 600°C 이하의 중저온 영역에서 작동하는 고성능 박막 기반 세라믹 연료전지 기술을 개발했다고 밝혔다. 고온형 연료전지의 대표격인 세라믹 연료전지는 통상 800℃ 이상의 고온작동이 특징적이다. 이 덕분에 저온형 연료전지인 고분자전해질 연료전지 등이 낮은 열역학적 활성도를 보완하기 위해 고가의 백금 촉매를 사용하는 것과 달리, 니켈과 같은 값싼 촉매를 사용할 수 있다. 또한, 고순도 수소 외에 LPG, LNG 등 다양한 연료를 쓸 수 있다는 게 큰 장점이다. 하지만 역설적으로 고온작동에는 비싼 소재와 제조 기술이 필요하다. 고온작동의 특성상 시동-정지-재가동에 시간이 오래 걸리는 점도 대형 발전용 외의 응용 가능성을 낮추는 요인이 됐다. 이에 따라 전 세계적으로 작동온도를 낮추면서도 성능의 손실이 없는 박막기반 세라믹 연료전지에 대한 연구가 활발히 이어졌다. 문제는 작동온도를 낮추면 다양한 연료를 사용할 수 있는 세라믹 연료전지의 장점이 사라진다는 것이다. 세라믹 연료전지의 니켈(Ni) 촉매는 메탄, 프로판, 부탄 등 일반적인 탄화수소계 연료를 낮은 온도에서 사용 시 연료를 변환한 후 생성되는 탄소가 표면에 쌓이면서 촉매 성능이 기하급수적으로 떨어진다. 손지원 박사팀은 이런 문제를 전해질과 접하고 있는 연료극의 최 근접부위에 연료를 보다 손쉽게 변환할 수 있는 고성능의 2차 촉매를 박막공정으로 삽입하는 방법으로 해결했다. 기존 연료극 소재인 니켈-전해질 복합체 박막층과 2차 촉매 금속 박막층을 교차로 증착해 나노구조 특성은 그대로 유지하면서 2차 촉매가 균일하게 분포될 수 있도록 박막층의 두께와 층수를 최적화한 것이다. KIST 연구진은 저온에서 뛰어난 촉매활성을 가지는 것으로 알려진 팔라듐(Pd)과 루테늄(Ru), 구리(Cu) 등의 2차 촉매를 나노구조 연료극 내에 삽입하는 데 성공했다. 연구팀은 시중에서 손쉽게 구할 수 있는 부탄 연료를 사용해 중저온 작동온도 영역인 섭씨 500~600℃에서 새로 개발한 박막기반 세라믹 연료전지의 고성능 구동을 확인했다. 손지원 박사는 “이번 연구결과는 저온에서 작동하는 세라믹 연료전지의 다양한 연료사용 가능성을 체계적으로 심도 깊게 파헤친 것”이라며 “그간 발전용으로만 여겨진 세라믹 연료전지를 보다 더 낮은 온도에서도 휴대용 연료로 작동이 가능하도록 해 다양한 수송 및 이동용 연료전지로 응용할 가능성을 확인했다”라고 연구의의를 설명했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)지원으로 KIST 미래원천 과제, 글로벌프론티어 멀티스케일에너지시스템연구사업 및 기후변화대응사업으로 수행되었다. 연구결과는 환경, 화학공학 분야의 국제학술지 ‘Applied Catalysis B - Environmental’ (IF : 14.229, JCR 분야상위 : 0.962%) 2020년 4월호에 게재되었다. * (논문명) Effect of secondary metal catalysts on butane internal steam reforming operation of thin-film solid oxide fuel cells at 500-600oC - (제1저자) 한국과학기술연구원 안 캠 티유 박사과정 - (교신저자) 한국과학기술연구원 손지원 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 박막 SOFC에서의 부탄연료 사용 시 2차 촉매 삽입에 따른 연료전지 반응과 성능 [그림2] 섭씨 500~600도에서 삽입 촉매 별 부탄 연료작동 연료전지 성능. 특히 섭씨 500도에서는 루테늄과 구리 촉매가 사용된 경우 Ni만 사용한 경우의 약 1.5배의 성능이 얻어지며, 순수한 수소를 연료로 사용한 경우와 유사한 높은 성능이 얻어짐

- 박막 촉매 삽입 기술로 섭씨 600도 이하 에서 부탄연료 고성능 획득 - 휴대용 연료를 사용하는 세라믹 연료전지 응용범위 크게 넓혀 국내 연구진이 휴대가 용이한 부탄연료를 사용할 수 있는 고성능 세라믹 연료전지를 개발하여 상용화 가능성을 크게 높였다. 고온의 작동조건 탓에 대형 발전용으로만 활용이 가능할 것으로 여겨져 온 세라믹 연료전지의 응용 범위가 전기차·로봇·드론 등 소형 이동수단으로도 확대될 것으로 예상된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 에너지소재연구단 손지원 박사팀이 600°C 이하의 중저온 영역에서 작동하는 고성능 박막 기반 세라믹 연료전지 기술을 개발했다고 밝혔다. 고온형 연료전지의 대표격인 세라믹 연료전지는 통상 800℃ 이상의 고온작동이 특징적이다. 이 덕분에 저온형 연료전지인 고분자전해질 연료전지 등이 낮은 열역학적 활성도를 보완하기 위해 고가의 백금 촉매를 사용하는 것과 달리, 니켈과 같은 값싼 촉매를 사용할 수 있다. 또한, 고순도 수소 외에 LPG, LNG 등 다양한 연료를 쓸 수 있다는 게 큰 장점이다. 하지만 역설적으로 고온작동에는 비싼 소재와 제조 기술이 필요하다. 고온작동의 특성상 시동-정지-재가동에 시간이 오래 걸리는 점도 대형 발전용 외의 응용 가능성을 낮추는 요인이 됐다. 이에 따라 전 세계적으로 작동온도를 낮추면서도 성능의 손실이 없는 박막기반 세라믹 연료전지에 대한 연구가 활발히 이어졌다. 문제는 작동온도를 낮추면 다양한 연료를 사용할 수 있는 세라믹 연료전지의 장점이 사라진다는 것이다. 세라믹 연료전지의 니켈(Ni) 촉매는 메탄, 프로판, 부탄 등 일반적인 탄화수소계 연료를 낮은 온도에서 사용 시 연료를 변환한 후 생성되는 탄소가 표면에 쌓이면서 촉매 성능이 기하급수적으로 떨어진다. 손지원 박사팀은 이런 문제를 전해질과 접하고 있는 연료극의 최 근접부위에 연료를 보다 손쉽게 변환할 수 있는 고성능의 2차 촉매를 박막공정으로 삽입하는 방법으로 해결했다. 기존 연료극 소재인 니켈-전해질 복합체 박막층과 2차 촉매 금속 박막층을 교차로 증착해 나노구조 특성은 그대로 유지하면서 2차 촉매가 균일하게 분포될 수 있도록 박막층의 두께와 층수를 최적화한 것이다. KIST 연구진은 저온에서 뛰어난 촉매활성을 가지는 것으로 알려진 팔라듐(Pd)과 루테늄(Ru), 구리(Cu) 등의 2차 촉매를 나노구조 연료극 내에 삽입하는 데 성공했다. 연구팀은 시중에서 손쉽게 구할 수 있는 부탄 연료를 사용해 중저온 작동온도 영역인 섭씨 500~600℃에서 새로 개발한 박막기반 세라믹 연료전지의 고성능 구동을 확인했다. 손지원 박사는 “이번 연구결과는 저온에서 작동하는 세라믹 연료전지의 다양한 연료사용 가능성을 체계적으로 심도 깊게 파헤친 것”이라며 “그간 발전용으로만 여겨진 세라믹 연료전지를 보다 더 낮은 온도에서도 휴대용 연료로 작동이 가능하도록 해 다양한 수송 및 이동용 연료전지로 응용할 가능성을 확인했다”라고 연구의의를 설명했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)지원으로 KIST 미래원천 과제, 글로벌프론티어 멀티스케일에너지시스템연구사업 및 기후변화대응사업으로 수행되었다. 연구결과는 환경, 화학공학 분야의 국제학술지 ‘Applied Catalysis B - Environmental’ (IF : 14.229, JCR 분야상위 : 0.962%) 2020년 4월호에 게재되었다. * (논문명) Effect of secondary metal catalysts on butane internal steam reforming operation of thin-film solid oxide fuel cells at 500-600oC - (제1저자) 한국과학기술연구원 안 캠 티유 박사과정 - (교신저자) 한국과학기술연구원 손지원 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 박막 SOFC에서의 부탄연료 사용 시 2차 촉매 삽입에 따른 연료전지 반응과 성능 [그림2] 섭씨 500~600도에서 삽입 촉매 별 부탄 연료작동 연료전지 성능. 특히 섭씨 500도에서는 루테늄과 구리 촉매가 사용된 경우 Ni만 사용한 경우의 약 1.5배의 성능이 얻어지며, 순수한 수소를 연료로 사용한 경우와 유사한 높은 성능이 얻어짐

- 박막 촉매 삽입 기술로 섭씨 600도 이하 에서 부탄연료 고성능 획득 - 휴대용 연료를 사용하는 세라믹 연료전지 응용범위 크게 넓혀 국내 연구진이 휴대가 용이한 부탄연료를 사용할 수 있는 고성능 세라믹 연료전지를 개발하여 상용화 가능성을 크게 높였다. 고온의 작동조건 탓에 대형 발전용으로만 활용이 가능할 것으로 여겨져 온 세라믹 연료전지의 응용 범위가 전기차·로봇·드론 등 소형 이동수단으로도 확대될 것으로 예상된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 에너지소재연구단 손지원 박사팀이 600°C 이하의 중저온 영역에서 작동하는 고성능 박막 기반 세라믹 연료전지 기술을 개발했다고 밝혔다. 고온형 연료전지의 대표격인 세라믹 연료전지는 통상 800℃ 이상의 고온작동이 특징적이다. 이 덕분에 저온형 연료전지인 고분자전해질 연료전지 등이 낮은 열역학적 활성도를 보완하기 위해 고가의 백금 촉매를 사용하는 것과 달리, 니켈과 같은 값싼 촉매를 사용할 수 있다. 또한, 고순도 수소 외에 LPG, LNG 등 다양한 연료를 쓸 수 있다는 게 큰 장점이다. 하지만 역설적으로 고온작동에는 비싼 소재와 제조 기술이 필요하다. 고온작동의 특성상 시동-정지-재가동에 시간이 오래 걸리는 점도 대형 발전용 외의 응용 가능성을 낮추는 요인이 됐다. 이에 따라 전 세계적으로 작동온도를 낮추면서도 성능의 손실이 없는 박막기반 세라믹 연료전지에 대한 연구가 활발히 이어졌다. 문제는 작동온도를 낮추면 다양한 연료를 사용할 수 있는 세라믹 연료전지의 장점이 사라진다는 것이다. 세라믹 연료전지의 니켈(Ni) 촉매는 메탄, 프로판, 부탄 등 일반적인 탄화수소계 연료를 낮은 온도에서 사용 시 연료를 변환한 후 생성되는 탄소가 표면에 쌓이면서 촉매 성능이 기하급수적으로 떨어진다. 손지원 박사팀은 이런 문제를 전해질과 접하고 있는 연료극의 최 근접부위에 연료를 보다 손쉽게 변환할 수 있는 고성능의 2차 촉매를 박막공정으로 삽입하는 방법으로 해결했다. 기존 연료극 소재인 니켈-전해질 복합체 박막층과 2차 촉매 금속 박막층을 교차로 증착해 나노구조 특성은 그대로 유지하면서 2차 촉매가 균일하게 분포될 수 있도록 박막층의 두께와 층수를 최적화한 것이다. KIST 연구진은 저온에서 뛰어난 촉매활성을 가지는 것으로 알려진 팔라듐(Pd)과 루테늄(Ru), 구리(Cu) 등의 2차 촉매를 나노구조 연료극 내에 삽입하는 데 성공했다. 연구팀은 시중에서 손쉽게 구할 수 있는 부탄 연료를 사용해 중저온 작동온도 영역인 섭씨 500~600℃에서 새로 개발한 박막기반 세라믹 연료전지의 고성능 구동을 확인했다. 손지원 박사는 “이번 연구결과는 저온에서 작동하는 세라믹 연료전지의 다양한 연료사용 가능성을 체계적으로 심도 깊게 파헤친 것”이라며 “그간 발전용으로만 여겨진 세라믹 연료전지를 보다 더 낮은 온도에서도 휴대용 연료로 작동이 가능하도록 해 다양한 수송 및 이동용 연료전지로 응용할 가능성을 확인했다”라고 연구의의를 설명했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)지원으로 KIST 미래원천 과제, 글로벌프론티어 멀티스케일에너지시스템연구사업 및 기후변화대응사업으로 수행되었다. 연구결과는 환경, 화학공학 분야의 국제학술지 ‘Applied Catalysis B - Environmental’ (IF : 14.229, JCR 분야상위 : 0.962%) 2020년 4월호에 게재되었다. * (논문명) Effect of secondary metal catalysts on butane internal steam reforming operation of thin-film solid oxide fuel cells at 500-600oC - (제1저자) 한국과학기술연구원 안 캠 티유 박사과정 - (교신저자) 한국과학기술연구원 손지원 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 박막 SOFC에서의 부탄연료 사용 시 2차 촉매 삽입에 따른 연료전지 반응과 성능 [그림2] 섭씨 500~600도에서 삽입 촉매 별 부탄 연료작동 연료전지 성능. 특히 섭씨 500도에서는 루테늄과 구리 촉매가 사용된 경우 Ni만 사용한 경우의 약 1.5배의 성능이 얻어지며, 순수한 수소를 연료로 사용한 경우와 유사한 높은 성능이 얻어짐

- 박막 촉매 삽입 기술로 섭씨 600도 이하 에서 부탄연료 고성능 획득 - 휴대용 연료를 사용하는 세라믹 연료전지 응용범위 크게 넓혀 국내 연구진이 휴대가 용이한 부탄연료를 사용할 수 있는 고성능 세라믹 연료전지를 개발하여 상용화 가능성을 크게 높였다. 고온의 작동조건 탓에 대형 발전용으로만 활용이 가능할 것으로 여겨져 온 세라믹 연료전지의 응용 범위가 전기차·로봇·드론 등 소형 이동수단으로도 확대될 것으로 예상된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 에너지소재연구단 손지원 박사팀이 600°C 이하의 중저온 영역에서 작동하는 고성능 박막 기반 세라믹 연료전지 기술을 개발했다고 밝혔다. 고온형 연료전지의 대표격인 세라믹 연료전지는 통상 800℃ 이상의 고온작동이 특징적이다. 이 덕분에 저온형 연료전지인 고분자전해질 연료전지 등이 낮은 열역학적 활성도를 보완하기 위해 고가의 백금 촉매를 사용하는 것과 달리, 니켈과 같은 값싼 촉매를 사용할 수 있다. 또한, 고순도 수소 외에 LPG, LNG 등 다양한 연료를 쓸 수 있다는 게 큰 장점이다. 하지만 역설적으로 고온작동에는 비싼 소재와 제조 기술이 필요하다. 고온작동의 특성상 시동-정지-재가동에 시간이 오래 걸리는 점도 대형 발전용 외의 응용 가능성을 낮추는 요인이 됐다. 이에 따라 전 세계적으로 작동온도를 낮추면서도 성능의 손실이 없는 박막기반 세라믹 연료전지에 대한 연구가 활발히 이어졌다. 문제는 작동온도를 낮추면 다양한 연료를 사용할 수 있는 세라믹 연료전지의 장점이 사라진다는 것이다. 세라믹 연료전지의 니켈(Ni) 촉매는 메탄, 프로판, 부탄 등 일반적인 탄화수소계 연료를 낮은 온도에서 사용 시 연료를 변환한 후 생성되는 탄소가 표면에 쌓이면서 촉매 성능이 기하급수적으로 떨어진다. 손지원 박사팀은 이런 문제를 전해질과 접하고 있는 연료극의 최 근접부위에 연료를 보다 손쉽게 변환할 수 있는 고성능의 2차 촉매를 박막공정으로 삽입하는 방법으로 해결했다. 기존 연료극 소재인 니켈-전해질 복합체 박막층과 2차 촉매 금속 박막층을 교차로 증착해 나노구조 특성은 그대로 유지하면서 2차 촉매가 균일하게 분포될 수 있도록 박막층의 두께와 층수를 최적화한 것이다. KIST 연구진은 저온에서 뛰어난 촉매활성을 가지는 것으로 알려진 팔라듐(Pd)과 루테늄(Ru), 구리(Cu) 등의 2차 촉매를 나노구조 연료극 내에 삽입하는 데 성공했다. 연구팀은 시중에서 손쉽게 구할 수 있는 부탄 연료를 사용해 중저온 작동온도 영역인 섭씨 500~600℃에서 새로 개발한 박막기반 세라믹 연료전지의 고성능 구동을 확인했다. 손지원 박사는 “이번 연구결과는 저온에서 작동하는 세라믹 연료전지의 다양한 연료사용 가능성을 체계적으로 심도 깊게 파헤친 것”이라며 “그간 발전용으로만 여겨진 세라믹 연료전지를 보다 더 낮은 온도에서도 휴대용 연료로 작동이 가능하도록 해 다양한 수송 및 이동용 연료전지로 응용할 가능성을 확인했다”라고 연구의의를 설명했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)지원으로 KIST 미래원천 과제, 글로벌프론티어 멀티스케일에너지시스템연구사업 및 기후변화대응사업으로 수행되었다. 연구결과는 환경, 화학공학 분야의 국제학술지 ‘Applied Catalysis B - Environmental’ (IF : 14.229, JCR 분야상위 : 0.962%) 2020년 4월호에 게재되었다. * (논문명) Effect of secondary metal catalysts on butane internal steam reforming operation of thin-film solid oxide fuel cells at 500-600oC - (제1저자) 한국과학기술연구원 안 캠 티유 박사과정 - (교신저자) 한국과학기술연구원 손지원 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 박막 SOFC에서의 부탄연료 사용 시 2차 촉매 삽입에 따른 연료전지 반응과 성능 [그림2] 섭씨 500~600도에서 삽입 촉매 별 부탄 연료작동 연료전지 성능. 특히 섭씨 500도에서는 루테늄과 구리 촉매가 사용된 경우 Ni만 사용한 경우의 약 1.5배의 성능이 얻어지며, 순수한 수소를 연료로 사용한 경우와 유사한 높은 성능이 얻어짐

- 박막 촉매 삽입 기술로 섭씨 600도 이하 에서 부탄연료 고성능 획득 - 휴대용 연료를 사용하는 세라믹 연료전지 응용범위 크게 넓혀 국내 연구진이 휴대가 용이한 부탄연료를 사용할 수 있는 고성능 세라믹 연료전지를 개발하여 상용화 가능성을 크게 높였다. 고온의 작동조건 탓에 대형 발전용으로만 활용이 가능할 것으로 여겨져 온 세라믹 연료전지의 응용 범위가 전기차·로봇·드론 등 소형 이동수단으로도 확대될 것으로 예상된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 에너지소재연구단 손지원 박사팀이 600°C 이하의 중저온 영역에서 작동하는 고성능 박막 기반 세라믹 연료전지 기술을 개발했다고 밝혔다. 고온형 연료전지의 대표격인 세라믹 연료전지는 통상 800℃ 이상의 고온작동이 특징적이다. 이 덕분에 저온형 연료전지인 고분자전해질 연료전지 등이 낮은 열역학적 활성도를 보완하기 위해 고가의 백금 촉매를 사용하는 것과 달리, 니켈과 같은 값싼 촉매를 사용할 수 있다. 또한, 고순도 수소 외에 LPG, LNG 등 다양한 연료를 쓸 수 있다는 게 큰 장점이다. 하지만 역설적으로 고온작동에는 비싼 소재와 제조 기술이 필요하다. 고온작동의 특성상 시동-정지-재가동에 시간이 오래 걸리는 점도 대형 발전용 외의 응용 가능성을 낮추는 요인이 됐다. 이에 따라 전 세계적으로 작동온도를 낮추면서도 성능의 손실이 없는 박막기반 세라믹 연료전지에 대한 연구가 활발히 이어졌다. 문제는 작동온도를 낮추면 다양한 연료를 사용할 수 있는 세라믹 연료전지의 장점이 사라진다는 것이다. 세라믹 연료전지의 니켈(Ni) 촉매는 메탄, 프로판, 부탄 등 일반적인 탄화수소계 연료를 낮은 온도에서 사용 시 연료를 변환한 후 생성되는 탄소가 표면에 쌓이면서 촉매 성능이 기하급수적으로 떨어진다. 손지원 박사팀은 이런 문제를 전해질과 접하고 있는 연료극의 최 근접부위에 연료를 보다 손쉽게 변환할 수 있는 고성능의 2차 촉매를 박막공정으로 삽입하는 방법으로 해결했다. 기존 연료극 소재인 니켈-전해질 복합체 박막층과 2차 촉매 금속 박막층을 교차로 증착해 나노구조 특성은 그대로 유지하면서 2차 촉매가 균일하게 분포될 수 있도록 박막층의 두께와 층수를 최적화한 것이다. KIST 연구진은 저온에서 뛰어난 촉매활성을 가지는 것으로 알려진 팔라듐(Pd)과 루테늄(Ru), 구리(Cu) 등의 2차 촉매를 나노구조 연료극 내에 삽입하는 데 성공했다. 연구팀은 시중에서 손쉽게 구할 수 있는 부탄 연료를 사용해 중저온 작동온도 영역인 섭씨 500~600℃에서 새로 개발한 박막기반 세라믹 연료전지의 고성능 구동을 확인했다. 손지원 박사는 “이번 연구결과는 저온에서 작동하는 세라믹 연료전지의 다양한 연료사용 가능성을 체계적으로 심도 깊게 파헤친 것”이라며 “그간 발전용으로만 여겨진 세라믹 연료전지를 보다 더 낮은 온도에서도 휴대용 연료로 작동이 가능하도록 해 다양한 수송 및 이동용 연료전지로 응용할 가능성을 확인했다”라고 연구의의를 설명했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)지원으로 KIST 미래원천 과제, 글로벌프론티어 멀티스케일에너지시스템연구사업 및 기후변화대응사업으로 수행되었다. 연구결과는 환경, 화학공학 분야의 국제학술지 ‘Applied Catalysis B - Environmental’ (IF : 14.229, JCR 분야상위 : 0.962%) 2020년 4월호에 게재되었다. * (논문명) Effect of secondary metal catalysts on butane internal steam reforming operation of thin-film solid oxide fuel cells at 500-600oC - (제1저자) 한국과학기술연구원 안 캠 티유 박사과정 - (교신저자) 한국과학기술연구원 손지원 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 박막 SOFC에서의 부탄연료 사용 시 2차 촉매 삽입에 따른 연료전지 반응과 성능 [그림2] 섭씨 500~600도에서 삽입 촉매 별 부탄 연료작동 연료전지 성능. 특히 섭씨 500도에서는 루테늄과 구리 촉매가 사용된 경우 Ni만 사용한 경우의 약 1.5배의 성능이 얻어지며, 순수한 수소를 연료로 사용한 경우와 유사한 높은 성능이 얻어짐

- KIST의 개인기반전파모형 툴킷으로 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션 수행 - 현재 코로나19 확산의 저감을 위해 사회적 거리두기를 강력 실천해야 - 다양한 정책들의 의사결정에 활용 가능, 완화전략의 모델로 활용 기대 현재 코로나 19의 확진자 추이와 지역별 감염현황이 전 국민의 관심 속에 있다. 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 과기정통부)는 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 계산과학연구센터 김찬수 연구팀(정보·머신러닝·금융경제 연구실)와 손 잡고 8년여 전부터 개발해온 개인기반의 전파 시뮬레이션 툴킷(Toolkit)인 KIST(KIST’s Individual Simulation for Transfer phenomena)를 활용하여 코로나-19 감염병의 확산과 사회적 거리두기(social distancing) 정책의 의미를 계산하고 평가했다고 밝혔다. 영국을 비롯한 해외에서는 이러한 시뮬레이션 도구들을 활용하여 감염병 등의 전파 및 확산을 계산하여, 완화 전략을 개발하고 그 효과를 평가하는 등 정책 의사결정 전반에 활용되어 왔다. 이러한 몇몇 연구들이 국내에서 제안되어 왔지만, 빅데이터를 구축하기가 어렵고 긴 시간의 투자가 요구된 탓에 개발이 쉽지 않아, 정책 의사결정에 적극적으로 활용되어 오지 못했다. 그러나 KIST에서는 장기적인 안목으로 이러한 연구와 응용수학적 과학기술의 성장을 지원해왔다. 이번 코로나 19(COVID-19)의 확산 추이 분석을 위해 KIST 연구진은 자체 개발하여 보유중인 고유의 툴킷에 사람들의 성별, 나이, 직장과 이동 등의 빅데이터를 입력하고 과기정통부의 협조를 받아 향후 확산을 예측하고 완화정책의 실효성을 계산했다. 연구진은 5천만 명의 데이터를 기초로 ‘시뮬레이션 개인’ 들을 생성하여, 슈퍼컴퓨터 상에서 이들이 국내 지리 정보 하에서 움직일 수 있도록 하여 시뮬레이션을 수행했다. 해당 연구팀이 2013년부터 개발·개선해온 ‘KIST 툴킷’은 대개 S-(E)-(L)-I-R (Susceptible-Exposed-Latent-Infected-Recovered) 등으로 구성된 ‘인구 덩어리’ 미분방정식 모형이 가지는 감염 역학적 의미를 포함하면서, 행위자의 개념을 도입한 개인 기반 전파 시뮬레이션 도구이다. 각 개인의 상태(S-E-L-I-R 및 Q(Quarantined))와 ‘장소’ 등에 기초하고 있으므로, 이들이 상호작용하는 ‘공간’이 명시적으로 포함된다. 따라서 이번 시뮬레이션은 지역별로 감염자를 집계할 수 있다. 또한 개인의 ‘행동’이 미치는 영향에 대해서도 거대 규모로 계산이 가능하다. KIST 연구진은 본 계산들의 결과로, 코로나 19의 확산방지를 위해서 적극적으로 시행되고 있는 「강력한 사회적 거리두기」를 실천할 경우, 매우 긍정적인 효과가 있다는 것을 관찰하였다. 아울러 학교를 비롯한 여러 생활공간에서도 마스크를 제대로 착용하는 일뿐 아니라 ‘손 씻기’를 생활화할 경우, 괄목할 만한 정도의 사회적 방역 및 감염완화 효과를 기대할 수 있다는 결과가 도출되었다. 연구진은 코로나 19 확산의 여러 상황들을 사전에 이미 시뮬레이션 해보았다. KIST 툴킷을 통해 시의성 높은 정책들을 반영하고 그 효과를 평가하는 것이 더 중요하다고 판단했다. KIST 툴킷의 시뮬레이션 결과는 해외에서 유입되는 감염자들이 명시적으로 반영되지 않았음에도 불구하고, 코로나19의 확산 현황과 완화전략에 담긴 의미를 파악할 수 있다. 현재, 연구진은 해외에서 유입되는 감염자 개인들을 포함하여, ‘세 번째 피크’의 발생가능성 등을 포함한 그 사회적 영향을 시뮬레이션하고 있다. 동 계산에는 협력체계를 구축한 KT로부터 확보된 빅데이터가 포함된다. 또한 4인 이상 그룹의 접촉을 원천 차단하는 「사회적 거리두기」 정책 영향도 계산될 것이다. KIST의 김찬수 연구원은 “개인에 기반한 본 툴킷은 개인의 행동에서 비롯되는 사회적 현상을 바라볼 수 있고, 이를 통해 해석적 계산이 쉽지 않은 비선형 복잡계를 수치해석의 입장에서 해석 가능하다는 장점이 있다”며, “지속적으로 개발되어 온 덕에 개인에게 부과할 수 있는 다양한 정책들을 실험하고 평가해 볼 수 있는 좋은 테스트베드가 될 것”이라고 평했다. 또한 “‘답을 맞춰야만’하는 것이 아니라 정책과 같은 외부 요인의 유입이 ‘어떠한 변화’를 만들어내는 것을 탐구하는 것이 바로 시뮬레이션의 의미”라고 강조했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 KIST Economic & Social Simulation Research Initiative 과제, Open Research 사업, 드림프로젝트 등의 연구 사업으로 수행되었다. <그림설명> [그림 1] (02/25 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 「사회적 거리두기」의 시행 효과 (2.25 결과) 먼저, 「아무런 정책이 없는」 경우와 「보통의 사회적 거리두기」가 있는 경우를 계산하였다. 한국이 시행하고 있는 수준의 사회적 거리두기 등의 조건에서 일일 감염자는 2월 29일쯤 절정에 달할 것으로 보여졌고, 실제 일일 확진자의 통계 추이와 상당히 유사한 결과로 나타났다. [그림 2] (03/05 시뮬레이션 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 「강력한 사회적 거리두기」의 실천이 요구됨 (3.5 결과) 비교적 「강력한 사회적 거리두기」의 시행 후 일반적인 정책 효과를 계산한 결과, 국민의 20 % 이상의 감염자가 줄어들 수 있음이 드러났다. 이미 감소세에 있는 현재의 추이는 사회적 거리두기, 손 씻기, 마스크 쓰기, 공간 방역 조치 등의 정책을 지속적이고 안정적으로 시행할 경우 계속 유지될 가능성이 높은 것으로 나타났다. [그림 3] (03/16 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 사회적 거리두기, 마스크 착용, 손 씻기 등에 대한 선별적, 복합적 수행 시의 차이를 나타낸 그래프 (3.16 결과) 「손 씻기」 에 대한 중요도도 평가가 가능했다. 마스크를 착용하고 사회적으로 거리를 두더라도, 손 씻기 등 개인위생을 철저히 한다면 사회적 감염의 확산을 방지하는 데 매우 긍정적인 결과를 도출할 것으로 예상된다. [그림 4] (03/25 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 개학 후 급속한 감염자 수 증가로 비대면 접촉 상황 유지가 필요함을 보여주는 결과 (3.25 결과) 본 결과의 포인트는 4월 6일 개학이 코로나 19의 확산에 어떠한 영향을 미치는지를 나타낸다. 개학을 할 경우, 감염자가 급속히 증가하는 소규모의 피크가 나타난다. 3의 결과와 함께 해석하면, 학생들이 공동체 생활을 시작할 경우 「사회적 거리두기」를 유지하며, 「마스크 제대로 쓰기」와 「손 씻기」를 비롯한 강력한 방역조치들을 시행할 필요가 있다는 점 또한 시사(示唆)하고 있다.

- KIST의 개인기반전파모형 툴킷으로 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션 수행 - 현재 코로나19 확산의 저감을 위해 사회적 거리두기를 강력 실천해야 - 다양한 정책들의 의사결정에 활용 가능, 완화전략의 모델로 활용 기대 현재 코로나 19의 확진자 추이와 지역별 감염현황이 전 국민의 관심 속에 있다. 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 과기정통부)는 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 계산과학연구센터 김찬수 연구팀(정보·머신러닝·금융경제 연구실)와 손 잡고 8년여 전부터 개발해온 개인기반의 전파 시뮬레이션 툴킷(Toolkit)인 KIST(KIST’s Individual Simulation for Transfer phenomena)를 활용하여 코로나-19 감염병의 확산과 사회적 거리두기(social distancing) 정책의 의미를 계산하고 평가했다고 밝혔다. 영국을 비롯한 해외에서는 이러한 시뮬레이션 도구들을 활용하여 감염병 등의 전파 및 확산을 계산하여, 완화 전략을 개발하고 그 효과를 평가하는 등 정책 의사결정 전반에 활용되어 왔다. 이러한 몇몇 연구들이 국내에서 제안되어 왔지만, 빅데이터를 구축하기가 어렵고 긴 시간의 투자가 요구된 탓에 개발이 쉽지 않아, 정책 의사결정에 적극적으로 활용되어 오지 못했다. 그러나 KIST에서는 장기적인 안목으로 이러한 연구와 응용수학적 과학기술의 성장을 지원해왔다. 이번 코로나 19(COVID-19)의 확산 추이 분석을 위해 KIST 연구진은 자체 개발하여 보유중인 고유의 툴킷에 사람들의 성별, 나이, 직장과 이동 등의 빅데이터를 입력하고 과기정통부의 협조를 받아 향후 확산을 예측하고 완화정책의 실효성을 계산했다. 연구진은 5천만 명의 데이터를 기초로 ‘시뮬레이션 개인’ 들을 생성하여, 슈퍼컴퓨터 상에서 이들이 국내 지리 정보 하에서 움직일 수 있도록 하여 시뮬레이션을 수행했다. 해당 연구팀이 2013년부터 개발·개선해온 ‘KIST 툴킷’은 대개 S-(E)-(L)-I-R (Susceptible-Exposed-Latent-Infected-Recovered) 등으로 구성된 ‘인구 덩어리’ 미분방정식 모형이 가지는 감염 역학적 의미를 포함하면서, 행위자의 개념을 도입한 개인 기반 전파 시뮬레이션 도구이다. 각 개인의 상태(S-E-L-I-R 및 Q(Quarantined))와 ‘장소’ 등에 기초하고 있으므로, 이들이 상호작용하는 ‘공간’이 명시적으로 포함된다. 따라서 이번 시뮬레이션은 지역별로 감염자를 집계할 수 있다. 또한 개인의 ‘행동’이 미치는 영향에 대해서도 거대 규모로 계산이 가능하다. KIST 연구진은 본 계산들의 결과로, 코로나 19의 확산방지를 위해서 적극적으로 시행되고 있는 「강력한 사회적 거리두기」를 실천할 경우, 매우 긍정적인 효과가 있다는 것을 관찰하였다. 아울러 학교를 비롯한 여러 생활공간에서도 마스크를 제대로 착용하는 일뿐 아니라 ‘손 씻기’를 생활화할 경우, 괄목할 만한 정도의 사회적 방역 및 감염완화 효과를 기대할 수 있다는 결과가 도출되었다. 연구진은 코로나 19 확산의 여러 상황들을 사전에 이미 시뮬레이션 해보았다. KIST 툴킷을 통해 시의성 높은 정책들을 반영하고 그 효과를 평가하는 것이 더 중요하다고 판단했다. KIST 툴킷의 시뮬레이션 결과는 해외에서 유입되는 감염자들이 명시적으로 반영되지 않았음에도 불구하고, 코로나19의 확산 현황과 완화전략에 담긴 의미를 파악할 수 있다. 현재, 연구진은 해외에서 유입되는 감염자 개인들을 포함하여, ‘세 번째 피크’의 발생가능성 등을 포함한 그 사회적 영향을 시뮬레이션하고 있다. 동 계산에는 협력체계를 구축한 KT로부터 확보된 빅데이터가 포함된다. 또한 4인 이상 그룹의 접촉을 원천 차단하는 「사회적 거리두기」 정책 영향도 계산될 것이다. KIST의 김찬수 연구원은 “개인에 기반한 본 툴킷은 개인의 행동에서 비롯되는 사회적 현상을 바라볼 수 있고, 이를 통해 해석적 계산이 쉽지 않은 비선형 복잡계를 수치해석의 입장에서 해석 가능하다는 장점이 있다”며, “지속적으로 개발되어 온 덕에 개인에게 부과할 수 있는 다양한 정책들을 실험하고 평가해 볼 수 있는 좋은 테스트베드가 될 것”이라고 평했다. 또한 “‘답을 맞춰야만’하는 것이 아니라 정책과 같은 외부 요인의 유입이 ‘어떠한 변화’를 만들어내는 것을 탐구하는 것이 바로 시뮬레이션의 의미”라고 강조했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 KIST Economic & Social Simulation Research Initiative 과제, Open Research 사업, 드림프로젝트 등의 연구 사업으로 수행되었다. <그림설명> [그림 1] (02/25 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 「사회적 거리두기」의 시행 효과 (2.25 결과) 먼저, 「아무런 정책이 없는」 경우와 「보통의 사회적 거리두기」가 있는 경우를 계산하였다. 한국이 시행하고 있는 수준의 사회적 거리두기 등의 조건에서 일일 감염자는 2월 29일쯤 절정에 달할 것으로 보여졌고, 실제 일일 확진자의 통계 추이와 상당히 유사한 결과로 나타났다. [그림 2] (03/05 시뮬레이션 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 「강력한 사회적 거리두기」의 실천이 요구됨 (3.5 결과) 비교적 「강력한 사회적 거리두기」의 시행 후 일반적인 정책 효과를 계산한 결과, 국민의 20 % 이상의 감염자가 줄어들 수 있음이 드러났다. 이미 감소세에 있는 현재의 추이는 사회적 거리두기, 손 씻기, 마스크 쓰기, 공간 방역 조치 등의 정책을 지속적이고 안정적으로 시행할 경우 계속 유지될 가능성이 높은 것으로 나타났다. [그림 3] (03/16 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 사회적 거리두기, 마스크 착용, 손 씻기 등에 대한 선별적, 복합적 수행 시의 차이를 나타낸 그래프 (3.16 결과) 「손 씻기」 에 대한 중요도도 평가가 가능했다. 마스크를 착용하고 사회적으로 거리를 두더라도, 손 씻기 등 개인위생을 철저히 한다면 사회적 감염의 확산을 방지하는 데 매우 긍정적인 결과를 도출할 것으로 예상된다. [그림 4] (03/25 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 개학 후 급속한 감염자 수 증가로 비대면 접촉 상황 유지가 필요함을 보여주는 결과 (3.25 결과) 본 결과의 포인트는 4월 6일 개학이 코로나 19의 확산에 어떠한 영향을 미치는지를 나타낸다. 개학을 할 경우, 감염자가 급속히 증가하는 소규모의 피크가 나타난다. 3의 결과와 함께 해석하면, 학생들이 공동체 생활을 시작할 경우 「사회적 거리두기」를 유지하며, 「마스크 제대로 쓰기」와 「손 씻기」를 비롯한 강력한 방역조치들을 시행할 필요가 있다는 점 또한 시사(示唆)하고 있다.

- KIST의 개인기반전파모형 툴킷으로 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션 수행 - 현재 코로나19 확산의 저감을 위해 사회적 거리두기를 강력 실천해야 - 다양한 정책들의 의사결정에 활용 가능, 완화전략의 모델로 활용 기대 현재 코로나 19의 확진자 추이와 지역별 감염현황이 전 국민의 관심 속에 있다. 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 과기정통부)는 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 계산과학연구센터 김찬수 연구팀(정보·머신러닝·금융경제 연구실)와 손 잡고 8년여 전부터 개발해온 개인기반의 전파 시뮬레이션 툴킷(Toolkit)인 KIST(KIST’s Individual Simulation for Transfer phenomena)를 활용하여 코로나-19 감염병의 확산과 사회적 거리두기(social distancing) 정책의 의미를 계산하고 평가했다고 밝혔다. 영국을 비롯한 해외에서는 이러한 시뮬레이션 도구들을 활용하여 감염병 등의 전파 및 확산을 계산하여, 완화 전략을 개발하고 그 효과를 평가하는 등 정책 의사결정 전반에 활용되어 왔다. 이러한 몇몇 연구들이 국내에서 제안되어 왔지만, 빅데이터를 구축하기가 어렵고 긴 시간의 투자가 요구된 탓에 개발이 쉽지 않아, 정책 의사결정에 적극적으로 활용되어 오지 못했다. 그러나 KIST에서는 장기적인 안목으로 이러한 연구와 응용수학적 과학기술의 성장을 지원해왔다. 이번 코로나 19(COVID-19)의 확산 추이 분석을 위해 KIST 연구진은 자체 개발하여 보유중인 고유의 툴킷에 사람들의 성별, 나이, 직장과 이동 등의 빅데이터를 입력하고 과기정통부의 협조를 받아 향후 확산을 예측하고 완화정책의 실효성을 계산했다. 연구진은 5천만 명의 데이터를 기초로 ‘시뮬레이션 개인’ 들을 생성하여, 슈퍼컴퓨터 상에서 이들이 국내 지리 정보 하에서 움직일 수 있도록 하여 시뮬레이션을 수행했다. 해당 연구팀이 2013년부터 개발·개선해온 ‘KIST 툴킷’은 대개 S-(E)-(L)-I-R (Susceptible-Exposed-Latent-Infected-Recovered) 등으로 구성된 ‘인구 덩어리’ 미분방정식 모형이 가지는 감염 역학적 의미를 포함하면서, 행위자의 개념을 도입한 개인 기반 전파 시뮬레이션 도구이다. 각 개인의 상태(S-E-L-I-R 및 Q(Quarantined))와 ‘장소’ 등에 기초하고 있으므로, 이들이 상호작용하는 ‘공간’이 명시적으로 포함된다. 따라서 이번 시뮬레이션은 지역별로 감염자를 집계할 수 있다. 또한 개인의 ‘행동’이 미치는 영향에 대해서도 거대 규모로 계산이 가능하다. KIST 연구진은 본 계산들의 결과로, 코로나 19의 확산방지를 위해서 적극적으로 시행되고 있는 「강력한 사회적 거리두기」를 실천할 경우, 매우 긍정적인 효과가 있다는 것을 관찰하였다. 아울러 학교를 비롯한 여러 생활공간에서도 마스크를 제대로 착용하는 일뿐 아니라 ‘손 씻기’를 생활화할 경우, 괄목할 만한 정도의 사회적 방역 및 감염완화 효과를 기대할 수 있다는 결과가 도출되었다. 연구진은 코로나 19 확산의 여러 상황들을 사전에 이미 시뮬레이션 해보았다. KIST 툴킷을 통해 시의성 높은 정책들을 반영하고 그 효과를 평가하는 것이 더 중요하다고 판단했다. KIST 툴킷의 시뮬레이션 결과는 해외에서 유입되는 감염자들이 명시적으로 반영되지 않았음에도 불구하고, 코로나19의 확산 현황과 완화전략에 담긴 의미를 파악할 수 있다. 현재, 연구진은 해외에서 유입되는 감염자 개인들을 포함하여, ‘세 번째 피크’의 발생가능성 등을 포함한 그 사회적 영향을 시뮬레이션하고 있다. 동 계산에는 협력체계를 구축한 KT로부터 확보된 빅데이터가 포함된다. 또한 4인 이상 그룹의 접촉을 원천 차단하는 「사회적 거리두기」 정책 영향도 계산될 것이다. KIST의 김찬수 연구원은 “개인에 기반한 본 툴킷은 개인의 행동에서 비롯되는 사회적 현상을 바라볼 수 있고, 이를 통해 해석적 계산이 쉽지 않은 비선형 복잡계를 수치해석의 입장에서 해석 가능하다는 장점이 있다”며, “지속적으로 개발되어 온 덕에 개인에게 부과할 수 있는 다양한 정책들을 실험하고 평가해 볼 수 있는 좋은 테스트베드가 될 것”이라고 평했다. 또한 “‘답을 맞춰야만’하는 것이 아니라 정책과 같은 외부 요인의 유입이 ‘어떠한 변화’를 만들어내는 것을 탐구하는 것이 바로 시뮬레이션의 의미”라고 강조했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 KIST Economic & Social Simulation Research Initiative 과제, Open Research 사업, 드림프로젝트 등의 연구 사업으로 수행되었다. <그림설명> [그림 1] (02/25 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 「사회적 거리두기」의 시행 효과 (2.25 결과) 먼저, 「아무런 정책이 없는」 경우와 「보통의 사회적 거리두기」가 있는 경우를 계산하였다. 한국이 시행하고 있는 수준의 사회적 거리두기 등의 조건에서 일일 감염자는 2월 29일쯤 절정에 달할 것으로 보여졌고, 실제 일일 확진자의 통계 추이와 상당히 유사한 결과로 나타났다. [그림 2] (03/05 시뮬레이션 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 「강력한 사회적 거리두기」의 실천이 요구됨 (3.5 결과) 비교적 「강력한 사회적 거리두기」의 시행 후 일반적인 정책 효과를 계산한 결과, 국민의 20 % 이상의 감염자가 줄어들 수 있음이 드러났다. 이미 감소세에 있는 현재의 추이는 사회적 거리두기, 손 씻기, 마스크 쓰기, 공간 방역 조치 등의 정책을 지속적이고 안정적으로 시행할 경우 계속 유지될 가능성이 높은 것으로 나타났다. [그림 3] (03/16 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 사회적 거리두기, 마스크 착용, 손 씻기 등에 대한 선별적, 복합적 수행 시의 차이를 나타낸 그래프 (3.16 결과) 「손 씻기」 에 대한 중요도도 평가가 가능했다. 마스크를 착용하고 사회적으로 거리를 두더라도, 손 씻기 등 개인위생을 철저히 한다면 사회적 감염의 확산을 방지하는 데 매우 긍정적인 결과를 도출할 것으로 예상된다. [그림 4] (03/25 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 개학 후 급속한 감염자 수 증가로 비대면 접촉 상황 유지가 필요함을 보여주는 결과 (3.25 결과) 본 결과의 포인트는 4월 6일 개학이 코로나 19의 확산에 어떠한 영향을 미치는지를 나타낸다. 개학을 할 경우, 감염자가 급속히 증가하는 소규모의 피크가 나타난다. 3의 결과와 함께 해석하면, 학생들이 공동체 생활을 시작할 경우 「사회적 거리두기」를 유지하며, 「마스크 제대로 쓰기」와 「손 씻기」를 비롯한 강력한 방역조치들을 시행할 필요가 있다는 점 또한 시사(示唆)하고 있다.

- KIST의 개인기반전파모형 툴킷으로 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션 수행 - 현재 코로나19 확산의 저감을 위해 사회적 거리두기를 강력 실천해야 - 다양한 정책들의 의사결정에 활용 가능, 완화전략의 모델로 활용 기대 현재 코로나 19의 확진자 추이와 지역별 감염현황이 전 국민의 관심 속에 있다. 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 과기정통부)는 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 계산과학연구센터 김찬수 연구팀(정보·머신러닝·금융경제 연구실)와 손 잡고 8년여 전부터 개발해온 개인기반의 전파 시뮬레이션 툴킷(Toolkit)인 KIST(KIST’s Individual Simulation for Transfer phenomena)를 활용하여 코로나-19 감염병의 확산과 사회적 거리두기(social distancing) 정책의 의미를 계산하고 평가했다고 밝혔다. 영국을 비롯한 해외에서는 이러한 시뮬레이션 도구들을 활용하여 감염병 등의 전파 및 확산을 계산하여, 완화 전략을 개발하고 그 효과를 평가하는 등 정책 의사결정 전반에 활용되어 왔다. 이러한 몇몇 연구들이 국내에서 제안되어 왔지만, 빅데이터를 구축하기가 어렵고 긴 시간의 투자가 요구된 탓에 개발이 쉽지 않아, 정책 의사결정에 적극적으로 활용되어 오지 못했다. 그러나 KIST에서는 장기적인 안목으로 이러한 연구와 응용수학적 과학기술의 성장을 지원해왔다. 이번 코로나 19(COVID-19)의 확산 추이 분석을 위해 KIST 연구진은 자체 개발하여 보유중인 고유의 툴킷에 사람들의 성별, 나이, 직장과 이동 등의 빅데이터를 입력하고 과기정통부의 협조를 받아 향후 확산을 예측하고 완화정책의 실효성을 계산했다. 연구진은 5천만 명의 데이터를 기초로 ‘시뮬레이션 개인’ 들을 생성하여, 슈퍼컴퓨터 상에서 이들이 국내 지리 정보 하에서 움직일 수 있도록 하여 시뮬레이션을 수행했다. 해당 연구팀이 2013년부터 개발·개선해온 ‘KIST 툴킷’은 대개 S-(E)-(L)-I-R (Susceptible-Exposed-Latent-Infected-Recovered) 등으로 구성된 ‘인구 덩어리’ 미분방정식 모형이 가지는 감염 역학적 의미를 포함하면서, 행위자의 개념을 도입한 개인 기반 전파 시뮬레이션 도구이다. 각 개인의 상태(S-E-L-I-R 및 Q(Quarantined))와 ‘장소’ 등에 기초하고 있으므로, 이들이 상호작용하는 ‘공간’이 명시적으로 포함된다. 따라서 이번 시뮬레이션은 지역별로 감염자를 집계할 수 있다. 또한 개인의 ‘행동’이 미치는 영향에 대해서도 거대 규모로 계산이 가능하다. KIST 연구진은 본 계산들의 결과로, 코로나 19의 확산방지를 위해서 적극적으로 시행되고 있는 「강력한 사회적 거리두기」를 실천할 경우, 매우 긍정적인 효과가 있다는 것을 관찰하였다. 아울러 학교를 비롯한 여러 생활공간에서도 마스크를 제대로 착용하는 일뿐 아니라 ‘손 씻기’를 생활화할 경우, 괄목할 만한 정도의 사회적 방역 및 감염완화 효과를 기대할 수 있다는 결과가 도출되었다. 연구진은 코로나 19 확산의 여러 상황들을 사전에 이미 시뮬레이션 해보았다. KIST 툴킷을 통해 시의성 높은 정책들을 반영하고 그 효과를 평가하는 것이 더 중요하다고 판단했다. KIST 툴킷의 시뮬레이션 결과는 해외에서 유입되는 감염자들이 명시적으로 반영되지 않았음에도 불구하고, 코로나19의 확산 현황과 완화전략에 담긴 의미를 파악할 수 있다. 현재, 연구진은 해외에서 유입되는 감염자 개인들을 포함하여, ‘세 번째 피크’의 발생가능성 등을 포함한 그 사회적 영향을 시뮬레이션하고 있다. 동 계산에는 협력체계를 구축한 KT로부터 확보된 빅데이터가 포함된다. 또한 4인 이상 그룹의 접촉을 원천 차단하는 「사회적 거리두기」 정책 영향도 계산될 것이다. KIST의 김찬수 연구원은 “개인에 기반한 본 툴킷은 개인의 행동에서 비롯되는 사회적 현상을 바라볼 수 있고, 이를 통해 해석적 계산이 쉽지 않은 비선형 복잡계를 수치해석의 입장에서 해석 가능하다는 장점이 있다”며, “지속적으로 개발되어 온 덕에 개인에게 부과할 수 있는 다양한 정책들을 실험하고 평가해 볼 수 있는 좋은 테스트베드가 될 것”이라고 평했다. 또한 “‘답을 맞춰야만’하는 것이 아니라 정책과 같은 외부 요인의 유입이 ‘어떠한 변화’를 만들어내는 것을 탐구하는 것이 바로 시뮬레이션의 의미”라고 강조했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 KIST Economic & Social Simulation Research Initiative 과제, Open Research 사업, 드림프로젝트 등의 연구 사업으로 수행되었다. <그림설명> [그림 1] (02/25 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 「사회적 거리두기」의 시행 효과 (2.25 결과) 먼저, 「아무런 정책이 없는」 경우와 「보통의 사회적 거리두기」가 있는 경우를 계산하였다. 한국이 시행하고 있는 수준의 사회적 거리두기 등의 조건에서 일일 감염자는 2월 29일쯤 절정에 달할 것으로 보여졌고, 실제 일일 확진자의 통계 추이와 상당히 유사한 결과로 나타났다. [그림 2] (03/05 시뮬레이션 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 「강력한 사회적 거리두기」의 실천이 요구됨 (3.5 결과) 비교적 「강력한 사회적 거리두기」의 시행 후 일반적인 정책 효과를 계산한 결과, 국민의 20 % 이상의 감염자가 줄어들 수 있음이 드러났다. 이미 감소세에 있는 현재의 추이는 사회적 거리두기, 손 씻기, 마스크 쓰기, 공간 방역 조치 등의 정책을 지속적이고 안정적으로 시행할 경우 계속 유지될 가능성이 높은 것으로 나타났다. [그림 3] (03/16 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 사회적 거리두기, 마스크 착용, 손 씻기 등에 대한 선별적, 복합적 수행 시의 차이를 나타낸 그래프 (3.16 결과) 「손 씻기」 에 대한 중요도도 평가가 가능했다. 마스크를 착용하고 사회적으로 거리를 두더라도, 손 씻기 등 개인위생을 철저히 한다면 사회적 감염의 확산을 방지하는 데 매우 긍정적인 결과를 도출할 것으로 예상된다. [그림 4] (03/25 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 개학 후 급속한 감염자 수 증가로 비대면 접촉 상황 유지가 필요함을 보여주는 결과 (3.25 결과) 본 결과의 포인트는 4월 6일 개학이 코로나 19의 확산에 어떠한 영향을 미치는지를 나타낸다. 개학을 할 경우, 감염자가 급속히 증가하는 소규모의 피크가 나타난다. 3의 결과와 함께 해석하면, 학생들이 공동체 생활을 시작할 경우 「사회적 거리두기」를 유지하며, 「마스크 제대로 쓰기」와 「손 씻기」를 비롯한 강력한 방역조치들을 시행할 필요가 있다는 점 또한 시사(示唆)하고 있다.

- KIST의 개인기반전파모형 툴킷으로 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션 수행 - 현재 코로나19 확산의 저감을 위해 사회적 거리두기를 강력 실천해야 - 다양한 정책들의 의사결정에 활용 가능, 완화전략의 모델로 활용 기대 현재 코로나 19의 확진자 추이와 지역별 감염현황이 전 국민의 관심 속에 있다. 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 과기정통부)는 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 계산과학연구센터 김찬수 연구팀(정보·머신러닝·금융경제 연구실)와 손 잡고 8년여 전부터 개발해온 개인기반의 전파 시뮬레이션 툴킷(Toolkit)인 KIST(KIST’s Individual Simulation for Transfer phenomena)를 활용하여 코로나-19 감염병의 확산과 사회적 거리두기(social distancing) 정책의 의미를 계산하고 평가했다고 밝혔다. 영국을 비롯한 해외에서는 이러한 시뮬레이션 도구들을 활용하여 감염병 등의 전파 및 확산을 계산하여, 완화 전략을 개발하고 그 효과를 평가하는 등 정책 의사결정 전반에 활용되어 왔다. 이러한 몇몇 연구들이 국내에서 제안되어 왔지만, 빅데이터를 구축하기가 어렵고 긴 시간의 투자가 요구된 탓에 개발이 쉽지 않아, 정책 의사결정에 적극적으로 활용되어 오지 못했다. 그러나 KIST에서는 장기적인 안목으로 이러한 연구와 응용수학적 과학기술의 성장을 지원해왔다. 이번 코로나 19(COVID-19)의 확산 추이 분석을 위해 KIST 연구진은 자체 개발하여 보유중인 고유의 툴킷에 사람들의 성별, 나이, 직장과 이동 등의 빅데이터를 입력하고 과기정통부의 협조를 받아 향후 확산을 예측하고 완화정책의 실효성을 계산했다. 연구진은 5천만 명의 데이터를 기초로 ‘시뮬레이션 개인’ 들을 생성하여, 슈퍼컴퓨터 상에서 이들이 국내 지리 정보 하에서 움직일 수 있도록 하여 시뮬레이션을 수행했다. 해당 연구팀이 2013년부터 개발·개선해온 ‘KIST 툴킷’은 대개 S-(E)-(L)-I-R (Susceptible-Exposed-Latent-Infected-Recovered) 등으로 구성된 ‘인구 덩어리’ 미분방정식 모형이 가지는 감염 역학적 의미를 포함하면서, 행위자의 개념을 도입한 개인 기반 전파 시뮬레이션 도구이다. 각 개인의 상태(S-E-L-I-R 및 Q(Quarantined))와 ‘장소’ 등에 기초하고 있으므로, 이들이 상호작용하는 ‘공간’이 명시적으로 포함된다. 따라서 이번 시뮬레이션은 지역별로 감염자를 집계할 수 있다. 또한 개인의 ‘행동’이 미치는 영향에 대해서도 거대 규모로 계산이 가능하다. KIST 연구진은 본 계산들의 결과로, 코로나 19의 확산방지를 위해서 적극적으로 시행되고 있는 「강력한 사회적 거리두기」를 실천할 경우, 매우 긍정적인 효과가 있다는 것을 관찰하였다. 아울러 학교를 비롯한 여러 생활공간에서도 마스크를 제대로 착용하는 일뿐 아니라 ‘손 씻기’를 생활화할 경우, 괄목할 만한 정도의 사회적 방역 및 감염완화 효과를 기대할 수 있다는 결과가 도출되었다. 연구진은 코로나 19 확산의 여러 상황들을 사전에 이미 시뮬레이션 해보았다. KIST 툴킷을 통해 시의성 높은 정책들을 반영하고 그 효과를 평가하는 것이 더 중요하다고 판단했다. KIST 툴킷의 시뮬레이션 결과는 해외에서 유입되는 감염자들이 명시적으로 반영되지 않았음에도 불구하고, 코로나19의 확산 현황과 완화전략에 담긴 의미를 파악할 수 있다. 현재, 연구진은 해외에서 유입되는 감염자 개인들을 포함하여, ‘세 번째 피크’의 발생가능성 등을 포함한 그 사회적 영향을 시뮬레이션하고 있다. 동 계산에는 협력체계를 구축한 KT로부터 확보된 빅데이터가 포함된다. 또한 4인 이상 그룹의 접촉을 원천 차단하는 「사회적 거리두기」 정책 영향도 계산될 것이다. KIST의 김찬수 연구원은 “개인에 기반한 본 툴킷은 개인의 행동에서 비롯되는 사회적 현상을 바라볼 수 있고, 이를 통해 해석적 계산이 쉽지 않은 비선형 복잡계를 수치해석의 입장에서 해석 가능하다는 장점이 있다”며, “지속적으로 개발되어 온 덕에 개인에게 부과할 수 있는 다양한 정책들을 실험하고 평가해 볼 수 있는 좋은 테스트베드가 될 것”이라고 평했다. 또한 “‘답을 맞춰야만’하는 것이 아니라 정책과 같은 외부 요인의 유입이 ‘어떠한 변화’를 만들어내는 것을 탐구하는 것이 바로 시뮬레이션의 의미”라고 강조했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 KIST Economic & Social Simulation Research Initiative 과제, Open Research 사업, 드림프로젝트 등의 연구 사업으로 수행되었다. <그림설명> [그림 1] (02/25 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 「사회적 거리두기」의 시행 효과 (2.25 결과) 먼저, 「아무런 정책이 없는」 경우와 「보통의 사회적 거리두기」가 있는 경우를 계산하였다. 한국이 시행하고 있는 수준의 사회적 거리두기 등의 조건에서 일일 감염자는 2월 29일쯤 절정에 달할 것으로 보여졌고, 실제 일일 확진자의 통계 추이와 상당히 유사한 결과로 나타났다. [그림 2] (03/05 시뮬레이션 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 「강력한 사회적 거리두기」의 실천이 요구됨 (3.5 결과) 비교적 「강력한 사회적 거리두기」의 시행 후 일반적인 정책 효과를 계산한 결과, 국민의 20 % 이상의 감염자가 줄어들 수 있음이 드러났다. 이미 감소세에 있는 현재의 추이는 사회적 거리두기, 손 씻기, 마스크 쓰기, 공간 방역 조치 등의 정책을 지속적이고 안정적으로 시행할 경우 계속 유지될 가능성이 높은 것으로 나타났다. [그림 3] (03/16 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 사회적 거리두기, 마스크 착용, 손 씻기 등에 대한 선별적, 복합적 수행 시의 차이를 나타낸 그래프 (3.16 결과) 「손 씻기」 에 대한 중요도도 평가가 가능했다. 마스크를 착용하고 사회적으로 거리를 두더라도, 손 씻기 등 개인위생을 철저히 한다면 사회적 감염의 확산을 방지하는 데 매우 긍정적인 결과를 도출할 것으로 예상된다. [그림 4] (03/25 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 개학 후 급속한 감염자 수 증가로 비대면 접촉 상황 유지가 필요함을 보여주는 결과 (3.25 결과) 본 결과의 포인트는 4월 6일 개학이 코로나 19의 확산에 어떠한 영향을 미치는지를 나타낸다. 개학을 할 경우, 감염자가 급속히 증가하는 소규모의 피크가 나타난다. 3의 결과와 함께 해석하면, 학생들이 공동체 생활을 시작할 경우 「사회적 거리두기」를 유지하며, 「마스크 제대로 쓰기」와 「손 씻기」를 비롯한 강력한 방역조치들을 시행할 필요가 있다는 점 또한 시사(示唆)하고 있다.