분산형 음향 검지 기술을 활용한 레일절손 검지 알고리즘에 대한 연구

전혜연 과학기술연합대학원대학교 2020 국내석사

분산형 음향 검지 기술은 광케이블에 특정 주파수의 신호를 보내고 반사되는 신호를 수신하여 케이블 주변의 진동을 측정하는 기술이며 최근 송전, 송유 및 철도 분야에 적용하기 위해 많은 연구가 이뤄지고 있다. 이중 철도 분야 연구 중에는 레일절손 위치 검지가 있는데 이는 레일이 끊어진 위치를 검지하여 후속 열차의 접근을 금지하고 신속히 보수함으로써 탈선과 같은 큰 사고를 막고자 하는데 목적이 있다. 열차 차륜과 레일의 기계적인 마찰과 충격에 의하여 발생되는 진동은 선로변에 매설된 광케이블에 전달되며 분산형 음향 검지 장치는 이를 시간별 거리별로 상시 기록하게 된다. 그런데 이렇게 수집된 진동 데이터는 선로변 환경과 열차의 종류, 속도에 따라 달라지므로 단순히 진동의 크기를 가지고 레일절손 여부를 판별하고 위치를 검지하는 것은 불가능하다. 본 논문에서는 진동으로 인해 반사되어 나오는 광 펄스를 분석해 진동의 크기를 감지할 수 있는 분산형 음향 검지 기술의 특징을 이용하여 열차가 접근함에 따라 전파되는 진동의 특성을 파악한다. 또한, 레일절손을 판별하고 위치를 검지할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 이후 알고리즘을 시험 노선에서 측정된 데이터에 적용해봄으로써 실제 시스템에 적용 가능함을 보인다.

융합연구 활성화를 위한 연구인력에 관한 연구 : 미래유망기술분야(6T)를 중심으로

윤영미 과학기술연합대학원대학교 2022 국내석사

시대 변화에 따른 예측할 수 없는 다양하고 복잡한 문제들이 나타나고 있다. 다음과 같은 문제들을 해결하기 위해서는 기존과 다른 접근 방식인 혁신적 방안을 고안해야 한다. 융합연구는 이러한 사회문제의 해결책으로서 역할뿐만 아니라 국가 성장을 위한 필수적 요소로 등장하였다. 우리나라는 이미 우위를 점한 선진국들을 따라잡기 위한 과학기술 경쟁력을 확보하기 위해서는 선별적인 투자와 산업 구조 개편을 통한 우리나라만의 틀을 형성하는 것이 중요하다. 하지만 우리나라는 현재 아직 연구개발 전반에 융합을 촉진하는 기제가 미흡하며 융합연구 활성화 수준이 낮은 수준으로 평가되고 있다. 복잡한 문제 해결을 위해 분야 간 융합이 필수적이기 때문에 연구자 간 상호연계를 중요한 요소로 많은 연구자들이 주장하고 있다. 또한, 디지털 전환, 세계화, 산업 가치사슬의 환경 변화 등 빠른 변화 및 성장으로 인해 필요한 분야별 인력의 수요를 예측할 수 없으며 특히 우리나라에서는 인력과 관련된 특성을 고려한 성과 조사 등의 연구 및 일련의 정책이 부족하다. 따라서 본 연구에서는 연구인력 및 성과 관계 특성을 고려한 우리나라만의 융합연구개발과제 전략 틀을 위한 정책적 시사점을 도출하고자 하였다. 특히 미래 성장의 기반이 되는 6개의 미래유망기술분야(6T)를 중점으로 학력, 전공 등의 인력특성과 논문, 특허 등의 연구성과 관계를 네트워크 분석, 회귀모형 분석을 통한 다각적인 접근으로 전략도출을 위한 결과를 고도화하였다. 또한 연구를 위해 융합연구를 활성화하기 위해 국가과학기술연구회를 설립한 연도인 2014년부터 2018년까지 5개년도에 실행되었던 모든 국가연구개발과제데이터를 활용하였다. 연구결과, 다음 세 가지 결론을 도출하였다. 첫 번째, 융합연구과제에서는 참여연구의 학력의 높낮이가 중요한 요소가 아니다. 두 번째, 융합연구의 목적에 따른 전략적 참여연구인력 투입이 필요하다. 분석 결과 각 분야별 연구성과별로 좋은 시너지를 내는 연구인력의 특성이 상이했기 때문이다. 마지막으로 혁신적 연구성과를 위한 미래유망기술(6T)분야 내 전공 협업연구를 장려해야 된다는 것이다. 일부 분야는 폐쇄적인 협업 구조를 가지고 있으며, 각 분야에 특화된 전공 간의 협업만 이루어지고 있어 융합연구 본 목적에 부합하지 않아 전략적으로 전공의 다양성을 확보한 협업 연구를 시도할 필요가 있다고 판단되었다. 다음과 같은 연구는 국가과학기술연구회가 설립된 이후의 국가연구과제데이터를 활용해 회귀분석, 네트워크 분석 등 다각적인 분석을 통해 미래유망기술분야(6T) 융합연구활성화를 위한 연구인력 전략을 도출했다는 것이 기존의 연구와 차별점을 두고 있다. 본 연구결과는 향후 중장기 융합연구개발계획을 하는데 있어 도움이 될 수 있을 것이다.

국가연구개발사업의 공동연구 성과에 영향을 미치는 요인 : 산업융합원천기술개발사업을 중심으로

박원미 과학기술연합대학원대학교 2015 국내석사

Since 2000's, basic research and fundamental technology research have been emphasised in Korean national R&D programme. Basic research and fundamental technology research have lots of uncertainty. In resource-based view, each actor has heterogeneous resource and they overcome uncertainty by collaborative R&D that is a kind of alliance. Therefore importance of collaborative R&D is growing. This study aims to analyse factors affecting performance of national collaborative R&D project for fundamental technology especially focusing on project characteristics and research actors' characteristics. Data collected from 262 'Industrial Convergence Core Technology R&D Programme' is analysed using ANOVA, ANCOVA and Negative Binomial Regression. The empirical results summarised as follows. First, performance of fundamental research depend on government's policy of R&D. R&D expenditure affects the performance of fundamental research. Technological characteristics of R&D project isn't statistically significant factor. Second, the ratio of private investment makes negative effect to performance of R&D. Investing fundamental research is the risk of firms because It has uncertainty and time lag to commercialise fundamental technology. Third, R&D performance have statistically significant difference by the type of research managing organisation. Following the ANCOVA results, university and research institute have much more papers and university also has much more patents than firms. It means that each type of research actor has capabilities of making different type of performance. Fourth, number of actors and diversity of actors are effect factors of performance of R&D. Following the regression result, number of actors has positive effect to number of papers. ANCOVA results show that number of papers have statistically significant difference by diversity of actors. In resource-based view, each actors have heterogeneous R&D resource and they can make scientific knowledge using complementary resources. Publication of papers is the way to diffuse of new knowledge and it is reason that number of actors has positive effect to number of papers. This study gives policy implications to policy makers and research actors. The policy makers need to choose the strategic field and make concentrated investment portfolios for fundamental R&D. And they need to design appropriate performance type and ratio of private investment to the purpose of each project. It gives information to actors for making suitable collaborative R&D consortium: to choose a type of research managing organisation, the number of actors, the diversity of actors and so on. 경제·산업의 구조가 지식기반으로 변화하면서 연구개발을 통한 국가경쟁력 확보의 중요성이 커지고 있다. 한국은 국가연구개발사업에 적극적으로 투자하고 있으며, 2000년대 이후 국가연구개발사업의 성격은 선진국 추격형 연구개발에서 기초·원천기술개발을 중심으로 변화하고 있다. 기술과 시장 환경의 불확실성이 높은 기초·원천연구를 수행하기 위해서는 다양한 혁신주체가 보유한 지식의 통합능력이 중요하다. 이에 따라 공동연구의 중요성이 증가하고 있으나 공동연구의 성과 제고를 위한 구체적인 방법을 제시하는 실증분석은 미비한 실정이다. 본 논문은 원천기술 개발을 목표로 하는 국가연구개발사업의 성과에 영향을 미치는 요인을 객관적 자료를 통하여 실증분석 하는 것에 그 목적이 있다. 특히 과제 특성과 공동연구 협력체계에 초점을 맞추어 성과요인을 확인하였다. 우선, 문헌연구를 통해 국가연구개발사업, 공동연구, 연구개발의 성과에 대한 개념 및 이론적 배경을 확인하고 연구개발성과에 영향을 미치는 요인은 크게 과제특성과 연구수행주체특성으로 제시하였다. 구체적으로 살펴보면 연구개발성과는 1차적 성과인 논문수와 특허수로 나타내었으며, 과제특성을 나타내는 변수로 대상기술의 산업분야 및 기술수명주기, 과제계약 시 민간투자비중을 사용하였다. 연구수행 주체특성을 나타내는 변수로는 주관기관 유형, 연구수행주체의 수, 연구수행주체 다양성을 선택하여 국가연구개발사업을 공동연구로 수행하는 경우 협력체계 구성이 연구개발성과에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 실증분석은 ‘산업융합원천기술개발사업’의 세부사업인 ‘로봇융합 원천기술개발사업’, ‘바이오·의료기기융합원천기술개발사업’, ‘산업소재융합원천기술개발사업’을 통해 2011년 지원받은 378개 과제 중 2011년에 성과가 발생한 262개 과제를 대상으로 분산분석, 공분산분석 및 음이항 회귀분석을 실시하였다. 그 결과 산업분야, 기술수명주기와 같은 기술적 특성은 원천기술개발을 목적으로 하는 연구개발성과에 유의한 차이를 주지 않으며, 총 연구개발비 규모에 영향을 받는 것으로 확인되었다. 또 다른 과제특성인 민간투자비율은 연구개발성과에 부정적 영향을 미침을 확인하였다. 주관기관유형별로 살펴보면 기업 보다 대학, 연구기관이 더 많은 연구개발성과를 보였으며, 연구수행 주체의 다양성에 따라 논문성과에서 유의미한 차이를 확인하였다. 그러나 특허성과에서는 연구수행주체 다양성에 따른 유의미한 차이를 확인할 수 없었으며, 음이항 회귀분석 결과 통계적으로 유의미한 인과관계를 확인하지 못하였다. 연구수행주체 수는 논문성과에 긍정적인 영향을 주었으며, 특허성과에는 영향을 미치지 않았다. 이러한 연구결과는 원천기술 개발을 목적으로 하는 국가연구개발 사업의 성과가 기술의 특성 보다는 국가의 전략기술 선택과 연구개발 자원의 집중 투자와 같은 과학기술 정책적인 측면에 더 큰 영향을 받으며, 시장에 적용되기 까지 오랜 시간이 걸리는 특성으로 인해 기업체 보다는 대학 또는 연구기관이 주관할 때 더 많은 성과를 낼 수 있음을 보여준다. 그러나 공동연구 협력체계의 영향은 성과의 종류에 따라 다른 양상을 보이고 있다. 성과의 전유성보다 확산에 초점을 둔 논문성과의 경우, 다양하고 많은 연구수행 주체가 연구에 참여할 때 더 많은 성과를 낼 수 있다는 결과를 보였다. 그러나 성과의 전유성에 초점을 둔 특허성과의 경우, 다수의 연구수행주체가 연구개발에 참여하여 특허성과를 공유하게 되면 각 주체의 ‘전유성’이 감소하는 문제가 발생하여 성과제고에 영향을 주지 않는 것을 보여준다. 본 연구결과는 학술적, 실무적 시사점을 제공한다. 학문적 시사점으로는 첫째, 연구공백이 존재하던 원천연구 분야의 연구개발 성과 영향요인을 실증분석을 실시하였다. 둘째, 연구수행주체 다양성을 국가연구개발 조사·분석 자료를 활용하여 측정 가능한 변수로 정의하고 연구에 사용하였다. 셋째, 원천기술 개발을 위한 공동연구 파트너 선택시 선호도를 확인하였다. 실무적으로는 국가과학기술연구개발사업을 기획하는 정책입안자 또는 연구개발과제를 수행하고자하는 연구자에게 원천연구개발을 위한 국가연구개발사업 기획의 방법과 공동연구 협력체계 구축전략의 구체적인 방법을 제시하는데 그 의의가 있다. 그러나 본 연구는 단년도 및 한정적인 성과측정 데이터를 사용하여 연구를 수행하였다는 한계를 가지며, ‘연구수행주체 다양성’이라는 변수의 영향이 일관된 결과를 보이지 않아 변수측정의 적절성에 한계가 있다. 향후 장기간에 걸쳐 확보한 데이터를 통한 종단연구 (Longitudinal study)를 통해 원천기술 연구개발에 시간이 미치는 영향을 고려한 후속연구가 필요하며, 객관적인 자료를 활용하여 연구수행주체의 다양성을 더욱 적절하게 측정할 수 있는 지표개발에 대한 후속연구가 필요할 것으로 보인다.

정부출연연구기관과 중소기업의 기술사업화 협력방안에 관한 연구 : E연구원의 후속R&D 영향요인과 장기적 협력 영향요인을 중심으로

송민경 科學技術聯合大學院大學校 2017 국내석사

인적·물적 자원이 열악한 중소기업은 글로벌 무한경쟁의 기업환경 하에서 어떻게 해야 사업의 지속성을 확보할 수 있을까? 내부 역량만으로는 시장의 빠른 변화와 급속히 짧아지는 기술수명주기에 대응하기가 쉽지 않다. 외부와의 개방적 협력이 필수적이다. 특히, 정부출연 연구기관으로부터의 기술획득은 기존 제품의 경쟁우위 상실을 조기에 극복하고 사업화의 지속성을 확보할 수 있는 좋은 방편이다. 하지만 획득한 기술만으로는 연구개발의 특성상 기업에게 차별적 경쟁우위가 될 수 없다. 이를 극복하기 위해서는 기업의 사업화전략에 맞는 후속R&D가 필수적이다. 이에 본 연구에서는 중소기업이 정부출연 연구기관으로부터 기술이전을 받을 때, 기술이전의 어떤 요인이 중소기업의 후속R&D수행에 영향을 미치는지 실증적으로 분석하였다. 분석결과, 정부출연 연구기관과의 R&D수행에 참여하지 않았고, 이전기술이 매출기여도가 낮더라도 기업의 기술적 기여가 클수록 후속R&D수행의사가 높은 것으로 나타났다. 더불어 지속적인 기술사업화를 위하여 출연(연)과 중소기업의 협력이 장기적으로 지속될 수 있도록 유인하는 영향요인이 무엇인지 검증하기 위해 이전 받은 기술의 상용화를 목적으로 개발인력을 중소기업에 파견하는 사업을 분석하였다. 분석 결과, 기업은 출연(연)과의 협력을 통해 획득한 기술적, 경제적 성과보다 오히려 지원받은 내용의 질과 관계된 인력 및 행정절차의 만족도가 높을 때 장기적 관계지속을 위한 관계의도가 높아지며, 지원성과는 지원요소와 장기적 협력관계 형성사이의 매개요인으로 영향을 미친다는 것을 확인하였다. 이는 향후 출연(연)이 중소기업과 보다 효과적으로 협력하기 위해서는 일회적 관계에 기반을 둔 단순 지원의 확대보다는 지원프로세스 및 지원내용의 질적수준을 향상시킬 수 있는 방향으로 개편해 나가야 함을 시사해 준다.

지식공유관점으로 바라본 과학데이터 공개·공유 영향요인에 관한 연구 : 출연(연) 연구자 심층인터뷰를 중심으로

정상배 과학기술연합대학원대학교 2017 국내석사

본 연구는 공적자금이 투입되어 발생한 과학데이터에 한해서 공공기관 연구자들이 공유하는 방법에 대해 생각하는 견해와 활성화를 위해 필요한 요소들에 대해 이해하기 위한 목적으로 연구를 시도하였다. 지식공유 이론의 선행연구를 통해 데이터 공유에 영향을 주는 요인들을 도출하였으며, 자료의 수집은 정부출연연구기관 연구자들을 대상으로 하였다. 과학데이터를 제공하는 입장과 공유된 데이터를 활용하는 사용자 입장 등 두 가지 관점으로 접근하였으며, 선행연구에서 논의된 지식공유의 요인들을 구조적 요인·관계적 요인·지식특성 요인으로 나누어 연구모형을 설계하였다. 본 연구모형을 중심으로 국가연구개발사업의 주요 연구주체인 출연(연) 소속 연구자들이 생각하는 데이터 제공자·사용자 관점에 따른 결정요인을 심층인터뷰를 실시했다. 질문구성은 해당요인들이 연구자들의 데이터 공유·활용을 촉진하는 요소로 작용하는지 검토하고 시사점을 도출하고자 했으며, 추가적으로 시사점을 바탕으로 향후 과학데이터 공유 활성화를 위해서 정부나 연구기관의 차원에서 추진해야할 방향에 대해서 검토했다. 제공자·사용자 각 관점에서 바라보는 과학데이터 공개·공유는 현격한 차이를 보였다. 제공자의 경우에는 데이터 공유의 편의성과 수월성, 그리고 데이터 소유권 등이 최소한의 필요조건이었다. 데이터 제공 시 제공자에게 보상 혹은 인센티브가 주어지면 유인책으로 적절할 것으로 보였다. 그리고 사용자의 경우는 데이터의 정확성, 접근성, 사용 시 수월성이 주를 이루었다. 이를 통해 연구결과는 국가차원에서 과학데이터 공유 장려를 위한 정부 정책 방향에 대한 시사점을 제공해 준다.

딥러닝을 활용한 전기철도의 복합 진단 기술 연구

나경민 과학기술연합대학원대학교 2018 국내석사

철도는 전철, 전력, 신호, 통신, 송전, 배전 등 다양한 시스템으로 구성되며 이중 전철설비는 철도차량과 기계적·전기적으로 연계된다. 철도차량의 속도향상, 신규차량의 도입등 기계적, 전기적 안전성 평가가 이루어져야 한다. 고속철도차량에 전기에너지를 전달하는 집전 시스템은 차량의 속도를 결정하는 핵심 요소이며 집전성능 및 안전성 진단이 필요하다. 집전성능 진단방법은 전차선과 팬터그래프간의 아크를 검측하는 이선아크 검측시스템, 접촉 시 집전범위을 판단하는 동편위 측정, 전차선의 압상력, 접촉력 측정이 있다. 이 중 이선아크 검측시스템과 동편위 측정은 실시간으로 궤도와 전차선간의 상호운행 특성을 모니터링이 가능하며 빠른 응답속도와 복잡한 구조로 영상기반의 진단기술로 활용되어 있으며 국내외 관련 규격에 따라 성능을 판단한다. 또한 이미지 처리기술의 발달과 카메라의 성능향상에 따른 머신러닝, 딥러닝 등을 활용한 진단기술의 수요가 높아지고 있다. 최근 개발된 딥러닝(Deep Learning)은 데이터에 의존하는 지도 학습 보다 능동적인 비지도 학습이 결합되어 컴퓨터가 사람처럼 스스로 학습 할 수 있다. 딥러닝을 활용한 복합 진단 기술은 팬터그래프와 전차선의 집전상태를 실시간 모니터링과 이선아크를 검측 할 수 있으며 전차선과 팬터그래프의 접촉점을 인식 후 동적 변위를 수치화 할 수 있다. 본 논문은 전기철도의 설계, 운영 및 건설에 따른 이상상태와 성능평가를 열차운행 중 상호작용을 진단하는 기술에 대하여 나타내었다. 특히 차량과 기계적·전기적으로 접촉하여 운영되는 팬터그래프와 전차선간의 상호작용 진단을 위한 다양한 진단기법과 이를 이미지 처리하는 기술에 대하여 나타내었다. 현재 팬터그래프와 전차선간의 상호작용 진단은 팬터그래프의 접촉력, 팬터그래프와 전차선간의 이선아크 및 전차선의 압상량으로 평가하고 있다. 그러나 전차선로의 진단과 상호작용 상태판단을 위해서는 다양한 진단방법이 요구되며 특히 유지보수 적용을 위해 단순화된 진단방법이 요구되고 있다. 이를 위해 본 논문에서는 이미지 처리를 이용한 단순화된 팬터그래프와 전차선간의 상호작용 진단기술에 대해 나타내었다. 본 논문에서는 상태 모니터링 기술의 진단 항목 중 이선아크 검측과 습동 모니터링 포함된 차상 진단 시스템에 대해 나타내었다. 신뢰성 향상을 위한 전자파, 진동, 아크검출기 등 성능평가, 고속철도의 현장 적용, 이선율 분석과 예측, 유지보수 활용 연구에 대하여 나타내었다. 또한 딥러닝을 활용한 동편위 추출 기술이 포함된 복합 시스템에 대해서 나타내었다. 향후 전차선로의 정밀시공, 유지보수, 시설물검증 등 안전성을 평가하기 위해 활용 것으로 기대된다. Electric railways consist of interface between railway vehicles and track, electric power of train, signal and communication. Among these, Traction power equipments are cooperated mechanically and electrically in railway vehicles. The current collection system transfers electric energy to the high-speed railway vehicle. It is a key factor in determining the speed of the vehicle and requires the current collection performance and safety diagnosis. As a method of diagnosing the current collection performance, there are an AMS(Arcing Measurement System) for detecting arcs between a OCL(Overhead Contact Line) and a pantograph, a dynamic stagger measurement to determine the current range of contact, uplift, and a contact force. Among them, the AMS and the program of dynamic stagger can monitor the mutual operation characteristics between orbit and OCL in real time. They are used as image-based diagnostic technology with fast response speed and complex structure, and judge performance according to domestic and international standards. There is also a growing demand for diagnostic technology based Machine Learning and Deep Learning. Deep Learning, recently developed, combines active non-geometry learning rather than data-dependent map learning, allowing the computer to self-learn like a person. The diagnosis technology using it can monitor the pantograph and the current collection performance in real time and check the arcing. Also, the dynamic displacement can be quantified after recognizing the contact point between pantograph. and OCL In this paper, we describe the anomaly condition and performance evaluation for the design, operation and construction of electric railway. In particular, it presents various diagnostic techniques for diagnosing the interaction between pantograph and OCL operated mechanically and electrically, and a technique for image processing. At present, the diagnosis of the interaction between pantograph and OCL is evaluated by the contact force, the uplift and the arcing. However, it requires various diagnostic methods to diagnose and interoperate with OCL. Among them, it requires a simplified diagnostic method for maintenance application. In this paper, it is shown a simplified diagnosis technique of interaction between pantograph and OCL using image processing. In this paper, we present the on-board diagnosis system which includes the arcing and sliding monitoring among the diagnostic items of the state monitoring technology. It shows performance evaluation such as electromagnetic wave, vibration, arc detector, field application of high-speed railway, prediction and an analysis of this arcing of percentage, and maintenance utilization to improve reliability. We also show a hybrid system that includes the dynamic stagger technique using deep Learing.

인공지능 윤리원칙 준수를 지원하는 개인정보 보호 데이터 마이닝과 공정성 인지 추천 시스템 연구

이재성 과학기술연합대학원대학교 2022 국내박사

인공지능 기술은 지난 10년간 급격한 속도로 발전하며 전 세계 산업체와 정부에게 전략적인 관심사로써 많은 주목을 받아왔다. 인공지능의 활용이 점차 많아지며, 인공지능 기술에 내재된 위험을 관리하는 것이 전 세계 정부의 과학기술정책 당국에 중요하게 논의되기 시작했다. 정부의 과학기술정책 당국의 최종적인 목표는 우리 사회를 구성하는 다양한 주체들의 사회적 합의에 기반을 둔 인공지능 거버넌스의 구축이었다. 하지만, 현재 수준에서 논의하고 있는 인공지능 원칙에서 최종적인 목표인 인공지능 거버넌스로 향하는 경로에는 상당히 큰 시간적 격차가 존재했다. 최종적인 목표까지 도달하기 위해 걸리는 가늠하기 힘든 시간동안 정부의 과학기술정책 당국은 관련 산업의 기업에 인공지능 원칙에 대한 준수를 계속해서 강요할 수밖에 없었으며, 이는 기업에 큰 부담으로 작용할 수밖에 없었다. 본 연구는 이상의 시간적 격차에서 발생하는 기업의 부담으로부터 연구의 동기를 얻을 수 있었다. 본 연구는 이상의 연구동기를 바탕으로 인공지능 산업의 관련 기업에 인공지능 원칙의 준수를 지원하는 기술적 대안에 대한 고민이 아주 미흡하다는 문제제기에 주목했다. 본 연구가 주목하고 있는 인공지능 원칙은 이해관계자들로부터 최근 가장 큰 주목을 받고 있는 인공지능 윤리원칙을 관심주제로 설정했다. 지금까지 서로 다른 출처에서 발간된 대부분 인공지능 윤리원칙은 공통으로 (1)투명성, (2)공정성, (3)안전성, (4)책임성, 그리고 (5)개인정보 보호를 강조하고 있었다. 본 연구는 개인정보 보호와 공정성 문제에 한정하여 어떻게 하면 관련 산업의 기업에 인공지능 윤리원칙의 요구사항을 적용하는 데 도움이 될 만한 선험적 지식으로써 기술적 대안을 제안할 수 있는지를 연구 질의로 설정했다. 본 연구는 첫 번째 기술적 대안으로 개선된 개인정보 보호 데이터 마이닝 기술을 제안했다. 개인정보 보호 데이터 마이닝 기술은 개인정보를 보호하는 다른 방법에 비해서 다양한 분야에도 적용할 수 있으면서, 원 데이터의 광범위한 분포 특성과 통계량을 잘 보존할 수 있어 실용적인 방법으로 꼽히고 있었다. 본 연구의 개선된 개인정보 보호 데이터 마이닝 기술은 기존 연구와 달리 식별자 없이 통합된 데이터베이스를 생성하고 데이터의 유용성과 개인정보 노출 위험 보호성능 사이의 상보적 성능에서 절충된 모델의 도출을 연구 목표로 설정했다. 즉, 기존 연구는 진성 데이터에 섞을 가성 데이터를 진성 데이터로부터 재생산하여 이를 합성했다면, 본 연구가 제안하는 기술은 진성 데이터에 섞을 가성 데이터를 다른 출처의 데이터로부터 생산하여 이를 합성할 수 있었다. 본 연구는 이를 위해서 거리 계산을 수행하며 다른 출처로부터 합성 데이터 생성에 필요한 가성 데이터를 수집한다는 차별점이 있었다. 본 연구는 두 번째 기술적 대안으로 개선된 공정성 인지 추천 시스템을 위한 의사결정 경계의 조절 기능이 추가된 제로 샷 러닝 기술을 제안했다. 거리 학습을 바탕으로 하는 제로 샷 러닝 기술은 공정성 문제를 야기하는 통계적 편향을 개선하는 다른 방법에 비해서 새로운 데이터에도 활용할 수 있으며, 다양한 분야에도 적용할 수 있는 특징이 있었다. 본 연구는 이상의 특징에 기초해 해당 기술을 실용적인 기술로 판단할 수 있었다. 본 연구에서 제안하는 두 번째 기술적 대안의 가장 큰 특징인 의사결정 경계 기능은 첫 번째 기술적 대안에서 제안한 개인정보 보호 데이터 마이닝 기술의 거리계산에 따른 판단 기준 기능을 응용했다. 본 연구는 이상의 판단 기준을 추천 시스템의 의사결정 경계 조절 기능으로 활용하며 통계적 편향을 유발하는 콜드 스타트와 인기 편향을 동시에 개선할 수 있었다. 콜드 스타트는 사용자 차원의 불균형한 분포의 데이터 문제 의미했고, 인기 편향은 상품 차원에서 불균형한 분포의 데이터 문제 각각 의미했다. 즉, 기존 연구는 제로 샷 러닝 기술을 콜드 스타트의 개선에만 활용한다면, 본 연구가 제안하는 기술은 제로 샷 러닝 기술을 인기 편향의 개선에도 활용할 수 있었다. 본 연구는 이상의 차별점을 바탕으로 추천 예측 정확도와 추천 예측 다양성 사이의 상보적 성능에서 절충된 모델의 도출을 연구 목표로 설정했다. 본 연구에서 제안하고 있는 두 가지 기술적 대안은 모두 기대했던 연구 목표를 달성하는 것으로 나타났다. 본 연구가 제안한 개인정보 보호 데이터 마이닝 기술은 사용목적에 따라서 상대적으로 데이터 유틸리티가 높고, 개인정보 노출 위험의 보호 수준이 낮게 통합된 데이터베이스를 연구용으로 생성할 수 있었다. 그리고, 마케팅용 목적으로 상대적으로 데이터 유틸리티가 낮고, 개인정보 노출 위험의 보호 수준이 높게 통합된 데이터베이스를 생성할 수 있었다. 따라서, 본 연구가 제안하는 이상의 기술은 사용목적에 따라서 다양한 활용이 가능하다는 실무적 시사점을 가질 수 있었다. 마찬가지로, 본 연구가 제안한 공정성 인지 추천 시스템 기술은 기업으로 하여금 매출 증진을 위해 추천 예측 성능에 집중하고자 하는 경우와 신규 고객 탐색을 위해 추천 다양성 성능에 집중하고자 하는 사용목적에 따라서 다양한 활용이 가능하다는 실무적 시사점을 가질 수 있었다. 본 연구의 학문적 시사점은 다음과 같았다. 개인정보 보호 데이터 마이닝 기술에서 기존의 연구들은 단일 데이터베이스의 개인정보 보호를 위해서만 관련 기술을 기술적 대안으로 제안했다. 하지만, 본 연구가 제안하는 기술적 대안은 개인정보를 보호하면서도 식별자의 사용 없이 통합된 데이터베이스를 생성할 수 있다는 부분에서 기존의 기술적 한계를 개선하며 학문적 시사점을 가질 수 있었다. 한편, 공정성 인지 추천 시스템 기술에서는 기존의 제로 샷 러닝 기반의 추천 시스템에 의사결정 경계의 조절 기능을 추가하며 콜드 스타트와 인기 편향을 동시에 개선할 수 있도록 기존 추천 시스템 모델을 개선했다는 학문적 시사점을 가질 수 있었다. 마지막으로, 본 연구의 정책적 시사점은 다음과 같았다. 첫 번째 기술적 대안은 정책 입안자에게 기존의 개인정보보호법 개정안을 보완하며 고려할 수 있는 데이터 결합 방법에 대한 세부사항을 명확히 하는 데 필요한 기초자료를 제공할 수 있었다. 한편, 본 연구의 두 번째 기술적 대안은 정책 입안자에게 윤리적 설계를 요구하는 사전적 규율에 대한 제도를 기획하는 데 활용할 수 있는 기초자료를 제공하며 정책적 시사점을 가진다고 생각할 수 있었다. Artificial intelligence technology has developed at a rapid pace over the past decade, and it has received a lot of attention as a strategic concern for industries and governments around the world. As the use of artificial intelligence is increasing, managing the risks inherent in artificial intelligence technology is starting to be an important discussion with the science and technology policy authorities of governments around the world. The goal of the government's science and technology policy authorities was to establish artificial intelligence governance based on the social consensus of the various actors that make up our society. However, there was a fairly large time gap in the path from the AI principles being discussed at the current level to the goal, AI governance. During the unpredictable time it takes to reach the final goal, the government's science and technology policy authorities have had no choice but to continue to force companies in related industries to comply with the principles of artificial intelligence, which inevitably places a heavy burden on companies. In this study, the motivation for the study could be obtained from the burden of companies arising from the above time gap. Based on the above research motives, this study focused on raising the issue that concerns about technological alternatives to support the compliance of AI principles to related companies in the AI industry were insufficient. The artificial intelligence principle that this study is paying attention to has set the artificial intelligence ethical principle, which is receiving the most attention from stakeholders, as a topic of interest. Most of the AI ethics principles published by different sources so far have emphasized (1) transparency, (2) fairness, (3) safety, (4) accountability, and (5) privacy protection. This study is limited to personal information protection and fairness issues, and how to suggest technological alternatives as a priority knowledge that can help apply the requirements of the ethical principles of artificial intelligence to companies in related industries was set as a research question. This study proposed an improved privacy data mining technology as the first technical alternative. Compared to other methods of protecting personal information, data mining technology for personal information protection can be applied to various fields and is considered a practical method because it can preserve the wide distribution characteristics and statistics of the original data well. Unlike previous studies, the improved privacy data mining technology of this study creates an integrated database without identifiers and sets the research goal to derive a compromised model in the complementary performance between the usefulness of data and the protection performance of personal information exposure risk did. In other words, if the existing research reproduced the false data to be mixed with the true data from the original data and synthesized it, the technology proposed in this study was able to synthesize the false data to be mixed with the true data from the original data of other sources. For this purpose, this study performed distance calculation and had the distinction of collecting false data necessary to generate synthetic data from other sources. As a second technical alternative, this study proposed a zero-shot learning technique with an added decision-making boundary adjustment function for an improved fairness-aware recommendation system. The zero-shot learning technique based on distance learning has the characteristic that it can be used for new data and can be applied to various fields compared to other methods of improving statistical bias that cause fairness problems. Based on the above characteristics, this study was able to judge the technology as a practical technology. The decision boundary function, which is the biggest feature of the second technical alternative proposed in this study, applies the judgment criterion function according to the distance calculation of the personal information protection data mining technology proposed in the first technical alternative. This study was able to improve both the cold start and popularity bias that cause statistical bias by using the above criteria as a decision boundary control function of the recommendation system. The cold start meant a data problem with an unbalanced distribution at the user level, and the popularity bias meant a data problem with an unbalanced distribution at the product level, respectively. In other words, if the existing study used the zero-shot learning technology only to improve cold start, the technology proposed in this study could also use the zero-shot learning technology to improve the popularity bias. Based on the above differences, this study set the research goal to derive a compromised model of the complementary performance between recommendation prediction accuracy and recommendation prediction diversity. Both technical alternatives proposed in this study were found to achieve the expected research goals. The personal information protection data mining technology proposed in this study was able to create an integrated database for research with relatively high data utility and low protection level of personal information exposure risk depending on the purpose of use. And, for marketing purposes, it was possible to create an integrated database with relatively low data utility and a high level of protection against personal information exposure risk. Therefore, the above technology suggested in this study could have practical implications that various applications are possible depending on the purpose of use. Similarly, the fairness-aware recommendation system technology proposed in this study can be used in various ways depending on the purpose of use when companies want to focus on recommendation prediction performance to increase sales and focus on recommendation diversity performance for new customer discovery. The academic implications of this study were as follows. Existing studies on personal information protection data mining technology have proposed related technologies as technical alternatives only for the protection of personal information in a single database. However, the technical alternative proposed in this study could have academic implications by improving the existing technical limitations in that it can create an integrated database without the use of identifiers while protecting personal information. On the other hand, fairness-aware recommendation system technology could have academic implications that the existing recommendation system model is improved so that it can simultaneously improve cold start and popularity bias by adding a decision-making boundary control function to the existing zero-shot learning-based recommendation system. Finally, the policy implications of this study are as follows. The first technical alternative could provide policy makers with the necessary baseline data to clarify the details of data combining methods that could be considered, complementing existing amendments to the Privacy Act. On the other hand, the second technical alternative of this study could be considered to have policy implications by providing basic data that can be used to plan a system for prior discipline that requires ethical design for policy makers.

정량적 기술수준평가 방법 연구

조성도 科學技術聯合大學院大學校 2017 국내박사

국가경쟁력 확보를 위한 수단으로써 R&D의 중요성이 날로 높아짐에 따라 세계 각 국은 기술경쟁력 확보에 몰두하고 있다. 치열한 글로벌 기술개발 경쟁 속에서 우위를 점하기 위한 전략(중장기 목표, 투자 우선순위 결정 등) 수립을 위해서는 체계적이고 객관적인 기술수준에 대한 기초자료가 필요하다. 우리나라를 포함한 경쟁국들의 기술수준에 대한 체계적인 분석을 가지고 기술수준격차 해소를 위한 전략을 도출하거나, 다른 국가들과의 기술개발 경쟁에서 우위를 점하기 위한 투자전략 등을 수립하는 것이 바로 기술수준평가에 기반한 기술전략이기 때문이다. 기존의 기술수준평가 방법은 주로 델파이와 같은 전문가 의견조사가 이루어지고 있지만 이같이 전문가 직관에 의존하는 방법은 모집단을 어떻게 구성하느냐에 따라 다른 결과가 나올 수 있기 때문에 평가결과의 객관성이 다소 낮다는 문제가 있다. 이러한 문제 해결을 위해 최근에는 논문/특허와 같은 정량적인 데이터에 근거한 기술수준평가 방법이 지속적으로 연구되고 있다. 하지만 이러한 방법을 사용한 대부분의 기술수준평가는 각각의 개별지표만을 제시하여 종합적인 판단이 어려울 뿐만 아니라 과거의 논문/특허와 현재의 논문/특허를 동등하게 평가하여 기술의 진부화율을 반영하지 못한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 체계적이고 객관적인 기술수준평가를 위해 전문가들의 주관이 포함되는 부분을 통계학적 기법으로 대체하고자 하였다. 이를 위해 정량화가 가능한 논문/특허를 평가지표로 선정하였고, 양적수준과 질적수준을 모두 반영하기 위해 논문/특허의 수와 영향력지수를 모두 활용하였다. 둘째, 각각의 지표들을 하나의 값으로 합산 시 전문가의 주관이 개입되는 AHP 대신에, 통계학적 기법인 주성분분석을 활용하여 지표별 가중치를 부여하였다. 셋째, 기술이 개발되고 난 후 시간의 흐름에 따른 진부화율을 정량적으로 반영하기 위해 해당 기술의 누적인용빈도가 50%가 되는 시점, 즉 피인용반감기를 활용하여 진부화율을 구하여 기술수준평가에 반영하고자 하였다. 모형적용을 위해 줄기세포 기술을 중심으로 실증분석을 실시하였다. 줄기세포 기술을 세 가지 기술분류로 구분(성체/배아/유도만능 줄기세포)한 후 11개의 분석대상 국가별로 1993∼2012년 간 발표된 논문 및 미국등록특허를 조사하여 각 국가의 논문/특허의 수와 영향력지수를 분석하였다. 그 후 주성분분석을 통해 네 개의 지표별 가중치를 산정한 결과, 특허 수(NP_Patent), 특허 영향력지수(PII_Patent), 논문 수(NP_Paper), 논문 영향력지수(PII_Paper)의 가중치는 각각 28.0%, 27.8%, 21.1%, 23.2%로 분석되었다. 또한 미국등록특허의 인용빈도를 분석하여 피인용반감기를 조사한 결과 줄기세포기술의 피인용반감기는 9.286로 나타났다. 즉 9.286년마다 줄기세포 관련 기술의 가치가 반으로 감소한다는 의미이다. 이러한 방법을 통해 기술분야별로 11개국의 기술수준을 평가한 결과, 성체줄기세포 분야에서는 미국, 캐나다, 이스라엘의 기술수준이 높게 나타났고, 배아줄기세포 분야에서는 미국, 싱가포르, 이스라엘, 그리고 유도만능줄기세포 분야에서는 일본, 미국, 영국의 기술수준이 가장 높게 나타났다. 이처럼 본 연구에서 제시한 정량적인 기술수준평가 방법은 기존 정성적인 방법의 한계를 극복하기 위한 대안으로 활용이 가능할 것으로 기대된다.

Comprehensive investigation of supercritical carbon dioxide power cycle architectures under varying boundary conditions by the aid of advanced exergy analysis and machine learning

Hafiz Ali Muhammad 과학기술연합대학원대학교한국에너지기술연구원 2022 국내박사

The supercritical carbon dioxide power cycle has emerged as an advanced power generation system owing to its better efficiency, compactness, and capability to synergize with a broad range of boundary conditions. It also offers a compact, simple layout and lower emission rate. Since the last decade, supercritical carbon dioxide power generation technology is emerging and has led the thermodynamic community to evaluate it rigorously. The diversity of the application space and design goals make the optimization of supercritical cycle configuration particularly challenging. The optimum configuration selection and parameter tuning of supercritical carbon dioxide power is intertwined with the analysis methodology, objective function (net power, energy efficiency, exergy efficiency) and the boundary conditions. Therefore, optimization from configuration selection and parameter tuning to operation decisions makes the system best suited under different applications and operating conditions. The thermodynamic power cycles were conventionally designed to maximize the energy efficiency, however, the waste heat recovery systems focused on optimizing the power generation or the exhausting of waste heat by the system. Moreover, with the development of advanced analysis schemes like advanced energy analysis, some researchers have made the second law or exergy efficiency as the design goal. The versatility of design goal also sophisticates the design process. In the premise of design optimization, majority of studies are restricted to fixed boundary conditions and one of the representative objective functions among energy efficiency, exergy efficiency or net power. Consequentially, a certain configuration optimizing the net power at given boundary condition may not be best suited for the varying conditions. The need for a comprehensive and systematic methodology to evaluate representative supercritical carbon dioxide configurations and the variation of all objectives under varying boundary conditions persists. Thus, this study developed a thermodynamic model of representative supercritical carbon dioxide configurations including Recuperative, Recompression, Partial heating, Single heated cascade cycle, and Dual heated cascade cycle for a range of heat source (200—600 ℃) and sink conditions (20—50 ℃). The analysis is carried out based on the conventional energy and advanced exergy analysis. The results showed the variation of each performance indicator for the representative configurations against varying boundary conditions. The advanced energy analysis ascertained the reason behind the performance improvement of a certain configuration compared to another configuration by quantifying the unavoidable and avoidable exergy destruction. The results significance lies in the comprehensive investigation of supercritical carbon dioxide configuration at varying boundary conditions. With the aid of advanced exergy analysis, keen insights into the operation and interaction between components is obtained which is subsequently used to design a novel cycle configuration. Finally, the analysis showed the exhaustion of waste heat at higher sink temperatures was insignificant. Also, the superior performance of supercritical carbon dioxide cycle owes itself to liquid like compression near the critical point. However, this phenomenon deteriorates significantly for elevated heat sink temperatures and is therefore, highly detrimental to cycle performance. This study, thus, proposed and investigated an integrated power and refrigeration cycle scheme to curtail the effects of elevated heat sink temperatures. A theoretical model of the proposed scheme based on the gas turbine exhaust, is developed and the influence of heat sink at a range of heat-source temperatures (200 °C to 500 °C) is examined. Subsequently, benchmark cases are established, optimized, and the performance improvement with respect to the benchmark case are reported, with net power as the performance indicator. The optimization of the benchmark case reveals the simultaneous optimization of low- and high-pressure level of the cycle is necessary to maximize the net power. The parametric investigation of the proposed configuration shows the performance is sensitive to the saturation temperature in the evaporator of the refrigeration cycle as well as the operating pressures in the power cycle. Therefore, the proposed case is optimized for all three key influencing parameters against each boundary conditions. The results show for a given heat-source temperature; the higher heat sink temperatures favor the proposed design. For the heat-source temperatures of 200 °C the benchmark case is superior for all heat sink conditions while for 300 °C, 400 °C, and 500 °C, the proposed system results in an increase in power generation of 10.67%, 7.2% and 5.2%, respectively at the sink temperature of 50 °C. Lastly, a case study with molten salt as the heat source is conducted and the results indicate that the proposed scheme outperformed the benchmark case by 32.87% in terms of net power. The thesis finally elaborated the leveraging of machine learning to design the topological information of novel cycle configurations.

A Systems Approach to Korea Space Object Response System

김시은 과학기술연합대학원대학교 2020 국내박사

Science and technology have developed at a remarkable pace throughout the history of humankind. Not long ago, space-age technologies existed only in imagination and novels. However, the space age has also presented mankind with a new challenge: disasters caused by space debris. Fortunately, advances in science and technology have not only expanded the scope of human activities but have also enabled humanity to respond to new types of disasters. One such challenge is the risk presented by collisions with space debris. Humans actively monitor both natural and man-made objects in space that could potentially collide with the Earth while also developing technologies to both prevent and respond to such an event. The public is familiar with the destructive power of asteroid collisions as depicted in films and other media. However, such incidents are not simply events of the distant past or mere fiction. Indeed, in 2013, an asteroid exploded over Chelyabinsk, Russia, injuring 1,500 people and causing an estimated 36 billion Korean won in property damage. More recently, however, the launching of satellites by humans has resulted in an increase in man-made space debris, in turn presenting additional threats to humans and human assets. The reentry of space debris occurs more frequently than the reentry of natural space debris. For example, in 1987, a former Soviet nuclear-powered satellite crashed into Earth. Also, Russia's Phobos–Grunt satellite crashed into the Pacific Ocean in 2012. Similarly, the Chinese space station Tiangong-1 reentered the Earth’s atmosphere in 2018, an event which attracted the attention of people worldwide. Indeed, the magnitude of danger presented by such events cannot be ignored. For this reason, the risks presented by natural space objects and man-made space debris have become a major topic of discussion all over the world. Several leading countries in the development of space technology have also accelerated the development of systems and related technologies to enhance space situational awareness (SSA), which includes the detection, monitoring, and characterizing natural and man-made space debris. Due to technological limitations, however, it is essential to form a coalition between nations, as it is impossible for a single country to achieve complete SSA activities. For this reason, the United Nations Committee on the Peaceful Uses of Outer Space (UN COPUOS) and other international organizations have given particular attention to this issue and conveyed monitoring information to individual countries. South Korea is currently conducting research to support the establishment of a national SSA system which can account for the complex nature of space hazards. This research is focused on the procurement of necessary equipment, public’s understanding on SSA, and the formulation of disaster response policies to respond to the collision and reentry of space objects, from various angles. However, research on SSA systems in the Republic of Korea has been mainly conducted from a science and technology perspective, with little research being conducted from a policy perspective. Therefore, this study examines South Korea's SSA system from a systemic, policy and public awareness perspective. As such, the following three policy studies are meant to assist in the completion of the Korean SSA system. Chapter two presents policy measures to improve research and development on SSA in South Korea. Indeed, in order to establish its own SSA system, South Korea needs an integrated system for evaluating space debris hazards, an optical monitoring system, and a radar monitoring system. However, the cost, difficulty, and time needed to develop each technology is different, and therefore, in order to efficiently utilized limited resources, authorities must judge the urgency and importance of the development of each system. The first study assessed acquisition strategies for space monitoring technologies by collecting and analyzing expert opinions using the analytic hierarchy process (AHP) as a method for systematically evaluating mutually exclusive alternatives. Chapter three evaluates the development of a uniform protocol for responding to the potential harms caused by the reentry of space debris. South Korea started developing a manual for dealing with the reentry and collision of space objects in 2016. Furthermore, in 2019, in an effort to better understand that nature of space debris disasters and to better minimize resulting damage, Korean conducted an exercise to deal with the reentry of space objects. Although the public is often unaware, space debris falls to Earth almost every day, and the risks posed by falling space objects are not mere fiction. Thus, policy efforts are needed to cope with these threats and ensure the safety and security of the people and the nation. The second study analyzed current South Korean laws and manuals on space object falling to Earth and compared them to established manual for dealing with other natural disasters, such as typhoons, earthquakes, droughts, and floods. Chapter four analyzes public awareness of the danger presented by falling space objects and examines proposed policies to raise public understanding. For this purpose, we administered questionnaires to the general public the reentry of space debris and analyzed the results. People have been conducted and analyzed. One of the major goals of science and technology policy is to develop and point ways to solve various problems that society is concerned based on nation’s science and technology policy. From this point of view, the direction of the SSA policy should be examined and developed continuously by setting the development direction and goals of SSA so that human beings and nations can minimize the danger from space object and eventually overcome it. Finally, this study proposed institutional, risk communicational, and legal policy proposals in an effort to improve South Korean SSA in the space age. 인류 역사 속에서 과학과 기술은 눈부시게 발전하였고 상상 혹은 소설 속에서나 거론되던 우주시대는 현실이 되었다. 그러나 빛이 있는 곳 이면에 어둠이 존재하는 것처럼 인류는 우주 활동의 결과로 우주물체에 의한 재난이라는 새로운 과제를 얻었다. 한편, 과학기술의 발전은 인간의 활동영역을 넓히는 것에 그치지 않고 기존에 대응하지 못했던 재난 상황에의 대응 또한 가능케 하였다. 우주물체의 추락이나 충돌에 대한 대응이 바로 그러한 예이다. 인류는 추락예정인 인공우주물체와 지구에 충돌할 가능성이 있는 자연 우주물체에 대한 감시를 실시하고 있으며, 이들의 추락 또는 충돌을 예방하거나 대응하기 위한 기술 개발에도 힘쓰고 있다. 먼 옛날 공룡의 멸종을 야기한 것으로 추정될 정도의 가공할 만한 파괴력을 가진 것으로 각종 미디어에서 널리 소개된 소행성 충돌은 결코 과거나 영화에만 국한된 사건은 아니다. 일례로 2013년에 러시아 첼야빈스크 상공에서 폭발한 유성체는 1천 5백여 명의 인명피해를 야기하고 한화 360억원에 이르는 재산피해를 발생시킨 바 있다. 그런데 최근에는 자연우주물체 뿐 아니라 인류가 쏘아올린 인공우주물체 역시도 자연우주물체보다 더 빈번하게 인류와 인류의 자산을 위협하고 있다. 1987년 추락한 구소련의 원자력 핵전지 탑재 위성이나 2012년 태평양에 추락한 러시아의 포보스-그룬트 위성, 2018년 추락하여 전 세계의 이목을 끈 중국의 우주정거장 톈궁-1처럼 인공우주물체의 추락은 자연우주물체의 충돌과의 비교가 무색할 정도로 오히려 자주 발생하며 피해 규모 역시도 무시할 수 없는 수준이다. 이러한 이유로 인공 또는 자연우주물체의 추락이나 충돌은 전 세계가 주목하는 중대한 이슈가 되었다. 우주 개발을 선도하는 몇몇 국가들은 이미 인공우주물체 및 자연우주물체에 대한 우주위험감시 대응체계 및 관련 기술을 개발해 나가고 있으나 기술의 한계로 인해 아직은 단일국가 차원에서 추락·충돌 요인을 모두 감지하거나 추적하여 대응할 수는 없다. 때문에 국가 간 연합대응이 필수적이다. 개별 국가 간에 전파되는 우주물체 감시 정보 외에도 UN COPUOS를 비롯한 국제기구가 이 이슈에 주목하는 이유가 바로 그것이다. 우리나라는 현재 독자적인 국가 우주위험 대응시스템을 마련을 목표로 관련 장비 개발과 시스템 확충 등의 연구개발사업을 진행 중이다. 또한 우주물체의 추락이나 충돌로 인해 발생할 수 있는 재난대응정책 마련과 같이 우주위험이 띠는 복합적 성격을 고려하여 다각도에서 우주물체 추락·충돌 대응활동을 수행하고 있다. 이러한 맥락에서, 본 논문은 우주위험감시 능력의 자립이 우리나라에 어떤 의미를 가지는지를 정책적으로 고찰하고, 우리나라의 우주물체 추락충돌 대응 시스템을 분석·점검하여 한국형 우주위험감시 시스템 완성을 촉구하고자 하였다. 또한, 정책의 수요자가 되는 자국민이 우주물체 추락충돌에 대해 어떻게 판단하고 있는지를 조사하고 이를 바탕으로 정부가 우주위험대응정책을 어떻게 실시해 나가야 하는지를 종합적으로 제시하였다. 본 연구의 구성은 다음과 같다. 먼저, 1장을 통해 우주위험이란 무엇이며 우리나라의 우주위험감시시스템은 어떠한 목표와 구성을 띠고 있는지, 그리고 세계 각국은 어떠한 정책적 목표를 가지고 시스템을 구성하여 대처하고 있는지를 살펴보았다. 2장에서는 우주물체 추락으로 인해 발생할 수 있는 재난대응매뉴얼과 관련하여 우리나라의 법과 계획, 그리고 대응 방안을 검토하였다. 우리나라는 지난 2016년 우주물체 추락충돌 대응 매뉴얼 개발에 착수하였고, 자연우주물체 및 인공우주물체 추락 상황에 대비한 매뉴얼을 개발한 유일한 국가이다. 나아가 2019년 우주물체추락 대응훈련을 실시한 바 있는데, 이는 우주물체 추락·충돌이 가지는 재난적 성격을 이해하고 이에 따른 피해를 최소화하기 위한 국가적 노력의 결과이다. 매일같이 우주물체의 추락이 발생하는 현 상황에서 우주물체의 추락이나 충돌로 인한 일상의 위험은 결코 허구가 아니며 이를 적극적으로 대비하고 또한 효과적으로 대응하기 위한 정책적 노력은 국민과 국가의 안전을 보장하기 위해 반드시 필요한 것이기 때문이다. 이에 2장의 연구를 통해 우주위험으로 인한 재난에 관한 현행 법 및 매뉴얼을 분석하되, 기존에 마련되어 있던 자연재난 대응 매뉴얼과 대응체계에 대한 비교분석을 수행하고 우주물체로 인한 재난의 특수성을 고려하여 현행 매뉴얼 및 법의 제고 방안을 제시하였다. 3장에서는 우리나라의 우주위험감시시스템 구축전략에 대한 연구를 수행하고 정책안을 제시하였다. 우리나라가 독자적인 우주위험감시시스템을 구성하기 위해서는 우주위험 통합분석시스템, 광학감시시스템, 그리고 레이더감시시스템이 요구된다. 그러나 각 기술 별로 개발비용, 기술개발난이도 및 기술개발기간이 상이하며, 국가의 한정된 자원을 효과적으로 활용하여 시스템을 구축하기 위해서는 각 시스템 마련의 시급성과 중요성을 판단할 필요가 있다. 이에 상호 배타적인 대안들의 체계적인 평가를 수행하기 위한 방법으로서 계층화분석을 실시하였고, 전문가들의 의견을 수집 및 분석하여 도출한 우주감시기술 획득전략을 제시하였다. 4장에서는 우주물체의 추락충돌 위험에 대한 국민의 인식과 전문가의 인식을 비교 진단하고, 우리국민의 우주물체에 대한 위험인식을 제고하기 위한 정책방안을 제시하였다. 이를 위해 20세 이상의 국민을 대상으로 우주물체의 추락이나 충돌에 대한 설문을 실시하였고, 국민의 인식을 바탕으로 국가가 우주위험대응정책을 실시할 수 있도록 정책적 제안을 제시하였다. 과학기술정책의 중대한 목표 중 하나는 과학기술을 통해 사회가 우려하는 다양한 문제를 해결하는 것이다. 이러한 관점에서 우주위험감시 정책의 방향은 우주위험으로 인한 인류와 자국의 피해를 최소화하고 종국에는 이를 극복할 수 있도록, 이를 위한 발전방향과 목표를 세워 지속적으로 점검하며 발전시켜 나가는 것이어야 한다. 이를 위해 본 연구가 제안하는 제도적, 인식적, 법적인 측면의 정책 제안이 우리나라의 독자적인 우주위험감시시스템 운영의 발전에 기여하기를 기대한다.