붙임 2		2023년도 융합연구단 연구주제별 문제정의서(RFP)

ㅇ 초실감 메타버스 실현을 위한 촉감표준 및 인지·재현 통합시스템 개발

연구주제	◾ 초실감 메타버스 실현을 위한 촉감표준 및 인지·재현 통합시스템 개발
문제정의	◾ 새로운 소통 플랫폼으로 메타버스가 부상하고 있으나, 표준화된 촉감정보와 촉감전달을 위한 하드웨어·소프트웨어 기술의 한계로 인해 초실감 메타버스 구현에 상당한 제한이 있음
문제 해결방안	◾ 촉감의 표준화를 기반으로 초실감 메타버스 촉감 상호작용을 구현할 수 있는 초소형·초경량 디바이스 및 소프트웨어를 통합한 시스템 개발
융합연구단 유형	미래선도형 (6년)		O	실용화형 (3년)
문제해결 핵심가치 및 성능목표	촉감의 표준화	◾ 인지과학 기반 메타버스 촉감 상호작용 개발에 활용 가능한 촉감 표준시편 개발 ◾ 촉감 표준시편과 촉감센서를 활용한 촉감센서 교정 및 정량화 기술개발 ◾ 멀티모달 촉감 성능의 평가 모듈별 촉감 재현 평가 기술 개발
	초실감 촉감 디바이스	◾ 고신뢰성, 고성능 멀티모달 촉각 센서 소재-소자 기술개발 ◾ 초실감 촉감 재현이 가능한 초소형･초경량 액추에이터 기술개발 ◾ 센서·액추에이터 모듈의 소형화･집적을 위한 신호처리 집적 회로, 통신 및 전원 등 핵심 요소 통합 시스템 개발
	촉감 상호작용 소프트웨어	◾ 물리적·인지적 촉감 모델 표준에 기반한 초실감 렌더링 알고리즘 개발 및 검증 ◾ 촉감 데이터 처리 및 저장, 편집, 저작, 재생 등 실시간 입출력 관련 소프트웨어 개발
	시스템 개발 및 실증	◾ 개발한 기술을 적용한 메타버스 활용 어플리케이션 다분야 개발 및 실증
기대 및 파급효과	과학･기술	◾ 촉감의 표준화로 간단한 감각으로 측정했던 기존 촉감의 수치화(정량화) 및 촉감 디바이스·소프트웨어의 고도화로 촉감 상호작용 기술 발전에 기여 ◾ 향후 D·N·A(Data·Network·AI) 기술로 활용 가능하여 인공지능 기술에 대한 큰 파급효과 기대
	국가･사회	◾ 실감 콘텐츠 고도화로 K-culture 확산에 기여 ◾ 촉감 표준화를 통한 다양한 디바이스 개발과 적용으로 관련 산업 증가와 시장 성장으로 해외 선도 기술 대비 국가 경쟁력 제고
	산업･경제	◾ 기존 산업과 메타버스 산업과의 접목에 따른 신산업 창출 ◾ 표준화를 통한 촉감 기술 적용 확대 및 촉감 디바이스 시장 성장

ㅇ 변동성재생에너지(VRE) 수용성 확대를 위한 섹터커플링 핵심기술 개발

연구주제	◾ 변동성재생에너지(VRE) 수용성 확대를 위한 섹터커플링 핵심기술 개발
문제정의	◾ 변동성재생에너지의 수요·공급 불균형에 의한 잦은 출력제어(curtailment)와 계통혼잡, 과전압 발생 등으로 전력계통 안전성 위협 ◾ 출력제어에너지*를 전력-非전력 간 에너지 전환·저장·활용을 통해 에너지 수급 불균형 문제를 개선할 수 있는 저장믹스, 섹터커플링 기술 및 제도 마련 시급 * 재생e 공급-소비 불일치와 전력 계통 한계로 인해 출력이 제한되는 초과발전 전기에너지
문제 해결방안	◾ 다양한 방법의 고밀도/장주기 전환·저장·활용 기술 등을 이용하여 초과발전 전기에너지를 수용할 수 있는 융합 기술개발 ◾ 디지털 기반 섹터커플링 플랫폼을 구축하고, 이를 활용하여 사업모델 개발 및 제도개선 방안 마련
융합연구단 유형	미래선도형 (6년)		O	실용화형 (3년)
문제해결 핵심가치 및 성능목표	P2X 전환·저장·활용 핵심기술	◾ 변동성재생에너지 전환·저장·활용 혁신 요소기술 개발* - 개별 에너지 전환 기술 (ex. P2H, P2M, P2G, P2WE, P2L 등) - 고온 고밀도 열저장 기술 (열저장 매체, 운영시스템 등) - 직접 활용 및 재전력화 (소규모 프로토타입 제작) 기술 * 각 요소기술(전환·저장·활용)에 대해 산업계 의견을 반영한 실증규모 및 정량목표 제시 필요
	섹터커플링 통합 플랫폼 운영 기술	◾ 디지털 기반 섹터커플링 플랫폼 구축 ◾ 전력-非전력 간 유기적 최적 조합 섹터커플링 기술개발 ◾ 에너지 공급 자원의 그리드(Grid) 통합 및 수요 연계형 운영 시스템 개발
	사업모델 개발 및 법·제도 개선	◾ 사업모델 개발 및 시나리오 기반 경제성 평가 ◾ 에너지 통합형 의무화 제도 정책개발 및 제도개선 연구 ◾ 재생에너지 수용성 확대 및 탄소 배출 저감 기여도 분석
기대 및 파급효과	과학･기술	◾ 재생에너지 출력제한 문제해결 가능한 섹터커플링 핵심기술 확보 및 글로벌 기술 선도 ◾ 다양한 섹터커플링 기술개발 검증 및 전문가 인력양성
	국가･사회	◾ 섹터커플링 기술 제공으로 저탄소 미래사회로의 솔루션 제공 ◾ 기간시설 전력망과 재생에너지 간 연계의 유연성 제공
	산업･경제	◾ ’30년 약 2,600조원으로 성장할 재생에너지 시장과 ’28년 약 3조원대의 수요반응(VPP, 플러스DR) 시장의 주도권 확보 ◾ ’36년 105.3GW(발전량 비중 33%) 국내 신재생에너지 설비 계획의 변동성 및 출력제어 해소로 재생에너지 투자 촉진(제10차 전력기본수급계획: 백업 설비 26.3GW, 최대 약 45조원 투자 상쇄 및 이연)

ㅇ 재활용 가능한 미래 에어모빌리티 구조용 소재･부품 경량화 플랫폼 기술개발

연구주제	◾ 재활용 가능한 미래 에어모빌리티 구조용 소재･부품 경량화 플랫폼 기술개발
문제정의	◾ 탄소저감과 소재 선순환 실현을 위한 미래 에어모빌리티의 낮은 효율성 극복 및 구조 안정성 확보 관련 친환경 고성능･초경량의 일체화된 소재･부품화 기술 필요
문제 해결방안	◾ 미래 에어모빌리티에 적용 가능한 금속‧탄소섬유 등 융합소재를 활용한 부품개발 및 친환경 공정기술 개발
융합연구단 유형	미래선도형 (6년)		O	실용화형 (3년)
문제해결 핵심가치 및 성능목표	융합소재 기술	◾ 에어모빌리티 구현에 적합한 고성능/경량 소재 설계 기술개발 ◾ 에어모빌리티 차체 구조용 다기능 금속 하이브리드 소재 개발 ◾ 에어모빌리티용 고강도 탄소섬유 제조 공정 기술개발 ◾ 특정 물성을 충족하는 수지 및 탄소섬유복합소재 개발 - 수지 : 고내열(유리전이온도 기준 180도 이상), 고강도(인장강도 80MPa 이상), 탄성률(3GPa 이상), 피로특성(내구성, 수명) - 탄소섬유복합소재 : 탄성률(150GPa 이상), 인장강도(2GPa 이상), CAI(compression strength after impact, 200MPa 이상) * UD Prepreg 기준 ◾ 극한환경 대응 표면처리 기술개발(외관/낙뢰/방빙)
	구조 /부품화 기술	◾ 소재-제조공정-부품 연계 고신뢰성 구조용 다단계 설계/충돌해석 기술개발 ◾ 에어모빌리티용 고성능 초경량 신소재 부품화 기술개발 및 실증 - 이종소재 접합기술 표준화(평가방법 제시 필요) 및 부품 성형기술 개발 ◾ 에어모빌리티 안전성 확보를 위한 개발된 소재/부품의 구조 건전성 평가(지표제시 필요) 및 수명 예측 기술개발
	친환경 기술	◾ (Recycling) 개발된 융합소재의 분리 정제 및 재활용 기술개발 - 금속/탄소섬유복합소재/이종접합 소재 - 재가공 수지 물성 회복률 및 탄소섬유 재활용률 95% 이상 ◾ (Reshaping) On-demand* 재활용 가능한 고강도 고분자 소재 개발 * UAM 적용 가능한 초기 상태 물성을 유지하다가 수요에 따라 재활용 가능 ◾ (Reusing) 폐기된 에어모빌리티의 탄소섬유 재활용 공정 기술개발 - 직조탄소섬유폐기물, 경화탄소섬유폐기물, 폐기 완제품 ◾ (Up-cycling) 폐플라스틱을 활용한 재생소재기반 에너지/복합재용 고부가가치 탄소소재 활용 기술개발
기대 및 파급효과	과학･기술	◾ 미래 친환경 모빌리티용 초경량 신소재 및 일체형 경량화 플랫폼 구축 ◾ 세계 최고 수준의 초경량 고성능 금속 및 탄소기반 신소재 핵심 원천 기술 개발
	국가･사회	◾ 재활용 및 재생산 기술을 통한 탄소 중립을 구현하여 지속가능한 친환경 사회 구축 ◾ 범국가적 미래 모빌리티관련 핵심 소재 및 기술 획득으로 소재 강국 실현
	산업･경제	◾ 미래 모빌리티 산업 생태계 구축을 통하여 신시장 및 일자리 창출

ㅇ 빅데이터 기반 친환경 노지 과수용 방제 시스템 개발

연구주제	◾ 빅데이터 기반 친환경 노지 과수용 방제 시스템 개발
문제정의	◾ 디지털 농업 대전환의 가속화 속에서 농경지의 대부분을 차지하고 있는 노지 농업의 효율성 향상 필요 ◾ 기존 스마트팜에서 활용하는 기술과는 달리 노지에서는 농작물 피해 최소화를 위한 예측‧예찰 기술개발 필요 - 병해충의 선제적 예방/진단을 위한 빅데이터(Big data, AI 등) 활용 기술 미흡
문제 해결방안	◾ 과수 병해충 예찰을 위한 조기탐지 시스템 및 노지농업용 자율작업 기계 기술을 개발하여 오픈형 스마트 방제 빅데이터 플랫폼 구축
융합연구단 유형	미래선도형 (6년)			실용화형 (3년)	O
문제해결 핵심가치 및 성능목표	병해충 조기탐지	◾ 노지농업 자율주행 기계 탑재 가능한 병해충 조기 탐지 시스템 개발‧실증 - 병(2종 이상) 진단 시스템 개발(특이도* 90%이상, 민감도* 80%이상) - 해충(2종 이상) 모니터링 시스템 개발(특이도 90%이상, 민감도 80%이상) * 특이도 : 병에 걸리지 않은 것을 음성으로 판정할 확률 / 민감도 : 병에 걸린 것을 양성으로 판정할 확률
	오픈형 스마트 방제 빅데이터 플랫폼	◾ 스마트 방제 빅데이터 통합 DB 구축 및 오픈형 플랫폼 연계 기술개발 - 스마트 방제를 위한 플랫폼 표준(데이터 인터페이스 및 프로토콜) 개발(국내표준 2건 이상 제‧개정, 국제표준 1건 이상 제안) ◾ 데이터 및 수요 기반 스마트 방제 처방/의사결정 지원 기술 개발‧실증 - 실시간 전송 데이터 기반 병해충 예측(특이도 90%이상, 민감도 80%이상) 및 방제 맵핑(mapping) 기술개발 ※ 병해충 데이터 보유 기관 컨소시엄 구성 등 협력 및 연계 방안 제시
	노지 농업용 자율작업 기계	◾ 센서 융합을 통한 노지(과수 농장) 친환경 자율주행 농업기계 플랫폼 설계, 제작 및 제어 기술 개발‧실증 - 연속 작업 8시간 이상 구동
기대 및 파급효과	과학･기술	◾ D·N·A(데이터, 네트워크, 인공지능) 기반 과학영농 구현 ◾ 농약사용량을 최적화할 수 있는 스마트 노지 자율농업 기계 기술 구현
	국가･사회	◾ 농민 고령화‧지역소멸 사회에 대비한 청년 영농인력 유입 유도 및 지속가능한 스마트 농업에 기여 ◾ 디지털 농업 전환을 통한 새로운 일자리 창출에 기여
	산업･경제	◾ 표준화율이 낮은 센서기술의 국산화로 소규모 농가에서도 쉽게 사용할 수 있는 시장성 확보 및 산업 활성화에 기여 ◾ 센서기술의 표준화를 통한 스마트농업 유지‧보수비용 절감 ◾ 농경지의 대부분을 차지하는 노지의 디지털농업 전환 및 시장 활성화 기여