실험실 벗어난 고위험 R&D, 뇌파 제어·인공장기 상용화 단계로

뇌에 이식한 신경 인터페이스로 언어를 복원하고, 기존 한계를 넘는 2.4GPa급 철강 소재가 개발되고 있다. 실패 가능성을 감수하고 고위험·고난도 기술에 장기 투자해 온 산업통상자원부 ‘알키미스트(Alchemist)’ 프로젝트가 기술 개발을 넘어 사업화 준비 단계로 옮겨가는 모습이다.

산업통상부는 19일 서울 대한상공회의소에서 ‘알키미스트 혁신기술 라운드테이블’을 열고, 2020년부터 지원해 온 4개 핵심 테마의 성과와 사업화 연계 방안을 논의했다. 회의에는 서울대·포항공대 등 혁신도전형 R&D를 수행 중인 주요 대학·연구기관 관계자 100여 명이 참석했다.

4대 핵심 과제, 실험실 넘어 사업화 준비
알키미스트 프로젝트는 ‘세상에 없던 기술’을 목표로, 실패 위험이 크더라도 성공 시 산업의 판도를 바꿀 수 있는 고위험·고난도 기술에 선제적으로 투자하는 사업이다. 2020년 1차 테마로 선정된 4개 과제는 7년간의 지원을 거쳐 올해 본연구 종료를 앞두고 핵심 기술의 완성도를 끌어올리고 있다.

‘아티피셜 에코 푸드(Artificial Eco Food)’는 가축을 사육하지 않고 동물 세포를 배양해 실제 고기와 유사한 식품을 만드는 인공배양육 기술이다. 세포주·배양액·지지체·배양공정 등 대량생산 기반 기술을 확보하고 시식 가능한 배양육 제품까지 구현했다. 참여 기업은 파일럿 생산시설을 구축하고 민간 투자를 유치해 실제 생산과 시장 진입을 준비 중이다.

‘면역거부반응이 없는 소프트 임플란트(Soft Implant)’는 줄기세포와 생체재료를 활용해 이식 시 면역 거부반응을 줄이고 손상된 장기 기능을 보완·대체하는 인공장기 기술이다. 실험실 수준의 작은 세포조직을 넘어, 실제 이식을 염두에 둔 세계 최대 부피의 간 기능 모사 구조체를 구현했고, 토끼를 대상으로 한 동물실험을 마쳤다. 향후 안전성 검증과 인체 적용 절차가 진행되면 장기이식 대기 문제와 면역거부반응 완화에 기여할 것으로 기대된다.


‘브레인 투 엑스(Brain to X)’는 뇌 신호를 활용해 외부 기기를 제어하거나 사람 간 의사소통을 돕는 뇌파 기반 소통·제어 기술이다. 연구진은 뇌에서 언어 정보를 추출해 음성으로 복원하고, 전기 자극을 통해 음성 정보를 다시 전달하는 완전 이식형 신경 인터페이스 시스템을 구현했다. 국내에서는 최초로 4명의 인체 대상 실험을 완료했으며, 향후 규제 심사와 사업화 절차를 거쳐 중증 마비·언어 장애 환자의 의사소통과 재활을 돕는 의료기기 시장 진출을 모색하고 있다.

‘AI 기반 초임계 소재’ 분야에서는 인공지능을 활용해 소재의 조성·공정·특성을 통합 설계, 기존 성능 한계를 뛰어넘는 초고성능 소재 개발에 도전하고 있다. 대표적으로 2.4GPa급 초고장력강 철강 소재 개발 기술을 확보했다. 이는 현재 차량에 적용되는 1.8GPa급 초고장력강 수준을 뛰어넘는 강도다. 더 강한 소재를 적용하면 차체 두께와 무게를 줄이면서도 충돌 안전성을 높일 수 있어 전기차 등 미래 모빌리티 분야 활용이 기대된다. 관련 기술의 제조기업 이전도 준비하고 있다.

산업부는 규제 심사, 기술이전, 수요 기업 연계, 투자 및 후속연구 지원 등 과제별로 필요한 요소를 점검해, 알키미스트 프로젝트의 성과가 새로운 시장 창출과 산업화로 이어질 수 있도록 후속 지원 방안을 마련할 계획이다.

‘미래 판기술 프로젝트’로 실증·시장 진입까지 연계
정부는 알키미스트의 도전적 성격을 이어가면서, 실증과 초기 시장 형성 단계까지 지원 범위를 넓히는 ‘미래 판기술 프로젝트’도 본격 추진한다. 이 사업은 2035년까지 총 3,026억 원(국비 2,726억 원)을 투입해 차세대 핵심 기술을 10년 내외 장기 과제로 지원하는 프로그램이다.

새로 시작되는 3개 테마는 ▲인공근육 전신구동 로봇 ▲PFAS-Free Transformation ▲End-to-End 3D 공간지능이다. 인공근육 전신구동 로봇은 사람처럼 유연하고 정밀하게 움직이는 로봇 구현을, PFAS-Free Transformation은 배터리·반도체 등 첨단 산업에 활용되는 과불화화합물(PFAS)을 대체할 소재·공정을 개발하는 것을 목표로 한다. End-to-End 3D 공간지능은 다양한 공간정보를 인공지능이 통합적으로 인식·판단·제어하는 기술로, 차세대 자율주행·로봇·디지털 트윈 등과의 연계가 예상된다.


산업부는 이번에 선정된 3개 테마를 향후 8년간 지원해 요소 기술 개발을 넘어 실증과 시장 진입까지 연계되는 도전적 기술 개발을 추진할 계획이다. 내년에도 산업적 파급효과가 큰 신규 테마 3개를 추가 발굴해 지원 대상을 넓힐 방침이다.

김성열 산업성장실장은 “혁신도전형 R&D는 성공 가능성이 높은 기술만 골라 담는 사업이 아니다”라며 “한 번 성공하면 산업의 판 자체를 바꿀 수 있는 과제를 앞장서서 시도하는 데 의미가 있다”고 말했다. 이어 “알키미스트 프로젝트에서 나온 성과를 꼼꼼히 살피고, 미래 판기술 프로젝트를 통해 이런 도전이 규제 개선, 투자, 후속 연구 지원과 맞물려 실제 시장과 산업 현장까지 이어지도록 하겠다”고 덧붙였다.