2022년도 국가R&D 리얼챌린지 프로그램

연구팀 모집 공고

국가과학기술인력개발원은 이공계 석‧박사 대학원생 연구현장 역량강화를 위해 2022년도 『국가R&D 리얼챌린지 프로그램』의 연구팀을 아래와 같이 공모합니다.

2022년 3월 28일

국가과학기술인력개발원장 박귀찬

1. 사업 목적

ㅇ 대학원생들이 연구팀을 구성하여 국가R&D 실제사업을 대상으로 연구계획서를 모의 기획·작성하는 기회 제공

ㅇ 4차 산업혁명 시대 신기술 개발 및 인간-공동체 현안문제 해결을 위한 신선하고 창의적인 연구 아이디어 탐색

2. 사업 내용

가. 선발 규모 : 16팀 내외(팀당 4인)

※ 동일대학 소속 연구팀은 최대 3팀까지 선발

나. 연구 주제

ㅇ 기초과학과 공학 간 융합으로 그 동안 해결하지 못한 ‘과학난제’에 대해 기존에 시도하지 않은 창의적·혁신적 아이디어로 접근하는 선도형 융합연구개발

- 사회 및 인류현안과 관련된 난제들을 과학기술로 해결하여 국민의 건강과 안전한 삶을 구현하고 지속가능한 국가 발전에 기여

구분	내 용
대상사업	과학기술정보통신부, 원천기술개발사업 내 ‘과학난제도전 융합연구개발사업’
사업목적	과학난제를 연구자 중심으로 발굴하고, 융합연구를 통해 도전함으로써 혁신적 연구성과 창출 및 진취적·도전적 연구풍토 조성
도전영역	① 과학기술 패러다임 변화 대응 : 원자/분자의 제어 또는 물질 합성으로부터 열 수 있는 새로운 과학의 가능성, 기존 과학이론의 패러다임을 바꿀 수 있는 새로운 과학기술 등 ② 지속가능한 기후·환경체제 구축 : 진정한 그린수소 생산, 먹는 물의 안전성, 획기적인 탄소 중립 기술, 기후 환경 모니터링 및 예측 등 ③ 인류 건강 증진 : 난치성 질환 극복 등 ➃ 상상력 한계의 도전 : 21세기 해결해야 할 수학 난제, 계산적·수학적 모델링을 통한 다양한 융합 난제 해결법, 데이터 과학의 이론적 원리 규명 등

※ 자세한 사항은 [붙임2. 모의기획 대상사업 설명자료] 참조

다. 최종 성과물

ㅇ 과학난제도전 융합연구개발사업 연구계획서(표준양식) 제출‧발표

- 기존 연구의 한계나 문제점, 과학난제 도전을 위한 접근과 해결방식, 연구 추진체계 및 협력 방안, 파급효과 등에 대해 구체적으로 작성

라. 지원내용

ㅇ 실시간 온라인 교육(3차), 연구책임자 대상 집합 교육(1차)

ㅇ 연구팀별 멘토링 제공

ㅇ 팀당 1,950만원 이내 연구비 지원(5개월)

- 연구수당 : 매월 50만원 / 1인당 지급

- 연구활동비 : 300만원 이내

- 지도교수 : 250만원

- 교육훈련비 : 100만원 / 1인당 지급

※ KIRD 「국가R&D 리얼챌린지 과정」 수강료

마. 연구팀 및 지도교수 등 구성

ㅇ 연구팀 구성원 자격(팀당 4인)

- 연구책임자(1인) : 석·박사 과정 대학원생 및 졸업 후 2년 이내 미취업자

- 연구팀원(3인) : 학부생, 석·박사 과정 대학원생 및 졸업 후 2년 이내 미취업자

※ 휴학생, 휴학예정자, 취업예정자 지원 불가

※ 졸업 후 미취업자는 대학에 ‘연구생’으로 등록된 자에 한함

ㅇ 지도교수(1인)

- 연구지도 및 자문, 연구환경 제공 등

바. 추진일정

ㅇ 2022. 3월 : 과제 공모 및 접수

ㅇ 2022. 5월 : 선정평가 및 협약, 기획연구 착수

ㅇ 2022. 7월 : 1차, 2차 교육 및 멘토링 실시

ㅇ 2022. 8월 : 연구책임자 워크숍 실시

ㅇ 2022. 8월 : 3차 교육 및 중간평가 실시

ㅇ 2022. 9월 : 팀별 멘토링 및 연구계획서 발표

ㅇ 2022. 10월 : 최종 연구계획서(표준양식) 제출 및 연구비 정산

3. 연구팀 선정

가. 평가절차

ㅇ 제출한 프로그램 신청서에 대한 서면검토 후, 발표평가 실시

①사전검토		②전문가평가		③선정팀 공고
프로그램 신청서 검토 (신청자격 등)		1차 : 서면평가 2차 : 발표평가		평가결과에 대한 결과 공고

※ 전문가 평가는 KIRD 내부사정에 따라 변경될 수 있음

【사전검토】

ㅇ 신청 연구팀(연구책임자)의 자격, 신청서식 등을 검토

【전문가 평가】

ㅇ (평가방법) 서면평가 및 발표평가 실시

※ 전문가 평가는 KIRD 내부사정에 따라 변경될 수 있음

ㅇ (평가위원회 구성) 산‧학‧연 관련 분야 전문가 5인 내외 구성

- 평가의 객관성 및 공정성을 위하여 대상과제와 이해관계가 있거나 공정한 평가를 저해할 우려가 있는 전문가 제외

※ 과학기술정보통신부 소관 과학기술분야 연구개발사업 처리규정의 연구개발과제 평가위원 선정기준을 준용하여 선정

ㅇ (평가항목) 창의성, 독창성 및 합리성, 사회적 기여도, 융합성 등

평가항목	평가지표	배점
제안의 창의성	□창의성이 탁월한 수준의 과제인가? □모험적이고 도전적인 아이디어가 있는가?	40
연구방법의 독창성 및 합리성	□접근방법이 구체성 및 타당성이 있는가? □목표 달성을 위한 추진체계가 적합한가?	30
제안한 난제해결의 사회적 기여도	□학문의 지식 수준을 높이고 신지평 개척 기여도가 높은가? □기존 학계에서 한계라고 생각하는 부분을 돌파하거나 새로운 이론을 증명한 과제인가?	20
연구자(연구그룹)의 우수성 및 융합성	□연구자(연구그룹)은 제안한 난제를 해결하기에 충분한 연구역량을 보유하고 있는가? □제안한 난제를 해결하기 위한 연구팀 구성은 적절한가?	10
	합계	100

【선정팀 공고】

ㅇ KIRD 홈페이지(www.kird.re.kr → 알림공간 → 공지사항) 내 게시

ㅇ 개별 연구팀 이메일 안내

4. 신청방법

가. 신청서류 교부 및 제출방법

ㅇ 접수방법 : 이메일 접수(bkkim@kird.re.kr)

ㅇ 신청기간 : 2022년 4월 25일(월요일) 18시까지

ㅇ 구비서류

- 1) 신청서(붙임1 참조) 및 발표자료(PPT 형식, 10분 내외 발표분량)

- 2) 연구팀 전원 재학 증명서(졸업생의 경우 최종학력 졸업 증명서)

- 3) 신청 공문(PDF 형식, 소속 대학 산학협력단에서 발급)

<신청 공문 예시>

수신자 : 국가과학기술인력개발원장 (경유: 인재개발사업실)

제목 : 2022년도 국가R&D 리얼챌린지 사업 신청서류 제출(OO대학 연구책임자명)

1. 귀 기관의 무궁한 발전을 기원합니다.

2. 귀 기관에서 지원하는 2022년도 국가R&D 리얼챌린지 사업을 신청하고자 관련 서류를 붙임과 같이 제출하오니 업무에 참고하시기 바랍니다.

가. 사업명 : 2022년도 국가R&D 리얼챌린지 사업

나. 연구과제명 : 신청서와 동일하게 작성

다. 연구책임자(대학원생) : 신청 대학원생

라. 연구기간 : 협약 체결일 ~ 2022년 10월 14일(약 5개월)

붙임 : 1. 프로그램 신청서 1부(별도 송부)
2. 발표자료 1부(별도 송부)
3. 재학증명서 1부(별도 송부).  끝.

나. 접수 및 문의처

ㅇ 인재개발사업실 김보경 부연구위원 (bkkim@kird.re.kr)

붙임1		신청서

국가R&D 리얼챌린지 프로그램 신청서
팀 명
과 제 명	(영문: )
주제	□ 임무Ⅰ 과학기술 패러다임 변화 대응 □ 임무Ⅱ 지속가능한 기후·환경체제 구축 □ 임무Ⅲ 인류 건강 증진 □ 임무Ⅳ 상상력 한계의 도전
연구책임자	성명	소속 대학	학과	재학상태
	대학원생 (연구팀 대표)			(석사과정, 석사, 박사과정, 박사수료, 박사후) 택 1
연구기간	협약 체결일로부터 2022년 10월 14일까지 (약 5개월)
모의연구기획비	일금 일천구백오십만 원정 (₩ 19,500,000 원정)
참여연구원	4명 (연구책임자: 1명, 참여연구원: 3명)
본인은 상기의 국가R&D 리얼챌린지 프로그램을 관계 규정과 제반 지시사항을 준수하여 성실히 수행하고자 연구계획서를 제출합니다. 년 월 일 주관연구책임자 : (인)
우리 대학에 소속중인 위 연구책임자가 해당 연구를 효과적으로 완수할 수 있도록 하기 위하여 다음 사항을 성실히 이행하겠습니다. 1. 연구수행에 대한 종합적인 책임 2. 연구시설, 인력, 행정의 우선적인 지원 3. 연구용역비의 관리, 사용 및 관리자의 지정 년 월 일 지도교수 : [직인] 산학협력단장 : [직인] 국가과학기술인력개발원장 귀하

【 OOO팀 신청서 】

1. 요약 (2페이지 이내)

과 제 명		(국문)
		(영문)
연구목적 및 필요성		□ 개조식 기술 ○
주요 연구내용		□ 개조식 기술 (본 연구 내용) ○ □ 개조식 기술 (5개월 간 연구기획 절차, 계획 등 내용) ○
기대성과 및 활용방안		□ 개조식 기술 ○
연구비		19,500천원
선행연구와의 차별성		□ 개조식 기술 ○
주요 선행 연구		연구과제명 (연구연도)	연구자 (연구방법)	연구목적	주요 연구내용
	1	###	A
	2	△△△	B
	3	○○○	C

2. 연구원 편성표

				연구책임자
				○ ○ ○
									지도교수
									○ ○ ○
○ ○부문				○ ○부문					○ ○부문
참여연구원				참여연구원					참여연구원
○ ○ ○				○ ○ ○					○ ○ ○

No.	성명	학교	전공	학위	구분
1	홍길동	한국대학교	기계공학	(석사/박사/석박통합 등)	연구책임자
2					참여연구원
3					참여연구원
4					참여연구원
5					지도교수

※ 지도교수는 국내 소재 4년제 대학 소속교수(조교수 이상)

3. 연구책임자

1) 인적사항

성 명	국 문	(한문)	직위(급)
	영 문
주 소	직 장	(전화 : )
연구자등록번호	(한국연구재단 통합연구인력정보시스템 등록연구자 번호 기재)

2) 학력

연도(부터～까지)	학 교	전 공	학 위
YYYY.MM~YYYY.MM			(석사/박사/석박통합 등)
YYYY.MM~YYYY.MM			(석사/박사/석박통합 등)
YYYY.MM~YYYY.MM			(석사/박사/석박통합 등)
최종학위 논문제목

3) 주요 연구실적 : 최근 5년간 해당과제와 관련된 사항만 기재 (10개 이내)

연구제목	연구기간	발표서적 또는 학술지명	역할 (책임자/참여자)	비고

4. 추진 일정

세부연구내용	연구추진일정					연구 용역비 (천원)	비 고
	1	2	3	4	5
사업진도(%)						19,500

중간보고서 제출 예정일	7월 중	최종보고서 초안 제출 예정일	9월 중

5. 연구비 소요명세서

(단위 : 천원)

항목	구 분	금 액	산출근거	구성비(%)	비고
연구수당	연구팀 연구수당	10,000	500×5개월×4명		必 포함
연구장비‧재료비	연구장비
	재료비		A시약: 50×100개 B시약: 50×100개
연구 활동비	인쇄비
	전문가활용비	2,500	지도교수: 2,500		必 포함
	회의장 사용료
	교육훈련비	4,000	1,000×4명		必 포함
	문헌구입비
	연구개발서비스 활용비
	제세공과금 및 수수료
	국내출장비		회의참석: 50×5회 교육참가: 50×3회 평가참석: 50×3회
	사무용품비
	회의비
계		19,500		100

※ 소액 연구비로 진행되는 사업으로 간접비는 계상하지 않음

※ 소요 예산 책정 시, 반드시 공고문의 지원내용(금액) 참조

※ 기타 범용성 장비(PC, 태블릿, 프린터기, 전자기기 등)는 연구장비·재료비 계상 불가

붙임2		모의기획 대상사업 설명자료

임무I. 차차세대 과학기술 패러다임 변화 대응(Breakthrough Challenge)
과학난제 (Big Questions)	개요 및 난제도전 예시
➊ 원자·분자의 제어 또는 물질 합성으로부터 새로운 과학의 가능성을 열 수 있지 않을까?	(배경 및 개념) 화학반응은 원자·분자 수준에서 일어나지만 아보가드로 수만큼 많은 물질의 형태로 반응을 접하게 된다. 최근 원자나 분자의 광포획처럼 극소수의 원자나 분자를 제어하는 기술이 발전하고 있다. 그렇다면 극소수의 원자나 분자만으로 화학 반응을 일으키거나 자연계에 없는, 인공적으로 조작되거나 제어된 물질로부터 새로운 과학적 현상을 발견할 수 있을까?
	(난제도전 예시) ❍ 단원자·분자와 같은 극소수의 원자·분자만으로 화학반응을 일으키고 제어하는 연구 ❍ 단분자와 같은 극미량의 카이랄분자를 검출하는 광학적 방법 ❍ 물리량의 상호 관계를 벗어날 수 있는지에 대한 규명(Non-reciprocity) ❍ 물의 전기 이중층에서 이온의 거동에 관한 연구
	(기대효과) 화학반응의 새로운 패러다임을 구현하거나 광학, 화학, 생물학 등 기초과학 기반의 융합 분야의 발전과 인류 난제 해결의 실마리를 발견
➋ 새로운 과학기술이 기존 과학이론과 패러다임을 바꿀 수 있지 않을까?	(배경 및 개념) 산업혁명 이후 대량 생산과 신물질들이 개발되면서 많은 새로운 데이터가 축적되었다. 이로부터 자연에 대한 새로운 이해와 양자물리학과 같은 인류의 삶을 바꾸는 패러다임의 변화가 시작되었다. 최근의 기계학습과 빅데이터 분야의 눈부신 발전으로 또 다시 많은 양의 새로운 데이터를 축적하고 처리할 수 있게 되었다. 그러나 아직까지는 인공지능적 응용에 머물고 있는 실정이다. 그렇다면 이들로부터 새로운 과학기술의 패러다임을 창출하는 것은 가능한가?
	(난제도전 예시) ❍ 빅데이터 및 기계학습을 기반으로 새로운 측정 및 물리량 개념 창출 ❍ 기계 학습으로 새로운 물성을 지닌, 새로운 결정구조를 만들 거나 지금까지 발견되지 않는 특성 구현 ❍ 딥 러닝 기반의 pre-screening과 de novo 분자 설계를 통한 창의·도전적인 융복합 연구 ❍ 혁신 소재 연구의 새롭고 도전적인 접근 방법 제안(예: 혁신 소재 연구, 광소재 연구, 광치료제 연구, 인공센서 연구, 최적화된 이론적 계산 방법 정립 및 실험을 통한 이론 검증 등) ❍ 인공지능과 빅데이터를 활용한 기초연구 이론과 실험의 혁신
	(기대효과) 기존에 답보상태에 있거나 병목현상이 야기된 연구 분야에서 혁신을 이끌 수 있는 기초 과학(공학)적 성과 창출

ㅇ 한국연구재단 「과학난제도전 융합연구개발 사업」 주제

임무Ⅱ. 지속가능한 기후·환경체제 구축(Sustainability Challenge)
과학난제 (Big Questions)	개요 및 난제도전 예시
➌ 진정한 그린수소 생산은 가능할까?	(배경 및 개념) 환경 및 기후변화에 대응하기 위해서는 “저탄소 사회”로의 전환은 필수적이다. 새로운 형태의 미래 에너지 중 수소에너지가 큰 대안으로 조명되고 있으며, 특히 그린수소는 탄소 배출을 하지 않기 때문에 친환경 에너지원으로 주목받고 있다. 기존 수전해 연구의 기술적 한계를 돌파하고 경제성과 효율성을 확보한 진정한 의미의 그린수소 생산을 가능하게 하려면 어떤 연구가 필요할까?
	(난제도전 예시) ❍ 투입된 기질 대비 6 mol H2/mol C6 이상의 고효율 바이오수소 생산기술 개발 ❍ 화학공정 수준(예: >500 m3 H2/m3반응기/d 이상)의 고속 바이오수소 생산 ❍ 1kg CO2/kg H2 이하 (LCA 분석) 성능의 수전해 시스템 기술 ❍ 물산화 반응의 “O-O 본딩”의 이해를 통한 수전해 효율 증진 극대화 연구
	(기대효과) 고효율 그린수소 생산의 근간이 되는 혁신적 원천기술 확보로 한국의 기후변화 대응을 위한 글로벌 리더십 확보
➍ 우리가 먹는 물은 안전할까?	(배경 및 개념) MIT Technology 리뷰 최신호(2022.1월)에서는 기후변화에 따른 물의 안전성 및 지속적 공급 문제를 주요 이슈로 언급하고 있다. 뿐만 아니라 극미량 오염물의 즉각적 검출과 처리는 인간의 건강과 직결되는 중요한 이슈이다. 최근에는 기존 물 속 특정 성분의 변화를 실시간으로 모니터링하고 처리하는 전통적 기술의 한계와 개념을 뛰어넘는 신개념 융합기술 개발가능성에 대한 기대가 높아졌다. 주요 선진국에서는 항원·항체 및 나노기술 등 신흥 과학기술을 활용하여 높은 선택성을 부여한 극미량 분석기술 및 복합 오염물질로 오염된 물의 안정성에 대한 연구를 본격화하고 있으나, 국내 연구는 미흡한 실정이다. 인간의 생존에 필수적인 물의 안전성을 확보할 수 있는 실시간 분석, 처리, 평가 기술 개발이 가능할까?
	(난제도전 예시) ❍ ppt(part per trillion) 수준의 오염물질을 1분 이내 검출이 가능한 경제적인 수질센서 (전기화학 센서, 단백질 센서, 생물 센서 등) 개발 ❍ 물속 입자의 실시간 정량(갯수, 크기) 및 정성 (미생물/무기입자/플라스틱 구분 등)분석이 가능한 계측기술 개발 ❍ 환경호르몬 등 ng/L 수준 유기오염 물질의 초고속 (1분 이내) 무독성화 연구 ❍ 취수-정수-배수-이용 등 먹는 물 전 과정 모니터링 및 기계학습을 통한 온라인 모니터링 및 최적화 기술 개발 등에 관한 연구
	(기대효과) 물의 안전성 확보를 통한 UN의 지속가능개발목표(SDG 6) 달성과 수중 오염물질의 초고속 분석·처리 기술의 고부가가치 물 산업, 실시간 수질 예보 또는 잠재적 재난 대응 등 미래 먹거리 신산업 및 미개척 분야 창출에 기여
➎ 획기적인 탄소중립 기술은 무엇인가?	(배경 및 개념) 우리나라의 2018년 대비 2030 온실가스 감축목표 (Nationally Determined Contribution, NDC) 40% 감축 달성과 2050년까지 온실가스 순 배출량 0을 달성을 위해서는 기존의 방식을 뛰어넘는 획기적인 탄소 제거(Carbon Removal) 기술개발과 ICT/AI 등과의 기술융합 등의 기반으로 실행 가능한 방법이 요구된다.
	(난제도전 예시) ❍ 획기적인 탄소 절감을 위한 새로운 소재 탐구 또는 탄소 제거 프로세스 혁신 연구 ❍ Carbon Zero-emission에 근접하는 화석연료 청정전환 기술 개발 ❍ 미생물을 이용한 원자력 폐기물(중.고준위)의 획기적인 처리 방안 개발
	(기대효과) 탄소 배출의 적응적 감축에서 능동적 대응을 도모하기 위한 애로기술 실현 및 새로운 에너지 기술 개발로 UN의 기후변화 의제를 주도, 지속가능개발목표(SDGs) 달성에 기여
➏ 기후환경 모니터링 및 예측에 필요한 새로운 접근방법은 무엇인가?	(배경 및 개념) 자연과 인간이 생산한 데이터를 활용하여 디양한 기후환경에 대한 모니터링과 조기 경보는 매우 중요하다. 데이터와 분석에 의한 모니터링과 예측을 기반으로 하는 체계적인 모델개발의 실험적 사고가 요구되고 있다. 기후환경 시뮬레이션에 수많은 연구와 데이터, AI가 활용되고 있는데, 보다 혁신적인 아이디어나 접근방법이 없을까?
	(난제도전 예시) ❍ 다양한 이종데이터를 활용한 기후환경모델의 분석과 예측 ❍ 지구환경 모니터링을 효율적인 디지털시스템으로 구현할 수 있는 혁신적 아이디어 ❍ 기후환경분야에 빅데이터, AI의 새로운 파괴적 아이디어를 구현 또는 새로운 수리적 모델링 연구
	(기대효과) 미래 기후 변화 예측도를 높여 올바른 온실가스 감량 계획안 제시 및 홍수, 가뭄 등의 재난 예측도를 높여 농식품 재배의 안정적 지속성과 시민의 안전성 제고

임무Ⅲ. 인류 건강 증진(Health Challenge)
과학난제 (Big Questions)	개요 및 난제도전 예시
➐ 난치성 질환을 극복할 수 있을까?	(배경 및 개념) 현대 사회에서 의료와 복지의 발달로 인간의 ‘절대 수명’은 연장되었으나, 주어진 수명 동안 건강한 삶을 유지하는 ‘건강수명’을 증대시키기 위한 과학기술적 해법에 대한 탐구는 여전한 난제로 남아있다. 세계경제포럼(WEF) 및 세계보건기구(WHO)는 기대수명과 건강수명 일치를 통한 삶의 질 향상을 핵심 아젠다로 제시한 바 있으며, 건강과 삶의 질에 관련된 문제 해결을 위한 과학기술의 역할이 강조되고 있다. 2021년에 수립된 「바이오헬스 연구개발(R&D) 투자전략」에서는 원천·기반연구로서 질병 기전규명 및 질환극복연구를 언급하고 있으며, 2022년도 말에 수립 예정인 「제5차 과학기술 기본계획(’23~’27)」은 4대 전략의 하나로 ‘인류의 생존’을 강조한 바 있다. 최근에는 과거에 없었던 새로운 전염병의 출현, 유전병, 암, 신경 질환 및 대사 질환 등의 진화 등 건강수명을 위협하는 요인들이 늘어나고 있다. 따라서 건강수명 증대를 위해 난치성 질환 극복을 위한 도전적이고 창의‧혁신적인 신개념 융복합 연구가 필요한 실정이다. 창의적이고 혁신적인 아이디어를 바탕으로 융복합 연구를 수행한다면 현대 사회의 난치성 질환을 극복할 수 있지 않을까?
	(난제도전 예시) ❍ 난치성 질환을 선제적으로 예측하고 예방하기 위해서는 어떻게 창의적이고 도전적으로 융복합 연구를 수행할 수 있을까? (예: 계산적 수학적 모델링을 통해 생물학적 시스템을 체계적으로 연구하여 난치 질환 예측의 이론적 방향을 정립(난치성 질환 발생의 근원에 관한 수리 모델링) ❍ 난치성 질환을 근본적으로 이해하고자 하는 기초 연구를 수행한다면 어떤 연구 방법이 창의적이고 도전적일까? (예: 단세포 수준 연구, 다중 오믹스 연구, 후성유전 연구, 마이크로바이옴 연구, 오가노이드 연구 등) ❍ 난치성 질환을 치료할 수 있는 신개념 치료법을 개발하고자 하면 어떠한 획기적인 치료법이 있을까? (예: 개인 맞춤형 치료, 아바타 연구를 통한 치료 등)
	(기대효과) 질병에 대항해서 건강을 회복시킬 수 있는 혁신적인 생명과학 및 의약학 이론을 확립하고 보편적 생명 원리 탐구에 응용, 차세대 과학기술로 인간의 신체적‧지적 능력 보완 및 확장을 통해 인류의 건강한 삶을 실현할 수 있을 것으로 기대

임무Ⅳ. 상상력 한계의 도전(Challenge Beyond Imagination)
과학난제 (Big Questions)	개요 및 난제도전 예시
➑ 21세기에 해결해야 할 수학난제는 무엇인가?	(배경 및 개념) “호기심, 상상력, 자유로움에 기반한 기초 연구가 경제에 활력소가 되고, 사회를 변화시키며 지구가 직면하는 문제의 해결에 씨앗이 되었음은 이미 증명된 사실이다. (...중략) 역사는 소위 쓸모없는 지식을 추구함으로써 얻은 성공의 무수한 예를 제공한다. 양자 역학은 실수로 컴퓨터 칩의 개발로 이어졌고, 오늘날의 GPS 장치는 아인슈타인의 상대성 이론 없이는 생각할 수 없을 것이다. (..중략).” - Flexner & Dijkgraaf 저서 “Usefulness of Useless knowledge“ 中 - 1900년에 다비트 힐베르트가 제시한 "밀레니엄 문제"는 20세기 수학 발전에 지대한 영향을 끼쳤다. 이러한 파급효과를 기대한 미국 클레이 연구소는 21세기 사회에 가장 크게 공헌할 수 있지만 아직까지 풀리지 않은 미해결 수학 문제 7가지에 각각 100만불의 상금을 걸고 제시했다. 약 22년이 지난 지금까지도 단 한 문제만 러시아 수학자에 의해 해결되었고, 나머지는 모두 미해결의 난제로 남아있다. 인간의 호기심은 과학기술(산업)의 기본 틀을 바꾼다. Clay 밀레니엄 난제 문제와 같이 세계 수학자들이 가장 관심 있어 하는 순수 수학 난제 해결을 목표로 한다.
	(난제도전 예시) ❍ L-함수에 대한 연구 ❍ 모듈라이 공간에 대한 난제 해결 ❍ Hodge conjecture에 대한 연구 ❍ Navier-Stokes 방정식을 포함한 유체에 관한 연구 ❍ 계산 이론 분야 복잡성 계산(NP=P)
	(기대효과) 대한민국의 기초과학이 글로벌 선도 그룹으로 진입하는 데에 기여
➒ 계산적, 수학적 모델링을 통해 생명, 의학, 제조 부분 등 다양한 융합 난제를 해결할 수 없을까?	(배경 및 개념) 수학적 모델을 통해 생명, 의학, 제조 등 실험적 경험적 탐구를 명확히 하고 제시한다. 특히 계산적 모델은 이러한 방향을 확인하고 연구를 발전시키는 중요한 역할을 한다. 그렇다면 계산적, 수학적 모델링을 통해 생명, 의학, 제조 부분 등 다양한 융합형 난제를 해결할 수 있지 않을까?
	(난제도전 예시) ❍ 세포 내의 상호작용을 표현할 수 있는 수학적 모델링 ❍ 인체 질병 발생의 근원에 관한 수리 모델 ❍ 이차전지의 수리적인 해석(리튬금속 배터리의 자유경계층 문제 해결 등) ❍ 생산기술 향상을 위한 수리적 계산 ❍ 의료영상 데이터(MRI, CT, PET, 초음파 등)의 수리적 해석
	(기대효과) 21세기 화두인 초융합형 난제 해결의 초석 마련
➓ 데이터 과학과 기계 학습의 이론적 원리를 규명할 수 있을까?	(배경 및 개념) 인공지능(AI)과 빅데이터가 많은 분야에서 활발히 활용되고 있으나 생명이 담보되거나 거액의 손실이 발생할 수 있는 분야에서는 제한적으로 활용되고 있다. 그 이유는 현재의 기계학습 모델이 어떻게 작동하는지에 대한 설명이 불가능하기 때문이다. 이를 극복하기 위한 방법으로 설명 가능한 기계학습에 대한 수학적 연구가 필요하다. 데이터 과학과 기계 학습의 이론적 원리의 규명이 가능해진다면 다양한 과학난제를 해결할 수 있지 않을까?
	(난제도전 예시) ❍ 데이터 사이언스에 대한 순수수학 및 수리 통계적 접근 ❍ 인공지능 관련 수학적인 원리 규명 ❍ 최적화 난제에 대한 수리적 방법연구
	(기대효과) 설명가능한 인공지능 원리의 기본 틀 제공