기초연구사업 예산은 2014년 1.02조원에서 2023년 2.58조 원으로 지난 10년간 1.5조 원 이상 확대되었으며, 2014년부터 2022년까지 총 164,377과제를 지원하고 2023년 상반기 개인연구로 8,222개 과제가 신청되었다.

2020년부터 학문분야별 특성 및 연구환경을 고려하여 사업별 사전에 예산을 확보하고 연구과제를 지원하는 학문분야별 지원체계를 적용 중이다.

한국연구재단은 최근 10년간 예산 확대와 제도적 변화가 있었던 기초연구사업에서 어떠한 연구들이 수행되었으며, 학문적으로 또는 연구주제에서 어떠한 중요한 변화가 있었는지를 분석한 이슈 리포트 《기초연구사업 지원과제(2014~2023) 연구주제어 분석을 통해 나타난 연구 트렌드》(저자: 황은희 한국연구재단 책임연구원·박지영 한국과학기술정보연구원 선임연구원)을 지난달 29일 발간했다.

이번 이슈 리포트는 최근 10년간의 연구과제를 대상으로 연구협약 시 제출한 과제계획서 상의 국문 연구주제어를 동시출현단어 분석(co-word analysis)을 통해 기초연구사업의 CRB(Chief of Review Board)별 지적 구조(intellectual map)를 파악했다.

구체적으로는 기초연구사업 23개 CRB 분야별로 2014년부터2022년까지 기초연구사업에 연구지원(신규+계속)된 총 164,377과제에 등장하는 연구주제어를 정제하여 빈도수가 높은 순으로 정리하고, 또한 연구주제어 간의 관계를 알아보기 위해 VOS Viewer 도구를 활용하여 네트워크 분석했다. 또한, 일정한 주기별로 네트워크 분석을 실시하여 연구주제어의 등장, 소멸, 연구주제어 간의 관계 변화 등을 시계열로 살펴보았다.

브리프에 의하면, 2023년 대부분 분야의 CRB별 연구주제어 트렌드가 최근 몇 년간의 것과 비교했을 때 크게 양상의 변화가 있는 것은 아니라고 판단되나, 다음과 같은 분야에서 변동이 있는 것으로 파악됐다.

물리학분야의 ‘그래핀’ 및 화학분야의 ‘나노입자’와 ‘자기조립’에 대한 주목도가 다소 떨어졌으며, 지구과학분야에서는 상대적으로 ‘은하진화’에 대한 관심도가 이전보다 감소했다. 또한, 기반생명분야에서는 ‘인공지능’을 활용하려는 움직임이 좀 더 활발해졌다.

아울러, 몇 개의 눈에 띄는 연구주제어가 10위 순위 안에 진입한 것으로 나타났는데, 예컨대, 지구과학분야에서 ‘블루카본’, 간호학분야, 컴퓨터·소프트웨어 및 다학제 융합·복합분야에서 ‘메타버스’가 빈도수에서 좀 더 주목받는 연구주제어로 등극한 것으로 보이며, 화학공학 및 소재분야에서는 ‘전고체전지’가 각각 빈도수에서 3위 및 2위로 등장했다.

 

▶ 23개 CRB별로 연구동향을 분석한 결과, 다음과 같은 주목할 만한 점이 도출되었다.
 
ㅇ 최근 많은 학문분야에서 ‘인공지능’ 관련 연구가 급부상하고 있는 것으로 나타났음. 다만, 학문분야의 특성에 따라 매우 빠르게 ‘인공지능’ 관련 연구를 시작하기도 하고, 생명과학분야 및 기초의학분야 등은 ‘인공지능’ 관련 연구가 적용되고 있기는 하나, 아직은 타 분야에 비하여 더딘 것으로 보임. 

대부분의 ‘인공지능’ 관련 연구는 특정 데이터 분석을 위해 기존에 존재하는 알고리즘을 활용 또는 알고리즘을 조정하는 등의 연구가 주류를 이루는 것으로 나타났다. 예컨대, 각종 신약개발 프로그램을 구축한다든지, 단백질 구조를 유추, 질병의 영상 진단, 스마트시티, 신호처리, 자율주행 등 전통적으로 수행되어온 연구를 좀 더 빠르고 정확하게 분석하거나 처리하기 위하여 ‘인공지능’이라는 방법론을 응용하는 것으로 판단됨.

ㅇ 또 다른 연구의 큰 방향이라면 바로 ‘기후 온난화’를 해결하려는 연구계의 활발한 움직임이라고 하겠음. 탄소중립을 실현하기 위해 화학분야인 기초과학부터 화학공학, 소재분야 등 공학 분야까지 태양전지, 연료전지, 이차전지 등 대체 에너지 개발 연구를 활발하게 수행하고 있으며, 에너지·환경 융합·복합분야에서는 촉매를 활용한 바이오에너지 연구가 확대되고 있음.

화학공학분야에서는 이산화탄소 저감/자원화 기술이 증가하고, 지구과학분야 및 건설/교통분야에서는 최근 부상하고 있는 인공지능 기술을 접목하여 기후변화 예측, 미세먼지, 에어로졸 연구가 꾸준하게 연구되고 있는 추세임. 아울러, 기반생명분야에서는 최근의 기후온난화의 상황과 점점 증가하는 인구에 대응하여 식량확보 문제를 해결하고자 ‘벼’를 포함한 작물의 유전자 기능을 알아내기 위한 연구가 적극적으로 수행되는 것으로 나타남. 

ㅇ 최근 ‘신소자’, ‘신소재’에 대한 연구는 꾸준히 이루어지고 있으며, 물리학, 화학, 기계, 화학공학, 소재, 전기/전자, 바이오·의료융합분야에서 공통적으로 ‘그래핀’ 연구주제가 각광을 받은 것으로 나타났음. 특히 물리학분야 및 소재분야에서는 2014년부터 최근까지도 빈도수에서 1위를 차지하였으며, 그래핀이 가지고 있는 고유한 특성 덕분에 차세대 전자소자로 연구되고 있는 다양한 양자소자 및 스핀소자 개발의 가능성을 보여주고 있음. 

또한, 그래핀의 고유한 밴드 구조로 새로운 광학적 특성에 대한 연구도 활발히 연구되어 광소자로의 응용 가능성도 커지고 있음. 물리학분야에서는 그래핀에 대한 물질의 근본적 특성을 이해하고 어떻게 조절 및 개선할 것인가를 모색하기 위한 기초연구가 좀 더 지배적으로 이루어지고 있다면, 전기/전자, 소재 분야에서는 실제로 사용할 수 있는 소자 구현에 집중되었다고 하겠음.

ㅇ 이외에 화학, 화학공학, 소재, 바이오·의료융합, 에너지·환경 융합·복합분야에서 ‘나노입자’ 연구주제가 주목을 받은 것으로 나타났으며, 특히 화학 및 화학공학분야에서는 오랜 기간 빈도수에서 1위를 차지한 것으로 분석되었음. 초기에는 나노입자의 합성, 입자크기 조절 등에 관한 연구가 주를 이루었으나, 최근에는 바이오칩, 센서, 광촉매, 디스플레이 제조 등 중요한 산업분야로 연구가 급격하게 확대되고 있으며, ‘자기조립’ 현상을 이용한 나노구조체를 기반으로 약물 전달, 조영제, 바이오 이미징 등 질병 진단을 위한 연구도 활발하게 나타나고 있음.

▶ 이와 같이 시대적 흐름과 세계적인 연구 동향이 반영되어 ‘인공지능’, ‘기후온난화’, ‘신소재’, ‘신소자’ 등에 관한 학문분야별 연구의 트렌드가 나타났으며 분야 간 연구주제어가 중첩되는 경향을 보이기도 하였음. 이는 학문분야별 동일 연구를 수행한다는 것보다 각자의 학문적 영역을 구축하고 전통적으로 수행해 오던 고유의 연구에 새로운 연구주제를 접목하여 과학기술의 발전과 패러다임을 이끌어 가는 것으로 판단됨.

▶ 아울러, 지난 10년간 기초연구사업 예산이 증대됨에 따라 기초연구 전 분야에서 더욱 많은 연구자들이 연구를 수행함으로써 더욱 다양한 연구주제를 다룰 수 있게 됨을 확인할 수 있었음. 예컨대, 화학분야에서 전통적으로 중요한 ‘합성’에 관한 연구가 2014~2018년에는 제한적으로 이루어진 것으로 보이나, 2019~2022년에는 ‘전합성’, ‘비대칭합성’ 등 여러 연구주제를 다루며 ‘합성’에 관한 연구영역을 점차 확대해 나갔음. 기초생명분야에서는 2014~2018년 대비 2018~2022년 미토콘드리아를 중심으로 연구의 대상이 되는 질병의 종류가 확대되고, 생물정보학의 영역이 새로이 등장하는 등 연구주제가 다양해졌음을 확인할 수 있었음.

▶ 이렇듯 기초연구사업에서 연구자들이 상대적으로 더 관심 있어 하는 연구주제들이 시대별로 분명히 존재는 하나, 여전히 연구자들은 그들의 지적 호기심에 따라 그동안 시도하지 않은 많은 여러 가지 연구들에 문을 두드리고 있음을 알 수 있음.