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찰스 스타크 드레이퍼 연구소

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목차

1. 개요

찰스 스타크 드레이퍼 연구소는 1932년 MIT 항공학 교수 찰스 스타크 드레이퍼에 의해 설립된 연구 기관이다. 유도, 항법 및 제어 기술 개발에 중점을 두었으며, 아폴로 유도 컴퓨터 개발과 같은 주요 업적을 남겼다. 1973년 MIT에서 분리되어 독립적인 비영리 연구 개발 법인이 되었으며, 현재는 전략 시스템, 우주 시스템, 전술 시스템 등 다양한 분야에서 연구를 수행하고 있다. 또한, STEM 교육 및 지역 사회 공헌 활동을 펼치며, 기술 인재 양성에도 기여하고 있다. 드레이퍼 상을 후원하며, 대중에게 무료 전시회를 개최하기도 한다.

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찰스 스타크 드레이퍼 연구소 - [연구소]에 관한 문서
개요
매사추세츠주 케임브리지 소재 드레이퍼 연구소
매사추세츠주 케임브리지 소재 드레이퍼 연구소
이름드레이퍼 연구소
정식 명칭Charles Stark Draper Laboratory, Inc.
유형독립, 비영리 기업
산업방위
우주
생물 의학
에너지
설립MIT 기밀 기기 개발 연구소 (1932년)
Charles Stark Draper Laboratory, Inc. (1973년)
주요 인물제리 M. 볼레츠 (사장 겸 CEO, 2022년–)
직원 수2,000명
위치555 테크놀로지 스퀘어, 케임브리지, 매사추세츠 02139-3563
사업장4곳
수익7억 6,500만 달러 (2023 회계 연도)
홈페이지www.draper.com
추가 정보
위치 (한국어)매사추세츠주 케임브리지

2. 역사

아폴로 유도 컴퓨터의 디스플레이 및 키보드(DSKY) 인터페이스. 사령선 제어판에 장착되었으며, 위에는 비행 관리자 자세 지시계(FDAI)가 보인다.


1932년 MIT 항공학 교수 찰스 스타크 드레이퍼가 항공기 장비 개발을 위해 설립한 연구소가 기원이다. 초기에는 '기밀 계측 개발 연구소', 이후 'MIT 계측 연구소'(I-Lab) 등으로 불렸다.[10]

1970년 설립자 이름을 따 현재의 명칭이 되었고, 1973년 MIT에서 독립하여 비영리 법인이 되었다.[1][7][11] 이는 베트남 전쟁 시기 군사 연구에 대한 사회적 압력과 관련이 있다.[12]

연구소는 역사 전반에 걸쳐 유도 항법 제어(GN&C) 기술 개발에 주력하며 미국 국방부와 NASA의 요구에 부응해왔다. 아폴로 계획의 아폴로 유도 컴퓨터 개발과 잠수함 발사 탄도 미사일(SLBM) 유도 시스템 설계는 대표적인 성과이다. 또한 항공기, 잠수함, 미사일, 우주선, 무인기 등 다양한 분야의 GN&C 시스템 개발에 기여했다.[19]

2. 1. 설립과 초기



1932년, MIT 항공학 교수인 찰스 스타크 드레이퍼는 항공기의 추적, 제어 및 항해에 필요한 장비를 개발하기 위해 교육 연구소를 설립했다. 이것이 드레이퍼 연구소의 기원이다. 제2차 세계 대전 동안 이 연구소는 '기밀 계측 개발 연구소'(Confidential Instrument Development Laboratory|영어)로 알려졌으며, 이후 'MIT 계측 연구소'(MIT Instrumentation Laboratory|영어) 또는 'I-Lab'으로 이름이 변경되었다. 1970년 기준으로 연구소는 케임브리지 오스본 스트리트 45번지에 위치했다.[10]

1970년, 연구소는 설립자의 이름을 따 '찰스 스타크 드레이퍼 연구소'로 개명되었고, 1973년에는 MIT로부터 독립하여 비영리 연구 개발 법인이 되었다.[1][7][11] 이러한 독립은 당시 베트남 전쟁 반대 여론 속에서 군사 연구를 수행하는 MIT 연구소에 대한 매각 압력의 영향을 받았다. 다만, 연구소 자체는 베트남 전쟁에서 직접적인 역할을 하지는 않았다.[12]

MIT에서 분사된 후, 연구소는 처음 케임브리지 파크웨이 75번지와 MIT 근처의 다른 여러 건물로 이전했다. 이후 기술 광장 555번지에 약 41806.37m2 규모의 새로운 건물이 건설되었다. 스키드모어, 오윙스 & 메릴(시카고)이 설계한 이 복합 건물은 1976년에 문을 열었으며, 1992년 '로버트 A. 더피 빌딩'으로 명명되었다.[7]

1984년에는 약 15793.52m2 규모의 '앨버트 G. 힐 빌딩'이 햄프셔 스트리트 1번지에 개장되어, 거리를 건너는 안전한 폐쇄형 보행자 스카이 브리지를 통해 본관과 연결되었다.[7][13] 그러나 1989년, 국방 예산 삭감과 정부 계약 규정 변화의 여파로 드레이퍼 연구소는 조기 퇴직, 자연 감소, 비자발적 해고 등을 통해 2,000명이 넘던 인력을 절반으로 줄여야 했다.[7] 이에 대응하여 연구소는 우주 탐사, 에너지 자원, 의학, 로봇 공학, 인공 지능과 같은 비국방 분야로 사업을 확장하고 비정부 사업을 늘리는 조치를 취했다. 그 결과 10년 안에 직원 수를 1,400명으로 회복했다.[15]

2017년에는 기존 건물 사이의 개방된 안뜰 공간에 약 1858.06m2 규모의 여러 층으로 구성된 아트리움이 추가되었다. 이 공간은 보안 검색, 접수, 반공개 구역, 임시 전시 공간 및 직원 식당 등으로 활용된다.[14][15] 보스턴의 건축 회사 엘커스 만프레디가 설계한 이 개방적이고 시원한 실내 공간은 녹색 벽 식물과 넉넉한 좌석 공간을 갖추고 있다.[16][17][18]

연구소는 역사적으로 미국 국방부와 NASA의 요구에 부응하여 첨단 유도, 항법 및 제어(GN&C) 기술의 개발 및 초기 적용에 중점을 두었다. 주요 업적으로는 아폴로 계획의 우주 비행사를 달까지 안전하게 안내하고 지구로 귀환시킨 아폴로 유도 컴퓨터와, 해저에서 발사되는 잠수함 발사 탄도 미사일(SLBM)을 위한 정확하고 신뢰성 높은 유도 시스템 개발 등이 있다. 특히 UGM-27 폴라리스 미사일 프로그램을 시작으로 관성 기반 GN&C 시스템은 탐지를 피해 장기간 잠항하는 탄도 미사일 잠수함과 SLBM을 목표까지 유도하는 데 핵심적인 역할을 했다.

연구소는 상업용 및 군용 항공기, 잠수함, 전략 및 전술 미사일, 우주선, 무인 차량 등의 GN&C를 위한 관성 센서, 소프트웨어 및 기타 시스템 개발에 기여해 왔다.[19] 아폴로 유도 컴퓨터의 소프트웨어 개발은 마가렛 해밀턴이 이끌었으며, 할 레닝, 딕 배틴, 돈 아이일스와 같은 프로그래머들이 참여했다.

2. 2. 독립과 발전



1970년, 연구소는 설립자인 찰스 스타크 드레이퍼의 이름을 따서 개명되었다.[1] 1973년까지 MIT의 일부로 남아 있다가 독립적인 비영리 연구 개발 법인으로 전환되었다.[1][7][11] 이러한 독립 법인으로의 전환은 당시 베트ナム 전쟁 시기 군사 연구를 수행하는 MIT 연구소에 대한 매각 압력에서 비롯된 것이었다. 다만, 연구소 자체는 해당 전쟁에서 직접적인 역할을 수행하지는 않았다.[12]

MIT에서 분리되면서 연구소는 처음에는 케임브리지 파크웨이 75번지와 MIT 근처의 다른 여러 건물로 이전했다. 이후 기술 광장 555번지에 약 41806.37m2 규모의 새로운 건물이 건설되었다. 스키드모어, 오윙스 & 메릴(시카고)이 설계한 이 복합 건물은 1976년에 문을 열었으며, 1992년에는 "로버트 A. 더피 빌딩"으로 이름이 바뀌었다.[7]

1984년에는 햄프셔 스트리트 1번지에 약 15793.52m2 규모의 새 앨버트 G. 힐 빌딩이 개장했다. 이 건물은 거리를 가로지르는 안전하게 폐쇄된 보행자 스카이 브리지를 통해 본관과 연결되었다.[7][13]

그러나 1989년, 드레이퍼 연구소는 국방 기금 삭감과 정부 계약 규칙의 변화로 인해 어려움을 겪었다.[7] 이로 인해 조기 퇴직, 자연 감소, 그리고 일부 비자발적 해고를 통해 2,000명이 넘었던 인력을 절반 수준으로 줄여야만 했다.[7] 이러한 위기에 대응하여 드레이퍼 연구소는 사업 방향을 다각화했다. 우주 탐사, 에너지 자원, 의학, 로봇 공학, 인공 지능과 같은 비국방 분야의 국가 목표를 해결하는 사업을 확장하고, 비정부 사업을 늘리기 위한 조치를 취했다. 그 결과 10년 안에 직원 수를 1,400명까지 회복시켰다.[15]

2017년에는 기존 건물들 사이의 개방된 안뜰 공간을 약 1858.06m2 규모의 여러 층으로 된 아트리움으로 개조했다. 이 공간은 보안 검사, 접수처, 반공개 구역, 임시 전시 공간 및 직원 식당 등으로 활용된다.[14][15] 보스턴의 건축 회사 엘커스 만프레디가 설계한 이 개방적이고 시원한 느낌의 실내 공간은 녹색 벽 식물과 충분한 좌석 공간을 갖추고 있다.[16][17][18]

2. 3. 1980년대 후반의 위기와 극복

1984년에는 약 15793.52m2 규모의 새 앨버트 G. 힐 빌딩이 햄프셔 스트리트 1번지에 개장되었고, 거리를 건너 안전하게 폐쇄된 보행자 스카이 브리지를 통해 본관과 연결되었다.[7][13]

그러나 1989년, 드레이퍼 연구소는 국방 기금 삭감과 정부 계약 규칙의 변화로 인해 큰 위기를 맞았다.[7] 이로 인해 연구소는 조기 퇴직, 자연 감소, 비자발적 해고를 통해 2,000명이 넘었던 인력을 절반으로 줄여야만 했다.[7]

이러한 급격한 인력 감축에 대응하여, 드레이퍼 연구소는 사업 다각화를 모색했다. 우주 탐사, 에너지 자원, 의학, 로봇 공학, 인공 지능과 같은 비국방 분야 국가 목표 해결에 집중하고, 비정부 사업을 늘리기 위한 조치를 취했다.[15] 이러한 노력 덕분에 연구소는 10년 안에 1,400명의 직원을 확보하며 위기를 극복하고 재도약의 발판을 마련할 수 있었다.[15]

2. 4. 최근의 발전

1989년, 드레이퍼 연구소는 국방 기금 삭감과 정부 계약 규칙 변화로 인해 조기 퇴직, 자연 감소, 비자발적 해고를 통해 2,000명 이상의 인력을 절반으로 줄여야 했다.[7] 이에 대응하여 연구소는 우주 탐사, 에너지 자원, 의학, 로봇 공학, 인공 지능과 같은 비국방 국가 목표를 해결하는 사업을 확장하고, 비정부 사업을 늘리는 조치를 취했다. 이러한 노력 덕분에 10년 안에 직원 수는 1,400명으로 회복되었다.[15]

2017년에는 기존 건물 사이의 개방형 안뜰을 개조하여 약 1858.06m2 규모의 여러 층으로 된 아트리움을 만들었다. 이 공간은 보안 검사, 접수, 반공개 구역, 임시 전시 공간 및 직원 식당으로 활용된다.[14][15] 보스턴의 건축 회사 엘커스 만프레디가 설계한 이 개방적이고 시원한 실내 공간은 녹색 벽 식물과 풍부한 좌석을 갖추고 있다.[16][17][18]

3. 주요 기술 분야

드레이퍼 연구소 로고. 초기 로고는 항법 및 유도 기술을 강조했으나, 이후 연구 분야가 다각화되었다.


드레이퍼 연구소는 자율 시스템(항공, 육상, 해상, 우주), 정보 통합, 분산 센서 및 네트워크, 정밀 유도 탄약, 생명공학, 화학/생물학적 방어, 에너지 시스템 모델링 및 관리 등 다양한 첨단 기술 분야에 전문성을 가지고 있다.[3] 연구소는 개발된 기술을 상업적 생산으로 전환하기 위해 필요에 따라 외부 파트너와 협력하기도 한다.

연구소의 주요 기술 전문 분야는 다음과 같이 일곱 가지 영역으로 나뉜다.[3]

  • 전략 시스템
  • 우주 시스템
  • 전술 시스템
  • 특수 프로그램
  • 생명 공학 시스템 (의료 시스템)
  • 항공 전투 및 ISR(정보, 감시, 정찰)
  • 에너지 솔루션

3. 1. 전략 시스템

드레이퍼 연구소는 전략 시스템 분야에서 하이브리드 GPS 지원 기술, 잠수함 항법, 그리고 전략무기 보안과 관련된 유도, 항법 및 제어(GN&C) 전문 지식을 적용한다.[3]

3. 2. 우주 시스템

드레이퍼 연구소는 우주 시스템 분야에서 NASA의 기술 개발 파트너이자 행성 탐사를 위한 기술 실용화를 지원하는 역할을 수행하며, 유도, 항법 및 제어(GN&C) 기술과 고성능 과학 기기 개발에 전문성을 가지고 있다.[3] 또한 국가 안보와 관련된 우주 분야 연구도 수행한다.

3. 3. 전술 시스템

해양 정보, 감시 및 정찰(ISR) 플랫폼 개발, 소형화된 탄약 유도, 물자 수송을 위한 유도 공중 투하 시스템, 병사 중심의 물리적 및 의사 결정 지원 시스템, 보안 전자 및 통신, 미사일 방어 교전을 위한 조기 요격 유도 등의 분야를 다룬다.

3. 4. 특수 프로그램

다른 기술 분야와 관련된 최초의 시스템에 대한 개념 개발, 프로토타입 제작, 소량 생산 및 현장 지원을 담당한다.

3. 5. 생명 공학 시스템

연구소의 기술 전문 분야 중 하나로, 미세 전자기계 시스템 (MEMS), 의료 기술에서의 미세 유체 응용 및 소형화된 스마트 의료 기기 개발에 중점을 둔다. 이는 연구소 내 '의료 시스템 부문'에서 주로 다루는 분야이다.

3. 6. 항공 전투 및 ISR

항공 전투 및 정보, 감시, 정찰(ISR) 분야에서는 표적 지정과 표적 계획 응용을 위한 정보기술을 다룬다.

3. 7. 에너지 솔루션

석탄 화력 발전소나 국제 우주 정거장과 같이 복잡한 에너지 생성 및 소비 시스템 전반에 걸쳐 장비의 신뢰성, 효율성, 성능을 관리하는 것을 목표로 한다.[3] 에너지 시스템의 모델링과 관리 역시 연구소의 주요 전문 분야 중 하나이며, 이를 담당하는 '에너지 솔루션 부문'이 있다.

4. 주요 프로젝트 및 혁신

조지 워싱턴 (SSBN-598)과 같은 잠수함은 잠수 상태에서 관성 항법에 의존했고, 탑재된 UGM-27 폴라리스 미사일은 목표물을 타격하기 위해 관성 유도 방식을 사용했다.


드레이퍼 연구소는 오랫동안 관성 항법 분야에서 핵심적인 역할을 수행해왔다. 2003년까지도 이 분야와 관련된 프로젝트들이 언론에 자주 언급되었다. 최근에는 혁신적인 우주 항법 기술, 센서와 컴퓨터를 기반으로 자율적인 결정을 내리는 지능형 시스템, 그리고 나노미터 규모의 정밀한 의료 기기 개발에 연구 역량을 집중하고 있다. 연구소 직원들은 팀을 이루어 관성 항법과 디지털 컴퓨터를 기반으로 한 새로운 항법 시스템을 개발했으며, 이는 공간 위치를 결정하는 데 필요한 복잡한 계산을 가능하게 했다. 연구소의 주요 혁신과 프로젝트는 하위 섹션에서 더 자세히 다룬다.

4. 1. 관성 항법

드레이퍼 연구소는 관성 항법 시스템(INS)과 위성 항법 시스템(GPS)을 통합하는 기술을 연구 개발해왔다. 군용 INS는 적의 신호 방해나 재밍 위협 때문에 항상 GPS 위성 신호를 이용해 항로를 보정할 수는 없다. 따라서 INS 자체의 정확성이 중요하지만, 정확도가 낮은 저비용 INS는 GPS와 같은 외부 도움을 받아 더 자주 위치를 재보정해야 한다.[20]

연구소는 비용 절감과 신뢰성 향상을 목표로 GPS 정보를 INS 기반 항법에 통합하는 방법을 연구해왔다. 이러한 GPS와 INS 통합 시스템은 하드웨어 통합 정도에 따라 다음과 같이 분류된다.[20]

  • 느슨하게 결합된 (1995년 이전)
  • 긴밀하게 결합된 (1996년 ~ 2002년)
  • 깊이 통합된 (2002년 이후)


2006년 기준으로, 많은 군사 및 민간 분야에서 GPS와 INS 통합 시스템의 활용이 기대되었다. 특히, 포탄에 탑재되어 발사 시 약 20,000 g의 충격을 견딜 수 있는 깊이 통합 시스템 개발 가능성도 제기되었다.[2]

드레이퍼 연구소는 설립 초기부터 유도, 항법, 제어(GN&C) 기술 개발에 주력해왔으며, 특히 아폴로 계획의 GN&C 시스템 개발 등 중요한 역할을 수행했다. 연구소는 항공기, 잠수함, 미사일, 우주선, 무인 항공기 등의 정밀한 GN&C에 필수적인 관성 센서, 소프트웨어, 고신뢰 시스템 개발에 기여했으며, GPS 신호를 사용할 수 없는 환경에서도 지속적인 항법을 가능하게 하는 GPS와 관성 항법 시스템 조합 기술 개발도 주요 성과 중 하나이다.[72]

4. 2. 우주 항법

국제 우주 정거장의 운영에는 드레이퍼 연구소의 여러 기술이 사용된다.


드레이퍼 연구소는 창립 초기부터 유도·항법·제어(GN&C) 기술 개발에 주력했으며, 특히 아폴로 계획을 위한 고정밀·고신뢰 GN&C 시스템을 설계하고 개발하며 우주 항법 분야에서 중요한 역할을 수행해 왔다.

2010년, 드레이퍼 연구소는 MIT 및 다른 파트너들과 함께 '넥스트 자이언트 립' 팀의 일원으로 구글 루나 X 프라이즈 달성을 목표로 하는 프로젝트에 참여했다. 이 프로젝트는 최초로 민간 자금을 지원받아 로봇을 달에 보내는 것을 목표로 했다. 로봇은 달 표면에서 500m를 이동하고 영상, 이미지 등 데이터를 지구로 전송해야 했다. 드레이퍼 연구소는 유도, 항법 및 제어 알고리즘을 제공했으며, 우주 환경에서의 작동을 시뮬레이션하기 위한 "지상 인공 달 및 감속 중력 시뮬레이터" 개발에도 기여했다.[21][22]

2012년, 텍사스주 휴스턴의 드레이퍼 연구소 엔지니어들은 "최적 추진제 기동"이라는 새로운 방법으로 국제 우주 정거장(ISS)의 방향을 전환하는 기술을 개발했다. 이 기술은 기존 방식보다 연료 소모를 94% 절감하는 효과를 거두었다. 이 알고리즘은 "추진기의 위치와 중력 및 자이로 토크의 영향"을 포함하여 정거장의 움직임에 영향을 미치는 모든 요소를 정밀하게 계산한다.[23]

드레이퍼 연구소는 우주 비행사의 건강과 작업 효율성을 높이는 기술 개발에도 힘썼다. 2013년에는 장기간 우주 비행 중 뼈 손실을 완화하고 근육량을 유지하는 데 도움이 되는 의복(가변 벡터 대응 슈트, V2Suit)을 개발하고 있었다. 이 옷은 제어 모멘트 자이로(CMG)를 사용하여 우주 비행사의 팔다리 움직임에 저항을 생성하여 운동 효과를 내고, 인공적인 "아래" 감각을 제공하여 균형과 움직임 조정을 돕는다.[24] 같은 해, NASA와 협력하여 우주 비행사가 우주선에서 떨어졌을 때 스스로 구조할 수 있도록 설계된 우주복(SAFER)의 기능을 확장하는 CMG 강화 우주복을 개발하고 있었다. 이 강화된 우주복은 저중력 환경에서 도구를 사용할 때 필요한 반작용력을 제공하여, 우주 비행사가 현재처럼 작업 표면에 몸을 고정하지 않고도 안정적으로 작업을 수행할 수 있도록 돕는다.[25]

2018년 11월 29일, 드레이퍼 연구소는 NASA로부터 상업용 달 탑재체 수송 서비스(CLPS) 계약자로 선정되어, NASA의 과학 및 기술 탑재물을 달에 전달하는 임무 입찰에 참여할 자격을 얻었다.[26] 연구소는 ''아르테미스-7''이라는 이름의 달 착륙선을 제안했는데, 이는 6번의 아폴로 달 착륙 이후 드레이퍼 연구소가 참여하는 7번째 달 착륙선 임무를 의미한다.[27][28] 이 착륙선 개념은 일본 기업 아이스페이스의 설계를 기반으로 하며, 아이스페이스는 이 사업의 협력 파트너이다.[29] 착륙선 제작은 제너럴 아토믹스가 담당하고, 발사 서비스는 스페이스플라이트 인더스트리가 주선한다.[28][30] 2023년 9월 기준으로, 드레이퍼와 아이스페이스는 2026년에 CLPS 탑재체를 달에 전달하는 것을 목표로 APEX 1.0이라는 달 착륙선을 개발하고 있다.[31]

4. 3. 지능형 시스템

드레이퍼 연구소는 로봇 장치가 실수로부터 학습할 수 있도록 인공지능 시스템을 개발했으며, 이 연구는 미국 육군의 미래 전투 시스템 프로젝트와 관련하여 DARPA의 지원을 받아 진행되었다. 이 기능을 통해 사격 중인 자율 로봇은 해당 도로가 위험하다는 것을 학습하고 더 안전한 경로를 찾거나 연료 상태 및 손상 상태를 인식할 수 있다. 2008년 당시 폴 데비테토가 이 노력의 일환으로 연구소의 인지 로봇 그룹을 이끌었다.[32]

2009년 당시 미국 국토안보부는 드레이퍼 연구소 및 다른 협력업체에 자금을 지원하여 카메라 및 기타 센서를 통해 잠재적 테러리스트를 감지하는 기술을 개발했다. 이 기술은 사람들의 행동을 감시하며, 이 프로젝트는 미래 속성 선별 기술 (FAST, Future Attribute Screening Technologyeng)이라고 불린다. 이 기술은 보안 검색대에서 추가 선별을 위한 후보자를 평가하는 데 사용될 예정이었다. 기술 시연에서 프로젝트 매니저 로버트 P. 번스는 이 시스템이 기만 심리학에 대한 광범위한 연구를 통해 악의적인 의도와 고통의 무해한 표현을 구별하도록 설계되었다고 설명했다.[33]

2010년 당시 드레이퍼 연구소의 전술 시스템 프로그램 이사인 닐 아담스는 방위고등연구계획국(DARPA)의 소형 비행 정찰 플랫폼을 위한 나노 항공기(NAV, Nano Air Vehicleeng) 프로그램의 시스템 통합을 이끌었다. 여기에는 NAV가 의도된 임무를 수행하기 위해 센서 탑재체를 운반할 수 있도록 차량, 통신 및 지상 제어 시스템을 관리하는 것이 포함된다. NAV는 GPS 신호가 거의 또는 전혀 없는 도시 지역에서 비전 기반 센서 및 시스템에 의존하여 작동해야 한다.[34]

또한 드레이퍼 연구소는 우주선의 자율 랑데부, 자율 도킹, 잠수함의 자율 시스템 등에 사용되는 자율 시스템 알고리즘을 개발했다. 이와 함께 GPS와 관성 항법 시스템의 조합을 통해 시스템이 GPS 신호를 사용할 수 없는 환경에 진입하더라도 지속적인 항법을 가능하게 하는 기술도 개발했다.[72]

4. 4. 의료 시스템

미세 유체 장치는 치료법을 제공하기 위해 인체에 이식될 가능성이 있다.


2009년, 드레이퍼 연구소는 매사추세츠 안이비인후과 병원과 협력하여 이식 가능한 약물 전달 장치를 개발했다. 이 장치는 미세전자기계 시스템(MEMS) 기술과 미세 유체 기술을 결합하여 아주 작은 양의 유체를 정밀하게 제어할 수 있도록 설계되었다. 이 장치는 유연한 튜브 구조를 가지고 있으며, 미세 펌프를 이용해 튜브를 확장시키거나 수축시켜 정해진 주기에 따라 약물을 전달하고 주변 환경 변화에도 적응할 수 있다. 국립 보건원의 지원을 받는 이 시스템은 액체 형태의 약물을 귀의 매우 섬세한 부위에 정확히 전달함으로써 감각 세포의 재생을 유도하고, 이를 통해 청력 손실 환자의 청력을 회복시키는 것을 목표로 한다.[35]

2010년 당시 드레이퍼 연구소의 연구원 헤더 클락(Heather Clark)은 손가락을 찔러 피를 내지 않고도 혈당 농도를 측정할 수 있는 방법을 개발하고 있었다. 이 방법은 환자의 피부에 부착하는 작은 문신 형태의 나노 센서를 사용하는데, 크기는 몇 밀리미터에 불과하다. 이 센서는 근적외선 또는 가시광선을 이용하여 혈액 속 포도당 농도를 측정한다. 기존에는 당뇨병 환자들이 혈당 수치를 관리하기 위해 하루에 여러 번 바늘로 손가락을 찔러 혈액을 채취하고, 이를 혈당 측정기에 넣어 수치를 확인해야 했다. 이 나노 센서 기술은 이러한 번거로운 과정을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.[36]

4. 5. 기타 주요 혁신

연구소 직원들은 팀을 이루어 관성 항법과 디지털 컴퓨터를 기반으로 한 새로운 항법 시스템을 개발했으며, 이는 공간 위치를 결정하는 데 필요한 계산을 지원했다. 주요 혁신 기술은 다음과 같다.

기술명개발 시기주요 내용
Mark 14 조준기1942년제2차 세계 대전 중 미국 해군 함정에 장착된 대공포의 조준 정확도를 향상시켰다.[37][64]
우주 관성 기준 장비 (SPIRE)1953년항공기용 자율형 완전 관성 항법 시스템으로, 1953년 비행 테스트를 통해 가능성을 입증했다. 현재 민간 항공기에도 사용되는 오토파일럿의 선구이다.[38][39][65]
래닝-지엘러 시스템 (GEORGE)1954년할 래닝과 닐 지엘러가 설계한 초기 대수 컴파일러이다.[40][66]
Q-가이던스할 래닝과 리처드 배틴이 개발한 미사일 유도 방식 및 방정식이다.[41][67]
아폴로 유도 컴퓨터우주 공간에서 집적 회로 기술을 활용하여 온보드 자율 항법을 실현한 최초의 컴퓨터이다.[42][68]
디지털 플라이 바이 와이어조종사가 항공기의 제어 표면에 기계적으로 연결되지 않고 디지털 신호를 통해 항공기를 제어할 수 있도록 하는 시스템이다.[43][69]
고장 허용 컴퓨팅 (무정지 컴퓨팅)여러 대의 컴퓨터가 동시에 동일한 작업을 수행하여, 일부 컴퓨터에 고장이 발생하더라도 다른 컴퓨터가 중요한 기능을 넘겨받아 시스템의 안전을 유지하는 기술이다.[44][70]
미세 전자기계 (MEMS) 기술최초의 마이크로머신 자이로스코프를 가능하게 한 미세 기계 시스템 기술이다.[45][71]
자율 시스템 알고리즘우주선의 자율 랑데부 및 도킹, 수중 차량(잠수함 등)의 자율 시스템 등을 가능하게 하는 알고리즘이다.
GPS와 관성 항법 시스템의 조합차량 또는 시스템이 GPS 사용 불가 환경에 진입했을 때, 관성 항법 시스템을 통해 지속적인 항법을 가능하게 하는 기술이다.[2][72]


5. 사회 공헌 프로그램

드레이퍼 연구소는 교육 프로그램과 대중 전시회를 통해 기술 인재 개발 및 발굴에 기여하고 있다. 또한 미국 국립 공학 아카데미가 관리하는 주요 공학상 중 하나인 찰스 스타크 드레이퍼 상을 후원한다.[73][74] 연구소는 대학원생 및 학부생을 대상으로 하는 기술 교육 프로그램[75]과 K-12 학생들을 위한 STEM 교육 및 지역 사회 연계 활동[76][77][78] 등 다양한 사회 공헌 활동을 수행하고 있다.

5. 1. 기술 교육

찰스 스타크 드레이퍼 연구소는 기술 교육에도 중점을 두고 있다. 연구 중심의 드레이퍼 펠로우 프로그램은 매년 약 50명의 대학원생을 후원하며,[50][75] 이들을 정부, 군, 산업 및 교육 분야의 미래 지도자로 양성하는 것을 목표로 한다. 또한 연구소는 대학교 연구 개발 프로그램을 통해 교직원 및 주 연구원과 협력하여 교내 연구 자금을 지원하고, 학부생에게 고용 및 인턴십 기회를 제공한다.

1984년부터는 STEM(과학, 기술, 공학, 수학) 분야의 K-12 교육 및 지역 사회 봉사 프로그램을 운영하고 있다.[51] 매년 이 프로그램을 통해 17.5만달러 이상을 지역 사회에 지원하며,[52] 이 기금은 인턴십, 협동 학습, 과학 축제 참여 지원, 견학 및 강사 제공 등에 사용된다.[53]

또한, 워싱턴 D.C. 내셔널 몰에 위치한 국립 미국사 박물관의 드레이퍼 스파크!랩을 후원한다. 스미소니언 협회가 운영하는 이 체험형 발명 작업 공간은 모든 방문객에게 무료로 개방되며, 특히 6세에서 12세 어린이들을 위한 교육 활동에 중점을 둔다.[54]

5. 2. STEM 교육 및 지역 사회 연계

드레이퍼 연구소는 1984년부터 STEM(과학, 기술, 공학, 수학) 분야의 K-12 교육 및 지역 사회 교육 봉사 프로그램을 운영하고 있다.[51][76] 연구소는 매년 지역 사회 관계 프로그램을 통해 17.5만달러 이상을 지원하며,[52][77] 이는 인턴십, 협동 학습, 과학 축제 참여 지원, 견학 및 강사 제공 등을 포함한다.[53][78]

현재, 드레이퍼 연구소는 워싱턴 D.C. 내셔널 몰에 위치한 국립 미국사 박물관의 드레이퍼 스파크!랩(Draper Spark!Labeng)을 후원한다. 스미소니언 협회가 운영하는 이 체험형 발명 작업 공간은 모든 방문객에게 무료로 개방되며, 특히 6세에서 12세 어린이를 위한 교육 활동에 중점을 둔다.[54]

5. 3. 드레이퍼 상

드레이퍼 연구소는 1988년에 찰스 스타크 드레이퍼 상을 창설했다.[73] 이 상은 미국 국립 공학 아카데미에서 관리하고 수여하며,[55][73] "공학계의 노벨상" 중 하나 또는 국제적으로 최고의 공학 분야 상으로 평가받는다.[73] 상은 "인류의 복지와 자유에 중요한 혜택과 의미 있는 발전을 가져온 혁신적인 엔지니어링 업적과 그 실용화"를 기리기 위해[55] 또는 삶의 질 향상이나 정보 접근 용이성 증대 등 사회에 큰 영향을 준 기술 혁신을 표창하기 위해[74] 제정되었다. 모든 공학 분야의 업적이 수상 대상이 될 수 있으며, 상금은 50만달러이다.[55][74] 드레이퍼 연구소는 이 상을 후원하는 것 외에도 교육 프로그램과 대중 전시회 등을 통해 기술 인재를 개발하고 발굴하는 데에도 기여하고 있다.

5. 4. 전시회

아폴로 유도 컴퓨터가 전시된 ''Hack the Moon'' 전시회. 오른쪽 위에는 소프트웨어 개척자 마가렛 해밀턴의 사진이 있다.


드레이퍼 연구소는 때때로 일반 대중을 대상으로 무료 전시회와 행사를 개최한다. 이러한 행사는 주로 메인 더피 빌딩 중앙 아트리움 공간 앞쪽에 위치한 특별 반 공개 구역에서 열린다.

대표적인 예로, 2019년에는 아폴로 11호의 첫 달 착륙(1969년 7월 20일) 50주년을 기념하는 ''Hack the Moon'' 전시회를 선보였다. 이 전시회에는 드레이퍼 연구소에서 개발한 아폴로 유도 컴퓨터 하드웨어와, 돈 아이리스, 마가렛 해밀턴, 할 레닝 등 드레이퍼 직원들이 개발한 미션 소프트웨어와 같은 귀중한 자료들이 전시되었다. 방문객들은 소프트웨어 시뮬레이터를 통해 아폴로 달 착륙선 착륙을 연습해 볼 수 있었고, 실제 임무 훈련에 사용된 것과 동일한 실물 크기의 모션 시뮬레이터 안에서 직접 착륙을 시도해 볼 수도 있었다. 드레이퍼 직원 및 퇴직자들의 강연과 무료 대중 콘서트도 함께 열려 행사를 더욱 풍성하게 만들었다. 이 기념행사를 위해 특별 ''Hack the Moon'' 웹사이트도 개설되었다.

다른 전시회에서는 드레이퍼 연구소에서 진행 중인 다양한 연구 프로젝트를 소개하며, 고용 기회에 대한 정보도 함께 제공한다. 모든 방문객은 공항에서 사용되는 것과 유사한 전신 스캐너를 통과해야 하지만, 이 반 공개 구역에 들어가기 위해 특별한 보안 허가는 필요하지 않다.

6. 위치

드레이퍼 연구소는 미국 여러 도시에 위치해 있다.[3]

구분위치주요 시설/목적
본사매사추세츠주 케임브리지-
현재 위치텍사스주 휴스턴NASA 존슨 우주 센터 내 거점 및 별도 사무소
버지니아주 레스턴레스턴 캠퍼스
인디애나주 오돈오돈 캠퍼스
워싱턴 D.C.워싱턴 해군 기지 내 거점
앨라배마주 헌츠빌NASA 마셜 우주 비행 센터 내 거점 및 별도 사무소
플로리다주 세인트피터스버그신속 시제품 제작 시설, 16번가 시설, 멀티칩 모듈 연구 시설
매사추세츠주 피츠필드미국 해군 통합 수리 시설
플로리다주 케이프커내버럴미국 해군 트라이던트 유도 프로그램 기술 지원 시설
과거 위치플로리다주 탬파사우스 플로리다 대학교 (생명공학 센터)


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