표제지 1

목차 6

요약문 4

제1장 서론 13

1. 연구목표 및 내용 14

2. 연구 추진전략 20

제2장 문헌 연구 22

1. 사회적 난제 23

2. 혁신도전형 R&D 28

3. 소결 33

제3장 사례 연구: 미국 ARPA-H 34

1. 사례 연구 개요 35

2. 사례 분석 결과 41

2.1. 정밀 암 치료를 위한 첨단 분석: ADAPT (Advanced Analysis for Precision Cancer Therapy) 41

2.2. 컴퓨터 실험을 통한 광범위한 바이러스 항원 예측: APECx (Antigens Predicted for Broad Viral Efficacy through Computational Experimentation) 44

2.3. ARPA-H 바이오ㆍ의료 데이터 구조화 툴박스: ARPA-H BDF Toolbox (ARPA-H Biomedical Data Fabric Toolbox) 47

2.4. 공기와 보건을 위한 회복력 있는 환경 구축: BREATHE (Building Resilient Environment for Air and Total Health) 50

2.5. 안전한 치료를 위한 약동-약리 모델링과 생리학적 분석: CATALYST (Computational ADME-Tox and Physiology Analysis for Safer Therapeutics) 53

2.6. ARPA-H 디지털 헬스 보안 이니셔티브: DIGIHEALS (ARPA-H Digital Health Security Initiative) 56

2.7. 체내 면역세포 공학 기술: EMBODY (Engineering of Immune Cells Inside the Body) 59

2.8. 획기적인 림프계 중재 및 약물 탐색: GLIDE (Groundbreaking Lymphatic Interventions and Drug Exploration) 62

2.9. 더 나은 결과를 얻기 위한 보건ㆍ의료 보상: HEROES (Health care Rewards to Achieve Improved Outcomes) 65

2.10. 이미징 데이터 교환 플랫폼: INDEX (Imaging Data Exchange) 68

2.11. 림프 이미징 및 유전체ㆍ형질 분석 기술: LIGHT (Lymphatic Imaging, Genomics, and Phenotyping Technologies) 71

2.12. 골관절염 치료를 위한 조직 재생 기술 개발: NITRO (Novel Innovations for Tissue Regeneration in Osteoarthritis) 74

2.13. 안구 생체지표 분석 연구소: OCULAB (Ocular Laboratory for Analysis of Biomarkers) 77

2.14. 농촌 지역의 분산형 통합 의료 서비스 접근성 향상 플랫폼: PARADIGM (Platform Accelerating Rural Access to Distributed and Integrated Medical Care) 80

2.15. 종양학 분야의 조기 개입 및 진단을 위한 플랫폼 최적화: SynBio POSEIDON (Platform Optimizing SynBio for Early Intervention and Detection in Oncology) 83

2.16. 지속적 수정과 사용성을 위한 인공지능의 성능과 신뢰성 평가: PRECISE-AI (Performance and Reliability Evaluation for Continuous Modifications and Useability... 86

2.17. 개인화된 재생 면역적합성 나노기술 조직: PRINT (Personalized Regenerative Immunocompetent Nanotechnology Tissue) 89

2.18. 회복력을 연장하기 위한 능동적 솔루션: PROSPR (Proactive Solutions for Prolonging Resilience) 92

2.19. 정밀 외과적 개입: PSI (Precision Surgical Interventions) 95

2.20. AI/ML을 통한 희귀병 정밀 통합 진단: RAPID (Rare Disease AI/ML for Precision Integrated Diagnostics) 98

2.21. 탄력적 확장 자동 세포 치료: REACT (Resilient Extended Automatic Cell Therapies) 101

2.22. 인간 안구 동종 이식: THEA (Transplantation of Human Eye Allografts) 104

2.23. 자율 방어를 위한 범용 패치 및 수정 UPGRADE (Universal Patching and Remediation for Autonomous Defense) 107

3. 소결 110

제4장 사례 연구: 사회문제해결 R&D 우수성과 113

1. 분석 개요 114

2. 분석 결과 120

2.1. 현장적용형 전기차 재발화 방지 침수기술 120

2.2. 보이스피싱 문제 해결을 위한 언어모델 기반 통합 플랫폼 123

2.3. 감염현장 긴급 대응 모듈러 격리병실 127

2.4. 소리를 느끼다: 피부로 듣는 음악 130

2.5. 제로에너지건축 실현을 위한 구조용 열교 차단재 133

2.6. 식품안전 잡는 신속 나노탐지기술 136

2.7. 물의 미래를 읽는 AI 기상청 139

2.8. 산악 작업용 파워수트 142

2.9. 파킨슨병 극복의 꿈, 세포치료제의 가능성 145

2.10. 1cm도 놓치지 않는 긴급구조 내비게이션 148

2.11. 인공지능도 못 속이는 영상감식 기술 151

3. 소결 172

제5장 적용모델 연구: 고령화(치매환자 증가) 문제 174

1. 사회적 난제 선정 175

2. 혁신도전형 R&D 구성 방안 179

3. 혁신도전형 R&D 추진 방안(시범연구 결과) 181

4. 소결 186

제6장 결론 및 시사점 188

1. 결론 189

2. 시사점-연구의 한계 및 향후 연구 방향 191

참고문헌 193

판권기 2

〈표 1-1〉 현장적용형 사회문제R&D 개념 정의('21.3) 16

〈표 1-2〉 사회적 난제의 특징적 속성(선행연구 예시) 16

〈표 2-1〉 난제 유형 분류(Head and Alford, 2008) 26

〈표 2-2〉 국내외 혁신ㆍ도전적 연구개발사업 사례 30

〈표 2-3〉 문제해결방법에 따른 R&D 성과 유형(KISTEP, 2019) 32

〈표 3-1〉 바이든 대통령의 ARPA-H 언급 ('22.3.18, 바이든 대통령 연설) 35

〈표 3-2〉 미국 ARPA-H 중점 분야 36

〈표 3-3〉 미국 ARPA-H 중점 분야 37

〈표 3-4〉 미국 ARPA-H 사례분석 항목 40

〈표 3-5〉 ADAPT 프로그램 의 난제 특성 유형 분석 42

〈표 3-6〉 ADAPT 프로그램의 문제해결 유형 분석 43

〈표 3-7〉 APECx 프로그램의 난제 특성 유형 분석 45

〈표 3-8〉 APECx 프로그램의 문제해결 유형 분석 46

〈표 3-9〉 ARPA-H BDF Toolbox 프로그램의 난제 특성 유형 분석 48

〈표 3-10〉 ARPA-H BDF Toolbox 프로그램의 문제해결 유형 분석 49

〈표 3-11〉 BREATHE 프로그램의 난제 특성 유형 분석 51

〈표 3-12〉 BREATHE 프로그램의 문제해결 유형 분석 52

〈표 3-13〉 CATALYST 프로그램의 난제 특성 유형 분석 54

〈표 3-14〉 CATALYST 프로그램의 문제해결 유형 분석 55

〈표 3-15〉 DIGIHEALS 프로그램의 선정 과제 개요 57

〈표 3-16〉 DIGIHEALS 프로그램의 난제 특성 유형 분석 58

〈표 3-17〉 DIGIHEALS 프로그램의 문제해결 유형 분석 58

〈표 3-18〉 EMBODY 프로그램의 난제 특성 유형 분석 60

〈표 3-19〉 EMBODY 프로그램의 문제해결 유형 분석 61

〈표 3-20〉 GLIDE 프로그램의 난제 특성 유형 분석 63

〈표 3-21〉 GLIDE 프로그램의 문제해결 유형 분석 64

〈표 3-22〉 HEROES 프로그램의 난제 특성 유형 분석 66

〈표 3-23〉 HEROES 프로그램의 문제해결 유형 분석 67

〈표 3-24〉 INDEX 프로그램의 난제 특성 유형 분석 69

〈표 3-25〉 INDEX 프로그램의 문제해결 유형 분석 70

〈표 3-26〉 LIGHT 프로그램의 난제 특성 유형 분석 72

〈표 3-27〉 LIGHT 프로그램의 문제해결 유형 분석 73

〈표 3-28〉 NITRO 프로그램의 난제 특성 유형 분석 75

〈표 3-29〉 NITRO 프로그램의 문제해결 유형 분석 76

〈표 3-30〉 OCULAB 프로그램의 난제 특성 유형 분석 78

〈표 3-31〉 OCULAB 프로그램의 문제해결 유형 분석 78

〈표 3-32〉 PATADIGM 프로그램의 난제 특성 유형 분석 81

〈표 3-33〉 PATADIGM 프로그램의 문제해결 유형 분석 82

〈표 3-34〉 SynBio POSEIDON 프로그램의 난제 특성 유형 분석 84

〈표 3-35〉 SynBio POSEIDON 프로그램의 문제해결 유형 분석 85

〈표 3-36〉 PRECISE-AI 프로그램의 난제 특성 유형 분석 87

〈표 3-37〉 PRECISE-AI 프로그램의 문제해결 유형 분석 88

〈표 3-38〉 PRINT 프로그램의 난제 특성 유형 분석 90

〈표 3-39〉 PRINT 프로그램의 문제해결 유형 분석 91

〈표 3-40〉 PROSPR 프로그램의 난제 특성 유형 분석 93

〈표 3-41〉 PROSPR 프로그램의 문제해결 유형 분석 94

〈표 3-42〉 PSI 프로그램의 난제 특성 유형 분석 96

〈표 3-43〉 PSI 프로그램의 문제해결 유형 분석 97

〈표 3-44〉 RAPID 프로그램의 난제 특성 유형 분석 99

〈표 3-45〉 RAPID 프로그램의 문제해결 유형 분석 100

〈표 3-46〉 REACT 프로그램의 난제 특성 유형 분석 102

〈표 3-47〉 REACT 프로그램의 문제해결 유형 분석 103

〈표 3-48〉 THEA 프로그램의 난제 특성 유형 분석 105

〈표 3-49〉 THEA 프로그램의 문제해결 유형 분석 106

〈표 3-50〉 UPGRADE 프로그램의 난제 특성 유형 분석 108

〈표 3-51〉 UPGRADE 프로그램의 문제해결 유형 분석 109

〈표 3-52〉 ARPA-H 23개 프로그램의 난제 특성 유형별 프로그램 현황 110

〈표 3-53〉 ARPA-H 23개 프로그램의 문제 해결 유형 분석 110

〈표 3-54〉 문제 해결 유형의 다양성에 따른 프로그램 현황(ARPA-H) 111

〈표 3-55〉 ARPA-H의 AI 관련 프로그램 현황 111

〈표 4-1〉 2024년 사회문제해결 R&D 우수성과 전시 목록 116

〈표 4-2〉 사회문제해결 데모데이 참가 대상 성과 현황(11건) 118

〈표 4-3〉 사회문제해결 R&D 성과 사례분석 항목 119

〈표 4-4〉 "현장적용형 전기차 재발화 방지 침수기술"의 난제 특성 유형 분석 121

〈표 4-5〉 "현장적용형 전기차 재발화 방지 침수기술"의 문제해결 유형 분석 122

〈표 4-6〉 "보이스피싱 문제 해결을 위한 언어모델 기반 통합 플랫폼"의 난제 특성 유형 분석 125

〈표 4-7〉 "보이스피싱 문제 해결을 위한 언어모델 기반 통합 플랫폼"의 문제해결 유형 분석 126

〈표 4-8〉 "감염현장 긴급 대응 모듈러 격리병실" 의 난제 특성 유형 분석 128

〈표 4-9〉 "감염현장 긴급 대응 모듈러 격리병실"의 문제해결 유형 분석 129

〈표 4-10〉 "소리를 느끼다: 피부로 듣는 음악"의 난제 특성 유형 분석 131

〈표 4-11〉 "소리를 느끼다: 피부로 듣는 음악"의 문제해결 유형 분석 132

〈표 4-12〉 "제로에너지건축 실현을 위한 구조용 열교 차단재"의 난제 특성 유형 분석 134

〈표 4-13〉 "제로에너지건축 실현을 위한 구조용 열교 차단재"의 문제해결 유형 분석 135

〈표 4-14〉 "식품안전 잡는 신속 나노탐지기술"의 난제 특성 유형 분석 137

〈표 4-15〉 "식품안전 잡는 신속 나노탐지기술"의 문제해결 유형 분석 138

〈표 4-16〉 "물의 미래를 읽는 AI기상청"의 난제 특성 유형 분석 140

〈표 4-17〉 "물의 미래를 읽는 AI기상청"의 문제해결 유형 분석 141

〈표 4-18〉 "산악 작업용 파워수트"의 난제 특성 유형 분석 143

〈표 4-19〉 "산악 작업용 파워수트"의 문제해결 유형 분석 144

〈표 4-20〉 "파킨슨병 극복의 꿈, 세포치료제의 가능성"의 난제 특성 유형 분석 146

〈표 4-21〉 "파킨슨병 극복의 꿈, 세포치료제의 가능성"의 문제해결 유형 분석 147

〈표 4-22〉 "1cm도 놓치지 않는 긴급구조 내비게이션"의 난제 특성 유형 분석 149

〈표 4-23〉 "1cm도 놓치지 않는 긴급구조 내비게이션"의 문제해결 유형 분석 150

〈표 4-24〉 "인공지능도 못 속이는 영상감식 기술"의 난제 특성 유형 분석 152

〈표 4-25〉 "인공지능도 못 속이는 영상감식 기술"의 문제해결 유형 분석 153

〈표 4-26〉 11개 사회문제해결 R&D 우수성과의 난제 특성 유형별 분포 172

〈표 4-27〉 11개 사회문제해결 R&D 우수성과의 문제 해결 유형 분석 172

〈표 4-28〉 문제 해결 유형의 다양성에 따른 성과 현황(사회문제해결 R&D) 173

〈표 4-29〉 "사회문제해결 R&D 우수성과"의 AI 관련 내용 현황 173

〈표 5-1〉 시판 중인 치매 치료제 현황 177

〈표 5-2〉 성과 목표 구성(안) 182

[그림 1-1] 사회문제 10대 분야 및 43개 영역 17

[그림 3-1] ARPA-H의 Revolutionary approach 37

[그림 3-2] ARPA-H의 Program과 PM Flywheel 38

[그림 3-3] ARPA-H 프로그램 현황(2025.1) 39

[그림 3-4] ADAPT Platform 구성 개요 43

[그림 3-5] APECx 프로그램 구조 및 개요 46

[그림 3-6] ARPA-H BDF Toobox 프로그램의 구성과 목표 49

[그림 3-7] BREATHE 프로그램 목표와 구성 52

[그림 3-8] CATALYST 프로그램 개요 55

[그림 3-9] EMBODY 프로그램 목표와 구성 61

[그림 3-10] GLIDE 프로그램 구조와 타임라인 64

[그림 3-11] HEROES 프로그램 보상지급 프로세스 67

[그림 3-12] INDEX 시스템 설계 구조 70

[그림 3-13] LIGHT 프로그램 구조 및 타임라인 73

[그림 3-14] NITRO 프로그램 TA 개요 76

[그림 3-15] OCULAB Platform 구성 예시 79

[그림 3-16] PARADIGM은 5가지 기술 분야(Vito, 2012) 82

[그림 3-17] SynBio POSEIDON-다양한 암의 초기 발견 방식의 진화 85

[그림 3-18] PRECISE-AI 프로그램 TA(Technical Area)개요 88

[그림 3-19] PRINT 프로그램 TA(Technical Area) 개요 91

[그림 3-20] The PROSPR Timeline and TA interactions 94

[그림 3-21] PSI 프로그램의 주요 기술적 영역(TA) 97

[그림 3-22] REACT 프로그램의 주요 기술적 영역(TA) 103

[그림 3-23] THEA 프로그램의 주요 기술적 영역(TA) 106

[그림 3-24] UPGRADE 프로그램의 주요 기술적 영역(TA) 109

[그림 4-1] 2024년 사회문제해결 R&D 우수성과 발굴 절차 115

[그림 5-1] 한국인의 기대수명과 건강수명의 차이 변화 176

[그림 5-2] 한국인의 경도인지장애 및 치매 유병율 추이 176

[그림 5-3] 한국의 고령인구, 치매인구, 치매관리비용 변화 176

[그림 5-4] 미래의 뇌 인지능력 관리 시스템으로의 전환 방향 (모식도) 180

[그림 5-5] 14가지 치매 위험요인 관리를 통한 인지 예비력 유지/강화 및 치매 발병 위험 감소 방안 185