한계를 넘어, 새로운 시대로 2018 이노베이트 코리아 후기

(홍보팀 황현영)

 

헤럴드경제와 국가과학기술연구회 주관으로 2018년 이노베이트 코리아가 74일 장충동 신라호텔 다이너스티홀에서 열렸다. 이노베이트 코리아는 과학IT포럼으로 올해로 2회째 개최되고 있으며, 이번 해에는 새로운 미래, 초연결시대라는 주제를 가지고 과학기술 및 의료분야의 인사들을 초청해 강연 및 토론을 진행했다.

 

 

권충원 헤럴드 대표의 개회사로 포럼은 시작되었고, 이어 유영민 과학기술정보통신부 장관, 원광연 국가과학기술연구회 이사장, 신성철 KAIST 총장의 축사가 있었다. 개회사와 축사에서는 공통적으로 R&D 연구 및 우리 사회 곳곳에서 벌어지고 있는 변화와 혁신의 중요성이 강조되었다. 특히 원광연 이사장은 우리사회의 초연결, 출연연의 초연결, 대학과 기업의 초연결을 강조하여 우리시대의 초연결이 어디에서나 필요하다는 것을 상기시켜주었다.

 

 

이어 진대제 한국블록체인협회 회장이 기조연설을 맡아 ‘4차산업혁명과 블록체인이라는 주제를 가지고 전세계적인 4차산업혁명의 동향과 그 속에서의 한국의 위상을 점검하고, 블록체인과 암호화폐에 대한 전망을 소개했다.

 

이번 이노베이트 코리아는 총 6개의 세션과 특별강연, 종합토론이 1(Convergence, 한계를 넘다)2(Connection, 신세계를 열다)로 나뉘어 진행되었는데, 여러 과학기술계의 전문가들, 대학생들이 깊은 고민과 생각을 담은 의견을 나누어주었다.

 

그 중 1부의 두 번째 세션으로 진행되었던 KIST 로봇미디어연구소 오상록 단장의 강연(‘신인류, 휴머노이드 로봇’)을 짧게 소개하며 2018 이노베이트 코리아 후기를 마치고자 한다.

 

 

대부분의 사람들은 로봇이라는 단어를 들으면 만화나 SF영화의 이미지를 떠올린다. 영화 센테니얼맨’, ‘아이로봇등이 대표적이다. 그러나 실제로 로봇으로 정의되기 위해서는 1) 감지의 기능(sense), 2) 생각 혹은 연산의 기능(thinking, processing), 3) 동작(action)의 기능이 필요하다. 이러한 측면에서 만약 감지의 기능 없이 자동으로 걷기만 하는 사물이 있다면, 그 사물은 로봇이 아니다. 오히려 일반적인 로봇의 이미지는 아닌 무인자율자동차나 드론 등을 로봇이라고 부를 수 있다.

 

최근 센서, 프로세서 혹은 연산기술, 인공지능 기술의 발달이 로봇의 활용 분야를 더욱 넓히고 있다. 하지만 로봇 기능의 발달에 문제점도 계속 발견되고 있다. 예를 들어 외부의 변화나 정보를 감지하기 위해 센서를 새로이 추가하면 그만큼 새로운 정보가 들어오고, 이 정보를 연산하기 위해 또 더 큰 용량의 배터리가 필요하다. 로봇 내에 이러한 모든 기능을 탑재하기 위해서는 로봇 기기의 비용이 상승하게 될 것이고, 기술적인 제약도 뒤따르게 마련이다.

 

이러한 한계를 극복하기 위해서 클라우드 컴퓨팅이나 모바일 네트워크 기술의 발달이 필수적이라고 할 수 있다. 기존의 로봇에 고성능 클라우드 컴퓨터가 연결된 모바일 네트워크를 연결한다면, 고도의 연산은 로봇 기기 내부가 아니라 클라우드 컴퓨팅을 통해 이뤄질 수 있다. , 이렇게 IoT 기술, 클라우드 컴퓨팅 기술을 이용한다면 더 이상 감지, 연산, 동작의 기능을 로봇 내에 두지 않고 로봇 외부에 두고 활용할 수 있게 되어 로봇 기능의 시공간적 제한도 많이 줄어들게 된다.

 

실제로 우리는 이미 교통정보, 뉴스, 날씨 등의 정보를 네트워크를 통해 제공받고 있다. 이러한 기존의 모바일 네트워크 기술, IoT, 빅데이터, 인공지능, 클라우드 컴퓨팅 등의 기술이 접목될 수 있는 가능성은 바로 로봇이 초연결사회의 변화를 주도하는 기술임을 보여주고 있다.

 

 

새로운 기술은 새로운 사회를 만들어내고 새로운 사회는 새로운 기술을 만들어낸다. 인터넷 기술의 발달로 정보화 시대가 도래했고, 정보화 시대에 발달한 인공지능, 빅데이터와 같은 기술이 초연결사회를 가져오고 있다. 지금은 바로 초연결시대에 대한 고민을 해야할 때이다.

 

여러 매체에서는 초연결시대의 인공지능 기술, 로봇의 발달이 인간을 위협할 것이라고 이야기한다. 하지만 과거의 산업혁명에서도 사라지는 일자리들이 있었지만 동시에 새로이 생겨나는 일자리들이 있었듯, 우리는 새로운 변화를 미리 걱정하기 보다 그 변화에 대비하고, 다음 세대애 이를 교육하고자 노력해야할 것이다. 그리고 이를 위해서는 로봇이라는 새로운 기술과 그에 따른 변화에 대해 사회의 모든 구성원들이 합의를 이뤄낼 수 있어야한다. 로봇의 역할이나 개념, 로봇을 둘러싼 윤리나 법에 대해서 미리 사회 구성원들 간의 논의와 그에 따른 합의가 있다면 이후의 새로운 변화를 더욱 긍정적으로 이끌어나갈 수 있을 것이다.

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어느덧 2018년의 절반을 지나왔습니다. 지나온 2018년의 상반기,  KIST의 연구성과중 가장 기억의 남는 연구성과에는 어떤 것이 있으셨는지 아래의 링크에서 댓글로 달아주세요!

 

이벤트 참여하기

 

※ 최신 연구성과 살펴보기 : https://www.kist.re.kr/kist_web/?sub_num=2935

 

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KIST에서는 5월 가정의 달을 맞이하여, 인근 성북장애인복지관과 합동으로 발달장애 아동 및 청소년 40명을 초대하여 우리 원 잔디구장에서 “성북드림놀이터 season 4”를 개최하였다.

 

‘발달장애’란 선천적 또는 발육과정 중 생긴 대뇌 손상으로 인해 지능 및 운동발달 장애, 언어 발달 장애, 시각, 청각 등의 특수 감각 기능 장애, 기타 학습장애 등이 나타나는 증상을 말한다. 이번 행사는 놀이활동과 체험활동을 통해 평소의 긴장과 스트레스에서 벗어나 정신적, 육체적 즐거움을 느낄 수 있도록 하며, 아동들의 모험심과 체력증진을 통한 면역력 강화, 신체조정 능력을 향상시키기 위해 기획되었다.

 

성북장애인복지관 관장님이신 선재스님의 인사말씀과 더블어 장애아동뿐 아니라 봉사자분들께서도 함께 즐기고 안전한 행사가 되기를 바란다는 의공학연구소 양은경 소장님의 당부말씀이 있은 후, 신나는 성북 드림놀이터 season 4가 시작되었다. 

 

 

 

봉사자와 발달장애 아동들이 1:1로 매칭이 되어, 물총싸움, 풍선 높이 쌓기, 색깔카드 뒤집기, 에어방방, 볼 풀장, 페이스페인팅, 풍선아트 등 다양하고 재미있는 미니 운동회 형식으로 아이들 뿐 아니라 봉사자들도 동심으로 돌아가 한바탕 함께 즐기고 뛰어 놀 수 있었던 유익한 시간이 되었다.

 

 

간혹, 몇몇 친구들은 봉사자 짝꿍을 쳐다보지도 않고 한가지에만 집중하거나 하염없이 뛰어다니는 친구, 축구골대에서 지칠 줄 모르고 볼을 차는 친구, 혼자만의 대화를 하는 친구도 있었지만, 사전 친구들의 정보 숙지로 당황하지 않고 차분히 아이들과 대화 및 아이들의 눈높이에 맞춰서 활동을 해주신 봉사자 모든 분들께 감사와 헤어짐의 아쉬워하는 친구들에게 성북 드림 놀이터 시즌 5에서 다시 만날 것을 약속하며, 아쉬운 행사를 마쳤다.

 

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지난 6월 15일 KIST 강의실에서 특별한 강좌가 마련됐습니다.

참여자가 직접 선인장으로 작은 정원을 만드는 ‘꽃보다 아름다운 선인장전’이 열렸습니다.


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선인장 연구회의 노하우가 전수되며 참여자들의 화분이 조화롭게 채워지기 시작했습니다.

*본 강좌는 선인장 가시의 안전문제 상 다육식물로 대체 운영되었습니다.


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참여자들은 추첨을 통해 배정된 화분과 식물로 자신만의 작은 정원을 만들고

직접 이름을 붙여 의미를 간직하는 시간을 가졌습니다.


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참여자들의 정성이 담긴 화분은 지난 18일부터 일주일 동안 전시되어 KIST 구성원들에게 소소한 힐링을 전해주었습니다.


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이동주 문화홍보실 책임관리원

“직급과 부서, 나이 등에 구애받지 않고 많은 직원들이 색다른 직장생활의 활기를 느낄 수 있도록 노력하고 있어요.“


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KIST는 앞으로도 다양한 체험활동을 기획하며 구성원들의 직장 생활 속 휴식과 취미생활을 독려할 예정입니다.

꽃보다 아름다운 KIST 人을 기대해주세요!


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독일 현지의 여러 가지 생생한 뒷이야기들을 독자들과 공유하고 싶은 호기심에 든 첫 펜, 오늘은 최근 개막한 ‘2018 러시아 월드컵 - 챔피언 독일의 패배’에 대한 이야기에 대해 소개하고자 한다.


‘뒷이야기’라고 붙인 이유는 독일 축구에 대해 한국/독일 언론의 기사로 쉽게 접할 수 있는 내용들이 아니라, 실제 길거리에서 만나는 독일 축구팬들의 생각, 이를 현장에서 듣고 느끼는 한국인들의 관점에 대해 공유하는 시각도 의미 있다고 생각하기 때문이다. 


‘전차군단’, ‘월드컵 우승 트로피 4개’와 ‘FIFA 랭킹 1위(18년 6월 기준)로 대변되는 독일은 두말 할 나위 없는 축구 강국이다. 도저히 약점이라고는 찾기 어려운 완벽한 팀으로 각종 언론에서 소개되며, 이에 한국 및 독일 양국의 대표적인 기사 내용들을 정리하자면 아래와 같다.


■ ‘한국 언론’ : 독일은 현 스쿼드로 16강, 8강, 4강을 진출하냐 마냐가 아니라 우승을 하느냐 마느냐로 판단될 것

■ ‘독일 언론’ : 뢰브 감독, 팀정신 부재, 불완전한 조직력 등 무수한 문제점 안고 러시아행


무슨 생각이 스쳐지나가나? 그렇다. 독일 대표팀을 평가하고 바라보는 온도 차가 양국 간에 있다는 것을 어느 정도 느낄 수 있다.


그럼 도대체 이게 뭘까 축구팬 입장에서는 좀 갸우뚱하기도 한데, 독일 언론이 자국 대표팀에 대한 기대치가 워낙 높아서 충족을 못 시켜서 그런 건지, 아니면 독일인 특유의 항시 부정적인 사고와 최악의 상황을 먼저 생각해보는 태도가 기자의 펜을 통해 담기게 된 것인지 궁금하기도 하다.


다시 주제로 돌아와서, 필자가 소개하고 공유하고 싶은 주제는 독일 축구팬들은 독일 축구에 대해 과연 어떤 생각들을 하며 관람할까?로 이에 대한 생생한 이야기를 현장에서 듣고 싶어 6월 17일 일요일, 독일 현지시각 17시에 열린 독일-멕시코와의 조별예선 첫 경기를 관람하러 KIST 유럽연구소가 위치한 독일 자브뤼켄(Saarbrücken)시의 젖줄인 자르강의 강변으로 길거리응원을 나섰다. 


 

 


먼저 길거리 응원 장소의 분위기를 평하자면, 한국의 길거리 응원과 굉장히 유사한 분위기이고, 차이점이 하나 있다면 단체로 응원가를 부르며 적극적으로 응원하는 응원객이 없다고 봐도 무방할 정도로 독일인들은 차분히 관람하는 스타일이구나를 느낄 수 있었다.


이번 러시아 월드컵에서는 독일, 멕시코, 스웨덴, 한국이 같은 조에 편성이 되어있어 조별 예선에서 서로 만나게 되는 바(마지막 경기), 이에 우호적인 인상을 주고 싶어 독일, 한국 국기를 지참하고 유럽연구소 이정용 인턴생과 함께 양볼에 독일 국기문양 타투를 하고 가니, ‘얘네 봐라’라는 독일인들의 시선이 꽤나 많이 느껴졌다. 결국은 이로 인해 상호간 인상도 많이 좋아지고 뒤에 소개할 현장 인터뷰에서도 가점 요소가 되는 좋은 계기가 되었다.

 

 

본론으로 들어가자면, 경기 결과가 핵심이 아니니 먼저 결과부터 언급하는 게 좋겠다. 조별리그 1차전, 독일-멕시코간 조별리그 첫 번째 경기는 0대 1로 멕시코가 승리했다. 독일 해설진들의 표현을 그대로 빌리자면 한마디로 ‘unerwartet (=unexpected)’. 경기를 풀어가는 과정도 좋지 않고 결과도 최악인 경기라고 혹평을 일삼았다. 멕시코와 비겨도 쓴 소리를 들을 판국에 오히려 졌으니, 이러한 상황은 한국 언론 뿐만 아니라 독일 언론에서도 쉽게 떠올리지 못했었나보다. 하긴, 지난 대회 우승국이고 모국의 선수들, 후배들일텐데...


90분간의 경기 도중 주목할 점은 길거리 응원 현장 반응이었다. 무서울 정도로 차분하고 조용했다. 선수간 전반적으로 호흡이 맞지 않을 때나, 전반 35분 멕시코 선수에게 골을 먹힐 때도 다들 흥분하기보다는 스크린 화면을 향해 손을 뻗으며 ‘말도 안 돼’, ‘이럴 줄 알았다’는 반응 뿐만 아니라 ‘몸값이 수천만 유로인 선수들이 이 수준이라니...’라는 자조석인 목소리도 들렸다. 필자가 자리잡은 테이블 근처에 적당히 흥분수위 조절하며 관람하는 2명의 독일인들이 보이길래 눈여겨 보았다가 맥주 두 잔을 들이밀며 인터뷰를 요청했다. 주제는 ‘독일인이 바라보는 독일 축구’.

 


인터뷰에 응한 Kevin Schmitt씨와 Sebastian Lohr씨는 필자가 들고 온  한국국기와 독일국기를 먼저 보더니 미소를 머금으며 양국(독일, 한국)이 동시에 16강에 올라갔으면 한다는 소망을 하며 이야기 보따리를 풀기 시작했다.


위에 언급했던 독일 언론의 ‘독일 대표팀 부정적 평가’에 대한 사견을 물으니, “한국인들이 이번 독일 대표팀도 우승 후보로 거론해주는지는 미처 몰랐다”며 “본인을 포함한 많은 독일인들이 근래부터 상당히 부정적인 입장으로 돌아섰다고 생각하는데 월드컵 개막 전 수차례 평가전에서의 졸전, 선수 간 불협화음이 본선에서 언젠가는 이러한 좋지 않은 결과로 나타날 것이라는 예감이 들었다,

오늘 이 경기를 함께 하는 모든 독일인들은 독일이 단순히 패배하여 침묵한 게 아니라, 평상시 우리 스스로 우려하던 부분이 터졌기 때문에 자조하고 자멸하는 모습으로 나타난 것‘이라고 한국인인 나에게 설명해주었고, 덧붙이는 말로 “그럼에도 독일은 반드시 조별리그를 통과할 것이라 믿는다’고 ‘한국에도 좋은 결과가 있길 바란다’며 섬뜩한(?) 덕담을 해주었다. 정답게 서로의 국기를 들며 우애를 다졌다.


 

 

(그 와중에 짤막 문화차이 : 다른 인터뷰어인 Sebastian Lohr씨는 인터뷰는 응하되 개인정보보호를 이유로 사진은 거절했다. 독일은 정말 이런 일이 비일비재)
오늘 이후 독일 패배에 대한 한국 및 독일 양국 언론의 관점의 차이에 대해서도 주목해볼만 하다. 느낌상으로는 아래와 같이 소개가 되지 않을까 궁금증을 일으키게 하는 혼자만의 예상을 해본다.


■ ‘한국 언론’ : 잠깐 미끄러졌지만 우승 후보는 우승 후보, 남은 경기가 더 치열해질 것
■ ‘독일 언론’ : 무기력, 실수 투성이, 이대로는 희망 없어


독일인에 대한 한국인의 고정 관념은 크게 ‘시간 약속 철저’, ‘정직성’으로 정리할 수 있다. 하지만 필자는 이에 ‘부정적 사고’도 추가해볼 것을 추천한다. 이들은 생각보다 생활의 많은 면에서 부정적이다. 어느 분야든, 독일인들은 매사 자신감과 실력을 겸비하고 있어 상황에 대처해나갈 수 있음에도 말이다.


특정 기대치가 높아 이에 도달하지 못할 때 나오는 아쉬움과, 어떤 상황 자체를 애초부터 부정적 관점으로 보는 것은 성격이 상이한데 이번 독일 대표팀의 첫 경기 패배에서 살짝 엿볼 수 있었던 독일의 모습은 후자였던 듯 하다.

 

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친환경 핵심소재 기술개발로

온실가스 저감기술 실용화 앞당긴다.
- 온실가스 저감 및 유용한 화합물 생산하는 고효율·고내구성의 촉매 제조기술
- 양산화 용이하여 신재생 전력에너지 활용한 이산화탄소 전환기술로 응용 기대

 

전 세계적으로 기후변화 문제의 해결 방안으로 이산화탄소(CO2)등 온실가스를 저감하는 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 전력에너지를 사용한 전기화학적 방법으로 이산화탄소를 저감하고, 동시에 일산화탄소 및 탄화수소 같은 산업에 유용한 화합물로 전환하는 친환경적인 기술이 크게 주목받고 있다. 최근 국내 연구진이 기후변화 문제를 해결할 수 있고, 유용한 화합물을 생산하는 친환경 이산화탄소 전환의 핵심 소재 기술을 개발했다고 밝혔다.

 

<그림 1> (왼쪽)고분자 코팅된 금입자를 이용한 효율적 전기화학 이산화탄소 환원 반응 (오른쪽)기존 금입자를 이용한 비효율적 전기화학 이산화탄소 환원 반응을 비교한 개념도

 

장종현 박사박현서 박사

 

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 연료전지연구센터 장종현, 박현서 박사팀은  특정 고분자로 코팅된 금 나노입자를 합성한 촉매 제조 기술을 개발하여 이산화탄소 전환 반응의 활성과 안정성이 크게 증대되는 것을 밝혔다. 이 기술은 고성능, 고내구성 촉매 소재를 친환경적인 방법으로 대량생산이 가능하여, 향후 온실 가스 저감 및 이산화탄소 전환 기술의 실용화 연계에 기여할 것으로 전망된다. 

<그림 2> 개발된 고분자 코팅 금입자의 전자현미경 사진(a,b) 기존 금입자 전자현미경 사진 (c,d)

 

최근 전 세계에서 일어나는 예측 불가능한 기후 변화는 온실가스 증가 및 지구 온난화에 따른 대기 불안정 현상 때문인 것으로 여겨진다. 이산화탄소 농도는 산업화 이전 시대와 비교하여 약 40%(2017년. 405ppm)정도 증가한 것으로 보고되고 있다. 이로 인해 지구의 대기 평균 온도 또한 약 1〬c 가량 증가하였으며, 해수면도 약 88mm 정도 증가한 것으로 알려져 있다. 과학계 전문가들에 따르면, 지구 온난화로 인한 기후 재앙에 대비하기 위해서는 대기 온도 증가를 3〬c 이하로 제한하고, 공기 중 이산화탄소 양은 1조 7천억 톤 이상을 저감해야 한다고 전망하고 있다.

 

<그림 3> - 개발된 고분자 코팅 금입자(빨간색) - 기존 금입자(검은색)의 이산화탄소 환원 선택도<그림 4> - 개발된 고분자 코팅 금입자(빨간색) - 기존 금입자(파란색)의 이산화탄소환원 운전 안정성 *시간이 지나도 성능이 유지됨을 알 수 있다.

 


이산화탄소를 저감하는 기술의 하나로 태양광 및 풍력발전 같은 신재생 청정에너지를 이용한 이산화탄소 전기 분해(환원)법이 주목 받고 있다. 이 방법은 온실가스를 저감하고, 동시에 일산화탄소와 탄화수소와 같은 유용한 화학물질을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 이때, 반응 촉매로는 금, 은 등의 나노입자가 사용되는데, 상업적 경쟁력을 갖기 위해서는 소재 및 제조 공정 측면에서 비용 절감과 성능 증대를 동시에 구현할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.

 

KIST 연구진은 촉매로 사용되는 이산화탄소 환원용 금 입자를 제조할 때, 폴리에틸렌 고분자를 금 입자 표면에 코팅하여 기존 금 입자에 비해 활성과 선택성이 약 30%, 고분자 코팅에 의한 촉매의 내구성도 약 20% 이상 증가하는 것으로 나타났다고 밝혔다. 또한 금 입자 촉매 표면의 고분자 코팅은 촉매 보호막 역할을 하는 동시에 이산화탄소를 잘 흡착시키는 역할을 하여 금 입자의 반응성과 내구성을 향상시키는 것으로 나타났다. 연구진은 고분자 용액을 이용한 액체 스퍼터링 공정*을 개발, 고분자 코팅된 금 입자 생산을 용이하게 하여 향후 상업적인 촉매 제조 및 경제적인 온실가스 저감 기술을 위한 토대가 될 것으로 기대하고 있다.
*액체 스퍼터링 공정 : 증착법의 일종, 아르곤 등의 가스 입자를 강한 전기장으로 이온화시킨 후 가속시켜 금속판에 충돌시키고, 이때 충돌로 인해 금속판에서 탈출한 금속 원자를 액체 용매에 모아 작은 입자로 만드는 방법. 

 

KIST 장종현 박사는 “본 연구로 개발된 촉매 기술은 활성과 내구성이 우수하며, 양산성이 높은 환경 친화적 기술이다. 향후 이산화탄소 전기분해 장치의 귀금속 촉매 사용량 및 공정 비용 절감에 기여할 것으로 전망된다. 또한 이를 통해 국가적 이슈인 온실가스 저감 및 기후변화 대응 기반 기술 구축에 기여할 것으로 기대한다.” 고 밝혔다.

 

본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민) 지원으로 KIST 기관고유사업과 한국이산화탄소포집 및 처리연구개발센터(KCRC)의 KOREA CCS(Carbon Capture & Storage) 2020 사업으로 수행되었으며, 연구결과는 촉매 분야의 국제학술지 ‘Applied Catalysis B: Environmental’(IF : 9.446, JCR 분야 상위 1.02%) 최신호에 게재되었다.

 

 * (논문명) Enhanced CO2 reduction activity of polyethyleneglycol-modified Au nanoparticles prepared via liquid medium sputtering
   - (제1저자) 한국과학기술연구원 정민욱 박사(Post-Doc.), 차인영 박사 (Post-Doc.)
   - (교신저자) 한국과학기술연구원 장종현 책임연구원, 박현서 선임연구원

 

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[기고] 국방기술 혁신 열쇠 '공동·융합 R&D'

 

이성호 박사

1970년대 우리나라 무기 개발은 온전히 미국에 의존했다. 우리나라는 재래식 무기 개발을 위해 미국 라이선스를 구매했다. 한국 국방 규격은 미국 국방 규격(MIL-spec)을 그대로 번역해 제정했다. 미국 규격에 따라 우리나라 무기를 생산한 것이다. 이 방법으로 군수품을 제조하는 경우 미국에서 구할 수 있는 원료를 기반으로 제조해야 한다. 이에 따라서 수류탄의 폭발 지연 시간 조절을 위해 사용되는 간단한 점토도 다른 나라 원료를 사용하면서 성능이 저하되는 등 많은 문제에 직면했다.

 

그럼에도 선진국 기술 의존도가 높은 이유는 무기 개발에 긴 시간이 소요되기 때문이다. 국방 무기는 일반 소비 제품과 다르게 적용 분야 특성상 사람에게 위험한 제품이 많다. 이 때문에 제품 개발 단계가 매우 복잡하고, 저장 환경 시험을 거쳐야 한다. 실제 군에 적용하려면 길게는 10년 이상의 시간이 필요하다. 더욱이 개발 자체가 군사기밀인 경우가 많아 진행 과정 공개가 불가능하다. 2000년대 들어 국내 기술로 개발된 다양한 무기 체계가 선보여 실전 배치되고 있지만 여전히 선진국 기초 기술에 기반을 둔 것임에는 부인하기 어렵다.

 

이 시점에서 우리는 국방 분야 연구개발(R&D)의 세계 추세를 눈여겨봐야 한다. 선진국 국방 R&D는 대부분 민간 산업체, 대학교, 연구소와 함께 진행된다. 미국은 국가연구비 예산의 절반을 국방 분야에 사용한다. 그 가운데 가장 중요한 미래 지향 국가 프로젝트는 국방부 산하 방위고등연구계획국(DARPA)이 기획하고 집행한다. DARPA는 산·학·연 연계 혁신형 프로젝트를 추진해 민간 분야로 기술을 확산했고, 오늘날 혁신 연구 요람으로 인정받고 있다. DARPA는 초기에 군의 수요에 맞는 기술 개발에 중점을 뒀다. 이후 기초 과학 중심으로 과제를 기획했다. 또 기업과 대학의 야심에 찬 R&D를 지원했다. 연구 결과는 민간 분야까지 확산 적용했다. 이런 노력으로 1970년대 인터넷을 포함한 개인 컴퓨터 시대를 이룩했고, 2000년대 들어와 자율주행과 로봇 사업에서 뛰어난 성과를 거두고 있다.

 

다가오는 4차 산업혁명 시대 국방 혁신의 핵심 기술에서 '복합 소재'를 빼놓을 수 없다. '꿈의 신소재'라 불리는 그래핀은 머리카락 굵기 10만분의 1에 불과하지만 강철보다 200배나 강하다. 이것으로 반도체 소자를 만들면 무기의 초경량화가 가능하다. 또 질화붕소나노튜브(BNNT)로 방호복을 만들면 한 장의 얇은 직물 형태 섬유로도 방사선을 막을 수 있다. 이렇듯 국방 기술 혁신은 복합 소재에서 시작한다고 해도 과언이 아니다.

 

최근 북미정상회담이 개최되고 북한의 핵무기 폐기가 언급되는 상황에서 복합 소재 사용이 줄어드는 것 아니냐는 견해가 있다. 복합 소재는 전략 물자이면서 경량 소재이기 때문에 일상생활에서도 다양하게 활용된다. 현재 초경량 자전거, 낚싯대 등 스포츠용품부터 전기자동차 내장재·구조재로 쓰인다. 일본은 건물의 내진 보강재로도 사용한다. 웨어러블 기기, 스마트 로봇, 항공·우주 분야 등 복합 소재 활용 범위는 더욱 넓어질 것으로 전망된다.

 

우리나라는 국방 R&D 분야의 산·학·연 연계가 미흡하다. 공동·융합 연구의 필요성에 대한 지적이 많다. 융합을 통한 노력 없이는 창의성이 뛰어난 기술 개발에 요원할 수밖에 없기 때문이다. 정부도 이 같은 사실을 주지하고 민간과 군 협력을 통한 R&D 사업 촉진을 위해 다각도로 노력하고 있다. 다가오는 4차 산업혁명 시대의 소재 개발은 국방 분야뿐만 아니라 미래 사회 변화를 선도할 핵심 기술이다. 이에 따라서 복합 소재 연구는 미래 첨단 소재로서의 중요성이 강조돼야 한다. 앞으로도 지원과 투자가 지속해서 이뤄져야 한다.

 

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[포럼] 혁신 협력네트워크 구축 속도내자

 

윤석진 부원장

최근 영화 '어벤저스, 인피니트워'가 누적 관람객 1100만을 돌파했다. 앤서니 루소, 조 루소 감독은 신들과 초능력자들이 펼치는 활약상들을 150분 동안 촘촘히 담아냈다. 개봉 이후 2018년도 최고의 SF영화로 자리매김을 해 나가고 있다. SF영화는 단순 유희를 넘어, 시대에 따라 소재를 달리하며 과학적 상상력을 자극하고 도전의 원동력을 제공한다. 20세기 최고 인기 SF영화 주인공은 '로봇'(robot)이었다. 1897년 프랑스 멜리에스의 '어릿광대와 꼭두각시'로 시작한 로봇영화는 아톰, 터미네이터, 로보캅 등을 등장시키며 우리들의 눈과 귀를 사로잡아 왔다.

 

하지만 21세기 들어 관심에서 밀려나고 있는 추세다. 이는 SF영화가 먼 미래의 주인공을 등장시킨다는 속성으로 볼 때, 로봇은 더 이상 먼 미래가 아님을 보여준다 할 것이다. 사실 꽤 오래 전부터 생산 현장에서 힘들고 위험한 작업을 로봇이 담당해 왔다. 최근 4차 산업혁명 시대를 맞아 지능화된 서비스 로봇이 적용 분야를 넓혀 나가고 있다. 일본에서는 로봇이 노인을 보살피고 있고, 프런트부터 룸서비스까지 로봇이 서비스하는 호텔도 등장했다. 이제 로봇 전문가가 아니더라도 로봇 산업의 급성장을 쉽게 예상할 수 있을 것이다. 

 

미래 주력 산업으로서 로봇의 미래는 어디에 있을까? 쉽게 일본을 손꼽을 수 있다. 일본은 로봇 핵심 부품인 감속기, 서보모터, 센서 등에서 세계 시장 90% 이상을 점유하고 있다. 세계 산업용 로봇 특허 출원 건수 상위 10대 기업 중에 7개가 '화낙', '야스카와전기', '가와사키중공업' 등 일본 기업이다. 일본 기업들은 이러한 위상을 토대로 미래를 주도하겠다는 계획이다. 하지만 지금 펼쳐지고 있는 상황은 일본 기업의 생각대로 진행되고 있는 것 같지는 않다. 너무도 강력한 경쟁자가 등장했기 때문이다.

 

새로운 경쟁자는 로봇 운영 플랫폼을 장악했다. 거의 완벽하게 자연어를 처리하고 음성 대화가 가능한 기술을 보유했다. 빅데이터 플랫폼에서도 최고의 기업이다. 결정적으로 쉽게 익히고 활용할 수 있는 인공지능 서비스로 시장을 장악해 나가고 있다. 이 놀라운 경쟁자가 바로 구글이다. 지금까지 로봇 기업은 외형을 먼저 만들고 지능을 추가해 왔다. 이에 반해 구글은 두뇌를 먼저 만든 것이다. 구글 텐서플로의 강력함, 어시스턴트와 듀플렉스 서비스의 유용함, 플랫폼 장악의 위력을 감안하면 로봇의 미래가 구글에 있다는 이야기에 고개를 끄덕이지 않을 수 없다.

 

로봇 미래를 준비하는 구글의 전략에서 우리가 지향해야 할 21세기형 혁신 방향도 찾아볼 수 있다. 지금껏 우리는 외형을 먼저 만들고 속을 채워 나가는 전략을 채택해 왔다. 이는 선진국들이 검증하여 성공이 보장된 모델이 있었기에 가능했다. 하지만 이제 세계와 어깨를 나란히 하며 확인되지 않은 길을 선도해 나가야 하는 지금, 외형적 틀을 먼저 짜는 전략은 더 이상 효과적이지 않다. 시시각각 변하는 외부 환경과 시장의 요구에 유연하게 대응하기 어렵기 때문이다. 이제 경쟁력 있는 두뇌와 콘텐츠를 먼저 준비하는 전략은 선택이 아니라 필수가 됐다.

 

최근 과기정통부가 발표한 강소특구도 같은 맥락이다. 정부는 지자체와 협력하여 핵심기술기관을 중심으로 혁신을 위한 협력네트워크를 구축한 지역을 지원한다는 계획이다. 소프트웨어가 준비되어 있는 곳에 시너지를 창출하고 혁신생태계를 완성해 가는 혁신 전략이라고 할 수 있다. 지난 5월 29일, 홍릉 클러스터링 추진단이 현판식을 갖고 출범했다. 홍릉에는 고려대, 경희대, KAIST 경영대학원 등 유수 대학과 최초의 국책연구소 한국과학기술연구원(KIST)와 한국과학기술정보연구원(KISTI) 등이 위치해 있다. 또한 2012년부터 홍릉소재 공공기관 지방이전을 계기로 홍릉의 활성화를 위한 담론의 장이자 협력네트워크인 홍릉포럼을 운영해 오고 있다.

 

지금껏 대한민국 발전의 싱크탱크 역할을 훌륭히 수행해 온 홍릉이 이제 글로벌 혁신 클러스터로 재도약하려 하고 있다. 그 기반은 지난 50년간 발전시키고 쌓아온 홍릉의 역량과 인재가 될 것이다. 반세기 전, 홍릉의 시작도 비어 있는 공간에 하드웨어를 만들고 인재와 프로그램을 채워 가는 방식이었다. 하지만 21세기 홍릉은 보유한 역량을 토대로 브레인을 서로 연결하고 꼭 필요한 하드웨어를 구비해 나가게 될 것이다. 혁신의 생태계로서 홍릉은 다시 한 번 대한민국을 끌어갈 엔진을 기대하는 국민과 국가의 기대에 답해야 한다. 

 

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음악에 맞춰 춤추는 접어서 만든 소프트 로봇
  - ‘적층형 자가접이’라는 새로운 방식으로 만들어진 소프트 로봇 개발
  - 영화 대사, 오페라에 맞춰 유연하게 동작, 문화·예술분야 활용 기대

 

저가의 종이보드나 필름 등을 자르고 접어서 만드는 소형 로봇은 짧은 제작시간과 적은 제작비용, 대량생산 가능성으로 학계에서 지속적으로 연구되고 있다. 이러한 소형 로봇은 최근에 열이나 자기장, 습도변화 등에 의해 스스로 접히는 이른바 4D 프린팅* 기술과 접목되면서 큰 주목을 받고 있다. 최근 국내연구진이 ‘적층형 자가접기(additive self-folding)’ 라는 새로운 기술로 만들어진 소프트 로봇**을 개발하고 문화·예술 산업 등에서의 활용 가능성을 선보여 주목받고 있다. 
*4D 프린팅 : 온도, 습도, 진동, 자기장 등으로부터 운동에너지를 얻어 미리 설계된 3차원 형상으로 스스로 변하는 지능형 구조를 만드는 기술
**소프트로봇(Soft robot) : 딱딱한 금속이 아닌 유연한 소재로 만들어져 있으며 변형하기 쉬운 구조를 가진 로봇. 외부환경에 탄력적으로 적응하고 유연하게 움직임일 수 있어 의료, 탐사, 재난, 제조 등 여러 분야에서 활용가능

 

임세혁 박사

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 지능로봇연구단 임세혁 박사팀은 전산 알고리즘을 이용하여 설계된 종이전개도를 프린터로 출력하고, 이를 접어서 3차원 형상을 가진 로봇으로 활용하는 기술을 세계 최초로 개발했다. 또한 KIST 임세혁 박사팀은 개발한 소프트 로봇을 이용해 영화대사를 따라하고, 음악에 유연하고 생동감 있게 움직이는 모습을 세계 최초로 시연하였다.

 

3D 프린터를 사용하는 분야에서 로봇을 구동장치까지 한 번에 제작하는 기술은 현재 선진국에서도 활발히 연구되고 있으나, 기본적으로 고가의 장비를 필요로 하고 로봇의 동작범위나 속도 등이 제한적이었다. 본 연구진은 원하는 로봇의 3차원 형상과 구현하고자 하는 동작을 사전에 설계하여, 자가조립에 의해 기존의 방식보다 더 저렴하고 용이하게 로봇을 구현할 수 있는 기술을 개발했다. 이렇게 연구진은 ‘적층형 자가접이’라는 새로운 방식으로 만들어진 소프트 로봇을 최초로 개발했다.

[그림 1] 평면재료를 적층형으로 접어만드는 3차원 소프트로봇의 설계/제작/구동 기술 (1) 원하는 3차원 형상(토끼) (2) 하부에서 상부까지 슬라이싱 (3) 슬라이스 의한 전개도, 각 슬라이스의 구멍에 실을 연결 (4) 적층형 자가접이 (아래에서부터 위까지 슬라이스가 쌓이면서 3차원 형상을 갖춤) (5) 완성된 3차원 소프트로봇을 구동

또한 이러한 기술로 만들어진 소프트 로봇은 부드러운 몸체와 외부충격에 유연한 특성을 가진다. 연구진은 개발된 소프트 로봇이 영화 대사를 따라하고, 오페라 등의 음악에 맞춰 유연하게 동작하는 ‘오디오-애니메트로닉스(audio-animatronics)’를 시연, 활용범위를 의료분야 뿐 아니라 영화·엔터테인먼트 산업 및 예술분야에까지 확장시킬 수 있다는 점에서 학계의 큰 관심을 받고 있다. 
 
KIST 임세혁 박사는 “로봇의 디자인과 기능에 따른 최적의 설계가 가능하다. 향후 본 연구를 통해 개발한 소프트로봇 기술에 최근 급격하게 발전하고 있는 대화형 인공지능기술을 융합하면 개인·서비스 로봇 관련 산업에도 광범위한 변화를 일으킬 수 있을 것으로 기대한다.”고 밝혔다.

 

본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민) 지원으로 KIST 기관고유사업으로 수행되었으며, 로봇 분야 국제학술지인 ‘국제로봇연구 저널 (The International Journal of Robotics Research, IF : 5.30,  JCR 상위 : 5.76 %)’ 최신호에 온라인 게재되었다.

 

 * (논문명) Animatronic soft robots by additive folding
    - (제1저자) 한국과학기술연구원 임세혁 선임연구원  
    - (공저자) 신시아 성(Univ. Penn 조교수), 슈헤이 미야시타 (Univ. of Yort, 조교수)           

                  다니엘라 러스(MIT 전자컴퓨터동학과 교수), 김상배 (MIT 기계공학과 부교수)
    - (교신저자) 한국과학기술연구원 임세혁 선임연구원  

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