과학동아 사이언스 보드 함께 탈 연구자 3人

2020.03.14 06:00

놀면서 공부할 수 있으면 얼마나 좋을까. 게다가 스펙까지 쌓인다면? 과학동아가 하루하루 바쁘게 미래를 준비하는 청소년 독자들을 위해 '재미+성적+진로' 세 마리 토끼를 동시에 잡을 수 있는 과학 커뮤니티 사이언스 보드를 시작한다. 사이언스 보드 탑승자들이 가장 먼저 누릴 수 있는 혜택은 국내외 최고 과학자로 꼽히는 보드 어드바이저의 특별강연이다. ROBOT 보드, AI 보드,  NASA 보드를 각각 책임지고 있는 보드 어드바이저  3인을 미리 만나보자.

(바로가기 http://www.scienceboard.co.kr/)

 

 

로봇 어드바이저 - 오준호 KAIST 기계공학과 석좌교수

 

 

2018 평창동계올림픽을 두 달가량 앞둔 2017년 12월 11일. ‘피겨 퀸’ 김연아 선수를 시작으로 각계 유명 인사들의 손을 거쳐 대전에 도착한 성화는 휴머노이드 로봇 ‘휴보(HUBO)’의 손에 전달됐다. 휴보는 손에 성화를 쥐고 성큼성큼 걸었고, 자신을 개발한 ‘아버지’ 오준호 KAIST 기계공학과 석좌교수에게 성화를 전달했다. 


성화 봉송 주자로 나선 휴보는 ‘DRC-휴보’로, 2015년 미국 국방부 산하 방위고등연구계획국(DARPA)이 주최한 재난대응로봇 경연인 ‘다르파 로보틱스 챌린지(DRC)’에서 우승을 차지하며 이미 유명세를 탔다. 이날 DRC-휴보의 성화 봉송 장면은 전 세계 언론에 보도되며 화제가 됐다. 한국 로봇기술의 우수함이 다시 한번 입증된 순간이었다. 

 

 

 


오 석좌교수는 2002년부터 인간형 로봇 연구에 매진해오며 원천기술 하나 없던 로봇 불모지에서 휴머노이드 로봇을 만들었다. 2004년 국내 최초의 휴머노이드 로봇인 휴보를 개발한 뒤 2005년 얼굴에서 다양한 표정을 지을 수 있는 ‘알버트 휴보’, 2008년 시속 3.6km로 뛸 수 있는 ‘휴보II’ 등을 차례로 개발했다. 


오 석좌교수는 “휴머노이드 로봇은 모든 기술이 집약된 만능로봇에 해당한다”며 “개발 과정에서 다양한 로봇기술이 새롭게 나오는 만큼 매우 중요한 연구 분야”라고 말했다. 가령 군사 로봇, 의료용 수술 로봇, 서비스 로봇 등 특정 목적을 위해 설계된 로봇에도 휴머노이드 로봇기술이 일부 포함돼 있다.  


세계적으로 로봇 개발 경쟁은 치열하다. ‘완벽한 로봇’을 구현하기 위한 기술 개발은 더욱 뜨겁다. 오 석좌교수는 “로봇기술이 발전하기 위해서는 원천기술 개발이 병행돼야 한다”고 강조했다. 


그는 2015년 DRC에 참가하면서 원천기술의 필요성을 절감했다. 로봇을 완성하려면 로봇에게 에너지를 공급할 배터리부터 팔다리를 움직이게 할 모터, 눈이 될 카메라, 음성을 인식할 음향센서, 정보를 처리하고 전달할 컴퓨터 통신 장치 등 수십 가지 부품이 필요하다. 이들 부품의 성능이 곧 로봇의 성능을 결정한다. 


오 석좌교수는 “로봇에 필요한 모터와 유압장치 등을 자체 개발하고 있다”며 “로봇의 속부터 겉까지 모두 우리 기술로 로봇을 완성할 계획”이라고 말했다. 


오 석좌교수는 30여 년 전 과학동아를 구독한 오랜  팬이다. 그래서 ROBOT 보드 어드바이저도 흔쾌히 수락했다. 그는 4월 25일 독자들과 만나 ‘로봇기술과 미래’를 주제로 강연을 들려줄 예정이다. 


오 석좌교수는 “선배 독자로 지금의 독자를 만난다는 사실이 설렌다”며 “나처럼 과학과 로봇을 좋아하는 덕후들과 함께 로봇의 미래를 얘기하고 참신한 아이디어를 나누는 기회가 되길 기대한다”고 말했다. 

 

 

 

 

인공지능(AI) 어드바이저 - 김정호 KAIST ICT 석좌교수

 

 

“인공지능(AI) 반도체 전문가라고 소개해주세요.”


어떤 간단한 수식으로 이 사람을 소개할지 고민이었다. 소속도, 연구 분야도 너무 많아서다. 김정호 KAIST 전기 및 전자공학부 교수가 건넨 명함 세 장에는 ‘KAIST ICT(정보통신기술) 석좌교수’ ‘KAIST-삼성전자 산학협력센터장’ ‘KAIST-한화시스템 국방 인공지능 융합연구센터 센터장’ 등 직함이 여럿 찍혀 있었다. 


그중에서도 김 교수가 가장 자랑스러워하는 타이틀은 국제전기전자공학회 석학회원(IEEE Fellow)이다. 국제전기전자공학회는 전기, 전자, 반도체, 통신, 컴퓨터 분야에서 세계적으로 가장 권위 있는 학회다. 이들 분야에서 6년 이상 연구 경험이 있는 사람들에게 회원 자격이 주어지며, 현재 160개국 40만 명 이상의 회원을 보유하고 있다. 여기에서도 석학회원은 탁월한 업적을 낸 연구자들에게만 지명되는 최고 등급의 회원으로, 전 세계 최상위 0.1% 연구자에게만 부여되는 명예로운 자리다.


김 교수는 지금까지 총 5개 분야를 연구했다. 박사학위는 서울대에서 플라스마를 연구해 받았고, 이후 국비장학생으로 선발돼 미국에 건너가 2018년 노벨 물리학상 수상자인 제라르 무루 당시 미시간대 교수 밑에서 고출력 레이저를 연구했다. 국내로 돌아온 뒤에는 반도체 설계 및 공정 관련 연구를, 그리고 지금은 AI 반도체를 연구하고 있다.

 

 

5개 분야가 서로 다른 분야 같지만 한 가지 공통점이 있다. 모두 반도체와 관련돼 있다는 점이다. 가령 반도체와 관련 없어 보이는 플라스마와 고출력 레이저는 반도체 장비 등 제조에 필수적인 요소다. 반도체 제조의 전 과정을 연구한 셈이다. 


그 과정에서 탁월한 성과를 냈다. 반도체 칩을 기판에 연결하는 패키징 공정에 실리콘 관통전극(TSV) 기술을 도입한 것이 대표적이다. 보통 반도체에는 칩들이 기판과 금으로 된 전선으로 직접 연결돼 있다. 하지만 더 많은 데이터를 더 빠르게 전송할 반도체가 필요해지면서 넣어야 할 칩의 개수도 늘어났고, 그에 따라 한정된 면적의 기판에 칩을 넣을 공간이 부족해졌다. 


김 교수는 칩을 여러 개 쌓는 방식을 개발했다. 김 교수는 “육상에서 자동차나 기차로만 이동하는 것보다 그 위 하늘에서 비행기를 이용하면 더 많은 사람이 이동할 수 있듯이, 칩을 여러 겹 쌓아 올리면 같은 공간에 훨씬 더 많은 데이터가 오고 가게 할 수 있다”고 말했다.


칩을 쌓는 것이 마치 블록을 조립하듯 단순하리라 생각하면 오산이다. 칩을 여러 겹 쌓으려면 칩마다 구멍을 뚫어야 하는데 화학적 방식으로 구멍을 수직으로 뚫는 것도, 이때 생기는 잔류물을 제거하는 것도 쉽지 않은 기술이다.


김 교수는 “TSV 기술로 만든 메모리 반도체를 고대역폭 메모리(HBM)이라고 하는데, 전 세계 HBM과 관련된 연구 결과는 대부분 우리 연구실에서 나왔다”며 “최근 우리가 개발한 HBM의 데이터 전송 속도는 컴퓨터와 USB가 주고받는 것보다 100배 이상 빠르다”고 말했다. 이런 HBM은 수많은 데이터 학습이 필요한 AI에 사용되기 때문에 AI 반도체라고도 불린다.


AI 보드 어드바이저를 맡은 김 교수는 “미래사회는 분명 지금보다 AI 기술의 영향력이 클 것”이라며 “AI가 이미 현실에 와있다는 사실을 과학동아 독자들에게 얘기해주고 싶다”고 말했다. 

 

 

 

 

 

NASA 어드바이저 - 전인수 JPL 우주환경그룹장

 

 

 

미래에 우주 과학자를 꿈꾸는 사람 중에 미국항공우주국(NASA)을 모르는 사람이 있을까. 1969년 인류 역사상 최초로 달에 인간을 착륙시켰고, 2030년대 화성에 유인 탐사선을 보내는 계획을 추진 중인, 전 세계 최고의 우주기술 연구기관이 바로 NASA다. 


전인수 NASA 제트추진연구소(JPL) 우주환경그룹장은 NASA 10개 연구센터 중 미국 캘리포니아주 패서디나에 위치한 JPL에서 20년 동안 일하며 행성 탐사 연구를 이끌어왔다. 2003년 화성에 쌍둥이 로버(스피릿, 오퍼튜니티)를 보낸 ‘MER(Mars Exploration Rover)’ 미션, 2012년 화성 표면에 착륙해 현재까지 화성의 기후와 지질을 조사하고 있는 ‘큐리오시티’ 미션 등이 모두 그의 손을 거쳤다. 


그는 행성 탐사선들이 맞이할 우주환경, 특히 우주방사선 분야에서 JPL 내 최고 전문가다. 지구 밖은 대기와 자기장이 없어 방사선의 강도가 훨씬 높다. 하지만 구체적으로 얼마나 높은지 과거엔 알 방법이 없었다. 

 

 

전 우주환경그룹장은 “화성에 직접 큐리오시티를 보냄으로써 화성 표면의 우주방사선을 정량적으로 측정할 수 있게 됐다”며 “미래에 인류가 화성에 체류하기 위해서는 정확한 우주방사선 연구가 필수”라고 설명했다. 


큐리오시티를 화성에 보내고 그는 한동안 솔(SOL·화성의 하루 단위로 1솔은 약 24시간 39분 35초) 시간대로 살았다. 큐리오시티가 화성의 낮 동안 수집한 데이터를 토대로 다음 날 큐리오시티가 수행할 임무를 지시해야 하다 보니 화성의 밤 시간대에 맞춰 일했다. 덕분에 새벽 2시에 출근하는 날도, 오후 6시에 출근하는 날도 있었다. 그는 “행성 과학자만 할 수 있는 재밌는 경험”이라며 웃었다. 


그는 곧 화성 샘플 귀환(MSR·Mars Sample Return) 임무도 맡는다. 화성 샘플 귀환 미션은 올해 7월 NASA가 발사 예정인 화성탐사선 ‘마스(MARS) 2020’이 화성에서 샘플 채취에 성공하면 이것을 지구로 귀환시키는 미션이다.


전 우주환경그룹장은 “채취한 샘플에 섞여 있거나, 귀환하는 우주선에 붙어올 수 있는 외계 미생물이 지구로 올 때까지 우주방사선에 얼마나 노출될지 연구할 계획”이라고 말했다. 


그 밖에 그는 목성의 위성에 탐사선을 보내는 ‘유로파 클리퍼 미션’과 소행성대에 위치한 16프시케에 탐사선을 보내 태양계 생성 초기 물질을 조사하는 미션도 추진하고 있다. 


하지만 이렇게 눈코 뜰 새 없이 바쁜 와중에도 전 우주환경그룹장은 올해 상반기 예정된 한국 과학계(?) 최대 미션인 과학동아 사이언스 보드에 어드바이저로 기꺼이 참여 의사를 밝혔다. 


그는 “우주를 향해서 귀를 기울이고, 가슴을 열고, 눈빛을 빛내는 대중과의 만남은 특별하다”며 “NASA의 연구와 연구자로서의 삶에 대해 깊게 이야기 나누는 자리가 됐으면 좋겠다”고 기대했다. 

 

 

 

 

※관련기사 

과학동아 3월호, 나랑 같이 보드 탈래? 과학동아 사이언스 보드 오픈

지금 당장, 사이언스 보드에 올라타세요! 바로가기 

 

메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

작성하기

    의견쓰기 폼
    0/150