▲ 모그립 로봇팔. 사람이 손가락으로 집어 손바닥에 올리면서 잡는 원리를 처음으로 적용했다 [출처=서울대학교 공과대학]서울대학교(총장 유홍림) 공과대학(학장 김영오)에 따르면 2024년 11월29일 관악캠퍼스 공학관에서 제1회 ‘서울대 로보틱스 데이(SNU Robotics Day)’를 성황리에 개최했다.‘로보틱스 데이’는 로봇 분야의 융합연구 성과를 선보이는 자리로 주제별 융합 연구를 지원하는 서울대 공대의 공학 혁신 프로그램 ‘킵 워치(Keep Watch)’의 일환이다.1부 행사에서는 서울대에서 로봇을 제작·연구·활용하는 공학자들이 연구실을 소개하고 로보틱스(Robotics) 연구성과와 로봇 데모를 발표다. 2부 행사에서는 ‘창의공학설계’ 수업 수강생 60명이 직접 만든 로봇으로 ‘로보콘’ 결승전을 치뤘다.김영오 공과대학장은 축사에서 “연구자들은 로봇과 같은 미래 핵심기술을 연구할 때 먼저 우리 사회가 무엇을 필요로 하는지, 사회의 가장 큰 이슈는 무엇인지부터 파악하고 공유해야 한다”고 말했다.또한 “그에 대응하는 기술 혁신의 방향성을 함께 찾기 위해 로봇 공학자들이 한자리에 모이는 로보틱스 데이를 처음으로 개최했다”고 행사의 취지를 강조했다.이어진 장병탁 서울대 AI 연구원장, 박종우 전 로봇학회 회장의 축사로 시작한 1부에서는 서울대 내 25개 연구팀이 최근 논문으로 발표했거나 개발 중인 로봇들의 제작 원리를 설명했다.현장에서 시연이 어려워 영상으로 소개된 대형 로봇, 수영 로봇, 수술 로봇, 우주 로봇 등은 참석자들의 눈길을 끌었다.새로 개관한 인공지능(AI) 교육연구 공간인 해동첨단공학관의 AI 로봇 클러스터에서는 40여 명의 연구원들이 로봇을 시연했다.특히 입구에서 안내봇 역할을 맡아 사람이 손을 내밀면 센서로 인식해 잡아주는 ‘휴머노이드 로봇’과 처음 인사를 나눈 참석자들은 사람이 직접 입을 수 있는 ‘웨어러블 로봇’을 접하는 시간을 가졌다.특수천으로 제작돼 가벼우면서도 무릎의 부하를 줄이는 ‘엑소 언로더 로봇’, 무거운 물건을 들 때 허리를 보조하는 조끼 모양의 ‘스쿼트 로봇’, 중량물 작업 시 척추가 부담하는 하중을 줄이는 ‘허리 동작 보조 웨어러블 슈트’, 사람의 고관절을 움직여 걷고 뛰는 기능을 향상시킨 ‘고관절 보조로봇’ 등이 선보였다.데모를 보여준 한 연구원은 인체를 보호하고 신체 능력을 높인다는 점에서 웨어러블 로봇의 목적은 모두 동일하지만, 소재부터 프로그램에 이르기까지 그 접근 방식은 매우 다양하다고 설명했다.기존에는 인간의 손을 통해서만 수행할 수 있었던 기능을 정밀하게 모사한 로봇들도 참석자들의 많은 관심을 받았다.사람이 손가락으로 물건을 집어 넓은 손바닥에 옮겨 담는 이동 원리를 로봇 분야에서 처음으로 구현한 ‘모그립 로봇’, 좁은 공간에 차곡차곡 접시를 정리하는 ‘접시 수납 로봇팔’의 데모는 서울대 연구팀의 우수한 기술력을 입증했다.개발에 참여한 한 연구원은 인간에게는 단순해 보이는 노동을 로봇이 수행하려면 탁월한 시각 지능과 판단 능력을 갖춰야 하는 만큼 이 로봇들은 수많은 도전 끝에 얻어낸 성공적인 결과물이라고 전했다.그 밖에도 수술 중 환자 조직과의 촉감을 측정해 마치 직접 손으로 수술할 때처럼 의료진의 손에 촉각 정보를 전해주는 ‘햅틱 수술 로봇’을 비롯한 의료용 로봇, 보스턴 다이너믹스(Boston Dynamics)의 개발 모델에 연구팀이 자체 개발한 공간인식 AI 프로그램을 설치해 미리 학습되지 않은 새로운 공간에서도 자유자재로 이동하도록 구현한 로봇 개 등도 많은 관심을 받았다.로봇 수십 대의 데모를 지켜본 로봇 전문기업의 표윤석 공학박사는 “발표와 데모를 통해 젊은 연구자들의 열정을 고스란히 느낄 수 있어 즐거운 시간이었다”면서 “당장 상용화를 시도하고 싶은 로봇도 많아 서울대와 적극적으로 협업할 필요를 느낀다”고 소감을 전했다.이날 행사의 2부는 로봇공학 기초 과목인 ‘창의공학설계’를 수강하며 미래의 로봇 공학자를 꿈꾸는 60명의 1학년 학생들이 직접 만든 로봇으로 팀별 대항전을 치르는 ‘로보콘’을 관람하는 시간으로 진행됐다.2024년 새로 도입된 다자유도 로봇팔의 기능을 창의적으로 활용한 ‘조립왕’ 팀이 접전 끝에 우승해 국제 로보콘 참전권을 획득하고 축하를 받으며 로보틱스 데이가 마무리됐다.로봇 분야의 대표적 국제 학회인 IEEE RAS (미국 전기전자공학회 산하 로봇자동화학회)의 제24대 회장을 역임했던 서울대 기계공학과 박종우 교수는 행사를 마친 후 “로봇의 시대는 인간의 외형을 지닌 기계가 판매되는 시기가 아니라 우리가 풀어야 할 문제를 지능을 갖춘 기계를 만들어 해결할 수 있는 시기이고 바로 지금이 로봇의 시대다”고 강조했다.또한 박 교수는 “지금도 지구상에는 로봇화를 통해서만 해결이 가능한 수많은 문제들이 산적해 있다. 앞으로 매년 가을에 열릴 로보틱스 데이가 이 같은 시대적 과제에 맞설 공학자들에게 창의적인 도전 정신을 고취하는 계기가 되길 바란다”고 밝혔다.

▲ (좌측부터) 강유 서울대 인공지능협동과정/컴퓨터공학부 교수, 김종진 컴퓨터공학부 박사과정생[출처=서울대학교 공과대학]서울대(총장 유홍림) 공과대학(학장 김영오)에 따르면 인공지능(AI) 협동과정/컴퓨터공학부 강유 교수 연구팀이 다양화 추천을 고려한 개인화 순차 추천 기술을 개발했다.연구팀이 개발한 사용자 간 순서를 고려한 다양화 추천 기술 ‘사피드(Sequentially Diversified Recommendation via Popularity Debiasing and Item Distribution, 이하 SAPID)는 상품 추천시 다양성 보장이 어려운 점을 극복했다.‘다양화 추천(Diversified Recommendation)’이란 온라인 쇼핑몰 등의 플랫폼에서 판매하는 상품들을 제외되는 품목 없이 골고루 사용자들에게 추천하는 시스템을 말한다. 전자상거래 플랫폼의 수익을 극대화하는 핵심 요소이기 때문에 최근 관련 연구들이 주목받고 있다.기존 연구들은 플랫폼 사용자 개개인의 선호 상품 정보를 취합한 후 선호도가 비슷한 상품 중 다른 사용자들이 좋아하지 않는 아이템을 추천하는 방식으로 다양화 추천에 접근했다.그러나 이 방식은 미래의 사용자가 어떤 상품을 선호할지에 관한 정보는 사전에 반영시킬 수 없기에 앞으로 이뤄질 상품 추천의 다양성은 보장하기 어려웠다.SAPID는 사용자들의 과거 구매 데이터를 바탕으로 미래의 상품별 수요를 예측해 현재 어떤 상품을 추천해야 다양성이 높아질지 판단하는 원리로 작동된다.연구진은 각 상품의 플랫폼 등장 빈도를 참조해 유명 제품에 편중되지 않게 아이템을 추천하도록 SAPID 모델을 훈련 데이터셋으로 학습시켰다.이 과정을 거친 SAPID는 플랫폼 사용자에게 아직 추천되지 않은 상품이나 인기도가 낮은 상품을 우선적으로 추천함으로써 다양성을 증대시키는 역할을 수행한다.앞으로 개발된 기술은 사용자들에게 순차적으로 상품을 추천해야 하는 여러 이커머스 플랫폼에서 기대 수익을 극대화하는 기술로 활용될 것으로 기대를 모으고 있다.SAPID를 통해 쇼핑몰 메인 화면에 각 상품이 노출되는 순위를 조정하면 전체적인 상품 판매량을 늘리고 재고를 줄일 수 있기 때문이다.정헌재단의 학술연구 지원을 받아 수행된 본 연구의 성과는 2025년 3월 데이터 마이닝 및 머신 러닝 분야의 최우수 학회인 ‘WSDM (Web Search and Data Mining) 2025’에 발표될 예정이다.한편 연구논문의 제1저자인 서울대 컴퓨터공학부 김종진 박사과정생은 순차 번들 추천 과정에서도 추천 품목의 다양성을 반영시키는 연구를 진행 중이다.강유 교수는 “상품 추천의 정확성과 다양성을 모두 제고할 수 있는 SAPID는 학문적 가치뿐 아니라 실용성도 높은 기술이다. 향후 온라인 쇼핑몰이나 온라인 콘텐츠 제공 서비스의 매출 증대 및 재고 소진에 크게 기여할 것으로 전망된다”고 포부를 밝혔다.

▲ 서울대학교 반도체공동연구소 지능형 디스플레이 및 센서 연구실 사진(좌측: 전기정보공학부 이재상 교수(교신저자), 우측: 양광모 박사과정생(1저자))[출처=서울대학교 공과대학]서울대 공과대에 따르면 전기정보공학부 이재상 교수 연구팀이 삼성전자 SAIT(Samsung Advanced Institute of Technology)와 공동 연구를 통해 유기 발광다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode) 성능을 저하시키는 핵심 메커니즘을 규명했다.OLED는 현재 스마트폰, 태블릿, 워치, TV 등 주요 IT 기기의 디스플레이에 활용되고 있다. 가까운 미래에 가상현실(VR), 차량용, 자유형상 및 신축성 디스플레이 등 사용처가 더욱 확장될 것으로 기대되는 주요 국가 전략기술이다.하지만 소자의 제한적인 발광 효율과 구동 수명, 그리고 이에 따른 번인 현상(Burn-in) 등이 OLED의 산업적 성장을 저해하는 치명적 기술 장벽이 존재한다.이를 극복하기 위해 서울대-삼성전자 SAIT 연구팀은 OLED 성능을 치명적으로 감소시키는 핵심인자, ‘계면 엑시톤-폴라론 소거(exiton polaron quenching)’ 현상의 존재 가능성을 이론적으로 제시하고 실험적으로 검증하는 데 성공했다.OLED는 다층의 유기반도체 박막으로 이루어진 발광다이오드 소자로 발광층 내부에 주입된 양·음전하가 엑시톤(양-음전하쌍)을 형성하고 엑시톤이 방사결합함으로써 빛이 방출되도록 설계돼 있다.한편 발광층과 인접한 전하수송층 사이에는 미세한 에너지 장벽이 존재하는데 이는 발광층 내부로 전하 주입을 방해하고 전하를 계면에 축적시키는 요인으로 작용한다.공동연구팀은 계면에 축적된 전하에 의해 발광층 내부의 엑시톤이 소거되는 기제를 이론적으로 제시하고 이를 ‘계면 엑시톤-폴라론 소거’ 현상으로 명명했다.이어 연구팀은 해당 현상을 독립적으로 관측할 수 있는 실험을 고안해 해당 현상의 3대 결정인자(계면 장벽, 엑시톤-폴라론 거리, 엑시톤 소멸시간)를 밝혀냈다.특히 주목할 발견은 ‘계면 엑시톤-폴라론 소거’가 OLED 방출광의 색이나 인광, 형광, 지연형광 등 발광방식에 상관없이 보편적으로 일어나는 현상이며 소자효율 저하의 결정적 요인으로 작용한다는 점이다.공동 연구팀은 해당 현상의 제어를 통해 적·녹·청 인광 OLED 효율이 최소 50% 이상, 청색 소자의 수명이 70% 이상 증대된 결과를 달성했다.연구 결과는 2024년 10월10일 세계적 권위의 물리 학술지 ‘피지컬 리뷰 X(Physical Review X)’에 게재됐다. 한국의 연구기관이 해당 저널에 공학 분야의 논문을 게재한 것은 매우 이례적인 성과라는 평이다.피지컬 리뷰 X는 미국 물리학회(American Physical Society)의 대표적인 오픈 액세스 저널로서 물리학 전 분야에 걸쳐 한 해 200편 내외의 핵심 성과만을 출간한다.다학제 물리 분야 논문 인용지수(JCI) 상위 2.2%이며 이 과정에서 매우 엄격한 심사과정을 거치는 것으로 알려져 있다.  공동 연구팀의 이번 발견은 ‘엑시톤-폴라론 소거’가 발광층 내부에 국한된 현상이라는 OLED 산·학계의 통념을 뒤집은 중요한 성과로 평가된다.이번 연구를 통해 해당 현상이 발광층과 전하수송층 사이의 ‘이종계면’에 걸쳐 발생할 수 있으며 그 효과에 의해 OLED 성능이 치명적으로 감소된다는 사실을 세계 최초로 검증했기 때문이다.한편 본 논문의 1저자인 양광모 박사과정 연구원은 이재상 교수의 지도 하에 청색 OLED 수명을 획기적으로 향상시키는 후속연구를 수행하고 있다. 본 연구는 삼성전자 SAIT, 한국연구재단, 한국산업기술기획평가원, 4단계 BK21 사업의 지원으로 수행됐다.이재상 교수는 “계면 엑시톤-폴라론 소거는 상대적으로 효율이 낮고 수명이 짧은 청색 OLED 상용화를 위해 반드시 극복해야 하는 현상이다. 따라서 본 연구는 향후 청색 OLED 연구·개발 방향에 기여하는 바가 있을 것으로 예상된다”고 밝혔다.◇ 참고 자료· 논문제목: Interfacial Exciton-Polaron Quenching in Organic Light-Emitting Diodes· 게재저널: Physical Review X· 제1저자: 양광모(서울대학교)· 교신저자: 이재상(서울대학교), 김지환(SAIT)

▲ 전공+표준 융합강좌 개설 지원대학 간담회 개요 및 전체일정[출처=국가기술표준원]산업통상자원부 국가기술표준원(원장 진종욱, 이하 국표원)에 따르면 2024년 9월20일(금요일) 첨단산업분야 공과대학 전공과목에 표준을 더한 융합강좌를 개설하는 대학으로 선정된 4곳과 간담회를 개최했다.1차 년도 지원 대학으로 선정된 학교는 가천대, 국립공주대, 국민대, 세종대 등 4개다. 이들 대학은 내년부터 반도체, 배터리, 태양광 등 첨단산업분야 필수 전공과목에 표준을 융합한 과목을 개설하게 된다.또한 융합강좌를 수강한 학생들을 대상으로 표준화 경진대회를 개최해 우수학생 포상 및 해외 표준화 관련 기관 연수 등의 기회를 제공할 예정이다.이날 간담회에서는 대학별로 개설할 표준융합강좌의 교육 방향에 대해 발표하고 학부 수준에서의 표준교육 발전방향에 대해 논의하는 자리를 가졌다.국표원은 2024년 5월 발표된 「첨단산업 국가표준화 전략」의 추진 전략 중 하나인 미래 표준화 전문인력양성의 일환으로 대학 공학교육과정에 표준을 연계할 수 있도록 선정 대학에 강의 설계 및 교재개발 등의 커리큘럼 개발을 지원하는 사업을 추진하고 있다.오광해 표준정책국장은 “우리나라가 첨단산업분야 표준화에 앞장설 수 있도록 우수 표준인재 양성을 위해 힘써주시기를 당부드린다”며“국내외 표준 분야에서 활약할 인재들이 열심히 공부할 수 있도록 지원을 아끼지 않겠다”고 덧붙였다.

스위스 로잔연방공과대학(EPFL)에 따르면 군집 드론의 원활한 비행을 위해 기체 간 비행경로를 예측하는 인공지능(AI) 시스템을 개발하고 있다.대중에 공개된 군집 드론의 비행 모습은 대부분 야외 행사에서 볼 수 있다. 정해진 지점으로 이동해 각자의 위치에서 비행하는 호버링에 집중하는 방식이다.그러나 군집 드론이 실내에서 비행한다면 얘기는 달라진다. 실내의 수많은 장애물부터 그 장애요소를 피해가는 각 기체의 움직임을 모두 통제할 수 있어야 하기 때문이다.로잔연방공과대 인공지능연구소(LIS)는 비행경로를 스스로 탐색하는 AI 시스템, 타 기체의 움직임까지 예상 경로에 적용하는 딥러닝 시스템을 각각 개발 중이다.만약 한개의 기체가 장애물을 피하기 위해 경로를 변경하면 주변 기체가 이 데이터를 반영해 자동으로 경로를 동기화한다. 주변 및 후방에 위치한 기체의 속도가 일시적으로 줄어들거나 충돌할 위험이 발생한다.결국 기체 간 충돌을 방지하고 원활하게 장애물을 피하기 위해 미래 움직임까지 예측하는 딥러닝 방식을 연구하게 된 것이다. 현재는 초소형 드론으로 연구를 진행 중이다.인공지능연구소는 “새떼가 이동할 때 다른 개체의 움직임까지 예측하면서 무리 이동을 하는지는 파악할 수 없다”면서 “기계라면 별도 학습이 필요하다고 생각한다"라고 말했다. ▲인공지능 군집 드론 비행 테스트 장면(출처 : 로잔연방공과대 홈페이지)

체코 체코공과대학(CTU) 멀티로봇시스템 연구진에 따르면 최근 몇 주간 아랍에미리트 사막에서 군집 드론의 완전자율비행 연구를 진행 중인 것으로 나타났다.현재 연구팀은 새나 물고기의 무리 이동 방식을 착안해 완전자율비행 알고리즘을 구성하고 있다. 군집 드론은 다수의 드론이 서로 충돌하지 않고 하나의 유기체로 운행돼야 하기 때문이다.무리 이동이 가능한 동물들의 특성상 인접한 동료 개체를 감지하는 감각기관이 상당히 발달해 있다. 개체 간 거리를 유지하면서 적절하게 분산하고 이동할 수 있는 이유이다.군집 드론을 테스트할 때에 물고기나 새의 감각기관과 유사한 방식으로 주변 드론을 인식할 수 있는 온보드 카메라를 장착했다. 동물의 한계성을 극복하기 위해 GPS 통신망도 연결해 실험을 진행 중이다.연구진이 군집 드론을 연구하는 목적은 인명 구조 및 수색용 드론 시스템을 구축하기 위함이다. 하나는 사막에 투입할 초소형 군집 드론을, 다른 하나는 복층 건물을 수색하는 군집 드론이다.사막과 같은 광활한 지역은 수색 임무가 중요하기 때문에 기존 10kg 중량의 드론은 지양하자는 입장이다. 마치 새처럼, 센서 장비의 경량화로 중량을 200g까지 낮추는 것이 목표다. 복층 건물의 경우 사고 현장을 염두에 두고 사람 및 설비를 수색하는 데 사용된다. 지금처럼 드론 1기가 아닌 다수의 드론을 여러 현장에 동시 다발적으로 투입시키기 위한 목적이다.연구진은 "동물들이 자연스럽게 떼로 이동하듯이 군집 드론도 사람의 통제 없이 스스로 움직일 날이 올 것이다"라며 연구성과에 대한 자신감을 내비쳤다.▲아랍에미리크 사막에서 테스트 비행 중인 군집 드론(출처 : 체코공과대 홈페이지)

인도 콩구공과대(KEC) 연구팀에 따르면 3D 프린팅 기술로 다양한 소형 군용 드론을 제작하고 있다. 3D 프린팅 제조 방식이 기존의 공정보다 생산비가 저렴하기 때문이다.기본적으로 ‘100x100mm’ 크기의 X자 형태로 소형 드론을 설계했다. 작은 기체일수록 쿼드콥터 방식이 비행에 안정적이라 X자 형태의 일체형 프레임으로 제작한다.소형 기체가 갖는 가성비까지 고려하면 주로 산업 현장에서 사용될 것으로 보인다. 그러나 적진을 감시 및 정찰하다 포획돼도 손실 비용이 적다는 점에서 군사용으로도 제격이다.이에 따라 연구팀은 드론 프레임을 회피형에 적합하도록 3D 프린팅으로 설계 및 구현하고 있다. 또한 가성비를 위해 온라인 쇼핑으로 쉽게 구매 가능한 부품을 사용한다.이처럼 3D 프린팅이 드론 제조에 적용되고 있는 현실은 그리 놀랄 만한 일이 아니다. 이제는 용도에 맞는 정밀한 설계와 대형화 제작이 가능한 기술 개발이 관건이다.참고로 3D 프린팅으로 ‘대형’ 군용 드론 프레임을 제작한 기업도 있다. 오스트레일리아 티토믹(Titomic)는 이종금속으로 직경 1.8m의 프레임을, 남아공 에어로스위프트(Aeroswift)는 티타늄으로 1.5m의 프레임을 각각 제작했다.▲금속 소재를 3D 프린팅할 수 있는 장비(출처 : 티토믹 홈페이지)

뉴질랜드 오클랜드공과대학교(Auckland University of Technology, AUT)의 연구자료에 따르면 인터넷 사용자의 11%는 개인정보 침해피해를 경험한 것으로 드러났다.대부분의 사람들은 인터넷에서는 프라이버시가 없다고 믿고 있다. 하지만 그럼에도 불구하고 인터넷이 개인의 생활에 매우 중요하다고 생각하는 비율이 2007년 21%에서 2015년 60%로 상승했다.인터넷으로 하는 일을 보면 이메일 확인, 메시지 게시, 웹서핑, 검색엔진 사용, 사실 확인, 뉴스 파악, 제품정보 획득, 여행정보 검색, 건강정보 검색, 지도정보 파악 등으로 나타났다.▲오클랜드공과대학교(AUT) 홈페이지

▲ 오스트레일리아 로열멜버른공과대(RMIT University) 캠퍼스 전경 [출처=홈페이지]오스트레일리아 로열멜버른공과대(RMIT University)은 마이크로비즈(Microbeads)에 의한 해양의 독성 화학 물질 오염으로 물고기가 오염될 수 있음을 증명했다고 밝혔다. 식탁에 오르는 생선 및 해산물이 Microbeads에 오염되어 있다.Microbeads는 미세한 알갱이 또는 조각으로 절연한 플라스틱으로 이를 활용한 제품으로는 얼굴 및 전신 각질 제거용 화장품인 스크럽크림, 치약, 베개 속 내용물, 손톱 장식품 및 매니큐어, 문구류 등이 있다. 이러한 제품들은 사용된 후 그대로 바다로 흘러가고 있어 규제가 필요하다고 주장했다. 

▲ 인도 정부 빌딩 [출처=홈페이지]인도 인도공과대학(IIT)에 따르면 2017년부터 해외에서 학부 및 대학원 입학시험을 시행할 계획이다. 대상국가는 방글라데시·네팔·파키스탄·스리랑카·에티오피아·싱가포르·아랍에미리트 등이다.