▲ ‘주종남 창의공학 스튜디오’ 입구에 마련된 추모월을 오픈하는 참가자들. 왼쪽부터 현송재단 김정일 이사장, 고(故) 주종남 교수 유가족 이화준 씨, 김영오 서울대 공과대학장, 김재영 연구부총장, 김호영 기계공학부장, 조규진 창의공학설계 담당 교수 [출처=서울대학교 공과대학]서울대학교(총장 유홍림) 공과대학(학장 김영오)에 따르면 2024년 12월3일(화요일) 관악캠퍼스 39동에서 학내외 인사 약 30명과 학생 60여 명이 참석한 가운데 ‘주종남 창의공학 스튜디오’ 개관식을 열었다.‘주종남 창의공학 스튜디오’는 32년 전 학부생들의 로봇공학 입문 수업인 ‘창의공학설계’를 처음 도입했던 고(故) 주종남 교수(2019년 작고)를 기념하는 의미에서 이름을 명명했다. 해당 수업이 이뤄졌던 노후 실습실을 리모델링해 첨단 스튜디오로 재 탄생했다.이날 행사에는 김영오 서울대 공과대학장과 전현직 연구부총장 등 학내 주요 인사를 비롯해 리모델링 비용을 지원한 김정일 현송교육문화재단(이하 현송재단) 이사장, 고(故) 주종남 교수의 유족 등이 참석해 자리를 빛냈다.이번에 개관한 스튜디오에서 앞으로 진행될 ‘창의공학설계’는 기계공학부 신입생들이 팀을 이뤄 직접 로봇을 만들고 로보콘 경기에서 승부를 겨루는 수업이다.도전적인 공학 문제를 창의적 아이디어로 해결해 가는 과정을 학생들이 직접 경험하는 서울대의 대표적인 창의력 교육과정이다.주종남 창의공학 스튜디오는 2024학년도 2학기 창의공학설계 수업에 활용된 바 있다. 수강생들은 함께 준비한 감사편지를 통해 이 공간에서 친구들과 웃고 웃으며 많은 시간을 보낸 결과, 어제와 다른 사람으로 성장할 수 있었다며 현송재단과 고(故) 주종남 교수에 대한 감사의 마음을 전했다.김영오 공과대학장은 “그간 ‘창고형 작업실’로 불리던 낡은 공간이 차세대 로봇 인재를 길러내는 첨단 공간으로 변신했다”며 “현송재단의 지원에 감사를 표하며, 이 공간이 로봇 인재의 산실로 자리매김하길 바란다”고 밝혔다.김정일 현송재단 이사장은 학생들이 만든 로봇을 차례로 둘러본 뒤 “AI 시대에도 공학자는 문제를 제 손으로 해결하는 ‘경험’을 통해 성장한다는 것은 변하지 않기 때문에 학생들이 이 공간에서 마음껏 도전하며 많이 실패하는 경험을 거쳐 더 큰 공학자로 성장했으면 한다”고 현송재단의 철학을 전했다.

▲ 왼쪽부터 서울대 기계공학부 조규진 교수(교신저자), 엄재민 박사과정생(제1저자), 유성렬 박사과정생(제2저자)[출처=서울대학교 공과대학]서울대(총장 유홍림) 공과대(학장 김영오)에 따르면 기계공학부 조규진 교수(인간중심 소프트 로봇기술 연구센터장) 연구팀이 효율적인 픽 앤 플레이스(pick-and-place) 작업을 위해 사람처럼 여러 물체를 한 번에 옮길 수 있는 로봇 그리퍼를 개발했다.이 기술은 물체를 동시에 옮길 뿐만 아니라 원하는 위치에 정렬할 수 있는 기능까지 구현했기 때문에 비정형 환경에서도 활용 가능성이 크다.2024년 12월12일(목요일) 로봇 분야의 저명한 국제 학술지 ‘사이언스 로보틱스(Science Robotics)’에 연구 성과인 '사람의 손동작 원리를 분석해 로봇 그리퍼에 성공적으로 적용한 사례'를 게재해 학계의 주목을 받았다.연구의 출발점은 ‘다물체 파지(multi-object grasping)’로 불리는 사람의 파지 방법이다. 연구팀은 2019년 공장에서 작업자들이 효율적 작업을 위해 물체를 하나씩 옮기지 않고 여러 개를 동시에 옮기는 모습을 보고 영감을 얻어 연구를 시작했다.조규진 교수는 “실제 사람의 손동작과는 다르게 기존의 그리퍼 연구들은 대부분 로봇이 한 번에 하나의 물체를 옮긴다는 가정 하에 발전해 왔다”고 말했다.“한 번에 여러 물체를 옮기는 다물체 파지 그리퍼도 개발된 바 있지만 여러 개의 작은 그리퍼들을 로봇팔 끝단에 배치한 형태라 정형화된 환경에서만 사용이 가능하다는 한계가 있었다”고 밝혔다.이러한 제약에 문제의식을 가진 연구팀은 비정형 환경에서도 그리퍼 활용이 가능하도록 사람의 다물체 파지 전략을 분석해 이를 적용한 로봇 그리퍼를 세계 최초로 개발했다.이 과정에서 핵심이 된 동작은 ‘손가락-손바닥 이동 동작(finger-to-palm translation)’과 ‘손바닥-손가락 이동 동작(palm-to-finger translation)’이다.예를 들어 사람들은 책상 위에 놓인 여러 물체를 손바닥에 모으기 위해 손가락으로 물체를 하나씩 잡고 손바닥으로 옮기는 과정을 반복한다.그리고 모은 물체들을 식탁 위로 함께 옮긴 후 다시 손가락으로 하나씩 잡아 원하는 위치에 배치할 수 있다.연구팀은 이 동작 원리를 로봇에 도입해 물체를 하나씩 잡아 저장하고 여러 물체를 한 번에 옮긴 뒤 다시 개별적으로 원하는 위치에 정렬할 수 있는 로봇 그리퍼를 개발한 것이다.이를 구현하기 위해 그리퍼의 손가락에 디커플링 링크(decoupling link)를 설치함으로써 물체를 파지하고 손바닥으로 전달하는 동작을 기구학적으로 분리해 제어를 간단히 해결했다.그리퍼의 손바닥은 유연한 털이 배열된 벨트형 구조로 물체를 안정적으로 저장하며 다양한 크기의 물체를 동시에 처리할 수 있도록 설계했다.이와 같이 독특한 하드웨어 설계를 통해 연구진은 사람의 복잡한 움직임을 로봇에 맞게 간단화시킨 후 적용했다. 총 3개의 모터만으로 모든 움직임을 구현하는 데 성공했다.연구진은 실험실 스케일의 데모를 통해 이번에 개발된 그리퍼가 다양한 비정형 환경에서 적용될 수 있음을 검증했다.먼저 물류 환경에서 그리퍼가 선반에 놓인 8개의 물체를 2번의 왕복 운동으로 옮길 수 있다. 이때 물체를 하나씩 옮기는 단일 물체 파지 방식과 대비해 공정 시간을 34% 절감, 로봇팔의 이동 거리를 71% 단축할 수 있다는 사실을 확인했다.또한 가정 환경에서는 책상에 놓인 물체들을 모두 저장한 뒤, 원하는 위치에 하나씩 놓을 수 있음을 검증했다.이처럼 연구진이 개발한 그리퍼는 물류 및 가정 환경 뿐 아니라 대표적인 비정형 환경으로 꼽히는 빈-피킹(bin picking, 여러 물건이 컨테이너, 수납함 등의 용기에 어지럽게 쌓여 있는 공정) 공정에도 적용이 가능할 것으로 기대된다.현재 조규진 교수 연구팀은 다품종 소량생산, 빈 피킹, 물류 공정 등 자동화가 이뤄지지 않은 다양한 공정에 이 기술을 적용할 수 있는지 검토 중이다. 벨트형 손바닥의 디자인을 타깃 물체에 맞게 최적화하는 연구에 매진하고 있다.제1저자인 박사과정 엄재민 연구원은 2025년 2월 졸업 후 박사 후 연구원으로서 다물체 파지 그리퍼의 경로 계획(path planning)과 벨트형 손바닥의 디자인 최적화 연구를 추가로 진행할 계획이다.연구책임자인 조규진 교수는 “자연의 원리는 효율적인 로봇 동작 설계에 대한 영감을 준다”며 “이때 단순히 자연의 동작을 모방하는 게 아니라, 핵심 원리를 로봇에 맞게 재구성하는 것이 로봇공학자의 역할”이라고 연구의 방향성을 설명했다.또한 “사람의 다물체 파지 방법에서 손안 이동 기술은 핵심적인 움직임인데 이번에 제안한 그리퍼는 이 원리를 최초로 로봇에 적용한 사례”라고 이번 연구의 의의를 강조했다.

▲ 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.

늙지 않기 위해 또 젊게 살기 위한 탐구를 국가적으로 수행한 사례가 북한의 <장수학>에 대한 연구다. 정부의 재정과 고급인력들을 투입해 진행된 북한의 “김일성을 위한 장수연구소”의 사례는 많은 시사점을 준다.필자는 대학에서 공부할 때 정부의 비밀취급인가를 받은 지도교수님 덕분에 북한의 서적을 공식적으로 분석하고 연구할 수 있는 기회를 얻었다.1990년대 후반에는 통일부 등에서 서울대에 북한 관련 다양한 용역을 발주했다. 남북통일이나 교류가 활발하게 될 경우 또 돌발적인 사태 발생 등 유사시에 북한 주민의 건강을 돌보면서 남한에 전염병이나 각종 질환이 넘어오지 않도록 하는 정책의 수립 등이 대표적인 연구 과제였다.이 과정에서 자연스럽게 북한의 의료체계를 분석하고 의학 수준을 파악할 수 있었다. 그때 분석한 자료들 중에는 김일성을 위해 북한에서 연구한 결과들을 집대성한 <장수학>을 세밀하게 분석했다.◇ 북한 <장수학>을 연구하며 김일성의 장수법 파악... 남한의 <노인의학> 내용과 비슷한 상식 수준당시 세계보건기구(WHO)의 ‘노화연구소’를 맡고 계시던 교수님을 통해 그 유용성과 과학적인 근거를 확인하는 작업도 수행했다.북한 최고 의과대학으로 손꼽히는 평양의과대학의 교과서를 파악하고 평양의대 교수로 있다가 탈북한 의사와 1년이 넘게 정기적인 면담을 진행했다.연구자로서 실제 현장에서 시행되는 북한 의학기술의 수준과 김일성 장수학의 구체적인 내용에 대해서 확인할 행운을 얻었다.▲ 사진 1. 북한에서 발행된 장수학 책자의 목차(저자 리정복, 낸 곳, 과학백관사전출판사. 발행 1987년 4월 15일)1994년 7월7일 82세로 사망한 김일성은 건강한 생명을 연장하기 위해 다양한 시도를 했다고 한다. 일본 언론은 '젊은 여성들과 같이 목욕을 하면서 호르몬을 분비시켜 젊게 한다'고 보도했다.하지만 북한에서 편찬한 <장수학>에 이러한 내용이 없는 것을 보면 의학적으로 인정받은 치료법은 아니었던 것 같다. 실제로 시행했는지 여부조차 확인할 수는 없었다.대신 평양 인근에 소재한 만수산과 연결하는 에어닥트를 만들어서 피톤치드가 가득한 공기를 주석궁과 집무실로 끌어들여서 공급했던 것은 사실이었다.질 좋은 공기 청정기가 없는 상황에서 미세먼지가 없고 산소 농도가 상대적으로 높은 신선한 공기를 공급하기 위한 방안으로 도입한 것으로 분석됐다.육식을 좋아하는 김일성의 식습관을 극복하기 위해 특별히 조성된 농장에서 정선된 사료와 여물을 주어 소와 가축을 기르고 남새(채소)를 유기농으로 재배해 정기 식단에 포함시킨 것도 확인했다.몸에 좋다는 귀한 산삼이나 녹용 등에 대한 연구도 당시 우리나라와 비교해서 상당히 진전돼 있었다. 북한의 전통의학에 대한 관심은 현대 의학기술이 뒤쳐져 있었기 때문일 수도 있다.중국의 중난하이(中南海)에는 당시 등샤오핑 등 고위층 국가 지도자들을 위해 수십 명의 의사와 중의사, 요리사와 치료사들이 개인별 맞춤형 섭생과 치료를 하고 있었다.매일 대변을 분석한다든지, 대상자의 출신 지역과 식성에 맞추어 적절한 수준으로 식단을 조절하거나 건강을 위해 햇볕 쏘이기와 목욕하기, 도인법과 같은 기 체조를 하거나 마사지를 하는 등이 대표적인 사례다.실제 중난하이에서 활용되는 치료와 양생법은 고대 중국의 은나라에서 시작해 청나라때까지 황궁에서 쓰던 방법들을 포함하고 있다.그러한 내용들도 <장수학>에는 많이 반영돼 있었고 호르몬 요법이나 약물 치료법 등도 러시아의 연구 결과들을 인용했다.▲ 사진 2. 노인의학 교과서(편저자 의학교육연수원, 서울대학교 출판부. 발행 1997년 11월 30일)아마 현대 의학의 각종 첨단 의료기기나 의약품이 없는 상태에서 국가적인 필요성 때문에 현대의학적인 내용에 더해 전통의학이나 자연의학, 한방의료 등을 연구해서 검증하고 발전시킨 것으로 짐작된다.북한의 장수학에 대한 분석연구에서 내려진 결론들은 남한에서 발간한 <노인의학>의 내용과 유사한 부분이 많았다. 우리가 상식적으로 알고 있는 “항노화를 위한 원칙 및 방안”과 크게 다르지 않았다.◇ 베이비부머 평균수명 95세 대비해 노인의 삶 추구해야... <감속노화> 유튜브 영상 인기도 자연스라운 현상전쟁 이후 갑자기 출산율이 폭발적으로 증가하는 기간 동안 태어난 분들을 베이비 붐 세대라고 한다. 1차 베이비붐은 1955년~1963년, 2차 베이비 붐 세대는 1964년~1974년 출생한 분들을 지칭한다.적게 출생한 해에는 한 해 약 80만 명, 많을 때는 매년 100만 명이 태어났다. 출생아 숫자의 급증 때문에 ‘콩나물 교실’에 ‘2부제 수업’이라는 진풍경도 만들어졌다.하지만 이들 덕분에 우리나라는 급속한 경제성장이 가능했을 뿐 아니라 민주화를 이룰 수 있었고 경제협력개발기구(OECD) 가입과 선진국으로 진입했다.2년 전부터 이들 베이비붐 세대들이 노인이 되기 시작하면서 우리나라는 생산가능 인구의 급격한 감소, OECD국가들 중 최고 수준의 노인 빈곤 문제, 노인 돌봄 수요 폭증 등 각종 사회적 문제가 동시에 발생하고 있다.하지만 이들 세대의 또 하나의 특징은 이전의 노인들과 달리 70% 이상이 고졸 이상의 높은 학력을 갖고 있다는 것이다.자산의 척도로 불리는 집 한 채 정도의 자산은 보유하고 국민연금, 공무원연금, 군인연금, 사립학교 교직원연금 뿐 아니라 기초 연금도 받기 때문에 이전의 노인보다 소비력이 높다.또 하나의 특징으로 베이비부머는 생활 나이(Chronological Age)를 생물학적 나이(Biological Age)보다 이미 10년 정도 더 젊게 살고 있다.미용이나 건강에 대해 조금만 관심을 갖고 있다면 적극적인 건강관리를 통해서 10년 정도 젊게 사는 것은 실제로 어렵지 않게 됐다.물론 개인적인 유전적 특징이나 생활습관의 차이가 있기 때문에 나이보다 빨리 늙는 사람도 있고 또 나이가 그렇게 많지 않아도 더 늙게 보이는 분들도 있다.여름과 겨울을 가리지 않고 자외선 차단제가 포함된 선크림을 꼼꼼하게 챙겨 바르고 얼굴 세수만 신경 써서 해도 피부 나이를 10년 정도는 젊게 만들 수 있다.아주 많은 돈을 들여 피부를 젊게 가꾸고 얼굴의 쳐진 주름을 끌어올리는 성형수술을 하지 않아도 몇 가지 기본적인 건강 수칙을 지키는 것만으로도 10년 정도 젊게 사는 것은 어렵지 않다.여기에 노년의학이나 항노화 분야의 의학적 서비스를 받으면 약 20년 정도 젊게 사는 것도 가능하다. 몽고에 가면 옆집 아저씨나 친척 이모 같이 생긴 분들을 길거리에서 종종 볼 수 있다. 생물학적 나이보다 20년 정도 늙어보인다.항노화는 일상생활 속에서 실천하는 다양한 방법과 간단한 약물 복용만으로도 부담스럽지 않게 시행이 가능하다. 조금이라도 좀 일찍 시작하면 좋다.30대까지는 아니어도 40대 정도부터라도 건강관리를 시작한다면 50대부터는 주변인과 비교해 서서히 5년, 10년 차이가 나도록 덜 늙을 수 있다.결국 노인이 되는 60대 혹은 70대부터는 20년 정도 젊게 사는 것이 가능하다. 최근에 아산병원 노년내과 정희원 교수의 <감속 노화>에 대한 유튜브 영상이 폭발적인 조회수를 기록하고 있다.많은 사람들이 관심을 갖고 따라하는 것은 실제로 효과가 있기 때문이다. 남들이 70대의 삶을 힘들게 살고 있는데 같은 나이의 자신은 건강하고 활기찬 50대 정도로 살수 있다고 하면 싫어할 사람이 없다.단순한 항노화(anti-aging)가 아니라 역노화(reverse-aging)를 하려면 돈도 많이 들고 시간도 소요될 뿐 아니라 신체에 여러 가지 부작용이 생길 수도 있다.하지만 스스로 노력하고 조금만 공부한다면 단순히 노인에게 자주 생기는 질병이 없도록 하거나 피부가 조금 덜 늙어 보이는 수준이 아니라 의욕과 활동력을 50대와 같이 활발하게 유지할 수 있다.신체적으로 지치지 않고 원하는 일을 마음껏 할 수 있는 힘이 있고 정신적으로도 적극적으로 행동하고 의욕이 넘치는 상태를 계속 이어갈 수 있다.60대의 남성도 70대의 여성도 기력이 좋고 생기가 있는 상태를 자신의 나이보다 20년 정도 젊게 유지할 수 있기를 바라는 것은 모든 노인들의 소망일 것이다.여기에 추가로 의학적으로 검증된 항노화 치료법들을 조금씩 적용한다면 이전 세대가 꿈꾸어왔던 “늙지 않고 건강한 나이 들기”가 가능해지는 시대가 온 것이다.이미 우리나라 여성들의 평균 수명은 92세를 넘고 있다. 베이비붐 세대들은 이제 95세를 평균 수명으로 생각하면서 노인으로서의 삶을 준비해야 한다.젊고(?) 활기차게 노인의 삶을 살 것인지 아니면 항상 아프고 힘들어하면서 30년을 더 살것인지는 스스로 선택할 수 있게 됐다. 필자가 항노화와 역노화에 대해 연구하는 것도 건강한 대한민국을 만들기 위함이다.▲ 이상구 의학 전문위원(서울태평병원 원장)

▲ 좌측부터 김지환 연구원(협동과정 인공지능전공 석사과정), 강준오 연구원(전기정보공학부 박사과정), 한보형 교수(전기정보공학부, 협동과정 인공지능전공)[출처=서울대학교 공과대학]서울대학교(총장 유홍림) 공과대학(학장 김영오)에 따르면 전기정보공학부 한보형 교수가 지도하는 컴퓨터비전 연구팀(CVLAB)이 혁신적인 인공지능(AI) 기술 ‘피포 디퓨전(이하 FIFO-Diffusion)’을 개발했다.‘피포 디퓨전(이하 FIFO-Diffusion)’은 별도의 학습 없이 무한한 길이의 비디오를 생성할 수 있는 인공지능(AI) 기술이다. 기존 영상 생성 모델의 한계를 극복해 디퓨전 모델에 기반한 비디오 생성기술의 새로운 방법론을 제시했다는 평가를 받고 있다.이 기술을 제안한 논문 ‘FIFO-Diffusion: Generating Infinite Videos from Text without Training’은 2024년 10월 인공지능 및 기계학습 분야의 최고 권위 국제학술대회 ‘NeurIPS 2024 (Neural Information Processing Systems, 신경정보처리시스템학회)’의 발표 논문으로 채택돼 학계와 산업계의 주목을 받은 바 있다.NeurIPS는 인공지능 및 딥러닝 분야의 최신 연구 성과와 혁신적 기술이 발표되는 자리로 매년 엄격한 심사를 통과한 우수한 논문이 발표 논문으로 선정된다.기존의 비디오 생성 모델은 영상 길이가 길어질수록 메모리 소모가 급격히 증가해 대규모 하드웨어 자원이 필요했을 뿐 아니라 프레임 간 일관성 유지에 어려움이 있어 부자연스러운 영상을 생성하는 한계가 있었다.이에 연구팀은 메모리 사용량을 일정하게 유지하면서도 각 프레임이 자연스럽게 연결되는 영상을 생성하는 FIFO-Diffusion을 개발했다.개발된 기술은 사전에 짧은 클립을 통해 훈련된 디퓨전 모델이 추가 학습 없이 텍스트 조건에 맞춰 무한한 길이의 비디오를 생성하도록 설계됐기 때문에 고화질의 비디오를 장시간 생성할 수 있다.특히 이번 연구에서는 비디오 품질 개선을 위해 세 가지의 혁신적 기법이 활용돼 관심을 끌었다. 먼저 각기 다른 노이즈 레벨의 비디오 프레임을 일련의 큐(queue) 형태로 동시에 처리하는 ‘대각선 디노이징(diagonal denoising)’ 기법을 통해 디퓨전 모델이 품질 저하 없이 무한히 긴 비디오를 생성하는 것을 가능케 했다.이어서 프레임을 여러 블록으로 나눠 병렬 처리하는 ‘잠재 파티셔닝(latent partitioning)’ 기법으로 프레임 간 노이즈 레벨 차이를 줄였다.그리고 새로 생성될 프레임들이 이전에 생성된 더 깨끗한 프레임을 참조하도록 하는 ‘앞서보기 디노이징(lookhead denoising)’ 기술을 도입해 후반 프레임의 손실을 감소시켜 더욱 선명한 비디오 출력을 구현할 수 있었다.마지막으로 연구진은 비디오 생성 속도와 품질을 한결 높인 이 기법들을 다중 GPU에 병렬로 적용해 효율성을 극대화함으로써 무한히 긴 영상을 생성하는 비디오의 실현 가능성을 입증했다.FIFO-Diffusion 기술은 향후 영화, 광고, 게임, 교육 등 다양한 콘텐츠 산업에서 널리 활용될 것으로 기대된다. 기존의 텍스트 기반 비디오 생성 모델들은 3초 이내의 짧은 클립만 생성할 수 있어 실제 콘텐츠 제작에 이용되기 어려웠다.하지만 이러한 제약을 뛰어넘은 FIFO-Diffusion 기술이 상용화되면 길이에 대한 제한없이 더 자연스러운 비디오를 생성할 수 있다.또한 학습을 위한 대규모 하드웨어 자원이나 방대한 데이터를 필요로 하지 않는 강점 덕분에 FIFO-Diffusion이 AI에 기반한 영상 콘텐츠 제작을 한층 활성화될 전망이다.연구를 지도한 한보형 교수는 “기존 비디오 생성 모델의 한계를 깬 FIFO-Diffusion은 별도의 학습 없이 무한한 길이의 비디오를 생성한다는 새로운 개념을 수립했다는 점에서 의미가 남다르다. 향후 이 기술을 바탕으로 다양한 후속 연구를 이어 나갈 계획이다”고 밝혔다.논문의 주 저자인 김지환 연구원은 “이번 개발로 비디오 생성 기술이 영상 콘텐츠 분야에서 폭넓게 사용될 수 있는 토대가 마련됐다”고 연구의 의미를 설명했다.한편 연구 논문의 공동 제1저자인 김지환, 강준오 연구원은 현재 서울대 컴퓨터비전 연구실에서 비디오 생성 분야의 후속 연구를 심도 깊게 수행하고 있다.

▲ (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.

▲ 서울대 재료공학부 3학년 유경민 학생[출처=서울대학교 공과대학]서울대 공과대학에 따르면 재료공학부 유경민 학생(22학번, 20)이 투명 전극 연구의 학문적 우수성을 인정받아  ‘알프레드 쿠퍼 장학상(Alfred R. Cooper Scholars Award)’을 수상했다.알프레드 쿠퍼장학상은 세라믹 분야에서 가장 권위 있는 학회인 미국 세라믹학회(American Ceramic Society, ACerS)가 학부생 논문 공모전 주관해 주는 상이다.또한 알프레드 쿠퍼 장학상은 유리 및 광학 소재 분야에서 연구 성과가 탁월한 학부생을 격려하기 위해 제정된 상으로 수상자에게는 500달러의 상금과 상패가 수여된다.매년 미국에서 개최되는 재료공학 분야 컨퍼런스인 ‘미국재료학회(Materials Science & Technology, MS&T)’에서 자신의 연구 성과를 구두 발표할 기회를 얻는다.이번 수상을 통해 우수 논문으로 선정된 유경민 학생의 연구 논문은 재료공학 분야의 SCIE급 상위 10%에 해당하는 국제 학술지 ‘저널 오브 올로이스 앤 컴파운즈(Journal of Alloys and Compounds)’에 게재됐다.재료공학부 정인호 교수 연구실에서 인턴십 과정을 밟은 유경민 학생은 최운오 박사과정생과 함께 투명 전극 연구를 진행한 바 있다.투명 전극이란 투명하면서도 전류가 잘 흐르는 재료를 말하며, 이러한 특성 때문에 태양 전지, 터치스크린 등에 사용된다.유경민 학생은 투명 전극에 주로 사용되는 산화 인듐(indium oxide, In2O3)에 산화 주석(tin oxide, SnO2)과 산화 아연(zinc oxide, ZnO)이 추가된 물질이 1400℃ 이상의 고온에서 어떤 거동을 보이는지 연구했다.그 결과, 지금까지 보고된 적 없는 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn)의 혼합 산화물(In2Sn2Zn2O9)을 발견하는 성과를 거뒀다. 뿐만 아니라 해당 물질의 정확한 조성, 결정 구조, 생성 온도를 분석하는 연구도 수행했다.학부생 신분임에도 주도적으로 연구를 진행해 우수한 성과를 거둔 유경민 학생은 “연구를 지도해주신 정인호 교수님, 함께 논문 작업에 참여하신 최운오 선배님에게 감사드린다”고 인사를 전했다.

2022년 2월 러시아가 우크라이나를 침공하며 글로벌 에너지 안보가 국가 아젠다(agenda)로 급부상했다. 그동안 러시아산 천연가스에 의존하던 독일과 중부 유럽 국가는 중동으로 눈을 돌렸다.대체재를 찾았지만 천연가스 가격 상승으로 초래된 부담은 해소하지 못했다. 특히 지구온난화의 주범으로 지목된 화석연료에 대한 의존도를 줄이는 와중에 터진 에너지 전쟁은 국가 차원의 대응책을 재수립하도록 만들었다.엠아이앤뉴스(대표 최치환)는 에너지 안보의 일환으로 우리나라를 포함한 글로벌 재생에너지 및 탄소 중립 달성 목표에 대한 내용을 점검할 방침이다. 홍익대 전자전기공학부 전영환 교수를 중차대한 '아젠다를 이끌어갈 전문가로 초빙했다.◇ 40여 년 동안 에너지 전문가로 산업현장 체험 축적 및 학술연구하며 사회활동 참여홍익대 전자전기공학부 전영환 교수는 서울대 전기공학과에서 석사 학위를 받고 10여 년간 한국전기연구원에서 현장 경험을 축적했다.이후 일본 최고 대학인 도쿄대 공과대학원 전기공학부에서 전력제어시스템으로 박사학위를 받았다. 박사학위를 취득한 이후 한국전기연구원으로 복귀했다.전영환 교수는 한국전기연구원을 떠나 홍익대학교에서 20년 넘게 후학을 양성하고 있다. 전기위원회 위원(前) 및 탄소중립위원회 민간위원(前)을 역임했고 현재는 (사)에너지전환포럼 상임공동대표로도 활동하고 있다.(사)에너지전환포럼은 에너지전환에 동참하고자 하는 전문가와 시민사회, 산업계, 정치권 등이 뜻을 모아 결성한 국내 최초의 에너지전환 분야 오픈 플랫폼이다.대한민국의 지속가능한 에너지 전환을 위해 연대를 강화하고 솔루션을 제시하는 것을 목적으로 한다. 원자력과 화석에너지 중심 에너지체계가 미래에 끼치는 영향을 알리고 기후위기 문제에 대안을 제시하고 있다.(사)에너지전환포럼은 2024년 9월2일 국회도서관 소회의실에서 『분산전원 확대를 위한 바람직한 지역별 요금제 추진 방향』 토론회를 개최하는 등 활발하게 활동 중이다.▲ (사)에너지전환포럼 [출처=홈페이지]◇ 에너지 안보 측면에서 재생에너지정책 수립 및 실천해야... 배터리 개발 및 그리드 안정화 필수전 세계적으로 기후 변화는 해수면 상승, 이상기후, 빙하 감소 등 심각한 환경 변화를 일으키고 있다. 이러한 기후위기에 대응하기 위해 파리협정과 같은 국제 협력을 통해 전 세계가 함께 해결책을 모색하고 있다.국가 간 기술 교류와 재정 지원도 활발히 이루어지고 있다. 특히 전 세계는 재생에너지로의 전환을 가속화하고 있는 중이다.다수 국가가 2050년 또는 그 이전에 탄소 중립(넷 제로)을 목표로 설정하고 있다. 주요 에너지원으로는 태양광, 풍력, 수력, 바이오에너지, 지열 등이 거론된다.특히 태양광발전소와 풍력발전소에 대한 투자가 급격하게 늘어나고 있다. 국가마다 자연환경에 차이가 있어 일률적인 재생에너지 정책을 펼치기는 어렵다.유럽연합(EU), 미국, 중국 등 주요 경제국들은 재생에너지 확대로 온실가스 배출량을 줄이는 정책을 적극적으로 추진하고 있다. 하지만 재생에너지는 간헐성이라는 문제를 해결해야 한다.태양광발전소는 해가 떠 있을 때만 전기를 생산할 수 있다. 마찬가지로 풍력발전소는 바람이 불지 않으면 전기를 생산하지 못한다.재생에너지의 간헐성 문제를 해결하기 위해 배터리 저장 기술과 그리드 안정화 기술을 적극 개발하고 있다. 우리나라는 재생에너지 비중 확대와 함께 산업 및 수송 부문의 탈탄소화를 추진하고 있다.하지만 문재인정부와 윤석열정부의 재생에너지정책은 많은 차이를 보이고 있다. 에너지 안보 측면에서 우리나라 에너지정책을 어떻게 수립 및 실천해야 하는지 살펴보는 것이 중요하다고 판단했다.지난 정부의 에너지 정책을 비교분석하며 미래지향적인 에너지안보 정책을 제언하기 위해 노력할 방침이다. 독자 여러분의 고언과 제언을 기다린다는 점을 밝힌다.- 계속 - ▲ 전영환 전문위원(홍익대학교 교수)

▲ 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)

▲ 서울대 항공우주공학과 여재익 교수[출처=서울대학교 공과대학]한국 최고 명문대학인 서울대 공과대(학장 김영오)에 따르면 항공우주공학과(학과장 이관중 교수) 여재익 교수 연구팀이 미국 공군연구소(Air Force Research Lab, AFRL)의 지정연구실로 선정됐다.여 교수는 미공군연구소와 협력해 초고용량 리튬이온 배터리의 열폭주 제어에 관한 연구를 진행하며 다년간 연구비를 지급받게 된다. 여재익 교수는 현재 한국연소학회 회장을 맡고 있다.특히 연구능력 검증 시 실적보고 및 중간평가 등의 절차가 대폭 간소화되는 효율적인 평가지원 체제 하에서 연구자가 원천기술 연구에 집중할 수 있는 환경을 누리게 된다.이번에 미공군연구소 지정연구실로 선정된 여 교수 연구팀은 실험과 모델링 접근 방식을 활용해 다양한 리튬이온 배터리에서 발생하는 열폭주의 원리를 명확하게 규명하고 열폭주 방지 기술을 개발하는 데 연구의 중점을 둘 방침이다.해당 연구는 에너지 저장 시스템(ESS), 전기 추진 항공기 등 여러 전기 모빌리티 분야에서 배터리 안정성의 대폭적 향상에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.최근 배터리로 인한 전기차 화재 및 폭발 사고가 잇따르면서, 연소공학의 한 분야인 열폭주(thermal runway) 현상이 문제의 핵심 원인으로 주목받고 있다.열폭주는 배터리 내부의 인화성 구성물질이 화학 반응을 일으켜 온도가 급격히 상승하면서 폭발 단계까지 이르는 현상이다.여 교수는 2023년 12월 차세대 2차 전지의 핵심 기술로 주목받는 전고체 배터리 역시 일반 리튬이온 배터리와 마찬가지로 열폭주 현상으로부터 자유롭지 않다는 연구 결과를 연소공학 분야 최고 저널인 Combustion and Flame에 발표한 바 있다.그간 2차 전지 관련 국내 기업 및 연구재단의 기초연구 지원을 받아 배터리 열폭주 연구를 진행해 온 여 교수는 연소공학 분야에서 SCI급 학술지 교신저자 논문 180여 편의 연구 실적을 보유하고 있다.미공군연구소 지정연구실 선정을 통해 여재익 교수가 수행한 연구의 독창성과 기술 확장성이 인정받았다는 평가다.해당 연구에서 개발될 기술은 미래 모빌리티의 전 분야에서 안전성 제고 및 성능 극대화에 중추적인 기술로 자리매김할 전망이다.여재익 교수는 “이번 선정은 전기 주도 연소 시스템의 원천적인 반응 메커니즘을 규명하고, 나아가 의도적으로 열폭주를 가능케 하는 차세대 무기체계 및 위성 추진 시스템에서의 적용 가능성도 확인하는 기초 연구의 든든한 토대를 구축했다는 점에서 그 의미가 크다”고 전했다.