구삼옥 박사(한국항공우주연구원 책임연구원)는 자타가 공인하는 비행기광입니다.

오죽했으면 그 스스로도 ‘전생에 날짐승이지 아니었을까?’ 생각한다고 합니다.

구 박사와 비행기와의 인연은 보통 사람들이 기억하기도 어려운 5살 때부터 시작됩니다.

당시 경남 고성에 살던 그는 인근의 사천비행장에서 날아 올라 편대비행하던 전투기들을 넋 놓고 바라보곤 했습니다.

5살 꼬마는 ‘저 비행기들을 보려면 어디로 가야 하냐’고 어른들에게 물어, 혼자서 사천비행장까지 걸어가려고도 했습니다.

그렇게 비행기를 동경하던 꼬마는 고무동력기와 과학 잡지 ‘학생과학’을 좋아하며 초등학교 시절을 보냈습니다.

중학생이 된 구 박사는 본격적인 비행기 만들기에 도전했습니다.

어느 날은 학생과학에 난 모형비행기 매장 광고를 보고는 모은돈 ‘180원’을 쥐고 무작정 부산까지 갔습니다.

완성 키트를 사기에는 턱 없이 부족했던 180원으로 구 박사는 중고 엔진과 기체를 만들 발사목, 베니어합판 등을 사왔습니다.

나중엔 재료가 모자라 집 뒷산의 오동나무까지 베어가며 비행기를 만들었다고 합니다.


◆비행기광, 조종사 대신 과학자의 길로

학창시절 구 박사의 꿈은 당연히 공군사관학교에 진학해 전투기 조종사가 되는 것이었습니다.

그러나 고교 때 시력이 공사 입학 기준에 약간 미달했던 탓에 공군 조종사의 꿈을 포기해야 했습니다.

대신 그가 생각한 곳은 당시 국립대학으로 최고의 주가를 올리던 한국항공대학교입니다.

1977년 그는 15대 1의 경쟁률을 뚫고 항공기계공학과에 합격했습니다.

항공대에 간 구 박사는 캠퍼스에 활주로가 있고, 게다가 비행기가 날아다니는 것을 직접 보면서 ‘천국이 따로 없구나’라고 생각했습니다.

비행기 공부를 계속하고 싶었던 구 박사는 졸업 후 바로 한국과학원(현 KAIST) 항공과로 진학했습니다.

학비가 무료인데다 24시간 공부할 수 있는 캠퍼스 시스템이 무엇보다도 그의 맘에 들었습니다.

석사를 마친 그는 당시 경남 창원에 있는 한국기계연구소 항공기계실에 입사하면서 연구원 생활을 시작했습니다.

직장인이 된 그는 수입이 생기자 그동안 돈이 없어 만들지 못했던 모형비행기를 본격적으로 만들기 시작했습니다.

연구원 생활을 하던 그는 현 한국항공우주연구원의 전신인 항공우주연구소 창설 맴버로 조직 구성 작업에 참여했습니다. 

이후 연구소 추천으로 KAIST에서 박사학위를 마친 그는 당시 한·중 협력 사업인 ‘중급항공기’ 개발 계획에 참여해 설계를 담당했습니다.

당시 이 사업은 양국의 이견으로 1999년 중단됬고, 대신 우리나라는 이를 무인기로 축소 개발해 미완된 기술이라도 습득하게 하는 쪽으로 방향을 선회했다고 합니다.

이를 바탕으로 본격적인 무인기 개발 그룹이 생겼고, 이는 무인기 ‘두루미’ 사업에 이어 현재 진행 중인 ‘스마트무인기’ 개발로 이어졌습니다.

◆비행기를 만들려면 직접 날아봐야 한다

이 즈음 구 박사는 비행기를 더 잘 만들려면 실제 비행 계획을 세우고 직접 비행을 해야겠다는 생각을 절실하게 하고 있었습니다.

기회는 곧 찾아왔습니다.

2005년부터 1년간 미국 조지아텍 연구연가를 갔던 시절, 구 박사는 자비를 들여 6개월 간 조종사 훈련을 받고 정식 면허증을 획득했습니다.

평생 비행을 동경하던 그였지만, 첫 비행의 소감은 뜻밖에도 ‘이 정도 갖고는 갈길이 멀구나’였습니다.

구 박사는 비행기를 만들려면 실제 비행기가 날아다니는 환경을 알아야 한다고 생각했는데, 실제 비행기를 직접 타보니 교과서로만 보던 비행과는 엄청난 차이를 느꼈습니다.

이 같은 그의 경험은 다른 항공 전문가들에게 적지 않은 파장을 일으켰고, 이후 몇 몇 연구원과 교수들이 구 박사의 뒤를 이어 비행기 조종사 면허를 취득하기도 했습니다.

구 박사는 항우연 스마트무인기개발사업단 무인체계팀장을 맡아 휴일도 없이 연구개발에 몰두했습니다.

무인기 전문가이자 유인 항공기 조종사이기도 한 그의 꿈은 현재 자동차 운전 기술 수준으로 조종할 수 있는 비행기를 개발하는 것입니다.

즉, 자동차처럼 장소에 제약없이 이착륙하고 보관할 수 있고, 안전하게 하늘을 나는 것입니다.

이것이 실현되려면 보다 많은 부분이 무인화 돼 현재 요구되는 복잡한 비행기술을 컴퓨터가 보완해줘야 한다고 합니다.

구 박사는 무인기의 자동화 기술과 기존 유인기의 비행 기술이 접목되면 일반인도 타고 다니는 비행기를 실현 할 수 있을 것으로 보고 연구에 몰두하고 있습니다.

“많은 연구자들이 불모지에서 맨몸으로 시작한 기술들을 다듬어 쓸모있는 보석으로 만들고 싶다”는 것이 구 박사의 계획입니다.

<구삼옥 박사 1문 1답>

-어려서부터 비행기를 좋아했다는데?
"아주 어렸을 때부터 전생에 날짐승이지 않았을까? 생각했다. 본능적으로 좋더라고, 비행기 좋아하는 사람 어렸을 때 반짝 좋아하는 것이 대부분이다. 끝까지 좋아하는 사람들은 소수이지만 굉장히 강한 호기심을 가지고 있다. 초등학교 진학 전에 편대비행 하는 비행기를 넋을 잃고 봤던 기억이 난다. 학교 다니는 형들 누나들 책에 있는 비행기를 보면서 나중에 크면 만들어보겠다는 생각을 많이 했었다."

-어려서 꿈은?
"비행기를 타보고 싶었고, 중학교 때까지는 공군사관학교 진학이 목표였다. 그 때 공사 입학 기준은 상당히 높았다. 고등학교 입학까지는 시력이 좋았는데, 고 3때 시력이 1.2여서 결격됐다."

-언제 비행기를 처음 만들었나?
"고무동력기 만들던 친구들이랑 엔진 달린 비행기를 만들자고 했다. 중학교 1학년 때 용돈을 모아서 마산에서 부산까지 버스를 타고 갔다. 학생과학 잡지에 난 광고를 보고...아직도 기억난나. 학생과학 1971년 5월 호. 당시 채연석 박사(전 항우연 원장)가 경희대 학생으로써 로켓개발의 역사를 연재하기도 했다. 중고 엔진이랑 비행기 키트까지 사면 비싸기 때문에 발사목과 베니합판 등을 사고 모자란 자제는 뒷산의 오동나무까지 베어서 유선조정 비행기 만들었다."

-고교 시절은? 
"고등학교에 가면서 입시를 준비하느라 비행기를 거의 못 만졌다. 공군사관학교를 못가게 되니 항공 관련 학과는 서울대, 인하대, 항공대 세 곳 뿐이었다. 당시 항공대는 항공대는 국립으로 서울대 치대보다도 점수가 높았다. 당시 예비고사 제도에 따라 지역을 선택해야 했고, 항공대에 특차 지원했다. 15대 1의 경쟁률을 뚫고 합격했다."

-항공대는 어땠나?
"77학번 항공기계공학과 입학. 학비가 국립 사범대 수준이었는데, 등록금이 7만 원이었다. 학교에 활주로가 있고, 비행기가 날아다니는 것에 놀랐다. 비행기를 보면서 학교를 다니니 천국이 따로 없더라. 학교가 작고 학생수도 적다는 것은 나중에야 알게됐다. 입학해서 모형비행기 동아리 재창설하고 회원을 모집했 활동했다. 대학 시절 무선조정 비행기를 만들었었는데, 다 만들때 즈음 항공대가 사립으로 전환됐고, 육군항공대가 터줏대감 행새를 하면서 학생들의 비행기를 못날리게 했다."

-KAIST 대학원에 진학해서는?
"졸업할 즈음 한국과학원(현 KAIST) 항공과가 생겼다. 1981년이다. 좋더라. 학비가 무료고, 캠퍼스를 24시간 가동했기 때문에 웬종일 공부하는 천국이었다."

-졸업 후 진로는?
"석사학위를 받고 새로 생긴 한국기계연구소 항공기계실에 들어가 연구원 생활을 시작했다. 그동안은 돈이 없어서 비행기를 못했는데, 돈을 벌어 비로소 비행기를 할 수 있어 기뻤다. 1983년에 산 조정기를 아직도 가지고 있다. 항공기 및 부품 품질보증 체제와 다목적 무인 비행선, 항공기용 개스터빈 엔진 등을 연구했다."

-항우연 창설맴버가 됐다고?
"당시 항공기계실장인 최동완 박사와 항공우주연구소 창설 작업에 참여했고, 1989년 10월 현판식을 가졌다. 당시는 기계연구소 대전 부설이었다. 1989년부터 박사과정에 들어갔다. 연구소 추천으로 KAIST에서 공력음향학을 공부했다."
 
-무인기는 언제부터?
"1995년 박사를 마치고 중급항공기 개발에 참여하면서 항공기를 설계했다. 그러다가 중형항공기 사업으로 격상되면서 비행기 개념 설계를 맡았다. 그러나 우리는 터브프롭, 중국은 제트여객기 개발 주장하면서 틀어졌다. 1999년 사업이 중단되면서 본격적으로 무인기 관련 일을 하기 시작했다. 그동안 개발한 기체의 축소모델을  무인기로 만들어 기술을 습득하자는 것이었다."

-우여곡절이 많았다고?
"전자분야를 처음 개발하다보니 비행을 실현하기에는 무리였다. 일단 RC로 날리는 비행은 안정적으로 이뤄졌다. 당시 경험으로 1999년에 무인기 과제를 시작하면서 '두루미' 그룹이 생겼다. 난 그룹장이 됐다. 당시 목표는
24시간 체공하며 자동비행 하는 것이었다. 그런데 엔진 성능은 24시간 이상이지만 전자장비가 2시간만 비행하면 오류가 생겼다. GPS 수신 이상, 관성센서 오류 등이 생기더라. 나중에 기상관측용으로 활용하는 방안을 연구하기도 했다. 사업은 2004년 종료됐다.

-무인기의 본격적인 개발은?
"두루미로 무인기 체계가 완성되는 한편 21세기 프론티어 사업으로 2002년부터 스마트무인기 사업이 시작됐다. 
스마트무인기 사업 초기에는 전자 통신 관제 등의 중과제로 나눠져 있었는데, 그 중 체계종합 그룹 책임자가 됐다. 중간에 연구소 기본 연구 중 실용화 대상이 있으면 신청하라는 얘기가 있어 2007~2009년 '두루미3' 과제를 했다. 해당 기술은 영풍전자에 이전됐다. 또 소형무인기 지상관제시스템과 비행제어 컴퓨터 기술도 개발돼 이전했다."

-스마트무인기 개발 과정은?
"축소기를 통해 한 번도 안해 본 형태의 비행체를 시험해야 한다고 건의했다. 제작을 하다보니 축소기 자체도 우여곡절을 겪었지만, 많은 아이디어가 나와 2006년 가을부터 시험비행에 들어갔다. 우선 RC부터 시작했다. 이어 비행제어 컴퓨터를 장착하고 무인기로 만드는 작업을 2008년까지 진행했다.  2008년 8월 풀 컨버젼 천이비행 자동과정을 했고, 2008년 9월 데모 비행을 했다."

-비행기 조정 면허를 받았다는데?
"당시 고참 연구원부터 연구 연가를 보내주던 시절이다. 2005~2006년 1년 동안 조지아텍으로 연구연가를 다녀왔다. 이 시절 자비로 비행기 조종 훈련을 받았고, 미국 조종사 면허을 땄다. 비행기 시험을 하려면 비행기가 실제 날아다니는 환경을 알아야 하기 때문이다. 비행기를 많이 날려만 봤지, 실제 비행 계획 제출하고 관제사와 통신하는 등 활동을 해보니 무인항공기도 유인항공기를 알아야겠다는 생각 절실했다.

-늘 비행을 꿈꿨는데, 느낌은 어땠나?
"비행기를 직접 타보니 생각했던 것과 많이 달랐다. 이후 비행시험을 하는데 굉장히 많은 도움이 됐다. 비행에는  룰이 있어, 무인기라도 마음대로 날아다닐 수 없다. 나중에 충남대 석진형 교수도 자극을 받아 결국 미국가서 비행 면허증을 받더라. 또 항우연 성기정 박사도 미국서 조종교육을 받고 왔다. 나한테 바람잡혀서 여러명 다녀왔다. 실제 비행하면 생각이 달라진다. 외국의 연구원이나  항공사는 직원이 비행면허가 없으면 회사에서 돈까지 주며 면허를 따게 한다."

-단독 비행은 언제?
단독비행은 1996년 남원에서 초경량비행기를 몰았던 것이다.  드디어 날았다는 흥분과 만족과, 실망이 교차했다. 야~ 이정도 갖고는 갈길이 멀구나 생각했다."

-스마트무인기에 대해 설명하면?
"차근차근 한발한발 가야 한다. 비행기는 일회성 이벤트가 아니다. 기술적인 성과를 더욱 많이 내서 틸트로터 무인 항공기의 실용 가능성을 보여주는 것이 당면과제다. 수직이착륙을 할 수 있으면서 공중에 오래 떠있고 빠르게 날 수 있는 비행기 개념은 이것 밖에 없다. 스마트무인기를 제대로 개발하면 시장은 새로 생길 것이다. 그것이 되도록 물 주고 거름 주고 하며 가꿔야 한다. 맨땅에 박치기 하며 여기까지 왔다. 조금만 더해서 쓸모있는 보석으로 만들고 싶다."

-앞으로의 계획은?
"지금 유인 항공기는 보통 사람들이 탈 것으로 하기에는 너무 불편하고 어렵다. 그래서 무인기 기술의 자동화, 자율화에 유인기의 비행 기술이 접목되면 보통 사람도 타고 다닐 수 있는 비행기를 만들수 있다. 그렇게 해서 나부터 타고 다니겠다. 조만간 비행기 한 대 장만해서 내 손으로 타고 다니면서 자동화해야겠다. 자동차 운전 배우는 정도면 타고 다닐 수 있는 비행기. 예전엔 불가능했지만, 지금은 기술이 발전해서 가능한 것이다. 미국에 가면 아이패드 비행용 어플이 그렇게 많이 나와 있다. 아이티 기술이 접목되면 아무나 타고 다니는 비행기 나올 것이다."


<관련글>

 10년 연구개발 결실, 세계 최초 무인 틸트로터 스마트무인기 개발

http://daedeokvalley.tistory.com/241

구삼옥 박사  TEDxDaedeokvalley 강연 영상
http://youtu.be/jUe7EdiQP1c

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posted by 이재형 과학이야기

이른 아침.

KAIST 주차장에 도착한 오준호 교수(KAIST 기계공학과 특훈교수·휴머노이드로봇센터 소장)는 연구실까지 날듯 서둘러 발걸음을 옮깁니다.

그의 취미이자 놀이인 연구를 조금이라도 빨리 하고 싶은 마음이 굴뚝같기 때문입니다.

◆가장 오랜 어릴때 기억은 호기심

오준호 교수


오 교수의 취미인 '연구'는 그가 가장 더듬어 기억할 수 있는 어린시절부터 시작됩니다.

오 교수는 "3~4살 때 그런 기계에 매료됐던 기억이 생생하다"고 말합니다.

'꼬마 오 박사'는 할머니의 재봉틀이 움직이는 것부터 째깍째깍 움직이는 시계, 각종 공구 등을 보는 것 자체가 즐거웠습니다.

어린이에게 공포의 대상인 병원조차 '꼬마 오 박사'에게는 신기한 호기심의 대상이었다고 합니다.

병원에 간 꼬마 오 박사는 각종 진단기기와 장비들을 보는 것이 즐거워 무서운 것도 잊어버렸다고.

◆초등학교 3학년이 만든 다단계 로켓

이런 오 교수의 학창시절은 줄곧 탐구와 만들기의 연속이었습니다.

초등학교 때는 종이로 몸체를 만들고, 노즐부는 분필에 구멍을 뚫은 3단 로켓을 직접 만들었습니다.

추진체는 문방구에서 파는 빨간 종이화약을 사용했고, 나중엔 화려한 폭발효과를 내기위해 알루미늄 가루까지 넣은 흑색화약을 직접 만들기도 했습니다.

또 그의 연습장에는 작동 메커니즘을 담은 로봇이나 비행기 스케치로 가득했습니다.

중학교에 들어간 오 박사는 곧 전자공학에 빠져들었습니다.

지금처럼 조립 키트가 없던 시절이었기에 회로부품을 구하려고 청계천 고물상으로 출퇴근을 하다시피 했다고 합니다.

◆쇠를 깍아 만든 증기기관차

어느날은 증기기관차를 만들어보기로 했습니다.

집 근처의 공작기계 업체에 가서 직접 설계한 실린더를 쇠를 깍아 만들고, 추진력은 알코올램프로 끓인 증기를 이용했습니다.

또 발사목을 다듬어 비행기를 만들었고, 큰 연을 만들어 어디까지 날아가나 끝없이 날려보기도 했습니다.

렌즈를 구입해 직접 천체망원경을 만들어 목성 관찰에도 성공했습니다.

◆장판을 걷어내야했던 그의 공부방

그런 그의 공부방은 사실상 공장의 작업실과 같았다고 합니다.

나중엔 아예 장판을 걷어내 시멘트 바닥이었고, 책상도 치워버렸습니다.

대신 그 곳에는 온갖 연장이 가득한 선반과 작업대로 변했습니다.

학창시절 오 교수는 장래 희망은 당연히 이공계를 진학해 교수가 되는 것이었습니다.

그는 진로에 대해 고민을 해본 적이 없었다고 회상합니다.

그러나 학창시절 오 박사의 객관적인 성적은 그리 희망적이지 못했습니다.

아니 교수는 고사하고 웬만한 대학진학 조차 힘든 수준이었습니다.

수학과 과학만 특출나게 잘했지만, 국어, 사회, 영어 등 나머지 과목은 대부분 과락 수준이었습니다.

그래서 고교 2학년때가지 그의 성적은 한 학급 60명 중 50등 대를 벗어나본 적이 없었다고 합니다.

◆전교 꼴찌가 6개월만에 전국 20등

고교 2학년 시절.

그나마 좋아했던 수학마저 '시시하다'는 생각에 손을 놓고 말았습니다.

그러다가 '극한'을 접하면서 그는 득도하듯 커다란 충격을 받았다고 합니다.

그 때가 고등학교 2학년 여름 때입니다.

마치 학문의 원리를 깨친것 마냥 그는 미친듯 파고 들었습니다.

그리고 그동안 방치하다시피 했던 국어, 사회 등 다른 과목에도 빠져들며 자신의 호기심을 채웠습니다.

그렇게 6개월 동안 고교 3년 과정의 전 과목을 탐독했습니다.

그의 성적은 전교 꼴찌 수준에서 순식간에 전교 20위 권으로 급상승했습니다.

고 3이 되기 전 이미 고교 전 과정을 독학으로 끝낸 그는 다시 학억에 흥미를 잃었다고 합니다.

그래서 그는 고3 시절 플룻 등 악기를 배우며 소일했습니다.

오 교수는 물리학과로 진학해 순수 과학자가 되고 싶었지만, 선생님들이 의대나 공대를 추천했습니다.

그래서 진학한 곳이 연세대 기계공학과입니다.

서울대는 왜 안 갔냐고 물었더니, 독일어 때문이랍니다.

독일어에는 흥미가 없었다고.

자신의 대학시절을 그는 한마디로 '물 만난 고기'라고 표현합니다.

당시 그의 최대 관심 사항은 자동제어나 연결 시스템 등 이었고, 이는 이미 중·고교 시절 독학으로 전자공학도 터득했던 터였습니다.

오 교수는 학교에서 금세 두각을 드러냈습니다.

대학교 3학부터는  대학원 선배 실험실에서 살다시피 했습니다.

필요한 실험장치가 있으면 직접 청계천에 가서 부품을  사와 만들고, 실험실 장비가 고장나면 혼자 수리도 했습니다.

당시 실험실에는 과거 한일협정 당시 대일 청구권으로 들어온 일제 과학기제자가 쌓여있었다고 합니다.

이중 고장나서 방치된 것들이 많았는데, 이것을 수 없이 뜯어보고 기능을 살려냈습니다.

연대 대학원에 진학한 그는 바이오메커니즘을 공부했습니다.

대학원을 마치고 2년동안 원자력연구소에 근무하다가 시스템자동제어(동역학자동제어)를 배우러 미국 버클리대로 유학길에 오릅니다.

버클리대에서도 그는 무엇이든 잘 만들어내는 재주로 인기를 끌었습니다.

◆학문에 관심없던 KAIST 교수

3년 반만에 학위를 받고 한국으로 돌아와 KAIST 교수가 됐습니다.

그러나 그는 논문을 쓰거나 연구 프로젝트를 따내는 것에는 관심이 없었고, 그 때 그 때 흥미롭다고 생각하는 것에 몰두하는 경향을 보였습니다.

그렇게 해서 교수로 부임하고 얼마 지나지 않은 오 교수는 이미 탄소섬유로 제작한 초경량 로봇을 만들어봤고, 1990년 초반에는 무인헬기의 호버링에 대해 연구하기도 했고, 1993년에는 요즘 한창 미국에서 실용 연구가 4족보행 로봇도 만들었지만 당시 발표조차 안했다고 합니다.

또 1994년에는 러시아와 공동으로 초정밀 자이로스코프와 리얼타임컨트롤장치 등을 개발했습니다.

이렇게 오 교수는 기계설계, 마이크로프로세서, 폼웨어, 실시간제어기술, 자동제어, 안정화기술, 센서기술, 계측기술 등 연구인지 취미인지 모르게 로봇에 관한 기반 연구를 하나하나 완성하고 있었습니다.

◆아시모? 그까이꺼

2000년, 오 교수는 뉴스를 통해 일본의 휴먼형 로봇 '아시모'를 보게 됐습니다.

오 교수는 '저것이 가능할까?' 황당해 하면서도 자신도 못할 것 없다는 생각을 했습니다.

오 교수는 연구비를 마련하기 위해 여기저기 제안서를 냈지만 모두들 '택도 없다'며 모조리 거부당했습니다.

우리나라에 로봇 기반이 전혀 없는 상황에서 휴면형 로봇은 불가능하다는 것이지요.

하는수 없이 그는 동료 교수들 몇 명을 찾아가 각출하듯 6000만 원을 마련했습니다.

이 돈들은 당시 BK21을 통해 교수들에게 각 1000만 원 씩 지급된 보조금이었습니다.

2002년, 오 교수는 연구를 시작한지 단 6개월 만에 2족보행 로봇 KHR-1을 완성했습니다.

여기에 자신감을 얻은 오 교수는 KHR-1을 학교측에 보여주며 1년 연구비 1억 5000만 원을 신청했습니다.

오 교수의 결과물에 깜짝 놀란 학교측은 오히려 3년 과제로 선정해 제대로 해보자며 더 좋은 조건을 제시했습니다.

그러나 오 교수는 "일본이 이미 완성한 것을 3년이나 한다는 것은 자존심이 허락하지 않았다"면서 오히려 학교측 제안을 거절했다고 합니다.

그래서 이듬해 오 교수는 다시 연구에 착수했고, 이번에도 연구시작 6개월 만인 2003년 8월, 휴보의 전신인 KHR-2를 완성하며 주변을 깜짝 놀라게 했습니다.

오 교수 표현으로는 이를 본 사람들이 '놀래서 자빠졌다'고 합니다.

◆우리가 왜 로봇을? 제자들의 반란

그런데 당시 재미있던 일화가 있습니다.

바로 오 교수 밑에 있던 대학원생들의 반란입니다.

그들은 당초 자신이 배우고자 했던 공부는 못하고 담당 교수의 취미만 뒤치닥거리 한다는 불만으로 가득했다고 합니다.

게다가 당시 현실로는 '택도 없는' 로봇이라니...

이런거 왜 만드냐고 투덜대는 제자들은 급기야 오 교수를 찾아가 집단 항의하는 사태까지 벌어졌습니다.

지금 그 학생들은 어떻게 됐을까요?

오 교수는 "그 학생들 휴보 만들다가 출세해서 다들 교수됐어..."라고 괘씸해하면서도 즐겁게 말합니다.

당시 정부는 우리나라 7대 성장동력사업 중 하나로 '로봇'을 채택했습니다.

그런데 오 교수는 이런 사실을 몰랐고, 정부 역시 오 교수의 로봇 개발 소식을 알지 못했습니다.

정부는 당시 우리나라 기술로는 로봇의 독자 개발이 불가능하다고 판단해 일본이나 유럽과 기술 제휴를 추진하고 있던 상황입니다.

◆우리나라에 왜 왔냐는 일본

그래서 정보통신부 관계자들은 일본으로 날아가 이 사항을 논의했습니다.

그랬더니 일본 측이 "당신네 나라에 이미 KHR-2가 있는데 왜 왔냐"고 말하더랍니다.

결국 정부 관계자들은 일본에서 거꾸로 오 교수의 소식을 듣게 KAIST를 찾아왔습니다.

또 비슷한 시기에 부총리가 KAIST를 방문해 만찬이 열렸다고 합니다.

그 때 총장이 "오 교수가 로봇을 만들었는데 그럴듯 하다"고 말했습니다.

그랬더니 부총리가 갑자기 '볼 수 있냐"고 물었고, 바로 랩실을 찾아갔습니다.

오 교수는 저녁 식사를 하다가 갑자기 손님을 맞게 됐습니다.

부총리는 KHR-2를 이리저리 살펴보더니 '과기부는 이런거 지원안하고 뭐하고 있었냐 는 등...' 그래서 한바탕 난리가 났다고 합니다.

이런 우여곡절 끝에 2004년부터 오 교수에 대한 정부 지원이 시작됐고, 오 교수는 이번에도 1년도 안되어 '휴보'를 완성했습니다.

초단기간에 휴보를 만든 오 교수는 하루 아침에 전세계의 언론으로부터 주목받게 됐습니다.

심지어 외국의 정보기관에서도 그를 찾아왔다고 합니다.

특히 '아시모'를 개발한 일본은 한마디로 까무러치게 놀랐습니다.

자신들이 수백 억의 자금과 수십 명의 전문가를 투입해 10년 넘게 개발한 것을 한국의 한 과학자가 '푼돈'으로 단기간에 만들었기 때문입니다.

◆아엠 유어 파더, 아시모는 아버지가 없지만, 난 휴보 아버지

휴보의 아버지 오 교수는 현재 보다 개선된 성능의 휴보를 만들고 있습니다.

또 기술력을 인정받은 휴보는 미국 등 해외에서 연구용으로 발주 받아 수출도 되고 있습니다.

오 교수의 바램은 휴보가 전 세계 로봇 연구자들의 표준 플랫폼으로 사용되는 것입니다.

현재 오 교수는 휴보보다 안정화된 KHR-2+ 개발을 진행하면서 동시에 자신의 취미인 '또 다른 연구거리'를 찾고 있습니다.

<오준호 교수와의 1문 1답>

-어려서부터 천재 아니었나?
"영재의 정의는 아이큐가 높은것인가? 나는 이렇게 정의한다. 그 일을 하고 싶은데 안하면 못배기는 사람이다. 나는 내 기억이 있는 한 기계를 좋아했다. 할머니 재봉틀이 너무너무 좋았고, 시계며 공구 등을 가지고 노는 것 자체가 재미있었다."

-초등학교 시절은 어땠나?
“3~4살때부터 기계에 매료됐던 기억이 생생하다. 오죽했으면 병원이 무서운게 아니라 장비들을 보고 오히려 신기해 했다. 모든 자연현상과 기술에 매료됐다. 초등학교 때 별명이 꼬마 박사였다. 그래서 더 아는척 하려고 백과사전도 찾아보고 공부도 더 열심히 했다.”

-초등학교 때 기억에 남는 발명품은?
“초등학교 3학년 때인가...몸체는 종이로 만들고 노즐은 분필에 구멍을 내어 만든 다단계 로켓을 만들었다. 추진체는 화약을 넣었는데, 화약을 구하기 힘들어서 직접 흑색화약 원료를 구입해 만들기도 했다. 나중엔 화려한 폭발효과를 내기 위해 알루미늄 가루까지 넣었다. 또 설계에도 취미가 있어서 로켓이나 비행기, 로봇 등의 작동 메커니즘을 그려보기도 했다.”

-그렇다면 중학교 시절은?
“중학교 들어가서는 라디오 전자공학에 빠졌다. 청계천, 세운상가, 고물상 등을 해매며 라디오, 전축, 무전기 등을 만었다. 당시에는 과학 어린이 잡지가 없던 시절이어서 전파공학 전공책을 구해 공부했다. 또 통나무를 깍아서 배를 만들거나 렌즈를 구해 천체망원경 만들어 목성을 관찰하기도 했다. 증기기관차를 만들었던 것이 기억에 남는다. 동네 공작기계 공장에 가서 실린더를 깍은 증기기관차였는데, 알콜램프로 물을 끓여 움직였다. 갖고 싶은게 있으면 으례 만들었다. 기성품은 재미가 없었다. 발사목을 깍아서 비행기를 만들기도 했다. 엄밀히 말하면 중학교 때는 만들었다기보다 부시면서 보낸것 같다. 신촌에서 신설동을 가는 버스가 청계천을 지나갈 때는 그냥 못지나가고 내렸다. 모든 엔지니어링에 대해 관심이 있었다.”
 
-그 당시 생활이 궁금하다.
“지금은 헐값인 전자 부품들이 그 때는 비쌌다. 트랜지스터 하나를 사면 여러 곳에 때었다 붙혔다를 많이 했다. 내 방에서 작업을 많이 하다보니 아예 장판을 걷어내고 신발을 신고 들어갔다. 책상도 치우고 공구 다이를 놓았다. 고물상을 방불케 했다. 그 방에서 화약이 터지기도 하고, 풍선으로 불꽃놀이도 했다. 언젠가는 큰 연을 만들어서 어디까지 날아가나 끝없이 날려보기도 했는데, 얼레를 공업용 와인더를 썼었다. 그 땐 백과사전이 내 가이드라인이었다.”

-당시 장래 희망은?
“당연히 박사까지 따는 것이고 직업은 교수였다. 이외의 진로에 대해 고민을 해본 적이 없다. 수학과 과학을 특히 잘했다. 그런데 고등학교 때 수학이 시시하다는 건방진 생각을 해 잠시 흥미를 잃기도 했다. 물리와 화학, 생물, 지구과학 등은 점수가 굉장히 좋았다. 반면 영어, 사회, 국어는 거의 빵점이었다. 반 60명 중 50등도 못했다. 그런데 내 동창들은 내가 그 당시 공부를 잘했다고 생각하더라.”

-그러면 어떻게 대학을 갔나?
“고 2때 극한을 배우면서 머리에 반짝 불이 들어왔다. 그날 수학의정석을 사서 독학하기 시작했다. 성적이 반 학기만에 전교 꼴찌그룹에서 전국 20등까지 순식간에 올라갔다. 그런데 사람들이 왜 서울대를 안갔냐고 물어보는데, 그 때는 독일어 때문에 그랬다. 독일어까지 하기는 싫었다. 고 3때는 놀아줄 사람이 없어서 심심했다. 그래서 풀릇 같은 악기를 배우며 소일했다.”

-6개월만에 고등학교 전과정 공부를 마친 것인데?
“천재 아니면 바보라고 생각했다. 시험 보는 것에는 흥미가 없었다. 그런 것을 뭐하러 하나 생각했다. 수학 문제를 푸는 게 무슨 의미가 있나? 그게 수학의 의미를 아는 것인가? 예를 들어 국어에서는 문단 나누기, 중요한 뜻 찾기..이런것을 왜 해야 하는지 이해할 수 없었다. 내 스스로 고집이 있었던 것 같다. 내가 어렸을 때 시계 뚜껑을 열고서 작동 원리를 봤다는 것이 중요한 것이다. 그 전에 내가 알고 있는 시계가 가는 원리는 아무 의미가 없는 것이다.”

-그런데 어떻게 공부를 잘하게 됐나? 수험생이나 학부모가 관심있을 내용이다.
“한 발 떨어져 문제의 본질을 보기 시작하니까 그렇게 싫어하던 국어와 사회 같은 과목의 성적이 순식간에 올랐다. 원래 외우는 것을 싫어했는데, 원리를 이해하니 그것도 너무 재밌더라. 구조를 알면 외울 필요도 없다. 연세대 물리학과를 가서 순수 과학자가 되고 싶었다. 그런데 기계과를 가게 됐다.”

-대학생활은 어땠나?
“대학에 간 나는 물 만난 고기였다. 배우면서 전율했다. 그동안 궁금해했던 것을 이해하면서 너무 재미있었다. 전 학년 수석이었다. 당시 최대 관심사항은 자동제어였다. 연결된 시스템, 구조적으로 움직이는 것, 이런 것들이다. 스터디 그룹 만들어서 토론도 하고, 3학때부터는 대학원 선배 실험실에서 살았다. 남들 도망갈 때 오히려 남아서 더 했다. 청계천에 가서 부품을 사와 실험장치를 만들어 주고, 계측장치, 전자 스위치 등 고장난 장치를 수리해줬다. 앞서 대일 청구권으로 들어온 일제 과학 기자제가 실험실에 쌓여 방치돼 있었다. 전자분야도 좋아했기 때문에 이것들을 수 없이 뜯어봤다.”

-대학 졸업 후는?
“미국 유학 전 2년동안 원자력연구소에서 근무했다. 그러다가 시스템자동제어(동역학자동제어)를 배우러 버클리대학을 갔다. 대학원에서 바이오메카니즘(생체공학)을 공부했다. 학위를 3년 반 만에 끝냈다. CNC 제어도 했다. 유학시절에도 장치 같은 것을 잘 만들어서 인기가 있었다. 노는 것에 관심이 많아 아마도 40%는 놀며 딴짓했던 것 같다. 집사람이 미국에서 공부하는 것을 보지 못했다고 하더라.”

-KAIST 교수가 되어서는?
“논문 쓰고 프로젝트 따는 것들에는 관심이 없었다. 솔직히 교수 초기에는 방향성이 없었다고 봐도 된다. 자동제어 이론, 무인항공기 등 그 때 그 때 관심있던 것들을 했다. 1990년 무렵에는 무인헬기의 호버링에 대한 연구를 했는데, 그 때는 아무도 안하던 분야였다. 흥미롭다면 몰두하는 경향이 있었다. 그래서 어플리케이션이 다양했다. 1993년에는 4족보행 로봇을 만들기도 했는데 발표조차 안했다. 앞서 탄소섬유 초경량로보트를 만들기도 했다.”

-지금은 로봇 전문가인데?
“로봇을 목적으로 배운적은 없다. 대신 많은 센서 개발을 해봤다. 1994년 경엔 초정밀가속도계를 러시아와 공동개발했다거나...리얼타임컨트롤 등도 있다. 로봇은 그동안 공부했던 것들을 종합적으로 적용하기 좋았던 것이다. 특허내고 논문 쓰는 것에는 흥미가 없었다. 로켓과 인공위성에 대해서도 공부했다.”

-로봇 공학에 대해 설명한다면?
“로봇을 구성하는 모든 분야 학문을 1990년대 중반까지 해봤다. 기계설계, 마이크로프로세서, 폼웨어, 실시간제어기술, 자동제어, 안정화, 센서기술, 계측기술(가속도, 관성센서), 자이로스코프 등 연구인지 취미인지 모르게 했다. 또 각종 센싱 기술 등을 15년 동안 다양하게 연마했기 때문에 무엇이든 만들 수 있었다. 오토메틱컨트롤 전문가가 되어 있었다. 이론이 갖춰졌기 때문에 가능한 것이었다.”

-휴보는 어떻게 만들게 됐나?
“로봇에는 관심이 없었던 시절이고, 로봇 학회도 가본적이도 없었다. 그런데 2000년 아시모가 발표되는 것을 TV로 봤다. 황당했다. 저것이 가능한가? 그렇게 1년을 생각해보니 못할 것도 없다고 생각했다. 돈이 필요해 여기저기 프로포즈 했는데, 모두들 택도 없다며 거절했다. 2000년부터 BK21이 시작됐는데, 교수에게 1000만 원을 주던 시절이다. 주로 컴퓨터 몇 대 사면 끝나는 돈이었다. 동료 교수 몇 명을 찾아가서 나에게 투자해라고 해 6000만 원을 만들었다. 2002년 KHR-1  최초로 만들었다. 시작 6개월만이다.”

-당시 제자들까지 반대가 심했다고?
“학생들은 이런거 왜 만드냐고 투덜댔다. 급기야 단체로 찾아와서 항의까지 했다. 만들어 보니까 재미있더만...그 학생들 출세해서 다들 교수됐다.”

-로봇 개발 계획은 어떻게 발전했나?
“KHR-1을 만들고 자신감이 확 생겼다. 그래서 학교에 1억 5000만 원을 신청했다. 처음엔 안주려고 하더니 로봇을 보여주니까 오히려 1년, 1억 5000만으로 되겠느냐며 3년 짜리로 재대로 해보자더라. 그래서 일본은 다 끝난 연구인데, 이걸 1년 이상 끌면 오히려 실패라며 내가 거절했다. 1억 5000만 원 중 5000만 원은 디자인 교수님에게 드렸다. 나머지 1억 원으로 휴보의 전신인 KHR-2를 만들었다. 2003년 초 시작해서 6개월만에 끝냈다.”

-정부 과제로 선정되기까지 우여곡절이 있었다고?
“2002년 7대 성장동력사업이 시작됐는데, 그 중 하나가 로봇이다. 당시 정보통신부 진 장관이 5년 이내에 아시모 수준의 로봇을 만들겠다고 정부에 보고했다 한다. 그러나 자체적으로 기술을 만들기 불가능하다고 판단해 일본, 유럽과 기술 제휴가 논의되고 있던 상황이었다. 이런 사실은 난 관심이 없어 모르고 있었다. 2003년 KAIST 내에서 KHR이 알려지기 시작했고, 곧 일본도 알게 됐다. 국내 정부 관계자들이 일본에 갔을때 일본인들이 오히려 KAIST에 로봇이 있는데 왜 왔냐고 했다더라. 그리고 정통부에서 연락이 왔다. 또 과학기술부 오 부총리가 KAIST에 와서 만찬을 했을 때, 당시 총장이 ‘오 교수가 로봇을 만들었는데 그럴듯 하다’고 말했다. 부총리가 갑자기 ‘볼 수 있냐’고 말하더니 그날 저녁 7시 반에 찾아왔다. 엎드려 이리저리 처다보더니 과기부는 이런거 지원안하고 뭐하고 있었냐는 등...과기부가 난린가 났다.”

-정부 지원은?
“2004년부터 정부 지원이 시작됐다. 2004년 3월부터 돈이 나왔다. 그리고 그해 11월 15일, 시작 1년 만에 휴보가 나왔다. 그해 12월 중순 홍보실에서 연락이 왔다. 하루 아침에 난리가 났다. 전 세계에서 인터뷰,가 밀려들고, 외국 정보기관에서도 왔다. 방문객도 굉장히 많았다. 이전까지 로봇은 일본의 전유물이라고 생각했던 것이다. 일본은 까무러치게 놀랐다. 오준호, 제가 언제 로봇을 했냐는거다. 그리고 또 1년만에 알보를 만들었다.”

-KHR 시리즈를 간단히 설명한다면?
“khr-1은 이족보행이 가능한 로봇을 만드는 것이다(286도수 컴퓨터-제어를 간단하기 하기 위해). khr-2는 완벽한 휴면로봇으로, 눈, 손가락, 멀티테스킹까지 되는 풀 시스템을 가볍게 만드는 것이다. khr-3(휴보)는 이것들을 세련되게 만드는 것이다. 현재는 안정화 된 khr-2+를 만드는 중이다. 휴보는 최초, 최고의 의미를 부여한 게 아니다. 아시모의 아버지는 없다. 조직이 만들었기 대문이다. 그렇지만 나는 휴보의 아버지이다.”

-휴보의 의미는?
“휴보를 브랜드 네임으로 간직하고 싶다. 그래야 아이덴티티가 있다. 현재 싱가폴이 2대, 미국이 6대를 가져다가 연구하고 있다.”

-또 무엇으로 세상을 놀라게 할 것인가? 바램은?
“긴본적인 관심은 시스템이다. 바램이 있다면 휴보나 휴보의 부품, 팔 다리기 다른 곳에도 쓰이고, 또 교육용이나 연구용으로 보급돼 세계 연구자들의 표준 플랫폼으로 사용되는 것이다. 그러면 휴보가 진정한 기술표준이 되는 것이다.”

 <휴보2 제원>

항목

사항

본체

125 cm

중량

45 kg

자유도

40 DOF

이족보행

보행방식

무릅펴고 걷기, 뛰기

보행속도

1.8 km/h(걷기),

2.6km/h(뛰기)

제어부

주 제어기

Intel embedded PC, 933Mhz with CAN 모듈

부 제어기

2채널 BLCD 모터 구동 제어기

제어 아키텍쳐

CAN을 이용한 실시간 분산제어

액튜에이터

BLDC 모터

전원부

사용/충전시간

1시간/2시간반

배터리

48V 8Ah Li-ion Battery

센서부

FT 센서

발바닥 3축 힘/모멘트센서,

손목 3축 힘/모멘트 센서

IMU 센서

3축 각도, 각속도 센서

운영체계

운영체계 OS

Windows XP with RTX

Network

네트워크 방식

무선, 유선

지원 S/W

개발환경

Visual C++ 6.0

프로토콜

휴보에 특별화된 CAN 프로토콜

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posted by 이재형 과학이야기

“과학기술이 지향해야 할 정말 중요한 포인트, 그것은 따뜻한 과학입니다.”
강대임 박사(한국표준과학연구원(KRISS) 휴먼인지환경사업본부장)는 지난 2009년 국책 과제인 '신경모방소자 및 인지시스템 융합연구단 사업'을 시작하면서 그동안 갖고 있었던 그의 생각에 큰 변화를 맞는다.

바로 ‘따뜻한 과학’이다.

“이전까지는 과학기술을 비즈니스라고 생각했었습니다. 그러나 인지시스템 융합연구단을 맡으면서 과학이 세상을 얼마나 따뜻하게 할 수 있고, 또 필요로 하는 사람들이 많다는 사실을 깨달았지요.”

제1회 TEDxDaedeokValley에서 따뜻한 과학을 주제로 강연하고 있는 강대임 박사.

이 사업은 청각자애인과 시각장애인들을 위한 감각센서를 개발하고, 이를 디스플레이나 마이크로폰 등을 통해 사용자에게 전달함으로서 이들이 눈과 귀가 되는 첨단 보조장치를 개발하는 것이다.

이를 통해 궁극적으로는 지능로봇에 사용되는 소자 및 인지시스템 개발로도 이어지게 된다.

연구 수행에 앞서 수요자 설문조사에 나섰던 강 본부장은 많은 장애인들의 사연과 불편한 점을 접하면서 이전과 다른 과학관을 갖게 됐다.

그는 이 연구를 통해 과학과 사회 시스템의 융합에 대해 새로운 안목을 찾게 된것이다.

부분적인 과학기술이 개발되더라도 이것이 사람들에게 적용되기 위해서는 사회 인프라가 조성돼야 하는데, 이것은 국가 차원의 일이지만 동시에 다른 사회구성원들의 관심이 절대적으로 중요하다는 것을 그는 깨달았다.

때문에 그는 ‘따뜻한 과학’은 장애인 등 수요자 뿐만 아니라 우리 사회 전체가 따뜻해질 때 비로소 그 완성을 볼 수 있다고 생각한다.

강 본부장은  “나아가 따뜻한 과학기술의 대상을 수요자는 물론 넓은 의미에서 과학기술을 실행하는 사람들의 마음까지도 따뜻해지게 하는 것을 고민 중”이라고 말했다.

“이번 연구 내용이 필요한 사람들에게 보급되기 위해서는 과학기술자들의 역할도 중요하겠지만 정부·사회와의 충분한 교감이 있어야 합니다.”

◆KRISS 발전과 함께 한 연구 인생

그의 과학자 인생은 1982년 KRISS에 입사하면서 시작됐다.


강 본부장은 입사 3년 후 그동안 개발한 ‘힘 센서’ 평가를 위해 일본에 두 달간 머무르면서 적지 않은 충격을 받았다.

당시 우리나라에는 변변한 평가 장치가 없던 시절, 그가 일본에서 본 시설들은 실로 어마어마했고 분야의 다양성도 놀라웠다.

강 본부장은 당시를 회상했다.

“그 때 큰 충격을 받고 생각을 많이 했다. 어떻게 일본 만큼 갈 수 있을지…, 세계 최고가 되자고 다짐했죠.”

기술도 부족했고, 연구 예산도 적었던 당시였지만, 강 본부장이 있던 힘 연구실은 각종 표준 연구기를 하나하나 자체 개발하기 시작했다.

그러던 중 큰 기회가 생겼다.

당시 국내 굴지의 건설사에서 측정용량 3000t 규모의 초대형 교량 포트 받침의 성능 시험기를 개발해달라는 부탁이 들어왔기 때문이다.

이 때 연구팀은 그 건설사에 시험기의 성능을 테스트할 표준기가 없어 일본까지 다녀와야 하는 현실을 알리며 이를 같이 개발해야 할 필요성을 역설했고, 결국 이에 대한 연구 지원까지 얻어냈다.

이렇게해서 연구팀은 국내 최초로 10MN(메가뉴튼) 급 표준기를 개발했다.

그 크기가 3층 건물 높이에 해당하는 초 대형 기기였다.

최초의 표준기 개발을 수행한 연구팀은 곧바로 측정기의 콤팩트화라는 새로운 도전장을 냈다.

이 도전은 곧 한발 한발 나아가는 연구팀에게 성과로 돌아왔다.

“1990년 대 중반을 넘어서면서 일본 내에서도 한국이 일본을 넘어섰다는 얘기가 나왔습니다."
“한 번은 독일 표준연구소 관계자가 KRISS를 방문했다가 우리가 만든 소형 표준기의 정확도에 깜짝 놀라기도 했지요.”

1990년 대 후반에는 표준연구 분야 선진국이었던 일본에서 오히려 기술을 보고 배우기 위해 우리나라를 찾게 되면서 새로운 위상을 정립할 수 있었다.

이즈음 강 본부장은 KRISS의 힘 연구 분야를 세계 최고인 미국과 독일과 함께 트로이카 체제로 만들기로 마음먹었다.

특히 나라별로 산업체계가 다르고 요구하는 측정 용량도 다른 현실에서 특화된 분야의 일등 전략이 규모화의 부족을 극복할 수 있는 길이라고 강 본부장은 생각했다.

이를 통해 국제 사회에서 KRISS의 위상은 더욱 높아졌고, 강 본부장은 지난 2009년부터 국제측정연합(IMEKO) 의장직에 선임되는 영예까지 안았다.

강 본부장은 “현대 과학은 표준과 응용, 기초연구와 산업연구가 적절한 조화를 이루워야 한다”고 말한다.

특히 강 본부장은 “따뜻한 과학기술이 왜 필요한지를 국민들에게 알려 연구자나 정부 뿐만 아니라 국민들도 따뜻한 과학기술에 관심을 갖도록 하는데 작은 역할을 하고 싶다”고 뜻을 내비쳤다.
                                                                                                    <이재형 기자>

장애인들을 위한 과학, 이어헬퍼, 아이헬퍼

휴먼인지환경사업본부는 소자 및 인지시스템 융합연구단(KRISS), 의료인지 융합연구단(ETRI), 실내공기청정 융합연구단(KIST) 등 세 가지 파트로 나뉘어 연구를 수행 중이다.

한국표준과학연구원(KRISS) 강대임 박사는 이를 총괄하는 휴먼인지환경사업본부장을 맡고 있으면서 동시에 소자 및 인지시스템 융합연구단장직을 겸하고 있다.

소자 및 인지시스템 융합연구단은 생명체를 모사한 센서와 인간의 인지·감정 시스템 개발을 통한 복합형 감각 도우미 기술을 개발한다.

이를 통해 시각·청각·촉간 센서의 복합 처리로 청각장애인의 귀가 되어주는 이어헬퍼(Ear helper)와 시각장애인을 위한 아이헬퍼(Eye helper)를 상용화하고, 나아가 미래 로봇에 적용될 감각센서 개발 기술을 확보하는 것이 목표다.

이어헬퍼는 특수 안경에 탑재된 청각 센서인 초소형 미세전자기계(MEMS)가 소리를 감지해 이를 그래픽 디스플레이를 통해 위치와 크기 등으로 전달해준다.

아이헬퍼는 GPS 신호와 적외선, 초음파 등을 활용해 얻은 시각 정보를 음성 및 촉각으로 변환해 시각장애인에게 전해줌으로써 길 안내는 물론 상대방의 표정까지 느낄 수 있도록 정밀한 전달장치를 개발하는 것이 목표다.

연구단은 이 같은 감각도우미에 활용되는 소자의 핵심 원천기술을 개발하고 있다.

특히 청각도우미 안경과 시각도우미 지팡이에 감정인식 알고리즘을 장착해 상대방의 감정인식에 도움을 줄 수 있도록 인지-감성 통합 모델을 개발 중이며, 다중감각 정보처리와 인지기능 향상을 통한 휴먼인터페이스 시스템 성능 향상에 대한 기초 연구도 진행 중이다.

강 본부장은 “복합 감각을 이용한 감각도우미는 국내외에서 최초로 시도되는 기술”이라며 “단지 기술개발에만 몰입하지 않고 어떻게 성과를 만들어 낼 것인지에 대해서도 노력할 것”이라고 밝혔다.

                                                                                                                                <이재형 기자>



강대임 박사 TEDxDaedeokValley 강연 동영상 보기
http://www.youtube.com/watch?v=FhUaKyyYSQE

TEDxDaedeokValley 강연자료

조금은 특별한 나의 따뜻한 과학기술 이야기
(2011/05/07 강대임)

슬라이드 1: 안녕하세요. 강대임 연구원입니다. 테드 강연 발표자들과 테드을 주관하시는 분들과의 사전 만남이 있었습니다. 주관하시는 분들이 발표자들에 요청한 것은 세상을 깜짝 놀랄게 할 만한 강연, 청중들이 영원히 잊을 수 없는 그런 강연을 해 달라는 것이었습니다. 아마 오늘 발표하시는 연사분들이 여러분들을 깜짝 놀라게 할 내용들을 주로 들려 주실 것입니다. 여러분들이 오늘 너무 많이 놀라서 쇼크를 받을까봐, 저는 평범한 내용이지만 그러나 조금은 특별한 저의 따뜻한 과학기술에 대해서 말씀드리고자 합니다.

슬라이드 2 : 여러분 과학기술하면 어떤 것이 생각나십니까 ? 고등학교 과학실험실에서 접했던 비커와 장비들, 아니면 20세기 최고의 과학자 아인슈타인 , 발명왕 에디슨

Science는 라틴어 Scire(싸이어리)에서 유래된 단어로 “어떤 사물을 안다”라는 뜻입니다. 무엇을 안다. 여기에서 “안다”라는 것은 무슨 의미일까요 ? 나와 여러분들이 알고 있는 A라는 사람이 있다고 합시다. 내가 A에 대해 알고 있는 내용과 여러분이 알고 있는 내용이 같을까요 ? 다를까요 ? 질문을 던짐. 예. 같을 수도 있고 다를 수도 있겠죠. 여기에서 안다는 의미는 과학을 뜻하지 않습니다. 즉 과학이란 검증 가능한 방법으로 얻어진 자연체계에 대한 지식을 말합니다. 따라서 과학은 반복적인 실험을 통해서 보편성을 확보해야 합니다. 즉 반복성이 있어야 한다는 뜻이죠. 그러다 보니 과학하면 많은 사람들에게 딱딱한 것이란 이이미지를 주는 것입니다. 오늘의 제 주제와 정 반대 의미죠 ?

슬라이드 3: 그러면 과학은 왜 연구하는 것일까요 ? 첫 번째는 호기심 때문일 것입니다. 여기 20세기 대표적 발견들이 있습니다. X레이, 비행기, 페니실린, 이중나선 등이죠. 예를 들어 엑스레이는 독일의 물리학자 뢴트겐이 우연히 발견했습니다. 렌트겐은 음극관을 이용한 실험중 눈에 보이지 않는 특성광선이 물질을 투과하는 성질은 발견했고 미지의 광원이란 의미로 엑스레이란 이름을 명명했습니다. 두 번째는 우리의 삶을 편리하게 해 주기 위해서 일 것입니다. 20세기 최고 발명품중의 하나로 평가받는 나일론은 1938년 미국 듀폰사가 개발한 것입니다. 나일론은 거미줄보다 가늘고 철선보다 강한 최초의 합성수지입니다. 나일론으로 만든 첫 번째 상품인 여성용 스타킹이었는데 1940년 출시 첫해 6400만 켤레가 팔렸다고 합니다. 컴퓨터, 인터넷, 요즘 돌풍을 일으키고 있는 스마트폰도 다 비슷하죠. 우리의 삶을 바꾸어 놓고 있습니다. 

슬라이드4 : 21세기 들어와서 과학기술을 하는 이유로 단순한 호기심 연구에 그치지 않고 첨단산업과의 접목을 통해서 고부가가치를 만들어 내고 있습니다. 요즘 아이폰과 아이패드로 잘 나가는 애플을 한번 봅시다. 2010년 애플의 총 매출은 763억달러이고 이익이 116억달러입니다. 우리나라의 국가 연구개발 투자액이 137억불임을 감안하면 대단한 성과입니다. 글로벌 기업뿐만 아니라 대부분 기업들이 기업의 생존을 위해서 과학기술에 매달리고 있습니다.

슬라이드 5 : 그러면 과학기술을 하는 이유가 이게 전부일까요 ? 

슬라이드 6 : 1999년 헝가리 부다페스트에서 열린 유네스코 ‘세계과학회의’가 채택한 선언문을 주목할 필요가 있습니다. 선언문에서 과학과 공학의 중요한 목표중 하나로 “사회안의, 사회를 위한 과학기술(Science in society and science for society)"입니다. 내용중 일부를 직접 읽어 보겠습니다. ”과학연구의 실행과 그 결과로부터 나온 지식의 이용은 항상 인류의 빈곤의 감소를 포함하는 복지를 목표로 해야 한다. 이 선언문에서 저는 복지에 방점을 찍었습니다. 따라서 미래의 과학기술은 복지를 지향하는 따뜻한 과학기술이어야 할 것이다. 

슬라이드 7 : 그러면 따뜻한 과학기술이 무엇이냐 ? 사전적 정의는 아니지만 따뜻한 과학기술이란 수익성이 없다는 이유로 과학기술이 개발, 적용되지 않는 일종의 과학기술 사각지대를 메우기 위해 노력하는 것이라고 말할 수 있지 않을까요 ?  

슬라이드 8 : 따뜻한 과학기술에는 Low tech을 활용하여 소외계층의 소득증대나 삶의 질을 높이는 일입니다. 예로서 베스트가르드사가 개발한 휴대용 정수기입니다. 단 돈 2달러에 매일 2리터씩 물을 일년간 정수할 수 있습니다. 전 세계적으로 오염된 물로 인하여 매일 6천명씩 사망하고 있습니다. 또한 장애우나 노약자 등 소외계층의 불편을 줄이고 생활을 도와주는 quality of life tech 이 있으며, 소외계층과 지역에 과학기술 강연을 제공하여 과학기술 정보를 공유하는 것도 넓은 의미의 따뜻한 과학기술이 아닐까 생각합니다.  

슬라이드 9 : 나는 누구인가 ? 

슬라이드 10 : 저는 1982년부터 한국표준과학연구원에서 힘의 측정표준을 연구해 왔습니다. 우리나라 힘의 기준이 되는 힘표준기 개발연구와 여러 가지 힘을 측정하는 힘측정센서 개발도 하였으며 특히 손의 촉감을 감지하는 기능을 가진 촉각소자 개발을 하였습니다. 딱딱한 과학기술을 오랫동안 해왔습니다.  

슬라이드 11. 촉각소자를 개발한 경험으로 저는 2년 전부터 신경모방소자 및 인지 시스템 연구단 단장을 맡아 타 연구소와 대학들의 연구원들과 융합연구를 시작했습니다. 연구단은 시각, 촉각, 청각 소자와 인지/감성시스템 개발과 함께 이것들을 융합하여 청각장애우용 도우미와 시각장애우용 도우미를 개발하고 있습니다. 

슬라이드 12 : 여러분 ! 글러브란 영화 보셨나요 ?  

슬라이드 13 : 청각장애우들이 가장 듣고 싶어하는 소리가 무엇일까요 ? 저희가 설문조사한 결과에 의하면 자동차 경적소리 등 위험상황을 알고 싶어 합니다. 소리가 안 들리기 때문에 어떤 상황이 위험한 상황인지 일상적인 상황인지가 잘 구분하지 못하기 때문입니다. 그 다음으로 애를 키우는 엄마의 경우 애의 울음소리를 듣고 싶어 하구요. 파도소리, 새소리 등 자연음도 듣고 싶어 합니다.  

슬라이드 14 : 저희 연구팀에서는 소리의 전달을 안경에 장착된 마이크로폰으로 소리를 감지하여 안경에 위험상황을 표시하여 주는 장치를 개발하고 있습니다.  

슬라이드 15 : 그러면 청각장우들에게 소리의 감성을 어떻게 전달할 수 있을까요 ? 우리가 내는 소리는 음향학적으로 주파수 분석을 통하여 loudness(소리의 강도), Sharpness(날카로움), fluctuation, 순음성, 거침성 등의 물리량으로 표시할 수 있습니다. 예를 들어 아기 웃음의 소리의 경우, loudness 31, sharpness 3.2, fluctuation 4 등으로 표시할 수 있습니다. 아기 웃음소리, 울음소리, 파도소리 등 여러 가지 소리를 사람들에게 들려 주고 그 소리가 기쁜 소리인지, 슬픈소리인지, 분노를 느끼게 하는 소리인지에 대해 주관적 평가를 합니다. 이것을 소리감성모델이라고 합니다. 소리를 청각장애우에게 직접 전달할 수가 없기 때문에 우리는 촉감을 통하여 소리의 감성을 전달하고자 합니다. 즉 위와 같은 표면 자극기에 표면의 거친 정도, 떨어주는 주파수, 누르는 압력, 따뜻함의 정도를 조절하여 청각장애우들이 소리의 감성을 느끼게 하는 것입니다. 예를 들어 솜털같은 표면을 따뜻하게 한 후 적당한 힘과 주파수로 떨어주면 우리는 기분이 좋아집니다. 이것을 구현하는 것입니다. 

슬라이드 16. 본 연구팀에서 개발하는 청각도우미 동영상을 잠깐 시청하겠습니다. 

슬라이드 17. 다음은 시각장애우용 도우미에 대해 말씀드리겠습니다. 시각장애인들이 가장 원하는 것은 버스나 지하철을 타고 원하는 장소를 찾아 가는 것입니다. 더 나아가 상대방을 인식하고 그 사람이 누구인지, 그 사람의 감정 상태는 어떤지를 알 수 있다면 금상첨화겠죠. 여러분! 자동차의 위치를 알려 주는 GPS기반 위치정보 시스템을 많이 사용하고 있으시죠 ? GPS는 실외환경에서 사용할 수 있으나 실내나 지하에 가면 먹통이 됩니다. 그래서 우리는 초음파와 IR 송수신기를 이용하여 실내에서 원하는 위치를 찾아 갈 수 있도록 하고 있습니다. 여기 그림에서 보이는 것이 시각 도우미용 하드웨어인데 필요한 여러 가지 소자와 프로세스를 통합하여 스마트폰과 같은 단말기 형태로 만들어 질 것입니다.  

슬라이드 18. 실내에서 장애물을 인지하거나 화장실, 출구번호 등을 찾기 위해서 안경에 있는 카메라로 영상을 인식하여 여러 가지 프로세스를 거쳐 이 정보를 음성과 바로 전에 보여 드렸던 하드웨어의 촉각제시 장치를 이용하여 알려 주게 됩니다. 또한 카메라로 상대방 얼굴을 인식하여 누구인지 알려 주는 기능을 갖고 있습니다.  

슬라이드 19. 상대방의 감정인식을 하는 프로세스에 대해 말씀드리겠습니다. 카메라를 이용하여 상대방의 얼굴표준을 인식하고 피부온도 등 생리신호를 감지하여 상대방의 감정 상태를 인식하게 됩니다. 이 감정을 시각장애우에게 청각이나 촉각으로 전달하는 것이죠. 

슬라이드 20. 우리 팀이 개발중인 시각도우미 동영상을 보시겠습니다. 어떻습니까 ? 여러분들이 시각장애인이라면 이 장치를 사시겠습니까 ?  


슬라이드 21. 이 따뜻한 과학기술 연구를 하면서 느낀 점을 정리하면 첫째, 이런 연구는 돈이 되지 않는다 즉 비즈니스 모델로는 별로다 라는 것입니다. 둘째, 장애우나 노약자들이 이런 장비를 살만큼 경제적 여유가 없다는 것이다. 셋째는 이런 장비들을 운영하기 위해서는 사회적 인프라가 갖추어져야 한다는 것이다. 예를 들어 초음파 인식장치로 화장실을 찾아 가기 위해서는 화장실마다 초음파 송신 장치를 부착해야 합니다. 즉 사회적 인프라 구축비용이 많이 소요된다는 것입니다. 따라서 오늘 강연을 마무리하면서 저는 몇 가지 제안을 하고자 합니다. 첫째, 따뜻한 과학기술이 비즈니스 모델이 될 수 있도록 국가적으로 정책적 지원을 해달라는 것입니다. 둘째, 우리 과학기술자나 기업들이 노블리제 오블리제 정신을 가지고 따뜻한 과학기술을 개발하고 상용화하여 우리 사회의 낮은 곳을 따뜻하게 품어 줄 것을 제안합니다. 마지막으로 이 사업에 대해 여기 계신 여러분의 관심과 응원을 요청합니다. 여러분 ! 따뜻한 과학기술 밀어 주실거죠 ? 감사합니다.







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posted by 이재형 과학이야기