올해를 빛낸 대한민국 엔지니어들

입력2018.11.02 18:12 수정2018.11.03 02:12 지면A23

과학 이야기

‘2018년 하반기 대한민국 엔지니어상’ 시상식이 2일 서울 쉐라톤팔래스강남호텔에서 열렸다. 혁신적인 기술로 경제 발전에 이바지한 대기업과 중소기업 엔지니어에게 주는 상이다. 과학기술정보통신부가 주최하고 한국경제신문사 등이 주관했다. 강동억 대우조선해양 부장(뒷줄 오른쪽 세 번째부터 시계 방향으로), 김민수 터보윈 대표, 김승환 SK하이닉스 기장, 양남열 LG전자 연구위원, 김병철 서린메디케어 대표, 신정규 LG화학 연구위원, 홍경수 에이티이엔지 이사, 남미희 삼성중공업 수석연구원, 이정실 세계유압 부장, 김민경 웨어밸리데이타 이사, 김원종 한국화장품제조 팀장, 박성수 SK텔레콤 부장, 김재환 네오크레마 대표, 임완묵 삼성SDI 수석연구원, 노경원 신코 상무.

한국산업기술진흥협회 제공

관련 뉴스

1

슈퍼컴도 100년 걸릴 계산, 100초면 끝…양자컴에 사활 건 美·中·EU

‘수십 년’을 ‘몇 분’으로 줄일 수 있는 기술. 마이크로소프트(MS)의 크리스타 스보르 시니어 매니저는 양자 컴퓨팅을 이렇게 정의한다. 슈퍼컴퓨터를 동원해도 100년 가까이 걸리는 소인수 분해 문제를 100초 만에 풀 수 있을 만큼 연산 능력이 탁월하다는 의미가 담겨 있다. 양자 컴퓨터의 파급력은 상상 이상이다. 과학계가 기대하는 수준의 양자 컴퓨터가 상용화되면 글로벌 금융 시스템까지 다시 짜야 한다. 세계 표준인 250자리 암호 체계가 몇 분 만에 무력화되기 때문이다. 비트코인과 같은 가상화폐 ‘채굴’은 얘깃거리도 안 된다.◆양자 컴퓨팅에 사활 건 각국 정부각국 정부와 주요 글로벌 기업이 양자 컴퓨터 개발에 사활을 거는 것도 이 때문이다. 중국은 2020년까지 양자 컴퓨터 개발 임무를 맡은 양자국가연구소 건설에 76억위안(1조2500억원)을 투입하는 계획을 내놨다. 유럽연합(EU) 역시 내년부터 10년 동안 양자 컴퓨팅 분야에 10억유로(1조3000억원)을 투자하며 맞불을 놓고 있다.미국에서는 정보기술(IT) 기업을 중심으로 연구가 이뤄지고 있다. 이미 2016년 양자 컴퓨터 초기모델을 개발해 일반에 공개한 IBM을 비롯해 구글, MS, 인텔 등이 선두그룹을 형성하고 있다. 정부 차원의 지원도 상당하다. 미국 하원은 지난달 4년간 1조원 이상의 자금을 양자 컴퓨팅 부문에 지원하는 것을 골자로 한 ‘국가양자이니셔티브(NQI)’ 법안을 통과시켰다.미국 언론들은 각국 정부와 글로벌 기업의 양자 컴퓨팅 개발 경쟁을 ‘21세기 우주 레이스’라고 부른다. 미국과 옛소련이 달 탐사를 누가 먼저 하느냐를 놓고 경쟁을 벌인 1950~1960년대 경쟁 양상과 비슷하다는 이유에서다. 특정 국가나 기업이 이 기술을 선점하면 글로벌 기술의 헤게모니 향방이 바뀐다는 함의도 담겨 있다.양자 컴퓨팅의 기원은 1981년으로 거슬러 올라간다. 미국 물리학자 리처드 파인만이 ‘양자역학 법칙을 따르는 아주 작은 컴퓨터들’이라는 강연을 통해 양자 컴퓨팅의 개념을 정립했다. 양자역학의 세계에선 서로 다른 상태가 중첩된 값이 존재한다. 무조건 0이 아니면 1의 값을 갖는 기존 컴퓨터와의 차이점이다. 양자 컴퓨팅의 최소 단위는 ‘큐비트’다. 0이나 1일 수도 있고 동시에 0이나 1 어느 쪽도 확정 지을 수 없는 상태일 수 있다. 개별 큐비트가 표현할 수 있는 상태가 늘어난 만큼 연산능력도 기하급수적으로 향상된다. 일반 컴퓨터보다 연산 속도가 빠른 이유다.과학계가 양자 컴퓨터에 열광하는 또 다른 이유는 기존 컴퓨터의 발전이 한계에 봉착해서다. 인텔 창업주인 고든 무어는 1965년 제안한 ‘무어의 법칙’을 통해 반도체 트랜지스터 수가 미세화 공정에 힘입어 2년마다 두 배로 증가할 것이라고 전망했다. 진리로 통했던 무어의 법칙은 이제 ‘벽’에 부딪혔다. 반도체 공정이 10㎚(1㎚=10억분의 1m) 이하로 진화하면서 트랜지스터 크기를 줄이는 데 어려움을 겪고 있다. 더 작게 만드는 게 불가능하지는 않지만 이 과정에서 트랜지스터가 전자를 막아도 그냥 통과하는 ‘터널링 현상’이 나타난다.◆오류 해결하려면 최소 10년 필요양자 컴퓨터의 성능과 관련이 있는 큐비트 숫자는 꾸준히 늘어나고 있다. 지난해 11월 IBM은 50큐비트 양자컴퓨터를 내놨고, 구글도 올해 3월 72큐비트 제품을 선보였다.하지만 전문가들은 ‘아직 걸음마 단계’란 반응을 내놓고 있다. 일단 양자역학 원리가 작동하는 환경을 조성하는 게 녹록지 않다. 가장 널리 활용되는 초전도 방식은 우주 공간에 가까운 극저온, 무진동, 무소음 환경을 갖춰야 한다. 시스템 덩치가 커야 하고 이를 관리하기도 쉽지 않다.큐비트가 연산을 지속하는 시간에 오류 없이 양자역학 원리가 작동하는 환경을 유지하는 것도 문제다. 박성수 한국전자통신연구원(ETRI) 책임연구원은 “양자컴퓨터가 제대로 작동하는 시간이 짧으면 100만분의 1초, 길어봐야 수초”라고 지적했다.이준구 KAIST 전기전자공학부 교수는 “큐비트 개수뿐만 아니라 양자 상태를 지속하는 시간도 늘려야 한다”며 “개수와 시간을 곱한 값인 ‘퀀텀 볼륨’이 실용화 수준으로 높아지려면 적어도 10년 정도가 필요할 것”이라고 내다봤다.이런 이유 탓에 양자 컴퓨터가 불안정해 잦은 오류가 나타나는 상황에서 쓸 수 있는 기술을 모색하는 움직임도 활발하다. 물질 구조 시뮬레이션은 초기 양자 컴퓨터와 궁합이 잘 맞는 분야로 꼽힌다.조영욱 한국과학기술연구원(KIST) 연구원은 “특정 물질의 분자 구조를 시뮬레이션하는 데 가장 적합한 장비가 양자 컴퓨터”라며 “대략 이런 특성을 보일 것이라고 예측하는 수준은 지금의 양자 컴퓨터로도 충분히 가능하다”고 설명했다.송형석/윤희은 기자 click@hankyung.com
2

아내보다 나를 더 잘 이해한다?…감정 읽는 AI, 대중화 가속

영화 ‘그녀(Her)’의 주인공 테오도르는 자신의 감정적인 욕구를 이해하는 인공지능(AI) 비서 사만다에 사랑의 감정을 느낀다. 공감이 필요할 때 자신의 얘기에 귀 기울여주고 위로가 필요한 시점에 따뜻한 말을 건네는 사만다의 매력에 흠뻑 빠진다.가상 개인비서와 대화형 AI 기술이 발달하면서 사만다처럼 사람의 감정을 읽는 플랫폼이 하나둘 등장하고 있다. AI와의 사랑이 허무맹랑한 얘기가 아닐 수 있다는 것이다. 미국 매사추세츠공대(MIT)는 사용자가 머릿속으로 생각한 단어를 읽어내고 이를 텍스트로 변환하는 ‘알터에고’를 선보였다. 사람이 마음속으로 뭔가를 생각하면 뇌에서 얼굴 신경 근육으로 신호를 보내는데 이 신호를 전극으로 포착한다. 전기 신호들을 머신러닝 기법으로 분석해 특정 단어와 연결하는 게 다음 단계다. MIT 연구팀은 “15분 정도의 매칭 테스트를 거치면 92%가량의 정확도로 마음을 읽어낼 수 있다”고 설명했다.UC샌프란시스코의 한 연구팀은 직접 뇌신호를 분석하는 방법을 쓰고 있다. 이용자의 뇌 표면에 전극을 이식하고 이를 통해 청각 피질의 뇌파를 모니터링하는 ‘뉴로프로스시시스(Neuroprosthesis)’를 개발한 것. 특정 단어를 들을 때 뇌파가 어떻게 변하는지 확인하는 방식으로 ‘뇌의 목소리’를 해독한다.초보적인 수준의 감정인식 AI는 이미 상용화 단계다. LG전자가 내년에 선보이는 가정용 로봇 클로이홈에는 사람의 목소리 톤을 분석해 우울함이 느껴지면 재미있는 말로 사용자의 기분을 풀어주는 기능이 있다. 사람처럼 감정도 표현한다. 클로이홈은 14가지 표정과 58가지 동작으로 감정을 드러낼 예정이다.대기업을 중심으로 빠르게 확대되고 있는 ‘AI 면접’에도 감정을 파악하는 AI 플랫폼이 쓰인다. 마이다스아이티가 개발한 AI 프로그램 인에어(inAIR)는 지원자 얼굴에 68개의 점을 찍어 표정 및 근육의 움직임을 분석하고 자주 사용하는 단어와 심장박동, 맥박, 얼굴색의 변화 등을 감지한다. 면접자가 거짓말을 하는지 긴장하고 있는지 등을 파악할 수 있다는 설명이다.시장에선 감정을 읽는 AI가 빠르게 대중화될 것으로 내다봤다. 시장조사기관 가트너는 2021년까지 사람이 입거나 들고 다니는 기기 중 10%가 사용자의 감정 데이터를 수집해 활용할 것이라는 전망을 내놓기도 했다.다만 감정을 읽는 AI가 아무리 발달한다고 해도 사람을 대체하는 것은 불가능하다는 게 전문가들의 중론이다. 상대를 ‘독점’하고 있다는 만족감을 줄 수 없기 때문이다. 영화 ‘그녀’에도 이 대목이 언급됐다. 사만다를 활용하는 사용자만 8316명에 달했다. 이 중 641명과 사랑에 빠진 상태였다.송형석 기자 click@hankyung.com
3

8K OLED, 두배 빠른 D램, 친환경 수소차 넥쏘…

LG디스플레이의 ‘초고해상도 8K OLED 디스플레이’, 삼성전자의 ‘차세대 프리미엄 10나노급 D램’이 올해 국내 산업계를 빛낸 기술로 꼽혔다.한국공학한림원은 LG디스플레이와 삼성전자를 비롯해 총 15개 회사의 기술을 올해 대한민국 산업을 이끈 혁신기술로 꼽았다. 전자전기정보, 기계공학, 건설환경, 화학생명, 재료자원 5개 분야에서 3개씩 선정했다.가장 눈에 띄는 것은 LG디스플레이의 초고해상도 8K OLED 디스플레이다. 8K는 해상도가 3300만 화소(7680×4320화소)에 달한다. 가로 화소 수가 8000개에 가까워 ‘8K(K=1000)’로 불린다. 기존의 UHD(3840×2160화소)급보다 네 배 더 선명하기 때문에 초대형·초고해상도 구현이 가능하다.LG디스플레이는 가장 완벽한 화질을 구현하는 OLED 기술을 통해 8K 디스플레이를 세계 최초로 개발한 점을 인정받았다. LG디스플레이는 2020년께 해당 시장이 100만 대 수준에 이를 것으로 전망했다.삼성전자의 차세대 프리미엄 10나노급 D램 기술도 주목받았다. 차세대 극자외선(EUV) 노광장비를 사용하지 않은 상태에서 세계 최초로 10나노급 D램을 양산했다는 게 공학한림원의 평가다. 이 모델은 1세대 10나노급 D램보다 생산성을 약 30% 높였고, 데이터 읽기 속도를 두 배 이상 향상했다.동시에 서버용 DDR5, 모바일용 LPDDR5, 슈퍼컴퓨터용 HBM3 및 초고속 그래픽용 GDDR6 등 차세대 프리미엄 D램의 모든 라인업에 적용할 수 있는 기술을 확보했다는 점을 인정받았다. 삼성전자는 2세대 10나노급 공정을 적용한 D램 제품군 비중을 70% 이상으로 높일 계획이다.현대자동차가 개발한 친환경 넥쏘 수소전기차도 선정됐다. 국내 최초의 전용 수소전기차로서 일반 내연기관차 이상의 안락함과 트렁크 공간, 동력성능을 확보한 모델이다. 수소전기차 중 세계 최고 수준의 항속거리를 달성했다.현대차는 또 연료전지 스택의 성능을 개선하고, 세계 최고 수준의 연료전지시스템 효율을 달성했다는 평가를 받았다. 넥쏘는 지난 14일 문재인 대통령이 프랑스 방문 기간 탑승하면서 세계적인 주목을 받기도 했다.건설환경부문에서는 현대건설이 세계 최초로 선보인 최대 장경간 사장현수교 교량 보스포루스 제3대교가 선정됐다. 세계 교량건설 역사상 한 번도 시도하지 않은 하이브리드 교량으로 설계한 것이 특징이다. 주탑에 고정된 케이블이 상판을 잡아당기는 사장교와 주케이블에 수직 로프를 연결해 교량을 지탱하는 현수교를 동시에 적용하는 방식이다. 1000m급 이상의 장대 케이블 교량에서는 세계에서 처음으로 채택했다.보스포루스 제3대교는 유럽과 아시아 대륙을 연결하는 철도·도로 병용 교량으로 쓰이고 있다. 교통체증에 시달리던 터키의 숨통을 틔워준 다리로 평가받는다.윤희은 기자 soul@hankyung.com