교육부가 사회맞춤형 산학협력 선도대학(LINC+)사업의 일환으로, ‘제4차 산업혁명 혁신선도대학(이하 혁신선도대학)’을 지원하기로 했다. ERICA는 인공지능 로봇 분야에 선정돼 해당 분야의 인재를 보다 중점적으로 양성할 방침이다. 로봇공학과 박태준 교수는 이를 통해 로봇산업 활성화에 기여하게 될 것이라는 기대감을 비췄다.

제4차 산업혁명 시대의 미션

사회 전역에 거세게 불고 있는 제4차 산업혁명의 바람. 시대가 요구하는 새로운 인재를 양성해야 하는 대학의 사명은 더욱 막중해졌다. 지난 3월 교육부가 선정한 10개 혁신선도대학은 앞으로 교육 혁신을 통해 제4차 산업혁명 시대에 부응하는 창의력과 융합지식, 그리고 문제해결능력을 갖춘 인재를 양성하게 될 것이다. 혁신선도대학은 스마트 헬스케어, 자율주행차, 사물인터넷, 인공지능 로봇 등 제4차 산업혁명의 주요 분야별로 선정됐는데 이 가운데 ERICA는 인공지능 로봇 분야의 인재 양성이라는 임무를 맡았다. 사업단을 이끌고 있는 로봇공학과 박태준 교수는 인공지능 로봇 분야가 가장 유망한 신산업 분야 중 하나라고 강조했다.

“로봇공학과를 선구적으로 운영하고 있는 ERICA는 타 대학에 비해 전문성을 갖추고 있습니다. 또한 인공지능 로봇으로 반월시화공단의 생산성을 높이는 데 기여해 지역사회에 이바지하는 바가 클 것이라 기대합니다.”

‘CARE’로 인재 케어까지

박태준 교수는 인공지능 로봇 중에서도 협동로봇에 주목하고 있다. 협동로봇이란 안전망 없이 근거리에서 인간과 함께 일할 수 있는 로봇을 말하는데, 제조업 혁신과 스마트팩토리(공장) 구축의 핵심기술로 대두되고 있다. 영문 약자로는 ‘CARE(Collaborative AI-Robotics in Engineering)’인데, 이번에 구축한 새로운 교육 모델에도 ‘CARE혁신교육모델’이라고 이름 붙였다.

“‘CARE’는 인공지능 협동로봇을 지칭함과 동시에 학생들을 입학부터 졸업까지 잘 ‘케어’하겠다는 ERICA의 의지를 담고 있습니다.”

인공지능 협동로봇 사업단은 앞으로 교육과정과 방법, 교육환경의 혁신을 추진할 방침이다. 앞서 소개한 CARE혁신교육모델의 핵심은 로봇공학과의 주관하에 소프트웨어학부, 산업경영공학과가 힘을 모아 다학제적 교육모델을 구축하는 것. 획일적인 학과 단위의 교육과정에서 탈피해 세 학과가 머리를 맞대고 협력수업을 진행할 계획이다.

“ERICA만의 차별화된 학생 주도형 수업인 IC-PBL을 확대해 문제해결 역량을 강화하고, 세계적 명강의 온라인 학습과 오프라인 토론 및 실습을 조화시키는 온・오프라인 연계교육을 도입하겠습니다. 또한 세 학과의 레고블럭형 융합교과목도 개발할 예정입니다.”

한편, 교육환경 혁신을 위해 8월 중 CARE-랩(Lab)을 선보일 예정이다. 300㎡ 규모로 구축되는 CARE-랩은 로봇 하드웨어와 인공지능·딥러닝 소프트웨어 설계부터 최첨단 인공지능 협동로봇 개발을 모두 한곳에서 실습할 수 있는 개방형 연구공간이다. 이른바 최첨단 협동로봇 테스트베드인 셈이다. 이는 장차 새로운 비즈니스 모델을 창출하는 창업 인큐베이터로도 활약하게 될 전망이다.

사이버물리시스템과 인공지능으로 실생활 문제 해결

박태준 교수는 디지털 저작권 보호 관련 국제 원천표준특허의 발명자이기도 하다. 또한 최근 3년간 상위 20% 내 SCI급 논문 7편을 비롯해 SCI급 저널에 총 16편의 논문을 게재했고, 구글 학술검색(Google Scholar) 기준으로 100회 이상 인용된 논문·특허는 6편 보유하고 있다. 이렇게 박 교수가 열정적으로 연구에 임하는 이유는 주요 연구 분야인 CPS(Cyber-Physical System, 사이버물리시스템) 및 AI(인공지능) 기술을 적용해 실생활의 다양한 문제를 해결하는 데 관심이 많기 때문이다. CPS는 사이버 세계에서 인지, 분석, 예측을 수행하며 분석 결과를 바탕으로 원하는 방향으로 물리 세계를 변화시키는 에코 시스템 구축 기술을 일컫는다.

“CPS와 AI는 인간으로 따지면 중추신경계와 두뇌에 해당합니다. CPS와 AI를 육체에 해당하는 로봇과 융합시켜 인간 수준의 학습, 사고능력을 갖춘 로봇을 만드는 것이 궁극적인 목표입니다.”

박태준 교수의 대표적인 연구 성과에는 스마트폰을 활용한 차량 내 탑승 위치 판단 기술, 스마트 안경을 활용한 파킨슨병 환자의 보행 지원 기술, 미세유체 공학장치(Microfluidic Device)를 활용한 질병 조기진단 기술 등이 있다. 그중 스마트폰을 활용한 차량 내 탑승 위치 판단 기술은 스마트폰 내장 센서로 탑승 좌석을 식별하고 운전자 여부를 판단하는 기술로, 딥러닝을 적용해 정확도를 95%까지 높였다. 본 연구 결과는 모바일 컴퓨팅 분야의 세계 최고 저널인 IEEE TMC(Transactions on Mobile Computing)에 발표됐다. 그렇다면 이 기술은 실생활에 어떻게 활용될 수 있을까.

“자동차 탑승 시 운전 여부를 판단해 스마트폰을 알아서 드라이빙 모드로 전환시켜줍니다. 그러면 전화가 왔을 때 블루투스로 자동 연결되거나 문자를 음성으로 변환해줘 사고를 방지할 수 있죠. 현재 삼성전자와 현대자동차에서도 관심을 보이는 기술입니다.”

또한 스마트 안경을 활용한 파킨슨병 환자의 보행 지원 기술은 보행 중 갑자기 발이 떨어지지 않는 보행동결 현상이 발생했을 때, 스마트 안경의 증강현실 기술을 자동 수행해 보행을 돕는 기술이다. 10명의 환자를 대상으로 실험한 결과, 보행 속도와 보폭을 각각 37.2%, 31.7% 개선하는 효과를 얻었다. 해당 연구는 의공학 분야에서 세계 최고 수준을 자랑하는 IEEE TBE(Transactions on Biomedical Engineering)에 게재됐을 뿐 아니라, 2015년 기업에 기술이전을 해 현재 양산 준비 중이다.

“늘 갈망하며 우직하게”

“성공적인 연구자가 되기 위해서는 다른 이들의 연구 결과를 비판적으로 받아들여 문제를 제기하고, 이에 대한 해결책을 새로운 시각에서 제시할 수 있어야 합니다. 또한 기술 발전 속도가 빨라지고 있기에 극심한 글로벌 경쟁에서 승리하려면 인내와 끈기를 갖춰야 합니다.”

박태준 교수는 학생들에게 스티브 잡스의 2005년 스탠퍼드대 졸업 축사 중 한 대목인 ‘늘 갈망하며 우직하게 나아가라(Stay Hungry, Stay Foolish)’라는 말을 자주 들려준다. 갈망과 우직함은 IT 분야에 종사하는 사람들이라면 반드시 새겨들어야 할 조언이기 때문이다.

“최근에는 CPS, AI와 로봇기술의 융합을 위한 기초연구를 시작했으며, 기업별 맞춤형 협동로봇 개발에도 주력하고 있습니다. 또한 인공지능 협동로봇 사업단 운영을 통해 반월시화공단의 생산성 향상과 로봇산업 발전에 기여하겠습니다.”

인간처럼 생각하고 움직이며, 인간의 감정을 이해하고 인간과 함께 작업하는 인공지능 로봇을 개발하고 싶다는 박태준 교수. 인공지능 협동로봇 사업단 운영과 더불어, 개인 연구도 게을리하지 않는 박태준 교수의 쉼 없는 경주를 응원한다.

Posted by hyuerica