4차 산업혁명 기술의 기반이 되는 물리학의 매력 알리며 저변 확대에 앞장설 것
4차 산업혁명 기술의 기반이 되는 물리학의 매력 알리며 저변 확대에 앞장설 것
  • 김윤혜 기자
  • 승인 2022.01.12 17:14
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물리학을 기반으로 다양한 융합연구를 수행해온 공주대학교 데이터정보물리학과 송태근 교수는 물리학이 최첨단을 달리는 학문이라 말한다. 실제로 연구 현장에 인공지능을 접목하는 것을 넘어 물리학을 활용해 인공지능의 작동원리를 규명하며 연구에서의 인공지능의 신뢰도를 높이는데 기여하고 싶다는 송 교수다. 자신의 연구와 교육을 통해 물리학의 매력을 알리며 저변확대에 앞장서고 있는 그의 이야기를 들어보았다.

 

공주대학교 데이터정보물리학과 송태근 교수 Ⓒ김윤혜 기자
공주대학교 데이터정보물리학과 송태근 교수 Ⓒ김윤혜 기자

인공지능의 활용 넘어 물리학으로 작동 원리를 규명하는 연구 이어가

공주대학교 송태근 교수가 지난해 11월 딥러닝을 활용한 첨단신소재 그래핀의 물성 예측 기법 등의 내용을 담은 논문 ‘Machine learning approach to the recognition of nanobubbles in graphene’을 미국물리학협회(AIP) 저널에 게재했다. 해당 연구는 송 교수와 조선대 명노준 교수가 공동 주저자로 참여했으며, 강원대 이훈표 교수, 기초과학연구원 박희철 박사와의 연구협력을 바탕으로 진행되었다. 그래핀 소자의 전류측정 결과를 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network) 알고리즘으로 학습하는 데서 나아가 그래핀 소자를 제작하는 과정에서 발생한 나노버블을 검출하고 그 크기까지 예측하는 기법을 제안하며 높은 평가를 받았다.
  “그래핀 전문가인 명노준 교수님과의 합작 연구로 좋은 성과를 얻을 수 있었습니다. 현재에는 광학적인 기법으로 판별했던 나노버블을 전기적 특성과 인공지능을 활용해 간편하게 측정할 수 있는 방법을 고안했죠. 분야에 정통한 두 사람이 만나서 하는 것이야말로 진정한 융합연구임을 확인하는 계기가 되었습니다.” 
  물리학을 전공한 송 교수는 그간 물리학을 기반으로 양자시스템과 나노시스템, 생체시스템 등 다양한 분야에의 연구를 진행해왔다. 생체시스템의 모델링, 나아가 구현을 통한 생체모사 소자 제작, 나노전기 역학계, 중시계 양자소자의 데이터 분석 방법론 개발 등이 대표적 연구 주제다. 최근에는 인공지능에 관심을 두고 관련 연구를 수행 중이다. 송 교수는 다양한 분야에의 경험이 결합되어 새로운 아이디어로 도출되고 있다며, 아직까지 다양한 인공지능 방법론들에 대한 이해가 심도 있게 진행되지 않은 만큼 물리학을 통해 인공지능의 동역학적 특성을 규명하며 작동원리에 조금씩 다가가고자 한다고 설명했다. 
  분자의 비정상 수송현상 및 생체 분자와 전자의 수송 현상 등 수송에 관련한 연구를 수행해온 송 교수는 최근 생체 내에서 발견되는 비정상 수송현상을 인공지능으로 풀기 위한 대회에 참가하며 15개 팀과 함께 관련 논문을 네이처 커뮤니케이션즈에 발표하기도 했다. 2020년 3월부터 11월까지 스페인-스웨덴-독일 산학계 연구자들이 개최한 대회에서 여러 가지 딥러닝과 머신러닝 기술들을 선보인 가운데 한국팀으로는 유일하게 본선에 올랐다. 그는 향후 관련 대회에 지속적으로 출전하며 인공지능을 활용한 연구들을 이어갈 것이라 전했다. 양자시스템과 생물시스템 등 그간의 연구주제에 인공지능을 접목하는데서 나아가 인공지능의 작동원리를 규명하겠다는 포부다.
  “다양한 융합연구에서 AI를 도구로 활용하는 것을 넘어 AI 자체를 좀 더 이해할 수 있는 방법을 찾고자 합니다. 그 안에서 새로운 알고리즘이 탄생할 수도 있을 겁니다. 일련의 연구를 통해 인공지능이 학습하거나 훈련하는 과정에 통섭적으로 접근해볼 계획입니다.”

공주대학교 데이터정보물리학과 송태근 교수 Ⓒ김윤혜 기자
공주대학교 데이터정보물리학과 송태근 교수 Ⓒ김윤혜 기자

권위의식보다는 소탈한 모습으로 물리학의 매력 알려
송태근 교수는 지난해 9월 공주대학교 데이터정보물리학과에서 부임하기 전 국제이론물리연구센터, 아시아태평양이론물리연구센터, 포항공대 물리학과와 고등과학원 AI 기초과학센터에 몸담았다. 그는 통념과 달리 물리학은 최첨단을 달리는 학문임을 강조했다. 최근 주목을 받는 퀀텀 컴퓨터, 양자소자 등 차세대 기술에는 물리학적 개념이 꼭 필요하다는 설명이다. 송 교수가 물리학에 기반해 인공지능의 작동 원리를 규명하겠다고 말하는 이유다. 그는 그동안 인공지능을 활용한 당뇨병 조기 진단 알고리즘 개발 등의 연구를 수행해왔다며, 다양한 연구를 통해 물리학에서도 인공지능을 잘 활용할 수 있음을 보여주고자 한다고 설명했다.
  교육자로서 제자들에 대한 응원의 메시지도 이어졌다. 융합연구에서 가장 필요한 것이 자신감이라 생각하기에 제자들에게 자신감을 심어주는 사람이 되고 싶다는 송 교수. 그는 자연과학은 학문을 진정으로 즐기는 사람이 우수한 성과를 낼 수 있는 분야라는 말을 덧붙였다. 석·박사 과정에 대한 보다 유연한 시각을 당부하기도 했다. 수학기간의 노력과 실패에 대한 인정과 관용을 베푸는 문화가 정착되었으면 하는 바람에서다. 송 교수는 실제로 대학원생의 삶에 대한 부정적 시각으로 인해 대학원 진학을 망설이는 학생들이 많다며, 사회적 인식이 바뀐다면 학생들도 보다 편안한 마음으로 연구를 즐길 수 있을 것이라 전했다. 
  “권위의식을 갖기보다 소탈한 모습으로 다가서는 교육자가 되고자 합니다. 어려운 내용을 전달하면서도 ‘별 거 아니야’하며 쉽게 이해시키고자 노력하시던 교수님들을 보며 그린 꿈이었습니다. 은연중에 은사님들의 모습을 닮아가고 있음을 느끼고 있어요. 교육자이자 연구자로서 물리학이 진부하거나 고리타분한 학문이 아닌 다양한 분야를 아우를 수 있는 흥미로운 학문임을 알리는데 힘을 보태겠습니다.”
  앞으로도 더욱 몰두하고 정진하며 적극적인 도전으로 새로운 융합의 사례를 선보일 그의 행보에 응원을 전한다.

 


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