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“기계공학의 미래는 에너지와 로봇”






“에너지·로봇 등 기계공학은 국가 산업의 근간입니다. 재료 개선하고 IT와 결합하며 동반 성장해야합니다”

김민수 서울대 기계항공공학부 교수는 현택환 화학생물공학부 중견석좌교수에게 기계공학의 핵심은 나노 기술(NT)과 전자·정보 기술(IT) 등 각 학문 간의 융합이라며 이같이 말했다.

에너지 문제는 국가적으로 해결해야 하는 거대 과제다. 이를 위해서는 학제간 융·복합 연구가 필수적이다. 김 교수는 “나노 기술이 접목되면 에너지 효율 문제를 해결할 수 있다”고 설명했다. 빛에너지나 전자를 가두는 물질을 개발할 수 있기 때문이다.

신재생에너지 기술 중 실효성이 높은 것으로 기대되는 것이 태양광·태양열발전이다. 현재 개발된 태양전지 형태는 결정 구조와 박막 구조 두 가지로 각각 고비용과 저효율 문제를 안고 있다. 김 교수는 “기계공학자들이 박막 구조로 생산비를 줄이면서도 결정 구조처럼 고효율을 내는 태양전지를 개발 중”이라며 “박막 표면에 나노 물질로 빛과 전자를 가두는 방식으로 물리와 화학, 화학공학, 전기공학 분야 전문가들이 함께 모여 융합 연구를 진행하고 있다”고 밝혔다.



IT와 기계공학을 접목하면 최근 이슈가 되고 있는 지능형전력망(스마트그리드)을 구현할 수 있다. 스마트그리드가 대두되면서 전기 자동차의 역할이 더 커졌다. 그는 “전기자동차를 교통수단이 아닌 지능형전력망의 배터리 개념으로 쓸 수 있다”며 “충전과 방전을 반복하는 전기자동차가 많아지면 ‘움직이는 배터리’로 활용이 가능하다”고 설명했다.

예를 들어 심야에 가정에서 남는 전기를 자동차에 충전한 뒤 업무시간에는 출근한 곳에서 사용하는 방식이다. 김 교수는 “충전·방전에 따른 요금의 부과와 절감을 정확히 계산하려면 정보기술(IT)도 융합해야 할 것”이라고 밝혔다.

김 교수는 또 다른 미래 전략 과제로 로봇 기술을 제시했다. 그는 “10년 전 자동차를 용접하는 로봇이 나왔을 때 이 기술은 끝났다는 여론이 있었지만 다시 로봇이 각광받고 있다”며 “로봇의 핵심 기술은 모터와 제어 기술”이라고 말했다. 부품 소재 제작이 가장 필수적인 과정인데 이는 재료, IT 등과의 융합 연구로 발전이 가능하다.



그는 로봇 기술에 공학 뿐 아니라 심리학, 인문학, 예술과의 융합도 필요하다고 강조했다. 김 교수는 “5년 뒤면 자유자재로 움직이며 수명이 오래가는 로봇을 개발할 수 있을 것”이라며 “10년 뒤에는 사람과 커뮤니케이션이 가능한 로봇이 나와야 한다”고 강조했다. 기술이 사람에게 도움이 되려면 고령화 사회에 노인들의 심부름을 하고 대화까지 가능해야 한다는 것이다.

김 교수는 “과학기술의 발전을 넘어 복지와 풍요로움까지 고민하기 위해 융합 연구가 절실하다”고 말했다.

 

 



최세민 동아사이언스 기자 july@donga.com



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