‘공유경제’란 물품을 소유의 개념이 아닌, 서로 대여하고 차용해 쓰는 공유의 개념으로 인식하는 경제활동입니다.
생산된 하나의 재화를 여럿이 공유해 나눠 쓰는 것이지요.
합리적인 생산과 소비, 무궁무진한 가능성으로 주목받는 공유경제에 대해 알아봅니다.
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Q‘바이오메디컬로보틱스연구실(이하 연구실)’의 연구 분야 및 성과 등 연구실 소개를 부탁드립니다.
A우리 연구실은 2015년에 설립돼 현재 석사과정 2명, 박사과정 4명, 박사후연구원 1명으로 구성돼 있습니다. 주로 제어, 기계, 지능 등 융합적인 로봇 기술을 의료 시스템에 적용하는 연구를 하고 있습니다. 현재는 의사들의 손기술에 의존하는 경우가 많은데 로봇 기술을 도입하면 정밀하면서도 좀 더 편하게 의료 행위를 할 수 있습니다. 예를 들어 수술 로봇을 활용하면 의사들의 손 떨림을 방지할 수 있죠.
공학자의 입장에서 실제 의료현장에 도움을 줄 수 있는 연구를 하고 싶습니다. 그래서 기술이전에 주력하고 있어요. 2016년 저가 카메라를 이용한 내비게이션 시스템 및 착용형 포지셔닝 시스템(1.5억 원), 2021년 의료용 다자유도 로봇에 관한 기술(2억 원) 등 3억 8천만 원가량의 기술이전을 완료했습니다.
Q‘초음파 기반 착용형 뇌 자극 시스템’을 개발해 의료계의 큰 관심을 받은 바 있으십니다. 이 기술을 활용하면 우울증이나 간질, 편두통 등 뇌 질환 개선에 도움을 줄 수 있다고 알고 있는데요. 본 연구의 특장점 및 의의에 관해 설명해주세요.
A2010년 초반, 초음파를 이용해 뇌신경 자극에 성공한 연구 결과가 하버드의대 등을 중심으로 학계에 보고됐습니다. 뇌신경을 자극해 특정 부위의 움직임을 유발하는 연구였는데, 이를 보고 특정 위치에 자극을 줘 감각을 생성하면 매우 다양한 분야에 응용할 수 있겠다고 생각하게 됐습니다. 특히, 현재 시각에만 의존하고 있는 가상현실 시스템에 적용하면 촉감 등 다른 감각을 더할 수 있어 파급효과가 클 것입니다. 이 아이디어를 ‘실감교류 글로벌프론티어사업단(10년 기간 대형 정부사업단)’에 제안해 연구를 시작하게 됐습니다.
뇌 자극기를 특정 부위에 정확히 위치시키기 위해서는 내비게이션 기술과 로봇 기술이 필요합니다. 환자가 움직여도 이를 정확히 추적할 수 있는 위치 인식 및 추적 기술, 의료영상과 현재 위치의 정합 기술을 개발하는 데 성공해 기업에 기술이전을 했습니다. 그리고 로봇 기술은 뇌 자극기를 자동으로 움직여주는 장치 개발로 둥근 두개골 주위를 이동할 수 있는 충분한 작업 공간과 환자의 안전성을 보장해주는 메커니즘 구조 등이 필요합니다. 로봇 기술도 상용화에 가까운 버전을 개발해 기술이전에 성공했습니다.
비침습(초음파 치료처럼 수술 없이 외부에서 에너지를 넣어 치료하는 것) 뇌 자극에 대한 연구는 꽤 오래됐습니다. 하지만 의료용으로 뇌신경 자극이 주목받게 된 것은 얼마 되지 않습니다. 고령화에 따른 뇌 질환 및 우울증이 증가하고, 비약물적 대안 치료에 대한 수요가 높아져 비침습 뇌신경 자극에 대한 사회적 요구는 계속 증가할 것입니다. 그렇게 되면 정확하면서도 편리하게 시술할 수 있는 로봇 시스템에 대한 수요도 늘어날 것으로 전망됩니다.
Q현재는 어떤 연구에 주력하고 계신가요? 현재 진행하는 연구들도 소개해주세요.
A크게 ‘뇌신경 자극 시스템’과 ‘6D 포즈 물체 인식’ 연구에 집중하고 있습니다. 먼저, 뇌신경 자극 시스템은 뇌의 특정 치료 부위를 자동으로 찾아 자극해주는 의료 로봇 시스템입니다. 기존에는 의사의 경험에 의존해 뇌의 치료 위치를 수동으로 찾았는데 오차가 많고 환자가 움직이면 치료 효과가 떨어지는 문제가 있었죠. 본 시스템은 MRI 데이터를 기반으로 치료 위치를 정해주면 자동으로 자극기를 정확히 위치시키고 환자의 움직임도 보상해주는 시스템입니다.
6D 포즈 물체 인식 기술은 RGB-D 카메라(색상 이미지와 카메라로부터의 깊이 정보를 동시에 알려주는 카메라)를 이용해 특정 물체가 어떤 위치에, 어떤 각도로 있는지 인식하는 영상처리 및 신호처리 기술입니다. 로봇의 피킹 작업(물체를 집는 작업), 물체 추적 시스템 등 다양한 분야에 사용되는 원천 기술로, 100개 이상 물체를 인식해 포즈(위치+각도)를 인식하는 시스템 등을 개발하고 있습니다.
Q세계 수준과 비교했을 때 어떤 부분에서 경쟁력이 있다고 판단하십니까?
A현재는 앞서 말씀드린 기술과 관련해 연구를 진행하는 곳이 많지 않습니다. 우리 연구실은 그동안 뇌신경 자극 로봇 분야에 대한 연구에 집중해왔기 때문에 해당 기술에 관해서는 세계 최고 수준이라고 자부합니다. 또 타 연구팀이나 기업들은 로봇 기술과 내비게이션 소프트웨어를 분리해서 연구하기 때문에 개별 기술만 보유하고 있는 경우가 많습니다. 이에 비해 우리 연구실은 하드웨어와 소프트웨어 두 가지를 동시에 연구하고, 자체 개발을 하고 있다는 점에서 경쟁력이 높다고 생각합니다.
Q평소 연구실 구성원들에게 강조하는 것이 있다면 말씀해주세요.
A석사 이상 연구원부터는 세부 분야를 연구하게 되는데, 본인이 연구하는 분야에 대해서는 최고가 돼야 합니다. 어떤 면에서는 지도교수보다 더 잘 알아야 한다고 생각해요. 그러려면 주체적이고 주도적이어야 합니다. 또 요즘 공학 분야가 다 그렇지만, 특히 로봇 분야는 영상처리나 제어, 위치추적 등 다양한 분야가 결합된 연구가 이뤄집니다. 그러다 보니 혼자서는 할 수 없죠. 다른 연구자들과 소통하고 협동하는 자세가 중요해요. 그래서 항상 주체적인 연구자의 태도와 소통하고 협동하는 자세를 강조하고 있습니다.
Q마지막으로 향후 연구실 운영 계획 및 목표를 말씀해주세요.
A현재 연구하고 있는 뇌신경 자극 시스템과 6D 포즈 물체 인식 기술을 결합해 연구를 더욱 발전시킬 계획입니다. 물체 인식 기술을 적용하면 센서를 부착하지 않아도 위치를 파악할 수 있어 환자들이 치료를 받기 훨씬 편해질 겁니다. 앞으로 환자와 의사가 사용하기 편하면서도 정확도를 높일 수 있는 시스템 개발에 힘쓸 계획입니다.
그리고 자체 기술력이 쌓이고 뜻을 같이할 연구원들이 더 많이 모이면 연구실 창업을 하고 싶습니다. 연구원들과 서로의 연구에 대해 진지하게 소통하며, 서로 존중하고, 자유롭고 행복하게 연구할 수 있는 문화를 가진 공간을 만드는 것이 궁극적인 목표입니다.
“저는 인공지능 기반 컴퓨터 비전을 전공하고 있습니다. 학부생 때 인턴으로 연구에 참여하며 컴퓨터 비전에 관심을 두게 됐습니다. 우리 연구실의 가장 큰 장점은 로봇 메커니즘, 인공지능 등 하드웨어부터 소프트웨어까지 광범위한 분야를 아우르며 연구한다는 것입니다. 그 결과 종합형 인재가 될 수 있어 연구원들의 경쟁력을 높여줍니다. 최근 딥러닝에 관한 관심이 높아지면서 그에 따라 고사양 컴퓨터가 요구되는데 저는 저사양 컴퓨터로도 높은 성능을 도출할 수 있는 알고리즘을 개발하는 것이 목표입니다.”
“학부 수업 때 교수님께서 학생들의 의견을 존중해주는 모습을 보고, 제가 하고 싶은 연구를 마음껏 할 수 있을 것 같아 연구실에 참여하게 됐습니다. 실제 연구원들의 자율성을 최대한 보장해줘 자신만의 강점을 살릴 수 있습니다. 그러면서도 다양한 분야의 연구원들이 모여 함께 프로젝트를 진행해야 하므로 서로 협업하는 태도도 기를 수 있다는 것이 우리 연구실의 장점입니다. 연구실에 있는 동안 많은 연구 경험을 쌓은 뒤 졸업 후에 같은 분야에 관심이 있는 사람들과 함께 스타트업을 창업하고 싶습니다.”
“KIST에서 오셨다는 말을 듣고 실용적인 과제에 바로 참여하고 싶어서 연구실에 지원했습니다. 연구원들끼리 소통이 잘 되고 서로의 연구에 관심을 기울여 높은 성과를 거두고 있습니다. 무엇보다 교수님께서 연구원들의 장점을 발굴해 잘 이끌어주셔서 자신감을 갖고 연구에 임하고 있습니다. 저도 후배들에게 그러한 선배가 되고 싶습니다. 정밀한 로봇 제어를 위해 보정에 관한 연구를 하고 있는데, 새로운 분야를 개척하는 연구보다 많은 사람에게 좀 더 의미 있고 도움을 줄 수 있는 연구를 하고 싶습니다.”