대한민국 과학기술인상 6월 수상자 손훈 교수 선정

- 세계 최고 수준 ‘보급형 고정밀 변위 센서’ 개발…중소형 시설물 안전성 강화 기대 

- 레이더·가속도계 융합…기존 대비 1/40 가격, 1/100 전력, 오차 0.026㎜의 초정밀 계측 

수상자 손훈 교수. (자료제공: 과기정통부)

과학기술정보통신부(부총리 겸 과기정통부 장관 배경훈, 이하 ‘과기정통부’)와 한국연구재단(이사장 홍원화, 이하 ‘연구재단’)은 대한민국 과학기술인상 6월 수상자로 한국과학기술원(KAIST) 건설 및 환경공학과 손훈 교수를 선정했다고 6월 4일 밝혔다.

대한민국 과학기술인상은 최근 3년간 독창적인 연구 성과를 창출해 과학기술 발전에 크게 기여한 연구자를 매월 1명 선정해 과기정통부 부총리상과 상금 1천만 원을 수여하는 상이다. 과기정통부는 2026년부터 우수과학자 포상의 영예성을 강화하기 위해 기존 ‘이달의 과학기술인상’ 명칭을 ‘대한민국 과학기술인상’으로 격상(시상명칭의 '대한민국' 브랜드화)하여 운영하고 있다.

과기정통부와 연구재단은 중소형 사회기반시설물의 실시간 재난·재해 경보를 위한 보급형 고정밀 변위 센서 기술을 개발하여 국가 건설 인프라 안전성 강화에 기여해온 손훈 교수를 수상자로 선정했다.

최근 사회기반시설물 노후화로 인해 '구조물 건전성 모니터링'의 중요성은 한층 커지고 있다. 전 세계 시설물의 98% 이상인 중소형 구조물은 변위량 변위량(물체가 처음 위치에서 최종 위치까지 이동한 거리와 방향의 변화량)이 ㎜급으로 작아 정밀 관찰이 요구되지만, 기존 고가(기당 4천만원 이상) 장비로 관리하기에는 현실적인 한계가 있어 안전관리의 사각지대에 놓이기 쉽다.

손훈 교수는 밀리미터파(mmWave) 레이더와 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 가속도계를 융합하고, 신호처리 알고리즘을 접목해 단일 센서로 가속도·기울기·변위를 동시에 계측하는 다물리량 동시 계측기술을 개발했다.

손훈 교수가 개발한 센서는 제작 비용이 기존 대비 1/40 수준(100만 원 이하)에 0.026㎜의 초정밀도로 경제성과 정확성을 동시에 확보했다. 또한, 전력 소모도 기존 대비 1/100 수준(131mWh)으로 줄이고, 에너지 하베스팅(Harvesting, 일상에서 버려지는 에너지를 수확해 전기 에너지로 변환하고 저장하는 기술) 기술을 접목해 전면 무선화했다. 

특히, 센서 내부에 에지(Edge) 컴퓨팅(데이터를 중앙 서버로 보내지 않고, 데이터가 발생한 말단에서 처리하는 컴퓨팅 방식) 기능을 탑재하여 별도 장비 없이 스스로 붕괴 위험을 판단하고 실시간으로 경보를 전송할 수 있다. 

이 기술은 미국 스탠퍼드대학 주차빌딩과 산호세 고속도로, 중국 웨이팡 교량, 세종시 금강보행교 등 국내·외 13개 이상 현장 실증을 통해 세계 최고 수준의 신뢰성을 입증받았다. 

해당 성과는 과기정통부 기초연구사업 리더연구 및 기초연구실(BRL) 지원을 통해 개발된 원천기술이 실제 상용화 및 기술이전까지 이어진 사례로, 국제학술지 '메캐니컬 시스템즈 앤드 시그널 프로세싱(Mechanical Systems and Signal Processing)'에 2023년 1월 게재됐다.

손훈 교수는 40대 초반 KAIST 최연소 정년보장 교수로 추대된 토목·구조물 안전 진단 권위자로 최근에는 철도인프라혁신AX연구단장을 맡아 국가 스마트 인프라 구축을 견인하고 있으며, 지난 2년간 국가철도공단 철도혁신연구원장을 겸임하며 국가시설물 안전관리체계에 첨단기술을 적용하기 위해 노력해 왔다.

손훈 교수는 “이번 연구는 상시 관측에서 소외됐던 중소형 시설물을 정밀 관리할 수 있는 기술 기반을 마련한 데 의의가 있다”며 “앞으로 AI 기반 디지털 트윈 연구를 지속해 자동화·무인화·지능화로 안전 진단 시장의 패러다임 전환을 이끌고 국민 안전과 재난 예방에 기여하겠다”고 밝혔다.

[Ceramic Korea (세라믹뉴스)=이광호 ]

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