‘인간’과 ‘인공지능’의 콜라보 in 원자력 발전소
‘인간’과 ‘인공지능’의 콜라보 in 원자력 발전소
  • 임성희 기자
  • 승인 2020.12.01 15:53
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[이슈메이커=임성희 기자]

‘인간’과 ‘인공지능’의 콜라보 in 원자력 발전소
 
인공지능(AI)이 대세인 요즘, 유독 AI에 대해 보수적인 분야가 있다. 바로 원자력 분야. AI가 100% 완벽하지 않은 이상 원자력 분야에서의 활용성은 요원해 보인다. 그런데도 연구자들의 노력은 계속되고 있고, 그 높은 벽을 누가 먼저 넘을 것인가가 최대 관심사다.
 
 
사진=임성희 기자
사진=임성희 기자

 

“인간과 가짜 인간을 연구합니다”
김종현 교수가 기자를 만나자마자 한 말이 “저는 원자력 분야에서 인간과 가짜 인간을 연구합니다”였다. 공학자가 인간을 연구하는 건 인간공학이라 하는데, 가짜 인간은 뭘까? 바로 AI다. 현재 원자력 발전소에서 사람의 역할은 굉장히 중요하다. 인적오류가 발생하면 인류에게 심각한 재앙을 가져다줄 수 있으므로, 인적오류를 최대한 줄일 수 있는 기술을 개발하는 것이 바로 김종현 교수가 진행하고 있는 인간공학 연구다. “운전원들이 실수를 하지 않게 주제어실을 최적으로 설계하는 일, 운전원들이 사고가 났을 때 따라해야 하는 절차서 만드는 일 등이 제가 하는 주요 연구주제입니다. 가짜 인간 연구는 불가피하게 실수를 할 수 있는 인간을 제외한 연구로 인공지능 연구입니다. 관련해서 미래원자력연구센터를 진행하고 있으며 카이스트 소형모듈화원전 기술개발에 참여해 자율운전기술 연구를 하고 있습니다”
 
카이스트에서 학사, 석사, 박사 과정을 거치며 과학자의 꿈을 키워온 김종현 교수는 우리나라 원자력 분야 자율운전연구의 한 획을 긋고 있다. 한국전력기술, 한국수력원자력, 한국전력 국제원자력 대학원대학교 등을 거쳐 2015년에 조선대에 부임했으며 2016년부터 인공지능 연구를 접목해 현재의 위치에 올라섰다. 전 세계적으로 인공지능 연구가 진행되고 있지만 뚜렷한 성과가 아직 나오지 않는 상황에서 김 교수가 선도연구자로 주목받으며 앞으로의 기대를 한몸에 받고 있다.
 
 
조선대 원자력공학과는 우리나라에서 가장 오래된 원자력공학과 중 하나다. 거기에 김종현 교수의 인공지능 연구가 더해지며 앞으로 원자력 발전소 인공지능 연구의 메카 역할을 할 것으로 보인다. 사진=임성희 기자
조선대 원자력공학과는 우리나라에서 가장 오래된 원자력공학과 중 하나다. 거기에 김종현 교수의 인공지능 연구가 더해지며 앞으로 원자력 발전소 인공지능 연구의 메카 역할을 할 것으로 보인다. 사진=임성희 기자

 

원자력 발전소의 미래를 제시할 ‘미래원자력연구센터’
2018년 원자력 발전소에 인공지능을 접목하겠다는 획기적인 아이디어로 선정된 조선대 미래원자력연구센터를 이끄는 김종현 교수는 현재 센터 3년 차를 넘어서며 주목할만한 성과를 얻고 있다고 설명했다. “4차산업, 인공지능 등은 우리 실생활에서 쉽게 접할 수 있지만, 원자력 분야만 제외였습니다. 입증된 기술을 쓰는 원자력은 기술도입이 늦기 때문이죠. 이에 원자력 발전소 운전원의 실수를 줄일 방법으로 인공지능의 도입을 제안했고, 아이디어를 인정받아 선정됐습니다” 본 과제는 원전산업에 적용 가능한 4차 산업혁명 혁신기술의 융합을 통한 원전 비정상 대처 통합 프로토타입 패키지 개발 및 검증 그리고 이를 통한 원전 안전성 및 가용성 증진 기술확보를 연구 목표로 하고 있다. 조선대, 한국원자력연구원, 유니스트가 협업을 진행하고 있다. 조선대는 인공지능의 대표적 학습방법들을 활용해 비정상 상태진단, 예측 및 안전조치를 위한 기술개발, 한국원자력연구원은 발전소 고유 기능이 차질없이 연속적으로 운전될 수 있는 시스템의 개발 및 입력장치의 이상 상태를 예측 및 진단할 수 있는 알고리즘 개발, 유니스트는 비상 상황 초기대응을 위한 비상운전 지능화 시스템 개발을 진행하고 있다. “한국원자력연구원은 고장 발생 최소화 연구를, 우리 조선대는 고장 발생 시 운전원을 도울 수 있는 인공지능 연구를, 유니스트는 비상 상황 시 필요한 인공지능 연구를 진행하고 있습니다. 발전소에 고장이 발생했을 때 저희 세 기관의 연구가 패키지로 순서대로 적용될 수 있는 시스템이 마련되고 있습니다” 향후 개발된 원전 비정상 대처 통합 프로토타입 패키지는 시뮬레이터 환경에서 벗어나 실질적인 환경에 적용해 검증 및 테스트가 수행될 예정이다. 본 센터는 현재까지 13건의 SCI 논문 게재 및 2건의 특허도 출원한 상태다.
 
 
전 세계적으로 인공지능 연구가 진행되고 있지만 뚜렷한 성과가 아직 나오지 않는 상황에서 김종현 교수가 선도연구자로 주목받으며 앞으로의 기대를 한몸에 받고 있다. 사진=임성희 기자
전 세계적으로 인공지능 연구가 진행되고 있지만 뚜렷한 성과가 아직 나오지 않는 상황에서 김종현 교수가 선도연구자로 주목받으며 앞으로의 기대를 한몸에 받고 있다. 사진=임성희 기자

 

한빛원자력발전소 계약학과 운영
조선대 원자력공학과는 우리나라에서 가장 오래된 원자력공학과 중 하나다. 1984년에 설립된 역사와 전통을 자랑하는 학과이기에 현 정부의 탈원전 정책에도 흔들림 없이 인력을 양성해내고 있다. 학과장을 맡은 김종현 교수는 “최근 이슈가 되고 있는 기후변화 대응, 미세먼지 저감 측면에서 어떤 에너지원보다 원자력발전은 안전하고 환경친화적이라고 할 수 있습니다. 그리고 아직 신재생에너지들이 안정적으로 전기를 공급하지 못하는 상황에서 원자력발전은 이산화탄소의 배출량을 줄이는 최고의 전력공급원입니다. 또한, 방사선을 이용한 산업이 급성장하고 있어 전도가 유망합니다”라고 밝혔다. 덧붙여 그는 “우리나라의 원전기술은 해외에서 많이 인정받고 있습니다. 아랍에미리트에는 원전을 수출해 우리나라의 많은 인력이 진출해있습니다. 학생들에게 해외에서 기회를 찾아보라고 적극 권유하기도 합니다”라고 말했다. 조선대 원자력공학과는 한빛원자력발전소에 계약학과를 운영하며 매년 20명 정원으로 학·석사 과정을 진행하고 있다.
 
“인적오류 ZERO 향해”
“원자력 발전소 ‘인적오류 ZERO’가 제 연구신념입니다. 오류를 없애는 가장 좋은 방법 중 하나가 인공지능으로 원자력 발전소를 운영하는 것이라 생각합니다. 이에 현재 미래원자력연구센터를 통해 인공지능 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 사람 없이 운전하는 건 기술적으로 가능하지만, 실질적으로 사람 없이 더 잘할 수 있다는 확신이 필요하고, 규제기관의 승인도 필요합니다. 산업체들도 인공지능 관련해서는 걸음마 단계라 넘어야 할 산은 아직 많습니다” 김종현 교수는 연구하다 보면 계속해서 연구해야 할 후속연구과제들이 샘솟는다며 “사람이 하는 모든 일을 인공지능이 해내려면 거대한 데이터가 필요합니다. 그래서 연구과제가 점점 확장되고 있습니다. 우리 연구실이 누구보다 빠르게 원자력 발전소 전반을 아우를 수 있는 인공지능을 개발해내겠습니다”라고 강조했다. 김 교수는 자신이 나아가야 할 길에 대한 정확한 목표의식을 갖고 흐트러짐 없이 정진하고 있었다. 원자력 분야에 인공지능 도입이라는 획기적인 계획에 대한 파급력을 알고 있기에 그 자신도 연구에서의 실수를 용납하지 않으며 최고의 집중력을 보인다. 그의 열정과 노력으로 머지않아 원자력 발전소에서 인간과 인공지능의 콜라보를 볼 수 있지 않을까?


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