‘마이크로로봇’을 가능케 할 무선전력전송시스템
인체 이식형 의료기기 개발 기대
전자파 저감연구로 미래 전기자동차 무선충전 시대 기여
디즈니 애니메이션 ‘빅히어로’에 등장하는 악당의 로봇이 바로 ‘마이크로봇’이다. 수많은 ‘마이크로봇’이 모여 커다란 물체를 만들어 일사불란하게 움직이는 모습이 인상적이었는데, ‘애니메이션이니까 가능하지’가 아니라 이젠 현실이 될 가능성이 커졌다.
두 번째 만남
전화기 너머로 김동욱 교수가 나를 안다고 했다. 정말 의외였다. 그의 말을 들어보니, 그가 카이스트에서 박사과정을 지낼 때, 내가 그의 지도교수님(안승영 교수)을 인터뷰했었고, 당시 단체 사진을 찍었는데, 그 사진 안에 자신이 있다고 했다. 정말 신기한 인연이 아닐 수 없다. 그는 카이스트에서 무사히 박사과정을 마치고 캐나다에서 박사후과정을 지냈고, COVID-19로 2020년 9월 귀국 후 영남대 미래자동차공학과에 지원해 교수로 부임했다. “안승영 교수님이 마이크로로봇 연구아이디어를 주셨고, 제가 구체화하여 시뮬레이션과 실험적 검증과정을 거쳤습니다” 김동욱 교수와 기자는 두 번째 만남이지만, 첫 번째는 one of them이었고, 두 번째는 special one이 됐다.
자성체를 활용한 무선전력전송시스템 구축
기존 마이크로로봇에는 배터리와 추진체가 내장되어 있어 소형화에 한계가 있었다. 하지만 전자기장을 이용하면, 배터리와 추진체 없이 무선전력전송으로 마이크로로봇을 이동시킬 수 있고, 이에 따라 소형화도 가능해진다. “대중화된 마이크로로봇은 회전하는 외부 자기장과 마이크로로봇에 내장된 영구자석을 이용하여 추진하는데, 이 경우 전력에너지원이 없어 활용이 제한적입니다. 그러나 무선전력전송 마이크로로봇은 전력을 무선으로 전달받아 센서나 MCU(마이크로 컨트롤러 유닛)와 같은 능동소자를 활용할 수 있어, 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대됩니다. 더욱이 자성체와 무선전력전송 시스템을 이용한 마이크로로봇은 높은 효율의 전력전송과 추진력이 가장 큰 장점입니다”
김동욱 교수는 영남대 부임 이후, 한국연구재단의 생애 첫 연구과제로 ‘무선전력전송 기반 초소형 마이크로 로봇 이동성의 고차원화를 위한 자기장 제어 연구’가 선정되며 앞으로의 연구 활동이 기대된다. “현재까지는 수면 위에서 움직이는 마이크로로봇이 주로 연구되고 있는데, 저희 연구그룹은 수중에서도 원하는 좌표로 자유자재로 움직일 수 있는 마이크로로봇을 개발하고자 합니다”라며 “외부 자기장을 조절하여 3mm×3mm×5mm 정도의 마이크로로봇을 원하는 방향으로 회전하거나 이동할 수 있게 하는 연구이며, 연구가 충분히 진행되면 미래에는 이 마이크로로봇이 혈관에 삽입되어 여러 가지 정보들을 수집하고 혈관을 이동하며 원하는 위치에서 치료까지도 가능할 것이라 기대합니다”라고 덧붙였다. 또한 무선충전이 가능한 인체 이식형 의료기기는 한번 이식되면 반영구적으로 사용할 수 있어, 효율적 헬스케어의 대표주자가 될 수 있을 것으로 보인다. 이에 덧붙여 그는 “무선전력전송 시스템에서는 전자파가 필연적으로 발생하는데, 이때 인체에 유해하지 않은 범위로 전자파를 제한시키는 전자파 저감 기술 연구도 저의 주요 연구 분야입니다. 현재 미래자동차 연구로 전기자동차 무선충전 시 발생하는 전자파 저감연구를 진행하고 있습니다”라고 밝혔다. 이 밖에도 김 교수는 영상처리를 이용한 ADAS 시스템, 자율주행시스템, 그리고 임베디드시스템의 최적화 및 고속화 연구도 진행하고 있다.
“인재양성이 바로 애국이라 생각”
“아직 새내기 교수라 연구성과를 논하기에는 이르나 그래도 연구자로서 무선전력전송하면 떠올릴 수 있는 연구그룹이 되고 싶다는 바람이 있습니다. 또한 우리나라에서 인재만큼 뛰어난 자원이 없다고 생각하며 훌륭한 인재양성으로 애국에 기여하고 싶습니다” 영남대 기계IT대학 미래자동차 분야에서 전기전자 연구자로 고군분투하고 있는 김동욱 교수는 커리큘럼이나 교수학습 분야에서 학교의 미래자동차 연구를 발전시키는데 이바지하고 싶다고 전했다. “돌아보면 많은 분의 도움 덕에 하고 싶은 공부와 연구를 할 수 있었습니다. 저도 이제 교육자와 연구자의 마음으로 제 주변 사람들을 도와줄 수 있는 사람이 되기 위해 부단히 노력하겠습니다” 선한 인상만큼 세상에 선한 연구를 하고자 노력하고 있는 김동욱 교수의 행보를 기대해본다.
[이슈메이커=임성희 기자]
