초정밀·고성능 센서 개발 카이스트 김정원 교수…"10월의 과학기술인"
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초정밀·고성능 센서 개발 카이스트 김정원 교수…"10월의 과학기술인"
  • 송영훈 기자
  • 승인 2020.10.08 15:44
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"정밀한 측정 기술은 기반기술, 오랜 기술 축적 필요"
10월26일 계량 측정의 날 맞아 정밀 측정 기술 연구자 선정
이달의 과학기술인상 10월 수상자로 김정원 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 교수(오른쪽) (과학기술정보통신부 제공)
이달의 과학기술인상 10월 수상자로 김정원 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 교수(오른쪽) (과학기술정보통신부 제공)

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 10월 수상자로 김정원 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 교수를 선정했다고 7일 밝혔다.

과기정통부와 연구재단은 세종대왕이 길이와 부피의 측정체계를 확립한 10월26일을 기념하는 '계량 측정의 날'을 맞아 김정원 교수가 이달의 수상자로 선정됐다고 밝혔다.

김정원 교수는 초고속·고분해능·다기능성 센서기술을 개발해 기초정밀 공학의 지평을 넓힌 공로로 이달의 과학기술인상을 받았다.

초정밀 측정 센서기술은 실생활과 가상네트워크를 연결하는 사물인터넷(IoT)의 기반기술이자 반도체, 디스플레이, 자율주행자동차 등 4차산업시대를 이끄는 핵심기술이다. 레이저를 이용한 초정밀 거리 측정기술은 물질에 접촉하지 않고, 영향을 거의 주지 않는 장점이 있다. 레이저 초정밀 측정은 중력파 검출부터 산업용 센서까지 다양한 분야에서 활용된다.

김 교수는 여러 지점을 동시에 측정할 수 있는 독창적인 초고속·초정밀·다기능 펄스 비행시간(time-of-flight, TOF) 센서를 개발했다. 펄스 TOF는 빛 펄스(규칙적인 파동)가 측정 대상에 부딪혀 반사돼 돌아오는 시간을 측정한 뒤, 빛의 속도를 이용하여 대상과의 거리를 측정하는 방법이다.

연구팀이 개발한 TOF센서는 실험결과 1㎝범위에서 1나노미터(10억분의 1m)보다 작은 차이를 2만분의 1초 안에 측정할 수 있어 기존 기술의 한계를 극복했다는 평을 받았다. 연구결과는 2월 네이처 포토닉스(Nature Photonics)에 게재됐다.

관련 기술은 첨단 소재·부품·장비 개발을 위한 초정밀 3차원 형상과 고속의 기계적 움직임을 측정하는 다양한 첨단센서에 적용 가능하다. 원자력발전소와 같은 중요시설을 실시간 모니터링하고, 지진파, 조수 변화, 마그마의 유동과 같은 지구 환경 변화의 민감한 탐지, 드론과 같은 저속·소형 비행체의 원격탐지 등 다양하게 응용되고 있다.

김정원 교수는 "이번 연구는 다지점, 다기능성 복합 센서 네트워크 시스템 구현이 가능한 초정밀·고성능 측정기술을 개발한 것"이라며 "향후 마이크로 소자 내에서의 역학현상 탐구나 첨단제조를 위한 초정밀 형상측정 등 새롭고 다양한 기계·제조 분야에서 활용이 기대된다"고 소감을 밝혔다.

이어 "정확하고 정밀한 측정기술은 기반기술에 가깝고 신뢰성이 중요하다 보니 오랜 축적의 시간과 노력이 필요하다"며 "계측 장비와 센서의 경우 많은 산업체가 아직까지 해외 제품과 기술에 많이 의존하는 현실이다. 측정 분야는 단기간에 결과를 내기 어렵기 때문에 정부의 장기적인 투자가 절실하고, 산업계와 연구계의 활발한 협력과 오랜 기술 축적이 필요하다"고 밝혔다.


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