항공우주 복합재 구조물의 공정 변형을 미리 예측하는 김상우 교수(위 사진)의 연구가 복합재 공학 분야에서 저명한 국제 학술지 Advanced Composites and Hybrid Materials(IF=21.8)와 Composite Part B: Engineering(IF=14.2)에 연달아 게재됐다. 이들 연구는 복합재 구조물 제작 과정에서 발생하는 변형을 사전에 예측할 수 있는 방법을 제시한 것으로, 항공기 구조물뿐 아니라 디스플레이, 가전, 자동차 등 다양한 산업 현장에서 반복적으로 발생하는 제작 오차와 비용 문제를 줄일 수 있는 실질적인 해법으로 주목된다. 

  김 교수는 우리 대학에 와서 40편이 넘는 SCI 논문을 발표했다. 월평균 1편 이상의 연구 성과를 꾸준히 축적해 온 셈이다. 이번 인터뷰에서는 연구의 배경과 의미, 그리고 교육과 연구에 대한 생각을 들었다.

Q. 복합재는 어떤 재료인지 쉽게 설명해 주실 수 있을까요.

“복합재는 서로 다른 두 가지 이상의 소재를 물리적으로 결합한 재료입니다. 하나의 재료가 아니라, 각 소재의 장점을 함께 활용하기 위한 구조라고 보시면 됩니다. 학생들한테는 카본 골프채를 예로 많이 설명합니다. 항공 분야에서는 탄소섬유나 유리섬유 같은 섬유를 사용하고, 그걸 플라스틱으로 감싸는 구조인데요. 철근 콘크리트와 비슷하다고 이해하시면 됩니다. 탄소섬유나 유리섬유가 철근 역할을 하고, 플라스틱이 그걸 감싸는 구조이지요. 그래서 가볍고 단단합니다. 항공 분야에서는 이 특성이 중요합니다.”

Q. 이번 연구는 어떤 문제에서 출발한 것인지 궁금합니다.

“복합재 구조물을 제작하면 설계한 형상이 그대로 나오지 않는 경우가 많습니다. 제품을 꺼내보면 미세하게 휘어 있는 경우가 일반적입니다. 특히 항공기 날개처럼 길이가 긴 구조물은 끝 부분에서 몇 밀리미터 정도만 틀어져도 설계 허용 범위를 벗어나게 됩니다. 이 경우에는 금형을 다시 제작해야 합니다. 문제는 금형 제작 비용이 크다는 점입니다. 하나를 제작하는 데에도 비용과 시간이 많이 들기 때문에, 이런 과정이 반복되면 부담이 커질 수밖에 없습니다. 그래서 저희 연구는 이러한 변형을 사전에 예측하는 데 초점을 맞췄습니다. 소재와 금형을 함께 고려해 설계 단계에서부터 변형을 반영하면, 원하는 형상을 얻을 수 있습니다. 이 부분이 이번 연구의 핵심입니다.”

Q. 이 기술은 어느 분야까지 적용할 수 있을까요.

“복합재가 사용되는 분야라면 다 적용할 수 있습니다. 자동차, 가전, 선박 등 다양한 산업에서 복합재를 사용하고 있고, 제작 과정에서 발생하는 변형 문제도 공통적으로 나타납니다. 사실 이 연구를 시작하게 된 계기도 산업 현장에서의 문제 제기였습니다. 제품이 반복적으로 휘어지는 문제를 해결해 달라는 요청이 있었고, 그 경험이 이후 연구로 이어졌습니다. 그래서 이번 연구는 복합재가 적용되는 산업 전반에서 활용될 수 있는 기술이라고 보고 있습니다.”

Q. 이번 연구의 차별성은 무엇이라고 생각하시나요.

“기존에도 변형을 예측하는 해외 프로그램은 일부 존재합니다. 다만 저희 연구는 원천 기술을 가지고 있다는 점이 차이입니다. 외부 프로그램을 사용할 경우 소재 데이터나 조건을 해외로 보내야 하는 경우도 있습니다. 특히 국방 분야처럼 보안이 중요한 경우에는 이런 부분이 제약이 될 수 있습니다. 그리고 저희는 자체 기술을 활용하기 때문에 원하는 물성이나 다양한 재료 조건을 직접 반영할 수 있고, 활용 범위도 보다 넓어집니다. 이 점이 의미 있는 부분이라고 생각합니다.”

Q. 물리 기반 해석과 AI를 함께 활용하는 연구는 어떻게 보고 계신지 궁금합니다.

“이번 논문은 물리 기반 해석을 중심으로 한 연구입니다. 이 과정에서 다양한 데이터를 확보할 수 있는데, 이를 기반으로 AI 모델을 학습시키면 이후에는 보다 빠른 예측이 가능합니다. 다만 AI만으로 모든 것을 해결할 수 있다고 보지는 않습니다. 기본이 되는 물리적 원리를 충분히 이해하고 있어야 AI를 제대로 활용할 수 있습니다.”

Q. 연구 성과와 대학 경쟁력은 어떻게 연결된다고 생각하시나요.

“결국 연구 실적이 쌓여야 대학 경쟁력도 함께 올라간다고 생각합니다. 저는 우리 대학에 와서 SCI 논문을 40편 이상 발표해 왔고, 평균적으로 한 달에 한 편 정도는 꾸준히 발표해 온 셈입니다. 이걸 개인적인 성과로 보기보다는, 대학 전체의 연구 경쟁력과 연결된다고 보고 있습니다. 세계 대학 평가에서도 연구 실적이 중요한 지표이기 때문에, 교수들이 지속적으로 연구를 이어가는 것이 필요하다고 생각합니다.”

연구실 학생들과 함께 한 김상우 교수 

Q. 연구실에서는 어떤 점을 가장 중요하게 지도하고 계신가요.

“연구 과정 자체가 쉽지는 않습니다. 다만 그 과정을 거치고 나면 학생들이 확실히 달라지는 모습을 보게 됩니다. 저는 실력뿐 아니라 태도를 중요하게 보고 있습니다. 기본적인 예절이나 감사 인사 같은 부분도 계속 강조하고 있습니다. 이런 요소들이 결국은 학생들의 경쟁력으로 이어진다고 생각합니다.”

Q. 교수님께선 국제교류처장과 산학협력단 부단장도 맡고 계신데요. 보직 경험은 연구나 교육에 어떤 영향을 주나요.

“여러 보직을 맡으면서 학교를 전체적으로 이해하게 됐습니다. 산학협력단과 국제교류처는 역할이 많이 다른데, 각각의 경험을 통해 학교를 보는 시야가 넓어졌습니다. 특히 국제교류처는 겉으로 잘 드러나지 않지만 업무가 굉장히 많고 다양합니다. 그 과정을 통해 직원분들의 고충과 다른 부서에 대한 이해와 존중도 자연스럽게 생기게 됐습니다.”

Q. AI 시대에 학생들에게 가장 필요한 역량은 무엇이라고 보시나요.

“요즘은 AI가 많은 부분을 대신해 주는 환경입니다. 그래서 오히려 기본기가 더 중요해졌다고 생각합니다. 기초가 부족한 상태에서 AI를 사용하면 의존하게 될 수밖에 없고, 반대로 기본기가 있으면 AI를 도구로 활용할 수 있습니다. 이 차이가 앞으로는 더 크게 나타날 것이라고 보고 있습니다.”

Q. 연구와 교육을 계속하게 하는 원동력은 무엇인가요.

“책임감이 가장 크다고 생각합니다. 그리고 연구를 하면서 느끼는 작은 성취들이 계속 이어지는 것도 중요합니다. 무엇보다 모교에 대한 마음이 있습니다. 저를 불러준 학교이기 때문에, 그리고 저에게 역할을 맡겨준 학교이기 때문에, 그에 대한 보답을 해야 한다는 생각으로 최선을 다하여 연구와 교육을 이어가고 있습니다. 우리 대학 구성원 여러분께 늘 감사드립니다.”