[에듀플러스]이공계 진로 특강〈2〉 슈퍼컴퓨터 활용한 공학 시뮬레이션 “디지털 트윈 시대 적합한 직업 찾으려면 과학·공학 꾸준히 공부”

윤태호 한국과학기술정보연구원 책임연구원 특강

윤태호 한국과학기술정보연구원 책임연구원이 슈퍼컴퓨터를 활용한 공학 시뮬레이션에 대해 강의하고 있다.

〈연재순서〉

①2035년 유망 직업·의공학과 빅데이터

②슈퍼컴퓨터를 활용한 공학 시뮬레이션 세계

③위성군단을 이용한 디지털지구 만들기 대작전

④사이버 세상의 보이지 않는 인프라, 인터넷 기술

⑤멀티모달 인공지능의 대모험:세상 밖으로 나아가다!

⑥4차산업혁명의 핵심기술인 이차전지 기술

⑦초고성능 컴퓨팅으로 풀어나가는 은하 형성의 수수께끼

⑧블랙홀을 추적하는 천문학자들

⑨대한민국 달 궤도선 '다누리'-개발과 여정

⑩핵융합과 1억도 플라즈마의 비밀

안녕하세요. 윤태호 한국과학기술정보연구원 책임연구원입니다. 우리 생활에서 쉽게 접하게 되는 밑바닥이 움푹 들어간 캔, 생산 과정에서 날리지 않도록 만든 칩스 과자 등은 이미 30여년 전 과학적 사실에 기반해 슈퍼컴퓨터를 활용한 공학 시뮬레이션으로 개발된 결과물입니다. 공학 시뮬레이션은 실제 제품의 물리 현상을 제대로 표현할 수 있는 컴퓨터 내 가상 모델을 동작시키는 계산을 수행하는 것입니다. 실제 제품이 새로운 물리 환경 변화에 직면했을 때 미래 상황에 대해서도 예측해 낼 수 있을 만큼 유용한 과학기술입니다.

공학 시뮬레이션의 중요 활용성에 따라 계산과학·공학 분야가 새로운 과학기술 영역으로 중요하게 다뤄지고 있습니다. 슈퍼컴퓨터를 활용한 공학 시뮬레이션이 우리에게 충분한 과학기술 개발 기회도 제공하고 있습니다. 앞으로 챗지피티 등 생성형 AI가 발전하면서 많은 직업이 위험에 놓일 수 있을 것입니다. 하지만 슈퍼컴퓨터의 지속적인 성능에 보조를 맞춘 공학 시뮬레이션을 활용해 간다면 안심할 수 있는 직업을 가질 수 있으리라 봅니다.

우리가 살고 있는 현재를 4차산업혁명 시대라고 누구나 믿고 있는 것 같습니다. 4차산업혁명이 인공지능(AI), 로봇, 사물인터넷(IoT), 증강현실(AR)·가상현실(VR) 등 새로운 기술 용어로 융합을 내세우고 있으나, 3차 산업혁명에서 컴퓨터·인터넷 기술을 한 차원 뛰어넘는 것인지는 아직 명확해 보이지 않습니다. 오히려 슈퍼컴퓨터 연계된 계산과학·공학이 요소 기술들 융합을 통해 구현되는 실제·가상 물리 모델의 완성형인 '디지털 트윈'이 적용되는 단계가 될 때가 돼야 적합할지도 모를 일입니다.

디지털 트윈이 GE IIoT 소프트웨어 판매 전략에 따른 버즈워드로 사용되면서 쉽게 남용되는 것 같아 아쉽게 느껴집니다. 디지털 트윈은 누구나 그 의미를 곧바로 이해할 수 있을 만큼 획기적인 사건입니다. GPS 신호 센서만을 포함한 기술 요소 융합만으로 이뤄진 내비게이션을 디지털 트윈이라고 말하는 1차원적 접근이 아닙니다. 디지털 트윈이라는 용어에 맞게 모든 기능이 확보된 완성에 가까운 가상 물리 모델로서 공학 시뮬레이션 기술개발 노력을 통해 현실 제품과 쌍둥이가 돼야 합니다. 즉, 슈퍼컴퓨터를 활용하는 공학 시뮬레이션이 실시간 작동 상태 일치 및 미래 예측 가능 상태까지 확보돼야 비로소 디지털 트윈으로 가상 모델이 정상 가동될 수 있습니다.

다가올 디지털 트윈 시대에 적합한 직업을 찾기 위해 학생들은 꾸준히 STEAM 교육에서 제시되는 창의적이며 융합적인 제품 개발 노력을 병행해야 합니다. 과학·공학을 공부하며 계산과학·공학 기술에 익숙해져야 AI에 대적할 수 있는 경쟁력을 갖출 수 있습니다.

게임업체가 만들어 제공하는 자동차 운전 게임을 많이 해 봤을 수는 있겠지만, 자동차에 실제 물리적 현상을 제대로 반영시킨 결과물로 확보되려면 얼마나 어려운 결과인지를 직접 경험해 보는 것이 중요합니다. 본인 스스로 고안한 자동차 디자인으로 실제 운전 시 주변 공기 흐름 영향 확인이나 자동차 안전 부품을 설계 장착시켜 보면서 충돌 시 영향 등을 검토할 수도 있어야 합니다.

주변 인공물의 공학 시뮬레이션을 수행한다면 자신감을 얻는 동시에 앞으로 디지털 트윈을 대비하는 진로 적합도도 탐색해 볼 수 있는 기회가 될 것입니다. 앞으로 다가올 10년 후 미래에는 디지털 트윈이 대부분의 중요 시설과 장비에 꼭 활용돼야 하는 시대가 될 것이기 때문입니다.

공동기획:에듀플러스·국립중앙과학관

마송은 기자 running@etnews.com