송봉근 창원대학교 산업기술연구원 연구교수-상상할수록 구체화되는 더 나은 미래를 향해 연구에 몰두할 것

아직도 드론을 고급 장난감 정도로 생각하는 이들이 있을까. 향후 산업 전반에 적용되는 드론 기술은, 미래 세대를 이끌 지능형 도시로써 그 범위를 확장해나갈 스마트시티 시대에 필수 서비스를 제공할 아이템 중 하나이다. 이처럼 지능형 도시 구현을 위해서 4차 산업혁명의 핵심 기술인 인공지능 아이템들이 각광을 받고 있는 시점에, 본지는 유관 분야에서 구체적인 연구를 이어가는 송봉근 창원대학교 교수를 만나 이야기를 나눠 보았다. 그는 최근 ‘드론 및 디지털 트윈 기반 가상공간 열 쾌적성 예측 기술 개발’을 연구 주제로 향후 5년간 총 5억 원의 연구개발 사업비를 지원받아 연구를 수행하고 있다. 해당 연구는 특히 도시열섬 및 열 환경, 폭염 등 도시기후 문제를 도시·환경계획 단계에서 효과적으로 개선하는 것을 목표로 삼고 있다. 드론과 같은 디지털 기술이 어떻게 물리적 환경을 구축하고 인간의 쾌적한 삶을 위한 모델을 개발하는지 송 교수 만나 자세한 이야기를 들어봤다.

창원대학교 산업기술연구원 송봉근 연구교수

기후 위기 시대, 스마트시티가 제시하는 답

송봉근 교수는 최근 과학기술정보통신부와 한국연구재단에서 주관하는 ‘2022년 과학기술정보통신부 개인기초연구사업 세종과학펠로우십’에 최종 선정되면서 주목받았다. 송 교수가 선정된 개인기초연구사업 세종과학펠로우십은 과학기술정보통신부에서 만 39세 이하의 젊은 과학자를 대상으로 핵심 과학 기술 인재로 성장하고 안정적으로 정착할 수 있도록 연구의 몰입을 장려하는 연구 사업이다. 의미 있는 지원인 만큼 이에 대한 남다른 소감이 있을 터, 향후 연구를 이어나가는 포부에 대해 물었다.

“세종과학펠로우십이 이번에 약 300명 내외를 선정한 것으로 아는데 그 안에 포함이 되어 무척 영광입니다. 제가 관심 있는 분야에 대해 앞으로 5년간 연구를 할 수 있다는 것에 감사한 마음과 책임감을 가지고 연구를 수행하도록 하겠습니다.”

향후 5년간 이어질 <드론 및 디지털 트윈 기반 가상공간 열 쾌적성 예측 기술 개발> 연구는 어떤 과정을 앞두고 있을까. 도시, 환경 계획 단계에서 드론과 디지털 트윈 기술을 활용하여 기후문제를 효과적으로 개선하는 것을 목표로 한 해당 사업의 수행 계획이 어떤지 물었다. 송 교수는 “매년 여름철에 발생되는 폭염과 열섬현상과 같은 도시기후 문제를 도시와 환경계획 단계에서 실용적으로 개선하기 위한 방안 마련을 목적으로 한다”며 운을 뗐다. 지구가 점점 더 온난해지는 가운데, 스마트시티는 기후 위기에도 대응할 수 있는 모델이어야 한다는 게 그의 지론이었다.

“저는 사람이 생활하는 공간인 지표면 부근에서 실제 인간이 느낄 수 있는 열 쾌적성을 대상으로 하는 연구를 이어가고 있습니다. 열 쾌적성은 지표면 또는 건물 벽면의 재질, 건물 배치나 높이, 나무의 수종 등 도시 공간을 구성하는 물리적인 환경이 중요하게 작용합니다. 옆에 건물이 있을 때와 나무가 있을 때 또는 도로 아스팔트 위에 있을 때와 잔디 위에 있을 때, 그림자가 있는 곳과 없는 곳에 있을 때 사람이 느끼는 열 쾌적성이 다르기 때문이죠. 그래서 도시 공간이 어떠한 물리적인 환경으로 구성되어 있느냐가 열 쾌적성 측면에서 중요하며, 열 쾌적성을 개선하기 위해 이러한 물리적인 환경을 고려한 최적의 공간 설계 방안이 필요합니다.”

그러나 기존의 연구들은 이러한 물리적인 환경을 정밀하게 구현하여 그에 따른 열 쾌적성 파악이 어려운 것이 현실이었다. 송 교수가 드론과 디지털 트윈 기술을 활용한 것도 이러한 한계점을 개선할 수 있지 않을까 하는 아이디어에서부터 시작되었다고 전했다.

<드론 및 디지털 트윈 기반 가상공간 열 쾌적성 예측 기술개발> 연구는 총 5년으로 하여 2개 단계로 구분되어 진행을 앞두고 있다. “1단계는 3년 정도 수행하는데, 드론과 인공지능을 활용하여 도시공간의 물리적 환경을 정밀하게 자동으로 분류하고, 물리적 환경을 고려한 열 쾌적성 예측 기술을 개발하게 됩니다. 드론과 인공지능을 활용한 물리적 환경 분류와 열 쾌적성 예측은 그 동안 저희 연구진이 관련된 연구를 꾸준히 진행해 왔기 때문에 충분히 가능할 것으로 보입니다. 2단계는 2년으로 드론과 디지털 트윈 기반의 가상공간에서 물리적 환경을 자동 분류하게 되고 그에 따른 열 쾌적성을 예측할 수 있는 기술을 개발하게 됩니다. 또한 열 쾌적성 개선을 위한 최적의 공간 설계 방안도 제시할 예정입니다.”

그의 연구가 완료된 시점의 근 미래는 어떤 모습을 하고 있을까. 송 교수는 가상공간에서 우리가 물리적인 환경을 변경하였을 때 열 쾌적성이 어떻게 변화하는지 자동으로 산출할 수 있게 될 것이라고 예측했다. 이는 도시 개발 사업 단계에서 열 쾌적성 또는 도시기후 관점에서 미리 가상공간을 통해 최적의 공간 설계 방안을 마련하는 데 활용할 것으로 기대된다.

창원대학교 산업기술연구원 송봉근 연구교수

근 미래의 도시생태환경을 구축하다

한 마디로 도시기후를 가상공간에서 시뮬레이션하는 연구에서, 그동안 환경공학을 탐구해온 송봉근 교수가 염두하고 있는 가시적 성과는 다음과 같다. 도시개발 사업 단계에서 열 쾌적성과 도시기후를 개선하기 위해, 열 쾌적성을 예측하는 동시에 최적의 공간 설계 방안을 도출하는데 활용이 가능하다는 것이다. 이는 기본적으로 기존 방식과 달리 불필요한 예산과 인력을 절감하는 효과가 있으며, 드론과 인공지능, 디지털 트윈 등 4차 산업과 관련된 기술 발전에 주요한 역할을 할 수 있다. 특히 환경 분야에는 그간 드론과 인공지능을 융합한 다양한 사례가 있어왔지만, 더욱 새롭고 다양한 환경 정보들이 구현되어 디지털 트윈, 가상공간 상에서 시민들에게 보다 현실감 있는 정보가 제공되고 이러한 정보를 바탕으로 지속 가능한 환경문제 개선을 위한 도시, 환경계획 및 정책을 수립하는 등의 적용 가능성을 기대해 볼 수 있겠다.

오늘날 스마트시티의 가능성과 확장을 실험하기에 앞서 송 교수는 평소 드론과 GIS, 원격탐사 등 공간정보기술과 인공지능, 도시, 환경계획 등을 키워드로 연구를 이어왔다. 드론과 딥러닝을 활용하여 수질을 관리하고, 도시의 기후문제 해결과 관련해 이어온 연구사업, GIS를 활용한 미세먼지 분석은 앞으로 이끌어갈 신진연구에 든든한 디딤돌이 된 셈이었다. 송 교수는 도시기후 문제를 개선하기 위한 환경계획 기법 개발이라는 주제로 박사학위논문을 받고, 주로 GIS와 원격탐사, 기후 모델링 등 공간정보를 활용한 환경 분야의 연구를 해왔다. 최근에는 드론과 인공지능을 활용하여 도시기후뿐만 아니라 수질 관리와 미세먼지, 도시 생태 등 다양한 분야의 확장된 연구를 진행 중이다. 도시기후 분야로는 2019년부터 현재까지 교육부와 한국연구재단의 창의도전연구기반 지원사업을 통해 드론 영상을 활용한 옥외 공간의 열 쾌적성 분석 연구를 진행하고 있고, 이전에도 한국연구재단의 지원을 통해 <도시 및 환경계획적 활용을 위한 현장측정 및 열적외 원격탐사 기반의 도시열섬 연구 방법론 개발> 연구과제에 참여한 바 있다. 그는 GIS 및 위성영상, 인공지능 등의 키워드를 도시 및 환경계획 측면에서 연구하며 도시기후 문제를 개선하기 위해 힘써왔다.

이밖에도 드론과 인공지능을 이용하여 농업지역 수질관리에 필요한 비점오염원을 자동으로 탐지하는 기술을 개발하는 연구에 참여한 송 교수는 수질관리 분야에서도 드론을 활용하여 오염원을 조사하거나 녹조를 탐지하는 등 실제 생활과 직결되는 연구를 적극 진행하고 있다. 이 가운데 미세먼지는 최근 그가 관심을 갖고 있는 분야이며 미세먼지의 시·공간분포 패턴을 예측하는 기술을 개발하고자 몰두하고 있고, 송 교수의 연구 내용은 향후 디지털 트윈 가상공간에 미세먼지 관련 정보와 연계되어 시너지를 발휘할 예정이다.

창원대학교 산업기술연구원 송봉근 연구교수

미래로 향하는 빛나는 상상

실생활에 도움이 되고 지속가능한 기술과 환경 구현을 위해 도전을 멈추지 않고 있는 송봉근 교수. 그를 지속가능한 연구속에 머물게 하는 철학과 신념은 무엇일까.

“저는 항상 이 연구 기술이 얼마나 현실에 적용할 수 있는지, 실용적인가를 생각해봅니다. R&D가 단지 연구에만 그치는 것이 아니라 얼마나 실용적인 내용인지, 그리고 이 연구 기술이 사회에서 어떤 방식으로 공헌할 수 있는지도 매우 중요하게 생각합니다.”

인터뷰 내내 그는 드론과 인공지능, 디지털 트윈 등 다양한 기술을 융합하여 환경문제 개선에 최적의 솔루션을 제공하는 기술 개발에 꾸준한 열의를 보였다. 송 교수와 이야기 나누는 동안 디지털 트윈을 통해 구현된 가상공간을 함께 상상해볼 수 있었다. 다양한 환경정보를 제공함으로써 시민들이 직접가상공간에서 정보를 확인하다 보니 이 같은 연구가 정부 또는 지자체 등 정책 결정권자에게도 좀 더 객관적이고 과학적인 방법으로 정책을 수립하는 데 구체적인 도움이 될 것이란 믿음이 함께 피어났다. 끝으로 송 교수는 이 같은 결과들로부터 관련된 기술과 산업, 그리고 일자리를 창출하고 인력 양성을 통해 사회에 기여하고 싶다는 포부를 내비쳤다. 그가 도달하고자 하는 최종 목표는 자연과 사람이 서로 공존, 공생하는 도시공간을 만들기 위해 좀 더 실용적인 기술을 개발하는 것이다.

“지금의 도시 공간은 너무 사람 중심으로 만들어져 있다 보니 다양한 환경문제가 발생하고 있습니다. 우리는 자연과 더불어서 살아가야 한다고 막연하게 생각하고 있지만 실상은 사람 편의 중심으로 이루어진 경우가 많지요. 많은 이해관계가 있기 때문에 당장에는 어렵겠지만 결국 장기적으로 우리가 풀어내야 할 숙제라고 생각합니다. 그래서 이러한 숙제를 해결하기 위해 드론과 인공지능, 디지털 트윈 등을 통해 실용적으로 적용할 수 있는 기술을 개발하는 것이 목표이고, 제가 하고 있는 연구와 기술을 꾸준히 발전시켜 나갈 생각입니다.”

우리가 살아가는 사회는 편안하고 안전한 삶에 도움을 주는 크고 작은 기술이 스며들어 있다. 일찍이 필요성을 인식하여 연구에 몰입한 이들 덕분에 누리고 있는 소중한 요소들이다. 앞으로도 그의 연구와 기술을 끊임없이 갈고 닦아 사회에공헌하고 창업을 통한 산업발전과 일자리를 창출을 이루겠다고 말하는 송 교수. 그의 행보에 응원의 박수를 보낸다.

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