창의적인 연구의 결실! 제31회 삼성휴먼테크논문대상을 빛낸 수상자 2인을 만나다

미래 과학 연구를 이끌 젊은 인재들의 뜨거운 열정을 엿볼 수 있는 자리! 제31회 삼성휴먼테크논문대상 시상식이 지난 2월 12일 삼성전자 서초사옥에서 열렸다.

삼성휴먼테크논문대상은 삼성전자가 과학기술 저변 확대와 과학 인재 양성을 목적으로 하는 ESG 활동이다. 1994년 제정된 이후 현재까지 총 31,999편의 논문이 접수되었으며, 이 중 3,072편이 수상했다.

특히 제31회 삼성휴먼테크논문대상에서는 역대 최다인 3,152편이 초록접수되며, 경쟁이 더욱 치열했다. 엄격한 심사를 거쳐 총 116편이 최종 수상작으로 선정됐다. 남다른 끈기와 열정으로 연구의 결실을 맺은 이들이 모인 제31회 삼성휴먼테크논문대상 현장을 삼성전자 반도체 뉴스룸이 다녀왔다.

이날 행사는 삼성전자 전영현 DS부문장 부회장의 개회사로 시작되었다. 그는 “삼성휴먼테크논문대상은 지난 30년간 국내외 대학 및 전문가를 비롯한 많은 학생들의 참여로 성장해 왔다. 대한민국의 미래는 학생들의 연구에서 시작되기에, 앞으로도 젊은 연구자의 성장을 위해 지원을 아끼지 않겠다”고 전하며, 삼성휴먼테크논문대상이 갖는 의미를 강조했다.

이번 시상식에서는 대학 부문 대상, 고교 부문 금상 수상작에 한해 주저자가 직접 논문을 발표하는 자리가 마련됐다. 수상의 기쁨을 넘어 업계 전문가와 과학도들 앞에서 논문을 소개하는 영광을 얻은 수상자 2인을 만나 연구 과정을 자세히 들어보았다.

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“6G 시대, 빠르고 정확한 통신 기술의 기반을 마련하다” 대학 부문 대상 문지훈 님

문지훈 님의 논문 주제는 ‘멀티 모달 센싱을 활용한 채널 예측 기법’이다. 통신 환경을 실시간으로 보다 정확하게 파악하는 방법을 제안한 연구다.

그는 “통신을 하려면 기지국과 휴대전화(단말) 간의 전파 환경, 즉 ‘채널’ 정보를 알아야 한다”고 말했다. 이어서 “기존에는 ‘파일럿’이라는 정해진 신호를 주고받으며 채널 정보를 얻는 방식이었고, 이는 5G·6G 통신의 다양한 요구 조건을 충족하기에는 정확도에 한계가 있었다”고 연구 배경을 설명했다.

문지훈 님은 이 문제의 해결책으로 ‘고도로 발전한 카메라와 인공지능 기술’을 활용하는 아이디어를 떠올렸다. 최근 인공지능이 이미지나 영상에서 시각 정보를 분석하는 비전 센싱 기술이 사람의 눈을 뛰어넘는 수준으로 발전한 점에 착안해, 카메라로 촬영한 이미지를 분석해 통신 채널을 예측하는 기법을 제안한 것이다.

해당 기법의 핵심 원리를 묻자, 그는 “기지국이 비전 센싱과 무선 통신 신호를 동시에 활용해 주변 환경을 탐지하는 방식이다”라고 답했다. 이어서 “이를 통해 단말, 채널 경로 반사 지점, 장애물 등의 위치와 방향 정보를 정확히 측정하고, 특히 mmWave(고주파 대역) 채널을 실시간으로 정확히 예측할 수 있다”고 설명했다.

채널 예측 정확도를 높이는 데에는 ‘cross-attention’ 기법을 활용했다. 이는 인공지능이 서로 다른 정보 간의 관계를 분석해, 기지국에서 얻은 이미지의 각 픽셀과 채널 간의 공간적 상관관계를 파악하고, 관련성이 높은 픽셀을 판별하는 방식이다.

물론 연구 과정에서 어려움도 있었다. 그는 “채널을 예측하는 과정에서 뉴럴 네트워크를 처음 설계하고 실험했다. 이때 예상한 성능이 나오지 않아, 구조를 여러 차례 수정하며 실험을 반복해야 했다”고 회상했다. “결과적으로 원하는 성능 구현에 성공했고, 그 순간 새로운 기법을 개발했다는 희열과 보람을 크게 느꼈다”고 덧붙여 말했다.

연구 중 삼성휴먼테크논문대상을 접한 문지훈 님은 연구의 높은 경쟁력을 확신하고 출품해, 대상 수상의 영예를 안았다. 그는 “지도 교수님의 열정적인 지도와 동료들의 응원 덕분에 좋은 결과를 얻었다. 이 상은 앞으로 더 좋은 연구를 하라는 의미로 생각하며, 미래 통신에 중요한 기술을 연구하는 좋은 연구자가 되겠다”고 소감을 밝혔다.

이 연구는 자원 할당 최적화 및 6G 무선 통신 환경에서 다양한 서비스를 제공하는 데 기여할 것으로 기대된다. 더 정확한 채널 예측을 통해 사용자에게 빠르고 품질 높은 서비스를 제공할 수 있기 때문이다.

문지훈 님의 다음 목표는 본 연구를 확장해 더욱 다양한 채널 획득 방식을 개발하는 것이다. 그는 “카메라뿐 아니라, 자율주행에 활용되는 라이다, 레이다 등의 다양한 센싱 기술을 적용해, 미래 통신을 위한 핵심 기술을 마련하고 싶다”며 향후 연구 활동에 대한 깊은 의지를 전했다.

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‘인간과 자연이 공존하는 지속가능한 도시 환경을 꿈꾸다’ 고교 부문 금상 김세희 님

김세희 님의 논문 주제는 ‘UV 회절을 통한 조류 충돌 방지 메커니즘’이다. 조류의 시각적 특성을 활용해 조류 충돌을 효과적으로 방지하는 방안을 제안한 연구다.

평소 조류 영상을 즐겨 보던 그는 어느 날, 투명 방음벽에 새가 충돌하는 문제와 기존 해결책의 한계를 다룬 영상을 접하고 이에 관심을 갖게 됐다. 이 계기로 조류의 생태계를 고려하면서도 인간의 편의를 해치지 않는 해결책을 연구하기 시작했다.

그는 “조류는 인간과 달리 자외선을 볼 수 있고, 임계 융합 주파수(Critical Fusion Frequency, CFF) 값이 높아 매우 빠른 속도의 깜빡임도 감지할 수 있다. 이러한 특성과 빛을 여러 방향으로 회절시켜 특정 패턴을 형성하는 회절격자를 이용해 새로운 조류 충돌 방지 방안을 고안했다”고 설명했다.

연구의 효과를 검증하기 위해 직접 다양한 실험 장치를 제작하고 실험에 나섰다. 그러나 조류 충돌을 직접 측정하는 과정에서 예상치 못한 어려움이 있었다. 어린 꿩을 대상으로 자외선 광원과 깜빡임 속도에 따른 충돌률을 측정했지만, 실험 후반부로 갈수록 꿩이 성장하면서 실험 장치에서 탈출해 실험을 지속하기 어려워졌다.

이를 해결하기 위해 Python 코드를 활용한 컴퓨터 시뮬레이션을 진행했다. 그는 “이중축 회절격자를 활용해 빛이 어떤 방향으로 얼마나 강하게 퍼져나가는지 계산하는 방식으로 Python 코드를 작성했다. 이를 통해 눈에 보이지 않는 자외선이 회절될 때 어떤 무늬를 만들어내는지 컴퓨터 시뮬레이션으로 확인하고, 이 무늬가 새들에게는 어떻게 보일지 유추할 수 있었다. 이를 바탕으로 조류 충돌 방지에 어떻게 적용할 수 있을지 추론했다”고 설명했다.

그가 제안한 ‘UV 회절 패턴과 깜빡이는 빛을 활용한 조류 충돌 방지’ 방안은 사람 눈에는 보이지 않지만, 조류에게는 명확하게 인식된다는 점이 특징이다. 따라서 공항이나 고층 빌딩과 같은 조류 충돌 피해가 큰 환경에서 효과적으로 활용될 수 있다.

그는 “이 기술이 널리 적용되면 연간 700만 마리에 달하는 조류 폐사를 줄이고, 인간과 자연이 조화를 이루는 지속 가능한 도시 환경을 만드는 데 기여할 것으로 기대한다”며 해당 방안이 우리 삶에 미칠 긍정적 변화를 제시했다.

또한, “이번 연구를 통해 조류의 생물학적 특성을 이해하는 것이 생태계 보호와 기술 결합의 핵심임을 확인했다. 앞으로 더욱 다양한 동물과 인간이 공존할 수 있는 환경을 만드는 것을 목표로 연구를 지속하겠다”는 포부를 밝혔다.

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연구에 대한 자부심은 덤, 자신의 연구를 다각도로 발전시킬 기회!

김세희 님은 어머니의 추천으로 삼성휴먼테크논문대상을 알게 됐다. 이전 대회에서 기대만큼의 결과를 얻지 못해 연구에 대한 확신이 부족했지만, 이번 도전을 연구 발전의 기회로 삼았다. 그 결과, 금상 수상의 기쁨을 안게 됐다.

그는 “연구의 가치를 인정받았다는 점에서 큰 기쁨을 느낀다. 스스로에 대한 확신을 얻을 수 있는 소중한 경험이었다”며, 도전을 망설이는 과학도들에게 “이전의 실패 경험이 있더라도 적극적으로 도전하길 추천한다. 경험 자체가 성장의 계기가 될 것이다”고 조언했다.

문지훈 님 역시 이번 논문상을 통해 연구를 다각도로 탐색하며 더욱 발전시킬 수 있었다. 그는 “삼성휴먼테크논문대상은 자신의 연구에 자신감과 자부심을 얻을 수 있는 좋은 기회”라며, “과학도라면 모두 자신감을 갖고 도전하길 바란다”고 전했다.

삼성휴먼테크논문대상은 국내에서 유일하게 고등학교와 대학교, 대학원생까지 참여할 수 있는 학술대회다. 올해 대학 부문에서는 대상 1편, 금상 9편, 은상 20편, 동상 30편, 장려상 20편이, 고교 부문에서는 금상 4편, 은상 11편, 동상 13편, 장려상 8편이 수상했다.

이날 시상식엔 삼성전자 전영현 DS부문장 부회장을 비롯한 사장단과 박장희 중앙일보 대표이사, 유홍림 서울대 총장과 김성근 POSTECH 총장 등이 참석해 수상자들을 응원했다.

특히, 총괄 심사 위원장으로 참석한 이준호 서울대 교수는 “미래 과학자들의 열정이 한데 모인 삼성휴먼테크논문대상에 심사를 맡게 되어 영광이었다. 젊은 과학도의 활발한 연구를 보며 대한민국의 밝은 미래를 엿볼 수 있었다”고 소감을 밝혔다. 이어서 “오늘의 연구 성과를 기반으로 지속 성장하여 글로벌 기술 혁신 시대에 앞장서길 바란다”며 수상자들을 격려했다.

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훌륭한 과학 인재가 많이 양성될수록 미래 기술 발전과 융합의 기회도 커진다. 삼성전자는 앞으로도 삼성휴먼테크눈문대상을 통해 과학도들이 무한한 창의력과 잠재력을 펼치고, 연구 의욕을 더욱 높일 수 있도록 꾸준히 지원할 계획이다.