중소형 시설물 안전성 강화한 연구자, '대한민국 과학기술인상'

[이데일리 강민구 기자] 실시간 재난·재해 경보를 위한 보급형 고정밀 변위 센서 기술을 개발해 국가 건설 인프라 안전성 강화에 기여한 과학기술인이 공로를 인정받았다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 ‘대한민국 과학기술인상’ 6월 수상자로 손훈 한국과학기술원(KAIST) 건설·환경공학과 교수를 선정했다.

손훈 KAIST 교수.(사진=KAIST)

‘대한민국 과학기술인상’은 최근 3년간 독창적인 연구 성과를 창출해 과학기술 발전에 기여한 연구자를 매월 1명 선정해 과기정통부 부총리상과 상금 1000만원을 수여하는 상이다.

최근 사회기반시설물 노후화로 ‘구조물 건전성 모니터링’의 중요성이 커지고 있다. 전 세계 시설물의 98% 이상인 중소형 구조물은 변위량(물체가 처음 위치에서 최종 위치까지 이동한 거리와 방향의 변화)이 ㎜급으로 작아 정밀 관찰이 요구되지만, 기존 기기당 4000만원이 넘는 장비로 관리하기에는 현실적인 한계가 있다.

손훈 교수는 밀리미터파 레이더와 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 가속도계를 융합하고, 신호처리 알고리즘을 접목해 단일 센서로 가속도·기울기·변위를 동시에 계측하는 다물리량 동시 계측기술을 개발했다.

개발된 센서는 제작 비용이 기존 대비 40분의 1수준인 100만원 이하의 가격에 0.026㎜의 초정밀도를 갖췄다. 전력 소모도 기존 대비 100분의 1 수준으로 줄였고, 에너지 하베스팅(Harvesting) 기술을 접목해 무선화했다. 센서 내부에는 에지 컴퓨팅(데이터가 발생한 말단에서 처리하는 컴퓨팅 방식) 기능을 탑재해 별도 장비 없이 스스로 붕괴 위험을 판단하고, 실시간으로 경보를 전송하게 만들었다.

이 기술은 미국 스탠퍼드대 주차빌딩과 산호세 고속도로, 중국 웨이팡 교량, 세종시 금강보행교 등 국내·외 13개 이상 현장 실증을 통해 신뢰성을 입증받았다.

손훈 교수는 토목·구조물 안전 진단 권위자로 최근에는 철도인프라혁신AX연구단장을 맡아 국가 스마트 인프라 구축을 견인하고 있다. 지난 2년간 국가철도공단 철도혁신연구원장도 겸임하며 국가시설물 안전관리체계에 첨단기술을 적용하기 위해 노력해 왔다.

손훈 교수는 “상시 관측에서 소외됐던 중소형 시설물을 정밀 관리할 수 있는 기술 기반을 마련한 데 의의가 있다”며 “AI 기반 디지털 트윈 연구를 지속해 자동화·무인화·지능화로 안전 진단 시장의 패러다임 전환을 이끌고, 국민 안전과 재난 예방에 기여하겠다”고 말했다.