코센
  • PHOTO ESSAY

    옥수수 밭 사이 Purdue에서의 전기공학과 박사생활

    최현수 (sea0215)

    안녕하세요, 저는 퍼듀 대학교 Electrical and Computer Engineering (전자공학과) 에서 Quantum imaging을 연구 하고 있는 최현수 입니다. 벌써 퍼듀에서 3년이라는 시간을 지내오면서 제가 느꼈던 퍼듀와 그 주변 환경을 공유해보려 합니다. 우선 저희 학교는 인디애나주에 위치해 있습니다. 인디애나주는 시골뜨기라는 뜻의 “Hoosier” State이라고도 합니다. 별명에서도 알 수 있듯, 저희 주는 시골입니다. 학교 주변을 구글 맵에서 위성사진을 보면 학교 지역을 제외하고는 주변이 전부 초록색인 것을 보실 수 있습니다. 학교 근처를 여행하다 보면 전부 옥수수를 기르는 밭 밖에 보이는 게 없다고 할 정도로 학교는 시골에 위치해 있습니다. 그래서 가을에는 이 옥수수들을 이용하여서 만든 Corn Maze를 탈출하는 게 지역 행사일 정도로 인디애나는 옥수수 밭이 유명합니다.  그림 1. 구글맵에서 본 학교 근처 위성 사진날씨의 경우, 저희 동네는 겨울에는 춥고 여름에는 더운, 사계절이 뚜렷한 점은 한국과 비슷하지만 한국보다는 조금 더 극단적인 날씨를 보여줍니다. 여름에는 한국보다 살짝 더운 느낌이라면, 겨울에는 한국의 제일 추운 날씨가 겨울 내내 지속되는 느낌입니다. 지난 목/금에는 최고 기온이 36도로 매우 더운 날들이 계속되었고, 겨울에는 눈이 한번 오면 무릎을 넘는 높이까지 올 때도 있습니다.   그림 2. 뒷마당 눈 사진퍼듀에 처음 왔을 때는 주변에 너무 아무것도 없다고 생각해서 근처 대도시인 시카고나 인디애나 폴리스에 자주 다녀왔습니다. 시카고는 학교로부터 2시간 반정도 떨어져 있는데, 퍼듀는 동부 표준시 (EST)를 사용하고, 시카고는 1시간 차이인 중부 표준시 (CST)를 사용합니다. 그래서 시카고를 갈 때는 1시간을 얻고 돌아올 때는 1시간을 잃어버리는 느낌이 듭니다. 시카고는 시카고 피자, 밀레니엄 파크의 콩 모양 조형물인 Cloud Gate, 재즈 등으로 많이 알려져 있는데요, 저도 그래서 시카고 가서 제일 먼저 한 것이 Cloud Gate에서 사진 찍고, 시카고 피자 먹기였습니다.   그림 3. 클라우드 게이트 앞 사진다른 대도시는 인디애나폴리스(인디폴)는 학교에서 약 1시간 정도 가면 있는 도시입니다. Indy500이라는 레이싱으로도 유명한데 모나코 그랑프리, 르망 24시와 함께 모터스포츠 트리플 크라운 시리즈를 이루는 자동차 경기입니다. 저는 작년에 보러 갔었는데 차들이 처음에는 예열을 위해 safety car와 같이 천천히 달리다가 점점 속도를 높여 이윽고 최고 속력으로 달리기 시작할 때의 짜릿함은 아직도 잊혀지지 않습니다.  그림 4. 인디500 사진경기를 보다 보면 주변 사람들과 금방 친해져서 같이 맥주 마시면서 경기를 보는 것 또한 하나의 재미 입니다. 맥주가 다 떨어지면 옆에서 마시라고 다들 주기도 합니다. 이렇게 경기를 보고나서, 인디폴에서 꼭 들러야 할 맛집인 Asaka에서 저녁을 먹었습니다. 매우 저렴한 가격에 훌륭한 일식을 먹을 수 있어서 가끔 롤이나 초밥이 먹고 싶으면 저녁 먹으러 다녀올 정도로 퍼듀내에선 유명합니다.  그림 5. 아사카 사진인디폴은 학교 랑 비교적 가까워서 미국 공휴일을 부담 없이 즐기기에 좋아서 많이 다녀왔습니다. 제일 기억에 남는 것은 미국 공휴일, 독립 기념일 (Independence Day, July 4th)에 다녀온 인디폴 입니다. 독립 기념일에는 미국 전역에서 불꽃놀이가 이뤄집니다. 여태까지, 학교 근처, 시카고, 인디폴, 뉴욕에서 봤는데, 더 대도시인 시카고 보다는 인디폴이 오히려 화려하더군요.  그림 6. 독립 기념일 불꽃놀이 사진미국 하면 빼놓을 수 없는 행사는 할로윈이겠죠? 집집마다 할로윈 분위기를 연출하는 것은 물론, 할로윈 테마로 다양한 행사가 열리기도 합니다.  그림 7. 인디폴 할로윈 축제 사진처음 왔을 때는 이렇게 주변 도시들을 자주 놀러 다녔습니다만, 시간이 지나니 아무래도 학교 근처에서 할 일들을 찾게 되더군요. 그래서 운동을 다시 시작했습니다. 미국은 아무래도 헬스장이 한국보다 프리 웨이트 하기에는 훨씬 좋습니다. 한국 헬스장은 머신이 좋은 대신 파워렉이 부족한 느낌이 들었습니다. 미국에서는 헬스장 규모부터 다르기 때문에, 파워렉도 머신도 충분하고 땅데드 할 수 있는 구역도 따로 있어서 운동하기에 매우 좋습니다.  그림 8. 학교헬스장 사진사진에서 보시는 것처럼 파워렉이 한국에서는 상상할 수도 없는 규모로 있고, 헬스장 안에 수영장, 스쿼시장, 복싱장, 배드민턴 장 등 큰 건물 하나 전체가 전부 운동을 위한 장소로 존재하여서 운동하기 매우 좋습니다. 미국에서는 테니스도 많이 쳐서 저도 한때 테니스를 열심히 했습니다. 한국에 들어갔을 때 치려고 했을 때는 실내 코트 찾기도 어렵고 예약하기는 더 어려웠습니다만, 학교 실내 테니스장도 있고, 간혹 아파트들 중에서 주민들이 무료 사용 가능한 테니스 코트도 있어서 친구 아파트 놀러가서도 많이 했습니다.  그림 9. 학교 테니스장 사진미국 하면 또 빼놓을 수 없는 운동이 골프인데요, 한국의 경우 가격이 비싸서 골프를 쉽게 접하기 어려웠었습니다. 하지만 미국에서 골프는 한국에 비해 훨씬 저렴해서 한국 분들 중에는 미국에 오신 김에 골프를 시작하시는 분들도 많습니다. 그림 10. 해 질 녘 골프장 사진미국에선 라운딩이 카트 포함 인당 약 $40내외 좋은 골프장을 가도 대부분 $100 아래에서 칠 수 있습니다. 무엇보다 페어웨이에 카트 진입이 가능해서 한국에서 치는 것 보다 수월하게 진행이 가능합니다. 골프 치시는 분들과 이야기해보면, 많은 분들이 미국에 라운딩 가격도 부러워하시지만, 그것보다 연습장을 부러워하십니다. 한국은 거의 모든 곳이 연습 매트에서 연습을 합니다만 미국은 이렇게 잔디밭에서 연습이 가능합니다. 흔히 골프는 구력과 함께 잔디밥을 먹어야 한다고 하는데, 미국에서 원 없이 잔디에서 연습을 할 수 있어서 좋은 것 같습니다. 미국에서는 본인 집에 초대하고 또 초대를 받아서 놀러 가는 것도 되게 흔해서 저도 저희 집에 사람들을 많이 초대하는데요, 위에서 잠깐 보여드린 뒷마당 사진 에서 유추하셨겠지만 저는 아파트를 싫어해서 주택에 살고 있습니다.  그림 11. 뒷마당 사진집에서 제일 좋아하는 곳은 뒷마당입니다. 늦봄부터 가을까지 나무가 푸르러서 뒷마당 보는 재미가 있는데요, 가끔 쉬고 싶으면 뒷마당에 혼자 앉아서 숲 보면서 멍 때리면서 시간을 보내기도 합니다.  그림 12. 그릴 바비큐 사진미국에서는 가정집마다 가스 그릴이 하나씩 있습니다. 그래서 저도 처음 이 집에 이사 온 뒤로 친구들을 초대해서, 바비큐를 자주 해먹습니다. 처음에는 스테이크/삼겹살만 굽던 것이 나중에는 양고기, 랍스타, 새우 등 다양한 종류의 바비큐를 시도하기도 했습니다. 이렇게 가스 그릴을 계속 사용하다 보니 나중에는 나무 바비큐를 해보고 싶어져서, 불멍할때만 쓰던 화로대를 이용, 나무 장작 바비큐에 도전을 합니다.  그림 13. 나무 바베큐 사진이런 바비큐 그릴을 사서 나무 장작에 고기를 구우니 확실히 가스 그릴에서는 느낄 수 없던 맛이 납니다. 저 그릴 사고 한동안은 시간 여유 있을 때마다 사람들 불러서 바비큐만 해먹어서 한동안 머리에서 바비큐 냄새가 안 빠졌을 정도입니다. 물론 불멍과 함께 장작불에는 스모어가 빠질 수 없어서 스모어도 자주 해 먹었습니다. 요즘 집에서 하고 있는 프로젝트는 뒤에 남는 공간에 골프 연습장 만들기를 진행중입니다. 지인이 졸업하면서 골프 연습 매트와 그물 망을 주고 가셔서, 집에 남는 공간을 활용해서 골프 장을 만들고 있습니다. 현재 정리는 다 끝내고, 평탄화 작업만 남은 상태입니다만, 일이 바빠져서 아직 완성을 못 하고 있습니다.   그림 14. 골프장 자리 정리 전 / 후 그림 15. 평탄화 작업 중이렇게 저희 펴듀에서의 박사 생활을 공유해 드려보았는데, 간접적으로 나마 퍼듀에서의 생활을 체험한 느낌이 드셨으면 좋겠습니다. 오랜만에 사진첩 보면서 추억을 회상하니 즐거웠습니다. 훗날 이 에세이를 보면 또 새로운 감정이 들 것 같습니다. 감사합니다!

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RELAY BOOK

듄 (Dune)

프랭크 허버트 저

안녕하세요. 저는 서울연구원의 김동근 박사로부터 릴레이 북을 이어받은 광주과학기술원 고등광기술연구소의 김형택입니다. 저는 대학원 시절부터 20년이 넘게 초강력 펨토초 레이저와 플라즈마의 상호작용을 연구하고 있습니다. 초강력 펨토초 레이저는 펨토초 (10-15 초)라는 아주 찰나의 시간에 테라와트 (TW, 1012 Watt) 이상의 엄청난 순간 출력을 가지는 섬광을 만들어낼 수 있는 레이저 기술입니다. 요즘은 4 페타와트 (PW, 1015 Watt) 레이저를 이용하는 연구를 진행하고 있습니다. 4 페타와트는 지구의 적도에서 극지방으로 열순환 에너지 출력에 해당하는 막대한 파워입니다. 이런 초강력 레이저를 원자에 집속하면, 원자는 순간적으로 이온화되어 플라즈마가 되고, 플라즈마 내의 전자는 강력한 레이저의 전자기장에 의해 빛에 가까운 속도로 요동하게 됩니다. 그래서 이런 영역의 연구를 상대론적 레이저 플라즈마 연구라고 합니다. 요즘은 전자를 상대론적 영역까지 가속하고, 가속된 전자빔을 이용해 엑스선과 감마선을 만드는 연구를 주로 하고 있습니다. 또한, 2022년에 초강력 레이저 플라즈마 응용 연구 센터를 설립하고, 상대론적 레이저-플라즈마 연구를 국방, 에너지, 의료 등의 응용 분야에 접목하는 연구도 진행하고 있습니다. 제가 소개해 드릴 책은 영화로도 소개가 된 프랭크 허버트의 “듄 (Dune)”입니다. 통상 레이저 하면 SF 소설이나 영화에 나오는 레이저 총이나 광선검이 먼저 떠오르실 겁니다. 저는 역사나 철학 서적을 읽는 것도 좋아하지만, 사실 SF 소설이나 영화를 보는 것을 가장 좋아합니다. 물론 스타워즈의 열렬한 팬입니다. 작년에 읽은 SF 소설이 아이작 아시모프의 “파운데이션”과 프랭크 허버트의 “듄”인데, “파운데이션”은 2달 전에 김은정 박사가 소개하였으니, 이번에는 “파운데이션” 더불어 SF 장편 소설계의 양대 산맥이라고 할 수 있는 “듄”을 추천해 보려고 합니다. 소설은 먼 미래 인간을 소외시키는 인공지능을 배격하는 혁명이 일어나고, 지능형 장치가 없이 인간이 모든 계산과 예측을 수행하고 있는 은하 제국을 배경으로 합니다. 행성 간 여행의 궤도를 인간이 예측하는 데 필요한 강력한 각성제이며 노화를 늦추고 인간 능력을 향상시켜주는 ”스파이스“는 가장 귀중한 자원이 되고, 이를 독점하고 통제하기 위한 대암투와 권력 투쟁이 이 소설의 중심 소재입니다. “스파이스”는 거대한 사막 행성인 아라키스에서 모레벌레라는 거대한 생명체에 의해 만들어집니다. 제국의 황제와 귀족들은 “스파이스”를 통제하여 은하계를 통치합니다. 소설 초반의 주인공인 폴 아트레이데스의 아버지는 황제의 일족이지만, “스파이스”를 둘러싼 암투에 의해 살해당하고, 폴은 어머니와 사막으로 도망쳐 사막의 전사인 프레멘과 힘을 합쳐 반격을 도모합니다. 영화도 나오고 있고 앞으로 책을 읽으실 독자들을 위해서, 책 내용 소개는 예고편처럼 여기까지 하겠습니다. 이 소설은 비록 SF 소설이지만 현대 사회의 다양한 병폐에 대한 문제의식을 드러내고 있습니다. 자원과 환경의 문제, 우생학의 문제, 미래 예측과 자유의지의 문제, 종교와 정치의 문제 등의 다양한 사회적 측면에 대해서 생각하면서 이 소설을 보시면 좀 더 재미있게 느껴지실 겁니다. “분명히 단언하건데, 미래를 볼 수 있는 능력은 지루한 것이 될 수 있다. 나처럼 신으로 생각되는 것조차 궁극적으로 지루해질 수 있다. 신의 권태가 자유 의지의 발명을 위한 훌륭하고 충분한 이유라는 생각이 든 적이 한두 번이 아니었다” (듄 4권 신황제 70 페이지). 미래 예측과 자유 의지는 문제는 이 책을 읽는 내내 흥미로운 주제입니다. 폴 아트레이데스와 그 아들은 스파이스의 힘과 우생학적 선택을 통해 미래를 예측할 수 있는 능력을 가지게 됩니다. 라플라스는 한 에세이에서 "우주에 있는 모든 원자의 정확한 위치와 운동량을 알고 있는 존재가 있다면, 이것은 뉴턴의 운동 법칙을 이용해 과거, 현재의 모든 현상을 설명해 주고, 미래까지 예언할 수 있다."고 서술하였답니다. 이는 인간의 자유의지를 송두리째 부정하는 의미를 가져서, “라플라스의 악마”라고 표현하곤 합니다. 이런 뉴턴 역학의 미래 예측은 양자역학에 의해 부정되었다고 생각되곤 하지만, 양자역학은 미시세계의 입자의 운동이 불확정성을 따른다는 것이지 수많은 입자로 이루어진 세계가 양자역학적 불확정성을 따른다는 이야기가 아닙니다. 그리고 양자역학적 불확정성만이 자유의지가 존재할 수 있는 공간이라면, 인간이 생각하는 자아와 자유의지의 의미는 매우 축소됩니다. 미래를 알고 싶은 인간의 의지와 자유롭게 선택하고 싶어하는 의지는 근본적으로 배치되는 개념이라는 인식이 이 소설 “듄”의 저변에 깔려 있습니다. 원작 소설과 영화를 고르라고 하면 많은 사람이 영화를 먼저 선택할 것 같습니다. 영화는 영상 음향 등으로 입체적이지만, 책은 언어로만 되어 있는 평면적이라고 생각할 수 있겠지요. 하지만, 저는 역설적이게도 책이 영화보다 더 입체적이라고 생각합니다. 인물들의 성격과 상호 관계, 그리고 저변에 깔려있는 작가의 생각들을 종합적으로 살펴보기에 영화보다는 책이 훨씬 더 입체적으로 이해할 수 있는 매체라고 생각합니다. 영화를 보기 전, 아니면 본 후에라도 원작 소설을 한 번 읽어보는 것을 추천드리고 싶습니다.    다음 주자로는 저의 배우자 조선대학교 신소재공학과의 장희진 교수를 추천합니다. 저와는 사뭇 다른 성격을 가진 제 배우자가 요즘 어떤 책을 인상 깊게 읽었는지 궁금합니다. 자세히 보기

르네상스 공돌이

대학의 전략

전창훈 (cjun0828)

우리모두가 알듯이, 안정과 명예가 동시에 보장되는 직업으로 대학교수만한 자리가 없다. 하지만 세월이 조금 더 지나면 ‘없었다’라는 과거형으로 말하게 될지도 모른다. 학령인구감소, 인터넷-유튜브 등의 비대면 배움의 수단들이 늘고 있고, 앞으로 AI의 쓰나미까지 덮치면 대학은 많은 위협을 받게될 것이다. 물론, 그렇다고 대학이 전부 문닫을 일은 없을 것이지만 과거에 누려오던 상아탑의 지위는 많이 축소될게다. 뉴욕타임스에 미국에서 대학진학자들이 꾸준히 줄고 있다는 기사가 실렸다. 10년전에 74%의 젊은이들이 대학졸업장은 중요하다고 답변했지만, 요즘 젊은이들은 41%만이 대학졸업장이 중요하다고 응답했다고 한다. 고교 졸업후 70%가 대학을 진학했던 것도 이제 62%로 떨어졌다고 한다.  그런데 반전이 있다. 동일기간 비교에서 영국과 캐나다는 대학생 숫자가 미국과는 반대로 12~15% 늘었다고 한다.  이유가 뭘까? 당연하게도, 미국대학의 학비가 너무 비싸기 때문이다. 자국민 기준으로, 연간 학비는 영국은 약 1만 파운드, 캐나다는 5천 달러정도지만, 미국의 아이비 리그는 6만달러에 육박한다. 주거비용을 포함한 4년 졸업까지 소요비용은 35만 달러... 만약 학부졸업 후 연간 학비만 7만달러인 4년 과정의 의과전문대학원을 선택하면, 그는 학부와 대학원 8년동안 1백만 달러를 교육비용에 지불하게 된다. 미국 의사들은 백만달러만큼 본전을 뽑아야 하니 미국의 의료비가 상상을 초월하는 고가인 것이다. 그래서 의료기술 최고 선진국이지만, 의료서비스 최악의 후진국이라고 한다. 대학들이 장학금을 많이 준다고 늘 선전하지만, 아주 가난하지 않으면 해당사항 없는 이야기다. 심지어 많은 대학들은 여러명에게 약간의 장학금을 주고는 전체 학생을 분모로 하고, 장학금 수여자들 숫자를 분자에 올려, 장학금 혜택자의 비율을 선전해둔 것도 심심찮게 볼 수 있다. 예를 들면, 총학생 분의 장학생 비율을 30%라고 선전하지만, 실제로 전체 학생의 총학비를 분모에 두고 장학금 총액을 분자에 두면 30% 보다 훨씬 적다. 요즘 마켓팅 꼼수의 비법은 ‘부분적 진실’ 이라는 신공을 구사한다. 어쨌든 미국대학은 그럭저럭 잘 굴러갈 터이니, 염려 붙들어 매고 한국대학 이야기를 해보자. 얼마전 여러 개의 한국 대학교들 웹싸이트에 들어가본 적이 있다. 소위 명문대라는 대학이나, 그렇지 않은 대학이나 모두 동일하게 사용하고 있는 간판용어는, ‘연구 중심대학, 세계를 품은 대학’이었다. 엄연하게 대학은 교육기관인데, 이제는 교육보다 연구에 더 치중하는 기관이 되고 싶어한다. 이유는 뭘까? 너무 저속하게 표현함에 먼저 양해를 부탁한다. 학비를 내는 학생들은 이미 잡아둔 물고기이니까 교육에 관심이 덜 하고, 연구를 충실하게 하면 학비 이외에 연구비를 정부나 기업으로부터 받아올 수 있어서, 재단이 교수들을 쥐어짜는 것은 아닐까? 그리고 또 영구적으로 되풀이되는 질문도 있다. 일전에 중앙대학교 재단인 두산그룹이 좀 더 실용성 있는 학과를 늘리려고 했을 때, 대학은 학문의 전당이지 취업준비 학원이 아니라고 강력하게 반발했다. 과연 이 주장은 온당할까? 나는 학문의 전당인 대학은 일반대학원에 국한되어야 한다고 생각한다. 아니 벌써 그렇게 되었다. 그리고 취업준비학원이 되었다는 것이 대학에 대한 모독이라는 생각도 옳지 않다. 그들이 취업한 기업들이 수출하여 대한민국이 오늘날 현 위치까지 왔기 때문이다. 대학이 취업학원화 되는 것에 문제가 있다면 취업시험을 좀 더 수준 있게 만들어달라고 기업에 요구하면 된다.    대학이 학문의 전당이라는 생각은 중세적 대학관이다. 당시에 학문은 수도원이 전담하다가 르네상스 운동으로 학문이 개방되어 대학으로 많이 넘어와, 대학은 지식창고와 개화역할을 담당했다. 그후 인쇄술의 발달로 지식의 보편화가 이루어지고난 후부터 대학은 취업을 위한 기관으로 탈바꿈해왔다. 오늘날 미국의 로스쿨이나 의과전문원들은 독일의 영향을 받아 생기기 시작한 것인데, 전형적인 전문직 취업준비과정이다. 프랑스에서도 과거에 이름을 떨치던 소르본느 대학은 (의대와 법대를 제외하면) 지금 교양을 가르치는 개방대학처럼 운영되며, 엘리트 학생들은 취업준비학교인 그랑제꼴로 진학한다. 대학이 취업준비를 시키는 것을 대학의 타락으로 볼 필요는 없다. 전문직 종사자가 되려는 그들에게 철학과 윤리까지 좀 더 가르쳐서 내보내려는 균형감각만 있다면 충분하다.   특별히 필자가 눈여겨보는 부분은 대학이 취업준비과정인지, 학문탐구의 장인지를 따지는 것이 아니다. 연구중심대학의 기치 아래 교수들이 연구에 너무 많은 역량을 집중하기 때문에 대학학부교육의 부실화가 심각해보인다는 것이 주안점이다. 그래서 역량이 안되는 대학은 석-박사과정을 없애고 학부교육에만 충실하면 어떨까 하는 생각이다. 즉, 수도권의 10개 정도와 지방국립대학들만 박사과정까지 개설하고, 그 아래 대학들은 석사과정까지, 그리고 더 아래 대학들은 학사과정만 개설하는 것이다. 요즘 학생들을 구하기 어렵다는 비수도권 사립대학들은 아마도 “우리는 석박사과정 다 없애고 여러분 자녀들의 학부교육과 취업경쟁력에 교수진들의 역량을 모으겠습니다!” 라고 선전하면 학부모들이나 학생들에게 훨씬 설득력있는 멧시지로 전달되지 않을까 한다. 인터넷이나 유튜브에 지식이 넘쳐나는 세상에서 ‘학문의 전당’이라는 긴 담뱃대는 내려놓고, 학생 모두를 One-to-One으로 챙기는 대학으로 거듭나면 이 두려운 시대를 이겨낼 수 있지 않을까 ?   자세히 보기

연구실 탐방

[California State University] 전력변환 연구실 소개

캘리포니아에는 두개의 주립대학교 시스템이 존재합니다. 연구 중심인UC(University of California) 시스템과 교육 중심인 CSU(California State University) 시스템이 존재합니다.  제가 2013년부터 가을 학기부터 근무하고 있는 ‘California State University, Fresno’는 ‘Fresno State University’이라고 부르는 캘리포니아에 있는 교육 중심의 주립대학 중에 하나 입니다.  제 연구실을 소개하기 전에 간단히 프레스노(Fresno) 도시와 프레스노 주립대(Fresno State)를 먼저 소개하도록 하겠습니다. Fresno는 중가주(Central California, Central Valle: 그림1)에 위치하고 있고, 미국 국립공원 중 하나인 Yosemite 국립공원(그림2 과 3)입구까지는 차로 1시간 30분 거리에 있습니다. 주된 산업은 농업으로 많은 견과류와 과일들을 생산하고 수출하고 있습니다. “An article appeared in California Policy Center on April 5, 2023. Boasting of his state's robust economic growth, California Gov. Gavin Newsom recently declared that “California's values and entrepreneurial spirit have powered this ascent to becoming the 4th biggest economy in the world.” 위 알려진 바와 같이 캘리포니아 주자체 경제순위가세계 4번에 위치한다고 최근 캘리포니아 주지사 게빈 뉴셤에 의해 다시 한번 정의되었고, 중가주의 농업 규모도 세계 농업 경제의 상당한 위치를 차지하고 있습니다.     그림 1. 캘리포니아 지도 (출처 : https://oag.ca.gov/gambling/game/central_valley)그림 2. 요세미티 전경 (출처 : https://www.nps.gov/yose/index.htm)그림 3. 필자의 요세미티 방문 : 2023년 6월 15일프레스노 주립대는 CSU 23 campus 중 하나입니다. 제 전공이 전기 및 컴퓨터(Electrical and Computer Engineering)공학 전공으로 제 전력변환 연구실을 대해서 간략히 소개하도록 하겠습니다. 저는 2013년 8월부터 프레스노 주립대 전기및 컴퓨터 공학과의 정교수로 재직하고 있습니다. 이 학교서 가르치고 있는 과목은 전기 기계, 전력전자 및 전기, 전자관련 과목들을 가르치고 있습니다. 저에 대한 자세한 정보는 웹사이트(https://engineering.fresnostate.edu/faculty-research/wkna/index.html)를 보시면 잘 아실수 있습니다.  그림 4. 필자의 전력계통 실험실 강의 모습 위의 그림4는 필자의 전력 계통 실험실에서 학생들에서 전력 계통 연결을 설명하고 있는 사진으로써 저희 학과 사이트(https://engineering.fresnostate.edu/ece/index.html)를 통해서 볼 수 있습니다. 아래 사진5는 이쪽 Control System Lab 실험 장비로 전공 제어 시스템 전공 선택 과목으로, 전기 모터 제어기 설계를 배우게 됩니다. 그림 5. 제어공학 실험실그림 6. 전기기기 및 전력변환 실험실위의 사진6은 전기기계 실험 장비로서3,4학년 학부과정에서 직류기기와 교류기기 및 전력변환기에 대해서 실험실습을 하게 됩니다. 아래 장비 그림7는 실시간 제어기기 시뮬레이터로서, 수전해 기반 수소 생성 전력변환기 제어에 이용되었습니다.  본 과제는 2022년에 실리콘 밸리에 위치한 EH2.com라는 회사와 산학협력을 통해서 이루어 졌습니다. 그림8의 사진은 Digital Signal Processor 기반 태양광 에너지 전력변환기 설계에 이용되었던 500W 실험 장치입니다. 본기기를 통해 최대한 유효 태양광 에너지를 얻기 위해 여러가지 인공지능 제어 알고리즘이 적용되었습니다. 그림 7. 실시간 제어기기 시뮬레이터그림 8. 최적 에너지 실험 구성 그림8의 실험 장비는 2018부터 2021년까지 미국 국가 과학 재단, NSF(National Science Foundation)지원 받아 에너지 하베스팅 관련 과제를 수행할 때 이용되었습니다. 위 과제의 자세한 정보는 웹사이트(https://www.nsf.gov/awardsearch/showAward?AWD_ID=1816197)를 참조하시기 바랍니다. 상기 과제의 주요 개념도는 아래 그림9 와 같고 태양광과 풍력 및 진동에너지를 전력변환기를 통해 배터리에 저장하고, 저장된 에너지는 무선 감지 센서에 에너지를 공급하게 됩니다. 최적의 에너지 저장과 제어를 위해서, 주 제어기가 모든 전류 및 전압 정보를 입력을 받아 제어하게 됩니다. 그림 9. 에너지 하베스팅 과제 개념도그림10에 따르면 배터리의 충전상태: SOC(State of Charge)을 감시하여 SOC가 85%미만인 경우에는 충전모드도 진입하게 됩니다. 그렇지 않은 경우에는 충전을 허용하지 않습니다. 각 에너지원의 전력을 계산하여, 전체 생성된 전력이 미리 지정된 전력보다 부족하다면, 최대 전력 생성 알고리즘을 적용하여 충분한 전력이 생성 될 때까지 충전을 하지 않는, 전력 관리 플로우 차트를 그림10에서 볼 수 있습니다.  이와 같이 저희 캘리포니아 프레스노 주립대 전력변환 연구실에서는 전력 변환기 및 전기기기 제어 등등 전기, 전자에서 필수적 전력과목 교육과 관련분야 연구를 동시 진행하고 있습니다. 언제든지 저희 연구실에 대해서 궁금한 사항은 필자(wkna@csufreno.edu)에게 바로 문의해 주시기 바랍니다. 그림 10. 에너지 제어 개념도 그 외에 전기자동차 및 에너지 시스템용 전력 변환기에 관심이 있는 분들은 2022년 코센 브릿지 포럼에서 발표한 자료(https://kosen.kr/info/vod/90)가 있으니 참고해주시기 바랍니다. 자세히 보기