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    My PhD journey in NTU, Singapore

    이동훈 (sic1129)

    안녕하세요, 저는 싱가포르 Nanyang Technological University (NTU)에서, 전자전기공학과에서 박사 과정에 재학중인 이동훈입니다. 한국에는 영문 약자인 NTU보다도 난양공대라는 이름으로 알려져 있습니다. 싱가포르 국립대학 (NUS) 와 더불어 싱가포르 정부의 막대한 자금력과 연구 투자로 빠른 발전을 이루고 있는 학교입니다. NTU Campus (ref. https://www.ntu.edu.sg/about-us/history) NTU Campus Rolls-royce@NTU Corporate lab (ref. https://www.ntu.edu.sg/rr-ntu-corp-lab) 학교 이름에 공과대학이 들어감에도, 공대, 자연대뿐 아니라 경영대, 인문/사회대, 미대, 교대와 의대까지 포함한 종합대학입니다. 연구 중심대학답게 연구에 큰 포커스를 두며 기업과 협업한 공동연구소도 캠퍼스 곳곳에 자리하고 있습니다. 롤스로이스, HP, 다이슨, 알리바바, 글로벌 파운드리, 최근에는 현대자동차에서도 협업하고 있습니다. 미세유체 운동에너지 수확 기기 (좌), N2FC 클린룸 (우) 저는 배터리 시스템을 이용한 전기화학적 운동에너지 수확 방법을 연구하고 있습니다. 배터리 재료연구, 기계공학적 미세 유체 해석, 실리콘 프로세싱 등을 다루는 학제 간 연구에 관심이 있습니다. NTU에서는 단과대 혹은 대학 차원에서 여러 공용장비 시설을 운영해서 연구원들의 장비 사용을 돕습니다. 저는 전자과에서 관리하는 Nanyang Nanofabrication Centre (N2FC)에서 클린룸 환경에서 실리콘 공정을 하거나, 재료과의 Facility for Analysis, Characterisation, Testing and Simulation (FACTS)에서 SEM, TEM을 측정합니다. 전문화된 스태프들이 상술한 공용장비 시설에 상주하여 연구자들의 장비 사용을 도와줍니다. The river merchants (ref. https://www.linsfood.com/river-merchants-boat-quay-statues/) 2020년 초 처음 싱가포르에 입국했을 때만 해도 저는 싱가포르에 대한 배경지식이 없었습니다. 막연히 홍콩과 비슷한 중화권 국가라고 생각했습니다. 하지만 겉보기에는 영어와 중국어를 사용하니 홍콩과 유사했지만, 깊게 싱가포르를 더 경험해 보니 이곳의 동남아 지역 허브로서의 역할을 알게되었습니다. 싱가포르의 역사를 짧게 간추리면 영국인이 말레이시아의 땅에 중국인과 인도인을 데려와 발전시킨 나라입니다. 따라서 중국어, 인도어 (타밀어), 말레이어, 영어가 모두 통용되는 사회입니다. 제가 속한 NTU에서는 동남아의 여러 저개발 국가: 태국, 미얀마, 캄보디아, 스리랑카, 말레이시아, 인도네시아, 인도의 우수한 인재들에게 장학금 혜택을 주어 동남아 지역 인재 확보에 힘쓰고 있습니다. 물론 한국 학생의 수도 늘고 있으며, 아랍의 이슬람 국가와 동유럽 출신 학생도 찾아볼 수 있습니다. Grab의 신화를 보면 싱가포르가 외국인 인재를 유치하고 지원하는 데 얼마나 진심인지를 알 수 있습니다. Grab의 창업자는 말레이시아 인이었지만 싱가포르에서 투자받아 동남아 전역으로 진출했습니다. Grab은 동남아 전체를 지배하는 배달의 민족, 카카오 택시, 우버, 토스의 역할을 합니다. SINGA scholarship awardee from all around the world 저는 싱가포르 정부와 NTU에서 운영하는 Singapore International Graduated Award (SINGA)라는 박사과정 장학금을 받고 있습니다. 한화 약 250만 원 (박사과정시험 통과 전에는 약 200만 원)의 장학금을 4년 동안 받는 조건입니다. 졸업 이후에 싱가포르에서 의무 복무기간은 따로 없습니다. 한국에서의 대학원 생활과 가장 다른 점은 박사과정이 4년이라는 시간으로 정해져 있다는 점입니다. 박사 과정 학생들은 정해진 기간 안에 집중해서 학위를 마치고 그 후의 진로는 스스로 선택합니다. 최근에 코센에서 진행한 유학 세미나에서 NTU 대학원 학생회장님이 싱가포르 유학에 대해 설명한 적이 있으니 유학에 관련한 자세한 사항은 코센 동영상 (싱가포르 유학은 처음이라 : https://kosen.kr/info/vod/121)에서 참고하시면 좋을 거 같습니다. 싱가포르 주택단지의 낮과 밤 싱가포르 시내 중심지의 낮과 밤 저렴한 현지 음식(좌), 비싼 한식 (우) 싱가포르를 여행해 보신 분들은 이곳의 비싼 물가를 고려해 박사과정 장학금 250만 원이 생활하기 어려우리라 생각하실 수 있을 것 같습니다. 이는 맞는말이면서도 아니기도 합니다. 싱가포르는 이중경제구조를 가지고있는 나라입니다. 시내 중심지/여행관광지에서의 물가와 교외지/주거단지/학교의 물가가 확연히 차이가 납니다. 단적인 예로 시내에서 점심 한 끼는 2만 원 이상을 주어야 하지만 주거단지에서는 5천 원이면 식사할 수 있습니다. 음식뿐만 아니라 주거, 쇼핑, 의류, 운동, 심지어 미용실까지 매우 비싼 가격부터 매우 싼 가격까지 나누어져 있습니다. 개인의 성향에 맞춰 현명하게 선택하면 물가 비싼 싱가포르에서 슬기롭게 살아갈 수 있습니다. 저는 2020년 1월부터 싱가포르 생활과 박사과정을 시작해서 3년 반의 시간을 보내는 동안 제 개인이 싱가포르 사회의 이방인으로 느껴진다거나 인종차별로 인한 불이익을 받은 경험은 없습니다. 싱가포르 자체가 이방인들이 모여서 세운 나라여서 타인종, 다른 문화에 대한 존중과 서로에 대한 적당한 무관심이 사회 전반에 녹아있습니다. 오히려 현지분들의 BTS, 블랙핑크, 손흥민에 대한 사랑이 한국인에 대한 호의가 되어 한국인으로서 자긍심과 우리 문화의 위대함을 더욱 느끼게 되었습니다. 또한 한국의 여러 연예인, 운동선수가 싱가포르에 자주 방문하기 때문에, 향수병이 찾아올 겨를도 없이 한국 컨텐츠를 접할 수 있습니다. 여담으로 저는 며칠 전 정찬성 선수의 UFC 은퇴경기를 현장관람 했습니다! 구글 싱가포르 캠퍼스에서 박사 과정을 함께하는 도시로써 싱가포르의 또 다른 장점이라면 여러 다국적 기업의 헤드쿼터가 싱가포르에 자리 잡고 있다는 점입니다. 구글, 애플, 마이크로소프트, 페이스북, 링크드인, 글로벌 파운드리, 마이크론, AMD, 아마존, P&G 등의 회사들이 위치해 있어, 박사과정 이후 삶의 방향에 대해 폭넓게 생각해 볼 수 있습니다. 이상 저의 싱가포르 생활기와 NTU에서의 박사 과정에 대해 짧게 나마 이야기 해보았습니다. 많은 분들께 도움이 되었기를 바라며 글을 마치겠습니다.

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공감의 반경 (느낌의 공동체에서 사고의 공동체로)

장대익 저

안녕하세요. 이번 호 릴레이북 주자 김동근입니다. 저는 산업공학(최적화)을 전공했으며, 한국과학기술기획평가원(KISTEP)에서 R&D사업에 대한 예비타당성조사 업무 등을 하다, 현재는 서울연구원에서 서울시 사업에 대한 타당성조사 업무를 수행하고 있습니다. 수년 전 파리에서 김은정 박사님과 코센 회원분들을 뵌 적 있는데, 다시 여러분을 만나게 되어 반갑습니다. 전 평소 장르 불문하고 다양한 책을 읽고 있으며 특히 진화 관점에서 경제, 사회 등 다양한 분야의 현상을 해석하는 책에 관심이 많습니다. 정치, 경제, 사회적으로 양극화된 요즘, 마침 양극화를 진화사회학적으로 다룬 책을 읽게 되어 코센 회원분들과 함께 얘기 나누고 싶습니다. 제가 소개드릴 책은 지난 해(2022년 11월) 출간된 '공감의 반경 - 느낌의 공동체에서 사고의 공동체로'(바다출판사)입니다. 진화학자인 장대익 교수님(가천대 창업대학)이 '공감'을 주제로 사회, 노동, 교육, 과학 등 다양한 분야의 이야기를 담은 책입니다. 이 책의 주된 설명 및 주장은 아래와 같습니다. 1. 공감은 정서적 공감(내집단 편향을 만드는 깊고 감정적인 공감)과 인지적 공감(외집단을 고려하는 넓고 이성적인 공감)으로 구분할 수 있으며, 정서적 공감은 구심력으로, 인지적 공감은 원심력으로 작동한다. 2. 공감은 마일리지 같은 것이어서 누군가에게 쓰면 다른 이들에게 줄 수 없어, 내집단에 강하게 공감했다면 외집단에 공감할 여유가 소멸한다. 3. 공감의 반경을 넓혀야 갈등을 줄일 수 있으며, 그러기 위해선 공감의 깊이가 아니라 공감의 넓이가 중요하다. 4. 타인의 감정을 함께 느끼는 상태인 정서적 공감보다는 타인의 관점을 이해하는 능력인 인지적 공감을 더 가지도록 의식적으로 노력해야 한다. 5. 교육, 체험, 훈련, 독서 등을 통해 인지적 공감을 더 가질 수 있다. ‘필터 버블’(정보 제공자가 이용자의 관심사에 맞춰 맞춤형 정보를 제공하여 이용자는 필터링 된 정보만 접하게 되는 현상)과 ‘챔버 효과’(밀폐된 시스템 안에서만 이루어지는 의사소통으로 인해 신념이 증폭되거나 강화되는 현상)로 인해 내집단에 대한 정서적 공감(확증편향)이 강화되는 요즘, 외집단에 대한 인지적 공감의 필요성을 역설하는 책입니다. 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로도 사회가 양극화되어 서로의 다름을 인정하고 서로를 이해하는 것이 시급한 상황인데, 이 책을 읽으며 내집단에 대한 정서적 과잉공감 대신 외집단에 대해 인지적 공감(역지사지)를 하며 살아야 하겠다는 생각이 들었습니다.    대학원 재학 시절 밤새워 많은 얘기 나눴던 김형택 박사님을 다음 주자로 추천합니다. 예전에는 물리뿐만 아니라 사회 전반에 관심이 많으셨는데, 요즘은 어떤 책에 관심있으신 지 궁금합니다. 자세히 보기

요 며칠 사이 상온 초전도체를 한국에서 개발한 것 같다는 뉴스가 계속 흘러나오고 있다. 미국 국립연구소의 한 연구원이 계산해보니 가능할 수도 있겠다는 긍정적 의견을 피력하여 불에 기름을 부은 지 며칠되었다. 나는 초전도체 연구자는 아니지만, 초전도체를 사용하는 분야에서 일하는 엔지니어다. 그래서 극저온에서 사용되는 초전도체가 얼마나 복잡한 구조를 가지는지 잘 알고 있다. 만약 상온에서 작동하는 초전도체를 발견하여 상용화에 성공한다면 대체 에너지원을 따로 개발할 필요도 없고, 기후변화를 해결하는 데에도 크게 기여할 것이다. 먼저 짚어볼 것이 있다. 과학용어들이 과장되거나 잘못 사용되는 경우가 종종 있다. 내가 몸담고 있는 핵융합 분야에서는 플라즈마의 중심 온도가 1억도라는 표현을 자주 사용하며 언론에도 그대로 나간다. 중심이 1억도라면, 플라즈마의 가장자리(진공용기 내벽)은 최소한 1만도는 될 것이다. 플라즈마 중심에서 진공용기 내벽까지의 거리는 대체로 1~5미터 정도에 불과하니까 당연한 추측이다. 그런데 플라즈마를 가두어 두는 금속용기는 텅스텐 등으로 내벽에 보호층을 붙이지만, 텅스텐의 녹는 온도는  섭씨3422도라고 한다. 그러니까 플라즈마가 스치기만 하여도 텅스텐은 다 증발해버려야 하지만, 비교적 멀쩡하게 잘 견딘다. 도대체 어찌된 영문일까? 그 이유는 용기 내부의 플라즈마 압력(밀도)가 대기압보다 현저하게 낮아서 실제로 저장하고 있는 열의 용량은 아주 적기 때문이다. 그래서 플라즈마를 가두는 용기의 이름이 플라즈마 용기가 아니라, ‘진공용기’다. 쉬운 이해를 위해 습식 사우나와 건식 사우나를 비교해보자. 습식 사우나는 내부 온도가 최대 70도 정도라고 하며, 100도까지 올라간다면 화상을 입거나 사망할 수도 있지만, 건식 사우나에서는 섭씨 120도까지 올라가도 견딜 수 있다. 수분이 잔뜩 함유된 수증기가 피부를 때리면 아주 큰 열이 전달되지만, 수분이 제거된 공기가 피부를 때리면 전달되는 열량이 훨씬 적기 때문이다. 그러니까 플라즈마가 1억도에 도달했다는 것은 내부의 아주 약한 압력의 수소 플라즈마 에너지가 1억도에 해당된다는 것이지, 대기압에 준하는 압력을 가진 플라즈마가 1억도의 에너지를 가지는 것은 아니다. 말하자면, ‘건식 사우나 방식’의 1억도인 셈이다. 과학적으로 거짓말은 아니지만, 일반인들은 대기와 비슷한 밀도를 가진 환경에서 온도를 1억도까지 끌어올린 것으로 생각했을 것임으로 오해할 소지가 크다.다른 하나가 오늘 주제와 관련 있는 ‘고온 초전도체’라는 말이다.  현재 상용화된 초전도체는 절대온도 20도 정도가 최고 온도다. 보통의 초전도체는 액체 헬륨으로 냉각해야 하는 절대온도 4도 정도에서 운용된다. 그래서 그보다 조금 더 높은, 절대온도 30도 이상에서 운용가능한 초전도체를 ‘고온 초전도체’라고 흔히들 부른다. 섭씨 마이너스243도 근처에서 사용되는 극강저온 초전도체에 ‘고온’이라는 단어를 붙였는데, 이제는 플러스 25도,  (절대온도  300도) 정도에서 초전도 현상을 보이는 물질을 ‘상온 초전도체’라고 부르고 있다. 그러니까 현재의 명명체계를 따르자면 ‘상온’이 ‘고온’보다 아주 훨씬 더 높은 온도가 되는 셈이다. 논리를 기본으로 의사소통해야 할 과학 커뮤니티가 이런 언어적 모순에 빠지게 된 이유는, 아마도 상온 초전도체는 존재할 수 없으며 그래서 상온 초전도체라는 말을 사용할 일도 없을 것이라고 단정했던 것은 아닐까? 여하튼, 새로운  용어를 만들어 학술용어로 사용할 수는 있지만, 이미 사회에서 통용되는 용어를 학술용어로 채택할 경우, 정반대의 뜻을 가지거나 명백한 오해를 부를만한 의미로 사용되어서는 안된다고 나는 생각한다. 그래서 나는 ‘고온 초전도체’라는 용어에 심기가 불편하다.용어정리하다가 흥분하여 서론이 길어졌는데, 이제 본론으로 들어가보자. 초전도현상에서는 전기저항이 제로가 된다. 눈에 보이지 않는 전기를 생각하기가 쉽지 않다면, 전기저항을 기계적 마찰력으로 바꾸어 생각해볼 수 있다. 만약 고도차가 없는 평편한 마루를 마찰력이 없는 재료를 깔아 만들었다면, 그 마루 위에서는 엄청 무거운 것들도 손가락 하나로 살짝 밀기만 해도 다른 물체와 부딪히기 전까지 계속 미끄러지며 움직인다는 이야기다. 마루의 수평을 잘못 조정하여 약간만 경사가 있다고 하면 모든 물건이 미끄러져 내릴 것이어서 모든 물건들을 벽에 매어 두어야 할 것이다. 공항바닥을 이런 마루로 만들었다면 무거운 여행용 짐보따리들을 쉽게 끌고 다닐 수 있을 것이다. 그런데 정말 이런 마루바닥을 만들 수 있을까? 그리고 이런 마루가 깔린 세상에 살 수 있을까? 아마 가능하지 않을 것이다. 비슷한 이유로 나는 상온 초전도체는 불가하다고 생각한다. 최선은 액체질소를 냉각제로 사용할 수 있는 절대온도 80도 정도에서의 초전도체다. 물론 이마저도 실용화까지는 아직 요원하다.우리가 IT 기술을 개발하여 이메일이나 동영상을 수초안에 지구 반대편까지 전송하는 기술을 누리다 보니 들게 된 착각이 상온 초전도체 아닐까? 질량이 없는, 사용 에너지가 극히 적은 신호는 그렇게 쉽게 보내고 받을 수 있지만, 질량체나 에너지는 다르다. 인간이 생활하는 보통 환경에서 저항 없는 (마찰저항이든 전기저항이든) 질량체나 에너지를 (극소량이 아닌 다량으로) 보내고 받는  것은 불가하다고 나는 생각한다. 비유하자면, IT신호를 통해 피자나 양념치킨을 주문하는 것은 마법처럼 손가락 하나로 가능하지만, 그 (질량체) 음식들 배달은 손가락 마법으로만 절대 가능하지 않다. 그래서 최첨단 기술 시대에도 여전히 (에너지를 사용하여 질량체인 자기 몸을 움직이는) 배달원을 우리는 목이 빠지게 기다리는 것이다. 마찰이나 저항은 불필요한 손실이 아니라 “수고가 있어야만 어떤 목적을 이룰 수 있다”는 자연법칙의 대표적 성질이라고 나는 생각한다. 그런데 “저항 없는 초전도체를 이미 만든 지 오래되었고 이제 더 높은 온도에서 작동하는 것만 찾으면 되는데, 무슨 뚱딴지 같은 소리냐?”고 생각할 사람들도 있을 것이다. 하지만 현재의 초전도체를 알고 보면, 그 낮은 온도를 만들기 위해 사용되는 에너지가 커서 배보다 배꼽이 더 큰 꼴이다. 즉, 극저온을 만드는데 더 많은 에너지를 사용해서라도 초전도가 꼭 필요한 곳에만 사용되는 것이 현재의 초전도체다. 마치 한쪽을 잃어야 한쪽을 얻게 되는 에너지 보존법칙과 유사하다. 이와 비슷하게, 과학이 폭발적으로 발전한 20세기를 지나오면서 기술이 우리 삶을 편하게 해 준 것들이 셀 수 없이 많지만, 아마도 셀 수 없이 많은 또 다른 어떤 것을 우리는 잃었을 것이다. 그리고 그 잃어버린 것들을 다시 찾고 싶어서, 이 첨단시대에도 여전히 종교시설에는 사람들이 넘쳐나고 새해가 되면 점집을 기웃거리는 사람들이 문전성시인 것 아닐까? 자세히 보기

연구실 탐방

[University of Saskatchewan] Computer Engineering Research Lab

University of Saskatchewan은 캐나다 Saskatchewan주에 위치한 캐나다의 주요 연구 중심대학 (u15.ca)의 하나로 1907년에 설립되었습니다. 세계적인 수준의 연구 시설 및 기관으로는, Canadian Light Source synchrotron (https://www.lightsource.ca/), VIDO-InterVac, Global Institute for Food Security, Global Institute for Water Security, Sylvia Fedoruk Canadian Centre for Nuclear Innovation이 있습니다. 총 학생 규모는 26000여명이며, 외국인 학생은 3100여명, 대학원생은 4300여명입니다. 전 세계에 약 17만여명의 동문들이 각 분야에서 활약하고 있고, 화학 분야에서 2명의 노벨상 수상자를 배출하였습니다. 공과대학의 Electrical and Computer Engineering은 약 300여명의 학부 학생 (참고로, 공과대학 1학년은 공통이며 2학년부터 1) Electrical and Computer Engineering, 2) Mechanical Engineering, 3) Chemical and Biological Engineering, 4) Civil, Geological and Environmental Engineering중 하나의 과를 선택합니다.)과 총 100여명의 석/박사 대학원생으로 구성되어 있습니다. 또한 20명의 교수, 기술사 자격증을 가진 4명의 Support Engineer (주로 교수 연구나 학부 실험 담당), 2명의 비서들이 학부/대학원생들과 함께 과를 구성하고 있습니다. 가장 잘 알려진 교수 중의 1명은 1961-1972년까지 학과장과 공대학장으로 근무하였으며, Booth 곱셈기로 잘 알려진 Dr. Andrew Donald Booth 입니다. 좌-University of Saskatchewan 캠퍼스 (출처:University of Saskatchewan website) / 우-City of Saskatoon사진 (출처:wikipedia) Computer Engineering Research Lab은 위에 소개드린 Dr. Booth의 일을 계속해서 진행하고 있으며, 대규모 계산을 필요로 하는 응용 프로그램을 위한 가속기 개발을 주로 하고 있습니다. 현재 박사후 과정 연구원 1명, 박사과정 학생 9명 석사과정 학생 5명이 열심히 연구에 매진하고 있습니다. 1. 인공지능 (딥러닝) 프로세서 구조 연구 및 설계 - 인공신경망 딥러닝 연산의 가속을 위한 디지털 기반 가속기 설계 - 연구지원: NSERC, Mitacs, Intel, Xilinx, NVIDIA, Microchips, 한국전자통신 연구원, 산업기술평가원 2. 인공지능 응용 - intelligent transportation system, food security, water security, 의료영상, 의료기기 (보청기), 자연어처리등 - 연구지원: Mitacs, Intel, Microchips, Canada First Research Excellent Fund, Global Institute of Food Security, Global Institute of Water Security, Microsoft, 한국전기연구원 3. 대규모 계산을 필요로 하는 응용을 위한 효과적인 계산 구현 방법 - 효율적인 FFT, 필터, 곱셈기, 덧셈기등 설계 및 구현 - 연구지원: NSERC, Mitacs, Microchips, Intel 4. 의공학 - 낙상 방지 시스템, 부상당한 동물들의 회복을 돕는 자동 운동 장치, 동물 모니터링 시스템등 - 연구지원: University of Saskatchewan (UofS) Royal University Hospital, UofS Veterinary Large/Small animal clinic, UofS Dentistry, 전북대학교 병원, National Institute of Technology Trichy, India, Protection Animal Ecuador, Ecuador 컴퓨터 하드웨어/소프트웨어를 함께 연구할 수 있고, 졸업생들과 현재 학생들과의 유대관계가 돈독하여 연구의 질적 향상을 크게 꾀할 수 있는 장점이 있습니다. 저희 연구실 구성원 모두는 연구에 대한 강한 열정을 가지고 있고, 각자가 자율적으로 선택한 주제에 해당되는 프로젝트를 통해 지원을 받기 때문에 연구에 전념할 수 있습니다. 특히, 산업체 및 대형 병원과의 공동 연구가 많아서, 졸업 후 진로 선택에 도움을 받습니다. 예를 들어, 지금 현재 정기적으로 소통하고 있는 산업체는 Intel, AMD, Microsemi 등이 있고, 대형 병원 4곳 (Royal University of Hospital과 한국의 3곳 대학병원)과도 정기적으로 교류를 하고 있습니다. Computer Engineering Research Lab (aka UofS KoLab) members 한국에서 오시는 경우, Vancouver 공항을 거쳐, Saskatoon공항을 통해 대학교에 오실 수 있습니다. 연구실 방문을 원하시는 분은 아래 이메일로 연락 주시면 자세하게 안내해드리겠습니다. ■ 주소  : 2C60, Engineering Building, University of Saskatchewan, 57 Campus Drive, Saskatoon SK S7N 5A9, Canada ■ 웹페이지  : https://www.facebook.com/groups/KoLabUofS ■ 전화  : 1(306)966-5456 ■ 이메일  : Seokbum.ko@usask.ca 실험실 연구 분야에 관해 더 알고 싶으신 분이나 석/박사/박사후 연구원 과정에 관심있는 학생들은 seobkum.ko@usask.ca 로 연락 주시기 바랍니다. 자세히 보기