함주혁 교수, 미래산업의 중심 "메카트로닉스"를 선도하다

끊임없는 연구와 인재 양성을 위한 노력
미래산업의 중심, 메카트로닉스를 선도하다

함주혁 한라대학교 메카트로닉스공학과 교수

‘메카트로닉스(mechatronics)’는 기계(mechanics)공학과 전자(electronics)공학의 합성어로, 공학과 설계 분야의 새로운 패러다임을 말한다. 오늘날의 자동차·항공기, 기계와 생산가공, 시험 및 계측을 비롯한 대부분의 기계와 공정들은 전기와 기계적 본질이 어우러진 복합체로, 기계·전자·시스템 등 어느 한 분야만으로 이루어지는 경우는 거의 없다. 이에 메카트로닉스는 기계공학기술을 기반으로 전기·전자공학 및 컴퓨터 기술 분야로 확장·발전시켜 지능형 기계전자 시스템을 설계·제작하는 기술로서, ▲자동화 생산시스템, ▲마이크로 머시닝, ▲지능형 로봇, ▲반도체/디스플레이, ▲지능형 설비, ▲인공지능, ▲자동차, ▲항공기, ▲선박 등 다양한 분야에 적용되고 있으며, 한 국가의 제조 산업 경쟁력을 결정짓는 핵심기술이다. 함주혁 한라대학교 메카트로닉스공학과 교수는 1982년부터 현대중공업 연구소 구조연구실에서 약 14년 동안 구조해석 및 최적구조설계, 구조강도를 연구해오다, 1996년에 한라대학교 교수로 부임하여 약 23년 동안 미래시대를 이끌어갈 전문 공학인 양성에 주력해오고 있다. <위클리피플>은 함 교수를 만나기 위해 강원도 원주에 위치한 한라대학교를 찾았다. 취재·글_김유위 기자

풍부한 실무경험을 갖춘 구조강도학의 권위자
현대중공업이 1973년 설립 후 창사 10년 만에 선박 수주 및 건조량 부문에서 세계 1위를 기록하며 한국의 전문화된 기술력을 전 세계에 알리고 있을 때, 함 교수도 그 영광의 중심에 있었다. 현대중공업 연구소 구조연구실에서 강구조해석 및 구조설계 최적화 관련 다양한 해석과 구조설계보완, 구조설계자동화 프로그래밍 그리고 구조설계최적화 업무를 주로 수행해온 함 교수는 한 해에 무려 20여 건의 중장기 프로젝트를 수행하기도 하며, 고도화된 전문 기술력과 관련 전문 지식 등 현장실무 경험을 쌓을 수 있었다. 그때를 회상하기라도 하듯, 함 교수는 그동안 수행해온 수많은 프로젝트 가운데, 가장 기억에 남는 프로젝트 한 가지를 떠올렸다. 함 교수는 “일반 강철보다 더 큰 하중에 견딜 수 있는 고장력강(Higher tensile steel)의 선박 적용에 대한 프로젝트가 생각납니다”라며 운을 뗐다.

“1980년 이전에는 선박 전용 고장력강이 고가라 이 재료를 사용하면 선박가격의 상승으로 인해 선박구조재료로 사용할 엄두도 내지 못했습니다. 시간이 흐르면서 연강(Mild steel)에 비해 가격이 점점 경쟁력 있게 하락하면서, 연강 대신 대형 선박에서 하중을 많이 받는 구조부위에 고장력강을 광범위하게 적용할 수 있게 되었습니다. 재료가 힘에 잘 견디는 강한 재료(고장력강)로 바뀌다보니 선박구조설계에도 일반적인 연강의 구조설계와는 많은 변화를 보이게 되어 선박구조자체의 패턴에 많이 변화가 감지되었습니다. 제가 근무하던 현대중공업 연구소 구조연구실에서는 선박기본설계부에서 초기 설계한 구조설계도면을 받아 설계 강도 점검을 실시하였습니다. 직접 전산구조해석의 방법인 유한요소구조해석을 통해 길이가 300미터가 훨씬 넘는 초대형 유조선(VLCC)을 선박전체의 구조모델링부터 국부적 상세해석까지, 다양한 강도평가를 통해 획기적으로 수정 보완하여 구조안정성을 가능한 확보하려 최선의 노력을 다했습니다. 그 결과 더 큰 하중에 견딜 수 있는 고장력강 덕분에 선박은 더 가벼워지고 보다 많은 짐을 싣거나 더 빠른 속도를 쉽게 낼 수 있었고, 초대형 원유운반선이 1990년대에 이르러 전 세계 5대양을 항해할 수 있게 되었습니다. 그러면서 세월은 흘러 설계실로부터 들려온 사실은 각 나라, 각 조선소에서 만든 고장력강 초대형 원유운반선에서 균열이 많이 발생되었다는 손상보고서가 각국의 조선소로 접수되었습니다. 그 당시 조선업계는 일본의 설계기술력이 세계 최강이었는데 일본 내에서 건조한 많은 초대형 유조선도 많은 부분에서 균열이 발생하고 문제가 컸던 것으로 알고 있습니다. 전 세계의 수많은 조선소 중에서도 오직 한 군데, 현대중공업이 건조한 초대형 유조선들만이 균열 등의 손상을 입지 않았다는 사실에 프로젝트를 직접 수행해온 사람으로서 형용할 수 없는 뿌듯함을 느꼈습니다.”

이뿐 아니라 함 교수는 세계적인 공학자들과 함께, 다양한 공동 프로젝트를 진행했는데, ‘영국 런던 로이스선급 피로강도해석 기술연구’와 ‘미국 보스턴 MIT대학 충돌강도해석 공동연구’ 등이 대표적이다. 이처럼 당시 전 세계 최고의 선박건조 기술력을 갖춘 기업에서 풍부한 실무경험을 쌓은 함 교수(당시 책임연구원)는 한라대학교 교수로 부임하여, 미래산업을 혁신적으로 이끌어갈 유능한 인재를 양성하는데 주력했다.

미래시대를 이끌어갈 인재 양성에 주력하다
강원도 원주에 위치한 한라대학교는 현대그룹의 창업자인 故 정주영 회장의 바로 아래 동생인 故 정인영 회장이 창업한 ‘한라그룹’이 지원하는 대학으로, 올해 국가사업인 LINC+사업 4차산업혁명 혁신선도대학(채용연계형) 사업이 선정되어 3년간(2019년~2022년) 연간 5억, 총 15억의 사업비를 수주하였으며, LINC+사업(사회맞춤형학과중점형) 2단계 진입 대학 선정에 선발되어 3년간(2019년~2022년) 36억원의 사업비를 수주를 하였다. 또한 교육부 평생교육체제 지원사업에 선정되어 강원도 평생교육 거점대학으로 체계적인 교육시스템을 구축하고 있다. 그중에서도 메카트로닉스공학과는 기계공학기술을 기반으로 전기·전자공학 및 컴퓨터 관련 기술을 융합 발전시킨 지능형 기계전자 시스템을 설계·제작하는 기술 분야를 다루며, 융합학문을 교육함으로써 산업현장에서 발생하는 다양하고 새로운 문제들을 해결할 수 있는 능동적이고 창의적인 인재를 양성하는데 주목하고 있다.

함 교수가 강단에 서면서 다짐했던 것은 끊임없는 연구와 후학 양성을 게을리하지 말자는 것이다. 이에 함 교수는 앞서 한라대 교수연구포상 4개 부문에서 최다 논문발표와 최다 논문게재 2개 부문에서 1등을 차지하며, 연구논문 최우수상을 수상하는 영예를 안기도 했으며, 변화가 매우 빠른 4차 산업혁명시대를 보다 혁신적으로 이끌어갈 인재 양성에도 심혈을 기울이고 있다.

“학생들이 새로운 분야에 도전하면서 창의적이고 융합적인 사고를 지니고 연구하는 노력이 그 어느 때보다 절실하게 필요하다고 생각합니다. 그러기 위해서는 먼저 학생들이 매사에 도전할 수 있도록 자신감을 키워주는 것이 필요합니다. 내 강의만 잘 들어도, 충분히 한 분야의 전문가가 될 수 있다고 얘기하며, 열심히 공부하도록 유도하고 있습니다. 또한 배운 내용을 간편하게 복습하고, 이해한 내용을 바탕으로 자신만의 카페(디지털 아카이브)를 만들어 필요한 자료를 구축해두는 과정을 거치게 하고 있습니다. 그러면 학부생 4년 동안 여러 프로젝트를 수행해오면서 여러 가지의 포트폴리오가 만들어지게 됩니다. 이는 졸업과 동시에 취업을 할 수 있는 기반이 되고, 더 나아가 4차 산업혁명시대를 주도적으로 이끌어갈 전문 인재가 되는 밑거름이 됩니다.”

멈추지 않고 달릴 수 있는 힘, 가족
매해 새로운 연구에 도전하는 함 교수는 학생들에게도 롤모델이 되어주고 있다. 최근 그는 자신의 전공을 4차 산업혁명시대의 여러 기술들과 접목시키기 위해 부단히 노력하고 있다.

“현재 듀얼센서개발과 인공지능활용에도 관심을 가지고 있습니다. 듀얼센서는 같은 목적의 센싱을 독립된 두 가지 이상의 센싱을 통해 비교, 평가하여 보다 센싱의 안전성과 신뢰도를 높이는데 목적을 두고 있으며 본 내용은 작년에 학회에 간단히 발표한 바 있습니다. 그리고 제가 예전부터의 관심분야였던 최적구조설계에서 최적화기술은 인공지능학문의 근간으로 볼 수 있고 인공지능기술의 하나인 딥러닝이 4차 산업혁명의 핵심기술 중의 하나로. 다방면으로 활용연구가 모색되고 있습니다. 이번 가을 논문에 인공지능과 관련하여 두 편의 논문을 발표할 예정이며, 계속해서 인공지능 실제 응용과 활용 쪽으로도 관심을 가질 계획입니다.”

그가 이처럼 후학 양성과 끊임없는 연구 등 자신의 목표를 향해 멈추지 않고 달릴 수 있는 원동력은 과연 무엇일까? 위클리피플 취재진은 그러한 힘은 어디에서 나오는 지에 대해, 함 교수에게 물었다. 그러자 함 교수는 “제가 연구에 매진할 수 있도록 곁에서 도움을 준 아내와 아이들이 있기 때문입니다”라며 운을 뗐다.

“현대중공업홍보실에서 사보편집기자로 활동했던 아내와 결혼하고 3명의 자녀(동엽, 동윤, 동휘)를 얻게 되었습니다. 큰아들은 전문의로 보라매공원역 부근의 서울병무청 공무원으로 병무판정의사로 근무하고 있고, 둘째 딸은 모공기업 서초지사에 3년째 근무하고 있으며, 막내 동휘는 전자전기공학을 전공하는 대학생으로, 어려서부터 강한 자립심을 가져 대한산악연맹 한국청소년 오지탐사대 최초의 고교원정대의 치열한 선발전에서 고1 남학생으로는 유일하게 선발되어 뉴질랜드 북섬 최고봉 루아페후정상(2797m)을 고1에 올랐고, 대학교 1학년 때에는 에베레스트 트레킹도 다녀왔습니다. 올해 여름 7월 말에는 제 처의 환갑기념으로, 바쁜 가운데 가족 모두가 해외여행을 다녀오는 등 즐거운 시간을 보냈습니다.”

가족을 한 명 한 명 소개하는 함 교수의 목소리에서 자랑스러움과 동시에 그들에 대한 따듯한 사랑이 느껴졌다. 그러면서 얼마 전 아이들이 한데 모여 ‘훌륭한 아빠상’을 직접 만들어서 전달해주었다며, 자랑스레 상패를 보여주었다. 그 상패를 보며 취재진은 그동안 함 교수가 자녀들에게 어떤 아빠로, 어떤 남편으로 살아왔는지를 어렴풋이 알 수 있었다. 그를 응원하는 가족들이 있기에, 함 교수가 멈추지 않고 자신의 목표를 향해 계속 뛸 수 있지 않을까? <위클리피플>은 메카트로닉스공학(구조강도학)의 권위자이자, 후학 양성을 통해 분야 발전을 이뤄나가는 함주혁 교수를 응원해본다.

profile

1976년~1993년 - 부산대학교 및 대학원 공학박사
1985년 - 영국 런던 로이스선급 피로강도해석 기술연구
1992년~1996년 - 미국 보스톤 MIT대학 충돌강도해석 공동연구
1982년~1996년 - 현대중공업 연구소 개발연구부 및 연구소 책임연구원
1996년~ 현재 - 한라대학교 공과대학 메카트로닉스공학과 교수
(前:교무처장/산업대학원장/교수협의회회장/대학평의회의장/입시홍보실장/학과장)

<수상경력>
1979년 - 전국대학생학술연구발표대회 장려상 수상
1981년 - 한국과학재단 장학생선발 연구장학생
1993년 - 현대중공업연구소논문심사 우수논문상 수상
2001년 - 한라대학교 표창 연구 최우수상 수상
2002년 - 사단법인 대한조선학회 논문상 수상
2015년 - 한라대학교 표창 공로상(대학 20주년 기념)

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