‘젊은 검증 슬롯사이트 공학자’ (88) 경북대학교 남세광 교수

* 이 기사는 로봇신문 주간지 ROBOT PLUS Ver.10 (2025. 10. 13일자)에 게재된 내용입니다. 

‘젊은 로봇 공학자(Young Robot Engineer)’ 코너는 한국로봇학회와 로봇신문이 공동으로 기획한 시리즈물로 미래 한국 로봇산업을 이끌어 갈 젊은 로봇 공학자를 발굴해 소개하고 있다.

88번째 인터뷰는 남세광 경북대학교 교수(사진)다. 남 교수는 1986년생으로 2011년 일본 가나자와대학교 인간및기계시스템공학과를 졸업하고 2013년 미국 캘리포니아대학교 샌디에이고에서 컴퓨터과학으로 석사학위를 받았다. 2013년 4월부터 2017년 8월까지 한국전자통신연구원(ETRI)에서 연구원으로 근무하다 독일로 건너가 2017년 9월부터 2022년까지 튀빙겐대학교에서 컴퓨터과학으로 박사학위를 받았다. 2022년 11월부터 2024년 2월까지 영국 브릴스톨대 정교조작로봇(Dexterous Robotics)그룹에서 박사후 연구원으로 근무했다. 2024년 3월부터 현재까지 경북대학교 데이터사이언스대학원 조교수로 재직하고 있다.

2015년 ETRI에서 크리티비티&이노베이션 어워드(Creativity and Innovation Award), 2020년 유로 햅틱스 콘퍼런스에서 베스트 워크인프로그레스 포스터 어워드(Best Work-in-progress Poster Award), 2021년 월드 햅틱스 콘퍼런스에서 최우수 ToH 단편 논문상(Honorable Mention for the Best ToH Short Paper Award), 2024년 국제로봇자동화 학술대회(ICRA 2024 ViTac 워크숍)에서 베스트 워크숍 포스터 어워드(Best Workshop Poster Award)를 수상했다. 2025년부터 한국햅틱스학회 국제협력이사를 맡고 있다. 

관심 분야는 로봇 그리퍼에 쓰일 촉각센서 개발, 로봇의 물체 조작을 위한 그리퍼-물체 접촉 데이터의 활용 등이다.

“가까운 미래에 촉각 분야의 엔지니어링 기술이 완성된다면, 손기술을 활용하는 대부분의 업무가 로봇으로 대체될 것”이라는 남 교수는 “로봇 촉각센서를 사업화해 대한민국이 세계 촉각센서 분야를 선도하는 모습을 보여주고 싶다”며 햅틱스와 로보틱스를 모두 경험한 연구자로서 자신감을 내비쳤다. 이어 “사람에게 실질적인 도움을 줄 수 있는 ‘퍼스널 로봇’ 시대를 여는 것과 본인이 가르친 학생들이 의미있는 역할을 해 내는 모습을 보는것이 연구자로서 앞으로의 꿈과 목표”라고 말했다.

남 교수는 앞으로 10년 동안 로봇산업이 인구 감소 시대 미래 국가경쟁력을 결정짓는 방향타 역할을 할 것이라며, 국가 경쟁력 향상을 위해서는 로봇 학계와 산업계가 지금보다 더 긴밀하게 협력해야 한다고 조언했다.  그는 지금은 학계에서 나온 아이디어가 정부 지원을 받아 개발돼 산업계로 확산되는 구조지만 앞으로는 산업계가 연구개발에 더 많은 투자를 하고 정부는 필요한 부분을 보완하는 방식으로 변화해야 로봇 산업의 연구개발 속도도 빨라지고, 산업계 파급 효과도 커 빠른 성장을 이룰 수 있을 것이라고 밝혔다. 여러 과제들을 학생들과 즐겁게 연구하고 있는 남 교수를 만나본다.

Q. 2024년 3월부터 경북대 데이터사이언스대학원 조교수로 근무하고 계신데 대학원에 대한 간단한 소개 부탁드립니다.

경북대학교 데이터사이언스대학원은 2022년에 설립됐습니다. 대학교육과 현장 실무에서 쌓은 ‘도메인 지식’에 데이터사이언스 분야의 첨단 기술을 더해, ‘실천적 이론’과 ‘실무 능력’을 모두 갖춘 데이터사이언스 전문가를 양성하고 있습니다. 현재 8명의 전임교원이 각자의 전문 분야에 데이터사이언스를 접목해 연구와 인재 양성에 힘쓰고 있습니다. 저는 햅틱스와 로보틱스 분야에 데이터사이언스를 적용하는 ‘로봇촉각 데이터 연구실’을 운영하고 있습니다.

Q. 최근 교수님이 하고 계신 연구가 있다면 소개 부탁드립니다.

저는 그동안 배운 햅틱스와 로보틱스 기술을 접목해 검증 슬롯사이트 핑거팁 촉각센서를 개발하고 있습니다. 이 센서를 검증 슬롯사이트 핸드나 그리퍼에 장착해, 검증 슬롯사이트이 물체를 더욱 세밀하고 자연스럽게 다룰 수 있도록 고도화하는 것이 목표입니다. 궁극적으로는 데이터 기반의 물체 조작 기술까지 개발하는 것을 장기적인 비전으로 삼고 있습니다.

현재까지 로봇용 핑거팁 촉각센서 분야에서는 미니 카메라를 활용한 ‘비전 기반 센싱’이 주목을 받아왔습니다. 부드러운 소재로 만든 접촉 레이어 안쪽에 미니 카메라를 설치하고, 물체가 닿아 변형되는 모습을 촬영해 접촉 조건을 역추정하는 방식입니다. 하지만 이 방식은 카메라의 촬영 속도 한계 때문에 표면 질감 측정이나 마찰을 활용한 물체 조작처럼, 접촉 표면의 진동 정보를 처리하는 데 어려움이 있었습니다.

저는 이러한 한계를 극복하기 위해 카메라에 진동센서를 추가해, 사람 손가락에 가까운 감각 성능을 구현한 촉각센서를 개발하고 있습니다. 이 연구는 과학기술정보통신부(한국연구재단)와 영국왕립학회(The Royal Society) 지원을 받아, 경북대학교와 영국 브리스톨대학교가 함께 수행 중인 국제 공동연구입니다.

검증 슬롯사이트 촉각센서는 검증 슬롯사이트이 사람처럼 자연스럽게 물체를 조작하기 위해 꼭 필요한 핵심 부품입니다. 사람의 손기술을 검증 슬롯사이트이 대신할 수 있다는 점에서 전 세계 많은 연구 그룹과 기업이 주목하고 있습니다. 특히 검증 슬롯사이트핸드나 그리퍼에 장착된 센서와 물체 조작 제어 기술이 함께 발전한다면, 한 단계 더 진보한 공장 자동화가 가능해집니다. 이 때문에 테슬라, 구글 딥마인드, 메타 등 글로벌 빅테크 기업들도 높은 관심을 보이고 있습니다.

경북대학교 검증 슬롯사이트촉각 데이터 연구실은 고려대학교 세종캠퍼스가 주관인 연구과제에 참여해, 대규모 비전-언어-행동(VLA) 모델의 파이프라인에 촉각 데이터를 결합하는 연구를 진행하고 있습니다. 이를 통해 검증 슬롯사이트이 일상생활에서 수행하는 물체 조작의 품질을 한층 더 높이는 것을 목표로 하고 있습니다.

마지막으로, 저희 연구실은 사람의 터치 특성을 데이터 관점에서 분석하는 연구도 진행하고 있습니다. 특히 자동차 센터페시아는 짧은 터치만으로도 운전자의 명령 의도를 정확히 파악해야 하며, 이를 통해 잘못된 터치(오터치)로 인한 사고를 줄일 수 있습니다. 이러한 문제를 개선하기 위해 과학기술정보통신부(정보통신기획평가원)가 주관하는 대학 ICT연구센터의 지원을 받아 터치 의도 파악과 정상 터치·오터치 구분 기술을 개발하고 있습니다.

Q. 2022년 10월 독일 튀빙겐대학교 컴퓨터과학부에서 ‘손가락 패드와 표면 상호작용에서 습기의 영향 이해’로 박사학위를 받으셨는데 어떤 내용인지 소개 부탁드립니다.

저는 독일 슈투트가르트에 위치한 막스플랑크 지능시스템 연구소에서 박사과정을 수행했습니다. 독일 교육법상 학위는 연구소가 아닌 대학에서 수여하기 때문에 인근 튀빙겐대학교에서 컴퓨터과학 전공으로 박사학위를 받았습니다.

제 박사과정의 전공은 ‘햅틱스’입니다. 햅틱스는 피부의 접촉을 통한 상호작용을 연구하는 학문으로, 저는 특히 사람이 손가락으로 물체 표면을 짧은 시간 안에 접촉했을 때 발생하는 물리적 변화를 연구했습니다. 이 연구가 성공적으로 진행되면 장기적으로 로봇 촉각센서의 제작과 활용 품질을 크게 높일 수 있다고 믿었습니다.

손가락과 물체 표면 사이의 접촉 연구에서 가장 큰 발견은 ‘지문의 땀구멍에서 나오는 수분의 중요성’이었습니다. 손가락의 수분량에 따라 손가락의 물성(물렁함)이 의미 있게 변하며, 이는 같은 압력 조건에서도 접촉 면적에 큰 차이를 가져왔습니다. 저는 이러한 생리학적 현상이 손가락과 물체 사이의 마찰력을 어떻게 변화시키는지, 그리고 마찰력 변화의 주요 요인이 무엇인지 과학적으로 분석했습니다. 이 연구 성과는 향후 로봇 핑거팁 센서의 마찰 기반 물체 조작 연구에도 유용하게 활용될 것으로 기대합니다.

Q. 교수님의 주요 연구 분야가 로봇 그리퍼에 쓰일 촉각센서 개발, 로봇의 물체 조작을 위한 그리퍼, 물체 접촉 데이터의 활용 등으로 알고 있습니다. 최근 휴머노이드 로봇이 크게 각광 받으면서 촉각센서나 물체 조작을 위한 그리퍼에 대한 관심이 높습니다. 촉각센서나 그리퍼 관련 최신 동향이나 기술적인 트렌드가 있다면 무엇인지 궁금합니다.

물체 조작을 위한 로봇 촉각센서는 그동안 센서 내부에 미니 카메라와 광학 시스템을 사용해 접촉부의 움직임을 이미지 데이터로 변환하고, 이를 분석해 외부 접촉 조건을 파악하는 방식이 주류를 이뤘습니다. 대표적인 예로는 매사추세츠공대(MIT)가 개발한 ‘겔사이트(GelSight’, 메타(Meta)의 ‘디지트(DIGIT)’, 그리고 영국 브리스톨대학교의 ‘택팁(TacTip)’이 있습니다.

하지만 카메라 기반 촉각센서는 보통 초당 30회(30Hz) 정도의 속도로만 센싱이 가능해, 초당 1000회까지 측정할 수 있다고 알려진 사람 손가락의 감각 속도와는 큰 차이가 있습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 최근에는 미니 카메라는 저주파수 센싱을, 마이크와 같은 진동센서는 고주파수 센싱을 담당하는 ‘멀티모달 촉각센서’ 개발이 필요해졌습니다. 실제로 2024년 11월 초 메타는 이러한 멀티모달 센싱이 가능한 ‘DIGIT360’ 센서를 공개하기도 했습니다.

현재 저희 연구실을 비롯한 여러 연구 그룹이 멀티모달 로봇 촉각센서를 개발·활용해 보다 정밀한 물체 조작이 가능한 로봇 시스템을 만드는 데 힘쓰고 있습니다.

Q. 박사학위 취득 후 영국 브리스톨대학교에서 2022년 11월부터 2024년 2월까지 박사후연구원으로 계셨는데 어떤 연구를 하셨는지 궁금합니다.

박사과정에서는 햅틱스를 전공하며 사람 손가락과 물체 사이에서 발생하는 접촉과 마찰 현상을 연구했습니다. 이후 박사후 과정에서는 영국 브리스톨대학교가 개발한 ‘TacTip’을 기반으로 한 로봇 촉각 센서 개발에 집중했습니다. TacTip의 설계와 제작 노하우를 익힌 뒤 그 센싱 원리를 ‘핀레이(FinRay)’ 그리퍼에 적용해, 물체를 잡을 때 접촉 위치와 깊이 등을 정밀하게 감지할 수 있는 그리퍼 개발도 진행했습니다.

개인적으로는 박사후 과정을 조금 더 이어가 연구 수준을 높이고 싶었지만, 예상보다 이른 시기에 경북대학교 데이터사이언스대학원에서 조교수로 부임할 기회를 얻게 되어 귀국했습니다. 영국 지도교수님께는 아쉬움과 죄송한 마음이 있었지만, 다행히 국제 공동연구 과제에 선정돼 현재도 두 그룹이 긴밀하게 협력하며 연구를 이어가고 있습니다.

Q. 이력을 보니 아주 특이하게도 일본에서 학부, 미국에서 석사, 독일에서 박사학위를 받으셨는데 이들 국가 모두 검증 슬롯사이트 분야 선진국입니다. 각 나라에서 우리가 검증 슬롯사이트 기술 발전을 위해 본 받아야 할 점이 있다면 무엇일까요.

일본은 ‘모노쓰쿠리(물건 만들기)’에 최적화된 나라답게, 다양한 기계 부품을 편리하게 주문할 수 있는 시스템이 인상적이었습니다. 예를 들어 같은 볼트 제품이라도 부품 위치에 따라 치수가 달라질 수 있는데, 이러한 경우까지 모두 고려한 주문 시스템이 이미 약 20년 전부터 완성돼 있었습니다.

미국은 대학원 수업의 질이 높았습니다. 교수들은 자신이 진행 중인 최신 연구를 강의 주제로 삼는 경우가 많았고, 과제 역시 양적으로나 질적으로 우수했습니다. 특히 인상적이었던 점은 학생들의 적극적인 태도였습니다. 학생들은 문제 해결 과정을 논리적으로 설정하고, 스스로 답을 찾아가려는 자세를 갖춘 경우가 많았습니다.

독일은 하나의 주제를 깊이 탐구할 수 있는 시간적·공간적 여유가 있었습니다. 개인적으로 박사과정을 독일에서 하길 잘했다고 생각하는 가장 큰 이유는 독일에서 보낸 5년이 제 인생에서 연구 주제에 대해 가장 깊이 고민할 수 있었던 시기였기 때문입니다.

 Q. 로봇을 연구하면서 가장 어려운 점은 무엇입니까.

로보틱스는 기계, 전자, 컴퓨터과학 등 여러 전공 분야를 아우르는 학문이어서 공부해야 할 지식의 범위가 넓다는 점이 큰 도전이었습니다. 저는 학부에서는 기계공학을, 석사와 박사 과정에서는 컴퓨터과학을 전공했지만, 석사과정을 마칠 때까지도 스스로를 로보틱스 전공자라고 생각하지 않았습니다. 박사과정을 마치고 박사후 과정을 거치면서야, 로보틱스에 필요한 다양한 응용 지식이 쌓였고, 비로소 검증 슬롯사이트 분야의 연구 흐름을 이해할 수 있었습니다.

제가 연구하고 있는 검증 슬롯사이트 촉각센서 분야 역시 여러 세부 학문이 융합돼야 제대로 된 성과를 낼 수 있습니다. 그래서 현재도 전자공학과 재료공학 전문가들과 협업하며 연구개발을 진행하고 있습니다.

Q. 검증 슬롯사이트을 연구하게 된 동기가 있다면.

특별한 계기라기보다, 저는 어릴 때부터 물건이나 장난감을 직접 만들고, 조립하고, 고치는 일을 좋아했습니다. 레고 블록 조립은 물론, 고무동력기나 물로켓을 나만의 방식으로 최적화해 대회에서 여러 차례 수상하기도 했습니다.

일본 대학교 진학을 앞두고, 혼다자동차가 개발한 이족보행 로봇 ‘아시모(ASIMO)’가 계단을 오르는 시연 영상이 전 세계를 놀라게 했습니다. 부품 하나하나가 유기적으로 움직이는 모습이 너무 신기했고, 언젠가는 나도 그렇게 움직이는 로봇을 만들어보고 싶다는 생각이 들어 기계공학과에 진학했습니다.

이러한 호기심은 최근에는 ‘로봇청소기 고치기’로 이어졌습니다. 고장난 로봇청소기를 나눔받아 회로와 부품을 살펴보고, 필요한 부품을 교체해 고치는 방식입니다. 그렇게 수리한 청소기는 지금도 저희 집에서 잘 사용하고 있습니다.

Q. 연구자로서 앞으로의 꿈과 목표가 있다면.

저는 검증 슬롯사이트 촉각센서를 사업화해, 대한민국이 세계 촉각센서 분야를 선도하는 모습을 보여주고 싶습니다. 현재까지도 햅틱스(촉각) 연구는 다른 검증 슬롯사이트 세부 분야에 비해 성장 속도가 더디지만, 이는 그만큼 연구가 어렵기 때문이라고 생각합니다. 저는 햅틱스와 로보틱스를 모두 경험한, 세계적으로도 드문 연구자라고 자부합니다.

가까운 미래에 촉각 분야의 엔지니어링 기술이 완성된다면, 극단적으로는 손기술을 활용하는 대부분의 업무가 검증 슬롯사이트으로 대체될 것입니다. 저는 이러한 시대가 반드시 올 것이라고 믿고 있으며, 그때 사용될 촉각센서를 미리 개발하고 보급해 검증 슬롯사이트 촉각센서만큼은 대한민국이 최고라는 평가를 듣고 싶습니다.

 Q. 검증 슬롯사이트을 전공하려는 후배들에게 어떤 준비와 노력이 필요한지 조언해 주신다면.

이루고자 하는 목표에 따라 준비 방법은 달라집니다. 학사 졸업 후 취업이 목표라면 학교 수업과 과제를 성실히 수행하고, 최신 기술 트렌드 변화에도 관심을 기울이길 권합니다. 석사 학위 취득이 목표라면 최신 기술을 직접 구현해보는 경험을 쌓는 것이 좋습니다.

박사 학위 후 독립적인 연구자가 되고자 한다면 석사 과정에서 배운 지식을 토대로 세부 학문 분야를 정하고 깊이 있는 학문적 탐구를 이어가야 합니다. 아울러 박사 학위를 마치면 자연스럽게 연구 철학이 형성되는데, 그 철학이 사회가 원하는 방향과 맞는지 수시로 점검하는 것도 중요하다고 생각합니다.

 Q. 국내 검증 슬롯사이트 산업이 한 단계 더 발전하기 위한 방안이 있다면.

대한민국은 제조 산업과 소프트웨어 산업을 모두 갖춘 드문 나라 중 하나입니다. 이러한 조건을 가진 국가는 대체로 강대국이 많은데, 우리나라는 그중에서도 인구 규모가 작고, 인구 감소 속도는 세계에서 가장 빠른 편입니다. 이런 상황을 고려할 때, 앞으로 10년 동안 국내 검증 슬롯사이트 산업은 인구 감소 시대에 미래 국가 경쟁력을 결정짓는 방향타 역할을 할 것이라 생각합니다.

이 방향타가 국가 경쟁력 향상으로 이어지기 위해서는 검증 슬롯사이트 학계와 산업계가 지금보다 더 긴밀하게 협력해야 합니다. 현재는 학계에서 나온 아이디어가 정부 지원을 받아 개발되고, 이후 산업계로 확산되는 구조를 갖고 있습니다. 그러나 앞으로는 산업계가 연구개발에 정부보다 더 많은 투자를 하고, 정부는 필요한 부분을 보완하는 방식으로 변화해야 한다고 봅니다. 이러한 시스템이 갖춰진다면 검증 슬롯사이트 산업의 연구개발 속도는 더욱 빨라지고, 산업계 파급 효과가 큰 기술부터 빠른 성장을 이룰 수 있을 것입니다.

 Q. 연구에 주로 영향을 받은 교수님이나 연구자가 계시다면.

첫 번째는 경기욱 KAIST 기계공학과 교수님입니다. 저는 교수님과 한국전자통신연구원에서 실장-연구원 관계로 인연을 맺었고, 연구를 잘 알지 못하던 시기에 연구의 A부터 Z까지 가르침을 받았습니다. 특히 연구 기획 능력과 발표 능력은 지금도 배우고 따라가고 싶은 부분입니다.

두 번째는 제 박사과정 지도교수이신 캐서린 쿠첸베커(Katherine Kuchenbecker) 교수님입니다. 캐서린 교수님은 대규모 연구실을 운영하시면서도 학생 지도에 많은 시간을 투자해 주셨습니다. 덕분에 저의 논리적 사고, 논문 작성 능력, 그리고 발표 역량이 한층 향상되었습니다.

마지막은 박사후 과정의 어드바이저인 나산 레포라(Nathan Lepora) 교수님입니다. 나산 교수님은 학생들이 편안하게 의견을 나눌 수 있는 정서적 안정성을 제공해 주셨고, 효율적인 연구를 위한 조언을 아끼지 않으셨습니다. 무엇보다도 현재 제 연구의 토대가 되고 있는 검증 슬롯사이트 촉각센서 기술을 흔쾌히 전수해 주신 점에 깊이 감사드립니다.