대학원연구실 릴레이 인터뷰/탐방 2탄(바이오의료전자연구실-이승민교수님)

안녕하세요. 전자공학부 애플기자단입니다.

요즘 학생상담주간을 맞으면서 전자공학부 관련 산업 및 진로에 고민이 있는 학우분들이 부쩍 많아진 것 같습니다. 이러한 고민을 덜어주기 위해 저희 애플기자단이 지난번 인공지능연구실에 이어 총 4편의 대학원연구실 릴레이 인터뷰를 준비했습니다.

첫번째로 학우분들께 소개할 연구실은 바로!!

이승민 교수님의 바이오의료전자 연구실입니다.

반도체, 배터리 등에 비해 조금은 생소하게 느껴질 수 있지만 실제로는 웨어러블 장치 및 센서 등과 같이 우리 생활과 밀접하게 많이 사용되며, 이때 전자공학의 전분야의 지식이 필요로 하고 있습니다.

그럼 지금부터 <바이오의료전자 연구실>에 대해 바로 알아보도록 하겠습니다!

첫 번째 연구실 인터뷰/탐방-<이승민 교수님의 바이오의료전자 연구실>

Q1) 간단한 소개 부탁드립니다 (교수님소개)

저는 전자공학 전공으로 학사를 받고 서울대병원 의공학교실에서 석박사 학위를 취득했습니다. 이후 고려대학교에서 연구교수, UIUC에서 박사후 연구과정을 거쳐 2017년에 국민대학교에 부임했습니다. 제가 연구하고 있는 분야는 공학과 의학을 어우르는 융합형 학문분야인 의공학으로 현재 대학원생, 학부 인턴생들과 함께 다양한 정부 및 기업과제들을 수행하고 있습니다. 수업은 주로 하드웨어 설계와 관련이 많은 회로이론과 마이크로프로세서, 공학설계 그리고 센서응용공학 등의 교과목을 가르치고 있습니다.

Q2) 본 연구실에서는 어떤 것들에 대해 연구하나요?

저희 바이오의료전자 연구실에서는 질병의 진단 및 치료 효율을 높이기 위해 인체의 다양한 공학적 분석과 해석 및 의료용 플랫폼 등의 제반기술 연구를 진행하고 있습니다. 융합형 연구의 특성상 다양한 임상 교수님들 그리고 이공계 여러 분야의 교수님들과 함께 활발히 교류하며 넓은 연구 스펙트럼을 가지고 있습니다. 현재 수행하고 있는 여러 프로젝트들이 있는데, 그 중에서 주력으로는 뇌와 관련된 질병들, 특히 아직까지도 치료가 어려운 간질과 치매 진단 및 치료를 위한 체내 이식형 장치를 개발하고, 피부에 부착하는 웨어러블 장치들도 함께 연구하고 있습니다.

Q3) 바이오의료전자 분야는 전자공학부 학생들에게 생소하게 느껴질 수 있는 분야인데, 혹시 전자공학분야와 어떻게 관련 있는지 궁금합니다.

바이오의료전자 분야는 어찌 생각해보면 마치 의료행위나 생물 교과목 같은 느낌이 강하게 날 수도 있을 텐데 사실은 전혀 그렇지는 않습니다. 의학적으로 해결해야하는 난제들을 공학기술을 적용하여 해결하려는 것이 저희 연구실의 목표일 뿐 연구하는 내용은 전자공학이 대부분입니다. 예를 들어 주력으로 연구하고 있는 이식형 장치는 외부에서 무선으로 전력을 공급받아 동작하기에 전자기학 및 전력변환과 관련이 많고, 생체신호를 획득하기 위해 회로이론에서 배우는 기법들을 사용합니다. 데이터를 획득하고 송수신하기 때문에 마이크로프로세서와 통신공학이 적용되고 정밀한 생체신호 분석을 위해 디지털신호처리를 사용합니다. 작고 얇게 만들어야 하기에 반도체 공정을 사용하고 있고, 특정한 생체신호를 획득해야 하므로 센서응용공학이 적용됩니다. 또한 측정된 신호를 실시간으로 서버에 전송한 후 AI(인공지능)를 이용하여 비선형 특성을 가진 뇌파를 분석, 간질을 미리 예측을 하고 있는데 여기에는 각종 프로그램 수업과 인공지능 교과목도 적용이 되고 있죠. 바이오의료전자 분야는 의학적인 목표를 가지고는 있지만 그 과정에서 공학적으로 접근하고 해결할 수 있는 요구사항들이 정해질 뿐 우리가 공부하고 있는 전자공학 전분야가 모두 동원되고 있기 때문에 매우 밀접한 관계입니다.

Q4) 바이오의료전자 분야의 미래에 대해 어떻게 생각하시나요?

과거에는 의료수요와 건강에 대한 관심 자체가 지금과 같이 않아서 의료현장 외에서는 우리가 쉽게 접하지 못했겠지만 의공학분야는 늘 꾸준하고 묵묵하게 자리를 지켜왔고 인류가 존재하는 한 앞으로도 그럴 겁니다. 이제는 고령화 사회로 들어서고 삶의 질에 높은 가치를 두고 있기 때문에 패러다임이 많이 변했습니다. 의료행위가 치료가 아닌 예방에 더 높은 중점을 두고 있고, 일상에서 몸의 상태를 관찰하여 더 건강한 삶을 영위하고자 하기 때문에 의공학에 대한 수요는 많이 높아졌고 계속 더 높아질 겁니다. 의료용 기기들은 개발하는 게 굉장히 까다롭고 수준이 높습니다. 게다가 4차산업혁명이 진행되면서 ICT, BT, NT 기술들이 서로 결합되어 신생·융합기술 분야 발전을 이끌 수 있는 전문인력이 많이 모자란 상황입니다. 이렇듯 연구적 중요성과 부가가치가 높아진 상황에서 정부에서도 미래신성장산업으로 선정해 38년까지 장기간 수조원을 투입하고 있고 대기업에서도 적극적으로 나서고 있는 상황이니 전문성만 지니고 있다면 요직으로의 진출도 원활하고, 안정적인 직업을 쉽게 찾아 갈 수 있습니다. 이제는 의공학의 범위가 매우 넓어져서 하고 싶은 진로 선택의 폭도 굉장히 많아져 있기도 하니 바이오의료전자 분야는 지금도 괜찮지만 미래에는 더더욱 유망해지지 않을까 생각합니다.

Q5) 교수님의 연구실 산하의 대학원생분들은 현재 무엇을 공부하고 앞으로 어떤 연구나 프로젝트를 진행하는지 알려주세요.

저희 연구실 학생들은 각자 특기와 적성에 맞는 연구를 진행하고 있습니다. 앞에 말했듯 전자공학 거의 전분야가 다 활용되고 있기 때문에 펌웨어, 회로, 공정, 신호처리 등등 본인들이 하고 싶은 공부들을 합니다. 하지만 모두 연관이 되어있고 결국에는 같은 목표를 가지고 있기 때문에 상호간 융합할 수 있는 능력도 함께 배양하고 있습니다. 진행하고 있는 프로젝트들은 좀 다양한데 간질환자를 위한 이식형 디바이스의 개발 연구가 가장 활발하고, 운전자로부터 원활하게 뇌파를 측정할 수 있는 CNT 기반 센서 및 플랫폼, 수면의 질을 측정하고 모니터링하는 디바이스, 그리고 일주기 리듬을 추정할 수 있는 비시각적 조도계 등등을 정부 그리고 기업들과 함께 진행하고 있습니다. 앞으로도 지금과 적용 예시는 달라지겠지만 지금과 비슷한 프로젝트들을 계속 진행하게 될 것 같습니다. 이런 프로젝트들 모두 하드웨어와 소프트웨어를 모두 활용해야 하는 분야인만큼 전자과에서 배우는 대부분의 내용을 공부하고 실제로 사용하게 됩니다. 또한 전자과에서는 접하기 힘든 동물실험도 함께 진행하고 있기 때문에 다양하고 풍부한 경험을 쌓음과 동시에 의학과 이학을 포함하는 다학제간의 교류도 함께 느껴볼 수 있는 연구와 프로젝트들이 될 것입니다.

Q6) 연구실에 들어가기 위해 따로 공부해야 할 부분이나 수강해야 할 과목이 있나요?

교과목들이 빠지지 않고 다 활용이 되고 있으니 모든 과목이 중요하긴 합니다. 하지만 모든 과목을 잘할 수는 없으니 본인이 잘하는 것을 알고 그것으로 설계과목까지는 수강한다면 문제없이 연구를 진행할 수 있는 바탕이 만들어집니다. 대신 의료용 장치의 특성상 신뢰도와 요구되는 수준이 상당합니다. 아무리 간단한 연구를 하더라도 고려해야 하는 사항이 굉장히 많습니다. 때문에 저희 연구실에서는 학부생 때에도 연구실에서 인턴생활을 해보는 것을 적극 추천하고 있습니다. 현재 배우고 있는 것과 실제 사용되는 것을 함께 공부할 때 심도 있게 배울 수가 있고 무엇보다 설계에 대해 많은 자신감고 능동적인 성격을 가질 수가 있기 때문입니다. 현재 대학원생들 모두 인턴을 하다가 진학했기 때문에 이제 막 석사를 시작했을 때에도 수준은 꽤 상당합니다. 졸업 때까지 더 많이 배우고 더 좋은 전문가가 될 수 있는 기틀이 학부 인턴생활부터 다져진 것입니다. 다만 모든 교과목을 깊게 파고 들어갈 필요가 없을 뿐 다른 과목들도 두루 알고 있어야 큰 그림이 머리에 그려지고, 그 이후에 진정한 융합연구를 진행할 수 있습니다. 거기에 의학 분야도 조금은 공부해야 하기 때문에 모든 교과목을 잘하지는 못했더라도 꾸준히 공부할 수 있는 습관을 가졌으면 좋겠고, 조금 욕심을 내본다면 상상력이 풍부했으면 합니다.

Q7) 본 연구실 입학을 희망하는 전자공학부 학생들에게 당부해주고 싶으신 말씀이나 조언해주실 이야기가 있으신가요?

연구실 입학과 상관없이 모든 학부생들에게 받은 학점과 별개로 본인이 제일 재미있게 공부했던 분야로 진로를 정하라고 조언을 드리고 싶습니다. 전자공학은 매우 실증적인 학문이기 때문에 이론만큼이나 실전에서 공학적 문제를 해결하고 개발해 나가는 능력이 중요합니다. 거기에 발전속도는 굉장히 빨라서 전자공학을 업으로 삼는 한 지속적으로 공부를 해 나가야합니다. 그렇기 때문에 지치지 않는 것이 중요하다 생각하는데 자신이 하고 있는 업무가 재미있고 흥미로워야 할 것이며 많은 성취감을 통해 보상을 누릴 수 있어야 가능할 것입니다.

이런 점에서 저희 연구실은 전문성을 강화하는 것과 더불어 재미와 흥미를 잃지 않도록 많은 노력을 하고 있고, 복지에도 각별히 신경을 써서 연구에 더욱 집중할 수 있도록 하고 있습니다. 의공학으로 연구를 진행하다가 보면 어느 순간 결실을 맺게 되는데, 의학적 연구에서 오는 성취는 순수성과 이타성을 지니기에 어떤 때에는 경이롭기까지 하고 이는 연구원들에게 엄청난 자부감과 희열을 불러오기도 합니다. 저 역시 이러한 이유로 의공학으로 진학한 것에 대해 늘 자랑스럽게 생각하고 있고 쉬지 않고 열심히 달려올 수 있었던 동력이 되었습니다. 굳이 저희 연구실이 아니더라도 많은 학생들이 취업 혹은 진학을 할 때 힘들게 공부한 전자공학인만큼 많은 성취감을 느껴볼 수 있는 방향으로 진로를 정하셨으면 좋겠습니다. 그리고 무엇을 위해 열심히 공부하고 있는지도 한 번 정도는 깊게 생각해보았으면 합니다.

Q8) 마지막 질문입니다. 교수님께서는 어떤 올해의 목표가 있으신가요?

올해 저희 연구실의 1호 박사과정 학생이 졸업을 위해 마지막 스퍼트를 하고 있는데요, 무사히 박사학위를 받을 수 있도록 돕고 졸업 후 좋은 곳에 자리 잡을 수 있는 기틀을 닦아 놓는 것이 목표입니다. 그리고 대규모 프로젝트 몇 개가 올해 결실을 맺게 됩니다. 오랜 기간 많은 자본과 노력을 들여가며 진행해왔고 이제 완성을 앞두고 있는 상황에서 프로젝트들을 잘 마무리하여 좋은 논문들을 많이 출판하고자 합니다.

또한 코로나로 인하여 너무 오랜 시간동안 학문적인 교류가 없었습니다. 학회도 열리지 않아서 우리가 한 연구에 대한 피드백도 받기 힘들었고 세계 석학들이 어떤 연구를 하는지도 알 수 있는 방법이 없었습니다. 올 해에는 연구원들을 데리고 많은 국제/국내 학회에 참석하여 견문을 넓혀 주고 본인들의 연구에 대한 자긍심도 고취시키고자 합니다.

(몸 안에 들어가는 이식형 장치와 삽입되는 모습인데, 난치병인 간질과 치매치료에 사용된다고 합니다. 배터리 없이 동작 하는데 서버까지 연결되어서 인공지능으로 뇌신호를 분석하고 있습니다.)

(개발한 이식형 장치를 실제 실험용 쥐에 삽입하는 동물실험 모습입니다.)

(융합연구를 주로 하는 연구실 답게 종종 다른 대학교 연구실과 함께 실험을 같이 진행한다고 합니다. 분위기가 정말 화기애애해요.)

(현재 석사 1학기중인 이현진 선배님이 연구성과들 앞에서 설명해 주시고 계십니다. )

지금까지 이승민 교수님의 바이오의료전자 연구실 인터뷰/탐방을 했는데요, 이번 기사를 통해 바이오의료전자에 대한 이해 및 관심 더 나아가 대학원 진학에 대해 고려해보는 계기가 되었으면 좋겠습니다.

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