글로벌 시장의 혁신을 가져 온 ‘나노봇’

연세대 천문우주학과/타이렌(주)  김석환 교수(대표) 

연세대 천문우주학과/타이렌(주)   김석환 교수(대표)

우리 일상에 깊이 파고 든 인공위성의 역할은 점점 커지고 있다. TV를 켜고 위성방송 프로그램을 보고, 뉴스를 통해 기상 예보를 접한다. 초고속 광대역 통신망을 사용하여 인터넷을 항해하고, 교통 정보가 필요할 땐 GPS 장치를 이용한다. 어디 그 뿐인가. 비행기가 뜨고 내릴 때, 해양 및 환경을 관측할 때, 지도 제작을 위해 지형을 관측할 때 등등 21세기를 살고 있는 우리가 누리고 있는 새로운 환경의 대부분은 인공위성 덕분이다. 21세기 들어 지식의 정보화와 국민복지 향상을 위한 인공위성의 활용은 그 중요성이 날로 증가하고 있다. 우리나라에서도 우주에 대한 국민들의 관심사가 높아지고 있다. 인공위성을 우주로 쏘아 올리기 위해서는 부피를 최소화하고 최대한 무게를 가볍게 하는 것이 관건이다. 인공위성 관련 차세대 우주 개발에 적용된 우주 구조물 조절 기술을 응용하여 스트링(실과 코드의 중간크기 끈) 조절 장치인 나노봇을 개발한 타이렌(대표 김석환)이 주목받고 있다. 

김석환 교수는 연세대 천문우주학과를 졸업하고 대학원까지 마친 후 31살에 영국행 비행기를 탔다. 정밀광기계 시스템을 전공한 그는 천문학 연구를 위한 우주 망원경 설계와 제조 분야의 전문가이다. 영국런던대학교에서 우주광학기기 분야 박사학위를 취득했다. 그는 귀국하지 않고 영국에서 박사학위 지도교수와 함께 '옵티컬 제네릭스UK'라는 기업을 창업했다. 이 업체는 로보틱 광(光) 가공 기계를 생산하는데 그는 이곳에서 설립 시 부터 R&D디렉터를 맡아 일하며 우주망원경 광학부품제조에 기여했다. 1999년 김 교수는 미 항공우주국인 NASA에서 인공위성을 만드는 글로벌 프로젝트에 광학 전문가로 캘리포니아 공과대학 (Caltech) 방문교수 및 JPL연구원 자격으로 프로젝트에 합류하여 '은하진화위성(GALEX) 인공위성 개발, 제작에 기여했다. 

스트링(실과 코드의 중간크기 끈) 조절 장치인 나노봇

우주산업과 실생활의 다리역할을 해... 
그는 그 당시 한국인으로는 유일하게 미국 국무성 국제무기기술이전금지규정(ITAR)을 통과하여 제조에 참여함으로써 역사적인 족적을 남겼다. 그리고 2002년 연세대 천문우주학과 교수로 돌아왔다. 그는 '인공위성의 눈'인 초정밀 우주망원경 설계, 제조, 평가 기술 분야'에서 핵심역량을 보유한 세계적인 학자로 정평이 나, 현재까지 37여 년간 '우주광학, 천문기기 연구'에 정진하며 2002년 부터는 모교와 모국의 '천문우주학 발전'에도 이바지하고 있다. 김 교수는 미항공우주국(NASA)에서 초정밀 자외선 우주망원경을 설계·제조하는 연구에 관여하면서 스트링 활용 기술에 영감을 얻어 나노봇 스트링 조절장치를 창안하는 계기를 마련했다. 그는 우주기술에서 기술을 가져 와서 일상용품에서 혁신을 일으키고자 2016년 타이렌(주)를 설립하고 나노봇 스트링 조절장치를 개발했다. 

김 교수는 "이번에 개발한 스트링 조절장치 나노봇은 타제품에 비해 다양한 조절 기능, 작고, 예쁘고, 단순하다. 부품 갯수도 타 회사 제품은 8개인데 우리 제품은 부품 개수도 4개로 줄였다"고 말하며 "원천 발명 특허 또한 60여건 이상 보유하고 있으며 스트링을 이용한 형상조절 장치 국내외 원천기술 지재권 예시와 앞으로 3년 내 100건 이상 확대될 것으로 전망하고 있다"고 말했다. 인공위성 조절장치의 기술을 가져와서 어패럴과 패션잡화에 접목시켰다. 관련 산업군으로는 옷과 신발, 장갑, 모자, 장신구, 시계, 마스크, 텐트 등 끈/줄/밴드/스트랩을 이용하는 모든 제품군에 다 적용시킬 수 있어 적용분야는 그야말로 무궁무진하다. 

우주기술과 실생활 상호작용의 신패러다임을 구축한 김 교수는 끊임없이 떠오르는 아이디어를 현실화시키는 발명가로 연구할 때나 교단에서도 자신과 후학들에게 “What’s New?”(무엇이 새로운가?)에 대한 의문을 던진다. 탐험가적 정신으로 과거에 집착하지 않고 미래를 향해 시선을 던지게끔 하는 그는 모든 상황을 긍정적으로 바라보며 새로운 것을 느낄 때 그것을 즐겁게 느끼게끔 후학들을 이끌고 있다. 그는 "후학들을 바라볼 때 보람이라면 아무래도 제가 가르친 학생들이 국책연구소나 대기업 등 취업 후 업무에서 좋은 결실을 맺고 자신이 하고픈 일에 열정을 다할 수 있도록 도왔다는 생각을 하게 될 때가 아닌가 싶다"고 말했다. 제자들이 전 세계에서 가장 진보된 기술개발의 주역이 되게끔 노력하고 있으며 현재 제자가 광학 기기 분야의 세계 최고로 일컬어지는 미국 투싼 (Tucson) 아리조나대학교 광과학대학 부교수 제자로 있는 등 후학들의 눈부신 활약에 김 교수는 기쁨을 감추지 못한다. 

인공위성을 접었다 펴는 기술에서 착안하여 개발된 스트링 조절장치 나노봇(NANOBOT)

인공위성을 접었다 펴는 기술에서 착안하여 개발된 스트링 조절장치 나노봇(NANOBOT)으로 준명품 어패럴 및 웨어러블 시장 진입에 본격적으로 나선 그는 기존 스트랩 조절장치보다 타이렌의 나노봇이 기능의 다양성, 품질 및 가격 경쟁력이 월등하다는 것을 파악하고 부피가 작고 디자인과 기능성이 뛰어나다는 확신을 얻은 후 국내는 물론 해외 진출을 위한 적극적인 움직임을 보이고 있다. 그는 "나노봇의 혁신 포인트는 한 개의 끈을 조절할 수 있는 기존의 끈 조절제품과는 달리 와이어, 플라스틱, 고무, 섬유 등 모든 재질로 제작된 여러 개의 스트링을 동시에 조절할 수 있다"고 자신있게 이야기했다. 

2019년 발명특허대회에서 산업자원부장관상인 금상을 수상한 그는 앞으로 나노봇에 센서를 부착하여 신체활동 측정과 데이터 해석, 맞춤형 활동처방에 이르도록 연구를 추진하고 있다. 센서화, 빅데이터화해서 4차인공지능산업화에 기여할 예정이며 패션, 어패럴, 웨어러블까지 센서 부착과 신체활동 측정, 맞춤형 활동처방까지 이를 수 있도록 연구할 계획이다. 나노봇 장치를 이용한 트랜스포머 패션을 창조해 패션업계 혁신을 일으킬 계획을 가지고있는 김 교수는 오늘도 바쁜 걸음을 옮기고 있다. 

<연세대 천문우주학과/타이렌(주)  김석환 교수(대표) 인터뷰>
Q:  영국에서의 사업도 한창 번창하여 어느 정도 자리를 잡을 때였고, 영국 시민권도 곧 발급될 상황이었는데, 이 모든 것을 뒤로 하고 미국행을 강행하신 계기가 궁금합니다. 또한 미국 NASA에서 일하실 때 구체적으로 어떤 연구 분야에 참여하셨는지 설명 부탁드립니다. 
A: 영국에서 사업을 할 당시엔 스타트업 같은 개념을 몰랐지만 창업의 형태는 지금과 비슷했습니다. 그 사업을 시작하게 된 계기는 스마트 어워드라는 일종의 신기술 창업 지원사업에 선정되면서였고 그 당시 회사는 지금 지능형 로보틱 광 가공기를 전 세계 시장에 판매하는 국제적 첨단 기술 기업이었습니다. R&D 디렉터로 눈코 뜰 새 없이 바쁜 나날을 보내던 중 NASA에서 온 갑작스런 제안에 고민을 많이 했죠. 하지만 일단 가서 눈으로 보기나 하자는 심정으로 미국행 비행기에 올랐습니다. 그런데 직접 가 보니 생각이 달라졌어요. 나사, 칼텍, 존스홉킨스, JPL(제트추진연구소)같은 세계에서 가장 진보된 우주기술을 보유한 기관, 대학들과 함께 일해 볼 수 있는 기회라는 것에 마음을 굳히게 되었고, 3년 동안 밤낮없이 연구에 매달려 '은하진화위성(GALEX)' 인공위성 개발, 제작에 기여하게 되었습니다. 

Q: 교수님께서는 NASA에서 프로젝트를 마치고 한국으로 들어와서 연세대에서 인공위성 정밀광기기 관련 강의와 함께 후속 연구를 이어오셨습니다. 18여 년이 넘도록 많은 제자들이 대표님 손을 거쳐 박사학위를 받고 방위산업과 우주 산업 등으로 진출하게 되었죠. 후학 양성으로 바쁘셨을텐데, 그 와 중에 생활에 필요한 제품 개발에도 힘을 쏟아 나노봇을 개발하게 되셨는데요, 그 과정을 자세히 말씀해 주시죠. 
A: 한국에 정착한 지 13년이라는 세월이 흘렀을 때 동안 제가 가지고 있는 기술력을 통해 산업적 기여를 해야 겠다는 필요성을 느끼게 되었습니다. 2015년부터 인공위성 스트링 조절장치 개발의 경험을 살려서 IoT센서, 차세대 디스플레이 및 입력장치, 인공관절 및 판 체결 등 다양한 분야의 발명과 특허를 만들어 내는데 집중했죠. 그러던 중 뜻하지 않은 기회가 찾아왔습니다. 어느 날 관련 업계의 지인으로부터 자신이 사용하는 골프화 뒤축에 미국 제품의 끈조절 장치가 있는데 크고 투박해서 미관상 좋지 않아 상품성이 떨어진다고 하소연을 하더라고요. 제가 관심을 가지고 해당 장치를 분해해 보니 굳이 이렇게 복잡하게 만들었을까 싶어서 제가 손을 보면 좀 더 간편하고 쉽게 사용할 수 있는 방법을 찾을 수 있겠다는 생각이 들었죠. 이런 생각을 베이스로 타이렌이라는 회사가 탄생하게 되었고, 나노봇이 만들어지는 계기가 되었습니다. 

Q: 김 교수님께서는 타이렌의 대표로서 사업과제 수행, 여러 분야의 특허 출원, 투자 유치 등 적극적인 활동을 해 오셨습니다. 어떤 활동을 하셨고, 앞으로의 목표는 무엇인지 설명 부탁드립니다. 
A: 먼저, 창업진흥원, 특허청, 과학기술부, 중소벤처기업부등 지원 사업 과제들을 수행했습니다. 기술보증기금 보증서를 확보했고, 연구소기업, 벤처기업으로 등록도 했죠. 연세대학교 기술지주회사, IP밸류업개인투자조합, 한국벤처투자조합 투자유치 등을 이끌면서 나노봇 양산 체제도 구축했습니다. 앞으로는 혁신적인 패션제품, 액세서리 나노봇을 생산하여 여성 고객층을 확대해 나갈 것이며, 글로벌 시장 공략에 적극적인 움직임을 나타낼 것입니다. 사물인터넷 센서 기반의 '지능형 나노봇 개발, 스마트 어패럴, 웨어러블 시장을 개척하는 등 앞으로 나노봇으로 개척해야 할 분야가 많기 때문에 연구에 매진하고 있습니다.