[과학의날] 표준연, 미래기술 '정확한 측정' 검증

수소 유량 교정시스템 개발, 신뢰↑
양자기술로 해킹·도청 원천 차단해

한국표준과학연구원(KRISS) 전경.

우리 생활과 측정은 뗄 수 없는 관계다. 코로나19 바이러스 검출 양과 미세먼지 농도·탄소 배출량·먹거리에 포함된 중금속량 등 정확한 측정은 우리 삶에 큰 영향을 준다. 일상생활을 넘어 일반 상거래와 국가 간 무역에도 측정은 중요한 역할을 한다.

한국표준과학연구원(KRISS·이하 표준연)은 측정 신뢰성을 높이는데 선도적인 역할을 하고 있다. 1975년 설립 이후 중화학공업과 반도체, 조선, 항공, 자동차 등 국내 주력산업 제품 품질을 국제적 수준으로 끌어올리는 데 이바지했다. 수소·양자·AI(인공지능)가 중요 화두로 떠오르는 가운데 표준연도 발맞춰 측정과학 기술 발전에 힘쓰고 있다.

표준연은 국가측정표준 대표기관으로, 그동안 국가과학기술발전의 토대를 제공했다면 앞으론 신산업기반을 창출할 수 있는 측정 융합연구기관, 중소중견기업을 만드는 기관으로서 제2의 발전을 꿈꾸고 있다. 

중도일보가 과학의 날을 맞아 표준연의 주요 성과를 들여다봤다. 

KRISS 열유체표준그룹 강웅 책임연구원팀. /사진=한국표준과학연구원 제공

▲수소 유량 교정시스템 개발=친환경차 대표주자로 자리 잡은 수소차는 충전한 수소가 화학반응을 일으켜 발생한 전기로 운행한다. 수소차는 한번 충전으로 600㎞까지 달릴 수 있어 400㎞ 수준의 전기차에 비해 에너지 저장 측면에서 매우 우수하다고 평가받고 있다.

현재 수소충전소는 충전량에 따라 비용을 부과한다. 충전기 내 유량계가 계량하는 수소기체의 질량 값에 의해 금액이 부과되는 방식이다. 그러나 수소가 석유 등과 달리 고압·저온의 가혹 조건에 놓여 유량측정이 매우 어렵고 결과가 불확실했다.

이에 강웅 책임연구원팀은 충전소에서 수소가 차량에 주입되는 방식처럼 수소 유량계를 검증할 수 있는 수소 유량 현장교정시스템을 개발했다. 시스템 저장 탱크에 고압·저온 조건으로 수소기체를 충전하고, 수소기체의 질량을 국가측정표준으로부터 소급된 정밀 저울로 측정하면 유량계의 정확도를 평가할 수 있다.

이번 기술을 통해 교정이 이루어지면 소비자와 수소충전소, 수소차 생산자에 이르는 연결고리에 높은 신뢰가 구축될 것으로 기대를 모은다.

KRISS 양자기술연구소 연구팀. /사진=한국표준과학연구원 제공

▲양자기술로 해킹·도청 원천차단=인터넷은 디지털 정보를 순식간에 주고받을 수 있지만 언제나 해킹 같은 정보유출에 노출돼 있다. 때문에 과학자들은 양자기술을 통해 정보유출로부터 자유롭고 거리와 관계없이 정보를 전송할 수 있는 통신망을 연구하고 있다. 양자네트워크로 연결된 구성원들은 유출 불가능한 비밀정보를 공유할 수 있다.

표준연 양자기술연구팀과 고등과학원, 서울대 공동연구팀은 여러 사람이 공유하는 양자 정보를 유출 가능성 없이 전달할 수 있는 원격전송기술을 완성했다. 공동연구팀이 최초로 고안하고 실험적으로 증명한 ‘비밀공유 양자원격전송’은 기존보다 월등히 높은 성공률과 보안성을 가져 양자정보기술의 실용화를 크게 앞당길 것으로 기대하고 있다.

최근 표준연은 한국과학기술연구원(KIST)과 양자기술 분야의 업무협약을 체결했다. 양 기관은 국가 양자기술연구 허브를 구축해 양자기술 고도화 및 표준화를 선도하고, 이를 바탕으로 다양한 분야의 첨단연구를 지원할 계획이다.

KRISS에서 개발한 '사이버 멀미 표준 영상'으로 뇌파 측정 실험을 진행하고 있다. /사진=한국표준과학연구원 제공

▲VR 체험 시 사이버 멀미도 측정 가능해져=가상현실은 의료·게임·스포츠·교육 등 다양한 영역에서 활용되며 급속도로 발전하고 있다. 교육·수술·재활·훈련 등 여러 가지 기술체험을 간접적으로 경험할 수 있어 활용도가 매우 높다. 그러나 가상현실 체험 시 고글형(HMD) 기기를 사용하면 몰입도가 상승하면서 사이버 멀미도 같이 증가한다는 단점이 지적돼왔다.

임현균 책임연구원팀은 이를 해결하기 위해 뇌파를 이용, 사이버 멀미를 정량적으로 측정하는 방법을 고안했다. '사이버 멀미 표준 영상'을 제작해 참가자들에게 제시하고, 뇌파의 변화를 측정하는 데 성공했다. 향후 콘텐츠 제작·개발에 사이버 멀미 등급을 부여해 개인 맞춤형 콘텐츠 제작에 활용될 것으로 전망된다.

표준연 관계자는 "이미 KRISS는 다가올 시대를 맞이하기 위해 곳곳에서 다양한 혁신을 이루고 있다"며 "지금껏 그래 왔던 것처럼 KRISS는 앞으로도 우리나라 산업 발전의 한 축을 담당하는 든든한 기둥이 될 것"이라고 강조했다. 송익준 기자