카이스트 교수들이 이야기하는 공학의 현재와 미래

스스로 인류의 미래를 개척하고 싶다면 공학의 문을 두드려라!

카이스트 교수들이 이야기하는 공학의 현재와 미래『공학이란 무엇인가』. 공학을 전공하고자 하는 미래 공과 학생들과 공학이 어떤 학문인지 궁금해 하는 이들을 위한 책으로 19명의 카이스트 교수들이 들려주는 이야기를 담았다. 기계공학, 화학공학, 신소재공학 등 비교적 오래된 학문과 원자력공학, 항공우주공학, 지식서비스공학, 생명화학공학 등 최근에 각광을 받는 새로운 공학까지 14가지 다양한 공학 분야를 소개한다. 과학과 공학의 차이가 무엇이고 공학에는 어떤 것들이 있고 공학을 전공한 공학자들의 삶은 어떠하였으며 공학을 전공했을 때 인류에게 어떻게 이바지할 수 있는지 등에 대해 자세하게 알려준다. 기술적 문제를 대상으로 하는 학문인 공학의 모든 것을 이야기하며 세상을 바꾸고 삶을 변화시키며 미래를 창조해 낼 기회를 공학을 통해 얻을 수 있도록 이끌어준다.

머리말 공학이란 무엇인가?
1장 신화에서 현실을 빚다, 상상력의 결정체 원자력공학 - 장순홍, 이정익
2장 지구 최대의 네트워크 공학, 해양시스템공학 - 한순홍
3장 하늘과 우주를 향한 열정의 100년사, 항공우주공학 - 심현철
4장 웰컴 투 메카닉 월드,
기계공학 - 배중면
5장 ‘이것은 디자인이 아니다’,
산업디자인학 - 이건표
6장 인지과학에서 빅데이터까지 미리 보는 지식 세상, 지식서비스공학 - 윤완철
7장 전체를 보고 최적으로 결정한다.
산업 및 시스템공학 - 이태억
8장 생각의 우주를 탐구하다,
바이오 및 뇌공학 - 이광형
9장 현대판 마법사의 세계,
컴퓨터공학 - 배두환
10장 일상을 바꾸는 가장 강한 힘,
전자공학 - 조동호
11장 SF 속 미래 도시를 꿈꾼다면? 녹색교통공학 - 서인수
12장 ‘공학 원조’의 자존심,
건설 및 환경공학 - 김진근, 박희경, 한지연
13장 아담과 이브의 나뭇잎에서 탄소 나노 튜브까지, 신소재공학 - 김도경
14장 모두가 스파이더맨의 거미줄을 손에 쥐는 날까지, 생명화학공학 - 이상엽
맺음말 공학자가 되려는 학생들을 위하여

디자인은 일상에서 마주치는 불합리하고 불편한 일들을 해결하기 위한 과학적이고 공학적인 처방이다. 거기에 예술적인 면도 있고, 사람을 위하는 인간 중심주의도 자리 잡고 있다. 앞서 소개한 잘못된 의자 버튼은 이런 개념이 충분히 반영되지 않은 사례다. 제대로 된 디자인이라고 하기 어렵다. 르네 마그리트R. Magritte의 그림 제목을 패러디 해 ‘이것은 디자인이 아니다’고 부르고 싶어진다. 그렇다면 진짜 디자인이란 무엇일까?
디자인에 관한 흔한 편견 몇 가지를 생각해 보자. ‘디자인이란 무엇인가’를 알려면 먼저 ‘무엇이 디자인이라고 할 수 없다’에 해당하는지 알면 된다.
편견 1. “역시 예술 하는 분이라 역시 다르시네요!”, 편견 2. “디자인을 하신다니, 그림 잘 그리시겠어요!”, 편견 3. “디자인학과는 미대 소속이죠?”
-p.97 (5장 ‘이것은 디자인이 아니다’, 산업디자인학)내가 할 일 vs. 동료가 할 일
어떤 과제를 학급 친구들과 공동으로 하기로 했다고 해 보자. 이 일을 공평하게 나눠서 하려면 어떻게 해야 할까. 누구는 많이 하고 누구는 적게 하면 불만이 발생할 것이다. 또 일정은 어떻게 관리해야 할까. 언제 시작하고 언제 마쳐야 효율적일까.
이런 문제도 산업 및 시스템공학의 연구 과제다. 그리고 실제로 연구도 이뤄졌다. 바로 프로젝트 관리PM이다. -p.157 (7장 전체를 보고 최적으로 결정한다. 산업 및 시스템공학)1. 마음을 위로해 주는 뇌 신경 센서 칩 등장할까
뇌는 말이 없다. 심장은 수술을 위해 열어 보면 어떤 이상이 있는지 알 수 있지만, 뇌는 그렇지 않다. 뇌 속에서 일어나는 일을 어떻게 알 수 있을까? 이것을 연구하는 분야가 뇌공학이다. 여기서 잠깐. ‘뇌 과학’은 들어봤는데 ‘뇌공학’이라는 말은 낯선 사람이 많을 것이다. 뇌공학은 뇌와 신경계의 원리를 탐구하는 방법을 제공하거나, 뇌 신경계의 질병을 진단하고 치료하는 분야다. 뇌의 기능을 회복하거나 높이는 기술도 연구한다.
그 구체적인 방법은 무엇일까? 뇌는 말이 없지만, 대신 다른 신호를 내보낸다. 뇌공학은 바로 이런 뇌 신호 혹은 뇌 영상을 좀 더 선명하게 나타내고, 이런 신호를 이용해 뇌에서 일어나는 비밀 속의 과정을 알아낸다. -p.175 (8장 생각의 우주를 탐구하다, 비이오 및 뇌공학)도심의 길가에 길게 늘어선 자동차 행렬을 본 사람들은 종종 의문을 품는다. ‘왜 주차 문제를 해결하지 못할까?’ 도심의 도로가 긴 주차장으로 변하는 것은 기본적으로 주차 공간이 부족하기 때문이다. 따라서 공간을 더 확보하거나 자동차 수를 줄여서 해결할 수 있다. 이마저도 안 되면 자동차 크기를 줄이면 조금이나마 해결할 수 있다. 주차 문제는 공간과 자동차 대수, 크기의 함수이기 때문이다. 가장 근본적인 해결 방법이지만, 문제는 적용하기가 쉽지 않다는 점이다. 공간을 무한정 만들 수 없고, 자동차 사용을 무작정 억제할 수도 없다. 그렇다고 해결할 다른 방법은 딱히 떠오르지 않는다.
그런데 발상을 바꿔 보면 어떨까? 대형 마트에 가본 사람이라면 쇼핑 카트의 ‘변신’을 안다. 물건이 한가득 실리는 커다란 카트는 사용하지 않을 때면 착착 접혀 다른 카트 사이로 쏙 들어가 포개진다. 공간을 차지하지 않을 뿐더러, 이동시키기도 편리하다. 가끔 수십 개의 카트가 서로 포개어 접힌 채 열차처럼 길게 이동하는 모습을 보면 경이롭기까지 하다.
쇼핑 카트가 좁은 마트에서 ‘주차’ 문제를 일으키지 않는 것은 카트 한 쪽을 접히도록 만든 간단한 아이디어 덕분이다. 이 아이디어를 자동차에 적용할 수는 없을까? 자동차를 사용하지 않을 때는 접어서 다른 차들과 함께 포개어 놓고, 사용할 때는 다시 원래 형태로 바꾸는 식이다. 장난스럽다고 생각할지 모르지만, 카이스트에서 실제로 하고 있는 연구다. 차량을 작게 만들어 차지하는 공간을 줄이고, 차체를 강하지만 가벼운 재료로 만든다. 그 뒤 접어서 보관할 수 있게 설계하면 작게 변신하는 자동차를 만들 수 있다.
-p.232 (11장 SF 속 미래 도시를 꿈꾼다면? 녹색교통공학)

융합의 대표적인 학문 공학
세상을 바꾸고 미래를 창조하는 공학의 모든 것공학에 대해 관심을 일깨워 주고
공학자에 대한 편견을 바꾸기 위해
카이스트 교수들이 뭉쳤다!▶ 내용 소개공학과 과학은 다른 학문인가요?
공대 교수님들이 가장 많이 받는 질문은 바로 ‘공학과 과학이 다른가요?’라는 질문이다. 대부분의 일반인들은 공학은 과학의 일부분인 학문이라고 생각한다. 그냥 약간의 단어 차이일 뿐 공학과 과학을 구분하는 기준을 알지 못한다. 심지어 공과대학에 진학하는 학생들조차도, 공학과 과학이 어떻게 다른지를 명확하게 알고 진학하지는 않는다고 한다.
대한민국의 최첨단 공학을 연구하고, 교육하는 카이스트 교수들은 늘 이 점이 아쉬웠다고 한다. 전세계 인류에게 최첨단을 향유하게 해주고, 인류의 삶의 전반적인 변화를 일으키는 학문이 공학인데, 실상 이 학문에 대해서 모두가 너무 무지할뿐더러, 지망하는 학생들조차도 그 의의를 모른다는 점이 문제라고 생각한 것이다. 따라서 미래를 책임질 청소년들에게, 나아가서는 일반인에게 공학이 어떤 역사를 가지고 생긴 학문인지, 어떤 역할을 하고 있고, 어떤 미래 비전을 가지고 있는지를 설명하려 이 책을 쓰게 되었다.

이 시대에 필요한 핵심 정신 ‘융합’,
그 대표적인 학문 ‘공학’
공학은 ‘기술적인 문제’를 대상으로 하는 학문으로, ‘문제를 발견하고 이에 대한 기술적 해결책을 제시하는 학문’이라고 정의할 수 있다. 여기서 기술적인 문제란 고장이나 오류뿐 아니라 일상생활의 ‘불편함’까지도 포함된다. 작게는 자동차 부품에서부터 크게는 교통체증이나, 지구 온난화 문제에 이르기까지 매우 광범위하고 다양한 수준의 문제를 의미한다. 이러한 다양한 문제들은 하나의 학문으로는 해결이 불가능한 것이 대부분이다.
융합이란 서로 다른 두 개 이상의 학문적 원리가 하나의 학문처럼 취급 받는 것을 의미한다. 그러나 실제로는 문제를 해결하기 위해서 융합 학문이 탄생하는 것이지 융합 학문이 독립적으로 탄생하는 것은 아니다. 뇌에서 일어나는 복잡한 현상을 이해하려면 고도의 전자 측정 장비를 사용할 수 있는 능력이 필요하다. 따라 기존의 의과학과 전자공학, 컴퓨터공학을 잘 이해하는 인재를 양성하는 융합학과로 뇌공학과가 태어나게 된 것처럼 말이다.
공학은 원천적으로 문제 해결을 중심으로 태어난 학문이므로, 이미 그 학문 자체가 융합의 성격을 가지고 있다. 단지 토목공학과나 기계공학과처럼 오랫동안 전수된 학문들은 마치 토목공학자는 토목 공사를 하는 사람이라거나 기계공학자는 기계를 다루는 기술자라는 식의 단순화된 업무 영역을 연상하게 되었다. 그러나 공학자(엔지니어)는 궁극적으로 인류가 기술적으로 ‘최적화된 편리함’을 누리도록 해 주는 일을 한다.인류의 실생활을 바꾸어 주는 학문
이 책에서는 기계공학, 토목공학, 전기전자공학, 화학공학, 신소재공학 등 비교적 오래된 학문 분야뿐 아니라, 원자력공학, 해양시스템공학, 항공우주공학, 산업디자인학, 지식서비스공학, 산업 및 시스템공학, 바이오 및 뇌공학, 컴퓨터공학, 녹색교통공학, 환경공학, 생명화학공학 등 최근에 각광을 받는 새로운 공학까지 14가지 다양한 공학 분야가 소개되어 있다.
이 책을 읽고 우리가 발을 딛고 살고 있는 건물과 다리, 탑과 같은 건축물부터 자동차, 비행기, 컴퓨터 같은 기계들, 휴대폰과 인공 팔다리, 네비게이션 같은 최첨단 제품까지 이 모든 것이 공학의 결과물이란 것을 알게 되면 우리가 사는 세상이 새롭게 보일 것이다.