학부뉴스
[3월 연구실 인터뷰] 김도년 교수님 - 시뮬레이션주도 구조설계 연구실
작성자
구재현
작성일
2023-03-29
조회
771
김도년 교수님 연구실: 시뮬레이션주도 구조설계 연구실
김태연 연구원, 이재영 연구원
Q1. 연구실의 주된 연구 분야는 무엇이고, 구체적인 예시로는 무엇이 있나요?
연구실은 크게 네 가지 분야로 이루어져 있습니다. 딥러닝 기반으로 산업 데이터의 분석과 문제 해결을 하는 부야, DNA 구조를 기계적으로 해석하고 설계하는 분야, 다양한 기계적 문제들을 FEM 유한요소 해석을 적용하여 문제 해결을 하는 CA분야와 마지막으로 메타 물질 설계를 통해 물체를 디자인하는 메타 분야가 있습니다.
Q2. 연구실에서 보유하고 있는 특별한 장치 또는 설비가 있나요? 없다면 외부에서 자주 사용하는 장비가 있나요?
저희 연구실이 주로 컴퓨터를 통해 시뮬레이션이나 딥러닝 모델을 학습하는 경우가 대부분이어서 이를 받쳐줄 대형 서버실이 있습니다. 이 외에 DNA 분야의 경우 매우 작은 스케일에서 연구가 진행되기 때문에 나노 스케일 단위의 해석을 진행해주는 AFM 장비를 보유하고 있습니다.
Q3. 기계공학부에서 DNA 연구가 생소한데 더 설명해주실 수 있을까요?
DNA 복제, 단백질 이러한 biology적인 연구가 아닌 DNA 자체를 특별한 구조를 지닌 나노 스케일 물질로 생각하여 연구를 합니다. structural DNA nanotechnology(구조 나노 기술)라고 DNA가 갖는 구조를 나노 스케일 구조로 만드는데 초점을 둡니다. 이를 만들기 위해서는 DNA가 어떤 특성을 가지고 있는지 기계적으로 알아야 하고 어떻게 설계를 해야 이런 모양이 나오는지를 기계공학적으로 접근한다고 보시면 됩니다.
Q4. 선정된 대표 연구에 대해서 목표나 기대 효과 혹은 연구의 전반적인 내용에 대해서 소개해주실 수 있을까요?
DNA 구조체를 설계도가 주어졌을 때 빠른 속도로 형상과 기계적 특징을 예측하는 전산해석 모델을 개발한 논문입니다. 시뮬레이션에 해당하는 연구로 DNA 구조체를 빠르고 정확한 예측을 추구하는 시뮬레이션 측면에서 좋은 성능을 보였습니다. 기존의 프로그램들은 예측에 오랜 시간이 걸렸던 것에 비해, 본 연구는 10분 내외로 분자 수준의 시뮬레이션과 동등한 정확도로 빠르게 예측이 가능하다는 장점이 있습니다.
현재는 딥러닝 기반으로 DNA 구조체의 형상을 예측하는 연구를 진행하고 있으며 나노 스케일에 국한된 구조체를 더 크게 만드는데 목표를 두고 있습니다.
Q5. 연구를 진행하면서 많은 고난이 있었을 것으로 예상이 되는데 가장 힘들었던 순간과 이를 어떻게 극복하셨나요?
시뮬레이션 분야는 크게 분자 수준의 시뮬레이션과 유한 요소 해석 기법이 있습니다. 각각의 장단점이 존재하는데 이번에 진행한 연구는 이 둘의 장점만을 합쳐 만든 기법을 채택하여 진행하였습니다. 따라서 채택한 기법이 제 연구에서 성능을 향상시킬 것이라는 보장이 없었습니다. 오랜 기간 좋은 결과가 나올 것이라는 확신이 없이 연구를 한 것이 가장 힘들었습니다.
우선 스스로를 믿으면서 확신을 가지며 연구를 진행하려는 마음가짐으로 버텼습니다. 제 선택에 대한 믿음을 가지며 연구를 진행을 하였고, 중간마다 테스트를 진행을 하며 결과들이 제법 괜찮았었기 때문에 조금씩 확신을 가지면서 극복해나갔습니다.
MEch-SSENGER 구재현, 이상민
