도서 소개

1900년 파리에서 열린 세계수학자대회에서 강연자로 단상에 오른 다비트 힐베르트는 어떤 해답을 들고 온 것이 아니었다. 대신 그는 23개의 질문을 내놓았다. 그 23개의 질문은 이후 100년, 수학이 나아갈 방향을 결정했다.

서울대학교 국가미래전략원이 2022년 가을 이후 천착해온 <그랜드 퀘스트>가 바로 그런 것이다. 한국 과학기술의 미래를 바꿀 질문들을 찾고자 했고, 이를 통해 결론이 아닌 방향을 제시하고자 했다. 그 세 번째 결실이 세상에 나왔다.

그랜드 퀘스트 시즌1에서는 한국의 과학기술이 주어진 문제를 탁월하게 해결하는 단계에서 스스로 문제를 출제하는 단계로 나아가야 함을 설파했고, 시즌2에서는 창조적 축적과 독창적 개념 설계를 통한 기술주권이라는 국가적 문제의식을 도출했다면, 시즌3는 인간과 기술의 연결을 이야기한다. 기술이 인간의 생활세계와 문명 시스템 안으로 깊이 침투하는 최전선에 무엇이 있는지를 묻고 있는 것이다.

  출판사 리뷰

세상을 뒤흔들 최초의 질문, 그 세번째 도전
그랜드 퀘스트 시즌3

1900년 파리에서 열린 세계수학자대회에서 강연자로 단상에 오른 다비트 힐베르트는 어떤 해답을 들고 온 것이 아니었다. 대신 그는 23개의 질문을 내놓았다. 그 23개의 질문은 이후 100년, 수학이 나아갈 방향을 결정했다.

서울대학교 국가미래전략원이 2022년 가을 이후 천착해온 <그랜드 퀘스트>가 바로 그런 것이다. 한국 과학기술의 미래를 바꿀 질문들을 찾고자 했고, 이를 통해 결론이 아닌 방향을 제시하고자 했다. 그 세 번째 결실이 세상에 나왔다.

그랜드 퀘스트 시즌1에서는 한국의 과학기술이 주어진 문제를 탁월하게 해결하는 단계에서 스스로 문제를 출제하는 단계로 나아가야 함을 설파했고, 시즌2에서는 창조적 축적과 독창적 개념 설계를 통한 기술주권이라는 국가적 문제의식을 도출했다면, 시즌3는 인간과 기술의 연결을 이야기한다. 기술이 인간의 생활세계와 문명 시스템 안으로 깊이 침투하는 최전선에 무엇이 있는지를 묻고 있는 것이다.

로봇이 인간의 곁에서 안전하게 함께 하는 것, 의료가 진정으로 개인에게 맞춤화되는 것, 인류가 만들어낸 우주 쓰레기를 치우는 것, 데이터 문명을 지속 가능하게 유지하는 것, 인공지능이 인간과 협력하여 새로운 산업을 자유자재로 만드는 것. 이 질문들은 모두 인간과 기술의 관계가 어떻게 재설계되어야 하는가를 묻고 있다. 그리고 그 어느 것도 하나의 기술만으로, 하나의 분야만으로 대답할 수 없는 문제들이다. (본문 0장 <그랜드 퀘스트가 될 수 있는 질문의 자격>(이정동 교수)서 발췌)

로봇, 생명, 우주, 에너지, 산업인공지능 등 5개 분야에서 최첨단 연구를 선도하고 있는 분야별 3명의 젊은 과학자들이 저자로 참여하고, 각 분야 석학들이 멘토로 함께 했다. 이들이 여러 달에 걸친 깊이 있는 토론과 콜로퀴엄, 오픈포럼 등의 과정을 거쳐 도출한 5개의 질문, 그랜드 퀘스트 시즌3는 다음과 같다.

질문 1 _ 인간의 곁에서 안전하게 상호작용할 수 있는 로봇을 개발할 수 있을까?
질문 2 _ 적응형 바이오헬스 모델의 개발로 진짜 맞춤형 의료를 만들 수 있을까?
질문 3 _ 직경 10cm 이하의 우주 쓰레기로 둘러싸인 지구 저궤도를 청소할 수 있을까?
질문 4 _ 멀티모달 에너지 트랜스포머로 데이터센터를 절반의 에너지로 운영할 수 있을까?
질문 5 _ 산업 인공일반지능이 혁신적인 제품 설계와 공정 설계를 할 수 있을까?

좋은 질문 하나가 새로운 세계의 문을 열 듯이 <그랜드 퀘스트 시즌3>가 그 열쇠가 되기를 기대한다.

<0장> 그랜드 퀘스트가 될 수 있는 질문의 자격

이정동 서울대학교공학전문대학원및기술경영경제정책전공교수
산업동학,기술진화분석,기업의기술혁신전략및국가의기술혁신정책을연구하고있다.한국공학한림원·한국과학기술한림원정회원이며,기술혁신분야국제학술지《ScienceandPublicPolicy》(OxfordUniversityPress)의공동편집장(2018~2025)을역임하며글로벌학술활동을선도하였다.《축적의시간》(2015),《축적의길》(2017),《최초의질문》(2022)을저술하였으며,영문학술서3권을포함해200여편의학술논문을발표하였다.대통령비서실경제과학특별보좌관(2019~2021)을역임하였으며,현재서울대그랜드퀘스트(SNUGrandQuest)이니셔티브를총괄하고있다.

<1장> 인간의 곁에서 안전하게 상호작용할 수 있는 로봇을 개발할 수 있을까?

김진수 서울대학교전기정보공학부교수
정상인의신체능력향상,부상예방,장애인의이동성회복을목표로착용형소프트로봇슈트연구를활발히수행하고있다.연구성과는《Science》(표지논문),《NatureMedicine》(표지후보),《ScienceRobotics》등세계적권위학술지에다수게재되었으며,NPR,BBCScienceinAction등주요매체에도소개되었다.대통령장학금,삼성장학금,FulbrightGraduateStudyAward를수상했으며,2025년제어로봇시스템학회우수신진연구자로선정되어활발한학술활동을이어가고있다.

한경원 서울대학교 기계공학부 교수
소프트 로보틱스를 활용하여 의료 분야에 적용 가능한 핵심 요소기술을 개발하며, 연구 범위는 햅틱, 그리핑, 모니터링, 장기 보조, 수술 보조 등으로 확장되고 있다. MIT Technology Review Asia Pacific Innovators Under 35, 50 Women in Robotics, 국제로봇자동화학술대회(ICRA) New Generation Star 등에 선정되며 국제적으로 차세대 연구자로 인정받고 있다. 또한 국제로봇자동화학회(IEEE RAS) 기술활동위원회 Associate Vice President와 햅틱기술위원회 공동의장을 맡고 있다.

황보제민 카이스트 기계공학과 교수
카이스트 기계공학과 부교수이자 라이온로보틱스 대표로서, 보행 로봇의 연구와 상업화를 이끌고 있다. 로봇의 설계, 알고리즘, 지능, 소프트웨어, 운용 개념 등 다양한 분야에 걸쳐 연구를 수행하고 있다. 사족보행 로봇 라이보1과 라이보2를 개발했으며, 특히 라이보2는 사족보행 로봇 중 최초로 마라톤 풀코스를 완주한 성과를 거두었다. 강화학습과 인공지능 기술을 활용해 사족보행 로봇의 제어 및 경로 계획 연구를 활발히 진행하고 있으며, 이를 지원하는 동역학 엔진 라이심(Raisim)의 개발자로도 널리 알려져 있다.

멘토 : 조규진 서울대학교 기계공학부 교수
소프트 로보틱스, 웨어러블 로봇, 생체모사 로봇 분야의 세계적 권위자로, 소프트 웨어러블 로봇과 오리가미 기반 형상 변형 로봇 등 혁신적 연구를 통해 학문과 산업에 기여해왔다. 현재 IEEE RAS(국제로봇학회) 차기 회장과 ICRA 2027 총괄의장을 맡아 국제 로봇 커뮤니티를 이끌고 있으며, 한국 소프트로보틱스 학회를 창립해 연구 생태계 확장에도 기여하고 있다. 체화지능(Embodied Intelligence)을 핵심 철학으로 삼아, 몸체·구조·재료 자체가 지능의 일부가 되는 로봇 설계를 선도하며, 누구나 일상에서 활용할 수 있는 가볍고 유연한 로봇 개발에 주력하고 있다.

<2장> 적응형 바이오헬스 모델의 개발로 진짜 맞춤형 의료를 만들 수 있을까?

장혜식 서울대학교생명과학부교수
분자와숫자를좋아하는계산생물학자로,서울대생명과학부와IBSRNA연구단에서양적생물학연구실을이끌고있다.주로전사체범위의단분자RNA서열분석기법을개발하여전사후조절기전과RNA-단백질상호작용을연구한다.발견한전사후조절기전을응용하여mRNA백신의코돈최적설계기법을개발하고있다.생물학을시작하기전에는오픈소스를좋아하는소프트웨어개발자로,파이썬코어팀에서동아시아문자지원과유닉스플랫폼호환성에기여했다.

이규리 카이스트생명과학과교수
인공지능을기반으로한단백질디자인연구최전선에있다.저분자화합물이나화학적변형작용기와결합하는인공단백질을디자인하는국제적인전문성을가진연구자로,AI기반계산및실험검증방법을개발하여관련논문을다수출판하였다.국제단백질구조예측대회(CASP)에서우수한성적을거두었으며,2024년노벨화학상수상자데이빗베이커교수지도하에박사후연구를수행했다.현재메틸화·당화등화학적변형을특이적으로 인식하는단백질및효소디자인을위한AI기반연구를리드하고있다.

이정석 카이스트의과학대학원교수
유전체를비롯한다층적데이터를통합해면역질환과암의병태생리를규명하고,진단·치료의측면에서번역하는연구를하고있다.코로나19,자가면역질환등의병적염증에대한인간면역학연구논문들을발표해왔으며,유전체기업이노크라스의공동창업자로정밀의료기술이실제환자들을위해쓰일수있게개발하여실용화하고있다.목표는인간면역의시공간적지도를만들어환자맞춤치료의표준을재정의하는것이다.대한면역학회·대한류마티스학회등에서우수연구자상을받았다.

멘토 : 신의철 카이스트의과학대학원교수
한국을대표하는면역학자로서바이러스및종양에대한T세포면역반응을연구하고있다.바이러스감염시일어나는방관자(bystander)T세포활성화의기전과임상적의미를처음으로밝힌논문이세계적으로인정받으며이분야의연구를선도하고있다.코로나19팬데믹기간에는기초과학연구원한국바이러스기초연구소바이러스면역연구센터장으로활동하며,T세포중심의대응방안을제시하였다.2022년아산의학상을받았으며,한국과학기술한림원및의학한림원정회원으로활동중이다.

<3장> 직경 10cm 이하의 우주 쓰레기로 둘러싸인 지구 저궤도를 청소할 수 있을까?

<은영호 연세대학교인공위성시스템학과교수
우주시스템공학을기반으로소형위성및큐브샛(CubeSat)을활용한우주임무설계와위성시스템통합분야에서연구와교육을수행하고있다.특히큐브샛플랫폼에서의전개형구조물,전파특성,자세제어,비행소프트웨어(FSW),그리고기타위성버스서브시스템의성능향상에관심을두고있다.이러한연구를통해제한된자원을가진소형위성에서도더욱효율적이고안정적인임무수행이가능한시스템설계접근법을탐구하고있다.

박형준 서울대학교항공우주공학과교수
지구궤도의상업적활용과다양한미래우주탐사임무구현을위한우주로보틱스및피지컬AI기술을연구하고있다.2023년NASAAmes연구센터와의공동연구를통해국제우주정거장에서세계최초의자율우주비행체협력수송실험을성공적으로수행하며,자율우주기술분야의새로운이정표를세웠다.

김현정 카이스트항공우주공학과교수
극한환경소재·센서기술부터실제우주미션까지연결하는연구를수행하고있다.NASA랭글리리서치센터에서16년간연구물리학자로근무하며,광학·원격탐사센서와우주환경에서의소재·소자특성평가를수행했고,MISSE-14,MISSE-21,ArtemisI과학탑재체개발에참여하였다.현재STARLab을이끌며재구성형센서와차세대우주환경시험플랫폼을구축하고,통합형소재·부품평가플랫폼개발에집중하고있다.NASAExceptionalTechnologyAchievementMedal,AIAAEngineeroftheYear등을수상하였다.

멘토 : 방효충 카이스트항공우주공학과교수
인공위성자세제어,심우주탐사및우주임무설계와국방분야의자율비행드론연구를지난30여년간주도하고있다.초소형위성3기를발사하였으며고정익,회전익등다양한형태의자율비행드론연구를주도하고있다.우주분야의1세대연구자로서독창적이며실제시스템에활용되는기술개발에역점을두고있다.드론의핵심비행제어SW를자체적으로개발하여기술자립화에크게기여하고있다.국가우주항공연구개발에기여를인정받아젊은과학자상(대통령상),과학기술유공훈장(도약장)을수상하였다.

<4장> 멀티모달 에너지 트랜스포머로 데이터센터를 절반의 에너지로 운영할 수 있을까?

윤애정 유니스트기계공학과교수
열관리및냉각기술분야에서독창적인연구를개척하고있는신진공학자다.카이스트기계공학과에서학위를마친뒤한국기계연구원에서탄소중립에너지시스템과액화수소기반미래연료기술개발에참여하였다.현재전자장치부터발사체에이르는다양한스케일의열전달문제를다루며,특히고에너지레이저·차세대전자장치냉각솔루션과우주발사체용극저온연료시스템의효율향상에주력하고있다.AI융합형하이브리드연구를바탕으로지능형열솔루션을제시하고있다.

정성균 서울대학교첨단융합학부교수
이차전지소재분야전문가로서,나노복합화를통한신규양극소재개발,차세대전지로주목받는전고체전지용신개념고유연성무기계고체전해질소재개발,이차전지열안정성개선을위한계면설계,생분해성이차전지개발,비파괴·실시간분석기술을활용한이차전지소재및시스템연구등을활발히수행하고있다.《Nature》및《Science》자매지에다수논문을출판하며이차전지분야떠오르는과학자로주목받고있으며,포스코청암과학펠로우(에너지분야)로선정되어활발히활동하고있다.

박상욱 서울대학교 기계공학부교수
열및에너지공학과인공지능기술을이용해환경및에너지문제해결을위한통찰력을가지고연구개발을수행하는신진연구개척자이다.주요연구분야는친환경수소생산·저장,온실기체·폐기물자원화,인공지능·컴퓨팅기반에너지시스템분석이다.2050년탄소중립실현을목표로,단기부터장기까지의기술개발계획을수립하고,기초연구와상용화를연결하는역할을하며,인류가필요로할때제공할수있는미래기술을개발하는것을연구미션으로삼고있다.궁극적으로기계시스템에인공지능이라는소프트웨어를장착하여,미래에너지AI분야를주도해나갈계획이다.

멘토 : 남기태 서울대재료공학부교수멘토 : 남기태 서울대재료공학부교수
펩타이드와무기물의상호작용을이용한신재료합성이라는새로운분야를개척하고있다.MIT박사학위논문으로OutstandingPhDThesisAward를수상했으며,2018년과2022년《Nature》에펩타이드를이용한카이럴나노입자합성과광학적활용연구를,2023년《NatureSynthesis》에이산화탄소를활용한폴리머합성기술을세계최초로보고했다.포스코청암상,젊은과학자상(대통령상)등을받았으며,현재인공광합성과이산화탄소활용기술연구에매진하고있다.

<5장> 산업 인공일반지능이 혁신적인 제품 설계와 공정 설계를 할 수 있을까?

임치현 유니스트산업공학과교수
산업과사회의특정시스템에맞춤화된인공지능기술및서비스를연구한다.유니스트부임후산업공학과와인공지능대학원설립에기여하였으며,과학기술정보통신부장관상과교육부장관상을받고유니스트우수교원상을연구·교육·산학협력부문에서3회받았다.저널및학회최우수논문상을2회받았으며,현재포스코홀딩스CDO를겸직하며산업인공지능기술및서비스혁신을위해학계와산업현장을잇는역할을하고있다.

이정혜 서울대학교대학원협동과정기술경영경제정책전공교수
데이터와인공지능을매개로기술-산업-정책의접점을탐구하는연구자다.연합학습을기반으로책임있는인공지능기술을연구하며,헬스케어,제조,금융등다양한산업분야와사회현상에데이터마이닝과기계학습을적용해기술혁신의사회적가치와정책적함의를탐구하는융합연구를수행하고있다.데이터기반기술이인간과사회의가치와조화를이루는지속가능한혁신을지향하며,기술과사회의미래를통합적으로모색하고있다.

임성훈 고려대학교산업경영공학부교수
스마트제조와산업인공지능분야에서활발히연구를수행하고있다.카이스트에서산업공학학사·석사,미국펜실베이니아주립대학교에서산업공학박사학위를받았다.박사학위를마친후에는유니스트산업공학과와인공지능대학원에서부교수로근무하였으며,현재고려대에재직하고있다.과학기술정보통신부의국가전략기술첨단로봇·제조조정위원회에서가상제조분야의위원으로활동하고있으며,한국데이터마이닝학회의부회장으로도활동하고있다.

멘토 : 윤성로서울대학교전기정보공학부및인공지능대학원교수
딥러닝기반인공지능및산업응용연구를선도하고있다.2018년서울대교육상,2019년신양공학학술상,2022년황조근정훈장등을수상하였으며,한국공학한림원정회원이다.2019~2021년서울대공과대학부학장,2020~2022년대통령직속4차산업혁명위원회위원장을역임하였다.

  작가 소개

지은이 : 서울대학교 국가미래전략원
한국과 세계가 직면한 주요 이슈를 연구하고, 중·장기 정책 방향을 제시하기 위해 설립되었으며, 세계적 수준의 정책 싱크탱크를 지향하고 있다. 서울대학교의 다양한 전공 분야와 전문성을 바탕으로 학문적 경계를 넘어 융복합적 연구와 증거 기반 연구를 수행하고 있다. 현재 글로벌 한국, 인구, 민주주의, 과학과 기술의 미래, 경제안보, 탄소중립, 지역균형성장 등 7개 주제를 다학제적으로 연구하기 위해 연구 클러스터를 운영 중이다. 국가 발전을 위해 독립적인 정책 연구를 수행하고 그 성과를 공유하여 정책 방향을 선도적으로 제시하며, 미래 사회 변화에 전략적으로 대응할 수 있는 실천적 방안을 추진하고 있다.

  목차

발간사서울대학교국가미래전략원원장강원택
머리말서울대학교교수이정동

0장 그랜드 퀘스트가 될 수 있는 질문의 자격

이정동 ― 그랜드 퀘스트가 될 수 있는 질문의 자격
질문에는두종류가있다|그랜드퀘스트의세가지자격|왜그랜드퀘스트는찾기어려운가|시즌3의다섯가지질문|질문을던진다는것의의미

1장 인간의 곁에서 안전하게 상호작용할 수 있는 로봇을 개발할 수 있을까?

김진수 ― 의도 인식을 위한 센싱 모달리티의 한계와 도전
영화로표현된오랜꿈,그러나현실은…|인간-로봇상호작용,꼭필요한것인가?|성공적인상호작용을위한세가지 조건|사람의‘의도’를알기위한도구들

한경원 ― 물리적 안전성을 위한 네 가지 도전 과제
센싱을위한제작,통합,활용|기계적디자인을잘하려면?|상호작용을위한소프트로보틱스킨|컨트롤의기준은?

황보제민 ― 안전하고 편리한 인터랙션을 위한 마지막 과제, 에너지 효율
에너지효율을위한다양한시도들|배터리가아닌로봇자체의문제다|결국구동의비효율을해결해야한다

토론

2장 적응형 바이오헬스 모델의 개발로 진짜 맞춤형 의료를 만들 수 있을까?

장혜식 ― 적응형 바이오헬스 모델을 제안한다
끝나지않은밀라의꿈|한발더다가선밀라의꿈|스스로학습하는‘디지털트윈’:적응형바이오헬스모델

이규리 ― 적응형 바이오헬스 모델이 만들 새로운 의료의 세계
‘진짜’정밀의료는어떻게가능한가?|바이오와의료데이터+멀티모달+시간의축=적응형바이오헬스모델

이정석 ― 적응형 바이오헬스 모델이 그랜드 퀘스트인 이유
왜정밀의료인가?|정밀의료의미래|적응형바이오헬스모델로인해달라질모습들

토론

3장 직경 10cm이하의 우주쓰레기로 둘러싸인 지구 저궤도를 청소할 수 있을까?

은영호 ― 10cm 이하 우주 쓰레기가 왜 문제인가?
쓰레기로뒤덮인지구저궤도|빠른속도로늘고있지만,탐지부터어렵다|연쇄적인충돌과파편발생…그다음은?

박형준 ― 우주 쓰레기 제거를 위해 어떤 기술이 개발되고 있는가?
로봇팔로붙잡아처리하는방법|그물,레이저,전자기그물…다양한아이디어나왔지만

김현정 ― 획기적인 돌파구를 찾을 수 있을까?
바다가우주라면?|쓰레기가모이는곳을찾아라|우주환경의물리적특성|‘인공응집’을위한네가지힘|인류공동의과제,누가해결할것인가|지속가능한궤도생태계관리,“Ineedmyspace”

토론

4장 멀티모달 에너지 트랜스포머로 데이터센터를 절반의 에너지로 운영할 수 있을까?

윤애정 ― AI 그리고 에너지
폭증하는데이터센터전력소비|냉각에가장많은에너지들어|버려지는열,다시쓴다

정성균 ― 멀티모달 에너지 트랜스포머를 통한 에너지 재발견
에너지재활용의대표적사례,전기자동차|’멀티모달에너지트랜스포머’개념의출발점|유니모달도,단순통합도아니다

박상욱 ― 딥 뉴럴 에너지 네트워크 시스템
생산,저장,송전…모든과정에서에너지가손실된다|하베스팅+관리=‘딥뉴럴에너지네트워크시스템’토론

토론

5장 산업 인공일반지능이 혁신적인 제품 설계와 공정 설계를 할 수 있을까?

임치현 ― 산업 AI의 한계를 넘어 산업 AGI를 제안한다
왜지금산업인공지능인가?|산업인공지능의현주소|산업인공일반지능이필요하다

이정혜 ― 산업 AGI란?
산업AI+디지털트윈|새로운상상,새로운가설|‘WhatIf’로가상세계를탐구한다|이상세계를구성하는2개의층
|산업AGI가그랜드퀘스트인이유

임성훈 ― 드림 매뉴팩처링: 혁신적인 제품·공정 설계
드림매뉴팩처링의핵심은‘학습에이전트’|드림매뉴팩처링을위한네가지모듈|AlphaChip,MatterGen+F-IME|모든산업,모든현장에짐켈러가있다면?

토론

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