하나의 문제를 바라보는 다양한 시선이 모일 때, 우리는 이전에 전혀 알지 못했던, 현상의 새로운 면을 본다. 지난해 2학기 융합연구학점제에서 총장상을 수상한 팀 FITOLOGY의 이승민, 이나현, 박준재 학우는 근감소증 예방과 재활 모니터링을 위한 ‘사용자 친화적 근기능 평가 및 모니터링 시스템’ 개발을 위해 각자의 관점과 지식을 공유하며 융합연구학점제가 지향하는 진정한 의미의 ‘협업’과 ‘자기주도적 연구’를 이뤄냈다.

지난하고 치열했지만, 무엇과도 바꿀 수 없을 만큼 소중하고 기쁜 여정으로 장식된 FITOLOGY의 기록을 함께 따라가 보자.

Q. 팀 구성원 각자 간단한 자기소개를 부탁드립니다.

이승민(기계공학부, 19)｜이번에 기계공학부를 졸업한 이승민입니다. 전공이 다양한 분야에 적용될 수 있는 기계공학인 만큼, 자연스럽게 여러 분야에 관심을 갖게 되었고, 현재는 소프트웨어, AI, 로보틱스를 함께 공부하고 있습니다.

이나현(기계공학부·소프트웨어학부·자기설계융합전공, 23)｜3전공을 하고 있는 23학번 이나현입니다. 저는 삶이 하나의 RPG 게임이라고 생각해요. RPG 게임에서 사람들이 멋진 직업, 아이템, 스킬을 보고 이를 위해 수많은 퀘스트를 돌리듯이, 저 또한 대학 생활을 하며 반짝거리는 상, 찬란한 연구 성과가 탐나서 다양한 퀘스트를 수행해 왔습니다. 그렇게 인생을 즐기며 살아가다 보니 빛나는 사람들도 만나고, 다양한 단체의 회장도 해보고, 장학금도 받고, 이렇게 수상도 하게 되었네요. ‘Life is Just a Game! Isn't It?’ 한 번뿐인 이 게임을 후회 없게 즐기는 것이 제 목표입니다.

박준재(전자전기공학부, 21)｜전자전기공학부 4학년 박준재입니다. 전자전기공학이라는 분야가 워낙 방대하다 보니, 처음에는 어떤 방향으로 나아가야 할지 감을 잡기가 쉽지 않았습니다. 그러던 중 생명공학에 관심이 생기면서 자연스럽게 관련 랩실에 들어오게 되었는데, 그 과정에서 전자전기공학의 넓은 스펙트럼이 오히려 강점이 될 수 있다는 것을 깨달았습니다. 다양한 분야를 다루는 전공 특성상 제가 좋아하는 분야와 융합하기가 상대적으로 용이했고, 의공학이나 바이오 분야 연구자들이 미처 신경 쓰지 못하는 시야를 가질 수 있다는 점, 그리고 반대로 그 분야 사람들이 갖고 있는 시각을 직접 배울 수 있다는 점이 매력으로 다가왔습니다. 관련 프로젝트와 확장 연구를 이어가며 다양한 경험을 쌓아가고 있습니다.

▲ 오른쪽 사진 왼쪽 첫 번째 이나현 학우, 두 번째부터 이승민, 박준재 학우

Q. 지난해 연말에 열린 2학기 융합연구학점제 성과보고회에서 총장상을 수상하셨어요. 한 학기 동안 문제를 발굴하고 탐구해 결과물을 만드는 과정을 함께 하셨는데 감회가 남다를 것 같습니다. 

이승민(기계공학부)｜처음에는 함께하는 팀원들과 지도해주시는 교수님의 능력이 워낙 출중하기에, 수상을 목표로 임하고자 다짐했던 것 같습니다. 하지만 진행하면서 주어진 문제를 해결하고, 새로운 이론과 지식을 얻어가게 되면서 그러한 부차적인 목표보다는 배우고 성장하는 과정을 더욱 즐기게 됐어요. 워낙 쟁쟁한 팀들과 경쟁하다 보니 결과를 예상하기 어려웠지만, 그래도 저희가 해왔던 과정과 결과물에만 집중하다 보니 수상이라는 좋은 결과가 따라왔던 것 같습니다. 수상이 확정되었을 때 기쁘고 후련한 마음도 들었고, 발표와 시연을 완벽하게 해준 팀원들에게 고마웠습니다.

이나현(기계공학부·소프트웨어학부·자기설계융합전공)｜부끄럽지만 솔직하게 말씀드리자면, 성과보고회 전날까지 저희 팀 수상을 확신하고 있었어요. 좋게 보면 낙천적이었고, 나쁘게 보면 오만했죠. 매주 정조운 교수님과의 미팅에서 얻는 인사이트도 많았고, 김명준 석사님을 귀찮게 하면서 여러 가지 질문도 했습니다. 승민 님, 준재 님과의 합도 환상적이었고, 한 학기 동안 주말에도 쉬지 않으며 열심히 갈고 닦았습니다. 막바지에는 거의 3일 동안 밤을 새며 최종발표를 준비했고요. 하지만 성과보고회 당일 마주한 다른 팀들의 결과물은 저희의 예상을 아득히 뛰어넘었습니다. 발표를 들으니 자동으로 박수가 나오더라고요. 너무 기대하면 마음이 아플 수 있기에 내려놓으며 마음의 준비를 하고 있었는데, 시상식 마지막 총장상으로 저희 팀 이름이 불린 순간 너무 기쁘고 행복했어요. 지금까지 수많은 대회를 나가봤지만, 이렇게 기뻤던 적은 없었던 것 같아요.

박준재(전자전기공학부)｜여러 협업을 해보았지만, 다른 과 학생들과 이렇게 긴밀하게 토의하고 설계하며 협업했던 경험은 처음이었습니다. 기계공학, 소프트웨어학 등 다른 전공 기준에서 바라보는 관점을 배울 수 있었어요. 제가 어느 부분에서 협의해야 하는지, 서로의 입장에서 어떤 문제가 발생하며 어떻게 해야 좋을지 등 여러 사람의 입장을 과감하게 듣게 되어 힘든 점도 있었지만, 그 힘듦이 오히려 원동력이 되어 이 협업을 꼭 잘 해내고 싶다는 의지까지 생겼습니다. 뒤돌아보면 한 걸음 더 나아가 다양한 시야를 확보할 수 있게 만들어준 활동이었습니다. 그리고 그 노력의 결실이 총장상으로 이어졌다는 사실에 더욱 동기부여가 되고 욕심이 나기 시작했습니다.

Q. 보고회에서 발표한 '사용자 친화적 저비용 근기능 평가 시스템' 개발 프로젝트를 자세히 설명해 주신다면요?

FITOLOGY 시스템은 하드웨어, 모바일 애플리케이션, 웹서버·데이터베이스의 세 축으로 구성된 통합 근기능 평가 플랫폼입니다.

하드웨어는 구조적 안정성, 경제성, 측정 정밀도라는 세 가지 목표를 동시에 달성하도록 설계되었습니다. 책상 모서리에 견고하게 결합되는 고정형 프레임을 채택했고, 기구 부품은 3D 프린팅으로 제작해 비용을 크게 절감했습니다. 독자적으로 개발한 신호처리 및 교정 기술을 적용해 수십만 원대 상용 의료기기와 동등한 수준의 정밀도를 5~10만 원 수준의 부품으로 구현했습니다.

모바일 애플리케이션은 고령자와 비전문가를 고려해 단계별 안내 방식으로 설계되었습니다. 장치 설치부터 측정, 결과 확인까지 앱의 안내를 따라가기만 하면 누구든 혼자서 측정을 완료할 수 있습니다. 측정 완료 후에는 힘의 최댓값과 평균값이 시각적으로 제시됩니다.

서버는 소형 컴퓨터나 클라우드 환경 모두에 배포 가능한 구조로 설계했습니다. 측정 데이터는 무선으로 서버에 전송되고, 웹 대시보드에서 환자별 측정 이력과 시계열 그래프를 언제든 조회할 수 있습니다. 소위 ‘공대의 꽃’이라 불리는 기계-전자-소프트웨어가 모두 맞물려 돌아가는 완성된 생태계를 한 학기 안에 구현했다는 점에서, 팀원 모두에게 가장 의미 있는 결과물이었습니다.

Q. 해당 기술이 실제 헬스케어 분야에서 어떤 의미를 가지는지 궁금합니다.

이 주제를 선택하게 된 근본적인 이유는 현재 임상 현장에서 사용되는 근기능 평가 방법이 두 가지 극단 사이에서 크게 타협하지 못하고 있다는 점이었습니다. 하나는 수천만 원을 호가하는 대형 장비로 정밀하게 측정하는 방식이고, 다른 하나는 검사자의 주관에 의존하는 방식인데요. 전자는 비용과 공간, 전문 인력의 문제로 일반 가정이나 1차 의료기관에서는 접근 자체가 불가능에 가깝고, 후자는 신뢰도 문제와 정량적 데이터 부재라는 한계가 있습니다. 특히 전 세계적인 고령화 추세 속에서 근감소증 예방과 재활 모니터링을 위한 빈번하고 지속적인 근력 평가가 절실히 필요한 상황임에도, 보조자 없이 집에서 혼자 측정할 수 있는 저비용 시스템은 여전히 존재하지 않는 실정이었습니다.

결과적으로 이 시스템이 가지는 헬스케어적 의미는 세 가지로 압축됩니다. 첫째, 수천만 원대 장비와 전문 인력 없이도 임상 수준의 정량적 근력 데이터를 누구나 가정에서 얻을 수 있게 된다는 비용과 접근성의 혁신입니다. 둘째, 보조자 의존성이라는 기존 휴대용 장비의 한계를 고정형 프레임 설계로 해결해 진정한 의미의 독립적 자가 측정을 실현했다는 점입니다. 셋째, 단발성 측정에 그치지 않고 서버에 축적되는 데이터를 통해 근감소증의 진행 속도나 재활 훈련의 효과를 장기적으로 추적할 수 있는 기반을 마련했다는 점입니다. 이는 데이터 기반의 조기 진단과 개인 맞춤형 관리를 지향하는 예방적 헬스케어로 나아가는 첫걸음이 될 수 있다고 생각합니다.

Q. 세 분의 전공은 다르지만, 임베디드 기술의 실제 활용 분야라는 관심사로 한 팀이 되었는데요. 문제와 해결법을 바라보는 관점은 서로 어떻게 달랐나요?

이승민(기계공학부)｜저는 이론보다 실제 시제품으로 구현이 가능한지를 중요하게 봤습니다. 다양한 문제를 직접 해결하고 프로토타이핑이 잦은 기계공학과 특성상, 아무리 뛰어난 이론과 보고서로 무장하고 있어도 그것이 실제로 구현되지 못하면 의미가 퇴색된다 생각했습니다. 어떻게 보면 새로운 아이디어를 도입하는 데 보수적이라고도 할 수 있어서 큰 성과를 거두지 못할 수도 있었지만, 이나현, 박준재 팀원이 다양한 아이디어와 참고자료를 제시해 주어 참신한 아이디어를 유지하면서도 그것이 실제로 구현될 수 있었어요.

이나현(기계공학부·소프트웨어학부·자기설계융합전공)｜전공이 3개인 것에서부터 눈치채셨겠지만, 저는 다양한 분야에 관심이 많습니다. 이러한 특성은 저를 HCI (Human Computer Interaction), 즉 사람과 기술이 어떻게 더 잘 소통할 수 있는지를 연구하는 분야로 이끌었죠. 사람을 위한 기술을 만드는 것이 HCI의 가치관이었던지라, 저는 주로 사용자들이 저희 기술을 사용하며 실제로 마주하게 될 문제점에 주목했습니다. 다른 분들께서 열심히 프로토타이핑을 하시면, 저는 사용자의 입에서 나올 법한 피드백을 드렸어요. 어쩌면 오히려 더 매서운 비난을 했을지도 모르겠습니다. 그만큼 저희의 성과물이 완벽했으면 했거든요. 자잘한 부분까지 물고 늘어졌던 제 피드백을 수용해 주신 이승민, 박준재 팀원에게 다시 한번 감사의 말을 전하고 싶어요.

박준재(전자전기공학부)｜하드웨어적으로는 기계공학 관점에서 힘이 올바르게 전달되고 유격 없이 안전하게 작동하도록 하는 구조적 안정성과 사용자 친화적인 설계에 집중했고, 전자전기 관점에서 그 힘을 올바르게 전기 신호로 받아들이고 처리하여 앱과 서버에 전달하는 것, 그리고 제한된 공간 안에서 회로를 효율적으로 구성하는 것에 집중했습니다.

소프트웨어적으로는 전자전기 관점에서 지연 없이 정보가 효율적으로 전달되도록 하는 것을 우선시했고, 소프트웨어공학 관점에서 사용자에게 잘 전달되고 분석에 용이하도록 하는 것에 집중했습니다. 관점이 충돌하는 지점도 있었지만, 오히려 서로의 맹점을 메워준 것 같아요. 세 관점이 모두 반영되었기 때문에 지금의 완성도가 나왔다고 생각합니다.

▲ FITOLOGY팀의 프로젝트 발표 자료

Q. 한 학기 동안 시제품 제작과 발표까지의 과정을 끝내기 위해 시간 활용이 매우 주요했을 것 같습니다. 효율적인 프로젝트 진행을 위해 가장 중요하게 생각한 부분은 무엇인가요?

이나현(기계공학부·소프트웨어학부·자기설계융합전공)｜분업입니다. 한정된 시간과 자원을 효율적으로 사용하기 위해서 팀원의 역량을 파악하고, 적재적소에 배치하는 것이 굉장히 중요했습니다. 박준재 팀원이 하드웨어의 핵심인 센서를 맡고, 이승민 팀원이 하드웨어 외장설계와 웹 개발, 제가 앱 개발을 비롯한 전반적인 인간공학적 설계를 담당했습니다.

아무래도 각 분야에 대해 각자 다른 깊이를 가지고 있기 때문에, 이해하지 못하는 사람이 없도록 쉽고 명확하게 전달하는 것, 부족한 이해도에서 비롯된 질문을 해도 상세히 대답하는 것이 중요한데요. 처음에는 서로 다른 분야를 파악하는 데 어려움을 겪었지만, 지속적인 소통과 밀도 높은 협업을 통해 학기 말에는 준전문가급으로 이해도가 높아졌습니다. 이것 또한 융합연구학점제의 의의겠죠.

이승민(기계공학부)｜이나현 팀원의 말대로 분업이 굉장히 중요한 요소였고, 결과를 통해 효율적인 프로젝트였음을 증명한 것 같습니다. 각자가 가진 능력과 전공이 다양했던 만큼, 본인이 잘하는 분야에서 맡은 바를 완수하는 것이 완성도를 높이는 요인이 되었습니다. 서로가 이해하지 못하는 부분은 지도교수님과 팀원들이 함께 모여 공유해가면서, 모두가 전체적인 그림을 파악한 것이 저희에게 큰 자산이 되는 경험이었던 것 같습니다.

박준재(전자전기공학부)｜서로 스케줄을 자주 공유하며 회의를 진행했고, 각자 맡은 부분은 개인 시간을 최대한 활용해 완수하는 방식으로 운영했습니다. 역할을 분명히 하고 책임을 부여함으로써 불필요한 중복 작업 없이 효율적인 시간 분배를 이끌어낸 것 같습니다. 결국 서로에 대한 신뢰가 있어야 이런 방식이 가능한데, 모두가 맡은 일에 책임감을 갖고 임했기 때문에 한 학기라는 짧은 시간 안에 하드웨어부터 앱, 서버까지 완성할 수 있었다고 생각합니다.

Q. 성과보고회 현장 반응이 궁금합니다. 시제품을 직접 체험해 본 사람들의 후기는 어땠나요?

포스터 발표에서 실제 시제품을 직접 체험할 수 있도록 준비한 팀은 많지 않았던 것으로 기억합니다. 구두 발표에서 설명한 결과물이 실제로 어떻게 구현되었는지를 눈으로 확인하고, 직접 팔을 올려 측정까지 해볼 수 있다는 점에서 많은 분이 관심을 가져 주셨습니다. 기기부터 애플리케이션 및 서버까지 끊김 없이 작동하는 것을 직접 체험하면서 실시간으로 자신의 근력 수치가 화면에 표시되는 것을 보고 큰 흥미를 느끼는 분들이 많았습니다. 글과 말로만 설명할 때와 달리 몸으로 직접 체험하면서 설명을 들으니 시스템의 작동 원리를 직관적으로 이해하셨고, "이게 정말 10만 원도 안 되는 부품으로 만든 거냐"는 반응도 여럿 들었습니다. 긍정적인 평과 함께 개선점이나 추가 활용 방안에 대한 아이디어를 제시해 주시는 분들도 계셨습니다. 발표 현장에서 시제품이 제 역할을 다해줬을 때가 팀원 모두에게 가장 뿌듯한 순간이었습니다.

▲ 융합연구학점제 성과보고회 포스터 전시

Q. FITOLOGY팀이 개발한 시스템은 앞으로 어떤 방향으로 개선 및 활용될 예정인가요?

현재 융합연구학점제를 통해 개발한 시스템을 바탕으로 특허출원과 SCI 논문 출판 작업을 진행 중입니다. 학부생이 논문에 참여하는 것 자체가 흔치 않은 일이고 SCI 논문은 더더욱 그렇기에, 주어진 일을 열심히 하다 보면 기회는 찾아오기 마련이라는 것을 다시 한번 느끼고 있습니다.

시스템 고도화 측면에서는 현재 학부 수준에서 완성한 결과물이기 때문에 실제 임상 현장에서 바로 사용될 수 있을 정도의 성능과 편의성을 갖췄는지 검증이 필요합니다. 이에 지도교수님께서 연구를 이어갈 수 있는 기회를 마련해 주셨고, 저가형이라는 장점은 유지하면서 임상 적용 가능성을 높이는 방향으로 발전시킬 예정입니다. 하드웨어 측면에서는 팔꿈치 굴곡·신전을 넘어 더 다양한 근육군 측정으로의 확장을 검토 중입니다. 장기적으로는 여러 전문 타 기관과의 협업으로 축적된 데이터를 활용한 근감소증 조기 예측 모델을 시스템에 통합하고, 실질적으로 현장에서 사용 가능한 수준의 근기능 평가 플랫폼으로 완성하는 것이 최종 목표입니다.

Q. 앞으로 세 분이 함께하는 팀 단위의 목표와 함께 팀원 개인의 계획을 말씀해 주세요.

팀으로서는 특허출원과 SCI 논문 마무리, 여러 연구 기관과 협업을 진행 중이며 이를 통한 시스템 고도화가 우선 목표입니다. 한 학기 동안 함께 만들어온 결과물이 실제 임상 현장에서 쓰일 수 있는 수준으로 발전하기를 저희 모두 바라고 있습니다.

이승민(기계공학부)｜개인적으로 이번 프로젝트에서 하드웨어 외장 설계와 웹 개발을 담당하면서 다양한 경험을 쌓았고, 앞으로 소프트웨어 역량을 더욱 강화해 하드웨어와 소프트웨어 능력을 모두 겸비한 엔지니어로 성장하고자 하는 계획을 갖고 있습니다.

이나현(기계공학부·소프트웨어학부·자기설계융합전공)｜앱 개발과 전반적인 인간공학적 설계를 담당하면서 HCI 분야에 대한 관심을 더욱 깊게 다지게 되었는데요. 한 번뿐인 이 게임을 후회 없게 즐기는 것이 목표라고 했는데, 지금처럼 재미있게 살다 보면 이 기사처럼 또 다른 소식을 전해드리게 될 것이라 확신합니다.

박준재(전자전기공학부)｜이번 프로젝트에서 센서 시스템 설계부터 신호처리, 펌웨어 개발까지 임베디드 시스템 전반을 담당하면서 저가형 하드웨어의 한계를 소프트웨어로 극복하는 경험을 쌓았는데요. 대학원에서 온디바이스 AI 분야로 나아가는 것을 계획 중입니다. 마지막으로, 한 학기 내내 아낌없는 조언과 방향을 제시해 주신 정조운 교수님과 김명준 석사님께 팀을 대표해 깊은 감사의 인사를 전하고 싶습니다.