전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
마켓

속보

더보기

[김정호의 4차혁명 오딧세이] 전자공학 교과목 현실에 맞게 개편해야

기사입력 : 2017년12월04일 14:17

최종수정 : 2017년12월04일 14:59

대학에서 배우는 전자공학 이론, 현실에 맞지 않아
4차 산업혁명에 부합하도록 교과목 개편해야

현실에 뒤떨어진 전자공학 회로 이론

반도체를 비롯해서 전자 부품을 설계하기 위해서는 회로의 기능과 성능을 먼저 정하고, 그 다음 단계로 회로를 구성하면서 설계를 진행한다. 4차 산업혁명을 이루기 위한 센서, 사물인터넷, 인공지능 서버, 데이터 센터, 클라우드 컴퓨팅 시스템 모두 이런 회로로 만들어 진다. 그래서 회로는 전통적으로 대학 2학년의 전자공학 과정에서 핵심 과목이 된다.

이 회로의 동작을 이해하고, 더 나아가 설계하기 위해서는 각 회로의 동작 원리를 이해하고 파악해야 한다. 그래서 각 회로의 동작 상황을 전원이 사인파 삼각함수(sinwt, coswt)로 가정하고 전류, 전압을 구하는 연습을 한다.

대학 때 중간고사 기말고사 시험 문제도 이러한 방법을 이용해서 연필로 미분방정식을 풀어서 답을 구한다. 그래서 점수도 받고, A, B, C, D 성적도 받고, 학기 말에 학점이 정해진다. 졸업할 때 총 학점도 계산해서 대학원 진학시에 그리고 취업 시에 사용되고 평생 따라 다닌다.

그런데 진짜 문제는 이러한 학교에서 배우고, 연습하고, 시험 봐서 성적을 얻는데 사용한 회로 이론이 현실에 부합하지 않는다는 사실이다.

컴퓨터로 계산한 전류 파형, 출처: KAIST.

요즘 같이 4차 산업혁명 시대에는 회로가 기가헤르쯔(GHz) 시대를 넘어서 테라 헤르쯔(THz) 시대로 접어 들고 있다. 테라헤르쯔는 기가헤르쯔보다 1000배나 빠른 고주파 신호이다. 더 많은 정보를 주고 받고, 계산하고 저장하기 위해서 더 높은 고주파를 쓸 수 밖에 없다. 이제 대학에서 배운대로 설계해서 동작하는 회로는 하나도 없다고 보면 된다. 그러니 과연 얼마나 대학 교과목 수업과 시험이 효과적인가 의문을 들게 된다. 

 

교과서 내용? 현장에서는 맞지 않아

대학에서 배운 회로 이론이 맞지 않는 가장 큰 이유는 저항, 커패시터, 인덕터로 표현되는 회로 모델이 틀리기 때문이다. 모델이 틀리면 수식이 틀리고, 당연히 계산과 예측 결과가 틀린다. 

또 다른 교과서 회로 이론의 한계는 소자의 모델이 회로 동작 조건에 따라 변화한다는 사실이다. 흐르는 전류 또는 전압에 따라 저항 커패시터, 인덕터 모델이 바뀐다. 이러한 모델을 비선형 모델이라고 한다. 더 어려운 것은 온도에 따라서도 모델이 바뀐다. 인공지능 서버나 데이터 센터 메모리가 수많은 작업을 하면 온도가 올라가고, 이 결과 모델이 바뀌고 당연히 낮은 온도의 예측과 틀리게 된다.

마지막 한계는 실제 회로는 몇 개의 간단한 방정식으로 풀 수 없다는 사실이다. 반도체 내에는 수조 개 단위의 회로가 있다. 손으로 몇 개의 수식으로 풀기 불가능하다. 그리고 서로 인접한 소자, 트랜지스터, 연결선이 서로 영향을 미친다. 그래서 서로 방정식이 연결되어 있다. 서로 수 조개의 연결된 방정식과 수조 개의 변수를 다 풀 수 없다. 그래서 컴퓨터로 해석할 수 밖에 없다.

컴퓨터로 계산한 전류 파형, 출처: KAIST


4차 산업혁명에 맞는 교과목으로 개혁해야

얼마전 대학 입학 시험이 치러졌다. 수십만 명의 학생들과 수험생 학부모 들이 마음졸였다. 특히 올해는 지진으로 1 주일 시험 날짜가 연기되었다. 이 시험 결과에 따라 지망하는 학교, 학과가 달라진다. 모두 이 시험 성적으로 대학 신입 생을 뽑는 과정을 받아들인다.

대학수학능력시험 답안지, 출처: 구글.

아쉽고 안타까운 것은 학교 때 시험 성적이 꼭 실제 산업이나 연구현장에서의 작업 수행 능력과는 아무 상관이 없다는 사실이다. 경영학 학점이 높다고 사업을 잘 할까? 경제학 수업 학점이 높다고 주식투자를 잘 할까? 마찬가지로 수학 문제를 잘 푼다고 창의적일까?학점이 높다고, 성적이 높다고 빌 게이츠나 스티브 잡스가 될까?

전혀 아니다. 학교 시험은 어차피 맞지도 않는, 세상에 없는 단순한 문제를 풀고 평가한다. 학점이나 성적이 높으면 오히려 자기 고집에 갇혀 협동 능력, 창의 능력, 소통 능력이 더 떨어질 위험성이 있다. 

4차 산업혁명 시대에는 더 이상 인간과의 경쟁과 순위는 의미가 없다. 시험도 인공지능이 인간 보다 더 잘 볼 날이 멀지 않았다. 이제 인간끼리 협동하고 인공지능과 경쟁해야 한다. 오히려 인공지능과 협동해야 하는 시기가 왔다. 오히려 학교 성적이 좋으면 이러한 협동 능력이 떨어지고, 본인 지식의 한계를 몰라 도태될 수도 있다. 학교 성적이 좋아서 할 수 있는 일은 인공지능이 대체하기 딱 좋은 분야이다. 그래서 꼭 학 입학 시험 시기는 날씨가 추워지는 지 모르겠다.

[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]

김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수.

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
[단독] 日 여행객 'K-쌀' 사간다 [세종=뉴스핌] 이정아 기자 = 일본 여행객이 한국을 방문, 한국 쌀을 직접 구매해 들고 나가는 사례가 급증하고 있다. 일본 내 쌀값이 고공행진을 이어가는 가운데 '밥맛 좋은 한국 쌀'이 대체제로 급부상하면서 벌어지는 현상이다. 3일 <뉴스핌>이 입수한 자료에 따르면, 올해 1월부터 6월까지 상반기 동안 일본 여행객이 한국에서 직접 구매해 일본으로 들고 간 국산 쌀은 3만3694kg로 집계됐다. 일본은 지난 2018년부터 휴대식물 반출 시 수출국 검역증을 의무화한 나라로, 병해충과 기생식물 등 식물위생 문제에 매우 엄격하다. 특히 쌀처럼 가공되지 않은 곡류는 검역 과정이 매우 까다롭다. 그럼에도 불구하고 일본 여행객들의 한국산 쌀 열풍은 지속됐다. 지난해 한 해 동안 일본 여행객이 반출한 국산 쌀은 1310kg에 불과했지만, 올해는 상반기에만 무려 25배 이상 급증했다. 같은 기간(2024년 1~6월)으로 비교하면 작년 106kg에서 올해 3만3694kg로 약 318배 증가한 셈이다. 농식품부 관계자는 "일본 여행객들의 '쌀 쇼핑'이 열풍을 불면서 관련 문의가 급증했다"며 "한국쌀이 일본쌀에 비해 맛과 품질이 뒤떨어지지 않는다는 인식이 생기면서 반출되는 양도 많아지고 있다"고 설명했다. 쌀을 화물로 탁송하는 사례도 동반 상승했다. 올해 상반기 기준 화물검역을 통해 일본으로 수출된 국산 쌀은 43만1020kg에 달한다. 지난해 화물 검역 실적이 1.2kg에 그쳤던 것과 비교하면 폭증 상태다. 업계에서는 이번 흐름이 국산 쌀에 대한 일시적 특수로 끝나지 않고 국내에서 정체된 쌀 소비의 새로운 돌파구가 될 수 있을 것으로 내다보고 있다. 임정빈 서울대 농경제학과 교수는 "일본에서 쌀 가격이 두 배 이상 올랐으니 한국에 와서라도 쌀을 구매하는 여행객이 늘어난 것"이라고 짚었다. 이어 "다만 일본의 쌀 관세율이 매우 높기 때문에 한국 쌀의 가격만 보지는 않았을 것"이라며 "국산 쌀의 품질이 높기 때문에 이 부분에서도 합격점이 있을 것"이라고 평가했다. [영종도=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 11일 오전 인천국제공항 제1터미널에 중국발 여행객들이 입국하고 있다. 2023.03.11 pangbin@newspim.com 정부 역시 이같은 수요에 대응해 일본 관광객을 대상으로 검역제도 안내·홍보에 나서기로 했다. 현재는 농림축산검역본부를 통한 사전신청, 수출검역, 식물검역증 발급, 일본 통관까지 최소 3단계 이상이 요구된다. 다만 한국 쌀을 일본으로 반출할 때 한국에서 식물검역증을 발급받아야 한다는 사실을 모르는 일본 관광객이 일본에 돌아가 쌀을 폐기하는 일이 생기면서 홍보의 필요성이 대두됐다. 농식품부 고위 관계자는 "지난달 오사카 엑스포 현장 방문을 계기로 일본 농림수산성과 예방할 기회가 주어졌는데 그 자리에서 쌀 검역 문제가 논의됐다"며 "한국 정부는 일본 여행객이 애써 한국 쌀을 구매한 뒤 일본으로 돌아가 폐기하는 일이 없도록 제도 홍보에 만전을 기하겠다"고 전했다. plum@newspim.com 2025-07-03 11:10
사진
내란특검, 尹재판 증인 72명 신청 [서울=뉴스핌] 김신영 기자 = 12·3 비상계엄 관련 내란 사건을 수사 중인 조은석 특별검사팀이 윤석열 전 대통령의 내란 우두머리 혐의 재판에서 증인 72명을 추가 신청했다. 서울중앙지법 형사합의25부(재판장 지귀연)는 3일 내란우두머리·직권남용권리행사방해 혐의로 재판에 넘겨진 윤 전 대통령의 9차 공판기일을 열었다. 조은석 내란 특별검사. [사진=뉴스핌DB] 특검 측은 앞서 1차로 38명의 증인을 신청한 데 이어 이날 재판부에 증인 72명을 추가로 신청하겠다고 밝혔다.  재판부는 오는 10일 열릴 10차 공판에서는 이날 증인신문을 마치지 못한 고 전 처장에 이어 정성우 전 방첩사 1처장(준장), 김영권 방첩사 방첩부대장(대령)을 불러 신문할 예정이다. 정 전 처장은 여인형 전 방첩사령관으로부터 선관위 전산실 통제와 서버 확보를 지시받은 인물이며 김 부대장은 비상계엄 당일 곽종근 전 육군 특수전사령관이 윤 전 대통령으로부터 지시받을 당시 함께 합참 지휘통제실에 있었던 것으로 알려졌다.  한편 이날 재판에서 윤 전 대통령 측은 조은석 특검이 검찰로부터 사건을 이첩받은 절차가 위법해 무효라고 주장했으나, 특검은 "법과 상식에 비춰봤을 때 납득할 수 없는 주장"이라고 반박하며 신경전을 벌였다.  sykim@newspim.com 2025-07-03 20:47
안다쇼핑
Top으로 이동