박연규 표준연 부원장 "AI는 초정밀 측정기술 한계 극복할 혁신도구"

[인터뷰] 국내 사상 다섯 번째 국제도량형위원으로 뽑혀…"디지털 측정표준 체계 확립 산업현장 뒷받침할 것"

인공지능(AI)은 초정밀 측정 기술의 한계를 극복하는 혁신적인 도구입니다. 디지털 SI(국제단위계)와 측정데이터의 상호 운용성 확립 등을 통해 정부 AI 정책을 확실히 뒷받침해 나갈 것입니다."

지난 15일 세계 측정표준 분야의 핵심 의사결정기구인 국제도량형위원회(CIPM) 위원으로 선정된 박연규 한국표준과학연구원(KRISS) 부원장은 "측정 과학이 AI 자체의 신뢰성을 확보하는 핵심적인 기반이 될 것"이라며 이같이 말했다.

박 부원장은 지난주 프랑스에서 열린 제28차 국제도량형총회(CGPM)에서 CIPM 위원으로 선출됐다. 우리나라는 1996년 CIPM 위원을 처음 배출한 이래 지난 30년 간 다섯 번째 배출했다.

박연규 한국표준과학연구원 부원장.(사진=KRISS)

"첨단 과학기술 분야에서는 측정 대상이 더욱 미세하고 복잡해지면서 기존의 수학적 모델이나 분석 방법만으로는 해석하기 어려운 방대한 데이터가 생성되고 있습니다. AI는 이러한 데이터에서 복잡한 패턴을 찾아내고, 측정 과정의 잡음과 오차 요인을 분석하며, 최적의 측정 조건을 탐색하는 데 유용하게 활용될 수 있습니다. 다양한 변수가 복합적으로 작용하는 측정 환경에서 물리량의 변화를 예측하고 측정 효율을 높이는 데에도 크게 기여할 것입니다."

박 부원장은 "다만, AI를 활용한 측정에서도 결과의 정확성과 불확도를 과학적으로 평가하고 검증하는 과정은 필수적"이라며 "AI의 분석 능력과 측정 과학의 엄밀한 검증 체계가 결합할 때 초정밀 측정 기술은 한 단계 더 발전할 수 있을 것"으로 진단했다.

측정표준이 AI 시대 디지털 SI(국제단위계)와 측정데이터의 상호 운용성 확립이 필요한 이유에 대해서도 자세히 설명했다.

"전 세계 측정표준 체계는 사람이 읽는 문서 중심에서 기계와 AI가 직접 판독하고 활용할 수 있는 디지털 환경으로 빠르게 전환하고 있습니다. 특히 디지털 교정성적서(DCC)와 기계가독형·기계활용형 측정데이터 체계는 이러한 전환의 핵심적인 기반입니다."

박 부원장은 "앞으로 AI 기반 자율 실험실이나 첨단 스마트 제조시설에서는 측정데이터가 실시간 분석되고 공정 제어에 활용될 것"으로 예측하며 "데이터의 정확성과 측정 소급성, 국제적 상호운용성을 확보할 수 있도록 글로벌 디지털 측정표준 인프라 구축에 적극 기여할 것"이라고 이번 위원 선정에 대한 각오를 나타냈다.

박 부원장은 "AI의 성능과 정확성, 재현성, 불확실성 등을 평가할 수 있는 과학적 방법과 기준이 필요하다. 특히 AI가 물리적 측정데이터를 분석하거나 예측하는 경우에는 정확하고 신뢰할 수 있는 참조데이터(Reference Data)가 필수"라고 강조했다.

박연규 한국표준과학연구원 부원장(오른쪽)이 국제도량형위원회(CIPM) 위원으로 선출된 뒤 위난드 라우 CIPM 위원장과 기념촬영했다.(사진=KRISS)

"AI는 측정을 더욱더 지능적이고 효율적으로 발전시키고, 측정과학은 AI가 만들어내는 결과에 과학적 신뢰를 부여하는 역할을 하게 될 것입니다. 이러한 양방향 융합은 단순히 측정기술의 성능을 높이는 것을 넘어, AI 시대의 새로운 신뢰 인프라를 구축하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대합니다."

최근 비욘드 AI로 일컬어지는 퀀텀기술에 대해서도 언급했다. 이제는 양자기술의 신뢰성 확보를 위한 국제 측정기준 확립이 필요하고, 이에 적극 나서겠다는 것이다.

CIPM 진출을 계기로 한국표준과학연구원의 역할에 대해서도 언급했다. 각국 국가측정표준기관(NMI)이 엄격한 측정표준과 소급성을 바탕으로 검증된 고품질 참조데이터를 제공하고, AI 기반 측정 결과의 신뢰성을 평가할 수 있는 기술적 기반을 마련하는 데 중요한 역할을 할 수 있다는 것.

박 부원장은 "양자컴퓨팅과 양자센싱 기술이 하루가 다르게 변하면서, 양자컴퓨터 성능을 객관적으로 비교하고, 양자소자의 신뢰성과 안정성을 검증할 수 있는 측정기술의 중요성이 날로 커지고 있다"며 "현재 글로벌 NMI 협력 네트워크인 'NMI-Q' 등과 연계해 양자기술의 측정 신뢰성을 확보하고, 국제적으로 비교 가능한 평가 기준을 마련하는 데 기여할 것"이라고 언급했다.

박 부원장은 특히 KRISS가 축적해 온 양자 측정과학 역량과 국제 공동연구 경험을 바탕으로, 새로운 양자기술이 산업현장에서 신뢰성 있게 활용될 수 있는 기반을 마련하는 데 힘쓸 것이라고 덧붙였다.

"19세기 물리학자 켈빈 경은 ‘측정할 수 없으면 알 수 없다’고 했습니다. 옹스트롬과 양자 기술을 다루는 21세기 첨단 제조에서는 한 걸음 더 나아가 ‘측정할 수 없으면 제어할 수 없고, 제어할 수 없으면 제조할 수 없다’는 말이 산업의 절대 법칙이 됐습니다."

국제도량형위원회 중장기 전략인 ’CIPM 전략 2030+’에서도 언급했다.

국제도량형총회에서 새로 선출된 18명의 국제도량형위워회 위원들. 오른쪽에서 다섯 번째가 박연규 표준연 부원장이다.(사진=KRISS)

박 부원장은 "과거 측정표준이 완성된 제품의 성능을 사후 검증하는 ‘판정관’역할을 수행했다면, 오늘날 초정밀 측정은 첨단 제조공정의 수율과 품질을 실시간 제어하는 ‘핵심 기술이자 산업 경쟁력의 원천’으로 진화하고 있다"며 "글로벌 측정표준을 얼마나 선제적으로 확보하고 활용하느냐가 첨단산업의 경쟁력을 좌우하는 중요한 요인이 되고 있다"고 강조했다.

"반도체 산업은 옹스트롬 수준의 초미세 공정과 3차원 적층 기술로 발전하고 있습니다. 양자에서는 단일 광자나 전자 등 양자계의 특성을 정밀하게 측정하고 제어하는 기술이 필수입니다. 향후 국제적으로 통용되는 측정기준을 확보하는 것이 글로벌 시장에서 경쟁력을 확보하는 데 중요한 역할을 할 것입니다."

박 부원장은 "기업들도 단순한 생산 수율 최적화를 넘어, 제품 개발 초기 단계부터 글로벌 기준에 부합하는 정밀 측정데이터를 확보하고, 생산공정 전반에 걸쳐 측정 소급성을 갖춘 인프라에 투자해야 한다"며 "AI와 자동화 기술이 제조공정에 빠르게 도입되는 만큼, 기계와 AI가 직접 판독하고 활용할 수 있는 디지털 측정체계에도 선제적으로 대응할 필요가 있다"고 재차 강조했다.

향후 한국표준과학연구원이 나아갈 역할에 대해서도 언급했다. 핵심은 3가지로 ▲첨단산업의 기술적 한계를 극복하는 초정밀 측정기술 개발과 산업현장 적용 ▲양자·AI 기술의 신뢰성 검증 기반 구축과 산업 생태계 지원 ▲국제 측정표준의 상호인정체계를 통한 우리 기업의 글로벌 시장 진출 지원으로 정리했다.

반도체 미세화와 고대역폭메모리(HBM) 등 첨단 패키징 기술의 발전으로 제조현장에서 측정·검사(MI) 장비의 중요성이 더욱 커지고 있기에, 차세대 반도체 원자층 수준 두께 측정과 3차원 적층 패키징의 결함 비파괴 검사 등 극한의 원천 측정기술을 선제적으로 확보하고, 이를 실제 생산공정에서 활용할 수 있는 인라인(In-line)·인시츄(In-situ) 측정기술로 연계·발전시켜 나가야 한다는 것.

또한 양자컴퓨터의 큐비트 충실도(Fidelity)와 연산 성능, 초고감도 양자센서의 정확성과 안정성을 객관적으로 평가할 수 있는 측정기술과 기준을 마련하는 것이 중요하다고 강조했다.

"AI분야 고품질 참조데이터·신뢰성 평가위한 측정과학 기반 제공"

"글로벌 국가측정표준기관들의 협력 네트워크인 'NMI-Q' 등과 연계해 양자기술의 측정·평가 역량을 강화하고, 국내 양자 소재·부품·장비 기업들이 개발한 기술의 성능 검증과 상용화를 적극 지원해 나갈 것입니다. AI 분야에서도 고품질 참조데이터와 신뢰성 평가를 위한 측정과학적 기반을 제공함으로써, 첨단 미래 산업 전반의 기술적 신뢰성을 높이는 데 기여할 것입니다."

글로벌 측정표준 거버넌스의 발전과 국제협력 강화와 함께 국내 기업의 글로벌 시장 진출 지원에 대해서도 언급했다.

박 부원장은 "국제도량형위원회 상호인정협정(CIPM MRA)은 각국 국가측정표준의 동등성과 교정·측정능력에 대한 국제적 신뢰를 확보하는 핵심적인 체계"라며 "이러한 국제 상호인정체계를 통해 국내 측정 결과의 국제적 신뢰성을 높이고, 국가 간 측정 결과의 차이로 발생할 수 있는 불필요한 중복 검증과 기술적 장벽을 완화함으로써 우리 기업의 글로벌 시장 진출을 뒷받침할 것"이라고 말했다.

박 부원장은 "국제 측정표준은 특정 국가의 이익을 위한 것이 아니라, 전 세계가 공통으로 신뢰하고 활용할 수 있는 기반이어야 한다"며 "국제도량형위원으로서 이러한 원칙을 바탕으로 주요 국가측정표준기관과의 협력을 강화하고, 아시아·태평양 지역을 포함한 다양한 국가의 경험과 수요가 국제적 논의에 폭넓게 반영될 수 있도록 최선을 다하겠다"는 각오도 피력했다.

기후변화 대응과 탄소중립에 대해서도 의견을 제시했다. 기후변화 대응과 탄소중립 실현을 위해서는 무엇보다 정확하고 신뢰할 수 있는 측정데이터가 뒷받침되어야 한다는 것.

"탄소중립 시대에는 얼마나 감축하겠다는 약속만큼이나, 실제로 얼마나 감축했는지를 과학적으로 측정하고 검증하는 능력이 중요합니다. 국제도량형위원회도 중장기 전략으로 기후변화와 환경을 측정과학이 대응해야 할 핵심 글로벌 과제 중 하나로 제시하고 있습니다."

박 부원장은 국제 측정표준의 역할로 크게 세 가지 방향을 제시했다. 제시한 방향은 ▲탄소배출량의 신뢰성 확보와 국제 무역·산업 경쟁력 지원 ▲온실가스 관측과 배출량 산정 데이터의 정합성 확보 ▲에너지 전환을 뒷받침하는 새로운 측정표준 인프라 구축 등이다.

"탄소배출 측정장비·분석 결과 신뢰성 높일 객관적 검증 뒷받침할 것"

박 부원장은 "유럽연합의 탄소국경조정제도(CBAM)나 탄소배출권 거래제 등으로 인해 탄소배출량은 단순한 환경 지표를 넘어 기업의 비용과 국제 무역 경쟁력에 영향을 미치는 중요한 요소가 되고 있다"며 "국제 측정표준은 배출량 산정에 사용되는 측정장비와 분석 결과의 신뢰성을 높이고, 국가와 기업이 제시하는 탄소배출량 정보에 대한 객관적인 검증을 뒷받침하는 과학적 기반이 될 것"이라고 말했다.

박 부원장은 또 "온실가스 배출량을 정확하게 파악하기 위해서는 인공위성이나 대기 관측소를 활용한 하향식(Top-down) 관측과 산업시설의 활동자료 및 직접 측정 등을 활용한 상향식(Bottom-up) 배출량 산정을 상호 보완적으로 활용해야 한다"며 "측정데이터의 정확성과 불확도를 평가하고, 서로 다른 관측 및 산정 결과를 과학적으로 비교할 수 있는 기반이 중요하다"고 강조했다.

"탄소중립을 위한 수소에너지, 재생에너지, 배터리, 탄소 포집·활용·저장(CCUS) 등의 기술이 발전하면서 새로운 측정 수요가 빠르게 증가하고 있습니다. 예를 들어 수소에너지 분야에서는 유량과 순도, 저장 및 공급 과정의 안전성을 평가하는 측정기술이 중요하며, 재생에너지와 분산형 전력망에서는 직류(DC) 전력의 정확한 측정과 에너지 효율 평가가 중요해지고 있습니다. 이러한 기술의 성능과 안전성, 실제 온실가스 감축 효과를 신뢰성 있게 평가할 수 있도록 새로운 측정표준을 개발하고 국제적 일관성을 확보해야 합니다."

박 부원장은 "앞으로 측정과학은 탄소중립을 선언적인 목표에서 과학적으로 검증 가능한 성과로 전환하는 데 더욱 중요한 역할을 하게 될 것"으로 내다봤다.

한편 우리나라에선 CIPM 위원을 정명세(1996)→정광화(2008)→강대임(2013)→박상열(2019)→박연규(2026)로 이어지는 5명을 배출하게 됐다.

개인의 전문성과 리더십, 국제 측정표준 분야 실적, 기여 가능성을 등을 엄밀하게 평가해 선출한다.

박 부원장은 인문고(서울 성보고)를 나와 KAIST 기계공학과에 진학한 특이 케이스다. KAIST 기계공학과를 졸업하고, 동 대학원에서 석, 박사학위를 받았다. 힘·토크 측정표준 분야 국내외 독보적인 전문가다. 현재 국제측정연합(IMEKO) 한국 대표다. 아시아·태평양 측정표준협력기구(APMP) 집행위원과 국제측정연합 부회장 등을 역임했다.