유전 알고리즘을 활용한 창의적인 아이디어

보다 많은 학생들이 참가하길 바라

 

눈부신 속도로 발전하는 과학기술은 우리 삶에 많은 혜택을 주고 있다. 하지만 그만큼 과학기술에 대해 이해하기 어려워지고 있는 것도 사실이다. 미래창조과학부는 학생들이 조금 더 쉽게 과학기술에 접근할 수 있도록 다양한 EDISON 교육용 소프트웨어를 개발하고 있다. 또한, 이러한 교육용 소프트웨어의 다양한 활용 방안과 창의적인 사고를 촉진하기 위해 미래창조과학부는 매년 에디슨 소프트웨어(이하 EDISON SW) 활용 경진대회를 개최하고 있다. 제 4회 EDISON SW 활용 경진토토사이트 실수에서 최우수상을 수상한 윤성준(공과대·기계 4), 특별상을 수상한 김원곤(공과대·기계 4), 장려상을 수상한 황윤찬(공과대·기계 4) 씨를 만나 이야기를 들어봤다.

 

창의적인 아이디어의 각축전


EDISON SW활용 경진대회는, 다양한 EDISON 소프트웨어를 학생들이 얼마나 창의적으로 활용할 수 있는지 겨루는 대회이다. 대회는 먼저, 이공계 대학(원)생들이 다양한 문제들을 EDISON 교육용 소프트웨어를 통해 실험 및 연구 하고 다음으로, 그 결과를 논문으로 작성하는 방식으로 진행된다. 우리대학 수상자들은 ‘유전 알고리즘’이라는 EDISON 소프트웨어를 활용해 논문을 작성했다. ‘유전 알고리즘’이란 풀고자 하는 문제에 대한 다양한 해답들을 나열한 뒤 이들을 점차적으로 교배해 가면서 목표와의 적합성을 따져보고, 이를 통해 최적의 해답을 찾는 방법이다.

 

   

 

과연 우리대학 학생들은 어떤 주제로 심사위원들의 마음을 사로잡았을까? 우선 최우수상을 수상한 윤 씨는 ‘유전 알고리즘’과 ‘겹쳐그리기 기법(Overlay method)’을 이용하여 4절 링크를 설계하는 방법을 연구했다. 4절 링크란 굴삭기, 자동차 와이퍼 등 수 많은 분야에서 사용되는 기초적인 기구이다. 이러한 4절 링크를 제작하는 방식 중 하나인 ‘겹쳐그리기 기법’은 수작업을 통해서만 활용할 수 있다는 한계가 있었다. 윤 씨는 ‘유전 알고리즘’을 활용하여, 수작업을 통하지 않고도 ‘겹쳐그리기 기법’을 활용해 4절 링크를 제작할 수 있는 방식을 고안해냈다.

 

김 씨는 ‘유전 알고리즘’을 활용해 방열판(HEAT SINK)을 최적 설계하는 방안을 연구했다. 방열판이란 반도체 등에서 발산된 열을 흡수하여 외부로 배출하는 장치를 뜻하며, 흔한 예로 컴퓨터의 CPU에 부착된 팬을 들 수 있다. 이러한 방열판를 구성하는 냉각핀의 크기에 따라 반도체의 효율이 결정되는데, 김 씨는 이를 ‘유전 알고리즘’을 통해 최적 설계하는 방법을 연구했다.

 

마지막으로 황 씨는 ‘유전 알고리즘’을 활용해 스도쿠(Sudoku) 퍼즐을 제작하고 풀이하는 해결책을 내놓았다. 신문이나 잡지에서 흔히 볼 수 있는 스도쿠 퍼즐은 일종의 마방진으로, 총 81개의 칸에 1부터 9까지 숫자를 채워 넣어 완성하는 퍼즐이다. 기존의 스도쿠 퍼즐은 잘 알려진 몇 가지 프로그램에 의해서만 제작되고 있었으나, 황 씨는 ‘유전 알고리즘’을 활용해 스도쿠 퍼즐을 새롭게 제작하고, 풀이하는 방안을 제시하여 좋은 평가를 받았다.

 

EDISON SW 활용 경진토토사이트 실수


EDISON 사업은 고급 융합인력을 양성하기 위해 미래창조과학부가 추진하고 있는 사업이다. 갈수록 복잡해지는 이공계 각 분야에 대해, 통합적인 지식과 활용능력을 갖춘 고급 융합인력의 필요성이 강조되고 있기 때문이다. 어렵고 복잡한 과학 분야의 아이디어를 쉽고 재미있는 소프트웨어(SW)로 구현하여 교육하기 위해, EDISON 사업은 다수의 개방형 교육용 플랫폼(소프트웨어)를 개발해왔다. 학습자는 슈퍼컴퓨터와 연결된 교육용 플랫폼을 활용하여 직접 가상실험과 연구를 수행할 수 있으며, 이러한 과정을 통해 보다 쉽게 다양한 이공계 분야에 접근할 수 있다. 이러한 플랫폼들은 현재 국내 43개 대학, 547개 교과목에서 2만 3천여 명이 사용하고 있으며, 강의실에서 배운 이론을 컴퓨터를 통해 직접 실험, 연구 할 수 있다는 점에서 큰 호응을 얻고 있다.

 

   

 

이러한 EDISON 교육용 플랫폼의 활용을 촉진하기 위해 열린 이번 대회는 ‘전산열유체’, ‘나노물리’, ‘계산화학’, ‘구조동역학’, ‘전산설계’ 의 5개 전문분야에 걸쳐 진행됐으며, 약 300여 명이 참가하여 각자의 창의적 연구능력을 겨뤘다. 참가자들은 주최 측에서 제시한 EDISON 교육용 소프트웨어를 활용하여 각자의 연구를 수행했으며, 연구 주제는 연구자가 자유롭게 설정하는 방식으로 진행됐다. 황 씨는 “이번 대회가 EDISON 교육용 소프트웨어의 활용능력을 평가하는 대회인 만큼, 창의적인 주제선정과 타당한 연구 수행이 관건이었다”고 밝혔다.

 

이번 대회에서는 1차 논문 심사를 통해 수상자를 추려냈으며, 1차 논문 심사를 통과한 참가자 중 일부는 직접 PPT를 통한 구두발표를, 나머지 참가자는 자신의 연구 논문을 포스터로 게재하여 평가를 받았다. 이에 따라 윤 씨와 김 씨는 직접 PPT를 통해 자신의 연구를 발표했고, 황 씨는 연구결과를 포스터 형식으로 게재하여 심사를 받았다. 윤 씨와 김 씨는 “발표 심사에서 생각보다 날카로운 질문이 많았다”며 상당한 수준의 발표 실력 또한 요구됐다고 밝혔다. 특히 윤 씨는 발표 과정에 대한 아쉬움을 토로했다. “발표 전날 까지도 PPT를 수정하고 보완하면서 생각보다 발표 준비에 소홀했던 부분이 있었어요. 더 잘 할 수 있었는데 발표가 미숙했던 부분이 아쉬웠습니다.”

 

더 많은 학우들이 참가해주길 바라


이들에게 이번 대회는 어떤 의미가 있었을까? 황 씨는 이번 대회를 준비하면서 최적설계에 대한 이해의 수준을 한 단계 끌어올릴 수 있었다고 밝혔다. “최적설계는 기업이나 각종 연구에서도 많이 활용되고 있어요. 물론 대회에서 사용한 EDISON 플랫폼을 기업에서 사용하는 경우는 적지만, 기본 원리는 비슷하기 때문에 최적 설계에 대해 한층 더 접근할 수 있었습니다.” 또한 김 씨는 이번 대회를 준비하면서 자신의 진로에 대해서도 확신이 생겼다고 전했다. “저는 대학원 진학을 준비하고 있는데, 최적 설계에 관한 부분이 제가 앞으로 연구하고 싶은 분야와도 깊은 관련이 있어요. 신뢰기반 최적 설계 등의 다양한 최적 설계에 관해 공부를 해볼 생각인데 많은 도움이 됐습니다. 이번 대회를 통해 제 진로에 대해 좀 더 자신감을 얻을 수 있었습니다.”

 

마지막으로 이들은 보다 많은 학우들이 이 대회에 참가하여 자신의 능력을 보여주기를 부탁했다. “옆에서 같이 공부하는 친구들만 봐도, 정말 저보다 뛰어나고 능력 있는 학우들이 많아요. 우리 대학 학우들 정도면 충분히 능력을 인정받을 수 있는 기회인 만큼, 앞으로 더욱 많은 학우들이 대회에 참가해서 좋은 결과를 얻길 바랍니다.”

 

   

 

 


정우진 기자 wjdnwls@hanyang.ac.kr
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사진/박설비 기자 sbi444@hanyang.ac.kr

 

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