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[인터뷰] 이태용 국립 싱가포르대 교수를 만나다!

안녕하세요. 국가과학기술위원회 블로그 기자단 2기 최경호 기자입니다. 저는 지난 5월, 국립 싱가포르대학교(National University of Singapore) 생체역학부 교수로 있으신 이태용 교수님을 만나기 위해 국립 싱가포르대학교를 직접 방문했습니다. 40도에 육박하는 뜨거운 햇볕이 내리쬐던 싱가포르 국립대학교 캠퍼스는 1월에 시작했던 새 학기가 막바지에 접어들며 기말고사 채점이 한창이었습니다.

바로 이곳에서 7년째 학생을 가르치며 바이오 메디컬 역학 및 재료 연구소를 이끌고 계신 이태용 교수님은 ‘생체역학’이라는 다소 생소한 분야에서 괄목할 만한 성과를 내고 계신데요, 해서! 이번 시간에는 이 교수님을 만나 ‘생체역학’이라는 분야에 대한 소개와 싱가포르대학교에서의 생활, 그리고 과학을 사랑하는 한국 학생들에게 전하는 메시지까지 들어보기로 했습니다. 

싱가포르 국립대학교에서 만난 이태용 교수님

 

이태용 교수는
  2005-Present  Assistant Professor National University of Singapore
  2003-2004     Research Associate Johns Hopkins University
  2001-2003     Postdoc Harvard University
  2001          Ph.D. University of Wisconsin-Madison
  (Title: Viscoelastic Properties of Biological and High-Damping Composite Materials)
 
<연구 성과>
  The Best Presentation Award, Asian Federation of Osteoporosis Society, (2011)
  The Martyn Shorten Award for Innovation, Footwear Biomechanics Group, (2011)
  ‘Best Researcher’ in NUS Faculty of Engineering (2009)
  GSK (Glaxo Smith Kline) Research Award, Korean Society of Osteoporosis (2008)


Q. 안녕하세요. 교수님! 바쁘신 가운데 인터뷰에 응해주셔서 감사합니다. 교수님이 연구하고 계신 ‘생체역학’이란 용어가 낯선데, 정확히 어떤 분야인지 소개 부탁드립니다.

  A. 일반적으로 역학이란 힘을 받는 물체의 운동이나 형태의 변화 등을 연구하는 학문을 말하는데, 생체역학(biomechanics)은 바로 이 역학적 원리들을 생체에 적용하는 영역입니다. 쉽게 말해 우리 몸에서 작용하는 힘과 움직임을 분석하여 예측-대응하는 학문으로, 세부적으로는 동력학, 정력학, 운동학, 운동역학 등으로 분류되기도 합니다. 현재는 10여명의 석·박사 과정 학생들과 골다공증 예측과 신발생체역학 등을 다양하게 연구하고 있습니다. 

뼈를 컴퓨터 그래픽으로 모델링해보는 모습

Q. 골다공증을 예측한다고 하셨는데, 과학적으로 어떻게 예측할 수 있는지요?

  A. 골다공증을 예측하는 변수로 ‘골밀도+α’을 말하는데, 세계보건기구에서 말하는 α는 ‘FRAX’**이지만, 우리는 점탄성(점성과 탄성), 즉 얼마만큼 충격을 흡수할 수 있는가를 더 중요한 요소로 생각하고 있습니다. 즉, 뼈는 밀도가 높은 것도 중요하지만 밀도가 낮더라도 충격을 잘 흡수할 수 있다면 골절을 예방할 수 있다고 보는 것이죠.

예를 들어, 만약 우리 뼈가 고무로 되어 있다면 아무리 높은 곳에서 떨어져도 부러지지는 않지만 고무의 특성상 형체를 유지하는데 어려움이 있습니다. 그래서 우리의 연구는 고무의 장점과 단점을 모두 아우를 수 있는 물질, 곧 아주 단단하면서도 충격을 잘 흡수하는 물질을 신체운동에 적용해 보고자 하는 것이라고 할 수 있습니다.

  이 같은 접근의 또 다른 예로 ‘잠수함 프로펠러’를 들 수 있습니다. 잠수함이 적에게 들키지 않으려면 소리가 발생해선 안 되는데요, 하지만 빠른 추진력을 얻기 위해서는 딱딱한 물질을 사용해야 하기 때문에 소리가 많이 나게 되죠. 바로 이럴 때 단단하면서도 부드러운 ‘스텔스(Stealth Material)’ 물질을 사용하는 것입니다.

  현재 골다공증을 예측하는 다양한 알고리즘과 소프트웨어들이 있지만 아직은 부족한 부분이 더 많습니다. 앞으로 기초 데이터를 더욱 많이 확보하여 정확도를 높이고, 이를 정량화하여 타입을 만드는 단계까지 가는 것이 1차 목표입니다. 무엇보다 pQCT와 X선과 같은 CT 기반의 도구와 DMA 테스트 등을 통해 의학적으로는 증명해 내기 어려운 여러 과정을 공학적으로 접근하고, 기술적으로 빠른 뼈 치료를 가능하게 하는 과정을 개발하는 것이 이 연구의 핵심입니다.

**'FRAX(Fracture Risk Assessment Tool)'
WHO에서 만든 골절 위험도를 계산할 수 있는 프로그램. 골밀도(BMD,Bone Mineral Density)는 척추와 고관절부에서 정량화된 T-값을 기준으로 골다공증 여부를 판단하는데, 이경우 예민도는 높으나 특이도가 낮아 치료를 받아야 할 환자들이 치료대상에 포함되지 못하는 경우가 발생하여 이를 보완하기 위해 세계보건기구(WHO)가 만든 새로운 개념의 골다공증 진단 가이드라인이다.



각 그룹의 쥐에서 뼈 손실을 시각화한 모습과 쥐 경골의 굽힘 시험 -이미지:연구실 제공


 Q. 생체역학 정보를 신발에도 많이 응용하고 계시다고 들었는데, 어떤 내용인지요?
 
  A. 지금의 신발 구조를 생체역학 측면으로 다시 연구하고 있습니다. 이른바 ‘스마트 슈즈’를 개발하는 것인데, 단순히 최신 IT기술을 접목한다는 의미가 아니라 우리 몸에서 작용하는 무게(중력)의 정확한 이해를 기본으로 한 연구라 할 수 있습니다.
예를 들어볼까요? 무릎은 바깥쪽보다 안쪽이 더 많은 힘을 받는데요, 각각의 부분에 해당하는 신발의 재질을 다르게 만들면 신체에 가해지는 충격을 분산하고 줄일 수 있습니다. 똑바로 걷는 기능에 초점을 맞춘다든지, 퇴행성관절염을 예방해 주는 신발 등을 만들 수도 있겠지요.
최근에는 연구를 통해 가장 ‘이상적’이라고 할 수 있는 신발 안쪽과 바깥쪽의 밀도- ‘1.6’이라는 의미 있는 값을 얻기도 했습니다. 또한 시뮬레이션을 통해 보행주기의 새로운 모델을 개발하여 다양한 하중 조건에서 발 구조의 내부 변화가 어떻게 달라지는지 여러 시각에서 살펴보고 있습니다.

완성된 신발을 테스트해보고 생체역학적으로 접근하는 연구를 꾸준히 진행하고 있다.

 Q. 싱가포르 국립대학교에서의 생활은 어떠신지요? 

  A. 이곳은 늘 새로움을 추구하는 곳입니다. 도전에 대한 두려움이나 망설임이 없는 곳이죠. 일화를 하나 이야기 해드리자면, 몇 년 전 공대 수업에 디자인을 접목하는 과정이 있었습니다. 하지만 세계 유수 대학 출신의 교수들도 어떻게 적용해야할지 몰라 혼란스러워했었어요. 헌데 당시 학장이 ‘교수도 모를 정도라면 당연히 도전해야 할 분야’라고 말하며 이를 추진했고, 결국 지금은 이공계 전공필수 과목이 되었습니다. 이외에도 해야 할 연구과제가 있다면 복잡한 절차 없이 도전할 수 있는 이곳의 빠른 의사결정 시스템 역시 연구에 많은 도움이 되고 있습니다.

Q. 교수님, 마지막으로 과학과 기술에 많은 관심을 갖고 있는 한국 학생들에 조언 한마디 부탁드립니다. 

  A. 무엇보다 ‘낯설게 하기’를 즐겼으면 좋겠습니다. 익숙한 것, 기존에 있는 것들을 새로운 시각으로 보는 자세가 필요합니다. 또한 앞으로 과학과 기술에서는 여러 경험과 능력이 더욱 중요해 질 것입니다. 만약 여러분에게 잘 할 수 있는 것과 하고 싶은 것이 있다면, 꼭! 하고 싶은 것을 선택하세요. 그러면 100% 잘하게 될 것입니다. 이것은 제가 보장하도록 하죠.(웃음)

새로운 것을 찾는 것은 약간의 용기가 필요하지만, 기존에 어떤 기술이 있는지 충분히 공부하고 조사해 보는 과정도 필요합니다. 기회가 된다면, 고등학생들도 대학교 썸머프로그램 등에 참가해 자신이 하고 싶은 것을 미리 경험해보는 용기를 가져보았으면 합니다. 제가 보스턴(미국)에 있을 때, 세계 유수의 대학교에 여러 고등학교와 연계하여 참가할 수 있는 프로그램이 많았는데, 무척 신선한 충격이었습니다. 학생들이 이런 과정을 통해 자신이 하고 싶은 것에 대한 확신을 갖게 되고, 국가적으로도 과학기술 발전에 긍정적인 영향을 줄 수 있겠다는 생각이 들더군요. 이번 여름, 우리 연구에 관심 있는 한국고등학생 4명을 한 달간 초청하는 것 역시 같은 맥락이라 할 수 있으며, 개인적으로는 앞으로 이 같은 기회를 더 많이 만들고 싶습니다.

싱가포르 국립대학교의 모습

이렇게 이태용 교수님과의 인터뷰는 끝이 났습니다. 오직 연구를 위해 열정을 불태우시는 이태용 교수님을 만나 뵙고 난 후 많은 생각을 하게 되었는데요, 무엇보다 한국을 떠나 이곳까지 온 시간이 아깝지 않을 만큼 많은 것을 배우고 생각할 수 있는 시간이었습니다. 선한 인상으로 반갑게 맞아주셨던 이태용 교수님. 교수님의 연구가 앞으로 더욱더 빛을 발하길 바라봅니다.


 

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