| 전자전기공학 - 로봇 제어에서 DNA칩까지 | ||||||||||||||||||||||||
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| 글 | 박세광/경북대 전기공학부 교수ㆍskpark@knu.ac.kr |
흔히 21세기는 IT의 시대라 부른다. 첨단 IT산업을 이끄는 컴퓨터, 이동통신에서일상생활에서 사용되는 제품까지 전자전기공학분야와 관련되지 않는 것은 없다. 산업 전분야에서 활약하는 전자전기공학이 무엇인지 살펴보자.
사실 전자전기공학은 응용되지 않는 산업분야가 없을 정도로 거의 모든 분야에 걸쳐 널리 사용된다. 우리들의 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 다양한 제품들은 모두 수학과 물리학을 기본으로 전자현상을 연구해 만들어진 전자전기공학의 결정체라고 할 수 있다. 전자전기공학의 발달로 전동차를 자동으로 제어하고, 원자력발전소를 움직이고, 복잡한 기상상황을 예측·계산하며, 인간의 의지대로 작동하는 로봇을 만들 수 있게 됐다. 최근에는 생명공학에까지 그 영역를 넓혀 바이오엔지니어링 분야에서 DNA칩이나 인공장기 등의 연구·개발도 전자전기공학을 응용해 활발히 진행되고 있다. 2. 어떤 분야가 있죠?
전자전기공학이 활약하는 대표적인 연구분야를 좀더 자세히 살펴보자. 전자전기공학하면 떠오르는 첫번째 분야는 바로 반도체다. 반도체 연구분야에서는 기본재료인 실리콘으로 다양한 장비를 이용해 고성능 다기능 반도체 소자를 개발하고 있다. 자동차 사고가 났을 때 에어백이 자동으로 펴지도록 하기 위해 필요한 가속도 센서에서부터 물이 흘러가는 속도를 측정하는 유량센서와 같은 다양한 센서기술도 포함된다. 태양전지, LCD, 잉크젯 프린터 헤드 등에 중요한 소자로 사용되는 반도체도 개발된다. 우리나라가 세계적으로 앞서가는 메모리 분야도 반도체 연구분야에서 중요한 부분을 차지한다.제어 및 시스템 연구분야는 발전소, 제철소 등의 대규모 공장의 공정과 생산라인을 제어하는데 필수적인 시스템 제어의 이론과 응용에 관해 연구하는 분야다. 쉬운 예로, 마이크로로봇 축구대회를 본 적이 있을 것이다. 이처럼 로봇을 제작하고 프로그램을 제작해 그 로봇이 골을 넣도록 제어하는 것에 대한 연구를 한다고 생각하면 된다. 컴퓨터 및 회로설계 연구분야에서는 컴퓨터 구조를 연구하고 설계하며, 회로를 개발하는 일을 진행하고 있다. 우리가 흔히 알고 있는 컴퓨터의 CPU(중앙처리장치)와 같은 칩을 설계하거나 마이크로소프트의 윈도와 같은 운영체제나 각종 프로그램을 개발한다. 휴대폰에 들어가는 무선통신용 칩을 개발하고, 실시간 게임용 컴퓨터를 설계하는 등 많은 연구가 이뤄지고 있다. 통신 및 신호처리 분야에서는 전파에 의한 에너지를 통해 정보전달을 위한 시스템을 설계하고 개발하는 일을 중심으로 연구가 진행되고 있다. 음성, 비디오 화상과 같은 여러 형태의 데이터들을 처리, 전송, 저장, 표시하는 연구가 이뤄지고 있다. 그리고 PDP와 같은 대형 디스플레이 장치에 대한 연구도 함께 진행되고 있다. 특히 오늘날 많이 사용하는 인터넷과 무선통신의 발달을 뒷받침하는 초고속 정보통신망과 디지털 이동통신에 대해 활발한 연구가 이뤄지고 있다. 에너지 시스템 공학은 발전소에서 전기를 만들고, 그 전기를 어떻게 효율적으로 일반 가정까지 안정적으로 공급하는지에 대한 연구를 진행한다. 그리고 풍력 발전이나, 태양열 발전 등 무공해 발전에 대해 연구하고 있다. 또한 번개와 같은 방전현상을 연구해 요즘 문제가 되고 있는 오존층의 파괴와 같은 환경문제를 해결하기 위한 연구가 진행중이다. 3. 어디에 있나요?
전자전기공학은 국내 모든 대학에 그와 관련된 학과들이 있다. 최근에는 전자전기공학의 광범위한 영역을 효과적으로 다루려고 전자전기컴퓨터공학부로 통합되는 경향이 있다. 전자공학과나 전기공학과, 반도체공학과, 제어계측공학과, 컴퓨터공학과, 전자계산공학과, 정보통신공학과, 컴퓨터공학과 등의 여러가지 이름으로 개설돼 있는 대학도 있다. 그러나 사실 학과의 이름만 다를뿐 배우는 학문에서는 큰 차이가 나지 않는 경우가 많다.4. 뭘 배우는데요?
전자전기공학 관련 학부에서는 학생들에게 다양한 전공지식을 얻도록 하기 위해 세부 전공구분을 두지 않는 경우가 많다. 이에 따라 학생들은 어느 한가지 분야가 아닌 다양한 분야에 대해 폭넓게 공부할 수 있다. 따라서 좀더 자유롭게 전문 분야를 선택할 수 있는데, 여러 분야에 걸친 전문가로서의 교육 기회가 학생들에게 제공되는 셈이다.보통 수학과 물리학 같이 이과계열의 가장 기본이 되는 과목을 1학년 과정에서 공부하게 된다. 전자전기공학의 기초과목으로는 전산개론, 공업수학, 전기회로, 전자장, 컴퓨터프로그래밍, 논리회로, 디지털회로, 마이크로프로세서, 확률 및 불규칙신호론, 신호 및 시스템 등이 있다. 이들 과목은 대학에 따라 2학년 또는 3학년 과정에서 배우는데, 전자, 전기, 컴퓨터 전분야의 학문의 기초를 닦기 위해 마련된 교과목이다. 전문 분야별 고급 과목으로 전자회로, 물리전자, 자료구조론, 통신공학, 제어공학, 반도체 소자, 전기에너지공학, 시스템프로그래밍, 디지털통신, 디지털제어, 집적회로, 초고주파공학, 디지털신호처리, 컴퓨터구조, 광전자공학, 컴퓨터통신, 운영체제 등이 있다. 일반적으로 3학년부터 4학년에 걸쳐 배운다. 응용과목으로는 현대제어, 레이저공학, 계측공학, 로봇공학, VLSI(초고밀도집적회로)설계 등이 있는데 주로 4학년에 배운다. 공학 교육에서 실험과 실습은 아무리 강조해도 지나침이 없다. 이론적으로 배운 내용을 실험과 실습을 통해 확인하고 설계, 제작, 검증 과정을 체득할 수 있도록 실험과목이 많이 개설돼 있다. 대부분의 대학들은 컴퓨터를 이용한 모의설계, 모의실험 과정을 익힐 수 있도록 최신 컴퓨터 장비와 소프트웨어를 구비한 컴퓨터실습실을 갖추고 있다. 5. 어떤 학생을 원하나요?
그리고 전문적이고도 상당히 높은 수준의 내용을 집중적으로 계속해서 배워야 한다. 이 때문에 전자전기공학에 흥미가 있고 관심과 탐구심을 갖고 장래의 전문직업을 삼고자 하는 사람에게 적합하다. 전자전기공학 분야의 발전 속도는 매우 빠르기 때문에 이 분야를 공부하려는 사람은 그 변화를 따라가기 위해 항상 배우고 공부하면서 연구하는 자세가 필요하다. 6. 졸업후 진학하고 싶은데요?
전자전기공학은 매우 범위가 넓고 상당히 전문적인 학문이다. 그리고 높은 수준의 내용이 빠르게 변화하는 학문이므로 대학 4년 동안 그 모든 것들을 심도있게 배우기는 힘들다. 따라서 학부과정에서는 어느 한 분야에 대해 심도있게 공부하기보다는 다양한 분야에 대해 넓은 지식을 습득할 수 있도록 하고 있다.자기가 배운 지식 중 좀더 깊이있고 전문적인 내용을 공부하고자 할 경우에 대학졸업 후 대학원에 진학한다. 대학원에서는 자기가 관심이 있는 분야에 대해 좀더 깊이 있고, 좀더 세분화된 지식을 배울 수 있다. 대부분의 대학은 석사과정과 박사과정을 함께 개설하고 있다. 또 최근 들어서는 미국으로 유학을 가는 경우가 크게 늘고 있다. 7. 취직을 선택하면요?
전자전기공학을 전공한 후 민간 및 산업용 전자 관련제품의 생산분야, 음향기기, 화상기기, 유무선의 통신장비, 각종 계측기, 컴퓨터 등의 완제품 제조업체와 반도체, 첨단의료장비, 고성능기계류, 자동화 계통 등의 제조 및 운용업체, 방송국, 통신공사 등의 전자관련 설비의 운용분야에 취직할 수 있다. 항공이나 선박과 같은 응용분야에 취직할 수도 있다.한국전기통신연구소, 한국과학기술연구원, 한국생산기술연구원, 한국전기연구소, 한국표준연구원, 전자부품연구원, 국방과학연구소, 한국원자력연구소, 한국기계연구원 등 관련 연구소의 연구원이 될 수도 있다. 또 정보통신부, 산업자원부, 과학기술부 등 정부 부처나 관련 산하기관의 공무원이 될 수도 있다. 물론 자본금이 있으면 컴퓨터 또는 전자공학 관련 개인사업을 벌일 수도 있다. |
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