POSTECH 노준석 연구팀, 메타물질 설계에 최적화된 초고속 시뮬레이션 프로그램 개발·온라인 무료 배포

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[시사뉴스 정은주 기자] POSTECH(포항공과대학교, 총장 김무환) 연구팀이 빛을 자유자재로 조절해 모습을 숨기거나 정보를 암호화하고, 입체 동영상을 광속으로 전달할 수 있는 물질인 ‘메타물질’을 설계할 수 있는 최적화된 시뮬레이션 프로그램을 개발, 무료로 배포했다.

POSTECH 기계공학과·화학공학과 노준석 교수, 윤관호 박사(현 서울과학기술대학교 생산시스템 및 설계공학과 조교수) 연구팀이 메타물질 설계에 최적화된 시뮬레이션 프로그램을 개발 및 온라인을 통해 무료로 배포했다. 가격이 비싸고 계산 안정성이 낮은 기존의 상용 전자기파 시뮬레이션 소프트웨어의 한계를 극복하는 연구성과로, 수리물리 및 컴퓨터공학 분야 세계적인 학술지 컴퓨터 피직스 커뮤니케이션즈(Computer Physics Communications) 온라인판에 소프트웨어 패키지와 함께 소개됐다.

메타물질이란 자연에 존재하는 원자를 모사한 인공원자로 이루어진 새로운 물질로 기존의 물질이 제공하지 못하는 음굴절 및 초고굴절 등 다양한 광 특성을 자유자재로 제어할 수 있다. 이런 특성 때문에 메타물질을 이용해 초박막 평면렌즈, 고해상도 홀로그램, 투명망토와 같은 이전에 없던 새로운 광학 기기를 구현하기 위한 연구가 전 세계적인 관심을 받고 있다.

사람의 눈에 보이는 가시광선에서 작동하는 메타물질의 경우 1마이크로미터 이하 수백 나노미터 크기의 구조체(이하 ‘나노구조체’)의 규칙적인 배열을 통해 제작된다. 이런 메타물질을 설계하기 위해서는 원하는 광특성에 대응하는 개별 나노구조체의 형상을 계산해야 하지만, 이에 대한 수학적인 해가 아직 밝혀지지 않았기 때문에 메타물질 연구 분야에서는 이에 대한 근사적인 해를 구할 수 있는 수치해석 프로그램을 사용하여 메타물질을 설계하고 있다.

이제까지 메타물질 설계에는 주로 FDTD(Finite-Difference Time-Domain method)에 기반한 상용 전자기파 시뮬레이션 프로그램이 사용되고 있으며, 이는 메타물질뿐만 아니라 여러 가지 전자기 관련 시뮬레이션에 광범위하게 사용할 수 있는 범용 프로그램이다.

그러나 FDTD 기반의 프로그램을 메타물질 설계에 사용할 경우 계산 시간이 오래 걸리고 계산 안정성이 낮아 결과의 신뢰도가 떨어지며 메타물질 설계를 위해서는 복잡한 후처리 계산이 요구된다는 한계가 있다. 또한 이러한 프로그램은 상용 소프트웨어로써 가격(라이선스 비용)이 비싸기 때문에 재정적인 여유가 없는 연구자는 사용이 어렵다.

이에 연구팀은 RCWA(Rigorous Coupled-Wave Analysis)를 통해 메타물질 설계에 최적화된 오픈소스 전자기 시뮬레이션 프로그램 'MAXIM'을 개발했다. RCWA는 주기적으로 배열된 나노구조체의 광특성 계산에 특화된 계산 방법으로써 계산 속도가 빠르고 계산 안정성이 높기 때문에 기존 FDTD 프로그램(Lumerical)의 한계를 극복할 수 있다. 또한 MAXIM은 메타물질 설계에 필요한 결과 값을 자동으로 계산하여 제공하기 때문에 복잡한 후처리 계산 없이 메타물질 설계에 필요한 데이터를 얻을 수 있다는 장점이 있다.

연구팀은 여러 가지 메타물질의 광특성을 MAXIM과 상용 FDTD 프로그램으로 계산하여 비교했다. 그 결과 일반적인 메타물질에 대한 두 프로그램의 계산 결과 차이는 1% 이내로, MAXIM을 통한 계산 결과의 높은 신뢰도를 검증했다.

뿐만 아니라, 연구팀은 메타물질 연구를 위해 이를 온라인상에 무료로 배포해 누구나 이용할 수 있도록 공유했다.

MAXIM은 윈도우 상에서 일반적인 프로그램과 같이 아이콘을 더블클릭함으로써 실행할 수 있고 시뮬레이션 환경을 한눈에 관찰할 수 있는 직관적인 GUI를 가지고 있기 때문에 누구든 쉽게 사용이 가능하다.

노준석 교수는 "MAXIM은 오픈소스 소프트웨어임에도 불구하고 상용 소프트웨어에 상응하는 수준의 GUI와 계산 정확성을 제공하기 때문에 프로그래밍에 대한 지식이 없는 일반인도 쉽게 사용이 가능해 접근성이 매우 높다"고 소개했다.

또한, "MAXIM은 파이썬으로 제작되어 LGPL(Lesser General Public License) 라이센스를 통해 무료로 배포되기 때문에 재정적인 어려움이 있는 연구자들도 자유롭게 사용할 수 있어 메타물질 분야의 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다"고 말했다.

현재 개발돼 배포된 MAXIM은 메타물질 연구에는 바로 활용될 수 있으며, 연구팀은 앞으로도 MAXIM에서 계산 가능한 경계조건을 다양화하고 인공지능 기반의 최적화 및 병렬계산 등 최신 알고리즘을 적용해 메타물질 뿐만 아니라 광범위한 전자기 시뮬레이션이 가능한 범용 전자기 시뮬레이션 프로그램으로 개발해 나갈 계획이다.

한편, 이 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 중견연구자지원사업, 글로벌프론티어사업, 미래소재디스커버리사업, RLRC 지역선도연구센터 사업, 교육부BK21 Four(4단계 두뇌한국21) 사업의 지원을 받아서 수행됐다.

중선관위, 투·개표소 시설물‧투표지분류기 작동 최종 점검

[시사뉴스 김철우 기자] 4.10 총선을 하루 앞둔 9일 중앙선거관리위원회가 전국 1만4259개 투표소와 254개 개표소에 대한 불법 시설물 점검과 투표지분류기 최종 모의시험을 실시한 가운데 한덕수 국무총리는 종로 일대 투표소를 방문해 현장을 점검했다. 한 국무총리는 이날 오후 종로 1·2·3·4가동 행정복지센터를 찾아 투표소 준비 상황을 보고받고 "이번 국회의원 선거에 대한 열기가 엄청 강하다"며 "모두가 힘을 합쳐서 투표가 질서있게, 공정하게, 또 투명하게 이뤄지도록 최선을 다해야 될 것"이라고 당부했다. 이어 한 총리는 올해 처음 도입된 수검표 제도 등을 언급하고 "선거관리위원회, 경찰청, 소방서, 우리 행정안전부 같이 긴밀하게 협력해서 조그만치의 차질도 있어선 안 될 것"이라고 강조했다. 한편, 10일 투표가 최종 마감되면 투표함은 투입구를 봉쇄하고 특수봉인지로 봉인해 투표관리관·투표참관인이 경찰공무원의 동석하에 개표소로 이송한다. 각 구·시·군선관위에서 보관하고 있는 관내사전투표함과 우편투표함의 경우 선관위 직원이 정당추천 선관위원과 개표참관인, 경찰공무원과 함께 개표소로 이송하게된다. 또 개표절차가 시작되면 51.7cm에 이르는 비례대표선거 투표지는 투표지분류기를 사용하지 못해 전량 수작업으로 분류하고, 지역구선거 투표지만 투표지분류기로 분류한다. 다만 투표지분류기로 분류된 지역구선거 투표지라도 심사·집계부에서 개표사무원이 손으로 일일이 확인하는 수검표 절차가 진행된다.

민주, 부울경, 서울 용산‧종로‧강남 등에서 막판 표심 공략

[시사뉴스 김철우 기자] 더불어민주당은 4.10 총선을 하루 전인 9일 박빙 승부를 펼치고 있는 부산‧울산‧경남 지역과 서울 용산‧종로‧강남을 돌며 막판 표심을 공략하고 있다. 이재명 대표는 이날 서울중앙지법에서 열리는 대장동·성남FC·백현동 관련 재판을 마치면 용산 등 유세에 합류할 것으로 보인다. 먼저 김부겸 더불어민주당 상임공동선대위원장은 이날 오전에 서울 용산 강태웅 후보와 종로 곽상언 후보 지지 유세를 마치고 경남 김해와 창원, 부산으로 이동해 PK(부산·경남) 후보들을 집중 지원 사격한다. 김 위원장은 이날 오전 자신의 사회관계망서비스(SNS) 페이스북에서 글을 올려 부산 유권자들을 향해 "민주당 후보들에게 일할 기회를 달라"고 호소했다. 김 위원장은 "저는 선거운동 시작도 마지막도 이곳 부산에서 민주당 후보자들과 함께 한다"며 "선거운동 기간 부산을 여러 번 왔다. 그만큼 절박하다"고 강조했다. 김 위원장은 이어 "특정 정치세력이 부산 정치를 독점해 온 지난 30년, 우리 부산 어떻게 됐나"라며 "그토록 국민의힘을 밀어줬지만 지금 부산은 너무 힘들고 아프다"라고 말했다. 그러면서 "부산 시민 여러분, 이대로는 안된다"라며 "대한민국 산업화와 민주화를 선도해 온 부산, 이제는 정말 되살려야 하지 않겠나"라고 정권 심판론을 꺼내 들었다. 김 위원장은 "부산 시민들의 힘으로 윤석열 정부의 무능과 폭주를 멈춰 세워달라"며 "30년 독점 정치를 청산하고, 부산의 정치를 확 바꿔달라. 이번에 바로 잡지 않으면, 앞으로 선거 없는 2년 동안 나라의 미래를 장담할 수 없다"라고 주장했다. 서울 서초을에서 선수로 뛰고 있는 홍익표 원내대표도 공동선대위원장으로서 당의 험지지 중 한 곳인 강남병의 박경미 후보와 함께 오후에 양재역 사거리에서 합동유세를 한다. 지난달부터 40여개 지역을 돌며 민주당 후보들을 지원하고 있는 정세균 전 국무총리도 이날 오후 종로 지원유세에 나선다.

한동훈 대국민 메시지...“무도한 야당 견제할 최소 의석 달라”

[시사뉴스 김철우 기자] 한동훈 국민의힘 비상대책위원장은 4·10 총선을 하루 앞둔 9일 "무도하고 뻔뻔한 야당을 견제할 수 있는 최소한의 의석을 달라"고 호소했다. 한 비대위원장은 이날 언론에 배포한 대국민 메시지를 통해 "선거가 조금씩 좋아지고 있지만 아직도 많이 어렵다"며 "본 투표에서 압도적으로 지지해 주셔야 대한민국이 나락으로 떨어지는 것을 막을 수 있다"고 말했다. 한 비대위원장은 "지난 2년 간 우리 정부와 여당은 너무나 힘들었다. 나라를 위해 꼭 필요했던 민생 법안은 야당의 발목잡기에 좌절됐고 일 좀 하려고 하면 범죄자 방탄에 막혔다"며 "그들은 온갖 가짜뉴스와 거짓·선동으로 정부를 흠집 내고 초당적 협력이 필요했던 외교와 나라의 미래가 걸린 개혁에도 어깃장만 놓았다"고 주장했다. 이어 그는 "이랬던 야당이 범죄자 공천하고 막말 공천하고 여성비하 공천하고도 200석을 얻겠다고 큰 소리를 치고 있다"면서 "그런데도 저희들의 부족함 때문에 이들을 막기 벅차다"고 고개를 숙였다. 한 비대위원장은 "결국 국민을 믿을 수밖에 없다. 지난 2년 간 범죄자 집단을 상대로 악전고투해 온 정부와 여당에게 계속 싸울 수 있는 힘을 달라"라며 "4년 내내 일은 하지 않고 방탄만 하려는 세력, 줄줄이 엮여서 감옥에 가야 할 사람들에게 내 나라, 우리 위대한 대한민국의 입법부를 맡길 수는 없다"고 목소리를 높였다. 후보자와 당원들을 향해서는 "그동안 고생 많으셨다. 조금만 더 힘을 내자"라며 "지금 이 시간부터 잠시도 쉬지 않고 선거운동이 끝나는 밤 12시까지 뛰겠다. 여러분의 악수 한 번이, 여러분의 인사 한 번이 대한민국을 살린다는 각오로 뛰고, 또 뛰어 달라"라고 독려했다.

사과값 한 달 전보다 16% 하락…사과 납품단가 지원 확대 효과

[시사뉴스 홍경의 기자] 정부가 계속 치솟던 과일값 안정에 주력하면서 10개에 3만원에 육박하던 사과값이 한 달 만에 2만5000원선으로 떨어졌다. 사과 납품단가 지원 확대 및 대형마트 등 할인행사를 지원한 효과로 보고 있다. 8일 한국농수산식품유통공사(aT) 농산물유통정보에 따르면 이날 사과(후지·상품) 10개 소매가격은 2만5115원으로 전월보다 16.3% 하락했다. 개당 2500원 수준이다. 사과값은 지난 5일(2만4286원)보다는 3.4% 상승하며 등락을 이어갔다. 이는 1년 전보다는 8.6%, 평년보다는 6.6% 높은 수준이다. 정부가 지난달부터 긴급가격안정자금 1500억원을 풀어 사과 납품단가 지원을 ㎏당 기존 2000원에서 4000원으로 늘리고, 대형마트 등 할인행사를 지원한 효과로 분석된다. 사과 소매가격은 지난달 7일 3만원을 넘어선 후 전반적인 둔화세를 보이고 있다. 사과는 지난해 생산량이 전년보다 30% 넘게 줄면서 가격이 급등했다. 배(신고·상품) 10개 소매 가격은 4만3814원으로, 전월보다 소폭(2.1%) 상승했다. 배 가격은 전년보다 67.2%, 평년보다 24.0% 높은 가격대를 유지 중이다. 딸기도 전월보다 17.6% 내렸다. 딸기(상품) 100g 소매가격은 1362원으로 지난 5일보다 6.0% 상승했다. 평년보다는 30.0% 높은 수준이다. 토마토(상품) 1㎏ 소매가격도 전월보다 13.8% 감소한 7526원으로 집계됐다. 정부가 이달까지 직수입 물량을 집중공급하기로 한 수입 과일 가격도 전달보다 하락세를 보였다. 바나나(상품) 100g 소매가격은 전월보다 11.7% 감소한 298원이다. 바나나는 1년 전보다 9.9%, 평년보다는 2.2% 싸다. 오렌지(네이블 미국·상품) 10개 소매가격은 1만5326원으로 전월보다 9.2% 하락했다. 오렌지는 1년 전보다는 2.5% 떨어졌지만 평년보다는 21.2% 비싸다. 한편 작황 부진으로 양배추(상품) 1포기 소매가는 4780원으로 한 달 새 21.6% 상승했다. 전년보다는 27.0%, 평년보다는 26.3% 비싼 수준이다. 농림축산식품부는 주산지인 제주의 잦은 우천으로 멈췄던 수확 작업이 정상화되고, 포기당 납품단가 지원(500원)으로 양배추 가격 폭등은 없을 거라고 밝혔다. 배추(상품) 1포기도 전월보다 15.6% 오른 4347원으로 집계됐다. 전년보다 19.0%, 평년보다 17.8% 오른 수준이다. 농식품부는 직수입 과일을 대형마트뿐 아니라 중소형 마트에도 공급하고, 납품단가 지원을 지속하면서 국민이 느끼는 체감 물가를 낮춰가겠다는 방침이다. 농촌경제연구원은 지금은 공급물량을 늘릴 수 없는 시기이기에 소비자 지원정책이 적절하며, 중장기적으로 농산물 가격 안정을 위한 세부적인 정책 설계가 필요하다고 설명했다. 향후 농산물 물가는 지금보다는 안정될 거로 내다봤다. 김상효 농촌경제연구원 동향분석실장은 "지금은 농산물의 공급물량을 단기간에 늘릴 수 없기 때문에 정부도 소비자 대상의 정책을 펴고 있다"며 "농식품부가 내놓은 중장기적 생육 관리 및 경쟁력 제고 대책이 제대로 진행되면 안정화될 거로 생각한다"고 분석했다. 김상효 실장은 "올해 농산물 가격이 이슈가 된 만큼 정책의 세부 설계를 준비할 때이며 4월 물가는 조금 안정화되는 단계"라고 말했다.

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