[랩큐멘터리] 수학적 사고에서 태어난 알고리즘의 힘

포스텍 알고리즘 연구실

 

복잡한 지형을 가진 새로운 신도시에 병원이나 소방서를 짓는다면 어디에 지어야 할까. 정답은 사람들이 어느 곳에서나 가장 빨리 갈 수 있는 중심점이다. 그러나 중심점은 도시 구조가 복잡할수록 찾기 어렵게 된다. 이때 활약하는 것이 컴퓨터 알고리즘이다. 계산 문제를 논리적으로 해결하는 방법인 알고리즘을 토대로 컴퓨터가 어느 위치에서든 도착하는 속도가 빠른 지점을 찾게 되면 병원이나 소방서의 후보지도 쉽게 결정할 수 있다.

안희갑 포스텍 컴퓨터공학과 교수가 이끄는 알고리즘 연구실은 이처럼 산업이나 학술에서 필요로 하는 최적화 문제를 해결하는 알고리즘을 가장 정확하고 빠르게 설계하는 연구실을 목표로 한다. 구글이 20년 전 페이지랭크라는 검색 알고리즘 하나로 지금의 기업을 일궜듯 알고리즘은 소프트웨어 산업 발전을 이끌어 온 핵심기술로 꼽힌다. 도시를 설계하는 데부터 가장 빠른 경로를 찾는 기술에 이르기까지 컴퓨터를 이용하는 각종 기술에 알고리즘은 떼놓을 수 없는 중요한 요소다.

안희갑 포스텍 컴퓨터공학과 교수

연구실은 최근 장애물이 있는 공간에서 최적 경로를 분석하는 알고리즘 연구에 주력하고 있다. 실생활 속 장애물이 많은 경로에서 목적지까지 에너지를 가장 적게 쓰거나 시간을 줄일 수 있는지를 찾아내는 알고리즘을 찾아내는 연구가 대표적이다. 드론이나 로봇이 실생활에서 빠르게 움직이기 위해서는 장애물이 있는 공간에서 최적 계산을 진행하는 알고리즘이 필수적이다.

알고리즘 연구는 컴퓨터 성능을 높이지 않고도 한 번에 수십만 배 이상 성능을 높일 수 있다. 연구실은 최근 여러 종류의 다각형에서 중심점을 가장 빠르게 구하는 알고리즘을 개발하고 더이상 빠른 개선법이 없음을 밝혀내기도 했다. 다각형의 중심점을 찾는 문제에서 컴퓨터 성능을 높여도 더 이상 빠르게 정답을 찾아낼 수 없게 된 것이다.

알고리즘 연구실은 산업이나 학술에서 필요로 하는 최적화 문제를 해결하는 알고리즘을 가장 정확하고 빠르게 설계하는 연구실을 목표로 한다. 

연구실은 컴퓨터공학과의 다른 연구실과 달리 이론을 중심으로 하는 연구실이다. 아주 빠른 컴퓨터 대신 훈련이 잘 돼있고 수학적 사고가 뛰어난 학생들이 연구실의 자랑으로 자리잡고 있다. 안 교수는 “알고리즘 연구는 같은 문제를 두고 누가 먼저 좋은 알고리즘을 만드느냐 경쟁하는 긴 마라톤 같은 레이스”라며 “짧은 시간 반짝이는 성과보다 오래 사고하고 고민하는 탐구정신이 가장 중요하다”고 강조했다.

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※대학 연구실은 인류의 미래에 어떤 일들이 펼쳐질지 엿볼 수 있는 창문입니다. 인류 지식의 지평을 넓히는 연구부터 실제 인간의 삶을 편하게 하는 기술 개발까지 다양한 모험과 도전이 펼쳐지고 있습니다.  오늘도 연구실마다 교수와 연구원, 학생들이 머리를 맞대고 열정을 펼치고 있습니다.  연구자 한 명 한 명은 모두 하나하나의 학문입니다. 동아사이언스는 210개에 이르는 연구실을 보유한 포스텍과 함께 누구나 쉽게 연구를 이해할 수 있도록 2분 분량의 연구실 다큐멘터리, 랩큐멘터리를 매주 수요일 소개합니다.

[조승한 기자 shinjsh@donga.com]