[사이언스온고지신]기술혁신위해 체계적 발명과정 익혀야

아르키메데스가 “유레카!”라고 외치며 목욕탕을 뛰쳐나온 일화는 유명하다. 그는 물체의 부력으로 순금 왕관의 진위를 판별할 수 있는 방식을 알아 냈다. 이는 영감형 발명이라고 할 수 있다.

에디슨은 전구 발명 후, 한 신문 기자의 2000번 실험 실패에 대한 소감을 묻는 질문에 “단지 2000번의 과정을 거쳐 전구를 발명했다”고 대답했다. 에디슨은 천재는 99%의 노력과 1%의 영감으로 이루어진다고 믿는 노력형이었다. 영감형이든 노력형이든 결과가 나오기까지는 늘 고된 시행착오가 자리한다.

시행착오를 줄이기 위해 발명 과정을 시스템적으로 접근하면 어떨까?

서양보다 200여년 앞서 발명한 조선시대 측우기는 우량을 측정해 백성들에게 알려 농사를 잘 지을 수 있도록 했다. 당시 사회문제 해결과 민심 안정에도 크게 기여했다.

이들 발명의 성취 동기는 실용적 문제 해결의 명확한 목표 설정이 상당부분 기여했다고 보여진다. 다만, 이들이 체계적인 기술혁신 과정으로 얻어진 발명이라고 보기는 어렵다.

이에 발명도 실용적 목표 연구 강화와 더불어 기술혁신을 체계적으로 추진하기 위해 기술혁신 통찰을 어디서, 어떻게 얻을 것인가를 3단계 과정으로 제안하고자 한다. 여기서 통찰은 기술 시스템의 본질을 정확하게 이해하고, 꾸준히 관찰하면서 최고 해법을 얻기 위한 사색 과정으로 볼 수 있다.

우선 기술 시스템은 일정한 패턴으로 진화한다는 점을 기억하자. 한 예로 점의 확장은 선이며, 선의 확장은 면이고, 면의 확장은 체적이며, 체적의 확장은 가상현실로 진화한다. 통신망이 발달하고 기술 융합을 거듭해 증강현실을 추가하면서 장차 유비쿼터스 미래로 나아감은 진화의 과정인 셈이다.

기술 측정 단위가 밀리미터에서 마이크로, 나노 크기로 정밀화되는가 하면, 스마트폰은 기술과 서비스의 융합을 거듭하면서 이제는 전화기에서 각종 센서가 많이 부착되는 지능기기로 진화 중이다.

현재의 기술 시스템을 시스템 레벨과 시간적 흐름의 진화 관점으로 본다면 미래 기술혁신을 보다 정확하게 예견할 수 있다.

둘째, 기술 시스템의 진화를 예견하고 있다면, 진화 선 상에서 문제를 발견하고 정의하는데 통찰이 필요하다. 개선하고자 하는 문제를 정확하게 파악하는 일로 기술 시스템의 전반적인 이해도 중요하지만 문제가 일어나고 있는 문제 영역을 꿰는 통찰이 필요하다.

문제 경계 영역을 강조하는 것은 전기전자 반응이나 화학 반응 등이 계면 (Interface)에서 활발히 일어나고 있기 때문에 계면을 면밀하게 집중 관찰해야 한다. 그리고 결과의 원인을 역으로 추적함으로써 계면에서의 근본적인 원인을 파악할 수 있는 역량 강화가 필요하다.

셋째, 문제의 원인이 면밀하게 파악됐다면 문제 영역에서 주어진 물질 에너지 등 각종 자원을 활용할 방법을 모색하고, 옛 소련이 붕괴하면서 서방에 알려지고 있는, 러시아 발명가 알트슐러가 제창한 발명 원리와 문제 해결 방법 등을 폭 넓게 활용하는 것도 한 방법이다.

기술 시스템을 분할, 추출, 통합, 비대칭, 선행 조치, 상 전이 등의 원리를 활용함으로써 브레인스토밍 등 아이디어와 영감을 통한 발산적 아이디어를 위와 같은 3단계 기술혁신 과정을 거듭함으로써 최고의 기술혁신 결과로 수렴하자는 것이다.

과학기술 관련자는 많으나 기술혁신과 실용적 사업화는 미흡하다.

시스템적 접근으로 실용적 기술 시스템 혁신을 정확하게 줌인(Zoom In), 통찰함(Insighting)으로써 미래를 정확하게 예견할(foresighting) 수 있다.

연구단지 조성 40년, 일부 세계적인 기술발전도 이루었으나 이제 국가 창조경제에 과학기술이 선도하도록 현 기술혁신 과정을 한번쯤 뒤돌아보고, 체계적인 3단계 기술혁신 과정을 활용함으로써 과학 기술자가 국가 경제에 더욱 기여해야 할 시대적 소명을 다할 수 있기를 기대한다.

박성열 한국표준과학연구원 감사 sypark177@hanmail.net