수면 연구하는 수학자 카이스트 김재경 교수 프로필 & 학력 수상 작품활동 슬립웨이크 어플

카이스트 김재경 교수는 수학자이지만 생물학 실험실들과의 공동 연구를 통해 다양한 생물학적 난제를 비선형 역학이론과 확률론 등 수학 이론을 활용해 해결해 왔습니다.

사이언스, 몰레큘라 셀, 미국립과학원회보, 네이처 커뮤니케이션즈 등 저명 학술지에 잇달아 논문을 게재하며 수학계와 생물학계 모두에서 주목받고 있습니다.

김재경 카이스트 교수는 수학자로서 뇌과학자와 협력해 기존 생명과학으로는 설명하기 어려운 복잡한 뇌 현상을 이해하는 연구에 기여하고 있습니다.

서울대학교 수학교육과를 졸업하고 미시건 대학교에서 수학 박사 학위를 취득하고 오하이오 주립대학교에서 박사후 연구원을 거쳐 2015년부터 KAIST 수리과학과 교수로 재직 중입니다.

수면 연구하는 수학자 카이스트 김재경 교수 프로필 & 학력 수상 작품활동 슬립웨이크 어플

수면 연구하는 수학자 김재경 카이스트 교수

1982년 12월 14일 고향 대구광역시에서 태어나 영남중학교와 영남고등학교를 졸업한 후 서울대학교 수학교육과에 진학하여 2005년 최우등으로 학사학위를 취득하였습니다. 학부 시절 수학 문제 연구 동아리 ‘셈(S.E.H.M)’에서 활동하며 수학의 본질에 대한 깊은 탐구를 시작했습니다.

졸업 후 공군항공과학고등학교에서 교사로 재직하던 2006년, ‘미국에서 수학을 이용해 심장질환을 연구한다’는 한 기사를 접하고 수학이 실제로 사람들의 건강과 행복한 삶에 기여할 수 있다는 사실에 깊은 충격을 받았고, 이 순간 수리생물학자가 되기로 결심하였습니다.

고등학교 시절 가장 어려워했던 과목이 생물학이었지만, 수학이 접목된 생물학은 체계적인 논리를 갖추고 있어 오히려 매력적으로 다가왔습니다. 당시 국내에는 수리생물학을 전공한 교수가 전무한 상황이었습니다.

학부 지도교수였던 정상권 교수에게 조언을 구하였고, 마침 연구년으로 한국에 와 있던 이남용 미국 미네소타주립대 교수를 소개받았습니다. 이 교수로부터 “지금 미국에서 수리생물학이 엄청나게 성장하고 있다”는 말을 듣고 확신을 얻고 곧바로 미국 유학을 준비하였습니다.

2008년 미시간 대학교 대학원에 진학해 수리생물학을 전공하기 위해 학부 1학년 생물학 수업부터 차근차근 청강하며 기초를 쌓았습니다. 대학원 수업과 함께 학부 수업까지 병행하며 시험을 치르는 강도 높은 과정 속에서 대학원 여름방학 때 한 달 동안 호텔에 머물며 연구자들과 함께 박테리아가 만드는 패턴을 수학적 모델로 구현하는 프로그램에 참여하였고, 프로그램 종료 직전 극적으로 결과를 도출해내며 ‘창조의 기쁨’을 처음 경험하였습니다.

이후 2013년 미시간 대학교에서 응용수학 및 학제간 수학 박사학위를 취득한 그는 오하이오 주립대학교 수학생명과학연구소에서 박사후연구원으로 재직하였습니다. 2015년 KAIST 자연과학대학 수리과학과 조교수로 부임하여 2019년부터는 부교수로 재직 중이며, 2021년 3월부터는 기초과학연구원(IBS) 수리 및 계산 과학 연구단의 CI(Chief Investigator)로서 의생명수학그룹(BIMAG)을 이끌고 있습니다.

수학을 이용해 생명 현상을 이해하고 질병 치료에 기여하는 연구에 집중하고 있습니다. 특히 생체 시계의 온도 보상 메커니즘에 관한 60년 난제를 해결한 연구로 수학이 생명 과학의 중요한 문제를 해결하는 데 핵심적인 역할을 할 수 있다는 것을 증명했습니다.

김재경 교수 수면 연구는 2017년 노벨 생리 의학상을 수상한 마이클 용 교수도 풀지 못했던 문제를 수학적으로 해결한 것으로 평가받고 있습니다. ‘쓸모 있는 수학’이라는 철학을 연구의 모토로 연구를 시작하기 전 항상 ‘이 연구가 사회에 도움이 되는가’라는 질문을 스스로 던지며, 그 질문에 긍정적인 답이 나올 때만 문제를 해결한다고 밝혔습니다.

철학은 그가 개발한 맞춤형 수면 알고리즘 ‘슬립스(SleepS)’가 삼성 갤럭시 워치에 탑재되고, 전 세계 사용자들의 수면 질 향상에 기여하는 성과로 이어졌습니다. KAIST 수리과학과 역사상 최초의 기술이전 사례로 기록되었습니다.

2021년 대한수학회 최석정상을 수상하고 2025년 한국과학기자협회가 선정한 ‘기자가 뽑은 올해의 과학자상’을 수상하였으며, 2026년에는 ‘노벨상 펀드’로 불리는 휴먼프론티어 사이언스 프로그램(HFSP) 연구자로 선정되어 기후변화 환경에서 진드기와 바이러스의 전파 생태를 분석하는 수리모델 연구를 국제 공동연구로 수행하고 있습니다.

수학자로서의 연구뿐 아니라 대중과의 소통에도 적극적입니다. ‘안될과학’ 등 유튜브 프로그램에 출연하여 생체 시계에 관한 연구를 대중에게 알기 쉽게 설명하였고, 교대 근무자들을 위한 무료 수면 앱을 개발하여 사회적 약자의 건강 증진에 기여하고 있습니다. 부산 지하철 노조와 협약을 맺어 교대 근무 노동자들에게 수면 앱을 제공하고, 맞춤형 수면이 사고율 감소와 건강 개선에 미치는 효과를 연구하고 있습니다.

김재경 교수 슬립웨이크

KAIST 수리과학과 및 기초과학연구원(IBS) 의생명수학그룹의 김재경 교수 연구팀이 개발한 ‘슬립웨이크(SleepWake)’는 수학적 모델을 활용해 개인 맞춤형 수면 일정을 제안하는 혁신적인 앱입니다. 단순히 수면 시간을 기록하는 기존 앱과 달리, 이 앱은 사용자의 생체 리듬을 분석하여 ‘언제 자야 가장 개운한지’를 예측해 주는 것이 핵심입니다.

슬립웨이크(SleepWake) 앱의 핵심 원리

김재경 교수팀은 복잡한 생체 시계의 원리를 수학 방정식으로 풀어냈습니다. 앱은 크게 두 가지 요소를 계산합니다.

수면 압력(Sleep Pressure): 깨어 있는 시간이 길어질수록 잠들고 싶어지는 에너지가 쌓이는 정도를 수치화합니다.
생체 리듬(Circadian Rhythm): 우리 몸의 24시간 주기 시계가 현재 어느 지점에 있는지를 분석합니다.
최적의 수면 윈도우: 위 두 가지 요소를 결합하여, 수면 압력이 임계점을 넘고 생체 리듬이 잠들기에 가장 적합한 ‘골든 타임’을 사용자에게 제안합니다.

김재경 교수 슬립 웨이크 앱 기능 및 특징

맞춤형 취침 시간 추천: “오늘은 밤 11시 10분에서 40분 사이에 잠드세요”와 같이 구체적이고 실행 가능한 시간을 알려줍니다.
집중력 극대화: 내일 특정 시간에 최고의 컨디션이 필요하다면, 앱이 그에 맞춰 언제 자고 깨야 하는지 역으로 계산해 줍니다.
교대 근무자 지원: 불규칙한 생활을 하는 교대 근무자들을 위해 실시간으로 수면 일정을 조정하며, 낮잠(Nap) 전략 등을 통해 업무 중 각성도를 높일 수 있도록 돕습니다.
정교한 데이터 분석: 웨어러블 기기(스마트워치 등)의 데이터를 연동하여 사용자의 수면 히스토리를 실시간으로 반영합니다.
갤럭시 워치 탑재: 연구팀의 알고리즘은 삼성전자와의 협업을 통해 갤럭시 워치 시리즈에 적용되었습니다. “수면 날씨 예보”처럼 미래의 수면을 설계하는 기능으로 전 세계 사용자들에게 제공되고 있습니다.
수면 질환 예측(SLEEPS): 앱 기능 외에도, 간단한 설문만으로 불면증이나 수면무호흡증 위험도를 90% 이상의 정확도로 예측하는 알고리즘인 ‘슬립스(SLEEPS)’도 함께 개발되어 웹사이트 등을 통해 공개되었습니다.

※ 카이스트 김재경 교수가 밝혀낸 수면

김재경 교수 수상 이력

2005년: 서울대학교 우수학장 표창
2006년: 대한민국 공군참모총장상(교육방법 발표대회)
2010년: 미시간 대학교 Rackham 유학생 펠로우십
2012년: 미시간대학교 수학과 우수교양상
2013년: 미시간 대학교 섬너 바이런 마이어스 상
2015년: 포스코TJ박재단 충암사이언스펠로우 / 상산 젊은 수학자상(한국수학학회)
2016년: KAIST 자연과학대학 교수상 / 한국의 젊은 과학자 30명(포스텍·동아일보)
2017년: Human Frontier Science Program 연구 보조금 / KSIAM 젊은 연구자상(한국산업응용수학학회) / KAIST 우수교수 이원 조교수
2019년: J. Shelton Horsley 연구상(버지니아 과학 아카데미) / KAIST 자연과학대학 교수상
2021년: 대한민국 과학기술정보통신부 대한수학회 최석정상
2023년: 대한민국 과학기술정보통신부 표창 / KAIST 글로벌 연구협력상
2025년: 기자가 뽑은 올해의 과학자상(한국과학기자협회)

김재경 교수 주요이력

2005년 – 서울대학교 수학교육과 학사 졸업
2006년 – 공군항공과학고등학교 교사
2008년 – 미시간 대학교 대학원 진학
2013년 – 미시간 대학교 응용수학 및 학제간 수학 박사 학위 취득
2013년-2015년 – 오하이오 주립대학교 수학생명과학연구소 박사후연구원
2015년 – KAIST 자연과학대학 수리과학과 조교수 임용
2018년-2019년 – 고등과학원 부교수
2019년-2020년 – 미시간 대학교 수학과 초빙교수
2019년 – KAIST 부교수 승진
2019년 – 한국과학기술한림원 Y-KAST 회원
2021년 – IBS 수리 및 계산 과학 연구단 CI 취임
2026년 – 휴먼프론티어 사이언스 프로그램 연구자 선정

김재경 교수 작품활동

※ 방송 출연작

안될과학 (2020)
생로병사의 비밀 (2021)
TV조선 명곡 (2022)
YTN 사이언스 다큐멘터리 (2023)

김재경 교수 부인 & 가족

같은 서울대학교 수학교육과 동기인 아내 전경아 씨와 결혼했고 부인은 대전과학고등학교 수학 교사로 재직 중입니다. 두 사람은 대학교 1학년 때 처음 만나 동문 수학 동아리 ‘셈(S.E.H.M)’ 활동을 함께 하며 인연을 이어갔고, 이후 결혼에 골인하였습니다.

단짝이었던 문한봄 교수 부부와 함께 네 번의 크리스마스를 함께 보낼 정도로 가까운 사이로 지내왔습니다.김재경 교수 가족은 슬하에 아들 김민채 군과 딸 김은채 양을 두고 있습니다. 일요일마다 각자 푼 수학 문제 중 하나를 골라 풀이 과정을 설명하는 시간을 가지며, 수학에 대한 궁금증이 생기면 함께 토론하고 수다를 떠는 독특한 가족 문화를 형성하고 있습니다.

김재경 교수의 딸은 아버지를 따라 수학자가 되는 것이 꿈이라고 밝힌 바 있습니다. 집안이 수학과 인연이 깊은데 할아버지께서 초등학교와 중학교 시절 도 수학경시대회에서 1등을 하여 상품으로 땅문서를 받으셨고, 이 땅문서는 현재 박물관에 기증되어 있습니다. ‘수학 가문’의 후예로서 수학자의 길을 걷고 있는 김재경 카이스트 교수입니다.

수학적으로 가장 개운하게 일어나는 방법을 알려드립니다 (feat. 김재경 교수)

김재경 교수 노벨상 펀드 HFSP 연구자

생명과학 분야의 혁신적인 연구를 지원하는 국제 기구인 휴먼 프론티어 과학 프로그램(HFSP)의 지원 대상자로 선정되었습니다. 해당 프로그램은 지원을 받은 연구자 중 다수가 실제 노벨상을 수상하여 과학계에서는 ‘노벨상 펀드’라는 별칭으로 불립니다.

1989년 G7 회원국과 유럽연합(EU)을 중심으로 설립된 국제 기구로, 생명과학 분야의 융합 및 첨단 연구를 지원합니다. 지금까지 지원을 받은 연구자 중 30명 이상이 노벨상을 수상하여 세계적인 권위를 인정받고 있습니다.

2017년 ‘신진 연구자 연구비 지원 프로그램’에 선정되어 3년간 매년 45만 달러(총 15억 원 규모)를 지원받으며 생체 리듬과 뇌 인지 활동에 관한 공동 연구를 수행했습니다. 2026년 3월에는 HFSP의 ‘액셀러레이터(Accelerator) 프로그램’ 대상자로 다시 한번 선정되었습니다. 기존에 선정된 연구팀에 추가로 합류하여 연구 범위를 확장하는 프로그램으로, 향후 2년간 매년 약 10만 달러를 지원받습니다.