1959년 MIT 기계공학과를 졸업하고 1964년 카네기멜론대에서 기계공학 박사학위를 받았다. 1970년 MIT 기계공학과 부교수로 부임하여 동 대학 생산기술연구소장, 기계공학과 학과장, 석좌교수를 거쳐 학자로서의 탁월한 학문적 성과를 거두었을 뿐만 아니라 행정적으로도 뛰어난 리더십을 보여주었다. 특히 1984년부터 1988년까지 미국 과학재단(NSF)의 공학담당부총재(대통령 추천 및 상원 인준으로 임명)를 역임하면서 미국 정부의 공학담당 연구개발의 총 책임을 맡아 그 당시 일본에 뒤지던 미국의 제조업 경쟁력을 크게 향상시켰다는 평가를 받았다. 또한 1991년 6월부터 2001년 10월까지 MIT 기계공학과 학과장을 10년 이상 역임하면서 교수진 40%가량을 새로 임명하고 교과과정을 대대적으로 개편하는 등 혁신적인 개혁을 지속적으로 추진하여 이 시기에 MIT 기계공학과의 수준을 한 단계 끌어 올렸다는 찬사를 받은 바 있다.

학문적으로는 공리적 설계이론의 창시자로 마찰공학, 제조과학기술, 설계과학 분야에서 세계적으로 매우 뛰어난 연구업적을 이뤄낸 석학으로 인정받고 있으며, 현재 미국 인명사전과 세계 5천 명의 지도자급 명단에 등재되어 있고, 지금까지 300편 이상의 논문을 발표했으며 50여 개의 특허를 보유하고 있다. 그밖에 다수의 국제적 기업과 미국정부기관, UN, 세계은행 등의 기술자문을 하였으며, 스웨덴왕립공학아카데미(IVA) 해외회원, 미국기계학회 생산성위원장, 미국기계공학회 평생회원, 한국과학기술한림원 평생회원, International Journal Robotics&CIM 편집장, Journal of Intelligent Manufacturing 편집위원 등을 맡기도 했다.

해외에서뿐 아니라 1980년대 초반에는 한국의 ‘제5차 경제사회발전 5개년 계획안’의 작성에 자문한 것을 비롯, 한국 정부기관에 대한 각종 자문과 산업체 및 한국생산기술연구원의 고문, 신성장동력 기획단장을 역임하고 대통령 직속 국가과학기술위원회민간위원으로 활동하는 등 한국의 산·학·연 발전에도 큰 공헌을 하였다. KAIST 제 13~14대 총장으로서 KAIST를 세계에서 가장 좋은 대학으로 만들어 한국의 경제발전과 인류사회에 공헌한다는 목적을 바탕으로 이노베이션을 이끌었으며, 국제경쟁력 강화 · 재정 확충 · 우수 교원 확보 · 첨단 인프라 구축 ·EEWS 등 인류의 난제를 해결하기 위한 혁신적 연구방향을 제시하였다.