미국 과학자들이 피부세포로 시각세포를 만들어 앞을 보지 못하는 생쥐들에게 이식해 사물을 인지할 수 있게 하는데 성공했다. 미국 노스텍사스대 의대 시각연구소, 국립보건원(NIH) 산하 국립안(眼)연구소, 노스캐롤라이나 채플힐대 의대 안과, 바이오기업인 나노스코프 테크놀로지, 아이CRO, CIRC테라퓨틱스 공동연구팀은 피부줄기세포로 알려진 섬유아세포를 화학적으로 재구성해 시력과 관련된 광(光)수용체 세포를 만들 수 있다는 것을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 16일자에 발표했다. 노인성 황반변성, 당뇨망막병증 같은 다양한 망막질환은 빛을 감지하는 광수용체 세포가 사라지면서 회복시킬 수 없기 때문에 심할 경우는 시력을 잃을 수 있다. 이 때문에 광수용체를 재생시키는 방법을 찾는 것은 과학계의 중요한 과제 중 하나였다. 그동안 광수용체 재생을 위해 사용한 방법은 피부나 혈액세포를 이용해 줄기세포를 만든 다음 줄기세포를 광수용체로 분화되도록 유도해 이식하는 것이었다. 그런데 연구팀은 줄기세포를 만들어 분화를 유도하는 과정을 건너 뛰고 섬유아세포를 직접 광수용체 중 막대세포로 재프로그래밍한 것이다. 생물학에서 재프로그래밍 또는 리프로그래밍(reprogramming)은 특정 세포를 완전히 새로운 종류의 세포로 바꾸는 것으로 체세포 핵을 치환하거나 유도만능줄기세포(iPS), 세포융합 방법으로 만든다. 유도만능줄기세포는 성인의 세포를 이용해 모든 종류의 세포나 조직으로 분화시킬 수 있지만 이식 준비가 되기까지는 6개월이나 걸린다. 그렇지만 이번에 개발한 재프로그래밍 기술을 활용하면 피부세포를 10일 만에 이식 가능한 광수용체로 만들 수 있다. 광수용체는 막대세포와 원뿔세포 두 종류로 나뉘는데 더 많은 것이 막대세포이다. 막대세포는 빛에 민감해 어두운 곳에서 빛을 인식하는 구실을 하고 망막 주변부에 더 많이 분포한다. 막대세포가 손상되면 빛이 적은 어두운 곳에서는 아예 앞이 보이지 않는 야맹증이 나타나게 된다. 연구팀은 생쥐의 섬유아세포를 유도 광수용체 막대세포(CiPCs)로 전환시킬 수 있는 5종류의 화합물을 만들었다. 연구팀은 이들 화합물을 이용해 만든 CiPCs를 분석한 결과 실제 광수용체 막대세포와 유사하다는 것을 확인했다.연구팀은 망막변성이 일어나 시력을 거의 잃은 14마리의 생쥐의 눈에 CiPCs를 이식한 뒤 빛에 대한 동공반사와 시력을 조사했다. 그 결과 3~4주 뒤 6마리의 생쥐에게서 빛이 약한 환경에서도 동공반응이 개선됐음을 확인했다. 또 시각기능 회복 여부를 알아보기 위해 회피시험을 실시했다. 그 결과 장애물도 쉽게 피하는 것을 확인했다. 또 이식 3개월 뒤에는 광수용체들이 망막 안쪽 뉴런과 시냅스 연결이 된 것도 관찰됐다. 화학적 리프로그래밍으로 만들어 낸 세포가 실제 시각 회복에 도움이 됐다는 것을 보여준 것이다. 사이 샤발라 노스캐롤라이나대 의대 교수는 “이번 연구는 직접적이고 화학적인 재프로그래밍을 통해 망막과 같은 세포를 만들어 낼 수 있음을 보여주는 첫 번째 성과”라며 “이번 기술을 활용하면 중간 단계를 거치지 않기 때문에 세포치료제를 개발하는데 걸리는 시간을 상당히 단축시킬 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

구글 모기업 알파벳이 드론을 이용해 자가격리 중인 주민들에게 생필품 배송 서비스를 시작했다. 포브스 등 현지 언론의 9일 보도에 따르면 알파벳은 자회사인 드론 전문 배송업체 ‘윙’(WING)을 통해 버지니아주 주민들에게 생필품 배송 서비스를 이어가고 있다. 알파벳의 윙은 지난해 10월부터 드론 배송 테스트를 진행해 왔으며, 최근 코로나19 팬데믹으로 외출이나 쇼핑이 어려워지자 본격적인 서비스를 개시했다. 지난 2주간 윙이 버지니아 주민들에게 물품을 배송한 횟수는 1000건 이상이며, 배송 물품에는 사재기 대란이 있었던 휴지부터 커피와 쿠키 등이 포함돼 있는 것으로 알려졌다. 윙 직원들은 주문이 들어오면 창고에서 해당 물품을 담은 바구니를 드론에 장착한 뒤, 약 45m 상공에 띄워 목적지까지 날아갈 수 있도록 조종한다. 목적지에 도착하면 약 7m 높이까지 드론을 하강시킨 뒤 밧줄을 이용해 바닥에 물건을 내려놓는다. 드론이 배송할 수 있는 물품의 최대 무게는 1.3㎏정도이며, 시간당 최대 120㎞의 속도로 이동할 수 있다. 조나단 배스 윙 대변인은 포스브와 한 인터뷰에서 “우리 기술은 사람들이 외출할 수 없거나 외출을 자제하는 지금과 같은 시기에 더욱 유용하다. 사람과 사람의 접촉이 제한돼 있는 요즘 같은 때에 매우 중요한 기술”이라고 설명했다. 윙 측은 “우리는 화물 특송 업체인 페덱스 및 미국 대형 약국 체인인 왈그린과 파트너십 계약을 맺고 제과제품부터 커피까지 다양한 상점과 품목의 배송을 시작했다”면서 “이러한 사업은 코로나19로 침체에 빠져있는 지역 경제의 회복에도 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 버지니아주의 한 카페는 포브스와 한 인터뷰에서 “드론 배송 서비스가 시작된 뒤 베이커리 판매량이 코로나19 발발 이전에 비해 50% 증가했다”고 밝혔고, 또 다른 카페 역시 “드론을 이용한 커피 판매량이 코로나19 사태 이전에 비해 절반 가량 많아졌다”고 밝혔다. 한편 미국 존스홉킨스대에 따르면 14일 오후 1시 10분(한국시간) 기준 미국의 코로나19 확진자는 58만 2580명, 사망자는 2만 3000명을 넘어섰다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

메르스 코로나바이러스 방어실험 성공국내 연구진이 면역증강제와 바이러스의 스파이크 단백질을 활용해 다양한 종류의 백신을 빠르게 만들 수 있는 방법을 개발했다. 이 방법을 이용해 메르스 백신을 개발하고 동물실험에서 효능을 확인했다. 남재환(왼쪽) 가톨릭대 생명공학과 교수와 금교창(오른쪽) 한국과학기술연구원(KIST) 뇌의약연구단 단장 주도로 한국생명공학연구원 국가영장류센터, 전북대, 이화여대, 국제백신연구소가 참여한 공동연구팀은 면역증강제와 세포 안에 효과적으로 침투할 수 있는 스파이크 단백질을 결합시켜 빠르게 백신을 개발할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 14일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘안게반테 케미’에 실렸다. 연구팀은 귀뚜라미에 마비증세를 일으켜 죽이는 ‘귀뚜라미 마비바이러스’의 RNA를 활용한 면역증강제와 아연금속으로 만든 RNA 안정제를 혼합한 뒤 코로나바이러스 스파이크 단백질과 결합시켰다. 연구팀은 이런 방식으로 메르스 코로나바이러스(MERS-CoV) 백신을 만들어 생쥐와 히말라야 원숭이에게 접종했다. 그 결과 생쥐는 1회 접종만으로도 치사량의 바이러스 공격에도 100% 방어되는 것이 확인됐고 히말라야 원숭이도 바이러스와 독소의 활성을 차단할 수 있는 중화항체가 체내에서 만들어져 메르스 감염을 억제하는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이번에 개발한 백신 플랫폼을 활용해 코로나19 치료용 백신과 살인진드기병으로 알려진 중증열성혈소판감소증후군 예방백신을 개발하고 있다. 금 단장은 “메르스 바이러스에서 효과를 보인 이번 RNA 활용 단백질 기반 백신 플랫폼은 코로나19 백신의 개발 시간을 단축시킬 것”이라고 기대했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19 팬데믹(세계적 대유행)으로 무서울 정도로 비관적인 경제 전망이 쏟아지고 있다. 하지만 요즘 같은 상황에서는 경제 전망 숫자들이 정부와 민간의 의사결정에 별로 유용하지 않을 것 같다. 백신은 물론 치료법도 없는 질병의 확산 탓에 발생한 엄청난 경제위기가 진행 중이기 때문이다. 불난 집에는 재산과 인명 피해에 대한 전문가의 전망을 참고하기 전에, 당장 불을 끄고 더 번지지 않도록 해야 하는 것과 같다. 단기 대책이 신속하고 과감하게 집행돼야 하는 이유가 여기에 있다. 정말 뛰어난 정책 역량이 요구되는 시점은 급한 불길을 잡은 다음이다. 남은 불씨를 없애면서 피해 복구와 재건을 위한 준비를 시작해야 해서다. 전문가들의 실력을 총동원해 기존 정책을 재검토하고 새로운 정책을 너무 늦지 않게 실행할 수 있도록 준비해야 한다. 경제위기가 장기화될 것으로 판단할 땐 더욱 그러하다. 사실 이번 위기 이전에도 경제 전망이 그리 낙관적이지는 않았다. 올해 반도체 수출이 회복되면서 성장률도 조금 높아지는 기술적 반등을 기대했지만, 장기적으로는 고령화로 내수 위축이 진행되고 생산성도 낮아지면서 성장세 둔화가 우려됐다. 이런 전망을 고려할 때, 현재 진행 중인 경제위기가 장기 성장 환경을 어떤 모습으로 얼마나 더 어둡게 만들 것인지 점검하고 대응하는 것은 의미가 있다. 코로나19에 따른 변화 요인들이 우리 경제의 장기 성장에 미치는 부정적 영향은 크게 두 가지로 요약된다. 첫째는 대외교역 환경의 악화로 인한 수출 위축이다. 이번 위기로 각자도생을 모색해야 하는 상황을 경험한 각국이 보호무역주의를 강화하면서, 미중 무역분쟁이나 브렉시트(영국의 유럽연합 탈퇴) 등으로 이미 우려됐던 글로벌 가치사슬(Global Value Chain)의 붕괴 추세가 가속될 것으로 예견된다. 교역 환경의 구조적 악화는 그동안 여러 차례 경제위기를 겪으면서도 수출에 의존해 성장세를 유지해 왔던 우리 경제에 더욱 치명적으로 작용할 것이다. 우리뿐 아니라 전 세계가 동시에 같은 질병으로 유사한 경제위기를 겪고 있다는 사실이 동병상련의 위로가 되지 못하는 환경이 예상되는 것이다. 둘째는 실업의 위협과 더불어 ‘사회적 거리두기’에 동반하는 교육과 훈련의 결손 때문에 장기 성장의 기반이 약화될 수 있다는 점이다. 코로나19가 지속되면서 학교와 직장은 전혀 예상하지 못했던 교육과 훈련 환경을 맞고 있다. 예전의 환경으로 돌아갈 수 있을지도 알기 어려운 상황이다. 물론 4차 산업혁명으로 전개될 환경을 미리 경험할 기회라는 평가도 있다. 그러나 준비하지 못한 채 맞이한 변화는 학교 교육을 통한 지식과 기술의 전달·함양 기능을 약화시킨다. 또 근로 경험과 직업훈련을 통한 직무 역량의 개발을 떨어뜨려 생산성 손실을 가져올 수 있다. 온라인 강의가 시작된 학교에서 전해지는 해프닝을 쉽게 웃어넘기기 어려운 이유다. 지금 우리에게는 위기로 인한 산업경쟁력과 생산성 손실 최소화를 목표로 정책 조합을 정교하게 계획하고 실행하는 노력이 필요하다. 먼저 산업경쟁력 제고를 위해서는 기존 연구개발 지원정책 체계에 대해 효율성 관점에서의 구조조정과 혁신을 위한 과감한 규제 개혁이 요구된다. 특히 의료·교육 등 서비스업 규제 개혁을 위해 사회적 합의 도출을 위한 리더십을 보다 적극적으로 발휘해야 한다. 우리 기업들이 미래의 글로벌 시장 경쟁에서 뒤처지지 않고, 높아진 보호무역주의의 벽을 뚫을 수 있는 역량을 키워 가도록 지원해야 한다. 교육과 훈련의 결손에 따른 생산성 저하 문제를 최소화하려면 통신망의 안정성 확보와 지속적 정비, 교육 소프트웨어 개발 등 정책적 지원을 통한 온라인 교육 환경 개선이 필수적이다. 특히 계층별·지역별 온라인 학습 기회의 불균형이 소득 불평등 심화로 이어질 가능성에 대한 적극적인 대응이 요구된다. 코로나19로 인한 경제위기는 이미 우리 경제에 깊은 상처를 내고 있고, 여전히 진행 중인 엄청난 불확실성이다. 분명한 것은 현재의 과감한 단기 대응에 따른 재정건전성 부담, 미래의 성장잠재력 저하에 따른 고통의 많은 부분은 미래 세대가 짊어져야 할 몫이라는 점이다. 경쟁력과 생산성 손실을 최소화하고 포용적 성장 환경을 만들기 위한 현재 세대의 노력은 커다란 짐을 지고 우리 경제를 이끌어 갈 미래 세대에 표할 수 있는 작은 예의일 것이다.

문화체육관광부와 한국저작권위원회가 코로나19로 온라인 개학한 학교에서 원격수업에 활용할 수 있는 저작권 교육 동영상 콘텐츠를 무료로 배포한다고 13일 밝혔다. 학습 대상을 초·중·고교생, 대학생, 일반인 등으로 구분해 모두 28개 교육과정을 제공한다. 저작권 기초와 올바른 저작물 이용 방법처럼 초·중·고교생들이 기본적으로 알아야 할 내용과 표절 예방 등을 배울 수 있는 대학생 과정 등으로 구성했다. 일반인을 위한 생활 속 저작권 질의응답 등도 유용하다. 각 교육과정은 3~15개 동영상으로 편성했으며, 동영상은 각 10분 내외로 지루하지 않고 쉽게 저작권에 대해 학습할 수 있도록 했다. 콘텐츠를 원하는 학교나 기관은 필요한 과정을 선택해 저작권위원회에 공문으로 신청하면 된다. 일반인은 저작권위원회 누리집 교육포털(copyright.or.kr/education)로 신청하면 무료로 수강할 수 있다. 문체부 측은 “코로나19 여파로 사상 첫 온라인 개학을 맞이한 교육 현장에서 원격수업에 활용할 수 있는 다양한 콘텐츠에 대한 저작권 문의가 증가하고 있다”며 “저작권 교육용 동영상이 저작권에 대한 궁금증을 해결하는 데 도움이 될 것”이라고 밝혔다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

국내 연구진이 비만을 일으키는 장 호르몬을 빛으로 억제해 치료하는 기술을 개발했다. 가톨릭대 바이오메디컬화학공학과 나건 교수팀은 대사성 질환으로 인한 비만 환자에게서 지방 축적을 유발시키는 장 호르몬을 분비하는 세포를 효과적으로 제거할 수 있는 표적 광(光)응답제를 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료공학 분야 국제학술지 ‘바이오 머티리얼즈’에 실렸다. 지방 축적을 유발하는 장 호르몬인 ‘GIP’는 십이지장 내 지방이나 탄수화물에 반응하는 호르몬으로 K세포에 의해 분비된다. 많은 연구자가 GIP를 억제할 수 있는 약물을 찾아 나섰지만 아직까지 개발된 것은 없다. 이에 연구팀은 GIP를 분비하는 K세포에 주목했다. 연구팀은 K세포에만 반응해 선택적으로 제거할 수 있는 표적 물질을 만들었다. 이번에 개발한 물질은 GIP 분비를 촉진하는 십이지장 표면의 K세포에 붙어 활성산소를 만들어 파괴하도록 설계됐다. 연구팀은 고지방식을 섭취하도록 해 비만과 당뇨를 유발시킨 생쥐에게 이번에 개발한 광응답제를 투여한 다음 십이지장에 빛을 쬐는 실험을 실시했다. 그 결과 표적 광응답제에서 만들어진 활성산소가 K세포를 없애고 GIP 농도를 낮춰 생쥐의 몸무게와 체지방을 감소시킨다는 것이 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 대사 장애로 인한 비만을 일으키는 장 호르몬을 빛으로 억제해 치료하는 기술을 개발했다. 가톨릭대 바이오메디컬화학공학과 연구팀은 대사성 질환인 제2형 당뇨로 인한 비만 환자에게서 지방축적을 유발시키는 장호르몬을 분비하는 세포를 제거할 수 있는 표적 광(光)응답제를 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료공학 분야 국제학술지 ‘바이오 머티리얼즈’에 실렸다. 지방 축적을 유발시키는 장 호르몬인 ‘GIP’는 십이지장 내 지방이나 탄수화물에 반응하는 호르몬으로 K세포에 의해 분비된다. 이 때문에 GIP가 비만 대사성질환 치료를 위한 가장 적절한 대상이지만 아직 GIP를 억제할 수 있는 약물은 개발되지 않은 상태이다. 연구팀은 K세포에만 반응하는 지방산과 광응답제를 접합시켜 K세포를 선택적으로 제거할 수 있는 표적 광응답제를 만들었다. 이번에 개발한 광응답제는 GIP 분비를 촉진하는 십이지장 표면의 K세포를 찾아가 활성산소를 만들어 내도록 설계됐다. 연구팀은 고지방식을 섭취하도록 해 비만과 당뇨를 유발시킨 생쥐에게 이번에 개발한 광응답제를 투여한 다음 십이지장에 빛을 쬐는 실험을 실시했다. 지방산과 결합된 광응답제는 그렇지 않은 광응답제보다 K세포에 쉽게 결합된다는 것을 확인했다. 또 표적 광응답제에서 만들어진 활성산소가 K세포를 없애 GIP 농도를 낮춰 생쥐의 몸무게와 체지방량을 감소시킨 것도 관찰했다. 현재 십이지장 표면을 태워 K세포를 제거하는 ‘십이지장 점막 재표면술’이라는 방법이 있기는 하지만 표적 광응답제를 투여한 뒤 내시경을 통해 빛을 쬐는 것이 훨씬 안전한 방법이라는 점을 연구팀은 강조했다. 나건 가톨릭대 교수는 “이번 연구는 주로 암 치료에 사용되던 광역학치료를 비만 대사성질환에 접목하려는 시도로 내시경을 이용해 원하는 부위에만 국소적으로 빛을 쬐어 정상세포는 놔두고 암세포만 죽일 수 있게 될 것”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 산성환경에서만 커지는 나노물질을 개발해 암세포만 선택적으로 터트려 없애는 기술을 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단, 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 공동연구팀은 표면에 전하를 띄는 리간드가 결합된 금속 나노입자를 이용해 암세포만 선택적으로 파괴할 수 있는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’에 실렸다. 여러 형태의 암치료법이 있지만 여전히 많이 사용되는 것은 외과수술과 화학적 요법이다. 화학 항암요법은 암세포만이 아니라 정상세포도 동시에 공격하는 부작용이 있다. 연구팀은 암세포에서만 커지는 나노입자를 이용해 암세포만 공격하는 기술을 개발한 것이다. 이번에 개발한 나노입자는 세포 소기관인 리소좀 내부로 침투할 수 있도록 설계됐으며 암세포에서만 커지도록 해 세포를 죽이도록 했다.연구팀은 암세포 주변 환경이 산성이라는 점에 착안해 암세포 속 리소좀으로 흡수된 다음 리소좀을 파괴하고 세포 사멸까지 이어지도록 한 것이다. 암세포는 산성을 띠어 나노입자가 잘 뭉치는데다가 기능이 비정상이라 크게 자란 나노입자를 밖으로 배출하기 힘들어 사멸하게 된다. 연구팀은 금나노입자 표면에 각각 양전자와 음전하를 띠는 꼬리모양 물질인 리간드를 8대 2의 비율로 붙였다. 연구팀은 정상세포와 암세포를 대상으로 세포실험을 실시해 ‘암시야 현미경’으로 관찰한 결과 암세포만 선택적으로 사멸시키는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 바르토슈 그쥐보프스키 UNIST 교수는 “이번 연구는 암세포가 고장난 정상세포라는 특성을 역으로 활용해 암세포를 죽일 수 있었다는데 의미가 있다”라며 “동물실험을 진행해 항암치료제로 가능성을 추가로 연구할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

제21대 국회의원선거일인 15일 수요일 전국의 날씨는 대체로 맑겠다. 민간기상업체 케이웨더는 “15일은 전국이 제주도 남쪽해상에 위치한 고기압 가장자리에 위치하면서 대체로 맑은 날씨를 보일 것”이라고 13일 예보했다. 이날 전국의 아침 최저기온은 1~12도, 낮 최고기온은 16~24도 분포를 보이겠다. 따뜻한 남서풍이 불고 햇볕에 의해 기온이 오르면서 내륙을 중심으로 낮 기온이 20도 이상 오르는 곳이 많겠지만 아침과 저녁 일교차가 12~15도로 클 것으로 전망됐다. 그러나 안정된 대기상태로 인해 국내에서 배출된 대기오염물질이 정체되고 국외에서 유입되는 미세먼지까지 더해져 서울, 경기 수도권과 충청도, 강원영서 지역의 미세먼지 농도는 ‘나쁨’ 단계를 보일 것으로 예상됐다. 케이웨더는 2000년에 실시된 제16대 총선부터 5차례의 선거 투표율과 날씨를 분석한 결과 선거 당일에 비가 내릴 경우 투표율이 낮았다고 밝혔다. 16, 17대 총선 때는 맑은 날씨를 보였지만 18, 19, 20대 총선 때는 비가 내렸다. 18~20대 총선 전국 평균 투표율은 52.8%로 맑은 날씨를 보였던 16~17대 총선(평균 58.9%) 때보다 약 6.1% 낮은 것으로 조사됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

그리스 과학자이자 철학자 아르키메데스는 임금으로부터 왕관의 진품여부를 알아내라는 문제를 부여받고 고민을 하다가 마침내 해결방법을 알아내고 ‘유레카’라고 외치며 벌거벗은 채로 목욕탕 밖으로 뛰쳐나갔다는 일화는 유명하다. 이처럼 이전에는 이해할 수 없던 문제나 개념을 갑자기 이해하게 되거나 창의적인 생각이 떠올랐을 때 사람들은 자신도 모르게 ‘아하’를 외치게 된다. 실제로 어떤 문제를 해결할 때 ‘아하’하는 순간이 없는 경우 정확한 답을 내놓지 못하는 경우가 많다. 뇌과학자들은 이 같은 순간을 ‘아하 효과’나 ‘유레카 효과’라고 부르지만 정확하게 뇌의 어느 부위에서 발생하는지에 대해 정확히 알지 못하고 어떤 순간에 ‘아하’하는 생각이 떠오르는지도 예측하기 어렵다. 미국 드렉셀대 실험심리학 연구팀은 창의적인 생각이 떠올라 ‘아하’하는 순간에는 뇌 속 쾌감중추영역이 폭발적으로 활동한다고 12일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘뉴로이미지’ 10일자에 실렸다. 이번 연구는 ‘유레카 효과’ 연구로 잘 알려진 존 코우니우스 드렉셀대 응용인지뇌과학과 교수팀이 주도했다. 연구팀은 드렉셀대 남녀대학생 44명을 대상으로 단어나 문장을 구성하는 문자 순서를 바꿔 다른 단어나 문장을 만들거나 해독하는 ‘애너그램 퍼즐’을 풀도록 했다. 연구팀은 문제 수준을 점점 높여가면서 실험 참가자들이 시간을 들여 생각하면서 풀도록 했다. 또 이 과정에서 활성화되는 뇌 부위를 찾아내기 위해 연구팀은 실험 참가자들에게 뇌파(EEG) 검사장치를 착용하도록 했다.그 결과 창의적 통찰력이 발생하는 ‘아하’하는 순간에는 뇌파 중 감마파가 증가했으며 대뇌 피질의 보상영역과 쾌감중추 영역이 폭발적인 활동을 보이는 것을 발견했다. 뇌의 이 부위는 맛있는 음식을 먹거나 담배나 술을 포함한 각종 중독성 물질이나 행위를 접했을 때, 오르가즘 같은 경험을 했을 때 활성화된다. 연구팀에 따르면 감파마와 대뇌 피질 보상영역의 활동은 아하 하는 순간 10분의 1초만에 나타나기 때문에 통찰력을 얻는 순간, 어떤 과정을 거쳐 사고가 진행됐는지 스스로 인식하기 어렵다. 뇌의 보상시스템은 단순히 물질적 보상에 반응하는 것이 아니라 특정 행위에 동기를 부여해 성취감을 느꼈을 때 활성화되는 부위다. 연구팀은 퍼즐 애호가, 추리미스터리 소설 팬, 생활수준이 낮은데도 불구하고 예술에 헌신하는 예술가 등도 이 같은 아하효과가 원인이라고 해석했다. 코우니우스 교수는 “아하 또는 유레카하는 순간 뇌는 마치 중독성 있는 자극에 강하게 노출된 것과 비슷한 상태가 된다”라며 “이번 연구를 통해 볼 때 자신의 수준보다 약간 어려운 문제에 끊임없이 도전하고 문제를 해결하는 과정을 반복하는 것이 창조성이나 창의성을 단련시키는데 어느 정도 도움이 될 것”이라고 조언했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

진단 기술·치료제 개발에 기여할 듯국내 연구진이 코로나19 바이러스의 모든 것을 보여주는 고해상도 유전자지도를 완성하고 지금까지 알려지지 않은 RNA를 다수 발견했다. 기초과학연구원(IBS) RNA연구단 김빛내리(서울대 석좌교수) 단장은 질병관리본부와 함께 코로나19 원인 바이러스인 ‘사스 코로나바이러스 2’(SARS-CoV-2)를 자세히 파악할 수 있는 고해상도 유전자지도를 완성하고 권위 있는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 9일 자에 발표했다. 기존에도 코로나19 바이러스의 유전체 정보를 밝혀내는 연구들은 있었지만 유전체의 위치를 대략적으로 파악하는 수준에 머물렀다. 그러나 연구팀은 질병관리본부에서 불활성화된 코로나19 바이러스를 분양받아 ‘나노포어 직접RNA시퀀싱’, ‘나노볼 DNA시퀀싱’이라는 차세대 염기서열분석법을 활용해 숙주세포에 침투해 형성된 코로나바이러스 RNA전사체 전체를 분석했다. 분석 결과 연구팀은 지금까지는 알려지지 않은 수십 종의 RNA와 41곳의 RNA 변형을 발견하고 유전자들의 위치도 정확히 찾아냈다. 기존에는 하위유전체RNA가 10개가 있다고 알려져 있었지만 연구팀은 하위유전체RNA는 9개만 있다는 것을 확인하는 등 오류를 잡아내기도 했다. 동시에 세포 내에서 융합과 삭제 등 다양한 형태의 유전자 재조합이 발생하고 RNA 수준에서 화학적 변화가 많이 발생한다는 사실도 규명했다. 김 단장은 “이번 연구결과는 코로나바이러스에 대한 자세하고 세밀한 정보를 제시함으로써 코로나바이러스 증식 원리를 이해하고 진단용 유전자증폭기술(PCR) 개선을 포함해 새로운 치료전략 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　국내 연구진이 코로나19 바이러스의 모든 것을 보여주는 고해상도 유전자지도를 완성하고 지금까지 알려지지 않은 RNA를 다수 발견했다. 　기초과학연구원(IBS) RNA연구단 김빛내리(서울대 석좌교수) 단장은 질병관리본부와 함께 코로나19 원인 바이러스인 ‘사스 코로나바이러스 2’(SARS-CoV-2)를 자세히 파악할 수 있는 고해상도 유전자지도를 완성하고 권위 있는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 9일 자에 발표했다. 　기존에도 코로나19 바이러스의 유전체 정보를 밝혀내는 연구들은 있었지만 유전체의 위치를 대략적으로 파악하는 수준에 머물렀다. 　그러나 연구팀은 질병관리본부에서 불활성화된 코로나19 바이러스를 분양받아 ‘나노포어 직접RNA시퀀싱’, ‘나노볼 DNA시퀀싱’이라는 차세대 염기서열분석법을 활용해 숙주세포에 침투해 형성된 코로나바이러스 RNA전사체 전체를 분석했다. 　분석 결과 연구팀은 지금까지는 알려지지 않은 수십 종의 RNA와 41곳의 RNA 변형을 발견하고 유전자들의 위치도 정확히 찾아냈다. 기존에는 하위유전체RNA가 10개가 있다고 알려져 있었지만 연구팀은 하위유전체RNA는 9개만 있다는 것을 확인하는 등 오류를 잡아내기도 했다. 동시에 세포 내에서 융합과 삭제 등 다양한 형태의 유전자 재조합이 발생하고 RNA 수준에서 화학적 변화가 많이 발생한다는 사실도 규명했다. 　김 단장은 “이번 연구결과는 코로나바이러스에 대한 자세하고 세밀한 정보를 제시함으로써 코로나바이러스 증식 원리를 이해하고 진단용 유전자증폭기술(PCR) 개선을 포함해 새로운 치료전략 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 　유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

맛있는 빵과 맥주, 와인을 만들기 위해서는 빵을 풍선처럼 부풀리고 맥주와 와인을 발효시키는 과정이 필요하다. 이를 위해 반드시 필요한 것이 바로 미생물인 ‘효모’. 국내 연구진이 맥주나 빵, 포도주를 만들고 난 뒤 버려지는 효모를 이용해 미래 청정에너지 수소를 쉽게 만들어 내는 방법을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 화학과 김광수(국가과학자) 교수팀은 버려진 폐효모에 나노물질을 씌워 물을 수소와 산소로 전기분해할 수 있는 저렴한 촉매물질을 합성하는데 성공했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경 분야 국제학술지 ‘네이처 지속가능성’ 최신호(7일자)에 실렸다. 현재 가장 깨끗한 에너지 공급원으로 주목받고 있는 수소는 물을 전기분해해 얻는다. 문제는 물 분자 속 수소와 산소는 아주 강하게 결합해 있기 때문에 이를 끊기 위해서는 플레티넘으로 더 잘 알려져 있는 백금(Pt)이나 이리듐 같은 촉매를 이용해야 한다. 문제는 이들 촉매 원료는 가격이 비싸고 반복적으로 사용하기 어렵다는 것이다.연구팀은 생명체인 효모는 빵이나 알콜 음료를 만든 뒤에도 전기 전도도를 높일 수 있는 탄소, 인, 황, 질소 같은 물질이 풍부하고 다른 물질을 붙잡을 수 있는 작용기가 여전히 남아있어 금속입자를 고정시키는 등 촉매의 역할을 할 수 있을 것이라는데 주목했다. 연구팀은 효모에 루테늄 금속 나노입자와 루테늄 단원자를 입혀 수소를 만드는 음극용 촉매를 만들었고 효모에 자철광을 입혀 산소를 만드는 양극용 촉매를 만들었다. 특히 수소를 만드는 음극 촉매는 기존 백금촉매보다 더 뛰어난 성능을 보였다. 연구팀은 효모 촉매를 이용해 물의 전기분해를 실시했는데 건전지 수준의 에너지만으로도 충분하다는 것을 확인했다. 더군다나 전기에너지 공급 없이 태양광을 비춰주는 것만으로도 물을 산소와 수소로 분해하는 것이 가능하다고 연구팀은 설명했다.김광수 교수는 “이번 연구는 친환경적이고 저렴한 폐효모를 이용해 바이오매스의 새로운 활용법을 제시했을 뿐만 아니라 이를 활용해 수소에너지를 손쉽게 얻을 수 있게 됐다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 이란의 샤리프 기술 대학 연구팀 흉부 CT 사진을 이용해서 코로나19 감염 여부를 진단하는 인공지능(AI)을 개발했다고 발표했습니다. 연구팀에 의하면 이 인공지능 알고리즘은 97%의 정확도를 지녔으며 2분 안에 감염 여부를 파악할 수 있습니다. 일부에서는 이란이 검사 키트 부족으로 인해 이와 같은 기술을 시도하고 있다고 보고 있지만, AI는 코로나19 검사 키트를 대신할 수 있는 방법이 아닙니다. 다수의 중증 환자가 발생한 의료 위기 상태에서 CT같이 중요한 진단 장비를 코로나19 감염 여부만 알기 위해 사용할 수 없기 때문입니다. CT는 중증 환자의 진단과 치료 경과 파악을 위해 사용하는 게 맞습니다. 그리고 바로 여기에 AI의 진짜 역할이 존재합니다. 미국과 이스라엘의 연구자들이 설립한 방사선 이미지 판독 스타트업인 라드로직스(RADLogics)는 코로나19 환자의 경과를 쉽게 파악할 수 있는 AI 알고리즘을 선보였습니다. 이들이 개발한 흉부 CT 판독 AI는 다른 인공지능 연구 기관과 기업이 내놓은 것처럼 98%에 달하는 진단 정확도를 보여줍니다. 그러나 이 AI의 진정한 가치는 코로나바이러스가 얼마나 폐를 침범했는지 알려준다는 것입니다. 연구팀이 개발한 AI는 코로나 19 감염에서 나타나는 폐 CT 소견인 간유리 음영(ground-glass opacities)을 자동으로 파악해 침범한 면적을 계산해 코로나 점수(Corona Score)로 환산합니다. 당연히 코로나 점수가 높을수록 위험한 상태이며 낮을수록 환자 상태가 호전된 것입니다.(사진) 물론 의사도 CT 사진을 판독해 폐 염증의 호전과 악화를 알 수 있습니다. 하지만 한꺼번에 너무 많은 환자가 발생하면서 수많은 CT 이미지를 빠르게 판독하는 것도 큰 부담이 되고 있습니다. AI는 의료진의 부담을 덜어줄 뿐 아니라 객관적인 수치를 제시해 환자의 상태를 훨씬 쉽게 파악할 수 있도록 도와줍니다. 코로나19 대유행에서 AI의 또 다른 역할은 CT나 X선 검사를 한 모든 환자에서 코로나19가 의심되는지 선별하는 것입니다. 무증상 환자라도 건강 검진 등 다른 이유로 X선은 얼마든지 찍을 수 있습니다. 이 경우 수 일 후가 아니라 수 분 내로 의심 소견을 알려준다면 빠른 진단과 격리에 도움이 될 것입니다. 이보다 더 유용한 경우는 입원 환자에서 코로나19를 진단하는 것입니다. 병원 내 코로나19 감염은 매우 심각한 문제가 될 수 있습니다. 면역력이 떨어지고 고령자 비율이 높은 입원 환자 특징상 빠른 속도로 전파될 뿐 아니라 사망률도 높기 때문입니다. 따라서 어떤 이유로 CT를 찍었든지 간에 코로나19 의심 소견이 보인다면 빠른 격리와 확진 검사가 필요합니다. 방사선과 의사가 모든 CT 이미지를 수 분 내로 판독해서 의심 환자를 선별하는 것은 불가능하지만, AI에게는 어려운 일이 아닙니다. 이런 시나리오는 절대 먼 미래의 일이 아닙니다. 이미 중국 알리바바 산하의 다모 아카데미(달마원)은 중국 내 코로나19 확진 환자 5000명의 CT 이미지를 학습한 인공지능을 선보였습니다. 이 AI는 3만 건 이상의 진단했습니다. 국내 AI 업체인 루닛(Lunit)은 루닛 인사이트 CXR을 온라인에 무료로 공개했습니다. 물론 흉부 X선 사진만으로 코로나19를 진단하기는 어렵지만, 의심 환자의 빠른 분류와 확진 환자의 경과 파악에 유용하게 쓰일 수 있습니다. 이 제품은 불과 몇 초 만에 폐 X선 사진에 폐렴 같은 이상 소견이 있는지 파악할 수 있어 코로나19 사태가 끝나도 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대됩니다. 의료 분야에서 AI 도입은 아직 초기 단계라고 할 수 있습니다. 하지만 코로나19라는 시련을 거치면서 AI 같은 신기술이 더 빠르게 도입될 것으로 예상됩니다. 물론 AI만으로 코로나19를 예방하거나 치료할 순 없지만, 코로나19 진단은 물론 신약 개발 등 여러 분야에서 인간을 돕는 똑똑한 비서가 될 수 있습니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

국내 연구진이 냉장, 냉동보관된 식품의 변질 여부를 한눈에 파악할 수 있도록 하는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국화학연구원 바이오화학연구센터 오동엽, 박제영, 황성연, 최세진 박사로 구성된 연구팀은 냉장, 냉동보관 상태로 배송된 어류, 육류, 청과물 등 식재료의 변질 여부를 한눈에 파악할 수 있는 ‘콜드체인(저온유통) 안심 스티커’를 개발했다고 7일 밝혔다. 10도 이상 상온에 노출된 냉장 식품이나 녹았다가 다시 얼린 냉동 식품은 세균이 증식해 변질되기 쉽지만 육안으로 변질 여부를 파악하기는 어렵다. 일부 세균은 상해도 식품의 맛과 냄새에 영향을 주지 않아 잘못 섭취할 가능성도 높다. 연구팀은 상온에 노출되면 투명해지는 나노섬유 필름을 일반 필름에 함께 붙이는 방법으로 ‘저온유통 안심 스티커’를 만들었다. 저온상태의 나노섬유 필름은 빛을 산란시켜 불투명하지만 상온에 일정시간 노출될 경우 나노섬유 구조가 붕괴되면서 빛이 투과해 투명해진다. 이 원리로 뒷면의 일반 필름이미지가 나타나면 식품이 상온 노출된 것임을 알수 있다. 연구팀은 식료품에 따라 부패시간이 다른 점에 착안해 30분에서 최장 24시간까지 상온 노출 시간에 따라 나노섬유 필름의 투명도가 달라지도록 만들어 정확한 상온 노출시간을 알 수 있게 했다. 최세진 박사는 “이번에 개발한 스티커는 얇고 유연해 가위로 쉽게 잘라서 사용할 수 있을 뿐만 아니라 제작비용도 개당 10원꼴로 저렴하다는 장점이 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 4월 10일 아인슈타인의 상대성 이론과 간접 관측으로만 존재가 알려져 있었던 블랙홀이 처음으로 인류 앞에 모습을 드러냈다. 당시 연구팀은 지구에서 5500만 광년 떨어진 은하 M87 중심부에 위치한 블랙홀의 모습을 촬영했다. 그로부터 1년이 지난 7일 블랙홀의 모습을 촬영하는데 성공한 ‘사건의 지평선 망원경’(EHT) 연구팀이 블랙홀과 관련된 또 하나의 우주 비밀을 풀어냈다. 전 세계 148개 연구기관으로 구성된 EHT 연구팀은 EHT, 칠레 북부에 위치한 세계 최대 전파망원경 간섭계 ALMA는 물론 한국의 밀리미터파 초장기선 전파간섭계(VLBI) 등 전 세계의 전파망원경을 이용해 전파망원경 처녀자리에 위치한 초거대질량 블랙홀에서 발생하는 강력한 블랙홀 제트 분출을 촬영하는데 성공하고 그 결과를 천문학 분야 국제학술지 ‘천문학과 천체물리학’ 7일자에 발표했다. 이번 연구논문의 제1저자는 재독 한인과학자인 독일 막스플랑크 전파천문연구소 김재영 박사이며 국내에서도 한국천문연구원, 서울대, 연세대, 과학기술연합대학원대학교(UST), 울산과학기술원(UNIST) 소속 천문학자들이 대거 참여했다. 지난해 공개된 영상에서는 블랙홀에서 발생하는 거대한 에너지 분출현상인 ‘제트’가 없어 천문학자들 사이에서 불완전한 블랙홀 사진이라는 평가를 받기도 했었다. 연구팀은 지구로부터 약 5380만 광년 떨어져 있는 처녀자리에 있는 퀘이사 ‘3C 279’를 관측했다. 퀘이사는 은하의 중심에 있는 초거대질량 블랙홀 주변에서 별과 가스가 떨어질 때 나오는 마찰열 때문에 태양같은 항성(별)보다 수 배에서 수 백배 밝게 빛나는 발광(發光) 천체로 준항성이라고도 불린다. 특히 이번에 관측 대상이 된 3C 279는 타원형 은하 중심에 있는 초거대질량 블랙홀과 관련돼 광학적으로 매우 활발하고 다변성이 큰 퀘이사로 알려져 있다.연구팀은 이번 퀘이사 정밀관측으로 처녀자리 초거대질량 블랙홀에서 발생하는 제트를 관측하는데 성공한 것이다. 연구팀에 따르면 블랙홀 주변에 가스물질로 이뤄진 디스크, 일명 강착원반이 있고 위, 아래쪽으로 광속과 비슷한 속도로 제트가 뿜어져 나오는 것이 확인됐다. 블랙홀에서 뿜어져 나오는 제트는 직선형태가 아니라 새끼처럼 약간 비틀려 꼬인 상태로 뿜어져 나오는 것으로 확인됐다. 제1저자로 연구를 이끈 김재영 독일 막스플랑크 전파천문연구소 박사는 “제트가 발생할 것이라고 예측한 곳에서 정확히 선명한 제트를 발견했다는 점이 이번 연구에서 놀라운 점“이라며 “제트의 이미지가 빠른 속도로 변하고 일직선 형태로 곧게 뿜어져 나오는 것이 아니라 약간 비틀어지고 기울어져 뿜어나온다는 점에 대해서는 추가적인 논의가 필요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

프랑스 절대왕정 시대 루이14세가 완성한 베르사유 궁전은 화려한 건물 내부와 아름다운 정원으로 유명합니다. 이런 화려함을 유지하기 위해 화장실을 만들지 않아 당시 귀족과 왕은 정원 곳곳에서 볼 일을 봤다는 것은 공공연한 비밀이기도 합니다. 프랑스에서 향수산업이 발달하게 된 것도 이 때문이라는 이야기가 있습니다. 그렇다면 한국의 궁들에도 화장실이 없었을까요. 역사학자들의 발굴과 연구에 따르면 조선시대 본궁이었던 경복궁에만 30여개에 가까운 화장실이 있었다고 합니다. 그렇지만 왕조시대 지존이었던 임금만을 위한 화장실은 없었다고 합니다. 조선시대를 배경으로 하는 역사극을 보면 임금이 화장실을 가고 싶어할 때 상궁이나 내시들이 휴대용 변기인 ‘매화틀’을 준비하는 장면을 간혹 볼 수 있습니다. 내의원에서 매화틀에 담긴 내용물의 색과 농도를 보고 왕의 건강을 파악했다고 합니다. 요즘도 각국 정상들의 건강 정보는 국가기밀에 해당하고 있지요. 그런데 조선시대 임금이나 현대 각국 정상들처럼 일반인들도 매일 아침 화장실에 앉아있는 것만으로도 건강상태를 점검할 수 있는 기술이 한국인 과학자들 주도로 개발돼 주목받고 있습니다. 미국 스탠포드대 의대, 전기공학과, 케이스 웨스턴리저브대 의대, 한국 서울 송도병원 외과, 암면역센터, 포스텍 창의IT융합학부, 가톨릭대 의대, 캐나다 토론토대 의대, 네덜란드 라이덴대 의대 공동연구팀은 매일 개인의 건강상태를 반복적으로 측정해 질병을 사전에 예측하고 대비할 수 있는 ‘스마트 변기’를 개발했습니다. 이번 연구결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 7일자에 실렸습니다. 이번 연구에는 박승민 스탠포드대 의대 영상의학과 수석연구원 박승민 박사와 송도병원 원대연 외과과장이 제1저자로 참여하고 다수의 포스텍, 가톨릭대 의대 소속 과학자들이 함께 했습니다. 이번에 개발된 스마트 변기에는 대변과 소변에서 파악할 수 있는 다양한 질병표지자를 감지할 수 있도록 설계됐습니다. 이를 위해 압력과 동작센서, 소변의 흐름과 속도, 소변 속 생화학적 성분 분석이 가능한 탐침, 변의 색과 형태를 파악할 수 있는 카메라, 변기 뚜껑과 물 내리는 레버에 장착된 손가락 인식장치 등이 설치됐으며 이들 정보를 컴퓨터로 전송할 수 있는 정보전송기술, 이를 분석할 수 있는 인공지능(AI) 기계학습 알고리즘 등 다양한 기술이 적용됐습니다.스마트 변기는 뚜껑을 열고 용변을 본 뒤 물을 내릴 때까지 모든 동작이 건강상태 측정에 활용됩니다. 비데처럼 변기 위에 얹고 전원만 연결하면 간단히 설치된다는 장점이 있는데 대장암과 비뇨기 계열 관련 암, 과민성대장증후군, 단백질뇨, 혈뇨 여부를 통한 신장기능 측정 등이 가능하다고 연구팀은 설명하고 있습니다. 연구팀은 300명을 대상으로 스마트 변기를 6~7개월 정도 사용하도록 한 뒤 설문조사를 실시한 결과 약 52%의 사용자가 ‘사용에 불편함을 느끼지 못하고 편하다’고 답했다고 합니다. 사용은 편리하지만 정밀하고 개별적 진단을 위해 변기 사용자의 신분을 확인하는 것에 대해서는 민감한 개인건강정보가 유출될 수 있다는 우려도 제기됐습니다. 이런 문제만 해결된다면 기존 기술들을 융합해 사전에 건강 이상여부를 파악할 수 있다는 점에서는 정말 놀라운 기술이 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

국내 IT통신기업과 정부출연연구기관이 손잡고 국내 기술로 세계적인 수준의 인공지능(AI) 반도체를 만들었다. 과학기술정보통신부는 한국전자통신연구원(ETRI)와 SK텔레콤을 포함한 국내 기업이 공동연구를 통해 고성능 데이터센터와 사물인터넷(IoT)이나 모바일 기기에 활용할 수 있는 신경망처리장치(NPU) 기반 AI 반도체를 개발하고 실증에 나설 계획이라고 7일 밝혔다. AI 반도체는 사람의 뇌처럼 낮은 전력으로 대규모 데이터를 빠르게 처리해 복잡한 상황인식, 학습과 추론 등 지능형 서비스에 최적화할 수 있다는 특징이 있다. 특히 NPU는 사람의 뇌신경망을 흉내내 대규모 연산을 동시에 처리할 수 있는 인공지능 반도체 기술이다. 우선 연구팀은 클라우드 데이터센터에서 활용되는 고성능 서버에 활용가능한 ‘서버용 초저전력 AI 반도체’를 개발했다. 현재 인공지능 연산에 활용되는 반도체들은 전력소모량이 크고 반도체 칩도 크다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 가로, 세로 각각 17㎜, 23㎜로 동전 크기의 면적에 1만 6384개의 연산장치(코어)를 집적시켜 성능을 극대화한 반도체 칩을 개발하는 한편 각 연산장치의 전원을 동작, 차단시킬 수 있는 소프트웨어 기술까지 개발해 전력소모를 최소화했다. 이 기술을 활용하면 초당 40조 번의 데이터 처리가 가능하고 15~40와트(W)의 저전력을 소모해 현재보다 전력효율이 10배 이상 향상될 것으로 연구팀은 보고 있다.연구팀은 올해 하반기부터 지능형 CCTV, 음성인식 등 서비스를 지원하는 SKT 데이터센터에 적용하는 실증 사업화를 본격화할 예정이다. 또 ETRI와 전자부품연구원, 팹리스 기업들이 협력해 ‘모바일·IoT 디바이스용 시각지능 AI 반도체’도 개발했다. 이 반도체는 성인 손톱의 절반 수준인 가로, 세로 각각 5㎜ 크기로 회로면적을 최소화하고 기존 반도체 10분의 1 이하의 전력인 0.5W로도 초당 30회 이상 물체인식이 가능하다. 지능형 CCTV나 드론에 적용할 수 있는 이 반도체는 올 하반기부터 영상감시, 정찰 분야 등 인공지능 기반 지능형 기기 제품화와 연계된 실증과 사업화가 추진된다. 최기영 과기부 장관은 “인공지능 반도체는 한국이 ICT강국을 넘어 AI 강국으로 도약하기 위한 핵심기반”이라며 “이번 기술개발처럼 민관 협력을 통해 AI 반도체 핵심기술 투자를 올해 안에 본격화하고 신개념 반도체 기술 같이 세계시장을 선도하는 도전적 연구도 적극지원해 나갈 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19 때문에 외식보다는 집에서 식사를 만들어 먹는 이들이 늘어나고 있다. 이 때문에 외식 업계 매출은 줄지만 식재료 생산업체나 이를 주문자의 문 앞 까지 배달해주는 배송업체들의 매출은 늘고 있다는 이야기도 나오고 있다. 소비자들은 식재료를 주문하면서도 냉장, 냉동 식품들의 신선도에 대해 걱정하기 마련이다. 국내 연구진이 냉장, 냉동보관된 식품의 변질 여부를 한 눈에 파악할 수 있도록 하는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국화학연구원 바이오화학연구센터 연구팀은 냉장, 냉동보관 상태로 배송받은 어류, 육류, 청과물 등 식품의 변질여부를 한 눈에 파악할 수 있는 ‘콜드체인(저온유통) 안심 스티커’를 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’에 실렸다. 냉장 보관 식품은 10도 이상의 상온에 노출되면 세균이 증식하기 시작하는데 육안으로 변질 여부를 파악하기는 어렵다. 냉동 식품 역시 녹았다가 다시 얼릴 경우 외관상 차이는 없다. 냉장, 냉동식품이 상온에 노출될 경우 생기는 일부 세균은 식품의 맛과 향에 영향을 주지 않기 때문에 잘못 섭취할 경우 식중독이나 햄버거병이라고 불리는 용혈성요독증후군 등에 걸릴 수 있다.연구팀은 상온에 노출되면 투명해지는 나노섬유 필름을 일반 필름과 붙이는 비교적 간단한 방법으로 ‘저온유통 안심 스티커’를 만들었다. 저온상태의 나노섬유 필름은 빛을 산란시켜 불투명한데 상온에 일정시간 노출될 경우 나노섬유 구조가 붕괴되면서 빛이 투과해 투명해지면서 뒷면의 일반 필름이미지가 나타나도록 해 식품의 상온 노출 여부를 파악할 수 있게 했다. 연구팀은 식료품에 따라 부패시간이 다른 점에 착안해 30분에서 최장 24시간까지 상온 노출 시간에 따라 나노섬유 필름의 투명도도 조절되도록 만들었다. 이를 통해서 상온 노출시간까지 파악할 수 있는 일종의 타이머 기능까지 갖춘 것이다. 기존에도 상온 노출여부를 알려주는 제품이 있지만 특수 화학반응을 이용하고 단단하고 두꺼운 플라스틱 재질로 돼 있어서 다양한 제품에 부착하기 어렵고 제조비용도 수 천원대에 이른다. 그런데 국내 연구팀이 이번에 개발한 제품은 얇고 유연해 가위로 쉽게 잘라서 사용할 수 있을 뿐만 아니라 제작비용도 개당 10원꼴로 저렴하다는 장점이 있다. 이에 연구팀은 신선 식료품 이외에 고가의 의약품 저온 유통에도 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.최세진 박사는 “기존 고가 의약품 유통용으로 쓰이는 상온 노출 알림 키트는 파손될 경우 특수잉크가 흘러나오기도 하는데 이번에 개발한 기술은 유통과정에서 손상되더라도 화학물질이 유출되지 않을 뿐만 아니라 기능도 정상적으로 작동한다”고 말했다. 함께 연구한 오동엽 박사도 “이번에 개발한 스티커는 상온 노출 시간을 임의로 느리게 할 수 없고 한 번 상온에 노출되면 다시 냉장, 냉동으로 하더라도 원래 상태로 되돌릴 수 없어 사실상 조작이 불가능하다는 장점이 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

야구공의 가죽을 고정시키는 108개의 실밥은 투수에가 다양한 구질의 공을 던질 수 있게 도와준다. 야구공의 실밥은 공기라는 매질과의 마찰현상을 통해 날아가는 동안 궤적을 변하게 만들어 준다. 국내 연구진이 눈에 보이지 않는 아주 작은 분자를 레이저라는 매질과 상호작용시켜 다른 운동궤적을 갖도록 하는데 성공했다. 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 화학과 연구팀은 전하 분포가 균일해 극성을 띄지 않는 비극성 분자에 레이저장을 걸어주면 양자의 회전상태에 따라 분자가 정렬되는 정도가 달라지면서 궤적이 변한다는 사실을 알아냈다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 3일자에 실렸다. 분자는 회전 양자상태에 따라 자유롭게 회전하는데 레이저장이 있을 경우는 극성이 없는 비극성 분자도 극성을 갖게 된다. 레이저 유도 분자는 특정 방향으로 정렬되면서 앞으로 이동하는데 외부의 전기적 힘에 따라 유도되는 극성 정도를 편극률이라고 부른다. 연구팀은 회전속도가 낮은 이황화탄소 기체분자에 레이저빔을 걸어 산란실험을 한 결과 회전 양자상태에 따라 달라지는 분자정렬 효과를 고려한 운동궤적의 변화를 설명하는데 성공했다. 레이저장 세기에 따라 달라지는 분자정렬 효과를 고려해 분자의 운동궤도를 정확하게 예측할 수 있게 된 것이다. 조범석 교수는 “의약품 합성을 할 때 같은 분자식을 갖고 있는데 입체 구조에 따라 성질이 달라지는 이성질체 중 원하는 성질의 것만을 골라내는 것은 무척 중요하다”라며 “이번 연구결과를 활용하면 양자 상태별로 분자를 분리할 수 있기 때문에 의약품이나 정밀화학제품 합성을 할 때 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr