미 고등방위연구계획국(DARPA)은 세계 무기 개발을 선도하는 미국에서도 신기술과 신개념 연구를 이끄는 곳이다. 지난 9일(현지시간) DARPA는 실험용 제트 컨버전 항공기 ‘X-76’을 공개했다. X-76이라는 명칭은 미국 건국 연도인 1776년을 의미하는 것으로 알려졌다. X-76은 V-22 오스프리 틸트로터기보다 빠른 속도로 비행할 수 있는 수직이착륙 비행체를 설계하기 위해 2023년부터 시작한 ‘고속 및 활주로 독립(SPRINT) 프로그램’에 의해 탄생했다. 2023년 11월 DARPA는 오로라 플라이트 사이언스, 벨 텍스트론, 노스롭그루먼 그리고 피아세키 에어크래프트와 옵션에 따라 1500만~2000만 달러 사이의 계약을 체결했다. 당시 SPRINT 프로그램 매니저는 속도가 주요 요구사항 중 하나라고 설명하면서 400~450노트(시속 740~833㎞)의 속도로 비행하길 원한다고 밝혔다. 참고로 V-22 오스프리의 최대 속도는 270노트(시속 500㎞)다. 그는 항공기가 공중을 맴돌며 안정적일 수 있어야 하며, 공중을 맴돌거나 전방으로 비행하는 전환기 동안 모든 추진 시스템에 효과적으로 동력을 공급하는 분산 동력 시스템을 갖추고 있어야 한다고 강조했다. DARPA는 2024년 5월에 2단계 프로그램 업체로 오로라 플라이트 사이언스와 벨 텍스트론을 선택했다. 벨 텍스트론은 수직 상승 후 프로펠러 모드에서 접이식 로터 시스템으로 변환되는 형태를 제안했다. 고속 수평 비행은 터보팬 엔진으로 움직이게 된다. 보잉 자회사인 오로라 플라이트 사이언스는 블랜디드 윙 본체 플랫폼에 통합된 저소음 팬인윙 설계를 제안했다. 이번에 공개된 X-76은 벨 텍스트론의 설계를 기반으로 한다. 현재 핵심 설계 검토(CDR)를 성공적으로 통과했고, 이후 시제기의 생산, 통합, 조립 및 지상 시험 단계로 넘어갈 예정이다. 비행 시험은 2028년 초에 시작된다. SPRINT 프로그램은 DARPA와 미 특수전 사령부(USSOCOM)의 공동 사업이다. 앞서 소개한 속도 요구조건 외에 극한 환경에서의 공중 정지 비행, 미포장 지형에서의 이착륙 가능 정도만 알려졌다. 벨 텍스트론의 X-76 설계는 정지 비행에서 수평 비행으로 전환한 후, 날개가 접히는 윙팁 프로펠러를 중심으로 이루어지며 ‘스톱·폴드 로터 시스템’이라고 부른다. 이 시스템은 기본적으로 수직 이착륙 및 정지 비행 기능을 제공하는 동시에, 로터를 접어서 항력을 줄임으로써 고속 수평 비행을 가능하게 하는 것을 목표로 한다. 수평 비행 시에는 별도의 기존 제트 추진 시스템이 추진력을 제공한다. 벨 텍스트론은 2021년부터 다양한 스톱·폴드 로터 시스템 설계를 선보여왔는데, 이번에 DARPA가 공개한 이미지는 벨 텍스트론이 2024년 공개한 이미지와 유사하다. SPRINT 프로그램은 주로 화물과 인원 수송이 가능한 설계에 초점을 맞춰 왔지만, 벨 텍스트론은 유인 및 무인 항공기를 포함하여 공격 임무용으로 구성할 수 있는 다양한 변형 모델의 렌더링 이미지를 공개했다. SPRINT 프로그램에 따라 공개된 X-76이 높은 기술적 난제에도 불구하고 새로운 개념의 고속 항공기를 만들어낼 수 있을지 관심이 집중되고 있다.

미 고등방위연구계획국(DARPA)은 세계 무기 개발을 선도하는 미국에서도 신기술과 신개념 연구를 이끄는 곳이다. 지난 9일(현지시간) DARPA는 실험용 제트 컨버전 항공기 ‘X-76’을 공개했다. X-76이라는 명칭은 미국 건국 연도인 1776년을 의미하는 것으로 알려졌다. X-76은 V-22 오스프리 틸트로터기보다 빠른 속도로 비행할 수 있는 수직이착륙 비행체를 설계하기 위해 2023년부터 시작한 ‘고속 및 활주로 독립(SPRINT) 프로그램’에 의해 탄생했다. 2023년 11월 DARPA는 오로라 플라이트 사이언스, 벨 텍스트론, 노스롭그루먼 그리고 피아세키 에어크래프트와 옵션에 따라 1500만~2000만 달러 사이의 계약을 체결했다. 당시 SPRINT 프로그램 매니저는 속도가 주요 요구사항 중 하나라고 설명하면서 400~450노트(시속 740~833㎞)의 속도로 비행하길 원한다고 밝혔다. 참고로 V-22 오스프리의 최대 속도는 270노트(시속 500㎞)다. 그는 항공기가 공중을 맴돌며 안정적일 수 있어야 하며, 공중을 맴돌거나 전방으로 비행하는 전환기 동안 모든 추진 시스템에 효과적으로 동력을 공급하는 분산 동력 시스템을 갖추고 있어야 한다고 강조했다. DARPA는 2024년 5월에 2단계 프로그램 업체로 오로라 플라이트 사이언스와 벨 텍스트론을 선택했다. 벨 텍스트론은 수직 상승 후 프로펠러 모드에서 접이식 로터 시스템으로 변환되는 형태를 제안했다. 고속 수평 비행은 터보팬 엔진으로 움직이게 된다. 보잉 자회사인 오로라 플라이트 사이언스는 블랜디드 윙 본체 플랫폼에 통합된 저소음 팬인윙 설계를 제안했다. 이번에 공개된 X-76은 벨 텍스트론의 설계를 기반으로 한다. 현재 핵심 설계 검토(CDR)를 성공적으로 통과했고, 이후 시제기의 생산, 통합, 조립 및 지상 시험 단계로 넘어갈 예정이다. 비행 시험은 2028년 초에 시작된다. SPRINT 프로그램은 DARPA와 미 특수전 사령부(USSOCOM)의 공동 사업이다. 앞서 소개한 속도 요구조건 외에 극한 환경에서의 공중 정지 비행, 미포장 지형에서의 이착륙 가능 정도만 알려졌다. 벨 텍스트론의 X-76 설계는 정지 비행에서 수평 비행으로 전환한 후, 날개가 접히는 윙팁 프로펠러를 중심으로 이루어지며 ‘스톱·폴드 로터 시스템’이라고 부른다. 이 시스템은 기본적으로 수직 이착륙 및 정지 비행 기능을 제공하는 동시에, 로터를 접어서 항력을 줄임으로써 고속 수평 비행을 가능하게 하는 것을 목표로 한다. 수평 비행 시에는 별도의 기존 제트 추진 시스템이 추진력을 제공한다. 벨 텍스트론은 2021년부터 다양한 스톱·폴드 로터 시스템 설계를 선보여왔는데, 이번에 DARPA가 공개한 이미지는 벨 텍스트론이 2024년 공개한 이미지와 유사하다. SPRINT 프로그램은 주로 화물과 인원 수송이 가능한 설계에 초점을 맞춰 왔지만, 벨 텍스트론은 유인 및 무인 항공기를 포함하여 공격 임무용으로 구성할 수 있는 다양한 변형 모델의 렌더링 이미지를 공개했다. SPRINT 프로그램에 따라 공개된 X-76이 높은 기술적 난제에도 불구하고 새로운 개념의 고속 항공기를 만들어낼 수 있을지 관심이 집중되고 있다.

노벨상 수상자들도 한자리에… 이공계 기피 넘을 해법 찾는다 대한민국의 미래 경쟁력을 좌우할 과학·기술 인재의 육성 방안을 모색하는 ‘호반그룹과 함께하는 K-과학인재 아카데미’가 오는 26일 첫발을 내딛는다. 서울 신라호텔 다이너스티홀에서 열리는 이번 행사의 슬로건은 ‘미래를 짓고, 인재를 잇다’다. 호반그룹과 호반장학재단이 주최하고 서울신문과 전자신문이 주관한다. 학계·산업계·교육계 전문가들이 한자리에 모여 과학 인재 육성 방안을 논의하는 자리다. 호반그룹과 서울대는 로봇과 함께하는 K-과학인재 아카데미업무협약(MOU)을 체결할 예정이다. 이를 통해 예비 과학 인재들이 연구 경험을 넓힐 수 있도록 지원을 확대한다. 이번 행사는 국가적 난제로 떠오른 이공계 기피와 의대 쏠림 현상을 극복하고 정부의 과학기술 인재 육성 정책에 발맞춘 대안을 모색하기 위해 마련됐다. 2013년 노벨 생리의학상 수상자인 랜디 셰크먼 캘리포니아대 버클리 분자생물학과 교수와 2025년 노벨 화학상 수상자인 오마르 M 야기 캘리포니아대 버클리 화학과 교수 등 국내외 석학들이 기조강연 등을 통해 과학기술 인재 양성의 방향을 제시한다. 이 밖에 인공지능(AI) 로봇과 함께하는 포토존 등 풍성한 볼거리로 흥미로운 과학기술을 만날 수 있다. 국내외 과학기술계 교수, 연구자, 학생 등의 뜨거운 관심 속에 열리는 이번 행사는 오전 9시 30분에 공식 행사를 개막한다. 이어 MOU 체결식이 열리며 기조강연, 패널 토의, 콘퍼런스, 타운홀 미팅 순으로 프로그램이 진행된다. ‘미래를 만드는 연구는 무엇인가’라는 대주제로 진행되는 첫 번째 기조강연 세션에서는 셰크먼 교수가 ‘파킨슨병을 기초과학으로 해결하기’를 주제로 강연한다. 셰크먼 교수는 세포 내 단백질 수송 메커니즘을 유전학적으로 규명해 세포 단백질 운반 시스템 이해에 기여한 공로로 노벨 생리의학상을 받은 과학자다. 이어 야기 교수가 녹화 강연을 통해 ‘미래를 만드는 기초과학’을 주제로 발표한다. 야기 교수는 금속·유기 골격체(MOF)를 개발해 새로운 다공성 재료 설계에 혁신을 가져온 공로로 노벨 화학상을 수상한 연구자다. MOF는 이산화탄소 포집이 가능해 기후위기 대응에도 활용될 수 있다. 두 노벨상 수상자의 기조강연을 관통하는 공통 키워드는 ‘기초과학’이다. 지속적인 투자와 관심이 필요한 기초과학 분야의 열악한 연구 환경과 처우 문제는 과학기술 인재들이 연구 현장을 떠나는 원인 중 하나로 지목돼 왔다. 이번 아카데미를 계기로 기초과학 인재들이 연구 현장을 떠나지 않고 성장할 수 있는 환경 조성에 대한 논의가 속도를 낼 것으로 기대된다. ‘과학 인재를 통한 국가 경쟁력 강화’를 주제로 열리는 두 번째 기조강연에서는 장병탁 서울대 컴퓨터공학과 교수가 연단에 오른다. 장 교수는 AI 연구를 이끌며 차세대 과학 인재 양성과 글로벌 연구 네트워크 확장에 참여해 온 연구자다. 그는 이번 강연에서 ‘인공지능의 진화: 상징에서 몸을 가진 지능까지’를 주제로 발표한다. 이어 정연욱 성균관대 나노공학과 교수이자 양자정보연구지원센터장이 ‘양자 시대에 필요한 미래 인재의 역량’을 주제로 강연한다. 정 교수는 한국표준과학연구원(KRISS) 선임·책임연구원을 거쳐 미국 국립표준기술연구소(NIST Boulder) 객원 박사후연구원을 지낸 연구자다. 그는 현재 초전도체 기반 양자정보처리와 양자소재 연구를 수행하고 있다. 이번 행사에서 다뤄질 주요 주제들은 서울신문 ‘K사이언스랩’이 두 차례 시리즈로 연재한 ‘초격차 과학인재 1만 명 프로젝트’를 통해 조명한 연구 생태계의 구조적 한계와 제도적 과제, 과학자를 대하는 사회적 위상 문제 등과 맞닿아 있다. 행사에서 교육계 관계자들은 현장의 목소리를 전달하며 이공계 인재 양성과 연구 환경 개선을 위한 제언을 내놓는다. K-과학인재 아카데미는 이번 행사를 시작으로 지속 가능한 과학 인재 육성 플랫폼으로 자리매김할 계획이다. 앞으로 과학기술 인재로 성장하고 있는 대학·고등학교 재학생들의 도전과 꿈을 응원하는 프로그램을 연중 운영한다. ■주최 : 호반그룹·호반장학재단 ■주관 : 서울신문·전자신문 ■장소 : 서울 신라호텔 다이너스티홀

인간이 속한 호모 속(genus Homo)은 아마도 오스트랄로피테쿠스 속(genus Australopithecus)에서 진화한 것으로 여겨진다. 오스트랄로피테쿠스는 현생 인류보다 작은 뇌를 지녔으나 직립 보행을 했고, 논란이 있기는 하나 아마도 원시적인 도구를 사용할 수 있었던 것으로 보인다. 오스트랄로피테쿠스 연구에 큰 기여를 했던 화석은 1970년대에 발견된 루시(Lucy)로 골격의 약 40%가 온전히 보존돼 오스트랄로피테쿠스를 이해하는 데 많은 정보를 제공했다. 통상 고생물 화석, 특히 인류 선조의 화석은 뼈의 일부만 발견되는 경우가 많다는 점을 생각하면 루시의 발견은 과학자들에게 큰 선물이나 다를 바 없었다. 하지만 루시가 마지막 선물은 아니었다. 루시의 발견 이후 수십 년이 지난 후 과학자들은 남아프리카 공화국의 스털크폰테인(Sterkfontein) 동굴에서 골격의 약 90%가 보존된 오스트랄로피테쿠스 화석인 리틀 풋(Little Foot)을 발굴했다. 그러나 주변 암석에 완전히 매몰된 상태로 발견되어 이를 떼어내 손상 없이 분리하는 데 무려 20년에 가까운 세월이 필요했다. 오랜 세월 힘든 작업 끝에 분리된 리틀 풋은 과학자들에게 여러 가지 정보를 제공했다. 하지만 중요한 정보를 담고 있는 두개골은 이미 심하게 눌려 변형된 상태였다. 귀중한 화석을 손상시키지 않고 분석하기 위해 과학자들은 이 화석을 기반암에서 분리한 2017년 이후 여러 가지 방법을 동원해 연구를 진행했다. 10일 학계에 따르면 아멜리 보데가 이끄는 프랑스 고생물학·진화·고생태계·고영장류학 연구실(PALEVOPRIM), 프랑스 국립과학연구센터(CNRS), 푸아티에 대학교 연구팀은 강력한 3차원 스캔 기술을 이용해 리틀 풋의 두개골을 물리적으로 건드리지 않고 얼굴 부분을 가상으로 복원하는 데 성공했다. 이전에도 과학자들은 ‘X선 스캔’을 통해 귀중한 두개골을 건드리지 않고 비파괴 검사 방식으로 조사했으나 많은 한계가 있었다. 화석화 과정에서 리틀 풋의 두개골 내부는 연조직이 사라지고 퇴적물로 채워졌는데, 일반적인 X선 CT(컴퓨터단층촬영)로는 밀도가 높은 퇴적층 때문에 충분한 해상도의 이미지를 얻기 어려웠기 때문이다. 이에 연구팀은 대안으로 훨씬 강력한 ‘싱크로트론 방사선 스캐닝’을 선택했다. 싱크로트론은 전자를 가속해 매우 강력한 X선을 만들어내는 시설로, 초고해상도의 단층 이미지를 얻는 데 사용된다. 연구팀은 리틀 풋의 두개골을 영국으로 가져가 다이아몬드 라이트 소스 싱크로트론의 I12 빔라인에서 약 21㎛ 해상도로 스캔했다. 이 과정에서 9000장이 넘는 이미지와 수 테라바이트(TB)에 이르는 데이터가 생성됐다. 이를 다시 퍼즐처럼 맞춰 3차원으로 재구성하는 작업에는 엄청난 컴퓨팅 파워가 필요했기 때문에 연구팀은 케임브리지대 슈퍼컴퓨터를 이용해 복원 작업을 수행했다. 이러한 노력은 결국 과학적 성과로 이어졌다. 연구팀은 리틀 풋에 대한 몇 가지 중요한 정보를 새롭게 확인할 수 있었다. 예를 들어 리틀 풋의 안와(눈이 들어가는 위치)가 상대적으로 크다는 점을 확인했는데, 이는 이 부위가 당시 진화 과정에서 어떤 선택 압력을 받았을 가능성을 시사한다. 예를 들어 인간처럼 시각 정보에 많이 의존하는 특징을 지녔을 수 있다. 또 남아프리카에서 발견된 리틀 풋은 동아프리카에서 발견된 오스트랄로피테쿠스 친척들과 여러 해부학적 특징을 공유하고 있었다. 따라서 리틀 풋이 살았던 약 360만~370만 년 전 시기에는 두 지역의 오스트랄로피테쿠스가 아직 크게 분화되지 않았을 가능성이 있으며, 이후 남아프리카 지역에서 독자적인 진화가 진행되었을 수도 있다. 과학자들은 인류의 진화 과정에 대해 많은 정보를 알아냈지만 아직도 풀리지 않은 미스터리가 많이 남아 있다. 실제로 리틀 풋이 오스트랄로피테쿠스 진화 계통에서 정확히 어디에 위치하는지도 여전히 논쟁의 대상이다. 하지만 지금처럼 여러 가지 어려움을 극복하고 연구를 계속한다면 언젠가는 우리 인간의 족보에 대해 훨씬 더 명확하게 알 수 있게 될 것이다.

인간이 속한 호모 속(genus Homo)은 아마도 오스트랄로피테쿠스 속(genus Australopithecus)에서 진화한 것으로 여겨진다. 오스트랄로피테쿠스는 현생 인류보다 작은 뇌를 지녔으나 직립 보행을 했고, 논란이 있기는 하나 아마도 원시적인 도구를 사용할 수 있었던 것으로 보인다. 오스트랄로피테쿠스 연구에 큰 기여를 했던 화석은 1970년대에 발견된 루시(Lucy)로 골격의 약 40%가 온전히 보존돼 오스트랄로피테쿠스를 이해하는 데 많은 정보를 제공했다. 통상 고생물 화석, 특히 인류 선조의 화석은 뼈의 일부만 발견되는 경우가 많다는 점을 생각하면 루시의 발견은 과학자들에게 큰 선물이나 다를 바 없었다. 하지만 루시가 마지막 선물은 아니었다. 루시의 발견 이후 수십 년이 지난 후 과학자들은 남아프리카 공화국의 스털크폰테인(Sterkfontein) 동굴에서 골격의 약 90%가 보존된 오스트랄로피테쿠스 화석인 리틀 풋(Little Foot)을 발굴했다. 그러나 주변 암석에 완전히 매몰된 상태로 발견되어 이를 떼어내 손상 없이 분리하는 데 무려 20년에 가까운 세월이 필요했다. 오랜 세월 힘든 작업 끝에 분리된 리틀 풋은 과학자들에게 여러 가지 정보를 제공했다. 하지만 중요한 정보를 담고 있는 두개골은 이미 심하게 눌려 변형된 상태였다. 귀중한 화석을 손상시키지 않고 분석하기 위해 과학자들은 이 화석을 기반암에서 분리한 2017년 이후 여러 가지 방법을 동원해 연구를 진행했다. 10일 학계에 따르면 아멜리 보데가 이끄는 프랑스 고생물학·진화·고생태계·고영장류학 연구실(PALEVOPRIM), 프랑스 국립과학연구센터(CNRS), 푸아티에 대학교 연구팀은 강력한 3차원 스캔 기술을 이용해 리틀 풋의 두개골을 물리적으로 건드리지 않고 얼굴 부분을 가상으로 복원하는 데 성공했다. 이전에도 과학자들은 ‘X선 스캔’을 통해 귀중한 두개골을 건드리지 않고 비파괴 검사 방식으로 조사했으나 많은 한계가 있었다. 화석화 과정에서 리틀 풋의 두개골 내부는 연조직이 사라지고 퇴적물로 채워졌는데, 일반적인 X선 CT(컴퓨터단층촬영)로는 밀도가 높은 퇴적층 때문에 충분한 해상도의 이미지를 얻기 어려웠기 때문이다. 이에 연구팀은 대안으로 훨씬 강력한 ‘싱크로트론 방사선 스캐닝’을 선택했다. 싱크로트론은 전자를 가속해 매우 강력한 X선을 만들어내는 시설로, 초고해상도의 단층 이미지를 얻는 데 사용된다. 연구팀은 리틀 풋의 두개골을 영국으로 가져가 다이아몬드 라이트 소스 싱크로트론의 I12 빔라인에서 약 21㎛ 해상도로 스캔했다. 이 과정에서 9000장이 넘는 이미지와 수 테라바이트(TB)에 이르는 데이터가 생성됐다. 이를 다시 퍼즐처럼 맞춰 3차원으로 재구성하는 작업에는 엄청난 컴퓨팅 파워가 필요했기 때문에 연구팀은 케임브리지대 슈퍼컴퓨터를 이용해 복원 작업을 수행했다. 이러한 노력은 결국 과학적 성과로 이어졌다. 연구팀은 리틀 풋에 대한 몇 가지 중요한 정보를 새롭게 확인할 수 있었다. 예를 들어 리틀 풋의 안와(눈이 들어가는 위치)가 상대적으로 크다는 점을 확인했는데, 이는 이 부위가 당시 진화 과정에서 어떤 선택 압력을 받았을 가능성을 시사한다. 예를 들어 인간처럼 시각 정보에 많이 의존하는 특징을 지녔을 수 있다. 또 남아프리카에서 발견된 리틀 풋은 동아프리카에서 발견된 오스트랄로피테쿠스 친척들과 여러 해부학적 특징을 공유하고 있었다. 따라서 리틀 풋이 살았던 약 360만~370만 년 전 시기에는 두 지역의 오스트랄로피테쿠스가 아직 크게 분화되지 않았을 가능성이 있으며, 이후 남아프리카 지역에서 독자적인 진화가 진행되었을 수도 있다. 과학자들은 인류의 진화 과정에 대해 많은 정보를 알아냈지만 아직도 풀리지 않은 미스터리가 많이 남아 있다. 실제로 리틀 풋이 오스트랄로피테쿠스 진화 계통에서 정확히 어디에 위치하는지도 여전히 논쟁의 대상이다. 하지만 지금처럼 여러 가지 어려움을 극복하고 연구를 계속한다면 언젠가는 우리 인간의 족보에 대해 훨씬 더 명확하게 알 수 있게 될 것이다.

‘우수 과학고’ 올해까지 229곳 지정연간 최대 1억 1200만원까지 지원연구 경험을 고교 교육으로 제도화가설·실험·발표까지 전 과정 수행 “누구도 모르는 연구 대상에 내가 처음 접근한다는 경험 자체가 큰 즐거움이었습니다.” 히구치 신노스케(34) 고베대 부속 중등교육학교 교사는 지난 2일 화상 통화에서 슈퍼사이언스하이스쿨(SSH) 지정 학교였던 효고현립 고베고 재학 때를 떠올리며 이렇게 말했다. 고등학교 실험실에서 6개월간 진행한 송사리 연구가 과학자로 진로를 정한 계기였다는 것이다. 당시 주제는 DNA 분석을 통한 송사리의 유전적 다양성 조사였다. 하천에서 채집한 개체에서 유전자를 추출해 잘게 자른 뒤 전기를 흘려 크기별로 분리하고 그 패턴을 비교했다. 서식지에 따라 유전자 배열이 조금씩 달라 분리된 줄무늬 모양이 달라지는데 이를 통해 특정 하천에 어떤 유전적 배경의 개체군이 존재하는지 분석했다. 그는 “가설을 세우고 틀리고 다시 고치는 과정을 거치며 처음으로 연구자의 사고방식을 배웠다”고 밝혔다. 이후 그는 고베대에서 이학박사를 취득하고 히로시마대 대학원 의치약보건학연구과 조교수를 지냈다. 지금은 SSH 지정학교에서 학생을 지도한다. 히구치 교사의 길은 일본 정부가 SSH를 통해 구축하고자 했던 ‘연구자 양성 경로’를 그대로 보여준다. SSH는 연구 경험을 제도화한 일본의 연구자 양성 국가 프로그램이다. 문부과학성에 따르면 2002년 26개교로 시작해 올해 229개교로 확대됐다. 전국 모든 광역자치단체에 최소 1개 이상 있다. 도입 배경은 역설적이었다. 일본 학생들은 국제학업성취도평가(PISA)와 국제수학·과학성취도추이조사(TIMSS)에서 꾸준히 상위권을 기록했지만 연구자로 이어지는 비율은 낮았다. 과학 흥미도와 이공계 진학률, 박사 배출 규모 모두 주요 선진국보다 낮았다. ‘성적 우수 학생은 많지만 연구 인재는 부족하다’는 평가가 반복됐다. 일본 정부는 ‘지식 교육’만으로는 연구자가 나오지 않는다고 판단했다. 이에 육성 방향을 시험 대비 교육에서 연구 수행 경험으로 옮겼다. SSH는 4단계 유형(개발·실천·선도개혁·인정형)으로 학교를 지정하며, 학교는 실적과 요건을 갖춰 재지정 심사를 받고 더 높은 역할의 유형에 도전할 수 있다. ‘개발형’은 새로운 수업 모델을 설계하는 단계이고, ‘실천형’은 현장 적용 단계다. 효과가 검증되면 전국 학교가 참고하는 ‘선도개혁형’으로 확대되고 성과 확산을 위한 ‘인정형’ 단계가 있다. 이런 유형별 인정 제도는 연구 수업 방식을 표준화하기 위한 것이다. SSH 지정 학교는 대학·기업·연구기관 공동 연구, 현장 조사, 해외 교류, 실험 장비 구축 등에 연간 600만~1200만 엔(약 5600만~1억 1200만원)을 지원받는다. 평가를 통과하면 최대 3000만 엔(약 2억 8000만원)까지 지원금이 늘어난다. 선도개혁형의 경우 최대 연 6000만 엔(약 5억 6000만원)까지 지원이 확대된다. 지정 학교에서는 모든 재학생이 연구 주제를 설정하고 실험 설계·분석·발표까지 전 과정을 수행한다. 대학·연구기관 공동 연구, 해외 협력 프로젝트, 대학 학점 선이수도 가능하다. 실험 시간은 1주에 2시간(1과목) 정도지만 학생들이 자발적으로 실험을 하거나 방학을 이용해 집중 연구에 나선다. 실험 주제는 독창적인 것을 권장한다. 히구치 교사는 지도하는 학생 중에 ‘상처를 핥으면 빨리 낫는다’는 속설을 타액의 세균 억제 효과로 검증한 학생이 있다며 “고등학교 때 연구 과정을 경험하면 대학에 진학한 뒤 학습의 깊이가 달라진다”고 강조했다. 국제과학올림피아드 일본 대표 선발 예선 참가자 중 약 3분의 1, 세계 최대 규모 고등학생 연구대회인 ISEF의 일본 대표 중 절반 가량이 SSH 출신이다. 2023년 기준 SSH 학생의 이공계 진학률은 26.43%로 전국 평균(17.56%)보다 크게 높다. 또 기업과 학회 등이 SSH 지정 학교를 지원한다. 다만, 대학 입시가 시작되는 고3 때는 연구 활동이 위축되는 것은 우리나라와 비슷하다. 이에 일본 정부는 연구 경험을 평가에 반영하는 특별전형 확대와 고교·대학 연계 선발 제도를 추진하고 있다.

“과학기술 경쟁력의 핵심은 연구비나 시설이 아닌 ‘사람’입니다.” 일본 문부과학성 관계자는 8일 일본 과학기술 정책의 목표를 이렇게 요약했다. 과학·기술 경쟁력 육성을 위한 적확한 질문은 ‘얼마를 투자할 것이냐’가 아니라 ‘지속적인 인재 공급은 어떻게 가능하냐’는 것이다. 일본이 인재를 ‘선발’ 대신 ‘육성’하겠다는 목표 아래, 연구자 중심 경로와 현장 기술자 경로 등 ‘과학·기술 인재 이중 파이프라인’을 구축한 이유다. 일본 과학·기술 교육의 중심은 산업 현장을 떠받칠 기술 인력이다. 일본은 1962년 고등전문학교(고센)를 도입해 고교 단계부터 실습 중심 교육을 별도 트랙으로 분리했다. 대학 진학 이전에 현장형 엔지니어를 양성하는 구조다. 여기에 연구형 인재 트랙을 병렬로 구성했다. 2002년 도입된 슈퍼사이언스하이스쿨(SSH)은 고교 단계에서 연구 프로젝트 수행과 대학·연구기관 연계를 제도화한 프로그램이다. 학생은 주제를 정해 실험·분석·발표 등을 수행하고 대학 학점 선이수, 국제 공동 연구 등을 경험한다. 국제 과학올림피아드 대표의 상당수는 여기서 나온다. 일본 정부 관계자는 “재능을 선발하는 것이 아니라 진로 전체를 하나의 경로로 연결해 인력을 공급한다”고 밝혔다.

■재정경제부 ◇실장급 △기획조정실장 김후진△국고실장 황순관△국가바이오혁신위원회 지원단장 김구년 ■한국경제신문 △전무이사 주필·논설위원실장 현승윤 △상무이사 경영지원실장 이건호 △〃 아르떼사업본부장 김홍열 △상무보 미디어마케팅국장 전우형 △기획조정실장 겸 준법경영지원실장 안재석 △기획조정실 기획부장 박동휘 △논설위원실 논설위원 양준영 김동욱 이정호 안정락 △독자서비스국장 김양진 △아르떼사업본부 문화전시사업국장 박해영 △경제교육연구소장 유병연 △상임고문(윤리경영위원장) 정규재 ◇편집국 △부국장 이상열 조재길 △정치부장 조진형 △금융부장 정인설 △사회부장 임도원 △국제부장 노경목 △산업부장 장창민 △중소기업부장 좌동욱 △테크＆사이언스부장 김재후 △바이오헬스부장 이태호 △증권부장 김동윤 △마켓인사이트부장 송형석 △문화부장 박종서 △오피니언부장 이호기 ■한국경제TV △대표 정종태(내정) △콘텐츠본부장 김형호 ■한경닷컴 △대표 박수진(내정) △상무 송종현 △뉴스국장 오상헌 ■한경매거진앤북 △대표 서정환(내정) ■한경글로벌뉴스네트워크 △대표 주용석(내정) ■한경디지털랩 △대표 이명림 ■TV조선 ◇보도본부 △팩트체크장 강상구△선거기획단장 안석호△사회정책부장 배태호△전국부장 정동권△국제부장 이일주△문화스포츠부장 김명우△편집1부장 구본승△편집2부장 최규민△디지털뉴스부장 윤슬기△콘텐츠사업국 제작부장 김관

인간이 ‘보석’에 관심을 갖는 이유는 무엇일까요. 스페인 도노스티아 국제 물리연구센터, 안달루시아 지구과학 연구소, 카디스대 신경과학과, 마드리드 카를로스 3세 연구소, 카디스 생물의학 연구혁신 연구소, 브라질 상파울루대 공동 연구팀은 침팬지가 별다른 용도는 없지만 반짝이는 수정에 보이는 애착 행동을 보인다고 밝혔습니다. 이를 통해 인류의 보석 사랑을 이해할 수 있다고 연구팀은 설명했습니다. 이 연구 결과를 심리학 분야 국제 학술지 ‘최신 심리학’ 3월 4일 자에 실렸습니다. 인류는 약 600~700만년 전 침팬지와 갈라졌기 때문에 유전적, 행동적으로 상당히 유사합니다. 연구팀은 보석에 대한 매혹도 그중 하나인지 알아보기 위해 침팬지로 실험했습니다. 연구팀은 첫 번째 실험에서 커다란 수정, 비슷한 크기와 모양의 일반 돌을 탁자 위에 올려놓고 침팬지 행동을 관찰했습니다. 처음에는 두 개 모두에 관심을 보였지만, 시간이 지나면서 침팬지들은 수정에만 관심을 가졌습니다. 연구팀에 따르면 수정에 관한 관심은 노출 초기에 가장 강했고, 시간이 지나면서 서서히 감소했습니다. 이는 사람이 새로운 물건을 가졌을 때 행태와 유사합니다. 두 번째 실험은 둥근 자갈 20개 사이에 비슷한 크기의 수정 구슬을 섞어 넣고 침팬지들의 행동을 관찰하는 것이었습니다. 침팬지들은 수정을 불과 몇 초 만에 찾아냈고, 수정처럼 반짝이는 물건과 섞어도 빠르게 골라냈습니다. 재미있는 점은 인간 보석상이 보석을 감정할 때처럼 수정 구슬을 눈높이까지 들어 햇빛에 비춰보는 모습을 보였다는 점입니다. 연구팀에 따르면 수정의 투명도와 기하학적 형태가 침팬지들을 유혹하는 핵심 속성이었습니다. 인류의 조상들 역시 이런 특성에 끌렸을 가능성이 높다고 합니다. 후안 마누엘 가르시아 루이즈 스페인 도노스티아 국제 물리연구센터 교수는 “직선과 평면을 가진 물체는 드물었는데, 수정은 다면체 구조를 가진 유일한 천연 고체 물질”이라며 “초기 인류가 익숙한 것과는 전혀 다른 이런 패턴에 자연스럽게 이끌렸을 수 있다”고 설명했습니다.

최근 강력한 비만약이 등장하면서 다이어트가 한결 쉬워졌다. 하지만 약을 끊으면 더 심한 요요 현상이 일어나는 데다 약 자체도 각종 부작용이 있어 장기 복용이 부담스러운 게 사실이다. 결국 장기적으로 안전하고 건강하게 정상 체중을 유지하기 위해서는 건강한 식단과 규칙적인 운동이 필수적이다. 하지만 세상엔 먹는 걸 줄이는 걸 싫어하는 사람도 있고 반대로 운동을 싫어하는 사람도 있게 마련이다. 극단적 저열량 식단이나 금식을 통해 단기간에 상당한 체중을 줄일 수 있다는 것은 잘 알려져 있지만, 열량 섭취 감소 없이 운동을 통해서 얼마나 많은 체중을 줄일 수 있는지는 잘 알려져 있지 않다. 사실 과학자들은 운동의 다이어트 효과에 대해 많은 연구를 진행했다. 듀크 대학의 헤르만 폰처와 에릭 트렉슬러는 이런 선행 연구들을 분석해 운동이 인체의 에너지 소비에 미치는 영향을 분석했다. 운동을 하면 분명 추가로 에너지가 소모된다. 따라서 과거에는 평소 사용하는 열량은 그대로이고 운동으로 추가로 더 열량을 소모한다는 가산 모델(additive model)이 에너지 소비량을 추정하는 기본 패러다임이었다. 하지만 많은 연구를 통해 과학자들은 제한 모델(Constrained Model)이라는 새로운 모델을 발견했다. 우리 몸이 소비하는 에너지양에는 어느 정도 한계가 있다. 따라서 운동을 통해 더 많은 칼로리를 소모하면, 신체는 총 에너지 소비량을 평소 한도 내로 유지하기 위해 세포 복구와 같은 내부 활동을 줄인다. 즉, 운동으로 소모했다고 생각했던 추가 칼로리가 부분적으로 상쇄되어 에너지 균형을 맞추려고 한다는 것이다. 연구팀은 1,754명의 참가자를 대상으로 한 연구와 여러 동물 연구를 분석해 연구 대상자들이 소모할 것으로 예상되는 에너지와 실제로 소모한 에너지를 비교하여 신체가 얼마나 보상 작용을 하는지 계산했다. 그 결과 전통적인 가산 모델은 운동으로 인한 일일 총 에너지 소비량 증가를 과대평가하는 경향이 있었다. 물론 운동을 통해 추가 에너지 소모가 일어나긴 하지만, 사람과 동물 다른 생리 과정이나 활동에 소모되는 에너지를 줄임으로써 이를 보상하는 기전이 있기 때문에 실제로 소모하는 에너지는 28% 정도 적었다. 여기에 운동을 통해 더 많은 에너지를 소모할 경우 식욕 역시 더 늘어나 오히려 평소보다 더 많은 열량을 섭취할 위험성도 존재한다. 따라서 식단을 통해 열량을 조절하는 과정이 필요하다. 하지만 이 연구는 건강한 다이어트에서 운동이 중요하지 않다고 말하는 것은 아니다. 결국 운동 에너지의 72%는 추가로 소모되기 때문에 더 먹지만 않는다면 체중은 줄어들 수밖에 없다. 또 금식이나 극단적 저열량식으로 체중을 감량할 경우 지방은 물론 근육도 크게 감소해 전신 상태가 나빠질 수 있는데, 적당한 열량 제한과 규칙적 운동은 근육은 유지하거나 늘리고 지방은 줄여 같은 수준으로 체중을 감량해도 훨씬 건강한 몸을 얻을 수 있다. 마지막으로 이 연구에서 다루진 않았지만, 저열량 식단으로 열량 섭취를 줄일 경우 우리 몸이 에너지 균형을 맞추기 위해 다양한 방법으로 열량 소비를 줄이는 현상이 일어난다. 이때 운동을 통해 강제로 열량 소비를 늘리면 다이어트에서 더 이상 체중이 줄지 않는 병목 현상이나 요요 현상을 최대한 줄일 수 있다. 규칙적 운동과 건강한 식단은 다이어트뿐 아니라 건강한 삶을 위한 두 기둥이라고 할 수 있다. 쉽게 감량할 수 없는 비만인 경우 약물이나 다른 치료법도 적절히 사용할 순 있겠지만, 일생 동안 건강하고 균형 잡힌 몸을 유지하기 위해서는 이 두 가지를 잊지 말아야 할 것이다.

서울신문 ‘K사이언스랩’은 지난 1월 1일부터 5회에 걸쳐 ‘초격차 과학인재 1만명을 기르자’는 대주제로 우리나라 과학인재 육성의 문제점을 찾고 대안을 제시했다. 이어 두 번째 시리즈에서는 5회에 걸쳐 미국 동부와 서부, 일본, 싱가포르의 과학 현장을 찾고 한국 과학인재 육성 시스템에 적용할 시사점을 찾는다. 세계 최고의 과학 클러스터인 미국 ‘캘리포니아 테크 코리도어’(샌프란시스코·실리콘밸리·로스앤젤레스)가 전 세계 과학·기술자를 끌어들이고 인재로 키워 내는 비법을 찾는 것이 시작이다. “정부·학교·기업·재단 모두 장학금이나 연구자금을 주면서 ‘당장은 성과가 안 나와도 원하는 걸 우직하게 해 달라’고 합니다. 미국 과학자들이 다양한 도전을 하는 용기의 원천이죠.” 호반장학생 9기 출신으로 미국 캘리포니아대(UC)어바인 재료공학 분야 박사 과정 5년 차인 김기민(33)씨는 지난달 19일(현지시간) 이곳에 과학·기술인재가 몰리는 이유를 이렇게 설명했다. 우리나라가 유행하는 연구 분야에서 단기 성과를 내려 ‘토끼’처럼 뛴다면, 미국은 자신만의 관심사를 스스로의 속도로 연구토록 하는 ‘거북이’ 전략을 쓴다. 특히 실패를 경험의 축적으로 여기며 훌륭한 자산으로 취급한다. 지난해까지 643명의 화학·물리학·생리의학 분야 노벨상 수상자 중 절반이 넘는 329명이 미국 출신이란 것도 이런 연구 문화의 결과물이라고 현지 과학·기술자들은 전했다. 미국의 과학·기술 인재 파이프라인은 국가, 인종, 학벌, 재정 형편을 가리지 않는다. 재교육과 재도전은 모두의 권리다. 2년제 공립대학 ‘커뮤니티칼리지’ 등 지역에 산재한 교육기관은 명문대나 최첨단 연구소로 향하는 ‘중간 사다리’다. 미국에서 UC 편입률 1위인 샌타모니카칼리지의 제이슨 비어즐리 부총장은 “커뮤니티칼리지는 아직 앞길이 창창한 학생들에게 멈춤이나 실패가 끝이 아니라는 것, 아직 얼마든지 재도전이 가능하다는 것을 느끼게 해 주는 안전망”이라고 말했다.

인간의 코는 면역 시스템의 중요한 관문이다. 코털은 공기 중 먼지와 그 먼지에 붙어 있는 세균과 바이러스의 진입을 막는 1차 방어막이고 코 점막과 콧물은 이를 통과한 먼지와 외부 침입자들에 달라붙어 외부로 배출하는 역할을 담당한다. 하지만 우리를 아프게 하는 세균과 바이러스 역시 어떻게든 이 장애물을 극복하고 기어이 인체로 침입한다. 다행히 이런 경우에도 인간의 면역 시스템은 외부의 침입자들을 대부분 몰아낼 수 있다. 또 백신 접종을 통해 호흡기 감염병에 대한 면역을 키우고 중증 감염 및 사망 위험도를 낮출 수 있다. 하지만 여전히 매년 많은 사람이 인플루엔자와 폐렴 감염으로 사망하는 것이 현실이다. 그리고 코로나19처럼 신종 전염병이 유행할 경우 대부분 면역이 없어 초반에는 상당한 피해가 불가피하다. 따라서 과학자들은 백신을 대신할 새로운 치료법을 연구하고 있다. 그 가운데 하나가 바로 코에 뿌리는 스프레이형 비강 항체다. 사실 코에 뿌리는 독감 백신은 이미 나와 있다. 인플루엔자 바이러스의 침투 경로가 주로 호흡기 점막이라는 점에 착안해 코에 항원을 뿌려 면역 시스템이 첫 단계부터 효과적으로 바이러스를 인식하고 막아내게 하는 것이 핵심이다. 하지만 사실 인플루엔자 감염에 취약한 기저 질환자나 노인의 경우 항체 형성이 잘 안 되는 경우도 존재한다. 면역 기능이 떨어져 있다 보니 백신을 맞아도 항체가 잘 형성되지 않는 것이다. 네덜란드 레이덴 연구소의 과학자들과 협력 연구팀은 제약 회사 존슨앤드존슨이 개발한 CR9114라는 항체를 이용한 비강 스프레이 예방 약물의 임상 실험을 진행했다. 특정 독감 바이러스 균주만 인식할 수 있는 기존 백신과 달리, CR9114는 거의 모든 유형의 A형 및 B형 독감 바이러스를 인식하고 차단하는 범용 항체다. 바이러스 일부나 혹은 죽은 바이러스를 주입해 면역 시스템이 직접 항체를 만들게 하는 백신과 달리 항체를 투여하는 경우 항체를 유지하기 위해 자주 주입해야 한다는 단점이 있다. 하지만 독감 백신이 접종 후 면역이 생기는 데 보통 한 달 정도 시간이 필요한 것과 달리 항체는 뿌리는 즉시 면역을 획득할 수 있고 면역 시스템이 항체를 만들지 못하는 면역 저하자에게도 효과적인 면역을 제공할 수 있다. 연구팀은 쥐와 마카크 원숭이를 대상으로 한 전임상 동물 실험에서 해당 스프레이가 감염으로부터 동물을 보호할 수 있고 안전하다는 것을 입증한 후, 사람을 대상으로 한 1상 임상 시험을 진행했다. 약물의 안전성을 검증하기 위한 1상 임상에는 18~55세 143명이 참가했다. 1상 연구에서는 하루 1~2회, 2주에 걸쳐 항체 스프레이를 코에 뿌려 항체가 얼마나 오래 지속되는지, 그리고 특별한 부작용은 없는지 검증했다. 연구 결과 항체의 반감기는 3시간 정도로 하루 두 번 뿌리는 것이 최적으로 나타났다. 비강 스프레이는 투여 즉시 높은 항체 수준을 나타내 주사제로 주는 것보다 4600배나 높은 농도로 코에 항체를 유지했다. 연구팀은 이 결과를 토대로 2상, 3상 임상 시험을 준비하고 있다. 앞으로 여기서 긍정적인 결론이 나온다면 백신의 효과가 떨어지는 면역 저하자나 고위험군에서 심각한 독감 유행 시 지금보다 즉각적이고 효과적인 예방 방법이 등장할 것으로 기대된다.

새로 산 신발을 신고 복도를 걷는데 아기 신발처럼 삑삑거리는 소리가 나서 당황스러웠던 경험이 있을 것이다. 농구장처럼 매끄러운 바닥에서 운동화가 미끄러지면서 내는 날카로운 소리 때문에 신경이 거슬릴 때도 있다. ●밑창 표면의 마찰로 폭발적 파동 미국 하버드대 응용과학·공학부, 영국 노팅엄대 공학부, 프랑스 르망대 음향학 연구실, 이스라엘 히브리대 물리학 연구소 공동 연구팀은 운동화가 내는 소리는 부드러운 소재가 표면과의 마찰로 순간적으로 미세 변형돼 물결파를 만들면서 발생한다는 사실을 밝혀내고 이런 효과를 조절하는 방법도 찾았다. 재료 간 마찰력을 제어하는 데 도움을 줄 것으로 기대되는 이번 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 2월 26일 자에 실렸다. 합성 소재부터 지질학적 단층에 이르기까지 다양한 시스템에서 마찰 현상은 발생한다. 부드러운 소재가 단단한 표면 위를 미끄러질 때 삑삑대거나 ‘끼익’하는 날카로운 소리가 생긴다는 것은 이미 알려진 사실이다. 표면 간 상호작용과 마찰을 조사한 기존 연구들은 두 물질이 붙었다 떨어졌다 하는 ‘스틱-슬립’ 현상에서 진동이 생성되기 때문에 소음이 발생한다고 봤지만, 이는 저속 이동 상황만 살펴봤을 때 나온 결론이라는 한계가 있다. ●신발 단단할수록 거슬리는 소리 이에 연구팀은 빠른 속도에서 소음이 발생하는 표면 간 상호작용을 밝혀내기 위해, 농구화가 매끄러운 유리판에 부딪히고 미끄러지면서 소리를 내는 장면을 초고속 촬영해 분석했다. 그 결과, 운동화 고무 밑창 변형이 표면을 가로질러 폭발적 파동 형태로 퍼져나가는 모습이 확인됐다. 이때 발생하는 소음의 높낮이(피치)는 파동이 발생하는 빈도와 일치하고, 신발 밑창의 단단함(강성)과 두께에 의해 결정된다는 것을 밝혀냈다. ●지진·타이어 마찰 등 제어에 도움 연구팀은 추가 실험에서 부드러운 표면이 매끄러운 밑창과 마찰을 일으킬 경우는 파동이 불규칙하게 발생해 뚜렷한 소리가 나지 않지만, 운동화 바닥 패턴처럼 요철이 있는 표면은 일정한 파동 주기를 생성해 높은음의 거슬리는 소리를 낸다는 것도 확인했다. 연구를 이끈 카티아 베르톨디 하버드대 교수(응용물리학)는 “이번 연구는 미끄러짐과 마찰의 본질에 대해 이해할 수 있게 도와준다”며 “농구화 제작뿐만 아니라 지진 연구, 타이어나 기계 부품의 마찰, 스마트 기기 표면 질감 제어를 통한 햅틱 기술에도 응용할 수 있을 것”이라고 말했다.

광주·서부·동부·남부 4대 권역 재편132㎢ 규모 첨단산업 신도시 조성450조 투자 유치·80만명 유입 목표도지사 단장으로 특별 전담반 가동첨단산업 유치에 ‘전력 확보’ 필수 변전소 건설 등 국가계획에 반영 통계청이 발표한 수도권 인구 이동 자료에 따르면 2004년부터 2024년까지 20년 동안 광주·전남 청년 22만명이 수도권으로 떠났다. 지역에 양질의 일자리가 부족하기 때문이다. 광주·전남 행정통합을 앞둔 전남도는 이에 대한 해법으로 인공지능(AI)과 에너지를 중심으로 한 첨단산업 전환과 광주·전남을 4개 권역으로 나눠 개발하는 ‘Y4-노믹스’ 비전을 제시했다. 도는 이를 통해 최대 450조원 규모의 투자를 유치하겠다는 목표도 밝혔다. 전남광주통합특별시 Y4-노믹스 비전은 광주·전남을 기존 광주권, 서부권, 동부권 3축 권역에 새로 남부권을 추가한 4대 권역으로 재편해 각 권역에 세계적인 특화 산업단지를 조성하는 것을 청사진으로 한다. 4대 권역에 132㎢ 규모의 첨단산업 신도시 조성과 핵심 기업 이전을 실현해 450조원 투자 유치와 더불어 인구 80만명 유입 등 ‘400만 통합특별시’를 이룬다는 구상이다. 특히 도는 4대 권역 산업 대부흥 실현을 위해 도지사를 단장으로 ‘400만 특별시 기업유치 특별 전담반’ 가동에 나선다. 김영록 전남지사는 “이번 광주·전남 행정통합의 핵심은 바로 경제”라며 “산업을 일으켜 기업이 투자하고 일자리가 늘어나고 청년이 돌아오고 인구가 증가하는 ‘400만 통합특별시’ 시대를 열겠다”고 강조했다. ●광주권 ‘AI·반도체·모빌리티·바이오’ 먼저 광주권에는 산업 용지 1653만㎡와 배후도시 1653만㎡ 등 총 3306만㎡부지에 AI·반도체·미래모빌리티·바이오 중심의 글로벌 메가 클러스터를 조성한다. 국내 최초 자율주행 실증도시이며 AI 집적단지가 있는 광주권에는 727만㎡의 미래차 산업벨트 구축과 국가 신경망처리장치(NPU) 전용 컴퓨팅센터, AX(AI 전환) 실증밸리, AI 모빌리티 기반 실증형 신도시를 선보인다. 광주 민간·군 공항 이전 부지에는 반도체 클러스터 헤드인 ‘첨단 융복합산업 콤플렉스’와 컨벤션·호텔 관광시설을 갖춘 첨단 신도시를 만든다. 광주·장성 첨단 산단에는 첨단 패키징 클러스터를 조성해 앵커 기업과 지역 소부장 기업을 연계하는 반도체 공급망을 구축, 설계와 후공정을 아우르는 기술 생태계를 완성할 예정이다. 광주와 화순을 연계한 호남권 첨단 바이오헬스 복합단지는 시제품 제작, 임상시험, 인허가, 사업화를 종합 지원하는 초광역 의료산업 거점을 구축한다. ●서부권 ‘에너지·해양·첨단 반도체’ 서부권에는 산업 용지 1322만㎡와 배후도시 2446만㎡ 등 총 3768만㎡ 부지에 에너지·해양엔지니어링·첨단 반도체 중심의 동북아 에너지·해양 허브를 구축한다. 햇빛과 바람이 풍부한 서부권은 해상풍력과 태양광 등 재생에너지를 기반으로 값싼 전기를 공급하는 RE100 산단을 조성할 계획이다. 992만㎡ 규모의 솔라시도에 국가AI컴퓨팅센터와 글로벌 AI데이터센터는 물론 전력 다소비 기업인 오픈AI, 구글, 아마존 등 세계적 빅테크 기업과 고부가 반도체 팹도 유치한다. 국내 최고 해상풍력 앵커 기업 유치와 기자재 클러스터를 조성해 해상풍력 전주기 공급망을 완성한다. 무안국제공항 일대에는 글로벌 항공 특화 유지보수·수리·운영(MRO) 산업을 키우고 반도체 항공 물류의 관문으로 육성한다. ●동부권 ‘이차전지·반도체·로봇·항공우주’ 동부권에는 산업 용지 1752만㎡와 배후도시 1785만㎡ 등 총 3537만㎡ 부지에 이차전지·반도체·로봇·항공우주 중심의 스마트 혁신제조 수도를 조성한다. 특히 로봇의 두뇌인 반도체 팹과 피지컬 AI, 로봇생산 공장을 유치해 동부권을 세계 최고의 첨단 소재·부품 공급망이자 스마트 제조의 전진기지로 구축하는 구상이다. RE100 미래 첨단 국가산단 후보지도 애초 397만㎡에서 661만㎡ 규모로 늘려 ‘미래첨단산업 복합콤플렉스’를 조성하고 이차전지와 반도체 핵심 거점으로 육성할 방침이다. 주력 산업인 석유화학산업은 반도체 특수원료(스페셜티 케미칼) 생산 등 고부가 산업으로, 철강산업은 수소환원제철로 전환해 저탄소 고부가가치 산업 구조로 탈바꿈할 계획이다. 고흥에는 최첨단 발사장을 갖춘 제2우주센터 유치와 우주발사체 사이언스 콤플렉스를 구축하고 우주산업과 연계한 K우주·방산 클러스터를 집중적으로 육성한다. ●남부권 ‘K푸드·그린바이오’ 남부권에는 산업 용지 992만㎡와 배후도시 1620만㎡ 등 총 2612만㎡ 부지에 K푸드·그린바이오 핵심 거점을 구축한다. 넓은 농경지와 청정해역이 있는 남부권은 농수산–가공–유통을 연결하는 융합 산업벨트를 구축하고 저온유통 체계와 스마트 물류, 수출 인프라를 확충해 글로벌 수출 허브를 조성한다. 대규모 태양광 등 재생에너지 기반 RE100 식품산업 모델을 조성해 친환경·저탄소 식품 생산 체계를 구축하고 농수산식품 수출 전문기업을 유치, 육성해 식품산업의 핵심 거점으로 만들 방침이다. 이와 함께 지역 대표 농수산물인 김, 전복, 말차 등의 가공·유통 인프라를 확충하고 지역 특산품을 바탕으로 고부가가치 식품산업과 전통 식품을 산업화하는 등 푸드테크 클러스터를 조성할 계획이다. ●전력 요금 경쟁력 강화 전남도는 또 4개 권역 개발을 위해 산업 유치 경쟁력의 관건인 전력 경쟁력 강화에도 나선다. 특히 재생에너지 공급능력이 첨단 기업 유치의 핵심 조건인 만큼 재생에너지 공급 시기와 입지, 물량, 방식 등의 계획을 구체적으로 수립하고 첨단 기업 입주에 필요한 변전소 등 전력 인프라를 국가계획에 반영할 예정이다. 또 ‘전남광주통합특별시 설치를 위한 특별법안’에 에너지 자립도시 조성과 분산에너지 활성화 전력망 구축 지원 특례, 재생에너지 계통포화 해소에 대한 국가 지원 특례 등을 반영할 예정이다.

미국 우주군(USSF)의 극비 무인우주선 X-37B가 연상되는 중국의 ‘셴롱’(神龍)이 모종의 임무를 갖고 우주로 나갔다. 24일(현지시간) 미국 우주 전문 매체 스페이스닷컴은 셴롱이 최근 발사돼 네 번째 임무에 나섰다고 보도했다. 셴롱은 지난 6일 중국 북서부 고비사막의 주취안 위성발사센터에서 창정(長征)-2F 로켓에 실려 발사됐으며 현재 지구 궤도를 돌고 있다. 이번 임무에 대해서도 중국 당국은 “미래에 우주를 평화적으로 이용하기 위한 더욱 편리하고 저렴한 기술 시험”이라는 애매모호한 입장만 내놨다. 앞서 셴롱은 2020년 9월, 2023년 5월, 2024년 9월 모두 세 차례 발사돼 각각 2일, 276일, 266일 동안 궤도에 머물다 내려왔다. 흥미로운 점은 셴롱이 미국의 무인우주선 X-37B의 사례를 그대로 빼닮았다는 사실이다. 보잉이 제작한 X-37B는 지금까지 모두 8차례 발사돼 지구 밖으로 나갔다. 처음 발사된 것은 2010년 4월이며 각각 224일, 468일, 674일, 718일, 780일, 908일 동안 지구 궤도에 머물다 귀환했다. 그러나 7번째 임무는 434일 만에 끝났으며 지난해 8월 다시 발사돼 언제 귀환할지는 비밀이다. 이처럼 모두 8차례나 우주에 올랐으나 X-37B의 정확한 임무와 목적은 오리무중이다. 다만 USSF는 과학적이고 실험적인 용도라고 밝히고 있는데 중국 당국도 이를 그대로 따라하고 있는 셈이다. 여기에 두 우주선의 모양과 크기도 비슷하다. 지구 저궤도와 고궤도를 넘나들 수 있는 X-37B의 전체 길이는 8.8m, 높이 2.9m, 날개 길이는 4.6m로 과거 유인 우주왕복선을 4분의 1로 축소한 모양이다. 보잉 측은 X-37B가 지구 상공 240~800㎞의 궤도에서 작동되도록 설계된 세계에서 가장 진보된 재진입 우주선이라고만 밝히고 있다. 이에 비해 셴롱은 공식적으로 제원이 발표된 바 없으나 미국 전문가들은 모양과 크기가 X-37B와 거의 비슷하다고 보고 있다. 스페이스닷컴은 “셴롱은 X-37B와 크기가 거의 비슷하고 지구에 폭탄을 투하하는 무기일 가능성은 작다”면서 “다만 X-37B와 달리 셴롱은 우주에서 다른 물체와 도킹에 성공한 사례가 있으며 각각 하나 이상의 물체를 궤도에 방출했다”고 전했다.

지금으로부터 약 2500년 전 시베리아에서 살았던 여성이 심각한 머리 부상으로 턱 재건 수술을 받았던 것이 확인됐다. 지난 19일(현지시간) 미국 라이브사이언스 등 과학 전문 매체는 영구동토층에서 발견된 여성 미라를 CT 스캔으로 분석한 결과 턱 수술과 원시적인 형태의 보철물을 착용한 것으로 드러났다고 보도했다. 이 여성 미라는 지난 1994년 러시아 과학 아카데미 소속 고고학자들이 시베리아 남서부 알타이산맥 지역에 있는 우코크고원의 공동묘지를 발굴하는 과정에서 발견했다. 25~30세로 추정되는 이 여성은 미라 상태였으며, 본격적인 연구는 최근에서야 이루어졌다. 연구를 맡은 러시아 노보시비르스크 대학 블라디미르 카니긴 교수는 “CT 스캔을 이용해 영구동토층에 보존된 이 미라를 분석한 결과 부상의 흔적뿐 아니라 고대에 복잡한 외과수술이 이루어진 것까지 확인했다”면서 “당시 파지리크 문화가 높은 수준의 의학 지식을 보여주는 증거”라고 의미를 부여했다. 파지리크 문화는 기원전 6세기에서 3세기 중앙아시아 알타이산맥 지역에서 번성했으며 주로 스키타이 계열의 유목민의 의해 형성됐다. 연구팀에 따르면 이 여성은 당시 오른쪽 턱관절이 부서졌는데, 이에 따라 정상적으로 말하거나 식사를 할 수 없는 수준이었다. 당시 의료진은 오른쪽 턱관절을 구성하는 두 뼈에 얇은 관을 뚫어 그 안에 말 털이나 동물 힘줄 같은 것을 넣어 고정했다. 이 원시적인 보철물이 관절면을 서로 연결해 여성의 턱을 움직이게 했다는 것으로 무려 2500년 전 이 같은 의료가 행해졌다는 것이 놀라운 점이다. 이에 대해 러시아 과학아카데미 고고학자 나탈리아 폴로스는 “파지리크인 들은 마취가 없던 시절에도 기본적인 두개골 수술을 할 줄 알았다”면서 “그들은 인체 해부학에 대한 깊은 이해를 가지고 있었으며 이는 미라를 만드는 전통에도 필수적”이라고 설명했다. 이어 “이번 연구는 파지리크인 들이 동족의 생명을 구하기 위해 복잡한 외과 수술을 시행할 수 있다는 사실을 다시 한번 확인시켜준다”고 덧붙였다.

차가운 남극 바다에서 사상 처음으로 상어의 존재가 확인됐다. 지난 18일(현지시간) AP통신 등 외신은 남극 해역에서 남방 잠꾸러기 상어가 헤엄치는 모습이 처음으로 카메라에 포착됐다고 보도했다. 지난달 남극 사우스 셰틀랜드 제도 인근 바닷속 약 488m에서 모습을 드러낸 이 상어는 길이가 3~4m로 서호주 대학 심해연구센터가 설치한 카메라에 앞을 쑥 하고 지나갔다. 연구팀도 예상치 못한 상어가 깜짝 등장한 것으로 그 옆으로는 마치 길을 비켜주듯 가오리 한 마리도 함께 촬영됐다. 앨런 제이미슨 연구원은 “남극에는 상어가 없다는 것이 상식이기 때문에 이를 볼 것이라 전혀 예상치 못했다”면서 “게다가 작은 덩치도 아니었으며 마치 탱크처럼 다가왔다”며 놀라움을 감추지 못했다. 남극의 새로운 깜짝 스타가 된 남방 잠꾸러기 상어(Southern sleeper shark)는 남반구 차가운 심해에 서식하는 대형 상어로 몸은 원통형이며 짙은 회색을 띤다. 특히 잠꾸러기라는 재미있는 이름이 붙은 이유는 매우 느릿느릿하게 움직이기 때문이다. 잠꾸러기 상어는 이름값을 하듯 평상시에는 ‘초절전 모드’를 유지하며 기회를 엿보다 먹잇감이 나타나면 순식간에 낚아채는 매복 포식자다. 그간 상어는 북극에 사는 그린란드 상어를 포함 지구상의 거의 모든 해양 생태계에 서식해 왔지만 남극만은 예외였다. 호주 찰스 다윈 대학교 생물학자 피터 카인은 AP통신과의 인터뷰에서 “기후 변화로 인한 해수 온도 상승이 상어를 남극으로 몰아넣을 가능성이 있다”면서 “다만 남극 지역이 워낙 외딴곳이라 서식지 변화에 대한 자료가 제한적”이라고 평가했다. 이어 “잠꾸러기 상어의 특성 때문에 아무도 눈치채지 못한 채 오래전부터터 남극에서 서식했을 수도 있다”고 덧붙였다. 제이미슨 연구원도 “잠꾸러기 상어의 개체수가 워낙 적어 그간 인간이 발견하기 어려웠을 것”이라면서 “다른 남극 상어들도 같은 수심에 서식하며 죽어서 바닥으로 가라앉은 고래, 거대 오징어 등의 사체를 먹고 살 것”이라고 추측했다.

미세침 패치(microneedle patch)는 하나의 큰 주삿바늘 대신 통증을 유발하지 않을 정도의 미세한 바늘 여러 개를 통각을 느끼는 깊이 전까지 찔러 넣어 통증 없이 주사제를 투여하는 신기술이다. 주사기 사용이 어려운 환자에서도 쉽게 붙여서 약물을 투여할 수 있고 여러 약물을 같이 투여하거나 혹은 약물 투여 속도를 조절할 수 있어 최근 주목받는 기술이다. 미세침 패치의 또 다른 장점은 피부에 넓게 약물을 확산시킬 수 있기 때문에 피부 질환 치료에도 유용하다는 것이다. 17일 학계에 따르면 칭화 선전 국제대학원과 중국 내 여러 연구 기관의 합동 연구팀은 최근 여기서 한 걸음 더 나아가 물에 잘 녹는 약물과 그렇지 않은 약물을 피부에 직접 동시에 전달할 수 있는 새로운 플랫폼을 개발했다. 일반적으로 여드름 치료제는 성질에 따라 수용성과 지용성으로 나눌 수 있는데, 서로 섞이지 않아서 한 번에 투여하기 힘든 단점이 있었다. 그렇다고 여드름을 치료하기 위해 미세침 패치를 여러 개 만들어 붙이는 것은 편의성과 비용 면에서 상당한 약점이다. 연구팀은 미세한 거품을 이용해 미세침 내부에 ‘중공 기포(Hollow Bubble)’ 구조를 설계했다. 그리고 미세침의 본체에는 수용성 약물을, 기포의 벽면 등 특정 부위에는 지용성 약물을 분리하여 투여하는 방법을 고안했다. 이 방법은 지용성과 수용성 약물을 하나의 패치에서 투여할 수 있게 도와줄 뿐 아니라 순차적 치료까지 가능하다. 예를 들어 미세침 본체에서 염증을 가라앉히는 수용성 성분을 먼저 빠르게 방출하여 즉각적인 통증과 붓기를 완화한 다음 항균 성분이나 각질 용해제를 기포에서 천천히 방출하여 지속적인 치료 효과를 유지하는 것이다. 단순히 약물을 바르거나 여러 약물을 미세침 패치로 동시 투여하는 것보다 훨씬 생물학적으로 적합하고 효과적인 방법이라는 게 연구팀의 주장이다. 미세침의 장점은 이것만이 아니다. 연구팀에 따르면 미세침이 피부 장벽을 직접 통과하여 환부 깊숙한 곳에 약물을 직접 주입하기 때문에 소량의 약물로도 극대화된 효과를 낼 수 있다. 따라서 먹는 약의 부작용을 최소화하고 바르는 약의 투과 한계 역시 극복할 수 있다. 하지만 이 미세침 기술의 가장 놀라운 부분은 마지막 처리에 있다. 연구팀이 개발한 미세침은 금속이나 플라스틱으로 된 기존 미세침과 달리 생분해성 소재인 ‘히알루론산’(Hyaluronic acid)으로 만들어져 피부에 붙이면 미세침 자체가 녹아서 사라진다. 따라서 패치를 떼어낸 후 다른 사람을 감염시킬 수 있는 날카로운 의료 폐기물이 남지 않는다. 덕분에 의료 기관은 물론 집에서도 감염 전파의 위험 없이 안전한 사용이 가능하다. 물론 아직은 쥐를 이용한 동물 실험에서 성과를 보여줬을 뿐이고 사람에게 사용했을 때 안전하고 효과적인지는 앞으로 검증해야 할 과제다. 그럼에도 미세침 기술의 가능성을 엿볼 수 있는 흥미로운 연구로 여겨진다. 이 연구는 지난해 11월 학술지 ‘Microsystems & Nanoengineering’에 발표됐다.

4년 동안이나 이어진 인간들의 전쟁이 개들의 진화에도 영향을 미친다는 연구 결과가 나왔다. 최근 우크라이나 리비우 이반 프랑코 국립대학과 폴란드, 오스트리아 국제 공동연구팀은 최전선에 사는 유기견들을 연구한 결과 전쟁이 빠른 ‘자연선택’을 유발하는 강력한 요인이 됐다는 연구 결과를 발표했다. 자연선택(Natural Selection)이란 생물이 환경에 적응하는 과정에서 생존과 번식에 유리한 형질을 가진 개체가 살아남아 그 형질을 다음 세대에 더 많이 물려주는 현상을 말한다. 이번 연구 결과는 전쟁이 사람뿐만 아니라 개에게도 큰 영향을 미친다는 것을 보여준다. 연구팀은 우크라이나 동부 전선 인근, 중부 등 전쟁 위험 지역뿐 아니라 비교적 안전한 후방 등 세 지역에 사는 총 763마리 개들을 분석했다. 그 결과 전쟁 위험 지역에 사는 개들의 경우 안전한 지역에 있는 개들에 비해 몸집이 훨씬 작았다. 세부 내용을 보면 위험 지역의 개들이 몸집이 작은 이유는 당연히 안정적인 식량 공급원이 줄어들었기 때문인데, 이는 평균 체질량지수(BMI)를 통해 쉽게 확인됐다. 특히 전쟁이 개들의 외모에도 영향을 미치는 것으로 드러났다. 먼저 위험 지역의 개들의 경우 몸집이 작은 것은 물론 귀가 뾰족하며, 주둥이가 긴 경향이 있었다. 전통적으로 인간이 좋아하는 개의 외모인 처진 귀나 짧은 주둥이 같은 특징들이 거의 사라진 것. 연구팀은 이는 소위 ‘야생형’ 특성으로 늑대 조상에게서 흔히 볼 수 있는 특징으로 혹독하고 불안정한 환경에서 유리한 이점을 제공해준다고 설명했다. 또한 최전선 유기견들의 건강 상태도 매우 심각한 수준이었는데, 조사 대상 개 중 최대 12%가 사지 절단, 파편상, 총상 등 눈에 띄는 부상이나 질병을 앓고 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 또 위험 지역 개들에게서 사냥 성향 증가와 공격성 심화와 같은 극단적인 행동 변화도 관찰했다. 연구팀은 “포격과 버려진 환경 속에서 귀여움은 개들에게 아무런 이점을 주지 못한다”면서 “최전선에서 사람의 시신을 뜯어먹는 사례도 3건이나 목격됐다”고 설명했다. 이어 “개들의 이러한 변화가 유전적 수준에서 어떻게 작용했는지는 전쟁의 기간이 비교적 짧아 분석이 불가능하다”면서 “이번 연구는 전쟁이 강력하고 빠른 자연선택의 요인이 될 수 있으며 그 영향이 대규모 자연재해와 유사하다는 것을 보여준다”고 짚었다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘진화 응용’(Evolutionary Applications) 최근호에 발표됐다.

인간은 뛰어난 감각 기관을 지닌 동물이다. 후각은 개보다 떨어지고 시각은 독수리만큼 좋지 않을지 모르지만, 사실 모든 형태의 정보를 수집해 종합적으로 처리하는 능력에서 인간을 따라올 동물은 별로 없다. 예를 들어 인간은 정교한 청각을 이용해 수많은 단어를 인지하고 정보를 처리한 후 다시 자신의 의견을 언어라는 복잡한 소리를 표현할 수 있다. 하지만 복잡한 뇌와 잘 발달된 귀가 없는 동물에서도 소리를 듣는 능력은 생존에 매우 중요한 역할을 한다. 심지어 귀가 없는 동물도 천적의 소리에 민감하게 반응해 생존을 도모한다. 13일 학계에 따르면 미국 빙햄턴대의 캐롤 마일스 연구팀은 귀가 없지만 천적인 말벌의 날개 소리에 민감하게 반응하는 ‘박각시나방’ 애벌레의 청각을 연구했다. 인간의 귀는 외이, 중이, 내이 세 부분으로 구성되어 있다. 각각 외부의 소리를 효과적으로 모은 후 진동을 크게 중폭하고 파장을 인식해 뇌로 전달하는 역할을 수행하는 복잡한 기관이다. 하지만 작은 애벌레 입장에서 이런 고도로 발달된 귀를 지닐 수도 없고 설령 있다고 해도 여기서 들어올 정보를 처리할 큰 뇌도 없다. 하지만 이런 경우에도 애벌레들은 소리에 반응할 수 있다. 바로 잎이나 줄기를 타고 들어오는 진동을 다리와 몸통으로 느끼는 방식이다. 그런데 마일스 교수는 박각시나방 애벌레들이 생각보다 뛰어난 청각을 지니고 있다는 사실을 알아냈다. 애벌레들은 마일스 교수가 단순히 ‘부’(boo) 소리만 들어도 깜짝 놀라 자리에서 튀어 올랐다. 연구팀은 애벌레가 귀가 없어도 특정 소리를 잘 듣는 비결에 대해 두 가지 가설을 세웠다. 첫 번째는 애벌레가 단순히 잎과 줄기에 전해지는 진동을 몸통으로 느낀다는 것이다. 두 번째는 몸에 난 미세한 털(감각모)의 진동을 감지한다는 것이다. 이를 검증하기 위해 연구팀은 세계에서 가장 조용한 실험실인 빙햄턴 대학의 무반사실(anechoic chamber)을 이용해 정밀한 소리 실험을 진행했다. 이 방에서는 소리와 진동을 독립적으로 조절할 수 있어, 애벌레가 어떤 자극에 반응하는지를 정확히 측정할 수 있다. 연구팀은 150Hz(저주파)와 2000Hz(고주파)의 소리를 재생하고, 애벌레가 표면 진동과 공기 중 소리에 대해 어떻게 반응하는지를 비교했다. 그 결과 애벌레는 발로 느끼는 표면 진동보다 공기 중 소리에 10~100배 더 민감하게 반응하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 두 번째 가설을 확실히 검증하기 위해 애벌레의 복부와 가슴 부위에 있는 미세한 털을 제거했다. 그 결과 애벌레의 소리 감지 능력이 크게 떨어졌는데, 이는 소리를 감지하는 데 이 미세한 털이 핵심적인 역할을 한다는 확실한 증거다. 연구 결과를 종합하면 애벌레는 진화 과정에서 포식자인 말벌의 날갯짓 소리(약 100~200Hz)를 감지할 수 있도록 발달한 것으로 보인다. 물론 털을 이용해 공기 중 진동을 감지하는 수준으로는 사람처럼 언어를 이해하거나 음악을 감상할 순 없다. 하지만 천적의 접근을 1초라도 빨리 인지하고 나뭇잎에서 뛰어내리면 생존 가능성을 크게 높일 순 있다. 우리 눈에는 하찮게 보일 수 있는 작은 애벌레와 그 애벌레에 난 털이지만, 사실 이런 단순한 방식으로도 소리를 듣고 환경에 맞게 반응할 수 있다는 점에서 인간의 언어 능력만큼이나 놀라운 생물의 적응력이 아닐 수 없다.