증기기관, 전기처럼 단일 기술이 이끌었던 1, 2차 산업혁명과 달리 4차 산업혁명은 사물인터넷, 클라우드컴퓨팅, 인공지능과 빅데이터, 적층제조(3D프린팅), 로보틱스, 디지털트윈, 증강현실과 가상현실, 블록체인, 그리고 생명공학 등 다양한 기술적 구성 요소로 구현되고 있다. 클라우드컴퓨팅, 자율주행 자동차, 인공지능 등 새롭게 열리는 분야마다 미국 빅테크들의 치열한 경쟁이 펼쳐지고 있다. 그리고 이런 경쟁은 급기야 일론 머스크와 마크 저커버그가 실전 격투기 경기를 벌일 가능성까지 높여 놨다. 시대를 선도하는 주역들의 자존심이 하늘을 찌른다 싶다. 과거를 돌이켜 보면 증기기관 시대를 열었던 주역들 중 실체를 보전하고 있는 곳을 찾기 어렵다. 다만 전기 시대를 풍미한 기업들은 아직 몇 곳이 남아 있고 그중 가장 상징적인 존재는 발명왕 토머스 에디슨이 설립한 제너럴일렉트릭(GE)이다. 새로운 아이디어나 발명을 뜻하는 이모티콘이 전구 모양인 것도 에디슨과 GE에서 유래한다. GE는 늘 대단한 기업이었지만 특히 1981년부터 20년간 재임한 최고경영자(CEO) 잭 웰치 시절에는 그야말로 세계를 주름잡았다. 전구에서 시작해 가전제품, 플라스틱, 발전용 터빈, 항공기 엔진, 철도 기관차, 의료기기, 금융, 방송, 석유 및 천연가스에 이르기까지 사업 영역이 너무나 광범위했다. 도무지 더 좁혀진 걸 찾을 수 없었는지 ‘우리는 생활 속에 좋은 것들을 제공한다’(We bring good things to life)가 슬로건이었을 정도였다. 그러나 달이 차면 기울고 꽃이 피면 지는 법. 주로 유통, 석유, 자동차회사들이 지배해 온 ‘포천 글로벌 500’ 리스트에서 복합 제조업 기반으로 늘 10위권을 유지하던 GE도 잭 웰치 퇴임 이후 지속적인 난조를 보였고, 오랜 기간 유지했던 세계 제일의 인재사관학교로서의 명성을 뒤로하고 지금은 GE 역사상 처음으로 외부 영입 CEO가 구조조정을 이끌고 있다. 지난 20년간 지속적인 사업 매각으로 복잡한 사업 구조를 단순화해 왔고 2020년엔 회사의 창업 아이템이었던 전구 사업마저 매각하기에 이른다. 마지막 남은 주요 사업들을 순차적으로 3개 회사로 분할하기로 하고 올해 초에 의료기기 사업을 첫 번째로 분할했다. 그런데 얼마나 크고 우량한 사업이었는지 분할 상장 직후 바로 스탠더드앤드푸어스(S&P)500지수에 편입됐다고 한다. 이에 힘입어 시가총액 합계가 분할 이전 대비 두 배 정도로 늘었다고 한다. 내년 초에 에너지 사업까지 분할하고 항공우주사업만 남게 되면 그 가치가 더 높아질 것이라는 전망이다. 떼어낸 부분들의 합이 원래의 전체보다 훨씬 커지는 효과를 내는 것이다. 복잡한 사업 구조를 가진 기업의 가치평가를 제대로 할 수 있는 월가 분석가들이 줄어들고, 기업도 광범위한 사업을 능숙하게 다룰 수 있는 전천후 경영자들을 예전만큼 잘 육성해 내지 못하는 것이 원인으로 지목된다. 어찌 됐든 찬란했던 왕좌에서 내려온 옛 제왕이 죽지 않고 환경에 적응해 새로운 삶을 열어 가는 사례라 할 수 있겠다. 이 세상에 영원할 수 있는 것은 없다. 생로병사, 흥망성쇠의 사이클을 누구도 피해 갈 수 없다. 전성기를 지난 입장에 처해 있는 개인이나 집단은 환경 변화에 어떻게 적응해야 할까? 국제통화기금(IMF)이 최근 세계 경제성장률 전망을 기존 2.8%에서 3.0%로 올리면서도 한국 경제성장률은 기존 1.5%에서 1.4%로 낮췄다. 2차 산업혁명 시대의 총아였던 GE 같은 기업도 전성기를 지난 후 20년간 사경을 헤매다 가까스로 생존 의지를 발휘해 살아남는 방법을 찾아냈다. 4차 산업혁명 시대에 인공지능과 생명공학과 기후위기의 파도들이 여러 각도에서 동시에 밀려오고 있는 지금 각자가 서 있는 곳에서 과연 우리는 생존할 준비가 돼 있는지 다시 점검할 때다.

나사 풀림 위험을 감지하는 똑똑한 금속 부품이 개발됐다. 26일 울산과학기술원(UNIST)에 따르면 기계공학과 정임두 교수 연구팀이 3D 프린팅 적층제조기술과 인공지능 기술을 이용해 ‘인지 가능한 스테인리스 금속 부품’을 개발했다. 또 인공지능 기술과 증강현실 융합기술로 금속 부품단위의 디지털 트윈을 구현했다. 디지털 트윈은 현실의 사물을 가상공간에 똑같이 구현하는 것을 말한다. 이번에 개발한 기술은 스테인리스 금속 부품 제조 과정에 변형 센서를 심어 물리적인 상태를 반영하는 데이터를 얻은 뒤 인공지능 분석을 통해 금속부품 스스로 상태를 감지하도록 하는 것이다. 이 부품은 스스로 주변 고정 나사의 풀림 정도와 풀린 나사 위치 등을 90%가량 정확하게 감지할 수 있다. 심지어 손, 망치, 스패너 등 충격을 준 물건의 종류까지도 구분할 수 있다. 또 디지털 트윈 금속부품을 통해 혼합현실에서 해당 금속 외부·내부 응력 분포 변화도 실시간 확인할 수 있게 됐다. 섭씨 1000도 이상 고온에서 진행되는 금속 성형의 경우 내부에 센서를 삽입하는 기술이 아주 까다로워 ‘금속 성형 센서 삽입 기술’을 활용했다. 이 기술은 분말 재료 위에 고온의 레이저를 조사해 선택적으로 결합하는 금속 3D 프린팅 방식인 ‘L-PBF’(Laser powder bed fusion)를 이용해 열에 쉽게 파손되는 센서를 안전하게 설계 위치에 삽입하는 것이다. 연구팀은 센서 삽입으로 금속 부품의 기계적인 특성이 저하되지 않도록 삽입 위치를 설계하고, 삽입 후에는 기계 분석과 미세조직 분석을 통해 안전성을 검증했다. 정임두 교수는 “스테인리스 금속 부품만이 아닌 일반 철강이나 알루미늄, 티타늄 합금 등 제조업에 쓰이는 일반적인 다양한 기계 부품에 응용할 수 있다”며 “자동차, 항공우주, 원자력, 의료기기 등 산업의 디지털 전환을 끌어내는 데 도움을 줄 것”이라고 말했다. 이번 연구에는 미국 조지아공대, 싱가포르 난양공대, 한국재료연구원, 포항공대(POSTECH), 경상대가 참여했다. 연구 결과는 국제 학술지인 ‘버추얼 앤 피지컬 프로토타이핑’에 5일 자로 게재됐다.

아산 테크노밸리 등 7개 지역이 뿌리산업 특화단지로 추가 지정됐다. 울산 조선해양산업특화단지 등 12곳은 특화단지 지원대상에 선정돼 공동시설 구축 등을 지원받는다.3일 산업통상자원부에 따르면 아산 테크노밸리 등 7개 지역이 뿌리산업 특화단지로 신규 지정됨에 따라 뿌리산업 특화단지는 기존 38개에서 전국 45개로 확대됐다. 뿌리산업 특화단지는 10개 이상 뿌리기업이 모인 지역을 지정, 육성하는 제도다. 제도 도입 10년 만에 특화단지는 4개에서 45개로 10배 이상으로 늘었고 입주기업은 332개에서 1790개로 증가했다. 산업부는 올해 뿌리산업 특화단지 범위를 확대했다. 지난해 12월 뿌리산업법 개정에 따라 기존 주조·금형 등 6대 공정기술에서 정밀가공·로봇 등이 추가됐다. 이에 따라 신규 8대 차세대 공정 중 적층제조(강릉), 정밀가공(대전)분야 특화단지가 첫 지정됐다. 대전은 ‘첫 도심형 특화단지’로 지정됐다. 그간 뿌리기업은 교통·주거여건 등 제반 인프라가 불충분한 교외에 위치해 인력확보 등에 애로를 겪었다. 대전은 정밀가공·금형·엔지니어링설계 등 고부가가치, 우량 뿌리기업 25개를 평촌지구에 유치해 도심형 특화단지의 롤 모델로 육성할 계획이다. 또 특화단지 지원 대상으로는 울산 조선해양산업특화단지 등 12개 단지를 선정해 총 139억원을 투입할 예정이다. 산업부는 뿌리산업 특화단지 중 우수단지를 지정해 공동 시설 구축과 혁신활동을 지원하고 있다. 그동안 폐수처리설비를 중심으로 설치비용 일부를 지원하는 방식에서 탈피, 올해부터는 대중소 상생형, 청년친화형, 물류효율화형 등으로 다양화했다. 대중소 상생형으로 선정된 울산 조선해양특화단지는 최근 조선산업 용접인력 부족 우려를 고려해 수요기업인 현대중공업이 교육관 시설을 출자하고 정부와 지자체·뿌리기업이 가상현실(VR)·증강현실(AR) 등 첨단설비를 구축해 오는 2024년까지 2000명의 용접기술 인력을 양성할 계획이다. 이경호 산업부 소재부품장비협력관은 “뿌리산업이 노동집약적 저부가가치 산업에서 벗어나 미래형 고부가가치 첨단산업으로 전환할 수 있도록 차세대 공정 중심의 특화단지를 확대할 계획”이라며 “초광역연계형과 서비스연계형, 에너지절감형 등 뿌리산업의 현안을 해결할 수 있는 혁신활동을 집중 지원해 나가겠다”고 밝혔다.

세계 5대 3D 프린팅 전시회로 꼽히는 ‘2016 인사이드 3D 프린팅 컨퍼런스&엑스포’가 오는 6월 22~24일 경기 고양 킨텍스에서 열린다. 인사이드 3D 프린팅 컨퍼런스는 2013년 미국 뉴욕을 시작으로 베를린, 런던, 뒤셀도르프, 파리, 시드니 등 세계 10여개 주요 도시를 순회하는 3D 프린팅(적층제조) 전문 행사다. 서울 대회는 올해 3회째로 미국 라이징미디어와 국내 킨텍스의 공동 주관으로 진행된다. 이번 대회에서는 국내외 3D 프린팅 분야의 다양한 제품과 서비스, 최신 트렌드를 엿볼 수 있다. 해외 업체로는 세계 시장 점유율 1위의 미국 메이커봇이 3년 연속 플래티넘 스폰서로 참가한다. 메이커봇 최고경영자 조나단 자글럼이 직접 방한해 ‘3D 생태계 구축 및 리딩 전략’이라는 주제로 첫날 오전 기조 연설을 할 예정이다. 동남아시아 최대의 3D 프린팅 센터인 싱가포르의 UCT(Ultra Clean Asia Pacific)도 참가한다. UCT는 지난해 싱가포르에 설립된 국책 기관이다. 이 밖에도 대만의 XYZ 프린팅, 중국의 ESUN과 AOYUE 등도 이번 서울대회에 참가하기로 했다. 국내 업체 중에서는 올해 서울대회 실버 스폰서인 한일프로텍에서 독일 German RepRap사의 대형 산업용 3D 프린터를 선보인다. 멸균, 무균 처리와 중하중 원료 출력이 가능한 신제품인 ‘아나츠 플랫폼’을 선보이는 아나츠를 비롯해 캐리마, 하이비전시스템, 헵시바, TPC메카트로닉스, OTS 등 국내 주요 업체들도 참가해 해외시장 공략에 나선다. 올해는 3D스캐너 분야 참가업체도 늘었다. ㈜드림T&S에서는 RangeVision 3D스캔시스템과 자체 개발한 3D스캔 데이터를 이용한 인스펙션 소프트웨어인 PointShape Verify를 출품한다. 3D데이터 편집 프로그램인 ‘LM’을 선보이는 온스캔스㈜와 핸디 스캐너, 전신 스캐너, 얼굴 스캔 및 3D데이터 결합이 가능한 ‘Magic Kiosk‘ 등 총 3종류의 스캐너를 출품하는 ㈜제너코트도 주목을 받고 있다. 이번 행사의 주최 측은 “지난해에는 메르스 여파에도 불구하고 약 131억원의 현장 계약이 체결되는 성과를 올린 만큼 올해는 더욱 좋은 성과가 기대된다”면서 “미국, 유럽, 중국 등 전 세계에서 전시회 참가 및 컨퍼런스 참가를 위한 사전 등록이 이어지고 있는 만큼 아시아 최고라는 명성에 걸맞은 성과로 보답할 것”이라고 전했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

다양한 분야에서 그 가능성이 기대 되는 3D 프린팅 기술. 로봇 공학 기술과의 시너지 효과로 그 발전이 점점 빨라지고 있는 가운데 과학자들이 우리 몸속에서 활동할 수 있는 극초소형 로봇 원형을 만들어냈다. 아인슈타인을 비롯한 21명의 노벨상 수상자를 배출한 유럽 최고의 공과대로도 유명한 스위스 취리히연방공과대(ETH Zurich)의 브래들리 넬슨 교수(로봇·지능시스템)와 크리스토퍼 헤이롤드 교수(마이크로·나노시스템)가 공동으로 이끄는 연구진이 마이크로 시스템에 새로운 물질을 적용하기 위해 수년간 연구한 끝에, 체내를 헤엄쳐 물질을 운반할 수 있는 나노봇 개발에 성공했다. 현재 개발된 나노봇은 질환을 앓고 있는 심장에 도달시킬 수 있는 수준에 이르렀다. 이 연구에서 핵심은 적층제조(Additive Manufacturing)라는 3D 프린팅 기술로, 점토로 만드는 조각상처럼 재료를 추가하면서 제조해 나가는 조형 방법을 말한다. 이를 계기로 해당 장치의 기능성과 약물을 체내의 정확한 위치로 보낼 가능성이 훨씬 높아졌다고 한다. 연구진은 먼저 자성을 띤 나노 입자를 에폭시 수지 안에 넣고 반복적으로 3D 레이저 빔을 사용해 길이 60㎛(마이크로미터), 지름 9㎛의 이중으로 꼬인 나선 형태의 미세 장치(액추에이터)를 만들어냈다. 연구진은 “3D 프린팅 기술 덕분에 원하는 형태의 결과물을 얻을 수 있었고 수정도 훨씬 수월해졌다”면서 “마치 우리 몸의 편모(수영에 필요한 세포 소기관)와 같은 움직임을 이 나노봇에 부여하는 것도 가능해졌다”고 설명했다. 두 교수가 개발한 이 나노봇은 환자에게 미치는 영향을 최소화하는 최소침습수술(minimally invasive surgery)이나 원하는 곳에 정확히 약물을 투여하는 목표세포 약물전달(Targeted drug delivery), 특정 부위를 원격에서 확인하는 원격탐사(Remote sensing), 질병의 원인분석에 도움이 되는 단일세포 조작(Single cell manipulation) 등 다양한 분야에서 중요 역할을 할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 한편 이 연구성과는 세계적인 저널인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’(Advanced Functional Materials) 9월호 표지 논문으로 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr