현대 의학의 수많은 검사법 가운데 컴퓨터단층촬영(CT)이나 자기공명영상촬영(MRI)에 대해 한번쯤 들어봤을 것이다. 이 가운데 CT검사는 엑스선을 이용해 인체를 단층 촬영해 이를 컴퓨터로 처리하는 의학 화상처리 기술을 의미한다. CT는 뇌, 흉부, 복부, 팔다리와 같은 광범위한 분야의 영상처리가 가능할 뿐만 아니라 비행기 엔진, 전략용 미사일, 금속 도관 같은 물체의 내부를 정밀하게 검사할 때도 널리 이용하고 있다. 눈도 여러 인체 장기와 마찬가지로 단층 이미지 검사가 필요할 때가 많다. 하지만 안과에서는 일반 CT보다 훨씬 더 자주 활용하는 ‘빛간섭단층촬영’(OCT)이라는 검사가 있다. 보통 환자들에게 생소한 용어이기 때문에 ‘눈CT 검사’라고 설명하면 쉽게 이해한다. OCT는 시력과 가장 관련성이 높은 망막 질환이나 시신경 질환의 진단과 경과 관찰에 필수적이다. 매우 획기적인 검사법의 하나로 이전까지의 진단과 치료 기준이 바뀌게 된 안과학 발전의 전환점이라고 할 수 있다. OCT는 눈 조직을 절개하지 않고도 단면을 관찰할 수 있다. 기능은 레이저를 만들어 내는 광원에서 레이저를 둘로 분리하는 것에서 시작된다. 하나는 조직으로 보내고 다른 하나는 기준 거울로 보낸다. 조직과 거울로부터 반사돼 돌아오는 두 레이저의 빛간섭 현상을 분석해 조직의 단층 영상을 얻는 것이다. OCT가 의외로 ‘스타워스’와 밀접한 관련이 있다는 사실은 아는 이가 드물 것이다. 이는 OCT 초기 개발과정과 관련이 있다. OCT는 1991년 매사추세츠공대(MIT) 전기공학자들이 개발했다. 연구 결과가 과학저널인 ‘사이언스’에 실리며 세상에 처음 알려졌다. 초기 OCT의 레이저 기술은 광섬유 네트워크와 위성 간 통신을 이용한 ‘광학 통신기술’에 기반한 것이었다. 이 기술을 개발하기 위해 연구팀은 로널드 레이건 전 대통령이 주도한 미사일 방어 프로그램, 일명 스타워스 개발 정책의 지원을 받았다. 당시 미 공군은 스타워스에 활용할 광학·광자 기술에 매우 관심이 많았다고 한다. 의료기술과 전혀 관련이 없는 미 공군으로부터 지원을 받은 OCT가 미래에 안과에서 이토록 많은 역할을 수행하리라고는 그 누구도 예상하기 어려웠을 것이다. 초기 OCT를 개발한 지 26년이 지난 현재 OCT는 해상도와 임상적용 측면에서 비약적 발전을 거듭해 안과 외의 분야에서도 다양하게 활용되고 있다. 심장내과 분야에서는 ‘OCT 내시경’을 이용해 혈관을 촬영하고 그 이미지를 진단에 활용하고 있다. 예를 들어 막힌 심장혈관을 뚫는 ‘심혈관 중재술’을 할 때 스텐트 삽입 뒤 혈관벽과의 밀착 여부를 평가하기 위해 OCT를 중요한 진단도구로 활용하고 있다. 피부과 전문의들은 희귀병인 ‘손바닥 과각화증’ 진단에 OCT 이미지를 활용한다. 손바닥 피부의 상세한 구조를 파악하기 위한 목적이다. 이비인후과에서도 고막 뒷부분이나 기도 윗부분을 OCT로 생생하게 시각화해 여러 질환을 진단하고 있다. OCT처럼 인류가 개발한 과학기술이 원래 의도하지 않았던 분야에서 활용되는 예는 의료 외의 분야에서도 많이 찾아볼 수 있을 것이다. 첨단기술을 향한 과학자들의 ‘짝사랑’의 결과가 OCT처럼 우리에게 이익이 되는 방향으로 신통하게 활용되는 것은 정말 다행스러운 일이다. 기술과 과학의 발전은 거스를 수 없는 하나의 흐름이다. 모든 측면을 예상할 수는 없지만 우리에게서 비롯된 기술이 우리에게 도움이 되도록 유도하는 것이 의공학자의 역할이 아닐까 생각해 본다.

매년 1월 13일 ‘미주 한인의 날’(Korean American Day)을 기념해 워싱턴DC 싱크탱크 한미경제연구소(KEI)가 ‘자랑스러운 한국계 미국인’으로 데이비드 오(왼쪽) 미국항공우주국(NASA) 박사, 서은숙(가운데) 메릴랜드대 물리학과 교수, 윤활유 전문업체 크라이산 인더스트리 창업자인 고국화(오른쪽) 박사 등 과학자 3명을 선정했다고 지난 13일(현지시간) 밝혔다. 2003년부터 NASA에서 근무한 오 박사는 화성표면탐사차량 ‘큐리오시티’의 조종부문 책임자로 활동했고, 현재 소행성탐사선 ‘프시케’의 시스템 설계책임자로 일하고 있다. 1965년에 미국으로 이주한 화학공학자 고 박사는 1977년 크라이산 인더스트리를 세웠고, 1996년 경영 일선에서 은퇴한 뒤에도 화학공학 전문지 편집자로 일하고 있다. 우주선(宇宙線) 전문가인 서 교수는 한인 과학자로는 처음으로 1997년 ‘신진 우수 연구자 미국 대통령상’을 받았고, 오는 7월부터 재미한인과학기술자협회(KSEA)의 첫 여성 회장으로 활동한다. 미주 한인의 날은 1903년 1월 13일 첫 한인 이민자 102명이 하와이에 도착한 날을 기념해 정해졌다. 워싱턴 김미경 특파원 chaplin7@seoul.co.kr

언론과 학계에서 ‘100세 쇼크’라는 말이 많이 나온다. 인구 고령화와 그에 따른 은퇴 이후의 삶에 대한 불안을 반영한 표현이다. 통계청에 따르면 우리나라는 고령화가 급격히 진행되면서 2026년이 되면 65세 이상 인구가 전체 인구에서 20.8%를 차지하는 초고령 사회를 맞게 될 것이라고 한다. 이에 따라 인공 장기, 장기 이식, 재생의학 등의 생명공학과 의공학 기술이 새로운 질병 치료의 대안으로 떠오르고 있다. 그중 의공학 산업은 연평균 6.3%씩 성장하고 있으며 앞으로도 고성장이 예상되는 고부가가치 산업으로 각광받고 있다. ‘의공학’(Biomedical Engineering)이라는 용어는 생명의료공학, 생체공학, 의료공학 등 비교적 넓은 범위에서 다양하게 사용된다. 단어 그대로 풀어보면 ‘의학’과 ‘공학’이 합쳐진 용어이고 학문적으로 정의하자면 ‘공학, 과학, 기술의 원리 및 방법을 도입해 생물학과 의학의 문제점을 이해하고 해결하는 학문’이다. 인체와 생명현상을 이학적 원리를 근간으로 공학적 기술을 적용해 체계화시킨 실용학문이라 할 수 있다. 네덜란드 과학자 레이우엔훅이 발명한 ‘현미경’, 독일의 물리학자 뢴트겐이 최초로 발견한 ‘엑스(X)선’, 네덜란드의 생리학자 에인트호벤이 심장 박동 시 발생하는 생체 전기신호인 ‘심전도’를 기록한 것이 의공학의 시초다. 공학적 발견이 결국 의학에 엄청난 도움을 준다는 점이 의공학의 매력이다. 이렇게 진단과 치료를 돕는 첨단 의료기기를 개발하는 것, 생체와 인체의 특성을 고려한 인공장기를 개발하는 것, 그리고 생체의 기능을 모방하기 위해 각종 실험을 하는 전문가를 우리는 의공학자라 부른다. 우리나라에서는 아직 의공학 산업이 많이 활성화되지 않았지만, 미국 노동통계국 자료 기준으로 2013년과 2014년 미국 내 최고의 선호도를 자랑하는 직업이 바로 의공학자였다. 직업 만족도, 사회적 혜택, 직무 스트레스 분야에서 모두 최고등급 A를 받으며 2년 연속 1위에 선정됐다. 경제전문지 포보스에서도 미국에서 가장 많은 연봉을 받는 대학 전공으로 의공학이 꼽혔다. 미국 의공학자의 연봉은 우리 돈으로 평균 9000만원에 이른다. 앞으로 10년간 미국 내 고용 성장률이 61.7%로 예측된 점을 감안할 때 성장 여지가 많은 산업이라고 확신할 수 있다. 그렇다면 우리나라의 현실은 어떤가. 앞서 의공학은 의학과 공학의 상호 협동이 필수적인 학문이라고 했는데, 우리나라 의공학자 대부분은 공학을 전공한 것이 문제로 지적된다. 기술 개발 능력은 뛰어나지만 실제 의료현장에서 어떤 기술이 필요하고 수요가 어떤지 파악하기가 쉽지 않다는 것이다. 그래서 이미 외국에서 상용화된 기기를 뒤늦게 개발하는 사례가 많고, 기술적으로 뛰어나지만 의료시장에서 수요가 적은 기기를 개발하는 경우도 있다. 병원에서 환자의 질병을 진단하고 치료하는 의사들은 많은 임상 경험을 바탕으로 현재 의료 환경에서 어떤 기술이 필요한지 누구보다 잘 알고 있다. 따라서 의공학 산업이 많이 발달한 미국은 의사가 의공학 연구에 직접 참여하는 경우가 많은데 우리나라에서는 그런 의사를 찾기 쉽지 않고 간단한 자문 역할에 그치는 경우가 많다. 우리나라 의공학 산업이 발전하기 위해서는 단순한 투자 계획에 따른 방향성 없는 지원보다 의사와 공학자의 상호 협동 및 의공학 연구의 임상 적용을 위한 중개연구 지원이 필수적이다. 의료 현장에 꼭 필요하고 원천기술이 확보 가능한 미개척분야에 대한 연구가 가능하다면 의료산업 강국의 꿈도 머지않을 것이다.

동물 6종 꼬리 흔드는 원리 분석 곤충 쫓는 ‘보철 꼬리’ 만들어 꼬리 잃은 동물들 종 보존에 도움 작은 압력에도 과즙 ‘귤까기 연구’ 천식 흡입기 설계에 영감 주기도 얼룩말은 파리를 쫓기 위해 얼마나 빨리 꼬리를 흔들까? 손에 과즙을 묻히지 않고 깔끔하게 오렌지를 깔 수 있는 방법은? 지난 4일부터 8일까지 미국 루이지애나 뉴올리언스에서 열린 ‘통합비교생물학회’(SICB) 2017년 연례회의에서 발표된 연구들이다. SICB는 1902년 만들어진 미국 동물학회가 생물학 전 분야의 통합연구를 위해 확대된 것으로 미국 내에서 가장 크고 권위 있는 학술단체 중 하나다. 연례회의에서는 생물학자뿐만 아니라 다양한 전공의 학자들이 기발하고 독특한 연구 성과들을 발표하면서 초등학생을 비롯한 일반인들의 궁금증과 과학에 대한 호기심을 촉발시키는 데 도움을 주고 있다. 조지아공대 기계공학과 연구진은 얼룩말이 꼬리를 흔드는 속도와 곤충이 몸에 붙었을 때 꼬리 운동이 어떻게 변하는지에 대한 연구 결과를 발표했다. 사람이 아닌 네발 달린 동물들은 손이 없기 때문에 말라리아를 옮기는 모기, 수면병이나 우역(牛疫)을 옮기는 파리 같은 해충을 쫓기 위해 꼬리를 사용한다. 과학자들은 동물들이 꼬리를 이용해 어떻게 곤충을 쫓아내는지 알아보기 위해 6종의 동물이 꼬리를 흔드는 모습을 비디오로 촬영한 뒤 분석했다. 그 결과 꼬리를 흔드는 행위가 무작위적 행동이 아니며 중력으로 움직이는 시계추보다 세 배나 빠르게 꼬리를 흔든다는 사실을 밝혀냈다. 또 동물들의 꼬리는 추가 두 개 달려 중심점도 두 개를 갖는 ‘이중진자’(double pendulum)처럼 움직인다는 사실도 알아냈다. 엉덩이에서 꼬리가 솟아난 곳이 첫 번째 중심점이고 두 번째 중심점은 뼈와 살로 구성된 부분으로 나뉘어 있기 때문에 꼬리의 끝부분과 앞부분은 다른 속도로 흔들릴 수 있으며 서로 다른 방향으로 흔들릴 수 있다는 것이다. 이 때문에 곤충을 향해 정확하고 강하게 꼬리를 내리칠 수 있다는 설명이다. 천연 파리채의 작동원리가 밝혀짐에 따라 불의의 사고로 꼬리 일부를 잃은 동물들에게 보철꼬리를 달아 줄 수 있게 돼 종 보존에도 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 겨울철에 많이 먹는 귤은 조심스럽게 까면 손에 과즙을 묻히지 않고 깔끔하게 껍질을 벗겨 낼 수 있다. 그렇지만 같은 감귤류에 속하는 오렌지의 경우 아무리 조심스럽게 까도 손은 금세 진노랑의 끈적거리는 과즙으로 엉망이 된다. 센트럴플로리다대 생체공학과 연구진은 오렌지 껍질을 천천히 벗겨도 과즙이 묻는 이유를 밝혀내기 위해 고속비디오로 촬영하는 동시에 껍질 표면에 가해지는 압력을 측정했다. 연구진은 오렌지 껍질 바로 아래쪽의 구형 및 원통 형태로 된 공간들에 과즙이 채워져 있어 손톱으로 살짝 누르는 약한 압력에도 초속 10.5m의 속도로 과즙이 분사된다는 사실을 알게 됐다. 이는 빗방울이 떨어지는 것(초속 9m)보다는 빠르지만 우박이 떨어지는 속도(초속 13~14m)엔 못 미치는 수준이다. 앤드루 디커슨 교수는 “작은 압력에도 과즙이 빠른 속도로 분사되는 원리를 밝혀냄에 따라 천식흡입기와 같은 호흡기 질환 흡입치료제를 설계하는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 이 밖에 이번 학회에서는 600㎏이 넘는 코끼리가 지름 1m의 통나무부터 작은 씨앗, 심지어는 얇은 감자칩을 부수지 않고 코로 잡아낼 수 있는 이유, 다른 물고기의 몸에 달라붙어 살과 내장을 파먹는 먹장어가 상어 같은 천적이 나타나면 재빨리 매듭 형태로 몸을 꼬는 방법 등에 대한 연구도 발표됐다. SICB 관계자는 “생물학 연례회의지만 생물과 관련된 연구를 하는 모든 분야의 과학자와 공학자들이 모이는 장”이라며 “대중에게 생물학이 단순히 동물이나 식물, 세포만 관찰하는 것이 아니라 다양한 생물 현상이 응용기술로 개발될 수 있다는 것을 보여 줌으로써 과학에 대한 관심을 이끌어 낸다는 의미도 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

작년에 구글의 알파고가 인공지능을 이용해 바둑의 일인자인 이세돌을 이기면서 많은 사람들은 컴퓨터의 발달에 놀라면서 미래에는 컴퓨터의 능력이 인간보다 뛰어나 인간을 지배하는 세상에 살게 되지 않을까 걱정을 하고 있다. 이처럼 인공지능이 비약적으로 발전해 인간의 지능을 뛰어넘는 시점을 전문가들은 기술적 특이점(singularity)이라고 부른다. 미국의 수학자 존 폰 노이만, 미국 컴퓨터 공학자인 버너 빈지 등이 이 개념을 발전시켜 왔으나 이에 대해 가장 구체적인 전망을 한 사람은 컴퓨터 과학자이자 알파고를 개발한 구글의 기술부문 이사인 레이 커즈와일 박사다. 커즈와일 박사는 2005년 저서 ‘특이점이 온다’를 통해 2045년이면 인공지능이 모든 인간의 지능을 합친 것보다 강력할 것으로 예측했다. 2045년이 되면 인간이 인공지능을 통제할 수 없는 시점이 올 수 있고 그 시점이 바로 기술적 특이점이라고 말하고 있다. 기술적 특이점이 2045년에 올지 아니면 그전에 올지는 아무도 알 수가 없지만 인공지능을 이용한 컴퓨터의 능력은 기하급수적으로 발달하고 있고 이를 이용할 수 있어야 미래의 경쟁에서 살아남을 수 있다. 그동안 우리 경제의 효자 노릇을 해 온 조선산업이 해운산업에 이어 구조조정에 들어가 있고 나머지 자동차나 철강 분야도 어려움이 예상되고 있다. 우리가 가장 경쟁력을 가진 것으로 알려진 휴대전화도 이미 중국에 추월을 당했다고 한다. 반도체나 디스플레이 분야만 아직은 경쟁력을 유지하고 있지만 중국의 추격이 맹렬해 크게 불안해하고 있다. 이러한 제조업의 어려움들을 들여다보면 지능화된 4차 산업 사회에서는 선진국의 기술을 빠른 속도로 습득해 성공해 온 그동안의 성공 방정식은 더이상 작동되지 않음을 알 수 있다. 이에 대한 대안으로 국내외 전문가들은 서비스업으로 빨리 전환을 해야 살아남을 수 있다고 권고하고 있다. 그러나 대표적인 서비스업인 금융이나 의료, 법률 같은 분야는 선진국들과 같이 경쟁하기가 매우 어려운 분야들이며 이는 현실적으로 국가 경제의 축을 서비스업으로 전환하는 것이 어렵다는 것을 의미한다. 우리 경제는 제조업을 기반으로 성장을 해 왔으며 제조업 경쟁력 확보가 국가 경제를 성장시킬 수 있는 핵심 수단이다. 지난 금융위기에도 제조업의 탄탄한 기반을 갖고 있는 한국을 비롯해서 독일이나 중국, 스웨덴, 일본 등은 큰 어려움을 겪지 않고 잘 극복했다. 제조업의 중요성을 잘 알고 있는 선진국들은 4차 산업 사회에 대비한 제조업 부흥 정책을 추진 중이다. 미국은 리메이킹 아메리카 슬로건으로 리쇼어링과 플랫폼을 기반으로 하는 제조업 혁신을 추진하고 있고 독일은 잘 알려진 인더스트리 4.0 정책을 추진하면서 플랫폼 기술을 제조업에 빠르게 도입해 4차 산업시대의 적합한 제조업으로 전환을 하고 있다. 자세히 들여다보면 각국의 제조업 혁신정책은 정보통신기술혁신을 제조업에 접목시키는 데 중점을 두고 있다. 제1차 정보통신 산업혁명은 자동화, 제2차 정보통신 산업혁명은 인터넷을 이용한 통합이었다면 제3차 정보통신혁명은 정보통신기술들이 직접 제품 안에 정착돼 제품과 제품, 제품과 사람, 사람과 사람의 연결성을 이용하는 스마트, 커넥티드 제품들로의 변신이다. 미국의 농기계 회사인 존 디어사는 이미 농기계와 기후, 토양 분석 서비스까지 농업의 토털 솔루션을 제공하는 제품을 공급하고 있으며 미국의 바볼랫사는 테니스 라켓에 센서를 설치해 인공지능을 통해 테니스 능력을 향상시키는 제품을 선보이고 있다. 마이클 포터 하버드 경영대 교수는 최근 논문에서 스마트, 커넥티드 제품과 같은 제조업 분야의 정보통신 주도 생산성 향상이 제4차 산업 혁명을 주도할 것이며 미래 기업의 경쟁력을 결정할 것으로 예측했다. 이러한 제조업의 혁명에 우리나라 제조업의 대응은 매우 미진한 것 같다. 기술은 기하급수적으로 발달하는데 이를 지원하는 정책 수립자들이나 기업 경영자들의 의식 구조는 선형적이기 때문에 이 차이를 어떻게 줄일 수 있는가가 우리가 당면한 제조업 경쟁력을 향상시키는 데 가장 어려운 숙제이다. 이제는 제조업이 정보통신산업과 같이 가야 생존할 수 있다.

컴퓨터 수십대 등 자택서 나와… 北·中 해킹 가능한 자료 포함 러시아나 중국, 이란, 북한 등의 컴퓨터 시스템에 침투할 수 있는 컴퓨터 코드를 훔친 혐의로 미국 국가안보국(NSA)에서 근무했던 50대 컴퓨터공학자가 수사 당국에 체포됐다. 그는 또 수천 쪽에 달하는 기밀문서 등 수 테라바이트 분량의 방대한 정보를 자택에서 보관했던 것으로 드러나 제2의 에드워드 스노든 아니냐는 지적이 나오고 있다. 미 연방수사국(FBI)과 법무부 등은 NSA에서 계약직으로 근무했던 해럴드 마틴 3세(51)를 국가재산 절도 및 기밀문서 보관, 보안장치 미허가 해제 등의 혐의로 지난 8월 체포했다고 뉴욕타임스 등이 5일(현지시간) 보도했다. 마틴의 체포 영장 등에 따르면 FBI는 지난 8월 27일 메릴랜드주 글렌버니의 주거지에서 그를 체포했다. 자택과 차량을 압수수색한 결과 1급 기밀문서 수천 쪽과 수십 대의 컴퓨터, 디지털 저장장치 등 수 테라바이트 분량의 기밀정보를 발견했다. 이 중 상당수는 1급 기밀로 외부 반출이 제한되는 것이었다. 그가 반출한 기밀정보 중에는 러시아와 중국, 이란 등을 상대로 해킹과 같은 사이버 공격이 가능한 컴퓨터 코드가 포함된 것으로 알려졌다. 소스코드는 컴퓨터 소프트웨어가 컴퓨터에서 가동되는 방법을 기술한 일종의 명령어 모음이다. 이와 관련, FBI와 NSA 등은 지난 8월 NSA의 해킹 도구 파일 일부가 해킹 조직에 의해 공개된 것이 마틴과 연루됐는지를 확인하고 있다고 워싱턴포스트가 전했다. 법무부도 마틴이 “2014년 정부기관에서 제작한 기밀문서 6건을 보관하고 있었다”며 “그 문서가 광범위한 국가 안보 사안과 직결된 정부의 활동 기능을 통해 만들어졌다”고 설명했다. 해군 예비역 출신으로 컴퓨터공학 박사 학위 소지자인 마틴은 1급 비밀 취급 인가를 갖고 있었다. 그는 NSA 근무 뒤에는 국방부에서도 계약직으로 근무했다. 특히 그는 NSA의 무차별적 도·감청 실태를 폭로했다가 러시아에 망명한 스노든이 속했던 컨설팅 업체 부즈앨런 해밀턴 소속이라 더욱 주목받고 있다고 미 언론들은 소개했다. FBI 등은 마틴이 해커 조직이나 폭로 사이트 ‘위키리크스’에 연관돼 있는지, 정치적 동기가 있는지 등을 조사하고 있다면서도 범행 동기는 아직 알려지지 않았다고 전했다. 이 때문에 마틴에 대한 간첩 혐의 적용도 불분명하다고 신문은 덧붙였다. 마틴은 체포 당시 혐의를 강력히 부인했으나 문서를 보여 주자 혐의를 인정하는 것으로 알려졌다. 마틴이 정부 재산 절도 혐의만 유죄로 인정돼도 최고 징역 10년형을 선고받을 수 있다. 이제훈 기자 parti98@seoul.co.kr

서울 관악구가 ‘공대 오빠’ 또는 ‘공대 예림이’(공학 전공 여학생)의 꿈을 키울 수 있는 ‘공학체험교실’을 운영해 화제다. 관악구는 서울대 공과대학과 함께 국내 유일의 공학체험 전문 프로그램을 중학교 자유학기제 시행과 함께 마련했다고 19일 밝혔다. 공학체험교실은 서울대로 찾아오는 교실, 중학교로 찾아가는 교실, 방과후 공학교실, 진로체험의 날로 구성된다. 공학체험 교실의 내용은 드론 만들기, 로봇제작교실, 초소형 컴퓨터를 활용한 아두이노(소형 보드) 활용, 3D프린팅 교실, 가상현실 기기 조작 및 체험 등으로 서울대 공대에서 직접 개발했다. ‘공학체험교실’을 신청하려면 관악구 16개 중학교에서 자유학기제나 방과후 공학교실에 대한 수업운영 계획서를 제출하면 된다. 구는 서울대와 함께 다양한 교육 프로그램 운영을 통해 교육환경 수준을 높였다. 고등학생들이 여름방학에 참여할 수 있는 ‘청소년 공학캠프’는 인기 프로그램으로 자리잡았다. 서울대의 공대 학생들이 직접 진행하는 ‘공우 비젼 멘토링’은 이공계분야에 대한 진학정보를 재학생들한테서 들을 수 있는 프로그램이다. 공우는 평균 성적 3.7점 이상의 우수한 서울대 학생들로 구성됐다. 유종필 관악구청장은 “미래 공학도를 꿈꾸는 중학생들이 자신의 꿈에 한층 더 가까워지는 계기가 될 것”이라고 말했다. 윤창수 기자 geo@seoul.co.kr

콜롬비아는 52년 동안 정부와 반군의 내전이 거듭돼왔다. 최대 반군세력인 콜롬비아무장혁명군(FARC)은 1964년 농민 등을 중심으로 창설된 뒤 공산주의 정권을 세우기 위해 무장투쟁을 벌이면서부터다. 그동안 22만명이 숨졌고, 5만명의 실종자, 600만명 이상의 이재민 등 피해는 막심했다. 지난달 25일(이하 현지시간) 후안 마누엘 산토스 콜롬비아 대통령은 콜롬비아무장혁명군에 대한 전투를 중지한다고 선포했다. 오는 26일 정식평화협정 조인식을 가질 예정이다. 내전이 중지된 상황에서 AP통신은 12일 콜롬비아무장혁명군의 비밀 캠프로 들어가 반군 소녀들을 인터뷰한 사진기자의 사진과 그 소녀들의 사연을 소개했다. 고등학교를 다시 다닌 뒤 간호사가 되고 싶은 18살 이세트, 역시 18살로 엔지니어가 꿈인 렌테리아, 무려 10년 동안 반군활동 경력의 시스템공학자 꿈을 가진 23살 예이미 등 이 젊은이들의 군복 뒤에 가려진 꿈을 사진에 담았다. 페르난도 베르가라는 "그들을 만나 직접 취재해보니 그들 역시 무시무시한 반란군의 이미지보다는 평범한 모습이 더 많았다"면서 "군복을 입고 있는 사진과 함께 평범한 일상 속 인간적인 모습을 담고자 했다"고 말했다. 국제사회 분위기도 우호적으로 만들어지고 있다. 13일 유엔 안보리에서 콜롬비아 전국 40개 지역에 450명의 비무장 옵서버단을 파견해 양측이 무기를 내려놓고 평화협정을 제대로 실천하는지 여부를 감시하는 것을 승인하는 결의안을 만장일치로 채택했다. 물론 이 협정이 효력을 발생하기 위해서는 10월 2일 치러지는 국민투표를 통과해야 하는 과정이 남아있는 상태이긴 하다. 전체 유권자의 13% 이상인 450만명이 찬성해야 한다. 최근 여론조사에서 67.5%가 찬성 의견을 응답해 낙관적인 분위기다. 김민지 기자 mingk@seoul.co.kr

또 한번의 전쟁을 치를 때가 됐습니다. 매년 설과 추석 때마다 치르는 ‘교통전쟁’입니다. ‘더도 말고 덜도 말고 한가위만 같아라’고 하지만 운전대를 잡은 사람들에게 추석 도로 상황은 그야말로 ‘악몽’입니다. 한국도로공사가 최근 발간한 ‘2015년 교통량 통계’에 따르면 우리나라 전체 고속도로 길이는 4194㎞, 2015년 추석 연휴 사흘간 고속도로 이용 차량 대수는 약 1380만대였습니다. 산술적으로만도 고속도로 1㎞에 자동차가 약 1096대 있다는 계산이 나옵니다. 이런 상황에서 방향지시등을 켜지도 않고 앞차와 조금 틈이 벌어진 사이를 끼어드는 얌체 차량까지 만나면 좋은 기분이 망가지기 시작합니다. 추석이나 설 명절 때가 아니라도 뻥 뚫려 있던 도로가 이유 없이 꽉 막혀 움직이지 않는 경험을 한번쯤 해본 적 있을 겁니다. 옆 차로의 차들이 잘 달리는 것 같아 차선을 바꾸면 도리어 원래 있던 차로의 차들이 더 잘 빠지는 것 같아 속상한 적도 있을 겁니다. 교통 정체 없는 도로는 없는 것일까요. 교통공학자뿐만 아니라 수많은 물리학자, 수학자들도 교통 체증의 비밀을 풀어내는 데 골몰하고 있습니다. 지금까지 연구 결과에 따르면 도로가 막힌다고 이리저리 차로를 바꿔가며 운전하는 것은 차선을 유지하며 가는 것과 목적지에 도달하는 시간에 큰 차이가 없다고 합니다. 몇 년 전 캐나다와 미국 과학자들은 블랙박스 카메라를 이용해 교통 정체가 심한 2차로 고속도로에서 운전자들의 운전 행태를 분석했습니다. 그 결과 운전자들은 자신이 차로를 바꿔 다른 차를 앞서 간 것보다 옆 차로에서 자기를 앞질러 간 차들이 더 많다고 인식했다고 합니다. 꽉 막힌 도로에서는 그렇지 않은 도로를 운전할 때보다 옆 차로에서 앞질러 가는 차들에 더 집중하기 때문입니다. 여기에 남들보다 밑지는 것은 절대 참을 수 없어 하는 ‘손실 혐오’ 심리까지 더해진다는군요. 이런 심리 때문에 이리저리 차선을 바꾸는 사람들이 많아지면서 없던 막힘 현상까지 생겨 교통 체증은 더 심해진다는 분석입니다. 교통 체증은 한정된 도로에 수많은 차량이 밀려들면서 생기기도 하지만 ‘나 하나쯤이야’하는 생각에 깜빡이를 켜지도 않고 차선을 종횡무진 바꾸는 차들 때문이기도 합니다. 손실 혐오 심리로 인한 차선 바꾸기와 끼어들기는 뻥 뚫린 도로를 갑자기 막히게 만드는 ‘유령 정체’(phantom jams) 현상의 원인이 되기도 합니다. 독일 뒤스부르크-에센대 물리학과 연구진은 유령 정체가 폭탄의 연쇄반응과 비슷하다는 연구결과를 발표하기도 했습니다. 폭탄의 폭발이 일단 시작되면 멈추기 어려운 것처럼 교통 체증도 일단 시작되면 없애는 것은 거의 불가능하다는 것입니다. 유령 정체 현상을 없애기 위해 수학자들은 파동방정식을 이용한 수학적 모델을 연구하고 교통공학자들은 도로 형태나 신호등 체계 변화를 고민하지만 이 모든 것들은 교통 체증을 완화시키는 수준에 불과합니다. 도로는 차를 위한 서비스 상품입니다. 서비스의 질은 사용자가 결정합니다. 가뜩이나 막혀 모두가 신경이 곤두서 있는 명절 귀성·귀경길에서 5분 정도 빨리 가겠다고 이리저리 차선을 바꾸는 것은 도로를 더 막히게 하고, 도로라는 서비스 질을 낮추는 한편 사고 위험성까지 높입니다. 모두가 기분 좋게 고향 가는 길을 즐기도록 느긋하게, 양보하는 마음을 갖는 건 어떨까요. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

초록색 페인트를 부어놓은 듯한 걸쭉한 강물, 그 위를 지나는 거룻배 한 척. 녹조로 가득한 금강과 낙동강 등 4대강 사업 지역 하천의 최근 모습은 우리에게 충격을 주고 있다. ‘4대강 살리기’ 사업 이후 해마다 나타나는 불청객 ‘녹조’는 최근 지구온난화로 인한 때 이른 더위 때문에 찾아오는 시기가 점점 빨라지고 기간도 길어지고 있다. 녹조는 단순히 물 색깔만 바꾸는 것이 아니라 수(水) 생태계와 인간들의 건강에까지 심각한 영향을 미치는 환경오염 문제다. 일반적으로 녹조 발생 원인은 ▲영양염류 ▲수온 ▲유속 등 3가지다. 생활 오·폐수나 농가에서 흘러나오는 농업 폐수, 공장에서 흘러나오는 산업 오염수 등에 섞여 있는 질산염이나 인산염 같은 무기영양염류가 과다하게 유입될 경우 발생한다. 미국 생태학자 데이비스 신들러 박사는 1974년 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에 인(燐)이 녹조 발생에 핵심적 역할을 한다는 연구결과를 발표한 바 있다. 일조량이 많고 기온이 높아 수온이 상승할 때도 녹조가 발생한다. 일반적으로 수온이 19도 이상이 되면 광합성이 촉진되면서 녹조를 유발시키는 녹조류, 규조류, 남조류가 폭발적으로 증가한다. 또 물의 흐름이 느려지면 유입된 영양염류가 빠져나가지 못하고 축적되면서 녹조를 악화시킨다. 실제로 낙동강 유역의 경우 4대강 보 설치 이후 강물 흐름이 이전보다 5분의1 정도 속도로 느려져 녹조현상이 더 심하게 나타난다는 것이 전문가들의 분석이다. 일본의 토목공학자들에 따르면 물의 흐름이 초당 3㎝ 정도만 되더라도 녹조는 예방할 수 있다. 그렇지만 현재 낙동강 유역은 이 속도가 나오지 못하고 있다는 것이다. ●시작과 끝나는 시기 예측 어려워 물그릇을 키워 가뭄과 홍수를 예방하겠다는 4대강 사업의 아이디어 때문에 녹조가 심해지고 있다는 것이 과학자들의 공통된 의견이다. 물그릇이 커지면서 물이 정체돼 있는 시간이 길어지고 숨은 열이라고 하는 ‘잠열’도 커졌다는 것이다. 즉 물은 열을 오래 품고 있는 특성 때문에 한 번 달궈지면 쉽게 식지 않고 오래 가기 때문에 기온이 떨어지더라도 녹조가 유지될 수 있다. 이런 이유로 일부 과학자들은 “4대강 사업 지역은 강이 아닌 담수호 기준을 적용해 관리를 강화해야 한다”고 주장하기도 한다. 하천에서 발생하는 녹조의 시작 시기와 끝나는 시기를 예측하는 것은 쉽지 않다. 영양염류, 수온, 유속, 강물의 탁도를 비롯한 녹조 발생 원인 변수들이 많기 때문이다. 녹조는 어느 하나의 변수만 충족시켜도 발생할 때가 있고 모든 변수를 충족시키더라도 발생하지 않는 경우도 있다는 것이다. 녹조가 발생한 지역의 물에서는 ‘지오스민’이나 ‘2-메틸이소보르네올’ 같은 물질 때문에 독특한 냄새와 맛이 난다. 또 녹조의 원인인 남조류에서 내뿜는 독소물질은 인체에 과다하게 유입될 경우 사망까지 이르게 한다. 대표적인 독성물질은 마이크로시스틴과 색시토신이다. 마이크로시스틴은 간 독성물질로 발진이나 구토, 설사, 두통, 고열, 간 종양을 발생시키고, 색시토신은 신경계에 작용하는 독으로 인체에 유입됐을 경우 감각을 둔화시키고 언어능력을 잃게 만든다. 이 때문에 과학자들은 다양한 방법으로 녹조를 없애려 노력하고 있다. 대표적인 것이 수중 생태계의 먹이사슬을 이용한 친환경 처리기술이다. 녹조 원인 생물을 먹어치우는 녹조포식성 생물의 숫자를 인위적으로 늘려 녹조를 제거하는 방식이다. 녹조 발생을 사전에 차단할 수 있다는 장점 때문에 장기적 관점에서 가장 우수한 제거 및 예방기술로 꼽히고 있다. 또 전기분해 방식으로 물 분자를 초미립자(플라즈마) 상태로 분해시켜 수소(H)와 하이드록시기(OH)로 분해시키는 것이다. 하이드록시기는 세포막에 있는 수소와 반응해 조류의 세포를 파괴해 녹조를 없애는 방식이다. 이 밖에도 하수처리장에서 화학적 응집제를 사용해 인 농도를 낮추거나 초음파를 이용해 조류의 세포를 파괴해 녹조를 없애는 방법도 연구되고 있다. ●황토살포, 녹조 악화시킬수도 그렇지만 녹조 제거를 위해 국내에서 흔히 쓰는 황토 살포는 오히려 녹조를 악화시킬 수 있다. 황토는 녹조 유발물질을 바닥으로 끌어내려 가라앉히는 역할을 하는데 녹조 유발 조류들이 바닥에 가라앉아 썩을 경우 ‘인’을 내뿜기 때문에 녹조가 더 심해질 수 있다는 것이다. 한국과학기술연구원(KIST) 식수원녹조연구단 이상협 단장은 “녹조현상은 광범위한 지역에서 다양한 요인이 결합돼 발생하는 자연현상이기 때문에 완벽하게 예방하는 것은 어렵다”며 “다양한 기술을 확보해 녹조 발생 상황에 맞춰 적합한 기술을 적용해야 한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr 그래픽 김예원 기자 yean811@seoul.co.kr

손자, 손녀에게 자신이 직접 만든 디즈니랜드식 놀이동산을 선물한 할아버지가 있어 화제다. 지난 2일(현지시간) 미국 허핑턴포스트는 5명의 손주를 위해 직접 놀이동산을 제작한 캘리포니아 주 풀러턴에 거주하는 스티브 덥스(Steve Dobbs)에 대해 소개했다. 스티브 덥스는 손주 5명을 든 올해 68세의 할아버지. 그는 자신의 집에 손주들이 더 자주 찾아와주길 바라는 마음으로 마당에 토마스기차와 롤러코스터를 갖춘 미니 테마파크를 건설했다. 테마파크의 이름은 자신의 이름을 딴 ‘덥스랜드’(Dobbsland). 이를 가능하게 한 것은 덥스 할아버지의 직업. 그는 원래 보잉사에서 근무했던 항공 우주공학자였으며 현재 캘리포니아 폴리테크닉 대학의 교수로 재직 중에 있다. 현재 덥스 할아버지의 마당에는 ‘니모를 찾아서’와 ‘겨울왕국’을 테마로 한 시설물이 추가됐다. ‘덥스랜드’를 제작하는데 소요된 비용은 약 6500달러(한화 약 723만 원)로 그의 학생들이 함께 참여한 것으로 알려졌다. 사진·영상= Orange County Register youtube 영상팀 seoultv@seoul.co.kr

지난 3월 알파고와 이세돌 9단의 ‘세기의 대결’에서 가장 큰 충격을 받은 사람은 바둑을 어느 정도 아는 사람들이다. 바둑에 대한 지식이 새로운 기술을 객관적으로 판단하는 것을 오히려 방해했던 것이다. 지식과 기술이 급변하는 시대를 살아가려면 더 많은 융통성과 적응력이 필요하고, 그것은 “내가 항상 틀릴 수 있다”는 것을 인정하는 데서 출발한다. 대결 이후 이세돌 9단은 그전까지 당연하게 받아들였던 ‘감각’에 의존한 수법들을 냉정히 따져 보며 바둑에 대한 새로운 눈을 떴다. 이후 9연승을 거두는 등 최근까지 18승 4패를 기록하면서 제2의 전성기를 구가하고 있다. ‘알파고 쇼크’ 이후 정부와 과학계, 산업계가 인공지능 시대를 준비하기 위한 움직임으로 분주하다. 그런 가운데 정부는 지난 4월 ‘한국형 알파고’를 개발하겠다면서 1000억원을 투자하겠다는 계획을 발표해 우려를 자아냈다. 이 프로젝트의 본질은 슈퍼컴퓨터 개발인데, 기상 시뮬레이션같이 반드시 실시간 계산이 필요한 경우는 극히 드물고 대개의 애플리케이션은 가격 대비 성능 측면에서 클라우드 컴퓨팅이 훨씬 효율적이기 때문이다. 이 사업을 통해 무엇을 하겠다는 것인지 불투명한 상황에서 예산 낭비가 우려됐는데 다행히 이 사업을 전면 재검토하겠다고 한다. 인공지능 기술 개발은 절대 정부가 주도해서 성공할 수 있는 성격의 일이 아니다. 그보다는 인공지능 분야에 의욕적으로 도전하고 있는 젊은 연구자들이 연구개발에 매진할 수 있도록 보조하는 역할에 집중하는 게 바람직하다. 최근에는 클라우드 관련 과도한 규제를 개선하고, 개인정보 비식별 조치 가이드라인을 시행하는 등 제 역할을 찾아가고 있는 것 같아 다행이다. 정부가 나서서 인공지능 기술을 개발하는 것보다 중요한 과제는 컴퓨터와 구별돼 인간만이 할 수 있는 일을 고민하는 것이다. 로봇공학자 한스 모라벡은 “체스 인공지능을 만들기는 상대적으로 쉬운 반면 지각이나 운동 능력 면에서 한 살짜리 아기만 한 능력을 갖춘 인공지능을 만드는 일은 어렵거나 불가능하다”고 지적했다. 단순한 정보 업무는 인공지능이 인간을 대체하겠지만, 복잡한 의사소통을 하며 물질세계와 상호작용을 하는 업무는 여전히 인간을 필요로 할 것이다. 따라서 앞으로는 지적인 문제 해결 능력보다는 대화와 공감 능력, 그리고 인간적인 매력이 훨씬 중요해질 것이다. 인공지능 시대를 맞이해 우리는 다시 교육으로 눈을 돌려야 한다. 우리 아이들은 우리가 받았던 교육과는 다른 방식으로 가르쳐야 한다. 객관식 보기 중에서 정답을 골라내는 일에서는 사람이 컴퓨터를 이길 수 없다. 이미 18세기에 계몽주의 작가 볼테르는 “어떤 답을 하느냐가 아니라 어떤 질문을 하느냐로 사람을 판단하라”고 했다. 결국 위대한 질문들이 세상을 바꿔 왔다. 자꾸 질문을 하도록 격려해 줘도 모자랄 판에 우리는 질문하는 아이들에게 진도 나가는 데 방해가 된다고 눈치를 준다. 상상력(想像力)을 직역하면 어떤 모양을 떠올리는 능력이다. 상상력을 키우는 데는 독서가 최고다. 바둑도 큰 도움이 된다. 창의적인 생각은 멍하니 있을 때 많이 나온다. 그런데 우리 아이들은 학원 다니느라 너무 바쁘다. 인공지능과 더욱 밀착해서 살아가야 할 우리 아이들에게 여전히 문제지 열심히 풀게 해서 명문 대학 들여보내는 것이 그들을 위하는 길인지 깊이 고민해야 한다. 앞으로 또 다른 분야에서 인공지능이 인간을 능가하게 되면 그 분야는 어떻게 될지를 생각할 때 카스파로프와 딥블루 대결 이후 체스의 역사를 살펴보는 것이 도움이 된다. 1997년 이후에도 거의 십 년 동안 인간 챔피언과 인공지능의 대결이 이어졌지만, 인공지능이 오히려 인간보다 더 창조적인 체스를 구사했다. 또한 인간이 인공지능과 맞서는 데 유일하게 성공적이었던 방법은 인공지능의 창의력을 제한하기 위해 단순한 길로 이끄는 것이었다. 즉 적어도 체스에서는 창의력이라는 것이 인간의 전유물이 아니었다. 바둑도 예외가 될 수 없을 것이다. 그러므로 교육은 우리 아이들이 두세 개 분야에 걸쳐 상상력과 창의력을 발휘할 수 있도록 이끌어야 한다. 고대 그리스인들이 장인이며 철학자이며 의사이며 예술가를 지향했던 것처럼 말이다.

밝은 하늘·트레일러 하얀색 구별 못해 안전성·사고 책임 문제 현실로 자동차 산업의 ‘게임 체인저’로 주목받는 자율주행 차량이 사상 처음으로 사망 사고를 일으키면서 자율주행 모드의 안전성과 사고 책임 문제가 현실로 다가왔다. 사고 차량은 미국에서 지난해 출시된 테슬라의 모델S로, 완전한 자율주행 차량은 아니다. 미국 도로교통안전청(NHTSA)은 30일(현지시간) 성명에서 “지난 5월 7일 플로리다주 윌리스턴에서 발생한 교통사고에 대해 조사에 착수했다”고 밝혔다. NHTSA는 “충돌 사고는 옆면이 하얀색으로 칠해진 대형 트레일러트럭이 테슬라 모델S 앞에서 좌회전할 때 발생했으며 당시 직진하던 모델S는 브레이크 작동에 실패했다”고 설명했다. NHTSA는 사고 원인에 대한 예비조사에 들어갔다. 사고 지점은 양방향이 중앙분리대로 나뉜 고속도로의 T자형 교차로였으며 신호등은 없었다. 충돌 당시 모델S의 앞쪽 창문이 트레일러의 바닥 부분과 부딪쳤고 모델S의 덮개는 찢겨 나갔다. 이때 당한 부상으로 테슬라 ‘마니아’인 운전자 조슈아 브라운(40)은 현장에서 사망했다. 테슬라는 성명에서 “자율주행 모드가 작동되는 상태에서 발생한 첫 사망 사고”라고 밝혔다. 사고 원인에 대해 “자율주행 센서와 운전자 모두 당시 밝게 빛나는 하늘로 인해 트레일러의 하얀색 면을 인식하지 못했고 브레이크가 걸리지 않았다”고 밝혔다. 당시 사고 트럭을 운전한 프랭크 바레시는 “브라운이 탄 모델S가 빠른 속도로 움직였고 브레이크가 작동하지 않았다”며 “충돌 당시 브라운이 차 안에서 영화를 보고 있었던 것 같다”고 증언했다. 모델S에는 도로 상황을 파악하기 위해 카메라뿐만 아니라 센서와 레이더가 장착돼 있었지만 어떤 것도 제대로 기능을 다하지 못했다. 로봇 공학자 질 프랫은 “신뢰성 문제로 도로에 눈이 있으면 흰색 차선을 구별하지 못할 수도 있다”며 “센서 등 기능들의 단점을 보완하는 것이 시급하다”고 말했다. 한편으론 차량 충돌 사고를 피하기 위해서는 차량들 간의 무선통신 연결 기술도 시급하다는 지적이 나온다. 사망한 운전자 브라운은 지난 4월 5일 자율주행 운행 당시에도 이번 사고와 유사한 경험을 인터넷에 동영상과 함께 올린 바 있다. 그는 당시 “자율주행 운행 도중 나는 방향을 보지 않았다. 갑자기 테시(차량 애칭)가 ‘즉시 수동 전환하라’는 경고음을 울렸다. 오른쪽에서 흰색 트레일러트럭이 쑥 들어왔고 가까스로 측면 충돌을 피했다”는 글을 올렸다. 이번 사고로 자율주행차의 안전성에 대해 근본적인 의문이 제기됐지만 테슬라는 “운전자가 자율주행 시스템을 이용할 때 이는 보조 기능이며 운전자는 항상 운전대를 손으로 잡고 있어야 한다는 설명을 접하게 된다”고 강조했다. 운전대를 항상 잡고 있어야 하기에 자율주행차로서의 매력은 크게 떨어진다. 테슬라의 설명은 사고의 책임이 운전대를 잡고 있지 않았던 운전자에게 있다는 것을 강조하고 있다. 즉 현재의 자율주행 모드인 오토파일럿은 불완전하며 오류를 찾아내기 위한 ‘베타테스트’임을 운전자에게 고지했다는 것이다. 그러나 이런 차량을 도로에서 운전하는 것은 사람을 ‘실험용 쥐’로 보는 것이라고 포브스가 비판했다. 인간의 목숨을 담보로 공공도로에서 불완전한 자율주행 모드로 운행하는 것은 문제가 심각하다는 지적이 많다. 운전자가 자율주행 모드에 동의했다고 하더라도 이에 동의하지 않은 다른 차량 운전자 또는 보행자와의 사고에서는 윤리적 문제가 남는다. NHTSA는 이달 자율주행차 시험에 대한 새로운 가이드라인과 규정을 발표할 것으로 알려졌다. 자율주행차가 초기 단계인 상황에서 사고에 대한 보험 처리 문제도 명확하지 않다. 이런 가운데 최근 영국에서 자율주행차를 위한 자동차보험 상품이 등장, 자율주행차 오작동 사고의 경우 보상이 이뤄질 것으로 보인다. 워싱턴 김미경 특파원 chaplin7@seoul.co.kr

얼마 전 이세돌 9단과 알파고의 바둑 대결을 보면서 많은 국민은 인공지능의 발전으로 변화할 미래에 대한 두려움과 기대감을 복잡하게 느꼈을 것이다. 실제로 무선 네트워크를 기반으로 하여 인터넷과 센서 등을 통해 사람과 사람, 사람과 사물, 그리고 사람과 데이터가 서로 연결돼 삶의 질을 높이는 새로운 상품이 개발되고 서비스가 구현되는 대변혁의 초연결사회가 도래하고 있다. 혹자는 이런 추세대로라면 20~30년 뒤 현재 직업의 약 40% 이상이 없어질 것이며 그중 단순 사무직 및 제조업 종사자는 물론 법조계, 의료계 전문직도 인공지능을 탑재한 로봇으로 대체될 것이라는 어두운 전망을 내놓기도 한다. 그러면 우리는 미래를 어떻게 준비해야 할까. 2016년 세계경제포럼이 발표한 ‘미래고용보고서’에서는 제4차 산업혁명이 현재 진행 중인 가운데 수학이 산업기술에 직접 응용되는 사례들이 늘어나고 있으며, 수학 및 컴퓨터와 관련한 41만여개의 일자리가 새롭게 창출될 것으로 예상했다. 차세대 신성장 동력 개발과 기술 혁신에서 수학이 핵심적인 역할을 수행하는 ‘수학 르네상스 시대’가 이미 개막됐다는 얘기다. 산업수학은 사회나 산업에서 제기되는 문제에 내재돼 있는 수학적 원리를 진단하고 수학적 이론과 방법으로 해결하면서 새로운 혁신을 주도하는 문제 해결 활동으로 정의할 수 있겠다. 선진국에서는 이미 빅데이터, 핀테크, 인공지능, 무인자동차, 사물인터넷 등에서 수학자들과 엔지니어, 공학자 그리고 과학자 간의 협업을 통해 신기술의 혁신을 이뤄 내고 있다. 산업수학을 활성화하기 위해 우선 선행돼야 할 일은 산업체를 직접 찾아가는 수학자의 활동이다. 일견 수학적이지 않은 것 같은 산업체의 생산 활동에서 수학적 원리를 찾아내는 일에 수학자가 필요하며, 이 과정에서 문제가 발굴된다. 그러면 학생들과 함께 다양한 수학적 방법을 동원해 문제를 해결하며 필요에 따라 수학계의 산업수학 네트워크를 활용할 수도 있다. 세상의 문제에 대한 관심과 적극적인 태도만으로도 많은 문제들이 해결될 수 있다고 본다. 대한수학회는 이러한 새로운 가능성을 실현하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 이러한 가운데 최근 미래창조과학부는 산업수학을 전략적으로 육성하기 위해 ▲산업수학 문제 발굴 ▲산업수학 문제 해결 ▲산업수학 인재 양성 및 산업화 등 3대 분야를 골자로 하는 ‘산업수학 육성 방안’을 발표했다. 산업수학의 생태계를 업그레이드할 수 있는 마중물로 시기적절한 지원책이며 수학계는 이를 환영한다. 우리나라는 반세기 전 산업화 여명의 시기부터 국가 연구개발(R&D) 정책의 중요성을 인식한 정부의 지속적인 지원과 밤에도 연구실 불을 끄지 않았던 많은 수학 연구자들의 노력으로 세계 11위권의 수학 연구 역량을 확보하는 쾌거를 이뤄 냈다. 이와 같은 경험이 향후 세계 산업의 변혁기에 요구되는 많은 과제를 해결하는 데 든든한 밑거름이 될 것이다. 정부와 산업체, 수학계가 함께 힘을 모아 산업수학이 대한민국의 새로운 성장 동력으로 자리매김하기를 기대해 본다.

돌고래가 어두컴컴한 심해에서 멀리 떨어진 곳에 있는 먹이를 알아보고 사냥을 할 수 있는 비법 중 하나가 코의 점액이라는 사실이 밝혀졌다. 미국 샌디에이고의 스크립스해양연구소(Scripps Institution of Oceanography) 연구에 따르면, 어두운 바다에서도 길을 찾고 더 나아가 성공적으로 먹이를 사냥하는데는 코의 점액(mucus)이 큰 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 일반적으로 돌고래는 사람처럼 후두를 통해 소리를 내지 않고 비강(코 안쪽 공간)을 통해 소리를 낸다. 비강은 일명 분기공(blowhole)이라고도 불리는 정수리의 호흡기관 바로 아래에 있으며, 돌고래는 이곳의 비강을 이용해 넓은 음역대의 소리를 낸다. 세포로부터 분비되는 코의 점액은 사람의 콧물과 유사한 특징을 가졌지만 점성이 높다는 것이 특징이다. 돌고래의 비강에서 분비되는 끈적끈적한 성질의 점액은 소리가 크고 고주파수인 음향을 만들어내는데 영향을 미치는 것으로 분석됐다. 사실 돌고래의 다양한 기관 중 특히 비강의 역할을 연구하는 것은 학계에서도 매우 어려운 미션으로 통했다. 대부분의 움직임이 1초에 1000번 가량으로 급속하게 이루어지기 때문에 그 움직임을 측정하기가 쉽지 않다. 연구진은 이를 관찰하기 위해 ‘집중 상수 모델’(lumped element model)을 사용했다. 이는 본래 공학자들이 복잡한 체계를 간략화하고 특정 현상을 측정할 때 사용하는 분석 모델이다. 연구진은 이 분석모델을 통해 돌고래의 비강을 단순화한 뒤 분석한 결과, 가장 음량이 크고 고주파인 소리를 생성하기 위해서는 점액들이 서로 살짝 붙었다가 다시 떨어지는 과정이 동반된다는 사실이 드러났다. 이렇게 음량이 크고 고주파인 소리는 먹이의 속도와 방향, 먹이와의 거리 등을 더욱 정확히 감지하는데 영향을 미친다. 연구진은 이번 연구결과를 통해 인위적으로 고주파음을 발생시키는 새로운 방법을 발견할 수도 있을 것으로 전망하고 있다. 또 고래 등 다른 동물이 소리를 내는 방식을 연구하는데도 도움이 될 것으로 보인다고 전했다. 한편 이번 연구결과는 오는 27일까지 솔트레이크시티에서 열리는 미국음향학회(Acoustical Society of America) 연례학술대회에서 발표됐다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

돌고래가 어두컴컴한 심해에서 멀리 떨어진 곳에 있는 먹이를 알아보고 사냥을 할 수 있는 비법 중 하나가 코의 점액이라는 사실이 밝혀졌다. 미국 샌디에이고의 스크립스해양연구소(Scripps Institution of Oceanography) 연구에 따르면, 어두운 바다에서도 길을 찾고 더 나아가 성공적으로 먹이를 사냥하는데는 코의 점액(mucus)이 큰 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 일반적으로 돌고래는 사람처럼 후두를 통해 소리를 내지 않고 비강(코 안쪽 공간)을 통해 소리를 낸다. 비강은 일명 분기공(blowhole)이라고도 불리는 정수리의 호흡기관 바로 아래에 있으며, 돌고래는 이곳의 비강을 이용해 넓은 음역대의 소리를 낸다. 세포로부터 분비되는 코의 점액은 사람의 콧물과 유사한 특징을 가졌지만 점성이 높다는 것이 특징이다. 돌고래의 비강에서 분비되는 끈적끈적한 성질의 점액은 소리가 크고 고주파수인 음향을 만들어내는데 영향을 미치는 것으로 분석됐다. 사실 돌고래의 다양한 기관 중 특히 비강의 역할을 연구하는 것은 학계에서도 매우 어려운 미션으로 통했다. 대부분의 움직임이 1초에 1000번 가량으로 급속하게 이루어지기 때문에 그 움직임을 측정하기가 쉽지 않다. 연구진은 이를 관찰하기 위해 ‘집중 상수 모델’(lumped element model)을 사용했다. 이는 본래 공학자들이 복잡한 체계를 간략화하고 특정 현상을 측정할 때 사용하는 분석 모델이다. 연구진은 이 분석모델을 통해 돌고래의 비강을 단순화한 뒤 분석한 결과, 가장 음량이 크고 고주파인 소리를 생성하기 위해서는 점액들이 서로 살짝 붙었다가 다시 떨어지는 과정이 동반된다는 사실이 드러났다. 이렇게 음량이 크고 고주파인 소리는 먹이의 속도와 방향, 먹이와의 거리 등을 더욱 정확히 감지하는데 영향을 미친다. 연구진은 이번 연구결과를 통해 인위적으로 고주파음을 발생시키는 새로운 방법을 발견할 수도 있을 것으로 전망하고 있다. 또 고래 등 다른 동물이 소리를 내는 방식을 연구하는데도 도움이 될 것으로 보인다고 전했다. 한편 이번 연구결과는 오는 27일까지 솔트레이크시티에서 열리는 미국음향학회(Acoustical Society of America) 연례학술대회에서 발표됐다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

온라인 공간에서 자기 의견을 분명히 표현하겠다며 긴 시간에 걸쳐 여러 개의 댓글을 작성하는 사람을 우리는 적지 않게 목격할 수 있다. 미국 컴퓨터 공학자들이 댓글 작성에 투자되는 시간과 그 내용의 정교함 사이의 상관관계를 분석하는 연구를 진행한 것으로 알려져 관심을 끈다. 미국 서던 캘리포니아 대학교 연구팀은 댓글 작성에 매진하는 네티즌들의 의사 표현력을 파악하기 위해 소셜 뉴스사이트 ‘레딧’(Reddit)에 게시된 4000만 개 이상의 댓글과 그 작성자들의 이용 패턴을 조사했다. 그 결과, 댓글 작성에 많은 시간을 할애할수록 전반적 문장구사력은 낮아지는 것으로 드러났다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀에 따르면 여러 댓글들을 작성하며 시간을 많이 투자하는 사람들은 본문을 비교적 짧게 쓰고, 댓글의 문법적 세련미(sophistication)가 떨어졌으며, 댓글에 대한 긍정적 반응(찬성표 등)을 얻어낼 가능성도 낮았다. 논문 공동저자 에밀리오 페라라 컴퓨터공학과 교수는 “댓글들을 작성하는데 들이는 시간이 길어질수록 언어사용의 양상은 기초적이고 단순해졌다”며 “어떤 의미에서는 글 내용이 재미없어지는 것으로 볼 수도 있다”고 전했다. 이번 연구결과는 하나의 활동에 많은 시간을 들일수록 그 수준이 점점 더 낮아진다는 기존 연구 결과와 상통하고 있다. 인간은 주어진 시간 동안 처리할 수 있는 정보량에 한계를 지니는데, 두뇌를 혹사해 정보처리를 무리하게 반복할 경우 뇌가 ‘번아웃’(burnout 소진) 상태에 빠져 좋은 성과를 내기 힘들어지게 된다. 그러나 이번 연구결과만으로 장시간 이어지는 온라인 토론문화가 자체가 무용하다고 주장하는 데에는 한계가 있다. 교수는 시간 경과에 따라 정합성이 떨어지는 문장을 늘어놓는 행위가 온라인 토론 전반에 끼치는 영향이 어떠한지는 아직 분명하지 않다며 “결국 토론에 참여하는 사람들의 수준에 달린 문제”라고 전했다. 연구팀은 이번 연구의 한계점 또한 지적했다. 연구팀은 글의 길이와 문법적 세련미만을 분석했기 때문에 댓글에 사용된 어휘가 시간 경과에 따라 점차 저급해졌는지 여부는 확인하지 못했다. 연구팀은 레딧뿐만 아니라 페이스북이나 트위터 등 기타 사이트에 축적된 자료까지 동원해 이 점을 추가로 연구할 예정이라고 밝혔다. 사진=ⓒ포토리아 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

자율주행차량을 연구하기 위해 세계 일류 전문가들이 만들어 낸 귀여운 ‘미니어처 오리마을’이 눈길을 사로잡고 있다. 20일(현지시간) 영국 일간 데일리메일은 메사추세츠 주 공과대학교(MIT) 산하 컴퓨터공학 및 인공지능 연구소(CSAIL)에서 개발해 학생들의 수업 공간으로 활용하고 있는 소형 마을 ‘더키타운’(Duckietown)을 소개했다. 더키타운은 ‘마을주민’인 오리인형들, 모형 건물, 얼기설기 얽힌 도로, 여러 종류의 도로표지판 등으로 이루어져 있다. 이 마을 내부를 달릴 소형 자율주행 차량의 주행 알고리즘을 스스로 개발해 내는 것이 수업을 듣는 학생들의 목표다. 각 차량에는 도로에 대한 사전 정보가 입력될 수 없다. 따라서 실시간으로 주변 정보를 인식, 길을 찾고 안전하게 주행할 수 있는 기능이 필수적으로 요구된다. 이를 위해 차량에는 한 대의 카메라가 장착된다. 학생들은 자동차가 이 한 대의 카메라만으로 길을 찾거나 장애물 및 표지판을 인식할 수 있도록 해주는 시각정보 분석 알고리즘을 각자 고안해낸다. 이러한 알고리즘 개발 과정을 통해 각 학생들은 제어이론(control theory), 머신러닝(machine learning), 컴퓨터 시각(computer vision) 등 여러 분야에 대한 지식을 통합하는 훈련을 거치게 된다. 수업을 공동으로 이끌고 있는 박사과정 연구원 리암 폴은 더키타운에 대한 사용권한을 수업을 듣지 않는 다른 학생들에게도 개방한 상태다. 그는 이 공간이 차세대 자율주행 차량 개발에 실질적으로 기여할 것으로 희망하고 있다.그는 “향후 자율주행차량 개발에 있어 더키타운은 컴퓨터공학자들의 상호 지속적 협력 기회를 제공해 줄 것으로 기대한다”고 밝혔다. 한편 더키타운은 학교 수업뿐만 아니라 업계 연구에도 활용됐던 바 있다. 과거 폴은 CSAIL과 일본 자동차기업 도요타가 공동 참여한 2500만 달러(약 283억 원) 규모 자율주행차량 알고리즘을 실험하기 위해 더키타운을 적극 활용했던 것으로 알려졌다. 사진=ⓒMIT CSAIL 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

자율주행차량을 연구하기 위해 세계 일류 전문가들이 만들어 낸 귀여운 ‘미니어처 오리마을’이 눈길을 사로잡고 있다. 20일(현지시간) 영국 일간 데일리메일은 메사추세츠 주 공과대학교(MIT) 산하 컴퓨터공학 및 인공지능 연구소(CSAIL)에서 개발해 학생들의 수업 공간으로 활용하고 있는 소형 마을 ‘더키타운’(Duckietown)을 소개했다. 더키타운은 ‘마을주민’인 오리인형들, 모형 건물, 얼기설기 얽힌 도로, 여러 종류의 도로표지판 등으로 이루어져 있다. 이 마을 내부를 달릴 소형 자율주행 차량의 주행 알고리즘을 스스로 개발해 내는 것이 수업을 듣는 학생들의 목표다. 각 차량에는 도로에 대한 사전 정보가 입력될 수 없다. 따라서 실시간으로 주변 정보를 인식, 길을 찾고 안전하게 주행할 수 있는 기능이 필수적으로 요구된다. 이를 위해 차량에는 한 대의 카메라가 장착된다. 학생들은 자동차가 이 한 대의 카메라만으로 길을 찾거나 장애물 및 표지판을 인식할 수 있도록 해주는 시각정보 분석 알고리즘을 각자 고안해낸다. 이러한 알고리즘 개발 과정을 통해 각 학생들은 제어이론(control theory), 머신러닝(machine learning), 컴퓨터 시각(computer vision) 등 여러 분야에 대한 지식을 통합하는 훈련을 거치게 된다. 수업을 공동으로 이끌고 있는 박사과정 연구원 리암 폴은 더키타운에 대한 사용권한을 수업을 듣지 않는 다른 학생들에게도 개방한 상태다. 그는 이 공간이 차세대 자율주행 차량 개발에 실질적으로 기여할 것으로 희망하고 있다.그는 “향후 자율주행차량 개발에 있어 더키타운은 컴퓨터공학자들의 상호 지속적 협력 기회를 제공해 줄 것으로 기대한다”고 밝혔다. 한편 더키타운은 학교 수업뿐만 아니라 업계 연구에도 활용됐던 바 있다. 과거 폴은 CSAIL과 일본 자동차기업 도요타가 공동 참여한 2500만 달러(약 283억 원) 규모 자율주행차량 알고리즘을 실험하기 위해 더키타운을 적극 활용했던 것으로 알려졌다. 사진=ⓒMIT CSAIL 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

2010년부터 과학 중점학교 지정 과학 중점과정 학생 대학 진학률 교내 인문계 학생보다 2배 높아 서울 동대문구 휘경동에 자리한 휘경여고의 주변 여건은 좋다고 볼 수 없다. 학교에서 얼마 떨어지지 않은 곳에 이른바 ‘혐오시설’로 불리는 서울보호관찰소가 있어 주민들은 선거 때마다 이전을 요구한다. 그럼에도 휘경여고는 동대문구 일대에서 학생들이 가고 싶어 하는 학교로 꼽힌다. 지난해 휘경여고 신입생 중에는 이곳에서 제법 먼 성북구의 월곡중이나 석관중 출신 학생들도 있었다. 통학 시간이 30분이 넘는 지역에서까지 휘경여고에 지원하는 것은 이곳이 창의적인 여성 과학인 육성을 주도하는 과학 중점학교로 알려져 있기 때문이다. 과학 중점학교는 보통 일반고 과정에서 수학과 과학 수업 단위가 전체에서 차지하는 비중이 45%로, 일반적인 30%보다 높은 학교를 말한다. 서울시내에만 21개가 있는데, 연간 50시간 이상의 과학 체험 활동을 해야 하고 수학과 과학을 일주일에 5~10시간 가르친다. 휘경여고가 과학 중점학교의 길을 택한 것은 2007년 쓰라린 경험을 한 것도 원인 중 하나다. 당시 휘경여고는 외고와 특목고가 휩쓸던 명문대 입시에서 서울대 합격생을 한 명도 내지 못했다. 하지만 2010년부터 과학 중점과정을 운영하면서 자연스럽게 학생들의 학력이 신장돼 입시 결과도 향상되는 효과를 얻었다. 휘경여고는 과학 중점학교로 지정되면서 학급당 35명 내외의 과학 중점학급 2개 반을 개설했다. 이를 바탕으로 2학년 때부터 ‘과학 중점과정’과 ‘일반과정’으로 구분해 과목들을 편성했다. 과학 중점과정은 1학년 때는 차이가 없다. 일반과정과 마찬가지로 물리Ⅰ, 과학교양 과정을 배운다. 2학년이 되면 과학 중점과정에서는 화학Ⅰ과 생명과학Ⅰ, 지구과학Ⅰ, 생명과학실험, 지구과학실험, 과학융합 등을 배운다. 반면 일반과정은 화학Ⅰ, 생명과학Ⅰ, 지구과학Ⅰ만 배운다. 3학년에 올라가서도 과학 중점과정은 물리Ⅱ와 화학Ⅱ, 생명과학Ⅱ, 지구과학Ⅱ, 경제 등을 공부하지만 일반과정 학생은 물리Ⅱ, 화학Ⅱ중 한 과목을 선택하고 생명과학Ⅱ, 지구과학Ⅱ를 이수하게 된다. 학교는 과학에 중점을 둔 교육과정 편성을 통해 학생들이 자연스럽게 창의력 및 과학적 재능을 갖춘 엔지니어나 연구원 등의 길을 갈 수 있도록 배려하고 있다. 이 때문인지 휘경여고에서는 올해 6명의 서울대 합격생 중 3명이 기계공학과 지구환경과학, 건설환경공학부에 들어갔다. 연세대 역시 19명의 합격생 중 이과계열이 9명에 이른다. 카이스트와 포스텍에도 꾸준히 합격생을 내고 있다. 눈여겨볼 것은 과학 중점과정 학생의 대학 진학률이 인문계보다 두 배가량 높다는 점이다. 3학년 진학 담당 이수진 교사는 11일 “과학 중점과정을 거치는 학생의 4년제 대학 진학률이 80%에 이른 반도 있다”며 “예를 들어 문과 1학급에서 15명 정도가 서울 소재 대학에 들어간다고 볼 때 과학 중점과정 학급은 30명가량이 서울 소재 대학에 들어간다”고 말했다. 진학률이 높다는 소문이 나니 자연스럽게 과학 중점과정을 지망하는 학생이 몰린다. 이 때문에 휘경여고는 당초 2개 학급이던 과학 중점과정을 현재 2학년 학생부터는 3개로 늘렸다. 최근 휘경여고는 과학영재학급, 과학캠프, 탐구학습, 비교과 체험 활동 등 과학 중점학교 운영의 내실화를 위해 노력하고 있다. 5년마다 이뤄지는 교육부 평가에서 탈락하지 않기 위해서다. 이를 위해 1~2학년 20명씩을 대상으로 방과 후 수요탐구학습반을 개설해 실생활에서 일어나는 과학 현상을 이해하는 공부를 강화했다. 수요 과학탐구 학습반의 경우 1~2학년 과학 중점과정 희망 학생에게 테마별로 과학탐구·수업을 진행하고 있다. 2학년 김미승(17)양은 “과학은 물론 수학을 좋아해 친구들과 빅데이터를 이용한 동아리 활동을 하고 있다”면서 “전국 100개 여행지의 최단거리를 구하는 방법을 놓고 확률이 아닌 빅데이터를 이용한 프로그램을 만드는 작업을 하고 있다”고 소개했다. 김양은 “구글 인공지능 ‘알파고’도 빅데이터를 활용한 것”이라며 “기계적인 역할 외에 이를 활용하는 방법을 배우는 산업공학자가 되고 싶다”고 말했다. 학교가 개설한 다양한 비교과 체험 활동은 대학 입시에서 유리하게 작용한다. 황윤식 교감은 “과학과 관련된 다양한 과목의 학습 기회 제공과 비교과 체험 활동은 학생들의 자기소개서에 그대로 반영된다”며 “대학에서 한때 심층면접을 중요시할 때 우리 졸업생이 강한 면모를 보이기도 했다”고 밝혔다. 실제로 지난해 80개에 이르는 자율동아리 중에서도 ‘과학과 수학의 매미들’, ‘물화일체’ 등 다양한 과학 관련 자율동아리가 학술발표회까지 개최했다. 학생 스스로 탐구하고 결과물을 만들어 내니 이런 것이 자기소개서에서 강점으로 작용한다는 것이다. 대학 입시를 앞둔 3학년 이유경(18)양은 “자율동아리에서 항산화물질 관련 연구를 친구들과 함께했다”며 “이때 소논문 쓰기 등을 배운 것이 많은 도움이 됐다”고 말했다. 이수진 교사는 “대학에서 학생부종합전형의 비중을 높이면 아무래도 재수생보다 재학생의 진학률이 좋아질 수밖에 없다”며 “우리 학교는 과학 중점이라는 분야의 틈새를 집중 공략하고 있다”고 밝혔다. 이제훈 기자 parti98@seoul.co.kr