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  • “격렬한 유산소 운동, 노화 늦춘다…텔로미어 복원”(연구)

    “격렬한 유산소 운동, 노화 늦춘다…텔로미어 복원”(연구)

    격렬한 유산소 운동이 노화를 늦출 수 있다는 연구결과가 나왔다. 벨기에 루벤가톨릭대 등의 연구진이 유산소 운동으로 노화와 관련한 텔로미어를 복원하는 효소인 텔로머레이스의 수치가 증가하는 것을 발견했다고 사이언스 어드밴스(Science Advances) 최신호(7월 27일자)에 발표했다. 텔로미어는 구두끈 끝이 풀리지 않도록 플라스틱으로 싸매는 것처럼, 세포의 염색체 말단부가 풀리지 않도록 보호하는 부분을 말한다. 이 말단부는 세포가 한 번 분열할 때마다 점점 풀리며 그 길이도 조금씩 짧아지고 이 때문에 세포는 점차 노화해 죽게 되는 것이다. 그런데 이번 연구에서는 유산소 운동이 이런 텔로미어의 길이가 줄어드는 것을 막는다는 것이 밝혀진 것이다. 연구진은 이번 연구를 위해 실험 참가자 10명에게 45분간 실내 자전거를 타게 했다. 이때 각 참가자는 운동 전과 후는 물론 2시간 반이 지난 뒤까지 총 3번에 걸쳐 혈액 표본을 채취하고 근육 생체 검사를 받았다. 그 결과, 텔로미어 복원 효소인 텔로머레이스의 수치가 증가한 것으로 밝혀졌다. 이는 유산소 운동이 텔로미어를 복원하면서 염색체는 물론 그 안의 DNA를 지켜내 노화 과정을 늦출 수 있다는 것을 의미한다. 이에 대해 연구진은 “단순하게 운동을 지금보다 더 많이 하는 것만으로 더 오래 사는 것은 아니다”면서 “식이요법은 물론 금연, 금주 등 생활 습관도 수명에 영향을 주는 요인이 된다”고 설명했다. 또한 선천적으로 텔로미어가 긴 사람들이 그렇지 못한 이들보다 더 오래 살 수 있다고 많은 과학자는 믿고 있다. 이와 관련한 연구는 아직 규모가 작지만, 염색체 보호 방법을 찾으려고 노력 중인 의학계에는 흥미진진한 소식이다. 이뿐만 아니라 최근 미국 임상 유전자요법 전문기업인 ‘바이오비바’(BioViva)에서는 향후 인류가 노화를 무시할 수 있는 각 개인에 따른 유전자 치료법을 개발했으며, 이 회사의 최고경영자(CEO)는 아직 임상시험이 덜 된 이 치료를 직접 받아 사회적 파장을 일으켰다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 과학계는 지금…ETRI, 현직교사 대상 메이커 교육

    사탕의 빛 발생 원리 이용한 색조절 기술 개발  대구경북과학기술원(DGIST·총장 신성철) 나노에너지융합연구부 정문순 선임연구원팀은 여러 가지 색을 내는 사탕의 원리를 모사한 색 조절기술을 개발해 재료과학분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 최신호 표지논문에 실렸다. 사탕을 구성하는 설탕성분이 부서질 때 자외선 영역의 미케노발광이 발생하는 원리를 응용해 기계적 에너지를 빛 에너지로 전환시키는 이번 기술은 외부전력 없는 디스플레이, 조명, 센서 등에 응용할 수 있을 것으로 예상된다. 과천과학관, 종이접기 특별전 개최  국립과천과학관(관장 조성찬)은 종이문화재단과 함께 오는 27일부터 9월 4일까지 온 가족이 함께 즐길 수 있는 특별전 ‘종이로 표현하는 세상’을 개최한다고 25일 밝혔다. 이번 특별전에서는 종이접기로 재현한 지구촌 자연생태의 모습을 볼 수 있을 뿐만 아니라 종이접기에서 활용되는 수학원리를 배우는 자리도 마련될 예정이다. 이와 함께 종이접기 아저씨로 유명한 김영만 종이문화재단 평생교육원장의 특강과 함께 다양한 종이접기 체험도 할 수 있다. 자세한 내용은 과학관 홈페이지(www.sciencecenter.go.kr)에서 확인할 수 있다.  ETRI, 현직교사 대상 메이커 교육  한국전자통신연구원(ETRI, 원장 이상훈)은 대전시와 세종시 교육청과 함께 25일부터 사흘 일정으로 중학교 교사 79명을 초청해 ‘자유학기제를 위한 메이커 교육’ 직무연수를 열었다. 메이커 교육은 학생들이 오픈소스 하드웨어나 소프트웨어, 3D 프린팅 등 ICT를 활용해 자신이 원하는 제품을 직접 설계해보고 제작하도록 하는 수업방식이다. 연구원은 이번 직무연수 교육을 통해 중학교 자유학기제와 창의적 체험활동 등에서 메이커 교육이 확산될 것을 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [사이언스 톡톡] ‘빛 공해’ 암·심혈관 이상까지 부른다

    [사이언스 톡톡] ‘빛 공해’ 암·심혈관 이상까지 부른다

    반갑네, 난 ‘멘로파크의 마법사’ 토머스 에디슨(1847~1931)일세. 1000여건이 넘는 발명과 제품 개선 때문에 흔히 ‘발명왕’이라고 부르지. 오늘은 나에게 가장 큰 영광과 함께 몰락을 가져다 준 인공조명에 대해 얘기해 보려고 하네.인공조명은 18세기 중엽 유럽에서 산업이 발달하면서 대량 생산을 위해 밤에도 공장을 가동해야 하는 필요성 때문에 생겼지. 처음 등장한 것은 가스등이었는데 불빛이 그리 밝지 않고 자칫 가스폭발로 이어질 가능성이 커서 새로운 조명이 필요했지. 그러던 중 1808년 영국의 화학자 험프리 데이비 경이 탄소에 전류를 흘리면 빛이 발생한다는 사실을 발견하고 아크등을 만들었어. 빛이 강해 공장에서 쓰기는 좋지만 가정에서까지 활용하기엔 무리가 있었지. 그래서 나는 집에서도 쓸 수 있는 안전한 인공조명 개발에 집중했어. 마침내 1879년 유난히 눈이 많이 내리던 12월 3일 미국 뉴저지에 있는 멘로파크 연구소에서 백열전구가 처음 빛을 내도록 하는 데 성공했어. 진공의 유리구 속에 실을 태운 필라멘트를 이용해 전류를 흘려 빛을 내도록 한 거야. 10시간을 못 갈 것이라고 예상했는데 40시간이나 지속하는 데 성공했지. ●신체적 건강·노화 속도 빨라져 독일의 역사학자 에밀 루트비히는 내 전구 발명 소식을 듣고 “프로테메우스가 불을 인간에게 가져다준 이후 인류는 두 번째 불을 얻게 됐다”고 평가했다더군. 백열전구의 대중화를 위해 에디슨전기회사(제너럴 일렉트릭의 전신)을 설립했지만 특허권을 둘러싼 소송으로 많은 경제적 손실을 보고 결국 내가 만든 회사에서 쫓겨나기까지 했지. 어쨌든 백열전구 이후 인공조명은 널리 보급돼 사람의 활동시간을 획기적으로 늘리는 데 크게 기여했지. 그런데 내가 미처 생각하지 못한 게 있었어. 야근이나 각종 야간생활로 인해 이런 인공조명에 지나치게 노출되면 신체적 건강은 물론 노화속도까지 빨라진다는 최신 연구결과를 보고 깜짝 놀랐지. 생물학 분야에서 저명한 국제학술지인 ‘커런트 바이올로지’ 15일자에 실린 네덜란드 레이던대 의대 연구진이 생쥐 실험을 통해 밝혀낸 사실이라는데 좀 충격적이네. 밝은 빛이 비추는 우리 속에서 24주 동안 생활한 생쥐의 생체시계는 24시간이 아닌 25.5시간으로 바뀌고 골밀도가 감소하고 뼈를 지탱해주는 골격근이 약화하는 한편 체내 만성 염증까지 생겼다더군. ●실험 쥐 골밀도 감소·만성 염증 생쥐들은 깨어 있는 동안에는 계속 밝은 빛에 노출되고 잠을 자는 동안에도 깨어 있을 때 빛의 7분의1 수준에 해당하는 빛에 지속적으로 노출시켰으니 사람이 빛에 노출되는 패턴과는 좀 다르다고 할 수 있겠지. 그렇지만 최근 대도시에는 밤새 켜 있는 네온사인과 개인이 사용하는 스마트폰이나 태블릿PC에서 나오는 블루라이트 등으로 24시간 빛에 노출된다고 볼 수도 있겠지. 사실 그동안 야간교대 근무가 잦은 사람에게 유방암이나 대사증후군, 골다공증 위험이 증가된다는 보고는 여러 차례 있었지만 뇌의 생체주기에 직접적인 영향을 미친다는 사실을 밝혀낸 것은 이번이 처음이라더군. 지난달 미국 의학협회 산하 ‘과학과 공중보건 위원회’는 인공광선이 암, 당뇨, 심혈관 질환의 발병 위험을 증가시킬 수 있는 만큼 인공광선의 노출을 줄이라는 권고를 내놓기도 했다지. 얼마 전 이탈리아, 독일, 미국, 이스라엘 국제공동연구진이 기초과학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴스’에 발표한 ‘전 세계 빛 공해 실태’에서 한국은 ‘세계에서 가장 심각한 빛 공해 국가’라는 지적을 받았더군. 밤낮없이 부지런히 일하며 역동적인 삶을 사는 것도 좋겠지만 밤에는 불을 끄고 다음날을 위해 좀 쉬는 것도 좋지 않을까. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 오징어 폐기물로 ‘투명종이’ 개발 성공

    울산대는 첨단소재공학부 진정호 교수와 카이스트 웨어러블 플랫폼소재 기술센터 배병수 교수 공동연구팀이 오징어 폐기물로 차세대 플렉시블 전자소자 기판으로 사용할 수 있는 생체 친화성 ‘투명종이’를 개발했다고 10일 밝혔다. 이 연구는 독일 학술지인 ‘어드밴스드 머티리얼스’(Advanced Materials) 7월호 표지 논문으로 선정됐다. 이번에 개발된 투명종이는 기본 마이크로(100만분의1)m 크기보다 더 얇은 나노(10억분의1)m 두께의 섬유로 제작해 매우 투명하다. 또 기존의 종이처럼 접을 수 있고 인쇄도 가능하다. 연구팀은 게·새우껍질·오징어 내골격을 주성분으로 사용했고, 생체친화성이 뛰어난 ‘키틴’ 나노섬유를 이용해 개발했다. 기존 식물성분의 투명종이와 다른 소재다. 그동안 키틴은 용매에 녹지 않는 성질과 필름으로 제작할 때 발생하는 수축현상 때문에 투명종이 원료로 사용하는 데 한계가 있었다. 연구진은 불용성이 적은 오징어 내골격에서 얻은 키틴과 수소 결합을 잘 끊어내는 용매를 사용하고 원심력을 이용해 수축현상을 막았다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr
  • 울산대 진정호 교수와 KAIST 배병우 교수 등, 오징어 폐기물로 투명종이 개발

    울산대 진정호 교수와 KAIST 배병우 교수 등, 오징어 폐기물로 투명종이 개발

    울산대는 첨단소재공학부 진정호 교수와 KAIST 웨어러블 플랫폼소재 기술센터 배병수 교수 공동연구팀이 오징어 폐기물로 차세대 플렉시블 전자소자 기판으로 사용할 수 있는 생체 친화성 ‘투명종이’를 개발했다고 10일 밝혔다. 이 연구는 독일 학술지인 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials) 7월호 표지논문으로 선정됐다. 이번에 개발된 투명종이는 기본 마이크로(100만분의 1)m 크기보다 더 얇은 나노(10억분의 1)m 크기의 섬유로 제작해 매우 투명하다. 연구팀은 게·새우껍질·오징어 내골격을 주성분으로 사용했고, 생체친화성이 뛰어난 ‘키틴’ 나노섬유를 이용해 개발했다. 기존 식물성분의 투명종이와 다른 소재다. 그동안 키틴은 용매에 녹지 않는 성질과 필름으로 제작할 때 발생하는 수축현상 때문에 투명종이 원료로 사용하는 데 한계가 있었다. 이에 연구는 불용성이 적은 오징어 내골격에서 얻은 키틴과 수소 결합을 잘 끊어내는 용매를 사용하고 원심력을 이용해 수축현상을 막았다. 또 기존 종이처럼 접을 수 있고 인쇄도 가능하다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr
  • 미생물, 미래에는 스마트폰 배터리로도 활용 가능 (연구)

    미생물, 미래에는 스마트폰 배터리로도 활용 가능 (연구)

    미생물, 흔히 박테리아라고 부르는 이것은 인체에서 중요한 역할을 한다. 피부와 호흡기, 호화기에 노출된 항원에 적극 반응해 우리 몸을 지켜주고, 동시에 먹는 음식물을 소화하고 흡수해 인체가 활동할 수 있는 에너지원을 만들어 주기도 한다. 이렇게 인체에서 에너지 생산역할을 담당하는 ‘착한’ 미생물이 현대인에게는 떼려야 뗄 수 없는 존재인 스마트폰에게도 전력을 공급할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 영국 옥스퍼드대학 연구진은 최근 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 빽빽하게 밀집한 미생물 군집이 원통형의 회전자(전동기‧발전기 등 회전기의 회전하는 부분)를 움직이게 하는 등 꾸준한 전력원이 된다는 것을 입증했다. 연구진에 따르면 이 미생물들의 생물학적 동력 시스템이 언젠가는 초소형 엔진으로도 변모할 수 있을 것으로 기대했다. 예컨대 미생물의 이러한 특징은 스마트폰이나 마이크 등의 소형 장치에 장착돼 새로운 에너지원이 될 수 있다는 것. 연구를 이끈 옥스퍼드대학의 타일러 셴드러크 박사는 “우리는 지금까지 기가와트 규모의 거대한 에너지를 시험해 오는데 집중했지만, 박테리아를 이용한다면 매우 작은 마이크로기기를 위한 소규모 전력을 만들어내는 방법을 찾을 수 있을 것‘이라고 설명했다. 이어 “빽빽하게 밀집한 박테리아 군집이 만들어내는 자가 동력을 이용하면 전원을 공급하지 않아도 될 뿐만 아니라 초소형 동력기에 에너지를 공급하는 것이 더욱 수월해진다”면서 “자연은 그 자체로도 매우 훌륭한 ‘작은 엔진’을 만들어낸다. 우리가 이들의 능력과 시스템을 이해할 수 있다면 가능성이 더욱 무한해 질 것”이라고 기대했다. 한편 자세한 연구결과는 세계적인 저널인 ‘사이언스 어드밴스’ 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 여자를 밝힌다… Mr.젠틀카의 유혹

    여자를 밝힌다… Mr.젠틀카의 유혹

    “자동차의 세세한 편의 사양을 강화해 여심을 저격하라.” 여성이 자동차 시장의 주요 고객으로 떠오르면서 자동차 관련 업계가 작지만 특별한 편의 사양을 특화하는 식으로 여심을 겨냥한 마케팅을 강화하고 있다. 2000년대 초반 현대차가 ‘쏘나타’에 여성들이 좋아할 만한 밝은 베이지색 가죽 시트를 처음 장착하고, 폭스바겐이 ‘뉴비틀’의 운전대 옆에 감성적인 작은 꽃병을 탑재한 것으로 두각을 드러낸 여심 저격 마케팅이 여성들의 경제력 강화와 함께 더욱 다양한 형태로 진화하는 양상이다. ●기아차 ‘레이’ 뒷좌석에 신발 보관용 공간 배치 기아차의 경차인 ‘레이’(1000㏄)는 기획 단계에서부터 여성 친화적인 설계를 적용한 것으로 유명하다. 기아차 구매자 중 여성이 차지하는 비중이 평균 20%대인 반면 이 차는 구매자 중 40% 이상이 여성일 만큼 여성들 사이에서 인기가 좋다는 설명이다. 기아차 관계자는 “차가 작아 여성들이 운전하기 좋으면서도 여성들이 짐을 많이 가지고 다닌다는 점에 착안해 각종 내부 수납 공간을 넉넉히 만든 게 특징”이라고 말했다. 실제로 운전석과 조수석 사이, 그리고 조수석 의자 밑에 서랍이 있다. 뒷좌석 바닥에는 뚜껑을 열면 구두 두 켤례가 들어갈 수 있는 신발 보관용 수납 공간도 있다. 구두를 신는 사무직 여성들이 운전 시에는 편안한 신발로 갈아 신는 점에 착안해 설계한 것이다. 운전석과 조수석의 햇빛가리개 윗단에도 책이나 다이어리 등을 넣을 수 있는 수납 공간이 자리하고 있다. ●SKC ‘스킨케어필름’ 복사열 차단, 실내 쾌적해 SKC는 ‘얼굴에 바를 필요 없는 자외선 차단제’라는 모토로 자외선을 막아 주는 차량용 ‘SK스킨케어필름’을 출시했다. 단순히 창문 유리의 색깔만 어둡게 선팅하는 개념이 아니라 자외선을 막아 운전자의 피부를 보호하는 원리로 만들어 여성들 사이에서 인기가 높다. SKC 측은 “SK스킨케어필름은 시중에 판매되는 선팅 제품 가운데 자외선을 지속적으로 100% 차단할 수 있는 유일한 제품”이라면서 “가시광선 투과율은 다른 선팅 제품보다 좋아 안전운전에 도움이 되고 복사열을 차단해 실내 쾌적성은 높인 게 특징”이라고 밝혔다. 제품의 종류와 가격은 선팅 필름의 사용 수명(3~10년)과 복사열 차단 수준에 따라 다른데 승용차의 경우 앞 유리를 3년 차단하는 데 11만원, 10년 차단하는 데 45만원이다. 승용차 기준 전면과 측면 그리고 후면 유리 전체를 모두 10년짜리 최고 사양으로 시공하면 110만원 선이다. 최고 사양인 울트라 10년 지속 SK스킨케어필름은 야간 시인성을 좋게 해 주는 기능도 들어 있다고 SKC 측은 설명했다. 맥스크루즈, 아이오닉, K3 등 현대·기아차에 다양하게 적용된 ‘헤드램프 에스코트’도 여성 운전자들을 위한 작은 배려를 모토로 만든 기능이다. 운전자가 차량에서 하차한 후에도 30초간 헤드램프 조명이 유지되는데 여성들이 밤길이나 어두운 지하 주차장에서 이동하는 상황을 가정해 설계했다는 것이다. ●현대·기아차, 트렁크 앞 머물면 문 알아서 열려 현대·기아차는 또 마트 등에서 장을 보고 물건을 실을 때 운전자가 스마트키를 몸에 지닌 채 트렁크 앞에서 약 3초간 머무르면 트렁크 문이 자동으로 열리는 ‘스마트 트렁크 시스템’ 기술을 내놨다. LF쏘나타, 투싼, 스포티지 등 최근 출시한 차량들에 적용되고 있다. 차 업계는 자율주차 기능을 지속적으로 발전시키고 있다. 주차를 어려워하는 여성 고객들이 이 기능의 주요 타깃층 중 하나다. 현대차 아반떼, 기아차 K3, 쏘울 등의 차량에는 주차를 어려워하는 고객을 위해 공간을 계산해 주차를 보조해 주는 ‘어드밴스트 주차 조향 보조시스템’(ASPAS)을 탑재했다. ASPAS 버튼을 누르고 차를 운전하면 빈 공간을 감지해 주차할 때 핸들을 알아서 돌려 준다. 운전자는 전진·후진 변속을 조작하고 액셀 및 브레이크를 밟으면 된다. ●벤츠 뉴E클래스 ‘T자형’ 직각 주차도 가능 수입차 중에서는 메르세데스벤츠가 이달 말 주차 보조 장치인 ‘파킹 파일럿’을 탑재한 뉴E클래스를 국내에 출시한다. 기존 E클래스가 평행 주차 시에만 자동 주차가 가능했다면 뉴E클래스는 ‘T자형’ 직각 주차도 자동으로 해 준다. BMW는 다음달 이후 세계 최초로 무인 주차 시스템인 ‘리모트컨트롤 파킹’을 탑재한 신형 7시리즈를 국내에 출시한다. 차에서 내린 뒤 스마트키 버튼을 누르고 있으면 차가 자동으로 주차를 하는 첨단 기술이라는 게 BMW의 설명이다. 인피니티는 세단 Q70에 주차를 돕기 위해 차 주변 이미지를 360도로 보여주는 ‘어라운드 뷰 모니터’ 시스템을 탑재했다. 차량의 위에서 내려다보는 듯한 영상을 실시간으로 제공함으로써 여성 운전자가 보다 안전하고 정확하게 주차를 할 수 있도록 돕는다. 주현진 기자 jhj@seoul.co.kr
  • 13분 만에 아이폰 충전… 1만번 써도 쌩쌩

    국내 연구진이 배터리 수명을 그대로 유지하면서 충전 시간도 줄일 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다. 카이스트 EEWS대학원 강정구·김용훈 교수 공동 연구팀은 1만번 이상 사용해도 수명이 그대로인 리튬이온 배터리용 소재를 개발하는 데 성공했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 성과는 재료공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’ 최신호에 실렸다. 현재 리튬이온 배터리용 소재로는 흑연 표면 한 층을 얇게 떼어낸 탄소나노물질인 그래핀이 많이 쓰이고 있지만 분리 과정에서 그래핀이 깨지거나 불순물이 표면에 묻어 배터리 효율과 수명이 눈에 띄게 줄어드는 단점이 있다. 연구진은 그래핀을 기체 상태로 만들어 얇은 막을 형성하도록 하는 ‘화학기상증착법’을 이용해 불순물이 적고 물성이 우수한 그래핀 박막을 만들었다. 이렇게 만들어진 그래핀 박막을 이산화티타늄 나노입자와 결합시켜 리튬배터리 소재를 만들었다. 연구팀은 이번에 개발한 소재로 배터리를 만들어 실험한 결과 130㎃h(밀리암페어아워) 용량을 1분 내에 충전하는 데 성공했다. 이는 1715㎃h 용량의 아이폰6S는 13분, 3000㎃h의 갤럭시S7은 23분 정도면 완전 충전이 가능한 속도다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 마찰전기 이용 ‘인공 달팽이관’ 기술 세계 첫 개발

    마찰전기 이용 ‘인공 달팽이관’ 기술 세계 첫 개발

    보청기를 착용해도 들리지 않는 고도 난청환자들은 인공와우(달팽이관)를 이식하는 수술을 받는다. 기존의 인공와우 장치는 귀 뒤쪽에 장착해야 하는 불편함과 잦은 배터리 충전, 비싼 유지비 등이 걸림돌이었다. 국내 연구진이 마찰전기를 이용한 인공 달팽이관의 핵심기술을 세계 최초로 개발하는 데 성공했다. 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇공학전공 최홍수 교수와 아주대병원 이비인후과 장정훈 교수 공동연구진은 마찰전기를 이용해 음성을 분리하고 배터리 충전이 필요 없는 ‘인공기저막’(TEABM)을 개발해 바이오 소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼스’ 9일자에 발표했다. 이전에도 인공와우의 단점을 개선하기 위해 소리의 압력에 반응하는 압전물질을 이용한 인공기저막 개발이 시도됐지만 감도가 낮아 청력 향상에 도움이 되지 못했으며 압전물질 생산 공정도 복잡했다. 연구진은 플라스틱의 일종인 폴리이미드 필름과 알루미늄 필름을 붙이는 비교적 간단한 방법으로 이들 사이에서 발생하는 마찰전기가 특정 음성주파수에 반응하도록 한 TEABM을 만들었다. 이번에 개발된 TEABM은 낮은 목소리의 주파수에도 반응하는 등 감도가 기존의 것보다 7배 이상 우수하다는 평가를 받았을 뿐만 아니라 장치를 작동시키기 위한 전원도 필요 없다는 장점을 갖고 있다. 연구진은 실제로 생쥐의 청력을 손상시킨 뒤 이번 장치를 장착해 실험한 결과 청력 복원에 도움이 되는 것을 확인했다. 최 교수는 “이번 연구는 배터리와 복잡한 전기신호 처리회로가 필요 없는 인공달팽이관을 만들 수 있는 핵심기술로, 고도 난청 환자가 정상인과 같은 청력을 가질 수 있도록 도와줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 지구 생명 기원은 우주?…67P 혜성에서 아미노산 발견

    지구 생명 기원은 우주?…67P 혜성에서 아미노산 발견

    아미노산의 일종인 글리신이 혜성에서 처음으로 발견됐다는 연구결과가 최근 발표됐다. 지구 생명체의 기원이 천체에 의해 운반됐을 가능성을 보여주는 증거로 해석돼 과학계를 흥분시키고 있다. 세계적 학술지 사이언스 자매지인 사이언스 어드밴스(Science Advances) 5월 27일 자에 게재된 연구 논문에 따르면, 유럽우주국(ESA)의 무인탐사선 로제타호(號)는 ‘67P/추류모프-게라시멘코’(이하 67P) 혜성에서 단백질을 구성하는 유기화합물인 글리신을 발견해냈다. 카트린 알트웨그 스위스 베른대학 교수가 이끈 국제 연구팀은 로제타호에 탑재된 ‘질량 분석계’(ROSINA-DFMS)를 이용해 글리신을 처음 발견할 수 있었다. 이에 대해 알트웨그 교수는 AFP통신 등 외신에 “혜성의 얇은 대기층에서 글리신이 명확하게 감지된 것은 이번이 처음”이라고 밝혔다. 이번 논문에 따르면, 글리신 외에도 생명체에 존재하는 인산도 감지됐다. 이런 물질은 DNA와 세포막을 구성하는 필수 요소다. 과학자들은 지금까지 지구 상 생명체를 구성하는 요소를 둘러싸고 혜성이나 소행성이 바다에 충돌해 생겼을 가능성이 있다고 오랫동안 믿어왔다. 실제로 지금까지 대기층에서 글리신이 발견되기도 했지만 이런 표본은 지구 상 물질에 의해 오염돼 있을 가능성이 있어 입증하기에는 어려움이 있었다. 이번 연구는 이번 발견으로 우주 어딘가에도 우리와 같은 생명체가 실제로 존재할 가능성이 있다는 것을 보여준다. 사진=ESA/Rosetta/NAVCAM - CC BY-SA IGO 3.0 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 햇빛으로 메탄올 만든다

     국내 연구진이 지구온난화의 원인물질인 이산화탄소를 햇빛만으로 메탄올로 바꿀 수 있는 기술을 개발했다.  카이스트 EEWS대학원 강정구, 김용훈 교수팀은 햇빛만으로 이산화탄소를 메탄올로 바꿀 수 있는 광촉매를 개발하는데 성공하고 에너지 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈’ 최신호에 발표했다.  현재 전 세계에서 매년 배출되는 이산화탄소는 약 250억t에 이르고 국내에서도 연간 6~7억t에 가까운 이산화탄소가 발생하고 있다. 이 때문에 이미 발생한 이산화탄소를 포집해 땅 속이나 해저에 저장하는 포집·저장 기술이 활용되고 있지만 완전히 이산화탄소를 없애는 것이 아니기 때문에 한계가 있다. 이 때문에 과학자들은 이산화탄소를 고부가가치의 화학물질로 변환시키는 기술을 개발하는데 주력하고 있다. 연구팀은 이산화티타늄이란 물질을 이용한 광촉매를 만들어 식물이 광합성을 하는 것처럼 햇빛을 쬐어 메탄올로 전환하는데 성공했다. 메탄올은 자동차 연료로 사용할 경우 오염물질이 발생하지 않기 때문에 휘발유의 대체제로 주목받고 있다. 특히 연구팀은 슈퍼컴퓨터를 이용해 원자 수준에서 일어날 수 있는 다양한 반응과 변수를 측정해 최적의 촉매를 찾았다.  이렇게 만들어진 광촉매는 빛의 감지능력도 우수해 별도의 화학물질을 첨가하거나 전기 에너지를 투입할 필요 없이 빛만으로 이산화탄소를 메탄올로 전환시키는데 성공했으며 기존에 나와있는 기술보다 메탄올 생산량이 25배 이상되는 것으로 나타났다.  강 교수는“이번에 개발한 광촉매 반응은 이산화탄소 이외의 다양한 물질에 공통적으로 적용할 수 있는 만큼 응용가능성이 매우 크다”며 “산업체에서 대량생산이 가능하도록 하는 상용화가 가능한 수준으로 기술을 발전시키기 위한 연구를 진행 중”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • ‘친환경 투명 목재’ 개발…유리, 플라스틱 대체 가능

    ‘친환경 투명 목재’ 개발…유리, 플라스틱 대체 가능

    최근 친환경 건축자재로 목재가 다시 주목받고 있다. 미국의 과학자들은 유리나 플라스틱과 같이 친환경과 거리가 먼 소재를 대체할 수 있는 ‘투명 목재’를 개발했다. 23일(현지시간) 미국 CNN뉴스는 “미 메릴랜드대학 칼리지파크캠퍼스(UMCP) 연구팀이 개발한 투명 목재는 기존 목재처럼 미생물에 의해 분해되지만 기존 목재보다 강도는 훨씬 더 튼튼하다”면서 “투명 목재는 오늘날 건축에 널리 쓰이는 유리나 철강을 대체할 수 있는데 상용화되면 건축 디자인 개념에서 혁신되는 것과 동시에 난방비와 연료소비 절감으로도 이어질 수 있다”고 보도했다. 연구를 이끈 리앙빙 후 UMCP 재료공학부 교수는 이런 투명 목재는 2단계 공정을 거쳐 만들어진다고 밝혔다. 첫 번째는 유관속 식물에 함유된 유기물인 ‘목질소’(리그닌)를 수산화나트륨과 과산화수소를 사용한 화학처리로 제거하는 것이다. 이 과정은 펄프 제조와 같은 것인데 목질소는 나무에서 노란색을 일으키는 물질이다. 두 번째는 보강제나 접착제로 쓰이는 열경화성 플라스틱 물질 ‘에폭시 수지’를 나무의 물관과 체관에 주입하는 것이다. 이 과정에 걸리는 시간은 약 1시간. 이를 통해 물관과 체관의 세포벽을 형성하는 나노섬유인 셀룰로스의 구조를 유지하는 것은 물론 강도를 더 높여 투명 목재를 완성하는 것이다. 연구팀은 투명 목재가 앞으로 폭넓은 분야에서 응용될 것으로 기대한다. 후 교수는 우선 이 목재가 유리를 대체할 것으로 전망한다. 그는 “유리는 단열성이 떨어져 겨울은 물론 여름에도 큰 문제가 된다”고 말했다. 반면 목재는 자연적으로 단열 효과가 있어 겨울 추위와 여름 더위를 막는 것은 유리보다 훨씬 더 좋다는 것이다. 또 투명 목재는 빛의 흡수율이 높은 특성도 있어 태양 에너지를 전력으로 변환하는 태양전지에 이용할 수 있다. 적용되면 효율은 최대 30%까지 향상할 수 있다고 한다. 이뿐만 아니라 투명 목재는 건축과 공학 분야에 걸쳐 친환경 건축자재로 사용할 수 있다는 것이다. 이에 대해 후 교수는 “목재는 잠재적으로 철강과 비슷하거나 그 이상의 무게당 강도를 실현할 수 있을 것”이라면서 “무게는 나무가 더 가볍다는 장점도 있다”고 말했다. 앞으로 연구팀은 추가 연구를 추진하기 위한 자금 마련에 나설 계획이다. 이를 통해 투명 목재는 수년 안에 상품화할 수 있다고 연구팀은 전망한다. 이번 연구 공개 이후 이미 기업 문의도 잇따르고 있다고 한다. 이에 대해 후 교수는 “투명 목재의 소재는 예전부터 쓰였으며, 목재 산업에서는 이미 많은 노하우를 축적한 제조 인프라도 갖춰져 있다”면서 “따라서 이 분야는 매우 빠른 속도로 성장할 것“이라고 예상했다. 이 연구성과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’(Advanced Materials) 최신호(4일자)에 게재됐다. 사진=UMCP 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 유리처럼 속 보이는 친환경 ‘투명 목재’ 개발

    유리처럼 속 보이는 친환경 ‘투명 목재’ 개발

    최근 친환경 건축자재로 목재가 다시 주목받고 있다. 그런데 미국의 과학자들은 유리나 플라스틱과 같이 친환경과 거리가 먼 소재를 대체할 수 있는 ‘투명 목재’를 개발했다. 23일(현지시간) 미국 CNN뉴스는 “미 메릴랜드대학 칼리지파크캠퍼스(UMCP) 연구팀이 개발한 투명 목재는 기존 목재처럼 미생물에 의해 분해되지만 기존 목재보다 강도는 훨씬 더 튼튼하다”면서 “투명 목재는 오늘날 건축에 널리 쓰이는 유리나 철강을 대체할 수 있는데 상용화되면 건축 디자인 개념에서 혁신되는 것과 동시에 난방비와 연료소비 절감으로도 이어질 수 있다”고 보도했다. 연구를 이끈 리앙빙 후 UMCP 재료공학부 교수는 이런 투명 목재는 2단계 공정을 거쳐 만들어진다고 밝혔다. 첫 번째는 유관속 식물에 함유된 유기물인 ‘목질소’(리그닌)를 수산화나트륨과 과산화수소를 사용한 화학처리로 제거하는 것이다. 이 과정은 펄프 제조와 같은 것인데 목질소는 나무에서 노란색을 일으키는 물질이다. 두 번째는 보강제나 접착제로 쓰이는 열경화성 플라스틱 물질 ‘에폭시 수지’를 나무의 물관과 체관에 주입하는 것이다. 이 과정에 걸리는 시간은 약 1시간. 이를 통해 물관과 체관의 세포벽을 형성하는 나노섬유인 셀룰로스의 구조를 유지하는 것은 물론 강도를 더 높여 투명 목재를 완성하는 것이다. 연구팀은 투명 목재가 앞으로 폭넓은 분야에서 응용될 것으로 기대한다. 후 교수는 우선 이 목재가 유리를 대체할 것으로 전망한다. 그는 “유리는 단열성이 떨어져 겨울은 물론 여름에도 큰 문제가 된다”고 말했다. 반면 목재는 자연적으로 단열 효과가 있어 겨울 추위와 여름 더위를 막는 것은 유리보다 훨씬 더 좋다는 것이다. 또 투명 목재는 빛의 흡수율이 높은 특성도 있어 태양 에너지를 전력으로 변환하는 태양전지에 이용할 수 있다. 적용되면 효율은 최대 30%까지 향상할 수 있다고 한다. 이뿐만 아니라 투명 목재는 건축과 공학 분야에 걸쳐 친환경 건축자재로 사용할 수 있다는 것이다. 이에 대해 후 교수는 “목재는 잠재적으로 철강과 비슷하거나 그 이상의 무게당 강도를 실현할 수 있을 것”이라면서 “무게는 나무가 더 가볍다는 장점도 있다”고 말했다. 앞으로 연구팀은 추가 연구를 추진하기 위한 자금 마련에 나설 계획이다. 이를 통해 투명 목재는 수년 안에 상품화할 수 있다고 연구팀은 전망한다. 이번 연구 공개 이후 이미 기업 문의도 잇따르고 있다고 한다. 이에 대해 후 교수는 “투명 목재의 소재는 예전부터 쓰였으며, 목재 산업에서는 이미 많은 노하우를 축적한 제조 인프라도 갖춰져 있다”면서 “따라서 이 분야는 매우 빠른 속도로 성장할 것“이라고 예상했다. 이 연구성과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’(Advanced Materials) 최신호(5월4일자)에 게재됐다. 사진=UMCP 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [과학계는 지금]

    피부 안에 삽입하는 태양전지 개발 광주과학기술원(GIST) 기계공학부 이종호 교수와 캘리포니아공대(칼텍) 주혁 교수, 조지아 공대 왕종린 교수 공동연구팀은 피부 안에 삽입할 수 있는 얇은 막 형태의 태양전지를 개발하는 데 성공하고, 이를 헬스케어 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼스’ 최신호에 발표했다. 이번에 개발한 기술은 실시간 혈당분석기나 심박조율기처럼 몸속에 삽입하는 전자기기들의 전원에 활용될 수 있다. 70배 빠른 다차원 빅데이터 분석 한국과학기술정보연구원(KISTI)은 현재 나와 있는 상용 빅데이터 분석 속도보다 70배 정도 빠른 다차원 빅데이터 분석기술 개발에 성공했다고 16일 밝혔다. 이번에 개발한 빅데이터 분석시스템 ‘투픽스’는 데이터 저장과 계산방식을 바꿔 분석 속도를 높였을 뿐 아니라 개인용 컴퓨터 수준의 사양으로도 빅데이터 처리가 가능하도록 했다는 장점이 있다. 원자력硏 전자빔 이용기술 워크숍 한국원자력연구원(원장 김종경)은 18일 원내 국제원자력교육훈련센터에서 전자 가속기 및 전자빔 이용 기술 연구개발 성과와 산학연 정보교류를 목적으로 ‘제11회 전자빔 이용기술 워크숍’을 연다.
  • 성대 연구팀 ‘전지 수명 늘리는 기술’

    성대 연구팀 ‘전지 수명 늘리는 기술’

    국내 연구진이 전지 수명을 늘릴 수 있는 새 기술을 개발했다. 성균관대는 화학과 박귀옥(왼쪽) 연구원과 에너지과학과 윤정배(오른쪽) 박사과정생이 리튬이차전지용 주석계 합금 나노전극 소재를 개발해 전지의 수명 저하 현상을 해결하게 됐다고 3일 밝혔다. 연구진은 나노소재 합성기술을 이용, 두께가 5나노미터(머리카락의 1만분의1)에 불과한 주석과 코발트의 합금을 규칙적인 벌집 형태로 배열해 전지 수명이 급격하게 저하되는 문제를 해결할 수 있는 기반을 마련했다. 연구진은 특히 충·방전이 될 때 리튬이온전지 내부에서 발생하는 전극 소재의 부피 변화를 방사광가속기를 이용해 실시간으로 관측하는 데 성공했다. 박 연구원은 “차세대 리튬이온전지를 설계함에 있어 새로운 계기가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼스’ 3일자 표지 논문으로 선정됐다. 강신 기자 xin@seoul.co.kr
  • [사설] 소규모 민간 건축물 지진 대책 마련하라

    지금 태평양 주변 국가는 지진의 두려움에 휩싸여 있다. 일본 구마모토에서 지난 16일 규모 7.3의 강진이 일어난 직후 남미 에콰도르에서 규모 7.8의 강진이 다시 발생했다. 비슷한 시기 대만, 필리핀, 바누아투에서도 크고 작은 지진이 잇따랐다. 이른바 ‘불의 고리’라는 환태평양 조산대에 속한다는 공통점이 있다. 구마모토 지진은 우리나라가 더이상 지진의 안전지대가 아니라는 사실을 알려 준다. 부산은 구마모토에서 불과 300㎞ 남짓 떨어져 있을 뿐이다. 한반도와 구마모토를 포함한 일본 규슈 지역은 같은 유라시아 지각판에 속한다. 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴스’에는 최근 백두산 천지 아래 서울시 면적의 두 배가 넘는 마그마가 존재한다는 연구 결과가 발표되기도 했다. 지진의 위협은 생각보다 훨씬 더 가까이 다가와 있다. 일본은 1923년 간토대지진이 일어나자 내진 설계의 필요성을 절감하고 1924년 건축법에 관련 내용을 담았다. 1981년에는 ‘신(新)내진기준’을 채택하는데, 그 효과는 1995년 고베 대지진에서 입증됐다. 신기준이 적용된 건물의 80%는 피해가 없거나 가벼운 피해에 그친 반면 구(舊)기준에 따른 건축물은 80%가 피해를 보았고 대파된 건물도 상당수였다. 우리나라는 1988년부터 내진 설계를 건축물에 반영하기 시작했다. 그동안 내진설계 대상을 꾸준히 늘려 지금은 3층 이상이거나 연면적 500㎡ 이상의 건축물은 내진 설계를 적용해야 한다. 그 결과 공공시설물은 미흡한 대로 내진율을 높여 가고 있지만 민간 건축물은 걱정이 아닐 수 없다. 1988년 이전 건축물과 내진 의무 대상이 아닌 2층 이하, 500㎡ 미만 건축물은 사실상 지진 안전의 사각지대에 놓여 있다고 해도 지나치지 않다. 벽돌로 지은 소규모 주택은 지진과 같은 진동에 특히 취약하다. 2008년 중국 쓰촨 대지진에서도 벽돌 구조에서 많은 인명 피해가 발생했다. 문제는 우리나라 전체 건축물의 54%가 지진에 약한 구조로 돼 있고, 그 대부분은 민간 주택이라는 것이다. 이런 건축물의 내진 보강은 시급하다. 먼저 민간 건축물의 지진 안전성에 대한 단계적 전수조사가 불가피하다. 만에 하나 지진이 일어났을 때 얼마나 견딜 수 있는 건축물에 살고 있는지 거주자 스스로 알아야 한다. 그다음은 자발적으로 내진 보강에 나설 수 있도록 각종 지원을 강화해야 한다. 무엇보다 재개발은 취약 건축물 밀집 지역에 우선순위를 두어야 할 것이다.
  • 北과학자들 “백두산에 화산 폭발 원인 마그마 존재”

    7명 제1저자… 美학자 등과 공동연구 북한 과학자 7명이 처음으로 서양 과학자와 함께 백두산 지하에 마그마를 품고 있는 공간이 존재한다는 사실을 확인했다. 북한과 영국 런던대, 미국 지질조사국, 중국 환경교육미디어프로젝트 연구소 국제공동연구진은 2013년 8월부터 1년간 백두산 인근에서 탐지된 지진파를 분석한 결과 과거 화산 폭발의 원인이 됐던 마그마가 천지 아래쪽에 존재한다는 것을 밝혀내고 자연과학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴스드’ 15일자에 발표했다. 특히 이번 연구에 참여한 11명의 과학자 중 7명은 북한 국가지진국과 평양국제새기술경제정보센터 소속이라 눈길을 끈다. 리경송, 고철남, 김혁, 윤용군, 박길종, 리종송, 류금란 박사 등 북한 과학자들은 논문 제1저자로 참여했다. 북한이 서양 과학자와 함께 공동 연구를 진행하고 그 결과를 서방 과학저널에 발표한 것은 이번이 처음이다. 연구진은 백두산 천지를 기준으로 북한 쪽 영토에 6기의 광대역 정밀지진계를 설치해 지진파를 포착, 지각의 두께와 지질구조를 분석했다. 그 결과 백두산 천지 바로 아래 5~10㎞ 깊이에 부분 용융 암석, 즉 마그마가 있으며 매우 복잡한 지질구조를 갖고 있음을 확인했다. 백두산은 946년에 한 차례 대규모 폭발이 있었던 이후 지금까지 폭발이 일어나지 않는 휴화산 상태다. 그렇지만 2002~2005년 백두산 인근에서 지진이 자주 발생해 화산 폭발의 징후가 아니냐는 우려가 나오기도 했다. 국내 지질학계는 이번 논문의 내용만으로 백두산 화산 폭발을 예측하기는 어렵다며 “이번 논문은 중국 학자들의 기존 연구를 재확인하는 정도지만 상당히 수준이 높은 편이고 북한의 지질구조와 북한 학자들이 국제학계에 처음 모습을 드러냈다는 것이 가장 큰 의미”라고 평가했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 울산 1분기 7000억 투자유치 지역경기 회복 기대

    울산시가 주력산업인 화학과 새로운 먹거리인 서비스, 신성장산업을 중심으로 올해 7000억원에 이르는 투자를 이끌고 있다. 앞으로 7조 7000억원에 달하는 7개 대형사업도 추진돼 지역경기 회복이 기대된다. 울산시는 올해 1분기 29개 업체에서 총 6942억원 투자를 확정해 664개의 새로운 일자리가 만들어질 것으로 예상한다고 11일 밝혔다. 시는 올해 투자 유치 목표를 지난해보다 23% 많은 3조 2600억원으로 잡았고, 1분기에만 올해 목표액 대비 21.3%의 성과를 냈다. 기업별로는 한화케미칼이 올해부터 2년간 400억원을 투입해 후염소화 폴리염화비닐(CPVC) 생산설비 증설 투자를 결정했다. 유니드는 올해 700억원을 투입해 가성 칼륨 생산공장을 울산에 새운다. 또 쿠웨이트 국영회사 PIC(Petrochemical Industries Company)는 올해 초 SK어드밴스드사에 9700만 달러의 대규모 투자를 단행했다. 울산 향토기업 ㈜SIS도 올해부터 내년까지 110억원을 투자해 자동차 부품 제조공장을 신설한다. 3D프린터 제조업체 센트럴은 올해부터 3년간 120억원을 들여 울산으로 본사를 옮긴다. 서비스 산업 및 신성장 산업 투자도 활발하다. 현대리바트가 100억원을 들여 가구와 생활 소품 중심의 복합 쇼핑센터를 올해 초 문을 열었다. 일본 비즈니스호텔 체인으로 유명한 토요코인도 ㈜승현과 공동으로 164억원을 투자해 삼산동에 280실 규모의 비즈니스호텔을 건립하기로 했다. 울산시 관계자는 “앞으로 효성 폴리케톤 공장 신설, S-OIL의 석유화학 복합시설 건설 등 총 사업비 7조 7000억원에 달하는 7개 대형 프로젝트가 진행돼 경기 회복 기대감이 높다”고 밝혔다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr
  • 구본무 “혁신으로 경쟁의 판 바꾸자”

    구본무 “혁신으로 경쟁의 판 바꾸자”

    구본무 LG그룹 회장은 “기존과는 다른 혁신을 통해 경쟁의 판을 바꿔야 한다”고 강조했다. 구 회장은 지난달 31일 경기 광주시 곤지암리조트에서 열린 LG혁신한마당에서 “갈수록 심화되는 위기의 경영 환경에서 성장하기 위해서는 그동안 우리가 해 왔던 혁신 활동들을 철저히 되짚어 보고, 지금까지와는 차원이 다른 획기적인 혁신을 해야 한다”고 말했다. 그는 “경쟁의 판을 바꿀 수 있는 도전적인 목표를 세우고 기필코 이뤄 내겠다는 집념으로 이전과는 다른 새로운 방법을 찾아야 한다”면서 “내가 세상을 바꾼다는 사명감을 가지고 주도적으로 임해 달라”고 당부했다. LG혁신한마당은 사업 현장에서 혁신 활동으로 성과를 낸 사례를 공유하고 시상하는 자리다. 강유식 LG경영개발원 부회장, 구본준 LG 부회장, 차석용 LG생활건강 부회장, 박진수 LG화학 부회장 등 최고경영진 30여명을 포함한 임직원 300여명이 참석했다. 이날 최고 혁신상인 ‘일등LG상’에는 상단 드럼세탁기와 하단 통돌이 미니 세탁기를 결합한 ‘트롬 트윈워시 세탁기’가 선정됐다. 진동과 소음을 기술적 혁신으로 극복해 LG 세탁기의 시장 선도에 기여했다는 평을 받았다. 우수상에는 LG전자 무선 헤드셋 톤플러스, LG유플러스 홈 사물인터넷(IoT) 서비스, LG전자 고효율 프리미엄 태양광 모듈 네온2, LG CNS 친환경에너지 자립섬 사업이 선정됐다. LG디스플레이 어드밴스드 인셀 터치 패널은 생산성 혁신으로, LG화학 전기상용차 배터리는 중국 시장 개척을 이유로 우수상을 받았다. 주현진 기자 jhj@seoul.co.kr
  • [와우! 과학] 컴퓨터와 생명체가 결합한 ‘사이보그 쥐’ 탄생

    [와우! 과학] 컴퓨터와 생명체가 결합한 ‘사이보그 쥐’ 탄생

    일반 쥐는 물론 컴퓨터보다 미로를 더 빨리 탈출할 수 있는 이른바 ‘사이보그 쥐’가 탄생했다. 중국 저장대 판강 교수가 이끈 연구팀은 “사이보그 쥐를 만들어 동물의 지능과 컴퓨터의 지능을 융합한 ‘사이보그 지능’(Cyborg intelligence)이라는 새로운 개념의 가능성을 입증했다”고 24일 국제 학술지 플로스원(PLOS ONE) 최신호를 통해 밝혔다. 우리 인간을 비롯한 동물의 뇌와 컴퓨터의 뇌에 해당하는 CPU(중앙처리장치)는 각기 잘하고 못 하는 것이 있다. 이달초 세계를 떠들썩하게 했던 이세돌과 알파고의 바둑 대결에서 이미 컴퓨터와 생명체의 각기 다른 장단점을 확인한 바 있다. 컴퓨터의 뇌는 숫자를 처리하거나 미리 정해진 절차를 고속으로 정리하기에 좋지만, 인간을 비롯한 동물의 뇌는 새로운 환경이나 상황에 맞게 대응하는 등 더 일반적인 문제를 해결하는 데 적합하다. 사이보그 지능의 목적은 이런 두 가지 방식을 통합하는 것. 연구팀은 이번 연구에서 쥐 6마리를 대상으로 각기 다른 미로 14개를 통과하는 훈련을 시행했다. 이때 각 쥐는 ‘체감각피질’(somatosensory cortex·촉각과 위치 감각을 담당하는 부분)과 ‘내부전뇌다발’(medial forebrain bundle·보상 체계를 구성하는 부분)이라고 불리는 각 뇌 부위에 작은 전극이 삽입됐다. 이를 통해 ‘사이보그 쥐’가 완성된 것이다. 연구팀은 컴퓨터를 통해 쥐의 뇌에 삽입된 전극에 전기적 자극을 전달했다. 이 실험에서 각각의 쥐는 땅콩버터 냄새를 맡으면서 미로의 목표 지점까지 유도됐다. 미로 중에는 언덕길이나 터널, 계단 등 복잡한 장애물 요소가 포함된 것도 있었다. 연구팀은 각 쥐가 다닌 길과 전략, 소요 시간 등을 기록했다. 또한 연구팀은 14개의 미로를 각각 해결하기 위한 컴퓨터 알고리즘도 개발했다. 이들은 사이보그 쥐들이 미로를 탐색하는 동안 컴퓨터를 통해 각 쥐의 좌우 체감각피질을 자극했다. 이들 쥐는 대체로 각자의 생각대로 움직였는데 도움이 필요한 순간에는 컴퓨터 알고리즘이 효과를 발휘했다고 한다. 특히 이때 컴퓨터는 상황에 따라 사이보그 쥐에게 왼쪽이나 오른쪽으로 움직이도록 자극을 줬다. 그렇다고 해서 컴퓨터가 쥐들을 완벽하게 제어한 것이 아니라 방향 감각이나 전략을 개선하는 팁을 준 것일 뿐이라고 연구팀은 설명했다. 이는 쥐들이 한 번도 본 적이 없는 길도 자신 있게 가로지르도록 해, 막다른 길이나 같은 길을 반복하게 하는 것을 피할 수 있었다. 그 결과, 이들 쥐는 컴퓨터에서 받은 자극으로 미로를 빠져나오는 작업을 더 잘 수행할 수 있었다. 일반 쥐와 컴퓨터는 모두 작업을 완료하기 위해 거의 같은 단계를 진행해야 했지만, 사이보그 쥐는 그보다 적은 단계에서 미로를 탈출했다. 또 사이보그 쥐들은 미로 탈출에 걸린 시간은 물론 통과한 경로도 적었다. 게다가 계단 등 낯선 장애물 요소를 만났을 때 더욱 유연하게 대응했고, 동물적 본능과 지능으로 예상치 못한 문제를 푸는 능력도 갖고 있었다. 이런 지능 융합을 우리 인간에 적용하려면 상당한 시간이 걸릴 것이다. 또 안전성이나 유효성, 개인정보 보호문제 등에 대해서도 신중한 검토가 필요할 것이다. 하지만 기계가 인간을 넘어가고 있는 지금, 그 힘을 인간의 지식과 결합하지 않을 이유는 전혀 없다고 한다. 1997년 5월, 체스 세계챔피언 게리 카스파로프는 IBM의 딥블루에 역사적인 패배를 기록했다. 이는 ‘인류의 실수’(setback for humanity)로도 여겨지고 있지만, 이로 인해 카스파로프는 ‘어드밴스드 체스’(Advanced Chess)라는 새로운 체스를 고안해냈다. 이는 인간이 컴퓨터와 경쟁하는 것이 아니라 한 팀을 이뤄 협력하는 것이다. 그로부터 20년이 지난 지금 이 게임은 인간만이나 컴퓨터만의 체스보다 재미있고 도전적인 것으로 여겨지고 있다. 이와 유사하게 현재 미군에서는 인간의 지능과 자율적 무기 시스템을 결합한 ‘켄타우루스 팀’(centaur teams)이라는 프로젝트를 진행하고 있는 것으로도 알려졌다. 컴퓨터의 지식과 인간의 지식은 앞으로 이보다 밀접하게 연결돼 갈 것이다. 판강 교수팀이 쥐에게 시도한 것과 비슷한 시스템이 언젠가 우리 인간에게도 적용될 수 있다. 만일 그렇게 되면 미래의 사람들은 무선 칩을 통해 막대한 정보를 주고받는 그야말로 사이보그 인간이 돼 있을지도 모르겠다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
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