우리나라 최초로 동물실험을 대체할 수 있는 시험인증기관(GLP)이 전남 화순에 설립된다. 전남도는 한국화학융합시험연구원(KTR)이 화순 생물의약산업단지에 동물대체시험인증센터를 건립하기로 했다고 24일 밝혔다. 동물대체시험인증센터는 화장품, 화학제품 등이 인체에 미치는 유해성을 동물로 시험하지 않고 세포, 미생물, 계란, 식물 등을 이용해 시험한 뒤 인증서비스를 제공하는 기관이다. 화장품 피부자극시험의 경우 기존에는 토끼 피부를 이용해 시험했지만 이 센터에서는 인공피부를 이용해 자극 여부를 확인, 동물의 고통을 줄이는 등 동물복지를 증진해 동물시험에 대한 윤리 논란을 잠재우게 된다. 유럽연합(EU)은 지난 3월 시행된 화장품법 등을 통해 동물 실험한 제품 판매를 금지하고 있으며 미국, 캐나다, 일본 등도 단계적으로 동물실험을 규제하고 있다. 센터는 1만 3200여㎡ 부지에 총사업비 166억원을 투입, 2016년까지 4000여㎡ 규모의 시설물과 시험·평가·인증 장비를 갖추게 된다. 국내 동물대체시험 표준절차 구축을 위한 기술 개발과 기업 제품의 시험, 평가, 인증서비스 등을 지원하는 등 아직까지 관련 기반시설이 거의 없는 우리나라에서 핵심 역할을 수행한다. 이와 함께 선진국에서 강화되는 동물실험 금지 규제에 발맞춰 국내 기업의 제품 개발 및 해외 진출의 지원기관 역할도 담당한다. 기반 구축사업이 완료되는 2018년 이후 5년간 동물대체시험 관련 산업분야에서는 4094억원의 생산 유발 효과와 948억원의 수출 유발, 1687명의 고용 창출 등 경제적 파급 효과가 기대된다. 무안 최종필 기자 choijp@seoul.co.kr

아놀드 슈왈제네거가 열연한 터미네이터가 현실이 되는 날도 얼마 남지 않은 것일까. 미국의 한 대학 연구팀이 손상되면 피가 난 것처럼 붉게 변하며 자체 재생하는 인공 피부를 개발해 화제가 되고 있다. 27일 영국 데일리메일 등 외신 보도를 따르면 미국 서던미시시피대학 마렉 어번 교수팀은 최근 개최된 미국화학협회(ACS) 연례회의에서 인간의 피부와 흡사한 신소재를 개발했다고 발표했다. 어번 교수의 말을 따르면 이 플라스틱은 표면이 손상되면 그 부분만 상처를 입은 것처럼 붉은색으로 변하고 빛이나 주변 온도, 산성의 변화를 감지하면 내부 분자 결합을 통해 자가 재생하기 때문에 일회성이 아닌 수차례 회복이 가능하다. 어번 교수는 “대자연은 모든 종류의 생물학적 체계에 자가 회복하는 능력을 부여했다”면서 “사람 피부나 식물의 나무껍질도 스스로 복구한다. 이 소재는 인공적으로 만들어진 것이면서도 자연의 섭리를 갖추고 있다”고 말했다. 또한 이 신소재는 휴대전화나 컴퓨터, 자동차, 항공기 등 다양한 분야에서 응용할 수 있다. 붉게 변색하는 특징이 필요 없다고 생각할 수 있지만 이는 작은 손상을 사전에 경고하는 중요한 역할을 할 수 있다. 예를 들면 항공기 기체에 사용되면 작은 손상을 사전에 파악해 인명 사고 등을 예방할 수 있다. 한편 연구진은 현재 고온에서도 견딜 수 있는 신소재 기술 개발을 진행하고 있다. 사진=미국화학협회 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

2012년, 스페인의 톨레도. 베라(엘레나 아나야)는 저택의 넓은 방에서 여유롭게 생활하는 것처럼 보인다. 식사와 필요한 물건은 정해진 시간에 맞춰 방으로 전달되고, 그녀는 한가로이 취미생활을 즐기며 시간을 보낸다. 하지만, 몸에 붙는 보디슈트를 입은 그녀는 로버트 박사(안토니오 반데라스)의 실험 대상이자 포로다. 완벽한 인공피부를 만드는 중인 그는 무슨 일인지 그녀가 방 밖으로 나가는 걸 허락하지 않는다. 어느 날, 하녀로 일하는 마릴리아의 방탕한 아들이 찾아오면서 우발적인 살인사건이 일어난다. 박사와 비밀을 공유하는 마릴리아의 입을 통해 이야기는 6년 전의 시간으로 넘어간다. 감독 페드로 알모도바르는 티에리 종케의 소설 ‘독거미’를 영화화하면서 수많은 텍스트로부터 영감을 얻으려 노력한 모양이다. 그가 밝힌 리스트는 신화에서 범죄영화에 이르는 긴 이름을 포함하고 있다. 창조물과 사랑에 빠지는 인물이란 점에서 피그말리온이 불려나오고, 비극적 창조주란 이유로 프랑켄슈타인이 언급되며, 루이스 브뉴엘과 앨프리드 히치콕과 프리츠 랑이 만든 일그러진 욕망에 관한 영화들이 참조됐다. 원작과 연결해 들으면 꽤 그럴싸한 말이다. 그러나 알모도바르의 바람은 ‘내가 사는 피부’(원제:La piel que habito)에 제대로 반영되지 못했으니, 영화를 둘러싼 공허한 수사들에 미리 억눌릴 필요는 없겠다. ‘내가 사는 피부’가 얼마나 텅 빈 영화인지 알려면 조르주 프랑주의 ‘얼굴 없는 눈’을 보는 것으로 족하다. 레퍼런스로 삼았다는 알모도바르의 고백대로 ‘얼굴 없는 눈’은 직접적인 영향을 준 작품이다. ‘아내와 딸을 잃은 (혹은 그것을 가장한) 박사의 위험한 실험, 여자의 얼굴을 감싸는 하얀 마스크, 박사를 돕는 여자의 비밀, 외부의 접근이 차단된 저택’의 설정은 ‘내가 사는 피부’에 그대로 옮겨졌다. 문제는 알모도바르가 해머(‘드라큘라’ 등 선혈이 낭자한 공포영화로 명성을 얻은 영국 제작사)식의 고딕 호러를 빌리는 대신 프랑주의 시적 공포영화를 흠모한 데 있다. 차갑고 무표정한 얼굴 아래로 숨긴 뒤틀린 심성은 본질적으로 알모도바르와 어울리지 않는다. 이전까지 알모도바르의 영화는 붉은색의 열정으로 가득 찬 세계였다. 그 세계는, 비밀을 끝까지 숨기기보다 상대 앞에서 왕창 쏟아내야 직성이 풀리고 끓어오르는 욕망을 직설적으로 표현하기를 서슴지 않는 인물들이 활보하는 곳이었다. 그런데 ‘내가 사는 피부’는 그들의 입을 틀어막고 은밀하게 행동하기를 원한다. 알모도바르의 인물로선 입이 근질거리고 몸이 쑤실 지경인 거다. 그나마 희망을 걸 만한 부분은 알모도바르 특유의 배배 꼬인 이야기인데, 그것조차 밋밋하게 전개돼 흥미로움을 놓친다. 손이 델 정도로 뜨거운 열정은 도대체 어디로 사라져버린 것일까. ‘내가 사는 피부’는 제목과 달리 피부에 관한 영화가 아니다. 근육과 신경계통을 똑바로 연결해야만 피부를 얼굴에 제대로 씌울 수 있다고 말하려 했던 영화다. 영화로 치면 하얀 마스크가 피부이고 이상심리와 이중의 정체성이 근육과 신경에 해당한다. ‘내가 사는 피부’엔 피부만 있고 근육과 신경이 없다. 정상성과 비정상성 사이의 가느다란 선 위에서 미쳐버린 남자와 복수의 긴 여정을 속으로 쓸어 담았던 또 다른 남자의 이야기는 피부 위로 뚫고 나오지 못한다. 상실을 경험한 두 남자가 가슴 깊이 묻어둔 절규가 들리지 않는다. 야수의 외침이 절실한 영화다. 29일 개봉. 영화평론가

옥수수로 만든 바이오플라스틱으로 유해물질이 나오지 않는 어린이용 식기를 만들 수 있다. 그 플라스틱으로 친환경 장난감을 만들고 식품 포장에 쓰는 필름을 만들어 유해물질이 나오는 석유제품을 대체할 수 있다. 옥수수에서 천연화장품과 생약의 원료를 추출하고 우리 몸에 감촉도 좋은 천연 섬유의 원료도 만들어낸다. 특히 값비싼 에이즈 치료제의 원료를 추출할 수 있다니 놀랍다. 앞으로 이 분야가 크게 성장하여 화석연료에 의지하던 에너지원이 크게 전환될 전망이다. 그러므로 이제 옥수수는 단순한 식량자원이 아니라 식품과 사료의 재료, 그리고 각종 산업의 주요 원료를 제공하는 소재가 되는 것이다. 이러한 현상은 옥수수에만 국한되는 것이 아니다. 벼의 경우에도 각종 친환경 생물비료며 화장품의 원료 등 다양한 소재로 활용되고 있다. 이처럼 모든 농수산물의 활용 영역이 광범위하게 확대되고 있다. 사례는 한이 없다. 과학기술이 발전함에 따라 더욱 자연을 알게 되고 그 원리를 이용한 새로운 기술들이 속속 등장하기 때문이다. 홍합에서 가장 강력한 생체접착제를 만들고, 바다고둥에서 모르핀보다 훨씬 강한 진통제를 만들고, 쑥에서 말라리아 치료제를 추출하고, 누에에서 성기능강화제와 인공뼈를 만들고, 귤에서 항균물질과 인공피부를 만드는 데 성공하고 있다. 전통적인 농어업은 먹거리를 생산하는 1차산업이었다. 그러나 농어업은 새로운 발전단계로 접어들고 있다. 농어업은 이미 먹거리 생산 이외에도 화훼산업, 애완용 동·식물산업, 곤충산업, 미생물산업 등의 영역으로 꾸준히 확대되어 왔다. 앞으로 이러한 경향이 더욱 가속화되고, 첨단과학기술과 융합되어 각종 소재산업으로 그 범위가 확대되어 갈 것이다. 농어업은 바이오생명산업으로 변신하여 차세대 성장산업의 중심이 될 것이다. 이러한 현상은 시대적 추세이다. 이제는 자연세제, 천연염료, 천연화장품, 생약 등이 인기를 얻고 있다. 아토피, 암 등 건강상의 이유와 환경보호 때문에 석유에 근원을 둔 많은 것들이 자연 천연소재로 전환되고 있다. 자동차 연료의 경우에도 바이오에탄올의 사용이 증대되고 있다. 브라질은 이미 자동차연료의 25% 이상을 바이오연료를 쓰도록 하고 있다. 이 바이오연료는 사탕수수나 옥수수에서 추출하고 있으며, 유채나 바닷속의 홍조류에서도 추출되고 있다. 미국은 곡물의 5%를 바이오연료 제조에 충당하고 있다. 첨단과학기술을 활용하여 새로운 품종 개발과 재배 및 사육기술을 발전시키고 있다. 온도에 따라 변색하는 장미를 개발하고, 기능과 생산성을 획기적으로 혁신한 유전자변형품종(GMO)을 개발하고, 비타민A나 칼슘이 풍부한 쌀 또는 비타민C가 풍부한 고구마를 개발하고, 산삼뿌리를 공장에서 양산하고, 물이 적게 들어가는 농업을 발전시키고 있다. 농어업 자체가 첨단기술 산업이 되고 있다. 이러한 세계적 변화에 뒤지지 않도록 체계적인 대응방안이 필요하다. 이를 위해 몇 가지 제안을 하고자 한다. 첫째, 상황인식을 철저히 해야 한다. 바이오기술 하면 신약개발 부분이 90% 이상이라고 생각하는데, 다른 나라들은 광범위한 생명산업으로 발전시키고 있다. 지금 세계 바이오기술 산업은 미국이 이끌어 가고 있으며, 세계시장의 약 40%는 미국이 점유하고 있다고 한다. 중요한 것은 미국이 우리의 잠재적 경쟁국가인 중국과 인도를 활용하여 이 바이오기술 산업의 많은 부분을 수행하고 있다는 점이다. 둘째, 생명산업에 대한 국가적 관심과 투자가 필요하다. 2000년대 초기에 일어났던 정보기술(IT) 산업에 대한 정책적 지원과 투자열기가 재개되었으면 한다. 다소 과열되더라도 말이다. 셋째, 농림수산식품부를 생명산업의 중심부처로 확대개편할 것을 제안한다. 현재의 제도는 부처별로 생명산업의 관련 기능이 분산되고 서로 충돌되도록 되어 있다. 제도를 혁신하여 IT산업에서 이룬 발전을 바이오생명산업분야에서도 꽃피워 보았으면 한다.

영화에 등장하는 괴물의 얼굴을 닮았지만, 사실은 지금까지 한 번도 개발된 적이 없었던 신기술 ‘인공피부’가 등장해 눈길을 모으고 있다. 네덜란드 과학수사게놈컨소시엄 연구팀은 최근 거미줄과 염소젖을 이용해 총알도 뚫을 수 없는 인공피부를 만들어냈다고 발표했다. 연구팀은 거미줄과 같은 성분의 단백질을 염소에게 주입한 뒤, 이 염소의 젖에서 추출한 단백질을 이용해 강철보다 10배 더 강한 천으로 인공피부를 제작했다. 이 발명품의 이름은 ‘2.6g 329m/s‘인데, 이는 22구경 소총 탄환의 무게와 비행속도에서 따온 것이다. 연구팀은 이 천이 인간의 피부와 융화될 수 있으며, 이렇게 탄생한 피부는 총알도 뚫고 지나갈 수 없는 강도를 지닌다고 주장했다. 연구를 이끈 자릴라 에사이디 박사는 “거미줄은 예로부터 병사들이 화살을 막는데 사용했을 만큼 엄청난 파워를 가졌다.”면서 “방탄조끼 대신 인간의 게놈에 거미줄을 생산하는 거미의 게놈을 융합할 경우 영화 속 슈퍼맨처럼 방탄인간이 될 수 있다.”고 설명했다. 연구팀은 실제로 이를 실험한 동영상을 함께 공개함으로서 신기술의 개발이 성공했음을 입증했다. 서울신문 나우뉴스 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr

한림대 한강성심병원 화상센터 전욱 교수팀은 바이오 인공피부 개발의 기초가 되는 ‘3차원 세포생착용 지지체’와 ‘배양상피세포 치료제’를 만들어 현재 성공적으로 동물실험을 진행 중이라고 5일 밝혔다. 빠르면 3년 안에 인공피부가 만들어져 화상 등으로 피부를 잃은 환자 치료에 획기적인 전기가 마련될 것으로 보인다. 연구팀에 따르면 사람의 피부는 표피와 진피로 구성돼 있는데, 두 개의 층이 생리적으로 융합되어야만 정상적으로 혈관이 생성되고, 체액 보존과 감염 방지, 체온유지 등의 기능을 할 수 있다. 이를 위해 세계적으로 저명한 의학자들이 연구에 나서고 있으나 아직 상용화에 성공한 인공피부는 없다. 현재 임상에서 사용되고 있는 인공피부의 경우, 일종의 인공진피 또는 진피대체물로, 이식성공률이 60~70%에 불과하고, 이식 후 감염에 몹시 취약한 단점이 있어 한계를 보이고 있다. 연구팀은 이같은 문제를 해결하기 위해서는 ‘3차원 세포생착용 지지체’와 ‘배양상피세포 치료제’를 먼저 개발해야 한다고 설명했다. 세포생착용 지지체는 상피세포가 이 지지체를 타고 자연스럽게 표피와 진피로 분화되는 역할을 한다. 이후 인공피부 조직 속에서 혈관이 충분히 형성되면 세포에 영양분을 원활하게 공급하게 돼 이식 후 감염에도 충분히 저항할 수 있다는 것이다. 전 교수는 이 연구 결과를 최근 서울 코엑스에서 열린 제3회 한림-웁살라 국제학술심포지엄에서 발표했다. 심재억기자 jeshim@seoul.co.kr

키틴, 키토산, 키토올리고당,N-아세틸글루코사민 및 글루코사민 등으로 대표되는 글루코사민 당류는 자연계에 존재하는 당류 중 셀룰로스 다음으로 풍부하다. 각종 동물세포에서 막단백질의 구성분, 결합조직의 히알유론산과 같은 산성 무코다당류의 구성분, 강력한 혈액 응고 저해제인 헤파린의 구성분, 혈액형의 항원 등으로 다양하게 존재한다. 글루코사민 당류는 최근 기능성 식품은 물론 각종 의학용 백신, 치료제의 운반체, 항암제, 혈액 증강제 등 의학·생물공학 분야에서 광범위하게 활용되고 있다. 게껍질에 들어있는 키토산은 이미 많은 식품에 첨가돼 인기를 끌고 있고 건강보조식품으로 판매량이 급증하고 있다. 글루코사민 당류는 박테리아의 세포벽, 절족동물의 외골격 구조 등에서 쉽게 찾을 수 있다. 하지만 이를 분리해 활용할 수 있도록 하는 기존의 공정은 효율이 극히 떨어지거나, 비용이 많이 들었다. 또 폐기물 처리 등 환경부담과 장비의 부식, 제품의 안정성 등이 끊임없이 제기되면서 환경친화적인 대안이 전세계적으로 모색되고 있다. 2003년 국가지정연구실로 지정된 전남대 농업생명과학대학 응용생물공학부 박노동 교수팀은 글루코사민당류를 환경친화적인 생물학적 공정으로 생산할 수 있는 기술개발에 집중하고 있다. 박 교수팀의 구체적인 연구개발 목표는 갑각류의 껍질로부터 키틴/키토산의 생물학적 생산, 키틴/키토산으로부터 각각 다양한 중합도의 키틴/키토산올리고당의 생물학적 생산, 게 껍질로부터 단당인 N-아세틸글루코사민과 글루코사민의 직접 생산, 이를 위한 키틴분해효소, 키틴탈아세틸화촉매효소,N-아세틸헥소사민아제, 글루코사미니디아제 등 고활성 효소를 생산하는 미생물 선발, 시판중인 상업효소의 이용 가능성 검토 등을 들 수 있다. 박 교수팀은 현재 6건의 특허를 등록했고,2003년부터 지금까지 약 70편 이상의 국내외 논문을 게재했다. 연구팀은 그동안의 연구결과물이 식품, 건강기능성식품, 항암제, 항균제, 생체기능조절제, 화장품, 약품전달체계, 신농약, 정밀농업생산소재 등의 제품 개발에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다. 박 교수는 “글루코사민 당류를 이용해 생체 친화성 수술용 봉합사, 상처치유 촉진 인공피부의 개발, 약물 운반체, 항고혈압제, 항지혈제, 항콜레스테롤제, 항암제, 항균제, 면역활성 증강제, 칼슘흡수촉진제 및 치과재료 등과 같은 의약분야와 식물생장조절제, 바이오비료 및 동물사료 등의 농업분야에서 고부가가치를 얻을 수 있을 것”이라고 밝혔다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

바이오 신약·장기 분야가 정부가 추진중인 10대 차세대 성장동력산업에 포함되고, 서울대 황우석 교수팀이 줄기세포 연구에서 잇따라 쾌거를 올리면서 바이오기술(BT)에 대한 관심이 다시 뜨거워지고 있다. 그러나 2002년 ‘벤처 거품’ 붕괴의 직격탄을 맞은 국내 바이오벤처기업들은 여전히 직원들의 월급조차 주지 못하는 위기 상황에서 벗어나지 못하고 있다. 특히 BT는 정보기술(IT)보다 연구개발 투자액이 많고, 투자 회수 기간이 훨씬 길 뿐만 아니라 실패 위험도 커 꾸준한 지원 없이는 ‘성공 신화’를 기대하기 어려운 상황이다. 이 때문에 바이오벤처기업에 대한 투자는 ‘대박 아니면 쪽박’이라는 인식이 팽배해 있는 것도 현실이다. 전문가들은 IT의 삼성전자처럼 BT산업을 이끌 대표주자 육성이 시급하다고 입을 모은다. ●4년새 500여 바이오벤처 문닫아 강모(33·여)씨는 최근 인공피부를 개발하는 바이오벤처회사인 M사에서 끝내 퇴직했다.M사는 상피세포 분리와 화상 부위에 세포가 자랄 수 있는 공간을 마련해주는 인공 지지체 개발 등으로 여러개의 특허권을 보유했지만 자금 조달이 문제였다.1999년 회사 설립 당시에는 수많은 투자자들이 나섰지만 벤처거품 붕괴 이후 자금이 끊겼고, 결국 직원들에게 월급조차 줄 수 없는 상황에 몰렸다.10여명의 직원들이 짐을 쌌고, 남은 10여명 역시 새로운 투자자가 나타나기만을 고대하는 실정이다. 강씨는 “퇴직하게 된 가장 큰 이유는 바이오벤처를 계속하면 성공할 것이라는 확신이 없었기 때문”이라고 말했다. 한국산업기술평가원 관계자는 “2002년 이후 투자가들이 바이오 분야를 외면하는 바람에 대부분의 벤처기업이 성장 동력을 잃었다.”고 말했다.2002년 600여개에 달하던 바이오벤처 기업은 2004년 450여개로 줄었고, 현재는 100여개에 불과하다. 이 가운데 정상적인 성장 과정을 거치고 있는 벤처기업은 10여개뿐이라는 것이 업계의 분석이다. ●부가가치 반도체산업보다 월등 생명공학기술로 만든 항암제 인터페론은 g당 5000달러이고 부가가치 비중이 60%인 데 비해,256KD램 반도체는 g당 360달러에 부가가치는 30%에 불과하다. 이 때문에 세계적인 컨설팅업체인 에른스트 영은 2008년 바이오산업시장이 반도체산업의 2.5배에 이를 것으로 예측하고 있다. 미국 등 선진국의 바이오산업은 이미 성숙기에 접어들었다. 빈혈치료제 에포겐을 개발해 ‘바이오스타’가 된 미국의 암젠사(社)는 지난해 세계 10위 제약회사로 성장했다. 암젠의 연간 연구개발비는 1조원대로 한국 정부의 바이오 투자비보다 많다. 선진국에서는 유전자 치료나 신약 개발에 필요한 기술을 개발하는 기반기술 제공업체, 신약 후보 물질을 초기 단계에서 개발해 대형 제약사에 파는 기술 전문기업, 기술 판매까지 전담하는 대형 바이오업체들이 ‘가치 사슬’을 형성해 세계 시장으로 진출하고 있다. ●고령화대비 선진국 BT투자 늘려 한국은 이제 바이오 산업에 막 진입하려는 단계라는 평가다. 정부의 BT분야 예산도 올해 7086억원으로 미국에 비해 채 3%(2000년 25조원 대비)도 되지 못한다. 삼성경제연구소 고유석 수석연구원은 “IT에는 ‘따라잡기’ 전략이 가능하지만 바이오의 원천기술은 대부분 선진국들이 선점해 따라가기가 더 어렵다.”면서 “바이오 투자는 일종의 ‘물탱크 채우기’와 같아 물이 다 차야 넘치듯 일정 수준의 투자가 쌓여야 성과를 내기 때문에 조급한 기대는 금물”이라고 설명했다. 그는 이어 “고령화 사회 진전으로 선진국들은 IT에서 바이오 분야로 연구개발 투자가 옮겨가는 분위기”라면서 “BT·IT 융합, 바이오 치료 등 우리의 강점분야를 전략적으로 키워야 한다.”고 제안했다. 다행히 산업자원부가 올해 ‘바이오스타 프로젝트’에 착수한 것은 고무적이다. 산자부는 향후 10년간 2600억원을 투입, 바이오 산업분야의 ‘블록버스터형 스타제품’ 발굴에 적극 나섰다. 한국바이오벤처협회 양재혁 과장은 “업계에서 산자부의 프로젝트에 거는 기대가 크다.”면서 “공정하고 투명한 잣대로 ‘스타 기업’을 발굴해 지속적으로 지원하고, 자금 지원은 물론 복잡한 인허가 과정도 재정비해야 할 것”이라고 주문했다. 이창구기자 window2@seoul.co.kr

사람의 피부를 대체할 수 있는 인공피부가 국내 연구진에의해 개발됐다. 20일 서울대 의대에 따르면 바이오벤처기업인 ㈜웰스킨과이 의대 성형외과 김석화 교수팀은 인간의 피부조직에서 표피세포를 떼어낸 다음 시험관에서 특수기술로 배양,인공표피를 만드는 데 성공했다. 연구팀은 이어 이 인공표피에 죽은 사람의 피부에서 분리한 진피를 결합시켜 인간피부와 똑같이 진피와 표피로 구성된 인공피부를 개발,면역력을 제거한 누드생쥐에 성공적으로 이식했다. 국내에서 콜라겐 성분으로 이루어진 인공진피를 만든 적은있지만 표피세포로 구성된 인공피부를 개발, 동물이식실험에 성공한 것은 이번이 처음이라고 웰스킨측은 설명했다. 박경찬 웰스킨 대표는 “이번에 개발된 인공피부를 성형수술 등에 사용할 수 있도록 올 하반기 사람을 대상으로 임상시험을 실시할 계획”이라고 말했다. 유상덕기자 youni@

“세계 최고 수준의 생체조직 재생기술을 개발해 생명공학분야의 선두 주자가 되겠습니다” 21일 중소기업청에서 개최한 ‘제2회 교수·연구원 창업경연대회’에서 우수상을 받은 바이오벤처 ‘리젠바이오텍’의 배은희(裵恩姬·40) 대표는 한국과학기술연구원(KIST)의 ‘실험실 창업’의 산 증인으로 불린다.지난 5년간 키토산을 이용,세포배양용 기질을 연구하던 중 효과적인 조직재생물질 개발에 성공하면서 이를 상용화하려고 올 4월 창업했다. “조직재생기술은 세포배양,유전공학,생체기능성물질 개발 등 다양한 연구가 함께 이뤄져야 하는데,관련 KIST 연구원들과 타대학 의·치대 교수들이의기투합,자연스럽게 창업으로 이어졌습니다” 배 대표가 세포배양용 키토산을 이용해 개발한 제품은 인공치아를 둘러싼인대(막)와 상처를 빨리 아물게 하는 조직재생 촉진제 등이다.키토산을 첨가한 인공인대는 자연인대처럼 강한 충격도 흡수할 수 있다.상처치료 촉진제는빠른 시간내에 세포조직을 재생시킬 수 있어 특허출원한 상태다. 앞으로 휴먼 게놈 프로젝트가완성되면 이 프로젝트에 세포배양기술을 결합시켜 완전한 인공조직을 만든다는 계획도 세웠다. 배 대표는 “게놈 프로젝트와 조직재생기술이 접목되면 연골이나 인공피부등도 완전하게 재생시킬 수 있다”고 자신했다.이어 “바이오벤처의 기술은상품화되기 어렵다는 지적이 많았다”면서 “값싼 원료의 키토산과 첨단 기술들을 결합해 다양한 유전공학 제품들을 개발해 나갈 것”이라고 말했다. 김미경기자 chaplin7@

90세 정도의 한 노인이 H병원 K박사를 찾아왔다. “친구가 지난 번에 박사님집도로 척추뼈와 심장을 국산으로 싹 바꿨는데 아주 흡족해 하더군요. 나도인공 간을 국산으로 바꿀까 하는데…” “선생님도 수술 결과에 분명 만족해하실 겁니다. 국산 바이오 소재는 한국사람의 체질에 맞게 개발됐기 때문에외국제보다 오히려 더 적응이 잘되는 것으로 알려져 있습니다.일본이나 중국등 아시아 국가에서도 우리가 개발한 인공장기가 인기가 있습니다.”환자와 의사가 나누는 이런 대화를 들을 날도 멀지 않았다.과학자들은 마치자동차의 부속품을 바꾸듯이 신체의 일부를 인공장기로 바꿀 수 있다고 믿는다. 인간유전자 정보에 대한 완벽한 해석과 더불어 재료의 생체 친화성과 생체 조직에 대한 원리 규명을 통해 향후 20년내에 인체와 완벽한 조화를 이루는 인공장기가 출현할 것으로 예견되기 때문이다. 인공장기는 바이오테크놀로지를 응용한 화학약품이나 의약품제조기술과 함께 전자공학,레이저,화상처리 기술을 갖춘 의료기기를 만드는 기술 덕분에 가능하지만 가장 중요한 이유는 무엇보다도 신소재의 개발을 들수 있다. 일반적으로 인공장기를 만드는 생체 재료는 생체적합성,생체기능,기계적 특성이 뛰어난 것이어야 한다.이식이 됐을때 진짜 장기처럼 자리를 잡고 기능을 잘 수행해야 한다.장기간 체내에 이식돼도 부식되거나 분해되지 않고 기계적 성질을 그대로 간직해야 한다.혈액과 접촉하더라도 혈전이 발생하지 않는 항혈전성 기능을 가져야 한다. 이같은 조건을 완벽하게 갖춘 인공장기는 아직 개발되지 않고 있다.체내투입형 인공장기가 실용화되려면 항혈전성이 높고 이온을 선택적으로 투과시킬수 있는 고분자 분리막, 생체조직 및 기관형성을 촉진하는 합성재료가 개발돼야 한다. 정형외과나 치과 등에서 쓰이고 있는 인공뼈,인공관절,인공치아 등은 생체적합성 외에 우수한 강도와 내마모성이 요구된다.생체 내에서 독성이 적으며,주위의 생체조직과 친화성도 좋고 뼈의 증식에도 적합한 수산화아파타이트세라믹스가 콜라겐과 같은 고분자와 복합된 재료를 개발 중이다.동물의 피부를 모델로 하여 스스로 치료될 수 있는 자기 수복형 고분자 필름이 개발되어 손상된 부분에 붙여 놓으면 상처가 아무는 인공피부에 대한 연구도 활발하다. 세포를 고분자에 고정시킨 하이브리드형 재료 개발이 성공하면 각종 센서재료를 결합시킨 바이오 센서가 체내에 장착되어 외부에서 모니터링이 가능할뿐 아니라 스스로 조절할 수 있는 지능형 장기의 개발도 가능해진다. ■홍국선 서울대공대 교수 ▲43세 ▲서울대 공과대학 요업공학과 ▲한국과학원 공학석사(재료공학과) ▲미 알프레드대 공학박사(세라믹스) ▲한국과학기술연구원 선임연구원 ▲대학산업기술지원단 단장대행 ▲현 서울대 재료공학부 부교수, 서울대 신소재 공동연구소 운영부장(kshongss@plaza.snu.ac.kr). *신금속·고분자·파인세라믹스등 기능성 신소재. 이 세상에서 100% 만족스러운 소재를 찾기란 거의 불가능하다. 다만 용도에맞는 소재를 찾거나 각 소재들의 장점은 살리고 약점은 보완하는 방법을 찾을 뿐이다.여기에 특정한 기능이 첨가된다면 금상첨화다. 과학기술의 발달로첨단화가 가속화되는 미래에는신금속,고분자,파인세라믹스 등 기능성 재료들이 핵심기술로 더욱 각광받을 것이다. 신금속 재료의 경우 가벼우면서도 강하고 단단한 금속을 만드는 것이 소재개발의 목표다.가장 보편적인 방법은 여러 가지 금속원소를 섞어서 합금을만들고 합금의 조직을 조절하는 것이다.섭씨 1,000도이상의 고온과 고압을견디는 자동차 엔진용 내열고강도 합금,온도가 올라가도 열팽창이 거의 없는레일용 저열팽창성 합금, 가볍고 강한 항공기나 우주선 용 경량합금이 개발돼 사용되고 있다. 특수합금 가운데 미래의 첨단소재로 꼽히는 것으로는 형상기억합금과 수소저장합금을 빼놓을 수 없다.형상기억합금은 가공 당시의 온도에서 일정한 모양으로 만들어지면 그때의 자기 모습을 기억하고 있다가 다른 상황에서 변형되더라도 가공당시의 온도에 도달하면 원래 제모습으로 돌아가는 ‘기억력을가진 금속’이다. 이 합금은 미래의 인공위성 태양전지판에도 꼭 필요한 재료이다.엔지니어들은 10m가 넘는 큰 태양전지판을 형상기억합금으로 연결해 여러 번 접어서 스페이스셔틀의화물칸에 넣어 발사한다.우주에서 태양열 때문에 온도가 올라가면 기계적인 동력이 없어도 저절로 전지판이 펴지게 된다.이 합금은 기억력이 좋을 뿐 아니라 탄성이 뛰어나 항공기 잠수함 등의 파이프 이음새부터속옷(여성용 브래지어),부러진 뼈를 부목하는 금속판,치열 교정용 강선까지널리 쓰인다. 가장 기억력이 좋은 것이 니켈과 티타늄의 합금이지만 가격이 은값의 3배정도로 비싸 실용화 길이 요원하다.따라서 가격이 싼 구리계와 철계를 이용한형상기억합금에 대한 연구가 한창이다. 기체상태의 수소를 1,000배 정도 흡수해 저장하고 있다가 필요시 수소가스로 방출하는 수소저장합금도 신금속 재료의 대표주자다.수소저장합금이 안정성 있게 상품화되면 연소시 열량이 크고 연소가스가 전혀 없는 수소를 연료로 사용하게 된다.따라서 경량합금을 사용해 에너지 효율으로 높이고,형상기억합금으로 차체를 만들어 추돌사고로 찌그러져도 열만 가하면 원래 모습으로 되돌아 가며,수소에너지를 사용해 공해가 없는 자동차를 만드는 것도 가능해 진다. *금속에도전하는 고분자. 분자량이 큰 고분자 화합물을 첨가제로 사용해 인공적으로 합성한 플라스틱(합성수지)은 값이 싸고 가벼우며 가공이 쉬운 반면 전기를 통하지 않고 열에약하다는 문제가 있다. 이런 플라스틱이 재료과학 덕분에 신소재로 각광받으며 우주선의 주요 부품이나 첨단산업 재료로 쓰이고 있다. 대표적인 고분자 재료에는 노트북 PC의 디스플레이로 사용되는 액정고분자와 금속이나 세라믹스에 못지않은 강도와 내열성을 갖는 엔지니어링 플라스틱이 있다.엔지니어링 플라스틱 분야에서는 치열한 경량화 경쟁이 벌어지고있어 ‘강철보다 강하고 새털처럼 가벼운’ 신소재가 출현할 전망이다. 최근 주목받고 있는 신소재 가운데 전도성 고분자도 있다.이것은 고분자의본래 특성인 가볍고 가공이 쉬운 장점을 유지한 채 전기를 통하는 플라스틱이다.넓은 면적의 태양전지와 플라스틱 배터리는 물론 정전기 방지나 전자파차단용품으로도 사용될 수 있으며 멀지 않은 장래에 무거운 구리선 대신 나이론실과 같은 전도성 플라스틱이 전선으로 사용될 수도 있다.대형 여객기의배선에 사용되는 전선을 전도성 고분자로 바꾸면 여객기의 무게를 약 1t정도가볍게 할 수 있다. *21세기 핵심소재 초전도 재료. 21세기 신소재와 관련해 빼놓을 수 없는 것이 초전도체다.전기저항을 전혀받지 않는 물질로 이를 활용하면 전력손실이 전혀 없이 전기를 저장할 수 있어 ‘전기통조림’도 가능하다. 강력한 자기를 발생할 수 있기 때문에 자기부상열차에 응용되는가 하면 인체에서 발생하는 미세한 자기를 측정,세포기능을 밝혀내는 센서인 양자간섭소자에도 사용될 수 있다.문제는 절대온도 77도(초전도 물질이 경제성을 갖는 온도) 이상에서 기능을 발휘하는 초전도 재료의 개발이다.액체 헬륨이나액체질소를 냉각,극저온에서 전기저항이 없는 초전도체가 개발돼 있으나 비용이 비싸 상온 초전도체에 대한 연구가 활발하다. 고분자 분야에서도 원자단위의 조작을 통해 새로운 조성과 구조를 갖는 상온 초전도고분자를 연구하고 있다.초전도 고분자는 플라스틱이 갖는 가볍고가공이 용이하다는 점 외에 가격이 저렴하여 이것이 실현되면 초전도 세라믹으로는 불가능한 면적이나 선형 가공이 가능해져 그 파급효과는 실로 엄청날것이다. *20세기 신소재혁명의 선도株 '세라믹스'. 20세기 신소재혁명을 선도한 세라믹스도 앞으로 더욱 다양한 기능을 갖게 될전망이다.전기를 저장하는 능력이 기존의 축전기 재료보다 일만배나 높은 강유전세라믹스는 축전기의 크기를 획기적으로 줄이고, 마이크로파 유전세라믹스는 정보통신 기기의 소형화를 앞당기게 된다. 미래의 신소재로 주목받고 있는 기능성 재료 중의 하나가 압전세라믹스. 이것은 기계적인 충격을 전기로 바꾸거나 전기신호로부터 기계적인 운동을 유발한다.수중탐사를 위해 사용되는 소나,의료용 초음파진단장치도 전기신호로압전세라믹스를 움직이고, 음파를 발생시켜 반사돼 돌아오는 음파에 의해 압전세라믹스가 진동하면 전기적 신호가 만들어지는 현상을 이용한 것이다. 진동을 감지,이와 반대되는 진동을 발생시키는 압전세라믹스의 기능은 각종 센서의 개발을 촉진시킬 것으로 기대된다.

“주인님 일어나세요.술 냄새가 아직도 나네요.속은 괜찮으세요?” 아침 6시30분 2개월전에 새로 구입한 최신형 심부름 로봇인 ‘로봇돌이’가 모차르트의 음악과 함께 나를 깨운다.나는 로봇돌이가 가져온 커피와 빵을 침대에서받는다.어제 명령한 대로 적당하게 구워진 빵과 반숙이 된 달걀이 오늘 아침식사 메뉴다. 가사로봇 ‘로봇돌이 R2010C’는 2010년 가을모델이다.가격은이전 모델보다 20%나 싸졌지만 새로운 기능들이 많이 추가돼 성능이 놀라울정도로 향상됐다. 신형 인공피부,전자감응 후각센서,입체인식 시각센서,음성인식 기능 등은 기본이다.옵션으로 장착된 계단 등반장치를 사용해 1층에서2층으로 자유롭게 다닐 수 있기 때문에 각 층에 한 대씩 사용했던 구 모델 2대를 반납하고 한 대로 모든 집안 일을 할 수 있게 됐다. 로봇돌이는 집안 청소는 물론이고 식사 후 설거지도 아주 잘한다.최신형 인공 피부가 장착된 두개의 팔과 4개의 손가락이 달린 로봇 손은 힘 조절기능이 향상돼 전과 같이 실수로 달걀을 깨는 일이 없다.인공피부는 물건을 잡는힘 조절 뿐만이 아니라 물체의 온도를 느끼고 미끄러짐도 인식할 수 있어 식사준비 또는 설거지 작업에 특히 유용하다.촉감이 좋을 뿐만 아니라 부드러워 아이들이 로봇돌이와 함께 놀 때 다칠 염려가 없다. 특히 로봇돌이 R2010C에는 감성인식 기능이 첨가돼 음성인식장치와 카메라를 이용,주인의 기분을 살피기까지 한다.오늘의 날씨,나의 얼굴표정과 억양등을 종합해 분위기에 알맞은 음악을 틀어 주기도 하고 조명을 조절해 준다. 앞으로 펼쳐질 서비스 로봇 세계의 한 단면이다.언뜻 영화에서나 볼 장면같아 보이지만 그리 멀지 않은 시점에 우리에게 익숙해질 모습이다. 수세기 동안 인간은 자신을 닮은 움직이는 물체를 만들기 위해 많은 노력을 기울여 왔다.고대 이집트나 그리스에서는 종교적인 목적으로 움직이는 조상(statue)들을 제작했고,18세기에 이미 유럽에서는 회전하는 드럼 위에 부착된 선별기로부터 캠과 지렛대를 이용한 움직이는 인형을 만들어 선풍적인 인기를 끌었다. 로봇이란 단어는 1921년에 발표된 체코의 희곡작가 카렐 카펙(KarelKapek)의 작품인 ‘로섬의 만능로봇(Rossum’s Universal Robots)’에서 처음 쓰였다.재미있는 것은 이 연극에서 작업자란 뜻의 로봇이 자신의 주인인 인간을죽이고 세계를 지배하게 된다는 것이다.로봇의 지능이 급격히 발달해 인간과대치할 수도 있다는 상상은 오래 전 부터 걱정되는 부분이었던 모양이다. 로봇이 우리 주변에 점점 가까이 다가옴에 따라 많은 사람들이 기대와 함께걱정어린 상상도 하게 됐다.이와 관련,로봇의 아버지라 불리는 미국의 물리학자 이삭 아시모프(Isaac Asimov)는 1950년에 출판된 그의 책 ‘I Robot’에서 지능을 가진 휴먼로봇을 만들 때의 3가지 조건을 이야기하고 있다. 첫째,로봇은 인간을 해쳐서는 안되고 둘째,인간의 명령이 첫째 조건을 위배하지 않으면 항상 따라야 하며 셋째,로봇은 위의 두 가지 조건을 만족할 경우에만 자기를 지킬 수 있다는 것이다.아시모프는 로봇과 인간이 공존하게될 미래사회에서 로봇의 존재를 어떻게 받아들일 것이냐는 도덕적 문제를 날카롭게 지적했다. 실제로 살상용 전투로봇,섹스로봇 등과 같은 부정적인 이미지의 로봇의 출현 또한 걱정하지 않을 수 없다.유전자 복제 문제와 더불어 좋은 로봇과 나쁜 로봇에 대한 격렬한 논쟁이 곧 시작되지 않을까? 1962년에 처음으로 자동차 회사인 미국의 GM이 산업용 로봇을 쓰기 시작한이후 로봇은 전자 및 자동차 회사 등에서 널리 사용되고 있다.2000년도에는세계적으로 100만대 이상의 로봇이 생산현장에서 사용될 것으로 예상하고 있으며 21세기에는 매우 빠른 속도로 그 사용 영역을 넓혀 나갈 전망이다. 인간과 유사한 5감과 판단능력을 갖고 이동하며 작업하는 지능형 로봇을 총체적으로 지칭하는 휴먼로봇은 21세기 기계기술이 지향하는 모든 지능형 기계의 원형이다.휴먼로봇을 개발하기 위해서는 정밀기계,정보전자,컴퓨터,인공지능,지능형 센서,신소재 기술 뿐만 아니라 인간의 사고 및 인지과정을 이해하는 뇌과학 등 첨단 기술이 요구된다.휴먼로봇의 연구를 통해 개발된 기술들은 지능을 가진 고효율 산업용 로봇뿐만 아니라 인간을 대신해 위험한건설현장,심해,깊은 땅속에서의 어려운 작업을 하거나 화재,재해,방사능 오염 등 극한상황에서의 작업을 할 수 있는 로봇의 개발에 적용된다. 실제 인간과 같이 사고하며 행동하는 휴먼로봇은 21세기 초반에 개발될 것으로 보이지만 이에 앞서 인간과 공존하며 인간을 도와주는 의료용,장애자용,가사용 로봇 등이 개발돼 인간에게 물질적 풍요와 안락함을 선사할 것으로기대된다. 일본 등 선진국에서는 80년대 초부터 이미 이러한 휴먼로봇 분야에 국가적으로 많은 투자를 하고 있다.1996년에 발표된 혼다(Honda)사의 P2로봇,그리고 1999년의 P3로봇은 이 분야의 많은 과학자들을 흥분시킬 만큼 완성도가높은 로봇들이다.P3로봇은 인간과 같이 걷고 축구공을 차기까지 하는 높은기능을 선보였다.지난 해부터는 혼다로봇을 기반으로 일본 통산성에서 주관하는 두번째 휴먼로봇 프로젝트가 시작돼 좀더 인간생활에 가까이 다가올 수 있는 휴먼로봇의 개발에 박차를 가하고 있다. 국내에서의 휴먼로봇 분야 연구활동은 한국과학기술연구원에서 지난 1994년부터 수행하고 있는 ‘휴먼로봇 센토’가 있다.지난해 7월 공개된 센토는 네발을 가지고 인간의 상체를 가진 그리스 신화의 센토리우스에서 그 이름을따왔다.국내 로봇 분야의 기술 발전에 하나의 전기를 마련했고 향후 빠르게다가올 로봇시대를 위한 중요한 첫 걸음으로 평가 받고 있다. ◆김문상박사 한국과학기술연구원(KIST)책임연구원 ▲43세 ▲서울대학교 기계설계학과 ▲독일 베를린공대 기계공학과 공학박사(로보틱스 전공) ▲미 미시건대 교환교수 ▲한국과학기술연구원 책임연구원(munsang@kist.re.kr). *휴먼로봇 개발의 핵심…휴먼인터페이스 기술. 휴먼로봇을 개발하기 위한 핵심요소 중 빼놓을 수 없는 것이 휴먼인터페이스(Human Interface)기술이다.휴먼로봇이 제 기능을 발휘하려면 인간의 말과글, 몸짓,표정,시선 등을 인식할 수 있어야 하는데 이런 기술이 바로 휴먼인터페이스의 영역이다. 인간과 각종 기계 사이에 마치 사람들끼리 이야기를 나누듯 자연스럽게 의사소통이 이뤄지도록 하는 휴먼인터페이스 기술을 통해서 단순한 기계의 조합이 아닌 ‘인간과 유사한’ 로봇의 기능을 하게 된다. 컴퓨터에서 우리가 명령어를 입력하는 키보드나 마우스가 인터페이스(서로다른 개체 사이의 상호교류 또는 대화를 위한 매체)다.키보드나 마우스를 사용하는 것에서 한발 더 나아가 시각 청각 촉각 등 보다 인간적인 접촉방식을명령수단으로 하는 소프트웨어가 개발되기 시작했는데 이것이 바로 휴먼인터페이스의 시초가 됐다.컴퓨터와 인간의 자연스러운 의사소통에 관한 상호작용의 설계와 구현으로 연구가 집중되면서 HCI(Human & Computer Interaction)이라고도 불린다.이 기술이 추구하는 궁극적인 목표는 사람의 의사나 감정까지 이해할 수 있는 인간중심의 컴퓨터를 실현하고,누구라도 아무런 제약없이 원하는 정보를 얻도록 하는 것이다. 최근 컴퓨터 등 모든 기계가 사용자 중심으로 바뀌면서 휴먼인터페이스 기술은 고부가가치의 핵심기술로 부상하고 있으며,시장규모도 급격한 확장세를보이고 있다. 일본 미쓰비시 연구소는 화상인식,음성인식·합성,자연어 처리 등 휴먼인터페이스 개별기술 시장이 연간 43조원에 이르고 이를 활용한 시스템까지 포함하면 관련시장은 연간 500조원이 될것으로 분석했다. 쳐다보면 켜지고 채널을 자동으로 알아서 찾아주는 TV,생각만 하면 작동하는 오디오,말로만 지시하면 원하는 것을 검색해 주는 인터넷 등 휴먼인터페이스 기술이 적용될 수 있는 분야는 무궁무진하다.실제로 IBM은 음성 인식이가능한 음료 자판기를 개발하고 있다. 휴먼인터페이스 분야에서 가장 앞서있는 나라는 미국과 일본이다.미국은 마이크로소프트 IBM 등 대기업과 MIT 스탠퍼드대 등 유수대학을 중심으로 인지및 추론 분야의 연구가 진행 중이다.우리나라에서는 지난 98년부터 국가 중점연구개발사업 과제의 하나로 선정하고 삼성종합기술원 HCI연구실을 중심으로 휴먼인터페이스 개발을 본격추진하고 있다. 함혜리기자 lotus@

윌리엄 깁슨의 공상과학소설 ‘뉴로맨서(Neuromancer)’에는 인간의 몸이진화해서 컴퓨터를 통해 사이버스페이스에 접속해 들어가는 인간­기계의 새로운 ‘잡종’이 등장한다. 소설 속에 나오는 인간과 기계의 접합은 과학기술의 발달에 따른 인간과 기술 관계의 미래를 보여준다.홍성욱 토론토대학 교수(과학기술사)는 ‘몸’이라는 책에 실린 글에서 인간의 몸과 기술의 관계가 처음으로 묘사되기 시작한 것은 17세기 과학혁명기 때 라고 밝혔다. 독일의 기술철학자 카프는 19세기 중반 도구와 기술을 인간의 몸과 신경계의 연장이라고 최초로 주장했다.그러한 주장은 철학자 베르그송,인류학자 게흐렌,미디어학자 맥루한 등에 의해 정교화 돼 왔다.맥루한은 “TV나 컴퓨터와 같은 미디어를 인간 신경계의 연장”이라고 말한다. 인간과 기계의 접합은 과학기술및 의학의 발달에 따라 심화돼 오고 있다.안경·지팡이·의수·의족 같은 간단한 기술이 몸을 보조하는 것은 물론이고인공장기·심장박동보조기·인공관절·인공피부를 사람 몸에 이식하기도 한다.역으로 사람의 움직임,두뇌활동과 같은 행동이나 지각을 모사한 기술과더불어 최근에는 스스로 환경에 맞게 진화하고 생식(reproduction)하는 컴퓨터 프로그램인 이른바 인공생명(artificial life)도 등장하는 상황이라고 홍 교수는 말한다. 인간과 기계의 대표적인 복합체는 ‘사이보그(cyborg:cybernetic과 organism의 합성어))’라 할 수 있다.사이보그는 1960년 시뮬레이션 과학자 클라인스와 임상정신병학자 클라인이 우주여행에 적합한 새로운 인간-기계의 복합체를 상정하며 만들어낸 말이다.사이보그는 영화 ‘터미네이터’‘로보캅’‘스타트렉’ 등을 통해 이미 우리의 이웃이 됐다. “사이보그의 존재학은 몸과 기계의 잡종화와 몸에 대한 ‘인간적인’ 갈망이 더욱 강해지는 20세기 말 우리가 존재하는 모습의 한 단면”이라고 홍 교수는 말한다. 이창순기자

인간과 유사한 오감(五感)과 판단능력을 갖고 자유롭게 움직이며 일을 할수 있는 지능형 휴먼로봇이 국내에서 처음 탄생했다. 한국과학기술연구원(KIST) 휴먼로봇연구센터는 KIST-2000 연구프로그램의하나로 94년부터 80억원의 연구비를 투입해 사람의 상반신과 말의 하반신을결합한 4각(脚) 보행 휴먼로봇 시스템을 개발,최종 완성모델 ‘센토’(CENTAUR)를 29일 공개했다.‘센토’는 그리스 신화에 나오는 반인반마의 괴물 ‘켄타우로스’에서 따왔다. 휴먼로봇 1호 ‘센토’(키 160㎝,몸무게 150㎏)는 시각과 청각 기능을 갖는머리부,손가락 세개가 달린 손을 장착한 두개의 팔,네개의 다리로 됐으며 어린아이 정도의 사고력을 지니고 있다. 청각기능을 갖는 음성인식장치,사람 턱의 움직임을 닮은 음성발생장치,인공피부 센서 등 사람의 복잡한 감각기능이 최대로 구현됐다. 센토는 이날 블록쌓기,장미 선사하기,톱질하기,걷기,자기소개,역기 들기 등의 시범을 보였다. 함혜리기자 lotus@

◎벤처기업 자금조달 인터넷 활용해볼만/감지기·신소재·인공피부 등이 유망분야 金大中 대통령은 7일 상오 청와대에서 세계적인 석학인 앨빈토플러 박사와 만나 실업난 해소 및 벤처기업 육성방안,향후 정보화사회의 유망산업에 대해 30여분 동안 의견을 나눴다.金대통령은 주로 물었고,토플러박사는 이에 자문하는 형식으로 진행됐다. ▲金대통령=외환위기와 매일 1만명의 실업자가 생겨 1백50만명에 이를 조짐이고,고금리로 인해 중소기업이 하루에 100개씩 도산하고 있다.이러한 상황에서 실업난 해소책은. ▲토플러박사=金대통령께서는 중소기업 육성에 중점을 두고있는 데,잘하시는 일이다.미국의 경우 대기업은 지난 10년동안 요즈음 한국처럼 구조조정 노력을 했다.대기업의 고용규모가 줄었으나 중소기업이 활발히 움직여 결과적으로 고용이 늘었다.또하나 중요한 것은 기업활동에 있어서 원료,부품조달 등을 외부로 부터 확보하는 것이 요즘 현실에서는 더욱 효율적이다.미국의 자동차산업의 경우도 요즈음은 외부에서 재료를 구입하고 있다.이번 방한목적은 한국이 IMF위기를 넘기고,기술·사회·문화·교육 등 여러 분야에서 어떤 방향으로 나가야 할 지 종합적인 계획을 수립코자 하는 데 있다. ▲金대통령=우리의 벤처기업 전망에 대해서는. ▲토플러박사=미국의 경우 한국과 달리 아주 소기업으로 유망한 기업을 지칭한다.벤처자본이 어느 분야로 이동할 것인지는 결국 시장이 결정하는 상황이다.한국에서도 관련 법과 금융상의 제도를 바꾸는 것이 필요하지 않나 생각한다.특히 자본조달과 관련해 미국에서는 요즈음 새로운 양상이 나타나고 있다.기업들이 인터넷을 통해 자본을 조달하고 있는 것이다.이러한 방법을 취할 경우 은행에 가거나 대규모 투자자에 의존하지 않고 자본조달이 되는 장점이 있다. ▲金대통령=한국의 벤처자본에 있어서 유망하다고 생각하는 분야는. ▲토플러박사=몇가지 생각하면 센서(감지기),신소재,인공피부 등이 남아있다.인공위성 정보와 유전공학을 결합,정밀 농경을 하는 분야도 생각할 수 있다.

◎방학맞아 「아기공룡 둘리­얼음별 대모험」·「피노키오의 모험」 나란히 선봬/아기공룡 둘리­특유 유머감각으로 우리정서 표현/피노키오의 모험­살아 움직이듯 나무인형 표정 리얼 디즈니 만화영화 「노틀담의 꼽추」가 일찌감치 개봉돼 방학을 맞은 어린이팬을 선점한 가운데 개성 강한 어린이영화 두편이 나란히 선보여 「노틀담의 꼽추」와 인기다툼을 벌이게 됐다. 이번주 개봉하는 두 어린이영화는 순수 우리 기술로만 만든 만화영화 「아기공룡 둘리­얼음별 대모험」(24일)과 새로운 영상기술인 「애니마트로닉스」를 내세운 미국영화 「피노키오의 모험」(27일). 국내에서 가장 인기있는 캐릭터로 꼽히는 「아기공룡 둘리」는 그동안 만화책·비디오·TV만화등 다양한 형태로 나왔지만 극장용으로 제작되기는 처음이다. 내용은 둘리를 비롯해 고길동·희동이·또치·도우너·마이콜등 기존 캐릭터들의 등장 과정을 보여준 뒤 이들이 함께 우주여행에 나서 겪는 모험을 그렸다.둘리일행이 「영혼의 나라」얼음별을 무대로 무엇이든지 먹어삼키는 우주핵충,우주 암흑계를 지배하는 바요킹등과 엎치락뒤치락하는 일대 소동이 대형화면에 펼쳐진다. 총감독을 맡은 원작자 김수정씨가 원화를 직접 그려 캐릭터들의 매력이 생생하게 살아났고 우리 정서를 잘 표현하는 김씨 특유의 유머감각이 관객을 웃음짓게 만든다.다만 이야기 구성이 다소 느슨한 데다 컴퓨터그래픽·음향등 기술적인 면에서 뒤지는 것이 흠이다. 둘리나라·서울무비·한국종합기술금융 등 3사가 컨소시엄을 맺어 1년동안 제작했는데 제작비만 20억원을 들였다.제작사는 영화개봉에 맞춰 주제가 음반과 영화내용을 삽입한 게임용 CD­롬·플로피디스크를 함께 출시한다. 「피노키오의 모험」은 널리 알려진 이야기에 첨단기술을 접목해 새로운 영상을 창조한 작품.이 영화가 내세운 「애니마트로닉스(Animatronics)」는 애니메이션과 일렉트로닉을 합성한 말로 만화와 전기장치로 움직이는 영상기법을 뜻한다. 나무로 깎은 인형이 피노키오 연기를 하고,귀뚜라미 페페는 애니메이션으로 처리했지만 일반배우들과 이질감없이 조화를 이루었다.특히나무인형의 뒤뚱거리는 몸짓이나 딱딱한듯 하면서도 다양하게 바뀌는 표정은 실제 생명을 부여받은 것처럼 느껴질 정도. 제작진은 피노키오의 미세한 움직임을 전기장치로 조정했고 미소짓거나 눈을 깜박이는 등의 표정변화는 「쥐라기공원」에서 사용한 최첨단 인공피부를 활용했다. 애니메이션과는 달리 리얼리티가 뛰어나면서도 동화의 세계를 생생하게 되살린 점이 돋보인다.「꼬마돼지 베이브」로 올해 아카데미 최우수시각효과상을 받은 짐 헨슨 프로덕션이 참여했고 「닌자 거북이」의 감독 스티브 배런이 연출했다.〈이용원 기자〉

◎「고분자 플라스틱 친수성화」 첫 성공/전자회로기판·의료재료 등 응용범위 넓어/작년 세계재료학회 최고논문상 수상 첨단과학기술은 젊은 두뇌들에 의해 창조되고 발전한다.우리나라의 과학계에도 21세기를 주도할 젊은 과학기술연구요원들이 곳곳에서 빛을 발하고 있다.이들이 바로 우리 과학기술계를 어깨에 짊어지고 한국을 G7국가수준의 경쟁력있는 나라로 만들어갈 주역들이다.국내 각 연구소에서 자신의 연구분야에 정진하고 있는 젊은 과학자들을 만나 그들의 생각과 꿈을 들어본다. 『화학과 물리학을 오가면서 공부한게 연구에 큰 도움이 된 것 같습니다』 지난 10일 「이온빔을 이용한 고분자 표면개질 기법」을 발표해 주목을 받은 한국과학기술연구원(KIST) 세라믹스 연구부 고석근박사(38). 그는 대학(연세대)에선 화학을,석사과정에서는 물리화학(연세대 대학원)을 공부하고 미국 뉴저지 주립 럿거스 대학에서 재료공학으로 박사학위를 받은 이색적인 학력의 소유자이다. 92년 KIST에 들어오기 전까지는 89년부터 3년동안 일본 교토대학에서 전자공학과 조교수로 재직해 전자재료에도 익숙해 있던 인물. 『이온빔은 물리학연구에서,표면개질을 위한 화학적 처리는 화학연구에서 사용되는 방법이고 또 친수성 재료는 재료공학에서 한창 연구가 활발한 분야입니다.이번 연구는 이 세분야의 합작품이라 할만 하지요』 그의 이번 연구개발원리는 간단하다.고분자 플라스틱소재는 물을 밀어내는 성질(소수성)을 갖고 있는데 이때문에 접착성이 좋지않아 금속회로 기판등으로 사용하는데 문제가 있었다. 일본에서 이온빔을 다뤄봤던 고박사는 우연히 플라스틱 표면에 소수성 기를 친수성으로 바꿔주는 가스를 흘려 보내주면서 이온빔을 쪼여 봤다.결과는 놀라왔다.전에는 물방울이 방울방울 맺혔던 플라스틱표면에 물이 넓게 퍼지는게 확인된 것이다. 이 기술은 물방울이 맺히지 않는 비닐하우스용 필름,첨단 전자회로 기판,방염·방균등 각종 섬유가공,인공피부·인공심장등 의료재료등 활용범위가 무궁무진하다. 이 기술은 하마터면 연구실에서 사장될 뻔했다.연구결과에 특허를 내겠다고 하자 『그게 무슨 특허거리가 되느냐』고 할 정도로 우연히 얻어진 새 기술의 가치를 아무도 몰랐던 것. 그러나 지난해 5월 일본에서 불소수지를 레이저로 표면처리해 도금이 가능한 친수성으로 변화시킴으로써 그 위에 전자회로를 제작하는데 성공했다는 기사가 대서특필 되면서 연구결과의 진가는 서서히 인식되기 시작했다. 화학 전공자인 KIST 김은영원장은 결정적으로 고박사의 연구결과를 높이 평가하고 95년 12월 세계 재료학회등에 논문을 내도록 했다.이때 낸 4건의 논문은 2백50여편의 하이라이트 논문중에서 최우수 논문으로 뽑힐 정도로 각광을 받기에 이른다. 『앞으로 이 기술의 메커니즘 규명과 함께 섬유와 필름 실용화연구,분말의 친수성화 연구를 할 작정입니다』 그는 연구원으로서 어려움을 묻는 질문에 『연구자는 어디에 있든 머리속으로는 연구과제를 생각한다』면서 『연구소는 압박보다는 자율로 연구자의 창의성을 이끌어냈으면 좋겠다』고 바랐다.

◎KIST 「의과학연구센터」설립 계기로 알아보면/심장·심폐분야 국제적 명성… 간은 “초보”/뼈·관절·판막 등 50여종 인체 대체 가능 의학자와 과학기술자가 공조를 이뤄 인공장기·생체재료·인공측정기술등의 개발연구를 전담할 의과학 연구센터가 국내 처음으로 7일 문을 연다. 이 연구센터는 한국과학기술연구원(KIST)이 인공장기등의 개발엔 의학 뿐만 아니라 자연과학,공학을 포괄한 종합적 연구가 필요하다고 판단,복지과학연구 측면에서 설립한 것이다. 인공장기및 생체재료에 대한 연구는 아직 세계적으로 초보 단계에 머물러 있으나 일단 개발만 하면 엄청난 수요와 고부가가치가 예상돼 선진국에선 21세기 3대 유망산업중 하나로 꼽는 분야다. 의과학센터 개설 계기로 의료복지 분야의 핵심기술인 인공장기의 국내외 연구·개발 현황을 알아본다. 현재 인공장기나 생체조직을 이용해 인체부위를 대체할 수 있는 장기는 50여종.이 가운데 인공뼈·인공관절·인공혈관·인공손·인공판막·심장박동기·인공심폐등은 실용화 됐고 인공심장·인공혈액·인공눈·인공간등은 실험연구가 진행 중이다.전문가들은 뇌와 중추신경을 빼고는 거의 모든 장기가 최소한 20년안에 인공물질로 바뀌어질 수 있을 것으로 전망한다. ▲인공심장=57년 미국 클리브랜드 클리닉에서 처음 만들어졌으나 첫 체내이식은 82년에야 이뤄졌다.체내이식 최장 기록은 6백20일.현재 미국에서 이용되는 인공심장은 공기식의 「자빅7」과 전기식의 「하트메이트」가 있지만 수명 연장기간·기능면에서 개선해야 할 점이 많은 것으로 지적된다. 국내에서는 서울대 민병구교수(의용공학)팀이 미국 제품의 3분의1 크기인 전기유입식 인공심장을 개발해 89년 송아지에 이식,1백시간 정도 생명을 연장하는 결실을 맺었다.민교수는 최근 이 인공심장을 다시 60㎏짜리 동물에 이식할 수 있는 크기로 줄이는데 성공,오는 11월쯤 면양을 대상으로 실험에 들어간다.이 실험에서 성공하면 생체적·기계적 내구성을 보완,96년쯤 말기 심장병환자에게 임상 적용할 계획이다. 인공심장 개발은 미국·독일·일본·한국등 4개국이 앞섰으며 특히 민교수의 연구성과는 국제적으로 높이 평가받고 있다.민교수는 「한국형 인공심장」이 10년이내 완전 실용화될 수 있다고 낙관한다. ▲인공신장=만성 신부전증환자의 핏속 노폐물과 독성물질을 걸러 주는 장치로 40년대부터 각국에서 연구가 이뤄진 뒤 많은 발전을 거듭,투석환자의 사회복귀를 돕고 있다.국내에서는 지난 84년 한국과학기술연구원 김은영박사팀이 처음 개발해 86년부터 녹십자의료공업(주)에서 양산하고 있다.또 KAIST 김재진박사팀은 혈액투석기로 제거되지 않는 중분자량 노폐물을 분리·제거하는 혈액분리막을 개발,실용화 했다. ▲인공심폐기=심장수술때 호흡과 심장박동이 중지된 상태에서 심폐기능을 대신 해주는 1회용 인공장기.미국·일본등에서만 생산되던 것을 지난 90년 김은영·김재진박사팀이 녹십자의료공업(주)과 공동으로 개발,상품화 됐다.안정성과 성능면에서 선진국 제품보다 한발 앞섰다는 평가를 받는다. ▲인공간=일본이 국가 프로젝트로 가장 왕성하게 추진하는 분야.미국·서독등에서도 간효소 또는 유리 간세포를 이용한 간대사 보조장치개발에 심혈을 기울이고 있다.전문가들은 2천10년쯤 실용화할 수 있을 것으로 본다.국내 수준은 아직 초보에도 못미치는 실정. 이밖에 인공피부의 경우 미국 MIT·하버드대를 중심으로 피부를 배양,화상환자나 피부궤양환자에게 이식하고 있다.국내는 전한양대교수 김계용박사가 젤라틴과 키틴이란 물질을 합성,화상 치료용 인공피부를 개발한 적이 있지만 2년전 김박사 타계로 지금은 사실살 연구의 맥이 끊긴 상태.

◎선진국 개발경쟁 치열… 일지,10대기술 소개/썩는 플라스틱/녹말등 원료… 일,3년내 실용화/파인 세라믹스/디젤엔진 1300˚C서 작동 가능/자기증식·상처회복 가능한 인공생체도 연구중 첨단기술의 실용화를 위해 반드시 선결돼야 하는게 신소재개발이다.81년부터 시작된 미국 일본 유럽등 기술선진국들의 신소재 개발경쟁은 갈수록 고기능,고강도,저공해소재로 치열해지고 있다.이 중에서도 최근 일본의 기술전문지「트리거」가 뽑은 주목해야할 10대 신소재를 알아보면­ ◇경사기능재료=두가지 이상의 재료가 고루 혼합된 재료를 균일재료,경계면을 두고 합쳐진 재료를 복합재료라 하는데 비해 경사기능재료란 열전도율등 재료의 대표적인 기능이 오른쪽 상단 혹은 오른쪽 하단등 한쪽에 두텁게 다타나는 재료를 말한다.일본서 첫 창안된 이 재료의 가장 큰 활용분야는 지구와 우주 사이를 오가는 우주왕복선의 단열재.경사기능소재는 우수선의 대기권진입시 마찰열에 의한 고온으로부터 기체를 보호해줄 뿐만아니라 세라믹과 금속분체·섬유·박편등의 미묘한변화로 열응력을 작게해 기체의 안착력을 향상시킨다. 경사기능재료는 이밖에도 인공치아,뼈,관절,장기등의 의·공학재료,광섬유,렌즈,센서등에도 쓰인다. ◇생분해성 플라스틱=썩지않아 환경공해문제로 대두되고 있는 플라스틱을 대체하기 위한 것이다.일본은 키토산과 셀룰로오스,녹말을 원료로 한 생분해성 플라스틱을 개발,3년후 실용화를 목표로 제조기술개발에 착수했다.이 제품은 토양과 바다에서 2주∼18개월 사이 완전 분해되며 생태계피해는 하나도 없다. ◇수소저장 합금=문자그대로 수소를 흡수해 저장하는 함금.기체상태보다 1천배 높은 밀도로 수소를 저장하므로 수소자동차등에 효과적인 수소저장수단으로 쓰인다.수소저장합금은 수소와 반응해 열을 내면서 금속수소화물이 되기도 하고 이와 반대로 열을 흡수하면서 수소를 발생시키기도 하는데 이를 이용한 열펌핑기술로 냉·난방시스템도 개발중이다. ◇고장력알루미늄합금=고속전철등의 차체 경량화를 위한 신소재.지난 3월 일본 동해도 신간선의 「소망호」에 사용된 알루미늄,마그네슘,실리콘합금은 차량무게를 종래의 25% 경량화하는데 성공하는등 기술이 급진전되고 있다. ◇자외선차단섬유=자외선을 흡수하고 열을 반사하는 세라믹을 섬유에 섞거나 자외선흡수제를 섬유에 코팅하는 등의 방법으로 자외선 투과량을 줄여주는 의류소재.오존층파괴및 자외선증가에 의한 피부암,백내장피해가 경고되면서 패션을 넘어 의료분야에까지 진출추세를 보인다. ◇초합금=항공기엔진,가스터빈,각종 열교환기등 섭씨 7백도이상의 고온연소,화학반응에 견디는 합금소재.최근에는 내열온도를 섭씨 1천50도까지 올리는데 성공한 바 있는데 주된 재료는 니켈에 텅스텐,코발트,크롬,알루미늄,몰리브덴,티타늄,미량의 탄소,철,지르코늄을 함유하고 있다. ◇화인 세라믹스=81년부터 신소재개발 붐을 일으켰던 대표주자로 내열합금이 기껏해야 섭씨 1천도를 견디는데 비해 세라믹은 1천3백도를 견뎌 냉각시키지 않고 운전할 수 있는 디젤엔진을 제작하는게 가능하다.터보충전기 개발과 함께 세라믹의 복합재료화도 진행중.예를들면 산화알루미늄 입자에 나노사이즈(1천분의1마이크로)의 탄화규소미립자 5%를 분산시킨 결과 강도가 5배,점성이 50%이상 증가된 신소재가 탄생했다. ◇종이 페이싱=재생지,부직포에 이어 석면을 대체하는 자동차 클러치와 브레이크의 마찰재소재로 종이가 각광을 받고 있다. ◇인공생체재료=성장하고 증식하며 상처를 입으면 출혈을 하다 스스로 수복되는 기능을 가진 인공생체재료가 서서히 개발되고 있다.인체의 성장과 함께 자라는 인공폐,생체에 흡수되는 인공뼈,새살이 돋는 인공피부 등이 활발히 연구중이다. ◇엔지니어링 플라스틱=내열성,기계적강도,내마모성이 우수,자동차나 전자기기분야에서 널리 쓰인다.이중에서 가장 투명한 폴리 카보네이터(PC)는 내충격성과 정밀성이 우수,콤팩트디스크(CD)기판이나 유리를 대신한 광학렌즈로 사용된다.액정폴리머라는 특수 플라스틱은 섬유강화복합재료와 같은 성능을 보여 세계각국의 개발경쟁이 치열하다.