현재 우리가 사용하는 스마트폰은 지난 10년간 성능이 혁신적으로 향상되었습니다. 초기 스마트폰이 단순한 웹 서핑을 하기에도 버벅거리는 수준이었다면 이제는 웹 서핑은 물론이고 화려한 3D 그래픽 효과로 무장한 게임까지 부드럽게 구동할 수 있습니다. 이렇게 스마트폰의 성능이 좋아진 만큼 이제는 웹 서핑, 게임, 사회관계망서비스(SNS) 등 자주 사용하는 기능 이외에 추가로 다양한 업무에 스마트폰을 사용할 수 있는 기반이 마련된 셈입니다. 몇 년 전부터 삼성이나 애플 같은 주요 스마트폰 제조사들은 스마트폰은 물론 스마트 시계 등에 맥박이나 운동량 같은 의료 관련 정보를 수집하는 기능을 탑재했습니다. 하지만 스포츠용이 아니라 의료용으로 널리 사용되기 위해서는 이보다 다양한 의료 정보 수집이 중요합니다. 따라서 다양한 의료기기와 스마트폰을 연동해서 스마트폰을 의료 정보 수집의 허브로 활용하려는 연구가 늘어나고 있습니다. 미국 미시간 주립대학의 연구팀은 케이스 형태로 스마트폰에 연결해서 혈압을 재는 장치를 개발 중입니다. 현재 있는 프로토타입은 3D 프린터로 출력해 다소 조악해 보이지만, 작은 센서를 이용해서 간편하게 혈압을 잴 수 있다는 점은 큰 장점입니다. 원리는 간단합니다. 지문인식 센서 같은 작은 광학 및 압력 센서가 손가락에 있는 동맥의 압력을 측정해 전신 혈압을 추정하는 것입니다. 현재는 30명 정도의 건강한 자원자를 대상으로 테스트했는데 90% 정도의 정확도를 보였다고 합니다. 아직 더 많은 연구가 필요하지만, 혈압 측정 센서를 지문인식 센서만큼 작게 만들 수 있다면 스마트폰에 탑재하거나 혹은 주변 기기 형태로 만들어 어디서든 간편하게 혈압 측정이 가능할 것입니다. 어느 정도 정확도만 확보할 수 있다면 고혈압의 진단과 치료에 큰 도움이 될 것으로 기대됩니다. 의사의 상징처럼 생각되는 청진기 역시 스마트폰과 연동할 수 있는 중요한 주변기기가 될 수 있습니다. 스마트폰과 연동되는 전자 청진기는 아직 널리 쓰이지는 않고 있지만, 이미 여러 곳에서 개발이 진행 중입니다. 폴란드의 연구자들이 만든 StethoMe는 환자가 사용하기 편리한 형태로 만들어진 전자 청진기로 환자의 호흡음과 체온 등 여러 정보를 수집할 수 있습니다. 청진음은 앱을 통해서 저장되고 분석해서 천식 환자처럼 만성 호흡기 질환이 있는 환자에서 바로 진찰을 받아야 할 상황인지 알려줄 수 있습니다. 스마트폰 연동형 청진기는 기존의 청진기보다 작고 휴대하기 간편하게 만들 수 있으며 의사는 물론 환자도 사용이 가능하다는 것이 큰 장점입니다. 앞서 기기들은 현재 개발 중인 것이지만, 이미 개발이 끝나 상용화가 완료된 스마트폰 연동 의료기기도 있습니다. 버터플라이 IQ(Butterfly iQ)는 FDA의 승인을 받은 휴대용 초음파로 매우 쉽게 휴대할 수 있으며 가격도 2000달러로 의료용 초음파 가운데 상당히 저렴한 편입니다. 초음파 영상은 스마트폰을 통해 의료 데이터베이스에 저장될 수 있으며 언제든지 영상을 스마트폰을 통해 확인할 수 있어 다양한 진료 환경에서 유용하게 사용될 것으로 기대됩니다. 다만 전문 의료기기이기 때문에 일반인은 사용할 수 없고 훈련을 받은 의료인만 사용할 수 있습니다. 앞으로 점차 스마트폰과 연동되는 형태의 의료기기는 늘어날 것으로 예상하지만, 우려되는 부분도 있습니다. 스마트폰을 해킹하는 다양한 악성코드가 범람하고 있고 실제 해킹 사례도 적지 않다는 점입니다. 민감한 의료정보가 해커 손에 들어갈 경우 그로 인한 피해가 적지 않을 것입니다. 의료용 웨어러블 기기 및 스마트폰 연동 기기가 널리 사용되기 위해서는 불필요한 규제를 줄이는 것도 중요하지만, 무엇보다 신뢰할 수 있는 정보 보안 시스템이 필요합니다. 이는 스마트폰 의료기기 제조업체만으로는 해결할 수 없는 문제이며 스마트폰 제조사는 물론 구글 같은 운영체제 제작사, 그리고 보안 관련 업체들까지 협력해야 해결할 수 있는 문제입니다. 스마트폰 연동 의료기기의 잠재적 수요가 큰 만큼 결국 이 문제를 극복하게 될 것으로 기대합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

서울 중구는 새 학기부터 지역의 4개 공립초에서 학교 폭력과 미디어 중독을 예방하기 위해 인성교육과 창의활동을 결합한 ‘H-STEAM’ 프로그램을 실시한다고 1일 밝혔다. ‘H-STEAM’은 인성(Human) 교육에 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 예술(Art), 수학(Mathematics) 과목을 융합한 것으로 각 과목 영어 첫 글자를 땄다. 지난해 신당초, 흥인초, 봉래초에 이어 올해 남산초가 추가됐다. 대상 학년도 6학년에서 5학년으로까지 확대했다. 10주 과정으로 오는 7월까지 펼쳐지며, 1주에 2시간씩 정규수업 시간에 편성됐다. 수업은 소중한 나, 평화로운 우리, 세상 속의 나 3가지 소주제로 진행된다. 자신, 타인, 공동체를 이해하고 존중하는 법을 배운다. 3D프린터, 가상현실, LED 전기회로 등 창의적인 체험 활동도 이뤄진다. 최훈진 기자 choigiza@seoul.co.kr

“지하철 5호선과 인천지하철 1, 2호선을 김포로 연결해 동서남북, 사통팔달 지하철시대를 열어 김포 가치를 두 배로 올리겠습니다.” 더불어민주당 소속 정왕룡 김포시의회 의원은 27일 오후 김포시의회 북카페에서 시장 출마 기자회견을 갖고 10대 공약을 발표했다. 정 의원은 정식 공약발표에 앞서 “김포시민의 행복을 비춰주는 ‘김포 슈퍼문’이 되겠다”며 “무엇보다 신뢰있게 시민과의 약속을 철저하게 지키고 앞으로 민선7기 시정은 시민에게 약속한 대로 예측 가능한 행정을 펼칠 것을 약속하겠다‘고 말했다. 당내후보 5명의 단일화 입장에 대한 기자의 질문에 정 의원은 “여론조사 등 합리적 방안이 제시되면 언제든지 흔쾌히 응하겠다”며 단일화에 자신감을 나타냈다. 정 의원은 먼저 김포시민의 발이 편한 도시를 만들겠다며, “지하철 5호선과 인천지하철 1, 2호선을 유치해 지하철을 동서남북으로 연결하고 서울~한강신도시~북부권, 인천~김포~일산까지 연결해 김포를 사통팔달 교통요지로 만들겠다”며, “이 공약이 이뤄지면 김포는 공항철도와 3호선, 5호선, 9호선, 경의선 및 수도권 광역급행철도(GTX)와도 연결할 수 있어 신도시에서 서울역까지 30분 생활권으로 거듭날 것”이라고 덧붙였다. 그는 현재 전국에 내세울 만한 문화관광 명소가 없는 김포에 조강평화특구를 조성해 평화도시 김포만들기 나서겠다는 복안이다. 정 의원은 “조강포 일대에 전국 유일의 포구 민속촌을 건설해 문화와 경제·역사성을 복원하고 대한민국 대표적 문화명소로 만들겠다”며, “염하일대에는 출렁다리를 건설해 손돌목 일대를 관광 문화중심지로 만들고, 대명항과 초지대교 사이 공유수면 매립지에 제2어판장을 조성해 인천 소래포구를 능가하는 수도권 명소로 만들겠다”고 약속했다. 또 치안과 교통·소방·환경·통학 등 시민 안전에 관련된 문제는 최우선으로 세심한 대책을 세워 시민안전을 밝히는 슈퍼문이 되겠다고 밝혔다. 이어 버스공영제를 도입해 난폭운전으로 대표되는 버스서비스를 혁신할 것이며, 교통 소외지역에 ‘100원 행복택시’를 만들어 교통사각지대가 발생하지 않도록 하겠다는 방침이다. 특히 정 의원은 “성폭력이나 가정폭력으로부터 여성과 어린이를 보호하고, 실천 방안으로 상담소와 피난처 시설을 확충하고 관련 여성단체를 적극 지원해 안전사각지대를 없애겠다”고 강조했다. 교육·복지 공약도 이어졌다. 정 의원은 “공교육의 도시 김포를 만들기 위해 연 300억원 이상 교육에 투자하고, 원스톱 진로진학센터를 만들어 입시와 교육문제를 해결하겠다”고 말하고, “무상교복제도를 도입해 학부모 부담을 덜어드리고 민·관·정 협의체를 만들어 교육 현안을 해결해 타지역에서 이사 오는 공교육 도시 김포를 만들겠다”고 역설했다. 뿐만 아니라 사우체육문화광장과 공설운동장을 리모델링해 시민공원을 조성할 계획이다. 친환경 무상급식과 로컬푸드 등 건강한 도농복합도시 만들기에도 나설 계획이다. 아라뱃길 경제관광특구도 추진한다. 아라뱃길 김포터미널과 마포를 연결하는 뱃길을 열고 48국도를 연결해 김포를 물류와 레저·관광중심지로 키울 예정이다. 또 쇼핑과 호텔을 확충 건립해 고양 킨텍스나 송도 컨벤시아 등과 연결해 마이스(mice) 배후 지원 기지로 위상을 높이겠다는 구상이다. 이 밖에도 금빛수로를 전면 새단장해 한강신도시를 명실상부한 수로도시로 만들고 야생조류 생태공원 내실화를 꾀한다. 환경·공해문제를 전담하는 부서를 강화해 악취·토양문제를 철저히 관리할 방침이다. 공장 인허가에 있어서도 환경문제에 강화된 기준을 적용해 무분별한 공장난립을 방지한다. 첨단산업 육성방안도 내놓았다. 유명무실화된 대벽리 항공산업단지를 활용해 드론과 3D프린터산업 등 김포를 4차산업의 중심도시로 만들겠다고 약속했다. 이명선 기자 mslee@seoul.co.kr

5세 이상 복합질환 동시 앓아 기대수명만큼 ‘건강수명’ 늘려 건강한 노후 보장 머리 맞대야“‘불로불사’(不老不死)하는 황제가 돼 영원히 제국을 통치하겠다”며 ‘불로초’를 찾아나섰다가 50세의 나이로 사망한 진시황의 이야기는 인류가 지구상에 등장하면서부터 꿈꿔 왔던 ‘불로장생’이 그저 ‘꿈’일 뿐이라는 것을 보여주는 대표적인 사례다.최근 생명과학 분야의 급속한 발전으로 진시황이 바랐던 ‘불로장생’까지는 아니더라도 인간의 기대수명은 100세를 향해 달려가고 있는 추세다. 올해 한국에서 태어난 남자 아기와 여자 아기가 살 수 있는 기대수명은 각각 79세, 85세이다. 기대수명은 특정 시점에 태어난 아기들이 별다른 사고 없이 삶을 마칠 때까지를 예측한 기간이다. 문제는 기대수명의 증가만큼 건강을 유지하면서 살 수 있는 건강수명의 증가는 뒷받침되지 못하고 있다는 점이다. 실제로 가까운 일본의 경우도 2013년 기준 남녀 기대수명은 각각 80.21세, 86.61세이다. 그렇지만 건강수명은 남성 71.19세, 여성 74.21세에 그치고 있다. 쉽게 말하면 2013년에 태어난 남자는 약 9년, 여자는 약 12년을 류머티스 관절염, 2형 당뇨병, 암, 알츠하이머 치매 같은 노인성 만성질환에 시달릴 가능성이 있다는 것이다.과학자들은 평균 수명 100세를 뜻하는 ‘호모 헌드레드’ 시대가 되기 위해서는 기대수명의 증가만큼 건강수명도 함께 늘어나는 것이 필요하다고 입을 모으고 있다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’도 이번 주 호에 ‘고령화로 나타날 수 있는 수많은 질병을 늦출 수 있는 해결책을 찾아라’라는 제목의 분석 리포트를 실었다. 과학기술의 발전으로 기대수명은 늘어나고 있지만 나이 들어서도 ‘건강하게’ 살 수 있는 연구는 아직 부족하다는 지적이다. 노화 때문에 나타나는 가장 치명적인 질병은 알츠하이머병, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환이다. 젊은 사람들도 퇴행성 뇌질환을 앓는 경우가 있지만 노인들에게서 발병하는 양상과는 전혀 다르다. 노인들에게서는 DNA 손상, 세포노화, 자가분해 단백질 손상 등 다양한 원인이 동시에 복합적으로 나타나게 된다. 노화의 속도가 빨라지는 65세 이상의 사람들에게서는 젊은 시절 얻은 만성질병과 후유증, 합병증에 노년기 특유의 질환이 더해지면서 한 사람이 몇 가지의 질환을 동시에 앓는 경우가 많다. 실제로 노화를 막기 위해 노화된 세포를 제거하거나 유전자 편집을 통해 노화세포가 스스로 제거되도록 하는 기술을 비롯해 3D 프린터를 이용해 노화된 신체조직을 교체한다든지 젊은 사람의 피를 수혈하는 등 다양한 방식이 연구되고 있다. 그렇지만 이러한 기술들은 노화를 늦추거나 막으면 관련 질병도 사라질 것이라는 전제를 갖고 있기 때문에 노화 관련 질환에 대한 근본적 해결책이 되지 못한다. 이 때문에 노화 연구자들은 “지금까지 노화 연구는 단일 질환이나 노화와 죽음을 늦추는 것에만 초점이 맞춰져 왔는데 이는 나이와 관련된 여러 가지 생물학적 조건을 고려하지 않는 것”이라며 “복합적으로 나타날 수 있는 질환의 치료나 예방과 건강수명 연장에 대해 좀더 관심을 기울여야 할 때”라고 설명했다. 이와 함께 노화 관련 치료법이나 신약을 개발할 때 사용되는 임상실험의 기준도 재정립될 필요가 있다. 노인들의 근력을 강화시키는 약을 개발했다고 한다면 지금과 같이 약을 투여한 뒤 근육량의 변화를 측정하는 대신 400~500m를 걷거나 뛰는 능력이 어떻게 향상됐는지를 살펴보는 것이 더 바람직하다는 것이다. 분석 보고서를 쓴 일라리아 벨란투오노 영국 셰필드대 노화연구소 교수는 “2015년 기준 전 세계 인구 중 60세 이상 고령자는 12% 정도이지만 2050년이 되면 22%에 해당하는 약 20억명에 달할 것”이라며 “불로장생이라는 인류의 오랜 꿈이 또 다른 짐이 되지 않기 위해서는 건강한 노후를 보장할 수 있는 연구와 함께 국가별로 고령화사회를 대비한 맞춤형 정책이 필요하다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

기획재정부가 청소년을 대상으로 한 ‘흥미딘딘 경제교실’과 제4차 산업혁명을 주제로 한 성인 대상 ‘경제 브런치’ 등 경제교육 영상물 20편을 배포했다고 8일 밝혔다. 이번에 공개된 경제교육 영상물은 인기 연예인들의 재치 있는 입담으로 경제 개념과 4차 산업혁명을 소개한다. 총 14편으로 구성된 ‘흥미딘딘 경제교실’에는 래퍼 딘딘이 출연해 합리적 선택, 환율, 국내총생산(GDP) 등 딱딱한 경제 개념을 학생들이 알기 쉬운 사례를 들어 설명한다. 교과서에서 배우는 경제 개념 외에 협동조합이나 탄소배출권 등 사회경제적 주제도 다룬다. ‘경제 브런치’ 6편에는 방송인 타일러 라시, 최정문이 진행자로 출연해 4차 산업혁명을 주제별로 다룬다. 각 분야별 전문가와 함께 인공 지능(AI), 3D프린터, 스마트 팜, 증강 현실(AR)·가상 현실(VR) 등 4차 산업혁명 관련 첨단기술을 소개한다. 세종 황비웅 기자 stylist@seoul.co.kr

●과천과학관, 동계스포츠전 국립과천과학관(관장 배재웅)은 평창동계올림픽 성공 개최와 관심을 이끌기 위해 31일부터 다음달 25일까지 동계스포츠 속 과학원리를 주제로 특별전을 개최한다고 30일 밝혔다. 이번 특별전은 동계올림픽 주요 종목을 소개하고 그 속에 숨어 있는 중력, 가속도, 양력, 마찰력, 각 운동량 등 과학 원리를 체험과 놀이를 통해 이해할 수 있도록 구성됐다. 또 가상현실(VR)을 통한 봅슬레이를 체험하고 3D프린터와 레이저머신으로 동계올림픽 마스코트를 만들 수 있다. ●체성분측정 기술로 당뇨 진단 한국한의학연구원 한의기반연구부 김재욱 박사팀은 생체전기 임피던스 기술로 간단하게 당뇨를 진단할 수 있는 기술을 개발하고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 발표했다. 생체전기 임피던스는 신체에 미세한 교류 전류를 흘려 전기저항을 측정하는 방법으로 주로 체성분을 분석할 때 활용하는 기술이다. 이번 기술을 활용하면 혈액을 채취해 혈당 수치를 잴 필요 없이도 체성분 분석처럼 간단한 방법으로 당뇨 여부를 확인할 수 있다. ●유전자 발현량 조절 법칙 발견 중앙대 화학과 성재영·윤상운·김지현 교수와 캐나다 토론토대 분자유전학 및 컴퓨터과학과 필립 김 교수 공동연구팀은 세포 내에서 생성되고 소멸되는 분자의 농도를 조절하는 ‘화학요동 법칙’을 발견했다고 30일 밝혔다. 이번 연구는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 실렸다. 이 법칙은 일반적인 생성·소멸과정에 모두 적용할 수 있어 역학, 약학뿐만 아니라 경제학 같은 사회과학 연구에도 도움을 줄 것으로 기대되고 있다.

4차 산업혁명 시대 스타트업 육성을 도와줄 창업공간이 판교에 들어섰다. 경기도와 경기도경제과학진흥원은 ‘4차 산업혁명 주도 스타트업’ 육성 거점인 성남 판교 ‘경기벤처창업지원센터’ 개소식을 갖고 운영에 들어간다고 30일 밝혔다. 경기 성남시 이매동 KT분당빌딩 1층에 자리를 잡은 ‘판교 벤처센터’는 신기술·지식집약형 선도기업을 만들 도내 예비·초기창업자들에게 비즈니스 공간은 물론, 아이디어 발굴부터 시장개척까지 체계적으로 지원하는 역할을 맡는다. 도는 판교TV 인근지역이 스타트업 입주수요 대비 공공 창업 인프라가 부족한 현실을 감안, 청년 일자리 창출 등 창업 활성화를 위해 이번 벤처센터를 조성했다. 판교 벤처센터는 4차 산업혁명 시대에 걸맞은 특화분야 스타트업 발굴과 글로벌 강소기업 육성을 목표로 안정적인 창업 및 비즈니스 활동을 펼칠 수 있는 1인, 4인 및 개방형 창업공간, 협업공간 등 인프라를 구축했다. 이곳에서는 입주기업들을 대상으로 비즈니스 모델 수립부터 비즈니스 액셀러레이팅, 투자, 글로벌 진출까지 성장단계별 지원프로그램을 제공한다. 또한, 기업의 다양한 기술·경영상 애로를 신속하게 해결할 수 있도록 창업·벤처, 자금·금융, 인사·노무, 마케팅·수출, 투자 등 분야별 전문가 1:1 멘토링, 기업역량강화 교육, 브라운백미팅을 상시적으로 지원한다. 이외에도 ‘메이커 스페이스(Maker Space)’를 조성, 3D프린터, 플로터기, 작업공구 등을 활용해 시제품제작을 할 수 있으며, 제품 사진촬영을 위한 포토 스튜디오, 회의실, 휴게 및 네트워킹 공간을 무료로 지원 받을 수 있다. 입주 대상은 지식서비스(S/W, ICT, 문화·콘텐츠), 바이오, 제조업 등 미래 성장동력 분야의 예비창업자 및 창업 3년 이내 중소·벤처기업으로, 기술성·사업성 등을 평가 후 입주를 결정하고 최대 2년까지 입주 및 지원 받을 수 있다. 개방형 창업공간의 경우, 예비창업자는 상시로 이용신청이 가능하다. 이날 행사에는 박태환 도 기업지원과장, 조광주 도의회 경제과학기술위원회 위원, 한의녕 도 경제과학진흥원장, 이범석 경기창업보육센터협의회장, 허인정 아르콘 대표, 김용균 온코씨앤디 대표 등 총 30여명이 참석했다. 도 관계자는 “4차 산업혁명 시대를 주도하기 위해서는 꿈과 열정을 가진 창업가들의 도전이 뒷받침돼야 한다”며 “우수한 청년들이 창업에 적극 참여하고, 벤처투자를 통해 성장하는 혁신 창업 시대 구현을 위해 경기도가 계속 지원할 계획”이라고 밝혔다. 경기벤처창업지원센터는 경기도가 지역 전략산업 육성과 창업생태계 조성의 전진기지 역할을 하기 위해 설립한 ‘벤처창업 허브’다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

영화 ‘스타워즈’에서는 로봇 알투디투(R2-D2)가 공기 중에 레이저로 레아 공주의 입체 영상을 투영한다. 이런 공상과학(SF)적인 장면이 현실이 될 날이 그리 멀지 않은 듯하다. 미국 브리검영대학 대니얼 스몰리 교수가 이끄는 연구팀은 공기 중에 무수히 많은 미세 입자를 제어해 홀로그램보다 사실적이고 명확하게 보이는 3D 영상을 제작하는 방법을 개발했다고 세계적 학술지 네이처(Nature) 24일자에 발표했다. 스몰리 박사는 “이 기술은 단지 공간에 무언가를 빨리 인쇄하고 지우는 것”이라고 말했다. 연구팀은 이 기술로 손가락 하나 위에서 조그만 나비 한 마리가 춤추는 모습과 스타워즈 속 레아 공주를 흉내 낸 한 대학원생의 모습을 영상으로 제작했다. 이 기술은 지금까지 나온 어떤 홀로그램 기술보다 스타워즈 속 한 장면과 가깝게 재현한 것이다. 경쟁 기술을 개발 중인 미국 로체스터대학의 커티스 브로드벤트 박사는 “이번 기술은 정말 멋지다”면서 “사람들은 이 영상을 원형으로 둘러서서 볼 수 있고 어떤 장소에서도 입체적으로 볼 수 있는데 이는 홀로그램으로 불가능하다”고 말했다. 이에 대해 스몰리 교수는 “공기 중 입자들은 영화 ‘스타트렉’에 나왔던 트랙터 빔 방식처럼 레이저 광선에 의해 제어된다”고 설명했다. 하지만 스몰리 교수에게 이런 아이디어를 떠올려준 것은 영화 ‘아이언맨’에서 토니 스타크가 홀로그램 장갑을 착용하고 영상을 조작하는 장면이었다. 현실에서는 영상이 교란돼 스타크의 팔처럼 자유자재로 제어할 수 없다. 스몰리 교수는 “홀로그램에서 이른바 ‘부피측정 디스플레이’(volumetric display)로 불리는 이런 기술로 발전하는 과정은 일반적인 2D 프린터에서 3D 프린터로 발전하기만큼 어렵다”면서 “홀로그램은 눈에 3D로 보이긴 하지만 모든 작동 원리는 2D 평면에서 일어난다”고 말했다. 이와 함께 “핵심은 토니 스타크의 팔처럼 입자를 포착해서 움직여야 하므로 팔은 방해가 되지 않는다”고 말했다. 연구 초기에 스몰리 교수는 중력이 입자를 떨어뜨려 영상을 유지할 수 없으리라 생각했다. 하지만 레이저 광선의 에너지는 대기압을 변화해 입자의 부유 상태를 유지한다고 그는 말했다. 스몰리 교수는 영상을 공기 중에 투영하기 위해 어린이 도시락 크기의 1.5배 정도 되는 기기를 만들어 사용했다. 현재 기술로는 이보다 크게 영상을 만들면 안전상의 문제가 있다고 한다. 따라서 스몰리 교수는 더 많은 연구와 다양한 레이저 빔을 사용해 더 큰 프로젝트를 만들 계획이다. 그의 기술이 현실화되려면 아직 몇 년은 더 걸리겠지만, 앞으로 엔터테인먼트뿐만 아니라 의료 분야에도 활용될 수 있으리라 기대를 모은다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

입사 초 제일 닮고 싶던 동기는 회식에서 고기를 적당하게 구워 내던 녀석이었다. ‘바싹’부터 ‘육즙 많이’까지 천차만별 젓가락들의 요구를 따르느라 이도저도 아닌 삼겹살을 만드는 여느 신입과 다르게 그놈은 절도 있게 ‘집게권’을 행사했다. 이후에도 어떤 불판에서든 그놈과 먹는 고기맛은 좋았다. 한참 뒤 알았다. 그놈은 고기를 잘 굽는 기술자 이상이었다. 굽는 동안 지루함을 잊게 할 너스레, 고기를 삼킬 때 터뜨리는 유쾌함, 배를 채운 뒤 술잔이 돌 때의 진솔함. 그는 고기맛을 넘어 고깃집의 경험 전부를 기획했다. 유행하는 불판이 바뀌는 속도 못지않게 4차 산업혁명 범주에 드는 기술의 발전 속도가 빠르다. 알파고 여파로 인공지능(AI) 담론이 뜨는가 싶더니 요즘 화두는 블록체인이다. 2030세대 중심의 가상화폐 투기 열풍이 블록체인을 올해 키워드로 밀어 올렸다. 가상화폐 거래에 참전할지가 모두의 고민이 됐다. 정부 부처마저 가상화폐 앞에서 ‘투기로 패가망신할 것’이라고 냉소를 보내는 측과 ‘옛날처럼 살다 뒤처질 것’이라고 조바심 내는 측으로 나눠졌다. 법무부가 규정한 대로 지금 가상화폐 거래는 투기다. 실물경제의 생산성과 별개로 기대심리에 부응해 급등락장에 내기 걸듯 이뤄지는 거래, 투기가 확실하다. 다만 현재 금융·통신·물류사들이 주도하는 블록체인 컨소시엄들의 기술 상용화 단계가 되면 시세는 안정될 것이라고 기대한다. 한편에선 가상화폐 거래를 중단하면 블록체인 기술 발전에 불리하다는 주장이 나온다. 일리 있다. 거래를 중단한다고 블록체인 기술 발전이 아예 불가능하지 않겠지만, 마치 임상연구 단계를 건너뛰고 신약 개발을 하는 것처럼 한계가 있을 것이다. 실시간 거래 정보를 중앙 서버 대신 네트워크에 분산 저장하는 블록체인 기술은 작은 오류에도 신뢰를 잃을 수 있는데, 과열된 가상화폐 거래들이 예기치 않게 블록체인 기술의 여러 버전을 겨루게 하고 기술 오류를 찾아 주는 시험대 역할을 하는 것 같다. 작은 오류도 허락되지 않는 기술이란 점은 자율주행차, 드론, 3D프린터, 사물인터넷 등 4차 산업혁명 기술 전반에 나타나는 특성이다. 미미한 확률이라도 해킹과 오작동 문제를 해결하지 못한 자율주행차에게 운전대를 넘기기 싫은 게 사람 심리다. 결국 미래는 기술뿐 아니라 기술을 대하는 우리의 자세까지 열릴 때 시작될 것이다. 당국이 “투기”라는데 “마지막 남은 공정한 기회”라며 달려드는 청년들을 비판하기 전 그 처지와 집단심리에 담긴 함의를 파악하는 일이 중요한 이유다. 3포세대, 흙수저라고 자조하다 “미친 세상, 리셋되면 좋겠어”라고 성내던 청년들이 가상화폐 열풍에 올라탔다. “가상화폐는 투기”라는 질책은 “양극화를 부르는 소득·과세 체계, 대마불사 자산 거래 시장은 ‘투기적 정책’이 아니란 말이냐”는 반론 앞에 무색해졌다. 당면한 기술을 추종할지 쳐부술지 결정에 앞서 긴 안목에서 우리가 어떤 기술을 채택해 어떤 미래를 기획하는 데 합의할 것인지, 지금의 만족을 깨뜨리는 ‘히든트랙’부터 숙고해 볼 일이다. #4차 산업혁명이라는 거짓말 #국가는 잘사는데 왜 국민은 못사는가 saloo@seoul.co.kr

3D 프린터로 열전발전기를 찍어내고, 열을 효과적으로 거둬 전기를 만드는 기술이 개발됐다. 뜨거운 보일러 배관이나 자동차 배기가스관에 있는 열을 버리지 않고 전기로 바꿀 수 있는 기술이다. 16일 울산과기원(UNIST)에 따르면 손재성 신소재공학부 교수팀이 유기물 프리 전-무기 열전 잉크를 합성하고, 압출형 3D 프린터로 열원 일체형 열전발전기를 제작하는 기술을 개발했다. 열전 기술은 열에너지를 전기에너지로 바꾸거나 전기에너지를 열에너지로 변환하는 기술이다. 또 열에너지 변환기술은 열을 전기로 변환하는 열전발전 기술이 유일하다. 열전발전기는 열의 공급원인 열원에 직접 부착돼 구동한다. 그러나 기존 직육면체 소재로 만든 평판형 열전발전기는 열에너지 회수에 한계가 있다. 열원 표면은 대부분 평평하지 않아 평판형 열전발전기가 제대로 접촉하지 못하기 때문이다. 이때 생기는 열손실은 발전기 출력에 치명적이다. 이 문제를 해결하려고 손 교수팀은 3D 프린터를 이용해 열전소재의 형상을 열원 모양과 크기에 맞게 제작, 열원 일체형 열전발전기를 개발했다. 열전 잉크를 만들어 3D로 프린트한 결과, 열전소재 형상을 자유롭게 바꿀 수 있었다. 여기에다 열전발전기는 열원과 하나처럼 붙어 열 손실도 크게 줄었다. 또 이번에 개발된 열전 잉크는 끈적거리는 점탄성을 가지면서도 프린팅했을 때 전기적 특성을 유지해 주목받았다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

중국 초등학생 3인이 제조한 3D 프린트 기술이 국가가 발급하는 특허권을 획득하는데 성공했다. 베이징 차오양취에 소재한 실험소학교 측은 최근 양쟈린(杨家林), 치요허쟈(邱禾佳), 커신(可欣) 등 4학년생 3인이 직접 제작한 3D 입체 프린트에 내장 기술에 대해 중국 정부가 특허권을 인정했다고 최근 이 같이 밝혔다. 학교 관계자에 따르면, 특허권을 취득한 해당 3D 프린트는 기존 상용화 된 3D 프린터를 개조해 제작된 것으로 알려졌다. 이번에 특허를 받은 기술은 기존 3D 프린터가 가진 복잡한 구조와 내부 기기를 보다 간소화하는데 방점을 찍었다는 평가다. 실제로 학생들이 직접 제작한 해당 3D 프린터기는 총 9개의 나사와 6개의 내부 기기의 연결로만 작동할 수 있도록 설계돼 있다. 학생들은 해당 프린터 기기를 통해 장난감, 시험지, 분필, 지우개 등 교내에서 사용하는 다양한 용품을 제작하는데 성공했다. 프린터 기기를 통해 원하는 제품을 만들어내기까지는 완성된 디자인 입력 후 총 3분이 소요된다. 반면, 해당 프린터 기기에 대한 특허권을 취득하기까지 어려움도 많았던 것으로 전해졌다. 학교 관계자는 “개발부터 제작까지 총 2년의 시간이 소요됐다”면서 “재학생들과 지도 교사는 끊임없는 상담과 기술 발명 유도 등을 통해 학생들의 발명 열정을 키우데 힘을 쏟았다”고 말했다. 이와 관련, 중국 초등학생에 대한 3D 과학 기술 교육이 활발하게 진행되는 분위기다. 현재 중국 전역에 소재한 총 40여 곳의 초·중등학교서는 정규 교육 과정으로 3D 프린터 수업을 포함시켜오고 있다. 수업 시간 중에 교사는 학생들을 대상으로 G코드 변환 기법, STL(파일 포맷), 3D 프린터 명령어 습득, 3D 프린터 작동 원리, 동아리 모임 후원 등을 실시한다. 특히 이번에 특허권을 취득한 베이징 차오양취 소재 초등학교에서는 지난 2014년부터 3D 프린터 사용 및 제작 관련 수업을 진행해오고 있다. ‘3D 프린터 기술 수업’으로 불리는 과목은 주 1~2회 실시되며, 학년에 따라 상이한 교육 시간이 배분된다. 해당 수업에서 학생들은 교사와 함께 3D 프린터를 이용해 중국 전통 장난감을 제작, 다양한 제품을 구상해 직접 만드는데 치중하게 된다. 수업에 참여해오고 있는 재학생 양쟈린 군은 “3D 수업을 통해 기존의 거리에서 쉽게 목격할 수 있는 목조 건물, 철재 건축물 대신 3D 프린터가 집을 짓는 날이 곧 도래할 것”이라면서 “창의적인 과학 기술을 배울 수 있는 시간이다”고 평가했다. 임지연 베이징(중국) 통신원 cci2006@naver.com

키워드 ‘안전’ 첫 거론… “꼭 반영” 4차 산업혁명 수립 적극 검토 인구 감소에 ‘도시 다이어트’ 연구 2021년부터 20년간 우리나라 국토 발전의 방향을 제시하는 ‘5차 국토종합계획’에 안전 및 4차 산업혁명 대응 방안 등이 담길 것으로 보인다. 과거 개발·성장 위주의 국토 정책에서 안전과 시대 변화에 초점을 맞추는 방향으로 패러다임이 전환되는 것이다.8일 국토교통부에 따르면 국토연구원은 4차 국토종합계획(2000~2020년) 성과를 평가하고 5차 계획의 방향을 설정하는 연구를 진행 중이다. 또 이를 바탕으로 오는 3월 연구용역을 발주해 늦어도 내년 말까지 5차 계획을 완성한다는 방침이다. 국토종합계획은 우리나라 최상위 국토계획으로 전국 시·군·구 국토개발 계획의 골격이 된다. 국토연구원이 앞서 전문가를 대상으로 의견을 수렴한 결과 5차 계획의 주요 키워드로 ‘균형 발전’, ‘통일’, ‘글로벌 경쟁력 강화’, ‘안전’, ‘지속가능’ 등이 꼽혔다. 균형 발전, 통일 등은 앞서 4차 계획의 기본 목표에도 포함됐지만 안전 관련 문제가 거론된 것은 이번이 처음이다. 권영섭 국토연구원 선임연구위원은 “4차 계획과 5차 계획의 가장 큰 차이점은 안전 문제가 부각됐다는 것”이라며 “경주·포항 지진 이후 한반도도 안전하지 않다는 경각심이 커졌기 때문에 (안전은) 5차 계획에 반드시 반영해야 할 사안”이라고 밝혔다. 일본에서도 2008년 우리나라의 국토종합계획 격인 ‘국토형성계획’을 수립했다가 2011년 동일본 대지진을 겪고 2015년 안전을 강조한 2차 계획을 내놓았다. 4차 산업혁명 시대에 맞는 각종 변화를 국토종합계획에 반영하는 방안도 검토되고 있다. 권 연구위원은 “4차 산업혁명과 에너지 혁명은 5차 계획에서 가장 중점적으로 다뤄야 할 요소”라며 “로봇, 빅테이터, 3D프린터 등은 아직 기술 수준에 불과하지만 (5차 계획 수립 과정에서) 일반화되면서 국토종합계획에도 상당히 큰 영향을 미칠 것”이라고 강조했다. 그는 “전문가 의견 수렴 결과 우선순위에서 밀렸다고 해서 5차 계획에서 다뤄지지 않는 것은 아니다”라고 설명했다. 국토연구원은 인구 감소에 따른 ‘도시 다이어트’ 방안도 집중적으로 연구하고 있다. 4차 계획을 수립한 1990년대 후반까지만 해도 저출산 문제가 부각되지 않았지만, 5차 계획 수립 단계에서는 인구감소에 따른 대응 방안을 마련해야 할 필요성이 제기됐기 때문이다. 인구가 갈수록 줄어드는 지방 도시를 거점 위주로 재편하는 방안 등이 거론되고 있다. 장진복 기자 viviana49@seoul.co.kr

대형 액체 로켓 엔진은 매우 복잡하고 제작이 까다로운 제품 가운데 하나입니다. 고온 고압 환경은 물론 발사 시 생기는 강한 진동을 견뎌야 하기 때문입니다. 전통적으로 이 과정은 여러 금속 부품을 용접하는 방식으로 이뤄졌으며 상당히 많은 시간과 비용이 소모되었습니다. 그런데 아폴로 우주선 시대부터 지금까지 이어져 온 이 방식에 근본적인 변화의 바람이 불어오고 있습니다. 미항공우주국(NASA)은 수년 전부터 금속 3D 프린터 기술이 지닌 가능성에 주목해왔습니다. 복잡하게 생긴 금속 부품을 여러 개 용접해서 붙이는 대신 한 번에 출력할 수 있다면 제작 비용과 시간을 모두 획기적으로 줄일 수 있기 때문입니다. 하지만 금속 3D 프린터 부품이 전통적인 금속 부품처럼 열과 압력, 진동에 잘 견딜 수 있는지가 가장 큰 관건이었습니다. 몇 년간에 걸친 연구 끝에 NASA와 그 협력 기관들은 상당히 신뢰성이 높은 금속 3D 프린터 기술을 개발했습니다. 그리고 마침내 축소 모델이 아니라 풀 스케일의 대형 로켓 부품에 들어갈 3D 프린터 기술을 테스트하는 단계에 이르렀습니다. 2017년 12월 13일 이뤄진 RS-25 로켓의 엔진 연소 테스트에는 금속 3D 프린터로 출력한 포고 어큐뮬레이터(pogo accumulator)가 사용되었습니다. 큰 공처럼 생긴 금속 부품으로 과거에는 100번의 용접이 필요한 부품이었습니다. 금속 3D 프린터를 이용한 결과 비용은 35%, 제작 시간은 80%가 줄어들었다는 것이 NASA의 설명입니다. 이번 연소 테스트에서는 3D 프린터 출력 부품이 로켓 연소 시 발생하는 강한 진동을 충분히 견딜 수 있다는 점이 입증되었습니다. RS-25 계열 엔진은 과거 우주 왕복선에 사용되었던 것으로 NASA는 이 엔진을 차세대 로켓인 SLS(Space Launch System)에 사용할 예정입니다. 1단 로켓 하나에 4개의 RS-25 엔진이 사용되는데, 일회용 로켓이기 때문에 남은 부품으로는 4번 정도 발사 후에는 남는 엔진이 없습니다. 따라서 NASA는 RS-25 엔진을 추가로 발주할 계획인데, 앞으로 이 로켓 엔진의 생산에 3D 프린터 기술이 적용될 수 있습니다. 3D 프린터 기술이 광범위하게 사용되면 로켓 엔진의 제작 비용과 시간이 획기적으로 절감될 것으로 기대됩니다. 여러 번 사용할 수 있는 재활용 로켓 기술에 이어 3D 프린터 기술이 접목되면 앞으로 로켓 발사 비용이 지금보다 훨씬 저렴해질 수 있을 것으로 보입니다. 그렇게 되면 달을 넘어 화성까지 도달하려는 인류의 희망 역시 더 현실에 가까워질 것으로 기대됩니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

불임은 젊은 암환자를 치료하는 종양내과 의사에게 중요한 고민거리 중 하나다. 림프종이나 백혈병, 생식세포종 같은 상대적으로 젊은 환자들에게 많은 종양은 항암화학요법으로 완치될 수 있다. 따라서 종양내과에서는 매우 적극적으로 항암화학치료를 한다. 그러나 항암제는 생식세포 손상과 성호르몬 이상을 일으켜 성인이 됐을 때 불임이라는 부작용을 부른다. 과거에는 암환자뿐만 아니라 의사도 치료가 우선이었지 생식기능에 관심 가질 여유가 없었다. 지금은 그렇지 않다. 다행히 남성 환자는 항암치료 전 정자를 미리 얻어 정자은행에 보관하고 치료를 마친 뒤 얼린 정자를 녹여 인공수정에 사용할 수 있다. 그러나 여성 환자는 난자은행을 이용하는 것이 쉽지 않다. 우선 난자를 얻는 것이 쉽지 않고 어느 정도 부작용을 겪어야 한다. 비용도 부담이 된다. 그 무엇보다 큰 문제는 사춘기가 지나지 않은 여자아이는 은행을 이용조차 할 수 없다는 점이다. 또 난자를 얻는 데 2주 이상 시간이 걸리는데 암치료를 미룰 수 없는 상황에서는 유용하지 않다. 최근 난자를 얻는 대신 난소조직을 미리 떼어내 냉동보관하고 치료가 끝나 암세포가 사라지면 보관한 난소조직을 다시 몸 안에 넣는 방법이 주목받고 있다. 사춘기에 이르지 않은 여아나 암 치료를 미룰 수 없는 여성 암환자에게 유용하다. 이 방법으로 2004년부터 올해까지 130명의 엄마가 임신과 출산에 성공했다는 사실이 지난 10월 국제학술지 뉴잉글랜드저널오브메디슨(NEJM)에 보고되기도 했다. 난소조직을 채취해 보관한 뒤 다시 넣어줄 수 있다면 불임뿐만 아니라 항암치료 때문에 난소기능이 손상돼 겪는 조기 폐경과 부작용까지 개선할 수 있다. 그러나 난소조직에 암세포가 이미 침범했거나 그럴 가능성이 있다면 이 방법을 사용할 수 없다. 조직을 이식할 때 암세포를 다시 넣어주는 꼴이 되기 때문이다. 최근 벨기에 연구진은 이 문제를 극복할 수 있는 열쇠로 ‘인공난소’를 제시했다. 이 방법을 활용하려면 항암치료가 예정된 여성 암환자로부터 난소조직을 얻은 뒤 미리 난포를 떼어내거나 난소조직을 이식할 때 난포를 분리한다. 이때 난소조직에 있던 암세포도 같이 분리된다. 난포는 난자를 성숙시키는 동시에 에스트로겐과 같은 호르몬을 만드는 곳이다. 이후 환자가 암치료를 마치면 남은 난포만 인공적으로 만든 구조물에 붙여 이식한다. 쥐를 이용한 동물실험에서만 성공한 상태지만 앞으로 암환자와 불임환자에게도 사용할 수 있을 것이다. 3D 프린터로 인공난소를 만들어 쥐에게 이식한 결과도 최근 공개됐다. 놀랍게도 인공난소를 이식한 쥐에서 배란뿐만 아니라 임신과 출산이 정상적으로 이뤄졌다. 그렇다면 사춘기에 이르지 않은 남자 환자는 어떻게 해야 할까. 아직 정자은행을 이용할 수는 없다. 난소조직을 채취하듯 고환에서 정소조직을 미리 채취해 같은 방법으로 보관하고 사용하는 연구가 시도되고 있다. 이런 다양한 시도들이 전혀 문제가 없는 것은 아니다. 생식기관 이식은 윤리적으로 넘어야 할 산이 있다. 소아 암환자들이 성인이 됐을 때 아이를 갖지 못할 수도 있다는 사실을 알게 된다면 어떨까. 반대로 소아 암환자 부모가 아이의 뜻과 다르게 인공난소를 만들거나 생식기관 이식을 미리 준비한다면? 인공난소나 정소조직을 이용해 언제든지 자기 아이를 가질 수 있다면 전혀 문제가 없을까. 의학과 의료기술이 발전하면서 완치 가능성과 치료 후 환자의 삶의 질은 높아지고 있지만 우리에게 새롭고 어려운 고민을 항상 하게 만든다.

고용노동부가 4차 산업혁명의 핵심기술인 3D프린터 등 산업현장에 필요한 자격증을 신설한다고 14일 밝혔다. 이번에 새로 만들어지는 국가기술 자격은 3D프린터개발산업기사, 3D프린터운용기능사, 식육가공기사, 잠수기능장, 농작업안전보건기사 등 모두 5개다. 정부는 3D프린팅 산업 진흥계획에 따라 기술경쟁력 강화 및 산업 확산, 제도적 기반 강화 등을 추진하고 있다. 이번 자격증 신설도 전문가 양성을 위한 조치의 일환이다. 농림축산식품부와 식품의약품안전처에서는 햄, 소시지, 베이컨 등 육류 가공에 대한 고급 전문인력 양성을 위해 ‘식육가공기사’ 자격을 신설했다. 현장 지휘 역량을 갖춘 숙련된 잠수인력을 양성하기 위해 기존 자격(잠수산업기사)보다 한 단계 더 높은 ‘잠수기능장’ 자격도 신설된다. 농촌진흥청에서는 농작업 중의 재해 예방을 담당할 전문가를 양성하기 위해 ‘농작업안전보건기사’ 자격이 새로 만들어진다. 아울러 정부는 발급까지 2∼5일이 걸리는 수첩 형태의 기술 자격증을 15일부터는 국가기술자격 정보시스템에서 바로 출력할 수 있도록 했다. 김영주 고용부 장관은 “산업계, 노동계, 부처 협업을 통해 미래유망분야 국가기술자격 신설·개편을 적극 추진하겠다”고 말했다. 홍인기 기자 ikik@seoul.co.kr

서울 관악구는 당곡중학교 1학년 학생들이 3차원(3D) 프린터를 이용해 모금함을 만들었다고 13일 밝혔다.지역사회보장협의체가 서울사회복지공동모금회의 지원을 받아 재료비를, 다사랑 문고는 간식과 강사료를, 학교 측은 장소를 제공했다. 3D 프린터를 직접 체험하기 위해 모인 10명의 학생은 방과 후 2주 동안 로봇 전문강사에게 교육을 받았다. 집 모양의 모금함은 파란색, 노란색, 분홍색 등으로 만들어졌다. 제작된 모금함은 보라매동주민센터, 학교, 나눔가게, 경로당 등 11곳에 비치된다. 제작에 참여한 한 학생은 “평소 3D 프린터에 관심이 많았는데 이런 기회가 생겨 너무 고맙다”며 “우리가 만든 모금함이 어려운 이웃의 사랑을 나누는 데 사용되는 것에 더 큰 의미가 있다”고 말했다. 이정옥 지역사회보장협의체 회장은 “이번 프로젝트는 나눔과 배움을 동시에 충족시킨 프로그램”이라며 “앞으로도 학교와 이런 프로젝트를 지속해서 추진할 생각”이라고 밝혔다. 윤수경 기자 yoon@seoul.co.kr

바이오 분야 연구자들이 가장 관심을 가졌던 올해 주요 뉴스는 ‘기초연구비’ ‘인공지능’(AI) ‘살충제 계란’ ‘유전자가위’ ‘미세먼지’이었다.포스텍 생물학연구정보센터(BRIC, 브릭)은 이 같은 내용이 포함된 의생명과학 분야 연구자들이 선정한 ‘2017년도 국내 5대 바이오 성과 및 뉴스’를 13일 발표했다. 이번 조사는 의생명과학관련 종사자를 대상으로 지난 4일부터 8일까지 5일간 온라인 설문조사 방식으로 생명과학, 바이오융합, 의과학부문과 일반뉴스부문 톱5와 올해의 키워드를 각각 선정했다. 우선 생명과학 연구성과 톱5로는 유전자 가위효율 높일 수 있는 검증기술(연세대), 뇌학습 및 기억 담당 신경회로망 3D 배양(KIST/UST), 정밀한 마이크로RNA 정보 해독(서울대/IBS), 유전자가위로 인간배아 유전자변이 교정(서울대/IBS), 과도한 신경흥분으로 파킨슨병 발병 규명(카이스트)가 꼽혔다. 바이오융합부문 연구성과 톱5는 눈물 한 방울로 통풍검사 기술(카이스트), 치매 단백질 제거 금속착물 개발(기초지원연, 카이스트, DGIST, UNIST), 소변으로 암진단 기술(UNIST), 물 속에서도 쓰는 고점착 패치소재 개발(성균관대), 3D 프린터로 인체혈관 구조 제작(전남대병원, 부산대, 포스텍)이 선정됐다. 의과학부문에서는 조울증 유발 핵심단백질 메커니즘 규명(포스텍, UNIST), 아토피피부염 치료 바이오신약 후보물질 개발(한양대), 장내 면역세포 분화 돕는 마이크로RNA발견(생명연/UST), 혈관신생 지휘 전사인사 단백질 발견(카이스트/IBS), 자폐증 생쥐 모델 개발(서울대, 포스텍)이 꼽혔다. 이와 함께 과학 분야 일반 뉴스에서 바이오 연구자들이 관심을 가진 것은 기초연구지원 확대를 위한 국회 청원, 과학기술혁신본부장과 중소기업부 장관 후보자 자격 논란, 정부출연연구기관 비정규직 문제 등이 꼽혔다. 한편 브릭은 2003년부터 매년 연말 생명과학관련 연구자들을 대상으로 ‘국내 바이오 10대 뉴스’를 선정했고 2011년부터는 국내 바이오분야 연구성과 및 뉴스 톱5를 선정해 발표하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

차세대 3D 프린터 기술이 주목하는 살아있는 소재가 있습니다. 엉뚱하게 들릴 수도 있지만, 박테리아가 바로 그 주인공입니다. 박테리아가 성장하고 증식할 수 있는 배지를 출력해 바이오 센서나 치료제 목적으로 사용하는 것입니다. 물론 말처럼 쉬운 일은 아니지만, 가장 단순한 박테리아도 인간이 만든 복잡한 장치가 흉내 낼 수 없는 다양한 반응이 가능하기 때문에 앞으로 차세대 바이오 기술로 주목받고 있습니다. 스위스 연방 공과대학 연구팀은 인체에 무해한 두 종류의 박테리아(Pseudomonas putida, Acetobacter xylinum)를 출력해서 바이오 센서 및 치료제로 사용할 수 있는 방법을 개발했습니다. 예를 들어 아세토박터 실리눔은 상처 부위의 통증을 줄이고 적절한 습도를 유지하는 나노 셀룰로스를 분비하므로 화상 상처 치료 목적으로 사용할 수 있습니다. 3D 프린터로 이를 출력하면 다양한 환자의 맞춤형 치료에 활용할 수 있습니다. MIT 연구팀의 접근은 전통적인 전자회로에 더 가깝습니다. 이들은 여러 종의 박테리아를 다른 색상의 바이오 잉크를 통해서 구분하는 회로를 출력했습니다.(사진) 각각의 박테리아는 pH 변화나 온도 변화에 따라 다르게 반응하기 때문에 과학자들은 실시간 센서로 이를 활용할 수 있습니다. 예를 들어 온도에 따라 색상이 변하게 만들면 별도의 전자 장치나 전원 장치 없이도 온도 변화를 감지할 수 있습니다. 더 나아가 인체에 무해한 박테리아를 사용해 사용하는 과정은 물론이고 사용하고 난 후에도 안전하게 자연적으로 분해되므로 환경에도 더 유익합니다. 반대로 박테리아를 포함한 바이오 잉크를 동력원으로 사용하려는 시도도 있습니다. 임페리얼 칼리지 런던과 케임브리지 대학의 연구팀은 저널 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 시아노박테리아를 이용한 전력 생산 시스템을 발표했습니다. 시아노박테리아는 매우 단순하고 흔한 광합성 박테리아입니다. 그런데 이 중 일부는 광합성의 결과물로 약한 전류를 내놓습니다. 따라서 이를 유용한 목적으로 사용하려는 연구가 이전부터 있었으나 생성되는 전기의 양이 적고 박테리아를 다루기 까다로워 실용화하기 어려웠습니다. 연구팀은 박막 시아노박테리아 배지를 탄소나노튜브(CNT)의 전극과 같이 출력해 이 문제의 해결 방안을 제시했습니다. 이렇게 만든 박막 필름 생체 광전기(BPV·thin film biophotovoltaic) 패널은 기존의 시아노박테리아 배지보다 3~4배 높은 에너지를 생산할 수 있을 뿐 아니라 100시간 정도의 내구성을 지닌 것으로 확인되었습니다. 이는 다양한 바이오 센서는 물론 종이처럼 얇은 장치에 동력을 공급할 수 있습니다. 물론 박막 태양광 패널을 이용해서 비슷한 장치를 만들 수 있지만, 박테리아를 이용한 바이오 잉크에는 태양 전지가 가지지 못한 큰 장점이 있습니다. 인체에 무해한 박테리아를 사용할 뿐 아니라 자연 상태에서 쉽게 분해되기 때문에 사람과 환경에 모두 안전하다는 점이 그것입니다. 물론 시아노박테리아를 배양하면 패널을 저렴하고 간단하게 생산할 수 있는 것도 장점입니다. 따라서 저렴한 일회용 웨어러블 기기를 생산하는데 이상적입니다. 오랜 세월 박테리아는 병을 일으키는 원인이라는 인식 때문에 좋지 않게 생각되어 왔습니다. 하지만 질병을 일으키는 박테리아는 극히 일부에 불과하며 우리는 우리 몸의 세포보다 더 많은 공생 미생물과 함께 살고 있습니다. 그리고 지구 생태계의 균형을 잡는데 작은 미생물의 역할이 매우 중요합니다. 사실 우리는 박테리아 없이는 살 수 없는 것입니다. 앞으로 이 귀중한 동반자를 더 유용하게 사용하기 위한 연구가 계속 진행될 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

3D 프린터 기술은 제조업에서 점차 그 적용 범위를 넓혀가고 있다. 하지만 전통적인 제조업 이외에도 3D 프린터의 응용이 기대되는 분야가 바로 의료 분야다. 환자에게 이식할 다양한 스텐트, 임플란트, 보형물을 제작하는 데 있어 3D 프린터가 환자 맞춤형 제품을 내놓기에 안성맞춤이기 때문이다. 이미 몇 년 전부터 3D 프린터 출력물이 의료 부분에 응용되면서 실제로 큰 성과를 거두고 있다. 하지만 아직 개척해야 할 분야가 많이 남아있는 것도 사실이다. 메릴랜드 대학의 연구팀은 청력을 손실한 환자에게 다시 청력을 찾아주기 위해 3D 프린터로 이소골(ossicles)을 출력하는 연구를 진행했다. 이소골은 중이에 있는 세 개의 작은 뼈로 고막의 소리를 안쪽의 내이로 전달하는 기능을 한다. 따라서 이소골에 문제가 있는 경우 청력이 심각하게 떨어진다. 지금까지 이소골이 손상된 경우 일일이 수작업으로 대체 보형물을 만들어 이식했으나 시간과 비용이 많이 소모되고 만족스러운 성과를 거두지 못하는 경우도 있었다. 환자마다 이소골의 크기와 모양이 조금씩 달라 여기에 완전히 딱 맞는 이식 보형물을 만들기 어려웠던 것이다. 연구팀은 환자에 이식할 3D 프린터 보형물을 만들기 위한 사전 작업으로 시체 해부용으로 기증된 시신에서 연구를 진행했다. 우선 고해상도 CT로 귀 안의 내부 구조를 확인하고 정확하게 환자에게 맞는 형태의 이소골 보형물을 출력하는 연구를 진행했다. 그 결과 동전보다 작은 크기의 3D 프린터 출력물이 충분히 가능성 있는 방법임을 확인할 수 있었다. 고해상도 출력이 가능한 3D 프린터 덕분에 연구팀은 밀리미터(mm)보다 훨씬 작은 크기의 정확도로 3차원 구조물을 만들 수 있었다. 하지만 3D 프린터를 이용한 이식 기술의 정점은 플라스틱이나 금속 소재가 아닌 생체 소재를 이용한 바이오 3D 프린터다. 연구를 이끄는 메릴랜드 대학의 제프리 허쉬 박사(Jeffrey Hirsch, M.D.)는 다음 단계는 3D 프린터를 이용해서 보다 생체 적합한 물질을 출력하는 것이라고 설명했다. 그리고 궁극적인 목표는 줄기세포를 출력하는 바이오 3D 프린터를 이용해서 본래 환자가 지녔던 이소골과 동일한 이소골을 만드는 것이다. 이보다 더 완벽한 이소골 이식은 생각할 수 없을 것이다. 앞으로 가야 할 길은 멀지만, 미래 의료 분야에서 3D 프린터의 역할은 점점 더 커질 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

피짓 스피너(fidget spinner)는 일반적으로 유용한 공학적 도구보다는 특별한 의미 없이 돌리는 장난감으로 사용된다. 하지만 미국 오크리지 국립연구소(Oak Ridge National Laboratory)의 나노페이즈 물질과학 센터(Center for Nanophase Materials Sciences, 이하 CNMS)의 과학자들이 최근 공개한 피짓 스피너는 공학적 쾌거라고 불러도 좋을 만큼 혁신적이다. 사진에서 보이는 피젯 스피너의 지름은 0.1mm에 불과해 현미경 없이는 피짓 스피너라는 사실을 확인할 수 없을 만큼 작기 때문이다. CNMS는 650명의 과학자가 일하는 큰 연구부서로 나노물질의 합성 및 가공 기술을 개발하고 있다. 이들 가운데 하나인 아담 론디논이 이끄는 연구팀은 레이저를 이용한 초미세 금속 3D 프린터를 개발했다. 레이저를 이용해서 원하는 형태의 3차원 금속 제품을 출력하는 것은 기존의 금속 레이저 프린터와 같지만, 그 원리는 조금 다르다. 연구팀은 캐드(CAD)를 이용해서 원하는 물건의 3차원 구조를 컴퓨터에 입력한 후 이를 출력하기 위해 CNMS의 나노스크라이브 장치(Nanoscribe machine)에 전송했다. 나노스크라이브는 액체 금속에 원하는 3차원 구조를 새기기 위해 초미세 레이저를 발사하는 데, 독특한 점은 이 레이저가 고체 금속을 액체화하는 것이 아니라 반대로 액체 금속을 고체화시켜 출력하는 방식이라는 점이다. 이 레이저를 매우 작은 점에 집중시킬 수 있기 때문에 복잡한 미세 구조물도 출력할 수 있다. 물론 연구의 궁극적인 목적은 현미경으로 확인할 수 있는 피짓 스피너를 만드는 것이 아니라 매우 작은 초소형 부품을 경제적으로 양산하는 것이다. 이런 미세 부품은 마이크로 로봇처럼 매우 작은 크기의 장치를 만들거나 혹은 과학 실험에 필요한 초미세 액체 이동 시스템 등을 개발하는 데 사용될 수 있다. 이외에도 초미세 부품이 필요한 여러 분야에 응용이 기대된다. 기술이 발전할수록 인간은 가공 기술의 한계를 극복해왔다. 앞으로 연구를 통해 더 작은 크기의 금속 부품을 출력할 수 있다면 SF 영화에서 나왔던 마이크로 로봇이 상상이 아닌 현실로 바뀔지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com