스마트기기 함께 쓰는 시간 길어질수록 주의력 감소… 심하면 기억 왜곡될 수도 가벼운 개입으로 행동 유도, 실패 확률 커 우편·이메일·문자메시지 쓰면 효과 없어상식은 사람들이 알고 있거나 알아야 하는 지식들을 말한다. 그렇지만 잘못 알려진 것은 물론 새로운 연구를 통해 기존 상식을 뒤집는 경우도 자주 있다. 최근 뇌신경과학자들이 그동안 상식처럼 받아들여져 왔던 것들이 잘못됐음을 보여 주는 재미있는 연구 결과들을 잇따라 발표해 주목받고 있다. 미국 스탠퍼드대 심리학과, 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대 신경과학과, 뉴로스케이프, 신경과학연구소 공동연구팀은 미디어 멀티태스킹이 청소년들의 주의집중력과 기억력 저하의 주요 원인이라는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 10월 29일자에 발표했다. 미디어 멀티태스킹은 동영상이나 TV를 시청하면서 문자메시지나 인터넷 검색, 음악 감상을 하는 것처럼 여러 종류의 디지털 미디어를 동시에 사용하는 행위다. 뇌신경과학의 발달로 기억과 관련한 비밀들이 하나둘 풀리고 있지만, 여전히 건망증이 생기는 이유, 사람마다 기억력에 차이가 있는 이유 등에 대해서는 명확한 답을 내놓고 있지 못하다. 연구팀은 디지털 문화의 부상으로 미디어 멀티태스킹이 기억에 미치는 영향에 주목했다. 최근 출시되는 많은 스마트기기는 멀티태스킹에 최적화되도록 설계돼 출시되고 있으며 멀티태스킹을 21세기 인간의 특징이자 성공의 비결로 꼽는 이들도 많다.연구팀은 18~26세 건강한 남녀 80명을 대상으로 미디어 멀티태스킹이 기억과 주의력에 미치는 영향을 실험했다. 연구팀은 실험 참가자들에게 TV를 보면서 다양한 스마트기기를 동시에 사용하도록 하고 뇌파측정(EEG)과 동공 크기 변화를 관찰했다. 실험이 끝난 뒤에는 TV 속 내용에 대한 질문을 던지고 응답의 정확성을 측정했다. 또 주당 미디어 멀티태스킹 시간, 비디오게임 사용량에 대한 설문조사와 함께 주의력결핍과잉행동장애(ADHD), 주의집중력, 각종 정신장애 관련 측정을 실시했다. 그 결과 미디어 멀티태스킹 시간이 길수록 심각할 정도로 주의력과 기억력이 떨어지는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 앤서니 와그너 스탠퍼드대 교수(인지심리학)는 “기억은 주의력이 전제돼야 하며, 집중한다는 것은 기억을 위한 필수 준비과정”이라며 “멀티태스킹은 본인도 인식하지 못하는 수준에서 이 과정을 ‘해킹’당하는 것”이라고 지적했다. 와그너 교수는 “멀티태스킹은 기억을 위한 신경신호를 감소시킨다”며 “심할 경우 기억이 왜곡되거나 치매와 비슷한 상태에 이르는 경우도 생길 수 있다”고 덧붙였다. 한편 영국 런던 퀸메리대, 킹스칼리지 런던대, 독일 에어푸르트대, 막스플랑크 인간발달연구소 공동연구팀은 강압적이지 않고 옆구리를 살짝 찌르는 식으로 사람들이 더 좋은 선택을 할 수 있도록 유도한다는 ‘넛지’(Nudge)가 성공보다는 실패하는 경우가 더 많다는 연구 결과를 제시했다. 팔꿈치로 슬쩍 찌르거나 가벼운 행동으로 주의를 환기시킨다는 뜻의 ‘넛지’가 ‘사람들의 선택을 유도할 수 있는 자연스러운 개입’이라는 뜻으로 알려지기 시작한 것은 2008년 미국의 행동경제학자 리처드 세일러 미국 시카고대 교수와 캐스 선스타인 하버드대 로스쿨 교수가 함께 쓴 책 덕분이다. 이후 많은 분야에서 넛지 효과를 이용한 행동개입이 활용되고 있다. 그렇지만 이번 연구팀의 분석에 따르면 넛지가 알려진 것과는 달리 성공보다는 실패할 가능성이 더 높다는 것이다. 이 같은 연구 결과는 심리학 및 뇌과학분야 국제학술지 ‘인지과학 연구경향’ 10월 29일자에 실렸다. 연구팀은 2008~2019년에 발행된 65편의 연구논문들을 메타분석했다. 그 결과 넛지가 행동을 개선하기보다는 악화시키는 ‘역효과’를 내는 경우가 더 많다는 것을 확인했다. 특히 일반적으로 받아들여지고 있는 사회적 규범을 고치기 위한 넛지나 개인의 행동변화를 이끌어 내기 위해 비슷한 집단의 사례를 들면서 비교하는 식의 넛지가 실패할 확률이 가장 크다고 연구팀은 지적했다. 또 넛지 수단으로 우편이나 이메일, 문자메시지를 활용할 경우 기대했던 효과를 이끌어 내는 경우는 거의 없는 것으로 나타났다. 마그다 오즈먼 런던 퀸메리대 박사(실험심리학)는 “이번 연구는 성공의 지름길처럼 받아들여지는 넛지가 많은 분야에서 효과적으로 작용할 것이라는 생각을 뒤집고 있다”며 “넛지를 설계할 때 실패 가능성을 염두에 둔다면 예산과 시간 절약은 물론 원하는 행동변화도 일부 이끌어 낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 사람들이 인공지능(AI) 스피커를 사용하고 있다. 그렇지만 잘 못 알아듣거나 질문과는 다른 답변을 내놔 헛웃음을 짓게 만드는 경우가 여전히 많다. 국내 연구진이 기존의 AI 스피커와는 달리 주인의 눈치까지 챙길 줄 아는 똑똑한 AI 스피커를 개발해 주목받고 있다. 카이스트 전산학부, 산업디자인학과 공동연구팀은 스마트 AI 스피커가 사용자가 말을 걸기 전에 먼저 말을 걸어 정확한 답변을 내놓을 수 있는 기술을 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 컴퓨팅 분야 국제학술지 ‘ACM 인터렉티브, 모바일, 웨어러블, 유비쿼터스 기술회보’에 실렸다. 현재 시판되 사용 중인 스마트 AI 스피커는 사용자가 먼저 말을 걸어 요청한 서비스만 제공한다는 단점이 있다. 이 때문에 최근 스마트 스피커는 사용자의 상황에 맞춰 선제적으로 일정이나 건강관리 같은 서비스를 먼저 제공해주는 형태로 개발되고 있다. 그렇지만 여전히 기술적 한계 때문에 상황에 딱 맞는 서비스 제공은 어렵다. 이에 연구팀은 스마트 AI 스피커가 사용자에게 먼저 말을 걸기 좋은 시점을 찾기 위해 실험용 스마트 스피커와 동작 센서를 이용해 카이스트 내 기숙사에 거주하는 학생 40명의 방에 설치하고 1주일간 3500개의 문답 데이터를 수집했다. 스마트 홈 환경에서 인공지능 스피커가 음성서비스를 시작하거나 중지, 재개를 스스로 결정할 수 있는 발화시점을 찾기 위한 것이다. 데이터 분석 결과 현재 기술로는 스마트 스피커의 발화시점 47%가 대화하기 좋은 시점이 아니라는 점을 밝혀냈다. 연구팀은 또 발화시점을 결정하는 상황맥락 요인으로 개인적 요인, 움직임(동작) 요인, 사회적 요인이 있다는 것을 확인했다. 스마트 스피커는 거실처럼 가족 구성원이 함께 생활하는 공간에 설치되는 것이 일반적인데 전화 통화, 타인과 함께 있는 상황은 스마트 스피커가 말 걸기 부적당한 시점이라는 것도 확인했다.개인적 요인은 활동 집중도, 긴급함 및 바쁨 정도, 정신적·육체적 상태, 다중 작업 수행을 위한 듣기 또는 말하기 가능성 4가지가 있었으며 움직임 요인은 외출, 귀가, 활동 전환 3가지로 확인됐다. 이의진 카이스트 전산학부 교수는 “이번 연구는 스마트 스피커나 음성대화 인공지능 에이전트가 현재보다 더 능동적으로 서비스를 제공할 수 있도록 도와줄 것”이라며 “특히 집에서 행동을 감지하고 판단해 적절한 순간에 말을 걸어 선제적으로 서비스를 제공함으로써 영화 ‘아이언맨’에서 나오는 인공지능 비서 ‘자비스’처럼 사용자가 필요할 때 원하는 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 인공지능을 이용해 이전에는 없었던 새로운 물질을 예측할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 카이스트 생명화학공학과, 캐나다 토론토대 공동연구팀은 인공지능을 이용해 원하는 물성을 갖도록 소재의 구조를 거꾸로 찾아가는 ‘역설계 방법’으로 원하는 결정구조를 새롭게 만들어 낼 수 있는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 화학회에서 발행하는 국제학술지 ‘ACS 센트럴 사이언스’에 실렸다. 신소재나 신약 개발에 있어서 궁극적인 목표는 원하는 물성을 가진 소재를 발견하는 것이다. 특히 무기화합물의 경우는 가능한 조성과 결정구조를 고려한다면 무한대에 가까운 수를 모두 찾기는 쉽지 않다. 이런 문제를 해결하기 위해 기존에 알려진 물질 중에서 원하는 것을 찾는 컴퓨터 스크리닝 소재탐색법이 있기는 하지만 찾고자 하는 소재가 스크리닝 데이터베이스에 없는 경우도 많다. 이에 연구팀은 원하는 물질 조성을 제어해 숨어있는 화학공간을 효율적으로 탐색해 물질을 설계할 수 있도록 하는 새로운 역설계 방법을 개발한 것이다. 특히 인공지능의 생성모델인 ‘적대적 생성 신경망’(GAN) 기술과 간단한 원자들의 3차원 좌표를 표시한 물질 표현자 기술을 활용했다. 이 같은 새로운 결정구조 예측기술로 연구팀은 빛을 이용해 수소를 만들어 내는 촉매로 활용 가능한 ‘마그네슘-망간-산화물 기반 광촉매’ 결정구조를 예측하는데 성공했다. 기존 데이터베이스에는 존재하지 않는 생성조건으로 다양한 마그네슘-망간-산화물 구조를 만들어 광촉매로 충분히 활용가능한 신물질을 개발한 것이다. 정유성 카이스트 교수는 “이번 기술은 화합물의 화학적 조성 뿐만 아니라 사용자가 원하는 특정 물성을 갖는 소재를 역설계 하는데 적용이 가능하고 여러 소재 응용분야에서도 많이 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

일본이 2011년 폭발사고가 발생한 후쿠시마 원전의 방사능 오염수를 바다에 방류하겠다는 계획을 놓고 다음달 초 최종결정을 내리겠다고 밝혀 한국을 포함한 주변국들의 우려가 커지고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 방사성 물질이 해양에 배출됐을 때 오염상황을 신속하고 정확하게 추적, 감시할 수 있는 기술을 내놨다. 한국원자력연구원 원자력환경실 연구팀은 원자로에서 만들어지는 대표적인 방사성 물질인 스트론튬-90(Sr-90)을 빠르게 분석해 바다에서 방사성 오염수가 어떤 경로로 확산되는지를 확인할 수 있는 ‘자동핵종분리장치를 이용한 해수 중 방사성 스트론튬 신속 분석법’을 개발했다고 27일 밝혔다. 바닷물 속에는 여러가지 물질이 녹아 있는데 스트론튬-90과 비슷한 화학적 특성을 가진 물질도 많다. 이 때문에 원자로에서 만들어진 스트론튬-90만을 정확히 분리해 측정하는 것이 쉽지 않다. 이에 연구팀은 스트론튬-90이 시간이 지나지면 이트륨-90(Y-90)이라는 물질로 변하는데 18일 정도가 지나면 스트론튬과 이트륨의 양이 같아진다는 사실에 착안했다. 이트륨-90을 흡착하는 물질과 자체 개발한 자동핵종분리장치를 이용해 이트륨-90 양을 토대로 스트론튬-90의 양을 간접적으로 확인하는 분석법을 개발한 것이다.기존 기술은 분석공정이 복잡할 뿐만 아니라 바닷물에서 스트론튬-90을 추출해 분석하는데만 3주 이상이 소요되지만 이번에 개발한 기술은 공정도 단순하고 이틀만에 스트론튬-90의 양을 정확하게 분석해 낼 수 있다. 연구를 이끈 김현철 박사는 “이번에 개발한 신속 분석법은 빠르고 정확한데다가 분석물질을 바꾸면 스트론튬 이외의 핵종까지 측정할 수 있다는 범용성도 갖추고 있다”라며 “현장에서 실시간 감시가 가능한 수준까지 기술을 고도화시킬 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 실험실에서 사람의 폐포를 만들어 코로나19 바이러스 감염 과정을 정확히 밝혀내는데 성공했다. 카이스트 의과학대학원, 국립보건연구원 국립감염병연구소, 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단, 서울대병원, 벤처기업 지놈인사이트와 영국 케임브리지대 공동연구팀은 3차원 미니 장기기술을 이용해 실험실에서 사람의 폐포 세포를 만들어 내는데 성공하고 이를 활용해 코로나19 바이러스가 사람의 폐 세포를 파괴하는 과정을 정밀하게 규명했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 스템셀’에 실렸다. 미국 존스홉킨스대에서 운영하는 코로나19 감염자 현황에 따르면 26일 현재 확진자 수는 4300만 9311명으로 지난 18일 4000만 명을 넘어선지 열흘이 못 된 상황에서 300만 명의 환자가 더 늘었다. 미국의 총감염자 수는 863만 6165명으로 가장 많은 것으로 나타났다. 지난 24일 미국에서는 하루에 8만 8973명의 신규 확진자가 발생해 하루 최대 코로나19 환자 발생을 기록했다. 이 같은 가운데 코로나19 바이러스를 정밀 타격할 수 있는 치료제나 예방백신을 개발하기 위해서는 바이러스가 몸 속에 들어와서 어떤 과정으로 감염을 시키는지 정확히 파악할 수 있어야 한다. 많은 과학자들이 정확한 코로나19 감염 메커니즘을 밝혀내고자 하지만 생쥐를 이용해서는 코로나19 바이러슥 감염이 쉽지 않고 실험실 수준에서 활용할 수 있는 사람의 폐포 모델도 존재하지 않아 한계가 있었다.연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 폐암과 같이 폐질환 관련 수술이나 검사시에 채취한 사람의 폐조직을 이용해 실험실에서도 사용할 수 있는 장기간 안전한 3차원 폐세포 모델을 만들었다. 이렇게 만든 폐포 실험결과 코로나19 바이러스에 노출되면 6시간 내에 급속한 바이러스 증식이 발생해 세포 상태에서는 완벽하게 감염된 것으로 확인됐다. 코로나19 바이러스 입자 하나가 세포 하나를 감염시키기에 충분한 만큼 급속한 바이러스 증식으로 몸 전체에 코로나19 바이러스 퍼져나가는 것이 가능하다는 것도 확인했다. 연구팀에 따르면 폐세포의 선천 면역반응이 활성화되는 것은 사흘 가량의 시간이 걸리는데 감염 이후 사흘이 지나면 세포 가운데 일부분은 고유의 기능을 급격히 상실되는 것이 관찰됐다.주영석 카이스트 교수는 “이번에 개발한 3차원 인체 폐배양모델을 활용하면 코로나19 바이러스를 포함한 다양한 호흡기 바이러스 감염 연구에 유용하게 사용될 수 있을 것”이라고 말했다. 주 교수는 “특히 동물이나 인체 다른 장기에서 만들어낸 세포 모델이 아니라 바이러스에 직접 공격을 받아 영향을 받는 사람의 폐세포를 직접 연구에 활용할 수 있기 때문에 정확한 메커니즘을 파악할 수 있을 뿐만 아니라 치료제 개발에도 이용될 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

내년 1월까지 이번 겨울은 전체적으로 평년과 비슷한 수준의 기온 분포를 보이겠지만 ‘반짝 한파’가 자주 찾아올 것으로 보인다. 기상청은 26일 이 같은 내용이 포함된 ‘3개월(11월~2021년 1월) 기상전망’을 발표했다. 11월은 평년(7.0~8.2도)과 비슷한 기온 분포를 보이겠지만 이동성 고기압의 영향을 받아 낮과 밤의 기온차가 크고 북쪽에서 내려오는 찬 공기의 영향을 받아 일시적으로 추운 날씨를 보일 때가 있을 것으로 보인다. 올해 마지막 달인 12월도 평년(1~2도) 은 찬 공기와 상대적으로 따뜻한 공기의 영향을 주기적으로 받아 기온 변화가 크고 차가운 대륙고기압이 확장하면서 기온이 큰 폭으로 떨어지는 ‘반짝 한파’가 잦을 것으로 예상됐다. 12~1월 찬 대륙고기압이 확장할 때 지형적 영향으로 서해안과 제주도에는 다소 많은 눈이 내릴 것으로 기상청은 전망했다. 이번 겨울에는 평년보다 강수량이 비슷하거나 적을 것으로 전망되면서 ‘겨울 가뭄’ 우려가 생기고 있다. 또 엘니뇨·라니냐 감시구역의 바닷물 온도가 평년보다 낮은 라니냐 상태가 유지될 것으로 기상청은 분석했다. 이에 따라 11월 이상저온 발생일수는 평년(3일)과 비슷하거나 적고, 이상고온 발생일수도 평년 수준인 3일 정도 되겠다. 겨울철 이상저온은 서울 기준으로 영하 1.9도 미만이고 이상고온은 15.9도를 초과할 때를 말한다. 다만 기상청은 이번 여름 긴 장마처럼 예상 밖의 날씨가 발생할 가능성도 열어놨다. 온난화로 인한 기후변화 때문에 장기간 특이 기압계 출현, 고위도 지역에서 정체하거나 매우 느리게 이동하면서 주변 대기 흐름을 막는 온난고기압인 블로킹의 예측불가능성, 서태평양의 대류 변화 등이 그 요인이다. 기상청 관계자는 “겨울철 기상 전망의 가장 큰 불확실성 요인은 이번 여름과 마찬가지로 블로킹 현상으로 현재 북극 해빙이 역대 최소 수준인 가운데 우랄산맥에 블로킹 발생 가능성이 충분히 있다”고 말했다. 또 “블로킹은 한반도 쪽으로 차가운 공기를 내려보내는 역할을 하지만 극단적 형태가 아니라면 오히려 기온이 높아질 수도 있다”라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 24일 토요일 서울 아침 최저기온은 3.2도까지 떨어지고 지표면 부근은 영하 1.6도까지 내려가면서 지난해보다 보름이나 빨리 얼음이 얼고 서리도 사흘이나 빨리 내렸다. 이번주도 낮과 밤의 기온차가 10도 이상 벌어지는 날씨가 계속되겠으며 주 후반에는 체감온도가 0도까지 떨어지는 초겨울 날씨가 찾아올 것으로 보인다. 기상청은 “26일은 전국이 가끔 구름이 많은 날씨를 보이겠지만 전반적으로 맑은 날씨를 보이겠으며 밤사이 지표면 냉각으로 인해 중부내륙, 전북내륙, 경북내륙 아침 기온이 5도 내외, 강원산지와 경북 북동산지 일부는 0도 이하로 떨어져 쌀쌀하겠다”라고 25일 예보했다. 내륙을 중심으로 아침기온이 5도 이하로 떨어지고 낮 기온은 다시 오르면서 낮과 밤 기온차가 10~15도 이상 큰 날씨가 지속될 것으로 전망됐다. 26일 전국 아침 예상 최저기온은 3~12도, 낮 최고기온은 18~22도 분포를 보이겠다. 지역별 아침 예상 기온은 춘천 5도, 대전, 대구 8도, 서울, 광주 9도, 부산 11도, 제주 14도 등이다. 모레 아침까지는 내륙을 중심으로 새벽과 아침 사이에 서리 내리는 곳이 많고 강원 산지와 경북 북동산지에는 얼음 어는 곳도 있을 것으로 기상청은 전망했다. 또 주 후반인 29일~30일과 다음주 중반인 11월 3일~4일에는 북서쪽에서 남하하는 차가운 공기의 영향으로 내륙에서 아침 기온이 5도 이하로 떨어지고 체감온도도 0도 가까이 떨어져 춥겠다. 한편 26일 월요일 미세먼지 농도는 중부지역은 ‘나쁨’ 수준을 보이겠다. 국립환경과학원은 “서울과 경기도, 강원 영서, 충북 지역은 중국을 비롯한 국외 미세먼지가 유입되고 대기정체로 인한 국내 발생 미세먼지까지 더해지면서 농도가 높아 ‘나쁨’ 수준을 보이겠으며 그 밖의 지역은 ‘좋음’ 또는 ‘보통’ 단계를 보이겠다”라고 예보했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

비만한 사람이나 당뇨 환자들은 골절상을 당하기 쉽기 때문에 조심해야 한다는 이야기를 많이 듣는다. 체내 염증이 쉽게 발생하고 일반인들이라면 가벼운 부상으로 지나갈 일도 비만환자나 당뇨환자들은 큰 부상으로 이어지기 쉽다. 국내 연구진이 당뇨나 비만 같은 대사질환에 동반하는 골질환의 단초를 발견했다. 연세대 치과대 연구팀은 뇌 시상하부 신경세포에 존재하는 일차섬모가 에너지 대사와 골항상성에 중요한 역할을 하는 세포소기관이라는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘임상추적’(Journal of Clinical Investigation)에 실렸다. 코점막이나 폐표면, 난관 등에 있는 운동성 섬모와 달리 운동성이 없는 일차섬모는 그동안 별다른 기능 없이 퇴화된 흔적기관으로만 알려져 있었다. 그렇지만 최근 감각기관에서 다양한 감각을 전달하기 위한 수용체로써 세포 안팎을 연결해주는 ‘세포의 안테나’로 주목받고 있다. 연구팀은 앞선 연구를 통해 뇌 시상하부 복내측핵에 존재하는 특정신경세포가 에너지 대사에 중요하며 이 신경세포 표면에 유난히 긴 일차섬모가 존재한다는 것을 확인했다. 이에 연구팀은 해당 신경세포에서만 일차섬모가 만들어지지 않는 생쥐를 만들고 일차섬모의 역할을 조사했다. 그 결과 일차섬모가 결손된 생쥐모델에서 심한 비만이 나타났으며 이는 산소소비량 감소와 에너지 소비가 되지 않는 등 에너지 대사위축 현상이 다각도로 나타났기 때문으로 확인됐다. 일차섬모가 없는 생쥐들은 교감신경 활성이 떨어지면서 식욕억제 호르몬 렙틴에 대한 민감성을 잃으면서 과섭취로 이어졌고 자율신경 이상으로 인한 골밀도 조절에도 어려움을 겪는 것으로 확인됐다. 김기우 연세대 치과대 교수는 “이번 연구는 교감신경활성에 관여하는 일차섬모가 에너지대사와 뼈항상성 유지에 필수적이라는 것을 밝혀냈다”라며 “중추신경계를 통한 에너지대사와 골밀도의 동시조절 가능성을 제시함으로써 비만이나 당뇨 등 대사질환과 동반되는 골질환을 표적으로 하는 약물개발의 단서가 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

#직장인 박선규씨는 요즘 같은 환절기에 어떤 옷을 입어야할지 아침마다 고민이다. 예전처럼 정장만 입는다면 차라리 고민할 필요가 없지만 회사에서는 자율복장을 권하고 사람을 자주 상대하는 직종이다보니 캐주얼하면서도 격식에 벗어나지 않고 계절에 맞는 패셔너블한 옷을 매일 아침 고르는 것이 쉽지 않기 때문이다. 그런데 앞으로는 그런 고민을 덜어도 될 것 같다. 상황에 따라 적절한 옷을 추천해주는 인공지능 비서가 개발됐기 때문이다. 한국전자통신연구원(ETRI) 복합지능연구실 연구팀은 사람의 뇌를 모방해 스스로 지식을 성장시키는 ‘자율성장 인공지능(AI)’를 개발하고 인공지능 패션 코디네이터 ‘패션하우’를 만들었다고 22일 밝혔다. 기존 인공지능은 빅데이터를 활용해 사용자의 질문에 응답해주는 방식으로 사람처럼 상황 변화에 대해 기민하게 반응하지 못하는 한계가 있다. 그렇지만 이번에 개발한 자율성장 복합지능은 사람의 뇌처럼 언어와 영상 등 복합적인 지식을 절차적으로 학습함으로써 질문하는 목적이 모호하더라도 최적의 답을 찾는다. 영화 ‘아이언맨’에 등장하는 인공지능 비서 자비스처럼 사람과 상호작용하면서 방법과 절차를 스스로 학습해 지식을 성장시키고 상황에 맞는 최적의 답을 찾게 된다. 또 빅데이터보다 훨씬 적은 데이터만으로도 사람이 공부하면서 지식을 쌓고 뇌를 발달시키는 것처럼 지식을 학습하게 된다. 연구팀은 언어, 음성, 시각 기능을 모두 사용해 복합적으로 지식을 습득하고 생성하며 표현하는 기술과 강화학습, 역강화학습, 지속학습, 메타학습, 지도학습, 비지도학습 등을 통합해 지식을 쌓는 기술, 다중인자간 협업, 경쟁, 소통 처리 기술을 결합해 자율성장 인공지능을 만들었다. 또 이를 바탕으로 패션 코디가 가능한 패션하우를 개발했다. 연구팀은 의상전문가, 의류학과 교수 등의 자문을 받아 2600개의 의류데이터와 10번 정도 대화가 가능한 7200여개 의 대화 데이터 뭉치로 시간과 장소, 상황(TPO)에 맞는 옷차림 추천이 가능한 ‘인공지능 의상 코디네이터 데이터베이스’(패스코드)를 만들었다. 이를 활용하면 대화하는 사람의 신체적 특성과 날씨는 물론 졸업식, 장례식, 휴가, 데이트 등 상황에 맞춰 적절한 패션을 코디받을 수 있게 된다. 데이터 구축에 참여한 최윤미 충남대 의류학과 교수는 “이번에 ETRI가 개발한 기술은 바둑에서 알파고와 같이 인간이 알려주지 않은 코디를 스스로 수행함으로써 의상업계에 새로운 패러다임을 제시한다는 점에서 놀랍다”라고 평가했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

요즘 TV 프로그램에서는 ‘라떼는 말이야’라는 자막이 뜨는 것을 종종 볼 수 있습니다. ‘꼰대’라고 불리는 권위적 사고를 가진 윗사람이 아랫사람한테 툭하면 ‘나 때는 말이야’라고 하는 것을 비꼬는 말이란 것이 이제는 잘 알려져 있습니다. 요즘엔 사회 경험을 불과 1~2년 더 했음에도 ‘예전에는 말이야’라고 이야기를 꺼내는 ‘젊은 꼰대’들까지 나타나고 있다고 하지요. 국립국어원 표준국어대사전에 ‘꼰대’는 ‘은어로 늙은이를 이르는 말’로 설명돼 있습니다. 은어임에도 각종 매체에서 공공연히 사용되고 있는 것을 보면 ‘더이상 은어라고 보기는 어렵지 않나’ 하는 생각이 들기도 합니다. 꼰대들이 툭하면 ‘라떼는 말이야’라고 말하는 이유는 과거 경험으로 현재를 판단하기 때문입니다. 그런데 뇌과학자들이 경험만을 중시하는 사람들은 의사결정에서 실패할 수밖에 없다는 연구 결과를 내놔 주목받고 있습니다. 영국 케임브리지대 생리학·발달신경과학부 연구팀은 사람의 뇌는 나이가 들수록 새로운 시도보다는 과거 경험을 바탕으로 판단을 내리는 경향이 크다는 연구 결과를 국제학술지 ‘신경과학’ 20일자에 발표했습니다. 이런 뇌의 특성 때문에 과거 경험만으로 의사결정을 내릴 경우 실패할 가능성이 매우 크다고 지적했습니다. 연구팀에 따르면 사람은 여러 경험 중 시작이 나쁘지만 결론이 좋은 사례는 과대평가하고 시작은 좋았지만 끝이 좋지 않았다고 생각하는 경험은 과소평가하는 경향을 보인다고 합니다. 연구팀은 20세 이상의 건강한 성인 남성을 대상으로 실험해 이를 확인하고 ‘해피엔딩 효과’(Happy ending effect)라고 이름 붙였습니다. 2박 3일의 여행을 예로 든다면 이렇습니다. 3일 내내 만족스럽지만 특별한 일 없이 끝난 평범한 여행보다 이틀 동안 각종 사건·사고로 힘들었지만 마지막 날 굉장히 만족스러운 일을 겪은 경우 많은 사람이 후자를 더 즐거웠던 여행으로 기억하고 나중에 비슷한 선택을 하게 된다는 것입니다. 의사결정을 내릴 때 사람의 뇌에서는 ‘파충류 뇌’ 또는 ‘원시 뇌’로 알려진 편도체와 측두엽의 전측 뇌섬엽(anterior insula)이 동시에 작동한다고 연구팀은 밝혔습니다. 지금까지 많은 사람이 효과적인 판단을 내릴 때는 뇌에서 더 진화된 부분이 작용한다고 알고 있었습니다. 그렇지만 이번 연구에 따르면 경험을 보다 객관적으로 분석하고 판단하는 것은 편도체였다고 합니다. 시간에 따른 가치판단을 내리는 전측 뇌섬엽이 활발하게 작동하는 사람은 과거 경험을 과대평가하고, 그것을 근거로 의사결정하는 경향이 강했다고 합니다. 연구를 주도한 볼프람 슐츠 교수(신경과학)는 “장기적 가치를 희생하고 단기 성장에 초점을 맞추는 ‘은행가 오류’로 알려진 ‘해피엔딩 효과’는 잘못된 선택을 하게 만드는 가장 큰 요인”이라며 “과거의 경험을 바탕으로 한 직관적 판단보다 분석적 접근 방식을 취한다면 합리적이고 성공적인 결정을 내릴 가능성이 더 높다”고 조언했습니다. 역사를 통해 교훈을 얻듯 과거 경험이 모두 무가치한 것은 아닙니다. 하지만 어떤 결정을 내려야 할 때는 ‘라떼는 말이야’라고 개인의 경험만을 근거해 직관적으로 판단하기보다는 잠시 멈춰 객관적 시각으로 문제를 바라볼 필요도 분명히 있습니다. edmondy@seoul.co.kr

미국 서던미시시피대, 루이지애나주립대 수의대, 호주 시드니대 의대, 웨스트미드병원 공동 연구팀은 소금이나 설탕, 효모를 배합한 액체로 모기를 차단할 수 있다는 제품이나 방법이 실제로는 전혀 효과가 없다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘의료 곤충학’ 20일자에 실렸다. 연구팀은 말라리아, 뎅기열, 황열병, 뇌염 등을 옮기는 것으로 알려진 9종의 모기를 대상으로 소금, 설탕, 효모로 방제가 가능한지 실험했다. 이 물질들을 녹인 액체를 놔두고 일주일 동안 하루에 몇 마리의 모기가 죽거나 포집되는지 관찰한 것이다. 그 결과 모기가 소금, 설탕, 효모를 섞은 액체를 흡입하더라도 죽는 경우는 물론 피하는 모습도 관찰되지 않아 방제 효과가 전혀 없다는 것이 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중세 영국 런던의 문서·통계 등 연구 흑사병 인한 사망률·확산 속도 계산14세기엔 43일 걸려 환자 2배 됐지만 17세기엔 11일 만에… 유럽인 30% 사망인구 밀집·청결 문제로 병균 더 퍼져“기쁨에 들떠 있는 군중이 모르는 사실, 즉 페스트균은 결코 죽거나 소멸하지 않으며… 아마 언젠가는 인간들에게 불행과 교훈을 주기 위해 저 쥐들을 또다시 흔들어 깨워 어느 행복한 도시로 그것들을 몰아넣어 거기서 죽게 할 날이 온다는 것을 알고 있었기 때문이다.” 알베르 카뮈의 ‘페스트’는 문학적 해석을 떠나 페스트라는 감염병에 대한 정확한 묘사 때문에 과학자 중에는 ‘감염병 관련 논픽션으로 봐도 무방하다’는 평가를 하는 이들도 있다. 카뮈의 작품에서도 알 수 있듯이 20세기 초반까지도 페스트는 인류가 생각할 수 있는 최악의 감염병이었다. 더이상 감염병이 인간을 괴롭힐 수 없을 것이라는 확신이 생길 정도로 과학이 발달한 21세기 세계는 ‘코로나19’에 1년 가까이 시달리고 있다. 질병 원인은 다르지만 과거 대유행했던 감염병을 분석해 현재는 물론 미래에 발생할 질병의 경향성을 파악하기 위해 통계학자, 수학자, 역사학자, 진화유전학자로 구성된 ‘질병 고고학자’들이 나섰다. 캐나다 맥매스터대 수학·통계학과, 생물학과, 감염병연구소, 고고학과, 생화학과, 빅토리아대 수학·통계학과 연구자로 구성된 연구팀은 영국 런던에서 페스트가 대유행했던 14~17세기 300년 동안 작성된 개인 유언장, 교구 등록부, 사망신고서 등 인구통계와 역학자료를 분석, 감염병으로 인한 사망률과 확산 속도를 계산해 새로운 사실을 확인했다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 20일자에 실렸다. 역사적으로 처음 기록된 페스트는 541년 동로마제국에서 발생한 것으로 ‘유스티니아누스 역병’으로 불리며 750년까지 약 200년 동안 중동, 북아프리카, 유럽을 휩쓴 뒤 갑자기 사라졌다. 연구팀은 600여년 동안 잠복해 있다가 다시 나타나 유럽 인구 3분의1을 사라지게 만든 14~17세기 페스트 대유행에 주목했다. 연구팀은 수천 건의 문서를 분석한 결과 페스트의 확산 속도가 14세기 때보다 17세기에 4배 이상 빨랐다는 것을 새로 밝혀냈다. 분석에 따르면 14세기에 발생한 페스트는 감염자 숫자가 두 배 늘어나는 데 43일이 걸렸는데 17세기에는 11일 만에 환자가 두 배로 불어났다는 것이다. 벤저민 볼커 맥매스터대 교수(생물수학)는 “현재 코로나19처럼 14~17세기 유럽인들을 공포에 떨게 만든 페스트의 확산 속도를 정확히 보여 주는 첫 연구”라며 “진화유전학적 측면에서 14세기와 17세기 페스트 원인균은 변이가 없었던 것으로 이번에 확인했는데 확산 속도가 이렇듯 차이를 보인 것은 놀라운 일”이라고 말했다.연구팀은 페스트 감염 속도엔 인구밀도, 생활조건, 기온과 같은 환경조건 등이 작용한다고 밝혔다. 또 이 같은 결과는 페스트뿐만 아니라 코로나19에도 똑같이 적용될 수 있을 것이라고 강조했다. 원인과 치료법이 명확하지 않은 감염병이 확산될 때는 이런 감염 조건들을 차단하는 게 중요하다는 것이다. 이 때문에 코로나19에 대응하기 위한 사회적 거리두기, 청결 유지 같은 방역조치는 최선의 조치라고 연구팀은 입을 모았다. 이번 연구를 주도한 응용수학자 데이비드 언 맥매스터대 교수(전염병·진화학)는 “이번에 개발한 디지털 아카이브 기술을 활용하면 과거 전염병 확산 패턴을 정확히 분석할 수 있으며 시간에 따라 어떻게 변화됐는지까지 한눈에 볼 수 있다”면서 “과거 전염병 전파 패턴을 분석하면 코로나19를 비롯한 다양한 현대 전염병을 이해하는 데도 도움이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국발 황사가 22일 한반도를 습격한 뒤 금요일인 23일 아침은 체감온도가 0도에 가까운 초겨울 날씨를 보이겠다. 사흘 춥고 나흘 미세먼지가 온다는 ‘삼한사미’가 벌써 시작된 것 아니냐는 우려가 커지고 있다. 기상청과 국립환경과학원은 “20일부터 고비사막과 중국 내몽골고원에서 황사가 발원해 한반도로 접근하면서 22일 목요일부터 중부지역은 오전에, 남부지역은 오후에 미세먼지 농도가 높아질 것으로 보인다”고 21일 예보했다. 23일 금요일 아침 기온은 전국 대부분 지역이 5도 내외를 보이겠으며 중부내륙과 남부산지는 영하로 떨어지겠다. 바람까지 강해 체감온도는 더욱 낮아질 전망이다. 23일 전국의 예상 아침 최저기온은 0~11도, 낮 최고기온은 13~19도의 분포를 보이겠다. 특히 23일 서울의 아침 최저기온은 5도에 머물 것으로 보이겠으며 체감온도는 1~2도로 초겨울 날씨를 보일 것으로 기상청은 전망했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국발 황사가 22일 한반도를 습격한 뒤 금요일인 23일 아침은 체감온도가 0도에 가까운 초겨울 날씨를 보이겠다. 이 때문에 사흘 춥고 나흘 미세먼지가 온다는 ‘삼한사미’가 시작된 것 아니냐는 우려가 커지고 있다. 기상청과 국립환경과학원은 “20일부터 고비사막과 중국 내몽골고원에서 황사가 발원해 한반도로 접근하면서 22일 목요일은 중부지역은 오전에, 남부지역은 오후에 미세먼지 농도가 높아질 것으로 보인다”라고 21일 예보했다. 황사의 영향을 받는 22일 아침 전북 남부, 전남, 경북 남부, 경남, 제주도에 비가 내리고 비구름이 지나간 뒤에는 북서쪽에서 찬공기가 남하할 것으로 기상청은 전망했다. 이에 따라 22일 오후부터 바람이 차차 강해지고 기온이 낮아지면서 23일 금요일 아침 기온은 일부 해안지역을 제외하고는 전국 대부분 지역이 5도 내외를 보이겠으며 중부내륙과 남부산지에는 영하로 떨어지겠다. 바람까지 강하게 불면서 체감온도는 더욱 낮아질 것으로 보인다. 이날 전국의 예상 아침 최저기온은 0~11도, 낮 최고기온은 13~19도 분포를 보이겠다. 특히 23일 서울의 아침 최저기온은 5도에 머물 것으로 보이겠으며 체감온도는 1~2도로 초겨울 날씨를 보일 것으로 기상청은 전망했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

20일 서울은 110일 만에 초미세먼지 농도가 ‘나쁨’을 보이면서 올겨울 한반도 미세먼지 상황이 심각할 것이라는 우려가 커지고 있다. 이런 가운데 고비사막과 중국 내몽골에서 황사가 발생해 22일까지 한반도에 영향을 미칠 것으로 전망됐다. 기상청은 “20일 중국 북부 지역에서 발원한 황사가 21일 오후 9시 백령도로 유입되기 시작, 22일 새벽부터 중부지방에 영향을 미치면 미세먼지(PM10) 농도가 높아질 것”이라고 이날 밝혔다. 올 들어 황사가 관측된 것은 서울 기준으로 2월, 4월, 5월에 이어 4번째이다. 이날 서울에서는 지난 7월 2일 이후 110일 만에 초미세먼지 농도가 ‘나쁨’ 단계를 보였다. 코로나19 확산으로 인한 국내외 사회경제적 활동이 감소하고, 이례적으로 긴 장마를 비롯한 이상기후로 미세먼지 우려가 낮아진 상태였다. 그러나 가을이 깊어지면서 중국발 미세먼지와 국내 대기정체로 미세먼지 공습이 다시 시작될 것이라는 전망까지 나오고 있다. 미세먼지는 늦가을인 11월부터 심해지기 시작해 이듬해 봄까지 이어지는 경향이 크다. 기상 전문가들은 지난겨울과 올 초는 북서쪽에서 한기가 남하하고 동풍 계열의 바람이 자주 불면서 미세먼지가 거의 없었지만 올해는 예년과 비슷한 수준으로 발생할 가능성이 높을 것으로 예상했다. 국립환경과학원은 21일 미세먼지 농도는 전국 대부분 지역에서 ‘좋음’이나 ‘보통’ 단계를 보이겠지만 수도권과 충청권 등 서쪽 지역을 중심으로 오전에 일시적으로 ‘나쁨’ 수준을 보일 것으로 전망했다. 22일은 중국발 황사가 유입되면서 중부지역은 오전에, 남부지역은 오후에 미세먼지 농도가 높아질 것으로 예상됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

20일 정부출연연 국감서 더불어 민주당 이용빈 의원 지적 직무관련 개인 기업을 차려 특허를 빼돌리고 연구비를 횡령하는가하면 아들의 연구를 위해 후배 연구원을 동원하고……. 노벨상 수상 수준의 최고 연구를 지원하겠다며 연간 6000억원 가까운 예산을 사용하는 국내 유일 기초과학연구기관이라고 하는 기초과학연구원(IBS)에서 벌어진 일들이다. 국회 과학기술정보방송통신위원회 더불어민주당 이용빈 의원은 기초과학연구원에서 제출받은 국정감사 자료를 분석한 결과 IBS는 2016년부터 최근까지 16건의 징계처리가 있었으며 특히 연구단장 비리가 끊이지 않고 있다고 20일 대전 한국전자통신연구원(ETRI)에서 열린 정부출연연구기관 국정감사에서 지적했다. 이 의원이 공개한 2015년 이후 최근까지 감사결과에 따르면 연구단장들이 저지른 비위 사실에 대해 전체 21건의 지적사항이 있었는데 이중 15건은 완료됐고 6건은 진행 중이다. 이 중 3명은 검찰에 고발돼 파직, 해임 등으로 연구단을 퇴직했고 2명은 3개월 보직해임됐다 복귀한 상태이다. 이들의 비위 내용은 특허 빼돌리기, 상품권깡, 허위견적서 작성 등으로 수 억원 가량의 연구비를 횡령하고 인건비와 연구비를 불법 지원한 것이다. 심지어 대학교수 직위를 겸직하고 있는 한 연구단장은 같은 학교에 다니는 아들의 박사후과정을 지원하기 위해 IBS 소속 연구원을 불법 파견하는 갑질을 하기도 했다. 또 다른 연구단장은 채용비리가 적발되면서 해외로 도주하는 사례도 있었다. IBS는 설립 당시 연구 자율성 확보를 이유로 연구단을 대표하는 단장이 인력구성, 운용, 관리, 연구비 편성, 배분, 집행, 관리까지 전권을 줬다. 이렇듯 폐쇄적으로 운영되고 있어서 비리에 대한 내부 감시나 제보가 쉽지 않아 상급기관인 과학기술정보통신의 감사가 이뤄지기 전까지는 밝혀지기가 쉽지 않다는 문제가 있다. 또 IBS 자체 징계위원회 역시 감사결과에 따른 징계요구에 대해 경고 등 약한 처분을 내림으로써 이런 비리 사실을 방조하고 있다는 지적을 받기도 하고 있다. 실제로 비리로 퇴직한 단장들은 현재도 대학교수로 복귀해 활동하는 등 연구윤리에 심각한 문제를 드러내고 있다고 이 의원은 지적했다. IBS에 엄청난 예산이 투입되면서 기초과학계의 불만은 이전부터 컸다. 기초과학 지원의 핵심은 다양한 분야의 연구가 가능하도록 하는 것이 필요한데 특정 연구분야에만 집중하면서 전체적인 기초과학 연구풍토가 척박해졌다는 지적이 끊임없이 나오고 있다. 이용빈 의원은 “연구단장들의 비리 사안들을 보면 결코 가볍지 않은 만큼 보다 엄격한 기준을 적용해야 할 것”이라며 “IBS는 더 이상 비리가 발생하지 않도록 처분기준을 강화하고 전체 31개 연구단에 대한 전수조사를 실시해 조직 쇄신에 나서야 할 때”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 빛으로 반도체 지문을 만들어 해킹을 원천 봉쇄하는 보안성이 강화된 반도체 칩을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 광전소재연구단과 부산대 고분자공학과 공동연구팀은 소프트웨어를 이용한 것보다 보안성이 강화되고 쉽게 만들 수 있는 하드웨어 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’에 실렸다. 스마트폰, 가전, 드론, 무인자동차 등이 실시간으로 데이터를 주고받는 사물인터넷(IoT) 기술 활용이 활발해지면서 정보보안 분야에 대해서도 관심이 높아지고 있다. 일반적으로 소프트웨어를 이용한 키 방식의 보안 솔루션이 사용돼 왔지만 최근에는 하드웨어에 물리적 복제방지 기능(PUF)을 장착시키는 방식이 주목받고 있다. PUF 반도체 칩은 사람의 홍체나 지문처럼 고유한 물리적 특성을 갖고 있으며 PUF으로 만들어지는 보안 키는 무작위로 만들어져 복제나 해킹이 사실상 불가능하다. 안전성을 높이기 위해서는 하드웨어 구조를 바꿔줘야 하는 단점이 있다. 빛은 전후좌우 다양한 방향으로 진동하면서 나가는데 연구팀은 원을 그리면서 나선형으로 나가는 원편광을 암호화에 활용했다. 연구팀은 PUF 반도체 칩에 원편광을 활용하기 위해 빛의 회전 방향에 따라 소자에 도달하는 빛의 양이 조절되는 ‘콜레스테릭 액정’ 필름과 유기 광트랜지스터를 결합시켰다. 이렇게 할 경우 액정 나선구조 방향과 같은 방향으로 회전하는 빛은 반사시키고 반대방향 빛은 투과시키는 방식으로 물리적 크기를 바꾸지 않고도 암호화 키 생성에 사용되는 조합의 숫자를 늘려 해킹과 도청과 감청을 원천 차단할 수 있게 된다. 이번 기술을 활용하면 기존에 가시광선 원편광만 감지할 수 있는 유기 광트랜지스터 소자들과는 달리 광통신, 양자컴퓨팅 등 다양한 광전소자에 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 임정아 KIST 박사는 “이번 연구는 원편광 감응 반도체 소자를 이용해 보안성능이 강화된 암호화 소자를 만들었다는데 의미가 크다”라면서 “비교적 간단한 용액공정으로 제작이 가능하고 근적외선을 활용했기 때문에 다양한 광전소자 시스템에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

친환경 열풍과 함께 최근 전 세계적으로 전기차 시장이 커지고 있다. 가솔린이나 디젤을 사용한 내연기관 자동차와 달리 전기차는 이차전지의 동력만으로 차를 움직인다. 문제는 내연기관차에 비해 연료 충전시간이 느리고 에너지 출력이 낮다는 것이다. 이 때문에 충전시간을 단축하려는 다양한 연구가 진행되고 있지만 완전 충전을 시키기 위해서는 아무리 출력이 높더라도 1시간 이상 걸리게 된다. 부족한 충전시설 때문에 완충 시키는 운전자들이 많지는 않지만 50% 충전까지도 30분 가량 걸린다. 국내 연구진이 전기차 배터리를 90% 충전시키는데 6분 밖에 걸리지 않는 기술을 내놨다. 포스텍 신소재공학과, 성균관대 에너지과학과 공동연구팀은 더 빨리 충전되고 오래가는 전기차 배터리 소재를 개발했다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘에너지와 환경과학’(Energy & Environmental Science)에 실렸다. 지금까지 많은 연구에서 2차전지 충방전 시간을 줄이기 위해 전극 물질의 입자 크기를 줄이는 방법이 활용됐다. 문제는 입자 크기가 작아지면 부피당 에너지 밀도가 줄어들어 출력이 낮아진다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 전극물질 입자 크기를 줄이지 않고도 충전과 방전 중 상변이 과정에 중간상(相)을 형성시키면 에너지 밀도의 손실 없이도 빠른 충방전과 고출력이 가능하다는 사실을 밝혀냈다. 보통 충전과 방전시에는 물질의 상태가 변화되는 과정에서 서로 다른 부피를 가진 상이 하나의 입자 내에 존재하게 되면서 구조적 결함이 많이 생기게 된다. 연구팀은 새로운 합성법을 통해 입자 안에 있는 두 상의 부피변화를 줄이는 완충역할의 중간상을 유도하는데 성공한 것이다. 완충작용을 하는 중간상 형성으로 인해 균일한 전기화학 반응을 일으켜 충방전 속도를 획기적으로 증가시킬 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다. 실제로 연구팀이 합성한 2차전지 전극은 6분 만에 90%까지 충전되는 것이 확인됐다. 강병우 포스텍 신소재공학과 교수는 “이번 연구성과는 기존의 입자 크기를 줄이는 접근방식에서 벗어나 빠른 충방전이 가능하고 높은 에너지 밀도를 유지하면서 성능 유지시간도 길게 하는데 성공했다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

비가 많이 온 다음날은 지렁이들이 땅 위로 올라와서 기어다니는 모습을 종종 볼 수 있다. 징그럽게 생각하는 이들도 있지만 지렁이는 낙엽 같은 식물의 잔해를 먹어 분해시키고 흙의 거친 입자를 부드럽고 작게 만들어 주면서 흙 속 영양분과 미생물을 늘어나게 해주는 이로운 동물이다. 그런데 최근 플라스틱 배출이 늘어나고 있는 가운데 이런 지렁이의 식습관이 미세플라스틱의 토양오염을 가속시키는 요인이 될 수 있다는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 건국대 환경보건과학과 연구팀은 토양이 미세플라스틱으로 오염된 경우 지렁이의 섭취활동 때문에 토양 내 미세플라스틱이 더 잘게 쪼개져 나노플라스틱이 발생할 수 있다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 해저더스 머티리얼스’(Journal of Hazardous Materials)’에 실렸다. 5㎜ 미만 미세플라스틱이 환경에 미치는 영향은 속속 드러나고 있지만 이보다 크기가 더 작은 100㎚(나노미터) 크기의 플라스틱이 환경에 미치는 영향을 파악하기 위해서는 어떻게 발생하는지를 파악해야 한다. 연구팀은 토양 샘플을 미세플라스틱으로 오염시킨 다음 지렁이들을 3주 동안 배양시킨 뒤 지렁이의 분변토에서 얻은 입자성 물질들을 주사전자현미경으로 관찰하고 X선 분광분석을 실시했다.그 결과 지렁이의 분변토에는 미세플라스틱보다 작은 입자성 물질이 존재하고 이것들은 흙 입자와 명확하게 구분되는 나노플라스틱이라는 사실이 확인됐다. 연구팀에 따르면 토양섭취 활동에 의해 지렁이 장 내에서 미세플라스틱보다 더 작은 나노플라스틱으로 쪼개진다는 것이다. 또 미세플라스틱을 섭취한 지렁이는 정상적 정자형성이 저해돼 번식에도 어려움을 겪는 것으로 확인됐다. 안윤주 건국대 교수는 “이번 연구는 토양에 서식하는 대표적인 생물종인 지렁이를 이용해 토양 환경에서 미세플라스틱이 눈에 보이지 않는 크기까지 작아져 분변토를 통해 재배출 될 수 있다는 것을 보여줬다는데 의미가 크다”라고 말했다. 안 교수는 “이미 존재하는 미세플라스틱이 더 잘게 쪼개질 수 있는 만큼 나노플라스틱의 토양 분포와 토양 생물체에 미치는 영향을 파악하는 것이 필요하다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“먹이를 찾아 산기슭을 어슬렁거리는 하이에나를 본 일이 있는가/짐승의 썩은 고기만을 찾아다니는 산기슭의 하이에나 나는 하이에나가 아니라 표범이고 싶다.” 가왕 조용필의 대표곡 중 하나로 중년 남성들이 노래방에만 가면 불러댄다는 ‘킬리만자로의 표범’의 첫 구절이다. 다른 육식동물이 먹다 남긴 썩은 고기가 아닌 굶더라도 육식동물다운 자존심을 지키겠다는 의미를 담고 있다. 호랑이는 굶어도 풀을 뜯지 않는다라는 의미와 일맥상통할 것이다. 그렇지만 일부 선진국가들을 중심으로 출산율이 줄고 있지만 전 지구적으로는 꾸준히 인구는 늘고 있으며 인간의 활동영역은 점점 늘고 있다. 이처럼 인간의 활동범위가 넓어지면서 인간과 접촉하는 야생 육식동물이 늘고 있고 사람에 대한 의존도가 높아지면서 야생 육식동물에 의해 생태계가 더 급속하게 붕괴될 수 있다는 지적이 나왔다. 미국 위스콘신 메디슨대 삼림·야생생태학과, 뉴멕시코대 생물학과 공동연구팀은 사람의 거주지와 가까운 곳에 사는 육식동물들은 사람에 의해 개체수가 줄어들 뿐만 아니라 그들의 음식 절반 이상을 사람의 식재료에서 얻게 되면서 생태계에 심각한 문제를 일으킨다고 17일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 ‘PNAS’ 13일자에 실렸다. 연구팀은 미국과 캐나다 국경지역인 오대호 일대에 살고 있는 회색늑대, 코요테, 밥캣(시라소니), 여우, 회색여우, 담비, 미국담비 7종의 육식동물700여 마리의 식생활을 분석했다. 연구팀은 미네소타, 위스콘신, 뉴욕, 미시건주 소속 생물학자들과 시민과학자들의 도움을 받아 국립공원처럼 외진 지역부터 인근 대도시 지역까지 동물의 분포를 계산하고 뼈와 털을 수집해 화학분석을 실시했다. 인간의 음식에는 옥수수와 설탕이 많이 포함돼 있기 때문에 자연에 서식하는 동물에 비해 뼈나 털에 독특한 탄소 발자국을 찾을 수 있기 때문에 이를 비교하는 것이다. 그 결과 육식동물들이 사람이 사는 도시나 교외농장에 더 가까이 살 수록 사람이 먹는 음식을 먹는다는 사실을 확인했다. 육식동물들이 먹는 식사의 25%가 사람들이 먹는 음식이며 일부 지역에서 서식하는 육식동물들은 식단의 50%가 사람이 먹는 음식이라는 사실로 알려졌다.동물별로보면 밥캣이나 회색늑대는 상대적으로 사람들이 사는 지역까지 내려오지 않아 인간의 음식을 먹는 경우는 적었고 담비나 코요테, 여우 등은 식단의 50% 이상이 사람의 음식으로 채워진 것으로 확인됐다. 인간의 생활영역이 좁아 육식동물들이 주로 자연에서 먹잇감을 찾을 때는 각기 서로 다른 영역을 차지하고 있었다. 그렇지만 사람의 음식에 익숙해지면서 육식동물간 식량 확보를 위한 경쟁이 치열해질 가능성이 높아지고 서로의 서식지가 겹치게 되는 경우가 늘어나고 있다고 연구팀은 설명했다. 이들 동물들이 인간이 사는 지역에 자주 나타나면 사람들의 공격에 쉽게 노출될 뿐만 아니라 육식동물간 경쟁으로 개체수가 급격히 줄어들면서 생태계 전체 먹이사슬을 교란시키게 된다는 것이다. 결국 먹이사슬 구조가 붕괴되면서 비정상적인 생태환경이 조성될 수 있다고 연구팀은 우려했다. 조나단 파울리 위스콘신 메디슨대 교수(야생생태학)는 “‘당신이 먹는 음식을 보면 당신이 누군지를 알 수 있다’는 말처럼 동물들이 무엇을 먹는지를 통해 그들의 생태계와 그 미래를 엿볼 수 있다”라며 “이번 연구의 충격적 결론은 인간의 생활영역 확장에 따라 야생 생태계가 어떻게든 붕괴될 수 밖에 없다는 것”이라고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr