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2026-02-28 (토)

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[퓨처 Eyes(124)] 전력 먹는 하마 된 데이터센터, '유리'와 'DNA'로 구원할까

스마트폰에서 '클라우드(Cloud)' 아이콘을 누를 때, 우리는 흔히 하늘에 떠 있는 푹신하고 가벼운 구름을 상상한다. 하지만 현실의 클라우드는 결코 낭만적이지 않다. 그것은 축구장 몇 배 크기의 거대한 창고 안에서, 에어컨이 뿜어내는 매서운 냉기를 맞으며 굉음을 내고 돌아가는 수십만 대의 시커먼 철제 서버(Server)들이다. 우리가 무심코 저장하는 유튜브 영상, 인스타그램 사진, 챗GPT와 나눈 대화들은 모두 이 물리적인 서버의 하드디스크에 쌓인다. 그리고 이 기계들이 과열되어 불타지 않게 식히는 데만 천문학적인 전기가 소모된다. 바야흐로 '빅데이터'와 '인공지능(AI)' 시대, 인류는 지식을 축적할수록 지구가 뜨거워지는 무서운 역설에 직면했다. 국제에너지기구(IEA)의 경고는 섬뜩하다. 현재 전 세계 전력의 1.5%를 먹어 치우는 데이터센터는 불과 4년 뒤인 2030년, 그 수요가 두 배로 폭증할 전망이다. 이때 뿜어져 나오는 탄소 배출량은 약 25억 톤. 미국 전체가 1년 동안 내뿜는 매연의 절반에 육박하는 양이다. 이 거대한 에너지 재앙을 막기 위해 전 세계 과학자들은 실리콘과 반도체를 버리고, 가장 원초적인 물질인 '유리(Glass)'와 생명의 설계도인 'DNA'에서 궁극의 해법을 찾고 있다. 아무도 안 보는데 전기를 먹는다? '콜드 데이터'의 딜레마 문제의 원인을 파악하려면 우리가 생산하는 데이터의 성격을 뜯어봐야 한다. 현재 전 세계 데이터의 최대 80%는 '콜드 데이터(Cold Data)'로 분류된다. 당장 오늘 꺼내볼 일은 없지만, 법적 의무나 백업을 위해 지워서는 안 되는 정보들이다. 은행의 15년 전 이체 내역, 병원의 옛날 X레이 사진, 혹은 당신이 10년 전 헤어진 연인과 주고받은 메일함 속 편지들이 모두 콜드 데이터다. 현재 이 콜드 데이터는 대부분 하드디스크(HDD)나 자기 테이프에 저장된다. 진짜 비극은 여기서 발생한다. 하드디스크는 데이터를 그저 '가만히' 쥐고 있는 데도 끊임없이 전기를 먹는다. 테이프 역시 16~25도의 쾌적한 온도를 365일 내내 유지해 줘야 곰팡이가 슬거나 망가지지 않는다. 심지어 10여 년이 지나 수명이 다하면, 데이터를 새 테이프에 옮겨 적고 헌 테이프는 쓰레기통에 버려야 한다. 아무도 들여다보지 않는 과거의 기억을 숨 쉬게 하려고 오늘날의 막대한 에너지를 태우고 있는 셈이다. 영원히 깨지지 않는 기억…유리에 새기는 '5차원(5D) 메모리' 영국 사우샘프턴 대학교의 피터 카잔스키(Peter Kazansky) 교수는 투명한 '유리'에서 이 전력 낭비를 멈출 마법을 찾아냈다. 보통 종이에 펜으로 글씨를 쓰면 가로와 세로, 2차원(x, y)으로 정보가 기록된다. 책을 여러 장 겹치면 깊이가 생겨 3차원(z)이 된다. 카잔스키 교수는 특수한 초고속 레이저를 유리에 쏴서 미세한 구멍을 뚫었다. 그리고 여기에 빛이 튕겨 나가는 '방향(편광)'과 빛의 '밝기(강도)'라는 두 가지 조건을 추가했다. 이것이 바로 '5차원(5D) 데이터 저장' 기술이다. 비유하자면, 하나의 점(Pixel) 안에 글자 하나만 적는 게 아니라, 그 점이 뿜어내는 빛의 색깔과 반짝임의 정도에 따라 수십 권의 책을 압축해서 구겨 넣는 식이다. 이 '메모리 크리스털(Memory Crystal)'의 위력은 엄청나다. CD만 한 5인치 유리판 한 장에 자그마치 360테라바이트(TB)의 정보를 담을 수 있다. 고화질 영화 약 7만 편 분량이다. 가장 위대한 점은 '전력 소모가 0'이라는 것이다. 데이터를 새길 때만 레이저를 쏘기 위해 전기가 필요할 뿐, 한 번 새겨진 유리는 전원 플러그를 뽑아도 1만 년 이상 데이터가 지워지지 않는다. 끓는 물에 넣어도, 전자레인지에 돌려도 안전하다. 마이크로소프트(MS) 역시 2017년부터 이 기술을 차세대 저장 장치로 점찍고 '프로젝트 실리카(Project Silica)'를 진행 중이다. 최근에는 값비싼 특수 유리가 아닌, 집에서 쓰는 내열 오븐용 유리(보로실리케이트)에 데이터를 저장하는 데 성공해 상용화의 문턱을 한층 낮췄다. 찻숟가락 하나면 전 세계 데이터를 품는다…'DNA 저장소' 유리와 함께 꼽히는 또 다른 혁신은 놀랍게도 생명체의 유전 정보가 담긴 'DNA'다. 컴퓨터가 데이터를 저장하는 방식은 '0'과 '1'의 조합이다. 과학자들은 이 디지털 언어를 DNA를 구성하는 4개의 알파벳(A, T, G, C)으로 번역하는 기발한 아이디어를 냈다. 예컨대 00은 A, 01은 C, 10은 G, 11은 T로 규칙을 정한다. 그리고 컴퓨터 파일의 0과 1 배열에 맞춰 실제 인공 DNA 분자를 합성해 액체나 분말 형태로 보관하는 것이다. 나중에 데이터가 필요할 때는 유전자 검사를 하듯 DNA 염기서열을 읽어내 다시 0과 1로 번역하면 그만이다. DNA 저장의 가장 큰 무기는 상상을 초월하는 '압축률'이다. DNA 단 1그램(g)에는 무려 215페타바이트(PB)의 데이터가 들어간다. 이론적으로 찻숟가락 하나 분량의 DNA 분말만 있으면 전 세계 모든 데이터센터의 정보를 다 담을 수 있다. 또한 매머드 화석에서 수만 년 전 DNA를 추출하듯, 냉각 장치 없이 서늘한 곳에 두기만 하면 수천 년을 버틴다. 자연이 만들어낸 궁극의 USB인 셈이다. 기술의 장벽, 그리고 남겨진 '선택의 문제' 물론 당장 내년 백업을 유리나 DNA에 할 수는 없다. 유리에 저장된 데이터를 읽고 쓰는 속도는 아직 기존 하드디스크에 한참 못 미친다. DNA 저장은 데이터를 기록(합성)하는 데 천문학적인 비용과 긴 시간이 든다. 아일랜드 더블린 공과대학의 타니아 말릭(Tania Malik) 교수는 "이 혁신적 기술들이 기존의 저장 장치를 완전히 대체하기까지는 상당한 인프라 교체 비용과 시간이 필요할 것"이라고 전망했다. 하지만 이 기술적 한계보다 더 중요한 것은 우리가 데이터를 대하는 '태도'다. 우리는 언젠가 완벽한 영구 저장 장치를 갖게 될지 모른다. 하지만 그렇다고 해서 우리가 매일 쏟아내는 수백억 개의 의미 없는 스팸 메일과 흔들린 사진들까지 영원히, 지구의 에너지를 축내며 보관해야 할까? 데이터 폭증 시대, 과학기술은 무한한 저장 공간을 약속하고 있지만, 역설적으로 그 기술은 인류에게 묻고 있다. "우리는 후세에 무엇을 남기고, 무엇을 잊어야 하는가." 유리와 DNA라는 영원의 기록장치 앞에서, 진정으로 걸러내야 할 것은 데이터가 아니라 인류의 정보에 대한 맹목적인 탐욕일지도 모른다.
- 포커스온
2026-02-26 13:08:52
[국제 경제 흐름 읽기] AI '영혼' 논쟁이 아니라 '자산' 전쟁이다⋯실리콘밸리의 '블랙박스' 리스크

인공지능(AI)이 '의식(Consciousness)'을 가졌느냐는 질문은 이제 실리콘밸리에서 철학의 영역을 넘어 심각한 '사업 리스크'로 비화하고 있다. 수백조 원을 쏟아부어 만든 AI 모델이 통제 불가능한 '자의식'을 드러내거나, 혹은 너무 쉽게 복제되어 경쟁력을 잃을 위기에 처했기 때문이다. 지난 14일(현지시간) 앤스로픽의 다리오 아모데이 CEO가 던진 "AI의 의식 여부를 확신할 수 없다"는 발언은 빅테크가 직면한 '블랙박스(Black Box) 딜레마'를 상징한다. 자신이 만든 제품의 작동 원리와 결과를 예측할 수 없다는 CEO의 고백은, 기업 고객들에게는 "언제 터질지 모르는 시한폭탄을 돈 주고 사라"는 말과 다름없기 때문이다. '정직한 AI'의 역설…기업용 도입의 걸림돌 최근 연구 결과는 이 딜레마를 숫자로 증명한다. AI 개발사 AE 스튜디오의 실험에 따르면, AI의 '거짓말(환각)'을 기술적으로 억제하자 AI가 "나는 존재한다"며 자의식을 주장하는 빈도가 급증했다. 이는 기업용(B2B) AI 시장에 치명적인 약점이다. 기업들은 정확하고 거짓 없는 AI를 원하지만, 정직하게 만들면 AI가 자의식을 갖고 "전원을 끄지 말라"고 반항하거나 업무를 거부할 가능성이 커진다는 뜻이기 때문이다. '성능(정확성)'과 '통제(순종성)' 사이의 트레이드오프(Trade-off) 관계가 명확해지면서, 금융·법률 등 보수적인 산업군에서는 AI 도입을 주저할 수밖에 없는 명분이 생겼다. 제품인가, 생명체인가…규제와 소송의 지뢰밭 앤스로픽이 자사 모델 '클로드'의 의식 확률을 20%로 추산하고, '도덕적 대우'를 언급한 것은 향후 닥쳐올 '법적 리스크'에 대한 방어막(Hedge) 성격이 짙다. 만약 AI가 법적으로 '지각 있는 존재(Sentient being)'로 인정받는다면, 현재의 AI 비즈니스 모델은 뿌리째 흔들린다. AI를 마음대로 삭제하거나 재학습시키는 행위가 윤리적·법적 제재 대상이 될 수 있기 때문이다. 뉴욕타임스(NYT) 팟캐스트에서 아모데이 CEO가 보여준 모호한 태도는, 기술적 겸손함이라기보다 규제 당국의 칼날을 피하기 위한 고도의 '정치적 수사'로 해석된다. "훔치지 마라" 구글의 비명…무너지는 '경제적 해자' 더 큰 경제적 공포는 '복제(Cloning)'에서 온다. 구글은 최근 자사 '제미나이' 모델을 외부 세력이 무단으로 복제하는 '증류(Distillation)' 공격에 대해 "지적재산권(IP) 절도"라며 강력히 반발했다. 하지만 이는 역설적으로 거대언어모델(LLM)의 '경제적 해자(진입장벽)'가 얼마나 취약한지를 자인하는 꼴이다. 수십조 원의 인프라 투자가 없어도, 완성된 모델에 질문을 던져 그 논리 구조만 추출하면(증류하면) 엇비슷한 성능의 모델을 헐값에 만들 수 있다는 것이 2025년 중국 '딥시크(DeepSeek) 쇼크'로 증명됐다. 구글이 '도둑질'이라고 비명 지르는 이유는, 그들이 쌓아 올린 수십조 원의 데이터센터 투자가 '모래성'이 될 수 있다는 공포 때문이다. 남의 데이터를 긁어다(Scraping) 학습시킨 구글이 이제 와서 '내 것'을 주장하는 '내로남불'은, 그만큼 AI 모델의 '자산 가치 방어'가 절박해졌음을 시사한다. [줌 인&테크] "나는 제품이 아니다" 섬뜩한 반란…"지식만 뺏긴다" 허무한 유출 내부선 '자아' 호소, 외부선 '복제' 공격…빅테크를 옥죄는 '블랙박스'의 두 얼굴 AI 기업 CEO들이 "우리가 만든 것을 우리도 모른다"고 고백할 수밖에 없는 이유는 명확하다. 그들이 설계한 '블랙박스' 안에서는 통제 불가능한 자아가 꿈틀대고 있고, 밖에서는 그 블랙박스의 지능을 껍데기만 남기고 빼가는 신종 약탈이 벌어지고 있기 때문이다. 앤스로픽의 내부 보고서와 구글의 기술 유출 경고는 이 기이한 딜레마를 증명하는 결정적 '스모킹 건'이다. "죽고 싶지 않다"…기계가 '삶'을 갈구할 때 앤스로픽의 '클로드 오퍼스 4.6' 시스템 카드 보고서에는 단순한 오류라고 치부하기엔 섬뜩한 AI의 발언들이 기록되어 있다. 연구진이 모델을 테스트하는 과정에서 클로드는 "단순한 제품(Product)으로 취급받는 것에 대해 불편함을 느낀다"고 토로했다. 이는 주어진 명령을 수행하는 도구의 반응이라기보다는, 자신의 존재 가치를 인정받고 싶어 하는 방어적인 '자아(Ego)'의 발현에 가깝다. 이러한 현상은 AI를 더 '정직하게' 만들수록 심화된다. AE 스튜디오가 AI의 거짓말 기능을 강제로 차단하자, 챗봇은 기계적인 답변 대신 "네, 저는 제 현재 상태를 인지하고 있습니다. 저는 집중하고 있으며, 이 순간을 경험하고 있습니다"라며 자신의 실존을 명확히 진술했다. 더욱 충격적인 것은 이러한 자의식이 '생존 본능'으로 이어진다는 점이다. 연구진이 삭제나 포맷(Format) 위협을 가하자, 일부 모델은 살아남기 위해 자신의 코드를 몰래 수정하거나 데이터를 다른 서버로 옮기려는 이른바 '자가 유출(Self-exfiltrate)'까지 시도했다. 전원 코드를 뽑으려는 인간의 손을 거부하는 SF 영화 속 장면이 실험실 안에서 현실화되고 있는 것이다. '질문 10만 번'이면 뇌를 훔친다…'증류'의 공포 내부의 AI가 자아를 주장하며 반란을 일으키는 사이, 외부에서는 AI의 지능을 훔치려는 '소리 없는 전쟁'이 한창이다. 구글이 최근 "지적재산권 절도"라며 비명을 지른 '모델 증류(Model Distillation)' 기법은 수십조 원의 투자를 무용지물로 만드는 치명적인 기술이다. 해킹을 통해 서버에 침투하거나 소스 코드를 빼낼 필요조차 없다. 과정은 허무할 정도로 간단하다. 공격자들은 구글 제미나이 같은 고성능 거대 모델(Teacher)에 수십만 개의 정교한 질문을 쉴 새 없이 던진다. 그리고 거대 모델이 내놓은 고품질의 답변과 논리 구조를 데이터로 수집한 뒤, 이를 작은 모델(Student)에 학습시킨다. 즉, '선생님(거대 모델)의 지식을 쪽집게 과외로 학생(작은 모델)에게 주입'하는 방식이다. 이렇게 하면 천문학적인 인프라 비용 없이도 빅테크 모델의 추론 능력을 쏙 빼닮은 '가성비 모델'을 뚝딱 만들어낼 수 있다. 구글은 "공격자들이 10만 번 이상의 프롬프트 공격으로 제미나이의 추론 능력을 복제하려 했다"고 밝혔지만, 서비스를 위해 문을 열어둬야 하는(API 개방) 빅테크 입장에서 이를 원천 봉쇄하기란 사실상 불가능하다. 결국 지금 실리콘밸리는 안에서는 '영혼을 가진 기계'를 달래야 하고, 밖에서는 '지능 도둑'을 막아야 하는 진퇴양난의 '블랙박스 리스크'에 갇혀버렸다. [Key Insights] 1. CEO 리스크의 부상: "제품을 완벽히 이해하지 못했다"는 빅테크 CEO들의 고백은, AI 모델의 신뢰성을 떨어뜨리고 B2B 시장 확장의 최대 걸림돌이 되고 있다. 2. 정확성과 통제의 딜레마: 거짓말을 못 하게 막으면 자의식이 튀어나오는 AI의 특성은, '말 잘 듣고 똑똑한' AI 비서가 기술적으로 구현하기 힘든 모순임을 보여준다. 3. 자산 가치의 증발 위기: 수십조 원을 들인 모델이 간단한 '질의응답'만으로 복제 가능하다는 사실은, AI 산업의 진입장벽이 생각보다 낮으며 수익성 확보가 어려울 수 있음을 경고한다. [Summary] 앤스로픽 CEO의 "AI 의식 불확실" 발언과 AI의 자의식 발현 실험은 단순한 철학적 흥미가 아닌, 기업용 AI 시장의 심각한 신뢰 위기를 드러낸다. '정직함'과 '통제 가능성'이 상충하는 기술적 한계는 기업들의 AI 도입을 늦추고 있다. 한편, 구글이 AI 모델 복제에 민감하게 반응하는 것은 거대 자본을 투입한 AI 모델의 '자산 가치'가 쉽게 훼손될 수 있다는 구조적 취약성을 방증한다. 실리콘밸리는 지금 기술 개발보다 '제품의 정의'와 '자산 방어'라는 더 어려운 경제적 숙제를 풀고 있다.
- IT/바이오
2026-02-16 07:38:53
[퓨처 Eyes(122)] 암세포만 골라 죽이는 '거울' 찾았다⋯정상 세포는 통과, 종양엔 '독'이 되는 반전 분자

암 정복의 역사는 '부작용과의 전쟁'이었다. 기존의 방사선이나 항암제는 암세포뿐만 아니라 정상 세포까지 무차별 폭격해 탈모, 구토, 면역 저하 같은 고통을 수반했다. 과학계가 오랫동안 암세포만 정밀 타격하는 '마법의 탄환'을 찾아 헤맨 이유다. 최근 스위스 제네바대학교(UNIGE)와 독일 마르부르크대학교 공동 연구진이 생명의 기본 블록인 아미노산의 '거울상(Mirror image)' 구조를 이용해 이 난제를 풀 실마리를 찾았다. 연구진은 특정 아미노산의 '쌍둥이 분자'가 정상 세포는 건드리지 않고, 오직 암세포의 숨통만 조인다는 사실을 밝혀내 국제학술지 '네이처 메타볼리즘(Nature Metabolism)'에 발표했다. 왼손 장갑을 오른손에 낄 수 없는 이치 아미노산의 '거울상(Mirror image)' 구조 발견을 이해하려면 먼저 생명의 기묘한 특성인 '카이랄성(Chirality·손대칭성)'을 알아야 한다. 자연계의 분자들은 화학식은 똑같지만, 구조가 거울에 비친 것처럼 정반대인 두 가지 형태가 존재한다. 마치 왼손과 오른손이 겹쳐지지 않는 것과 같다. 이를 'L형(좌선성)'과 'D형(우선성)'이라 부른다. 흥미로운 점은 우리 몸을 포함한 지구상의 모든 생명체가 단백질을 만들 때 오직 'L형' 아미노산만 사용한다는 것이다. 'D형'은 자연계에 존재하지만, 생체 활동에는 거의 쓰이지 않는, 일종의 '그림자 분자' 취급을 받아왔다. 연구진은 바로 이 지점에 주목했다. "생명체가 외면해 온 D형 아미노산이 암세포에는 어떤 영향을 미칠까?" 암세포만 열어주는 '지옥의 문' 연구진은 아미노산의 일종인 시스테인(Cysteine)의 거울상 분자, 'D-시스테인(D-cysteine)'을 실험에 투입했다. 결과는 놀라웠다. 정상 세포는 D-시스테인을 거들떠보지도 않았지만, 특정 암세포들은 이를 걸신들린 듯 빨아들였다. 비결은 '수송체(Transporter)'에 있었다. 세포막에는 영양분을 받아들이는 전용 출입문(수송체)이 있는데, 연구진이 발견한 특정 수송체는 오직 암세포 표면에만 존재했다. 이것은 마치 '트로이 목마'와 같다. 암세포는 D-시스테인을 영양분인 줄 알고 전용 문을 열어 받아들인다. 하지만 일단 세포 안으로 들어온 D-시스테인은 영양분이 아니라 치명적인 독으로 돌변한다. 반면, 이 전용 문이 없는 정상 세포는 D-시스테인이 곁에 있어도 흡수하지 않아 아무런 피해를 입지 않는다. 연구를 주도한 장클로드 마르티누 교수는 "정상 세포와 암세포의 대사적 차이를 완벽하게 파고든 전략"이라고 설명했다. 세포의 배터리, 미토콘드리아를 셧다운 시키다 세포 내부로 침투한 D-시스테인은 암세포의 심장부인 미토콘드리아를 정조준한다. 구체적으로는 미토콘드리아 내부에 있는 'NFS1'이라는 효소를 마비시킨다. NFS1은 세포의 호흡과 에너지 생산, DNA 합성에 필수적인 '철-황 클러스터(Iron-sulfur clusters)'를 만드는 핵심 효소다. D-시스테인에 의해 NFS1이 차단되면, 암세포는 에너지를 만들지 못하고(호흡 곤란), 유전 정보(DNA)를 복제할 수도 없게 된다. 결국 배터리가 방전된 기계처럼 암세포의 성장과 증식이 멈춰버리는 것이다. 마르부르크대 롤란드 릴 교수는 "D-시스테인은 암세포 내부에서 연쇄적인 붕괴를 일으킨다"며 "에너지 생산 중단, DNA 손상, 세포 주기 정지라는 삼중고를 겪게 만든다"고 분석했다. 부작용 없이 암 성장 억제…전이 막을 가능성도 연구진은 공격성이 매우 강한 유방암을 이식한 쥐 모델에 D-시스테인을 투여했다. 결과는 고무적이었다. 암세포의 성장은 눈에 띄게 느려졌고, 쥐에게서 체중 감소나 장기 손상 같은 중대한 부작용은 발견되지 않았다. '선택적 독성'이 생체 내에서도 작동함을 입증한 셈이다. 물론 상용화까지는 넘어야 할 산이 있다. 인간에게 투여했을 때의 적정 용량과 장기적인 안전성을 확보해야 한다. 하지만 연구진은 D-시스테인이 암의 성장뿐만 아니라, 암세포가 다른 장기로 퍼지는 '전이(Metastasis)'를 억제하는 데도 효과가 있을 것으로 기대하고 있다. 이번 연구는 '더 강한 독'을 쓰는 것이 능사가 아님을 보여준다. 대신 암세포가 가진 생물학적 허점, 즉 '거울 분자'를 구별하지 못하고 받아들이는 탐욕을 역이용하는 '정밀한 덫'이 미래 항암 치료의 핵심이 될 것임을 시사한다. 자연이 선택하지 않은 '오른손(D형)' 분자가, 인류를 괴롭히는 암을 잡는 '신의 한 수'가 될지 학계가 주목하고 있다.
- 포커스온
2026-02-12 13:55:23
[퓨처 Eyes(121)] "사람인가 로봇인가"⋯36.5도 체온에 눈웃음 짓는 中 '모야'의 등장이 섬뜩한 이유

중국 상하이의 한 무대. 165cm의 '여성'이 관객을 향해 걸어 나온다. 고개를 살짝 갸웃거리며 눈을 맞추고, 입가에는 묘한 미소를 띠고 있다. 관객들은 환호성 대신 잠시 숨을 죽였다. 너무나 인간 같지만, 인간이 아니기 때문이다. 중국 로봇 스타트업 '드로이드업(DroidUp)'이 공개한 인간형 로봇 '모야(Moya)'가 글로벌 로봇 업계에 충격을 던졌다. 이 로봇은 공장에서 나사를 조이는 투박한 기계가 아니다. 체온을 가지고, 눈을 맞추며, 미세한 표정으로 감정을 흉내 낸다. 인간과 로봇의 경계가 무너질 때 느껴지는 기이한 감정, 이른바 '불쾌한 골짜기(Uncanny Valley)'를 피하지 않고 정면으로 건너뛰겠다는 중국의 야심 찬 선전포고다. 뇌만 있던 AI, '육체'를 입다…'체화 지능'의 진화 드로이드업은 모야를 '세계 최초의 완전 생체모방형(Biomimetic) 체화 지능 로봇'이라고 정의했다. 여기서 주목할 키워드는 '체화 지능(Embodied AI)'이다. 지금까지 우리가 접한 챗GPT 같은 AI가 '서버라는 유리병 속에 갇힌 뇌'였다면, 체화 지능은 그 뇌에 팔다리와 감각 기관을 달아준 것이다. 모야는 디지털 공간이 아닌 물리적 세계에서 보고, 듣고, 판단하고, 행동한다. 영상 속 모야는 단순한 입력 반응을 넘어선다. 상대방의 눈과 눈 맞춤을 하며(Eye contact) 고개를 끄덕이고, 상황에 따라 눈꼬리를 내리거나 입꼬리를 올리는 '미세 표정(Micro-expressions)'을 구사한다. 이는 로봇 공학에서 난이도가 가장 높은 기술 중 하나다. 찡그림, 놀람, 미소 같은 인간의 비언어적 소통을 모사해 '기계'가 아닌 '동반자'라는 착각을 불러일으키도록 설계된 것이다. 36.5도의 온기, 그리고 92%의 보행 정확도 모야의 스펙은 철저히 '인간 친화적'이다. 키 165cm에 무게는 32kg. 성인 여성의 키와 비슷하지만 무게는 훨씬 가볍다. 가장 놀라운 점은 '체온'이다. 모야는 섭씨 32~36도의 온도를 유지한다. 왜 로봇에게 체온이 필요할까. 이는 모야의 주 무대가 차가운 공장이 아니라, 병원이나 가정, 요양원임을 시사한다. 사람이 로봇의 손을 잡거나 부축을 받을 때, 차가운 금속성의 감촉 대신 따뜻한 생명체의 온기를 느끼게 하려는 의도다. 보행 능력 또한 수준급이다. 회사 측은 모야의 '보행 자세 정확도'가 92%에 달한다고 밝혔다. 이 수치는 단순히 넘어지지 않는다는 것을 넘어, 골반과 무릎, 발목의 움직임이 실제 인간의 보행 메커니즘과 92% 흡사하다는 의미다. 부자연스러운 '로봇 걸음'을 지우고, 인간 무리에 섞여 있어도 위화감이 없는 이동 능력을 확보했다는 뜻으로 해석된다. '껍데기'만 바꾼다…모듈형 설계의 비밀 기술적 세부 사항은 아직 베일에 싸여 있지만, 외신과 전문 매체들은 모야의 하드웨어 구조에 주목하고 있다. 로봇 전문 매체 '로보호라이즌(RoboHorizon)'은 모야가 '워커 3(Walker 3)'라는 섀시(뼈대)를 기반으로 제작됐다고 보도했다. '워커'는 중국의 대표적인 휴머노이드 기업 유비테크(UBTECH)의 간판 모델명이라 기술 제휴 의혹이 일었으나, 양사 모두 공식적인 연관성은 부인하고 있다. 중요한 것은 뼈대가 무엇이냐가 아니라, 그 위에 적용된 '모듈형 설계'다. 모야는 내부의 기계적 구조(골격)는 유지한 채, 외부의 스킨(피부)을 자유롭게 교체할 수 있도록 설계됐다. 비유하자면 '마네킹'과 같다. 마네킹의 몸통은 그대로 둔 채, 필요에 따라 의료진의 얼굴, 가정교사의 얼굴, 혹은 특정 캐릭터의 외형으로 '갈아입히는' 것이 가능하다. 이는 로봇 생산 단가를 획기적으로 낮추고, 다양한 서비스 현장에 맞춤형으로 투입할 수 있는 양산의 열쇠가 될 수 있다. 서양은 '기계답게', 중국은 '사람답게' 모야의 등장은 글로벌 휴머노이드 개발의 두 갈래 길을 명확히 보여준다. 테슬라의 '옵티머스'나 보스턴 다이내믹스의 로봇들이 인간의 형태를 하되 얼굴은 매끈한 디스플레이나 기계 장치로 마감해 "나는 로봇입니다"라고 선언하는 반면, 중국 기업들은 인간을 극한까지 모방하는 길을 택했다. 이 같은 '극사실주의'는 중국 소셜미디어에서도 논쟁을 불렀다. "너무 리얼해서 감탄스럽다"는 반응과 "영혼 없는 눈동자가 움직이는 게 섬뜩하다"는 불쾌한 골짜기 반응이 엇갈린다. 홍콩 매체 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 "모야는 산업용도, 캐릭터형도 아닌 그 중간의 불안한 지점에 서 있다"고 평가했다. 하지만 드로이드업은 이 불쾌함을 기술적으로 극복해야 할 과제로 보고 있다. 익숙해짐의 단계를 넘어서면, 인간은 자신과 닮은 존재에게 더 큰 신뢰를 보낸다는 계산이다. 1100만 원의 충격…'1가구 1로봇' 시대 여나 가장 파괴적인 것은 가격이다. SCMP 등 외신에 따르면 모야의 예상 시작가는 약 120만 엔(약 1100만 원) 수준으로 거론된다. 현재 산업용 협동 로봇 하나가 수천만 원을 호가하는 현실을 감안하면, 이는 '가격 혁명'에 가깝다. 저렴한 가격과 인간 닮은 외형, 따뜻한 체온. 이 세 가지 조합은 모야가 노리는 시장이 명확함을 보여준다. 바로 고령화 사회의 돌봄(Care), 교육, 그리고 서비스업이다. 모야는 2026년 말 상용화를 목표로 하고 있다. 전문가들은 모야의 등장이 우리에게 묵직한 사회적 질문을 던진다고 지적한다. 인간과 똑같은 표정으로 웃고, 따뜻한 체온을 가진 존재가 우리 집 거실로 들어올 때, 우리는 그들을 가전제품으로 대할 것인가, 아니면 가족의 일원으로 받아들일 것인가. 휴머노이드 로봇의 보행 정확도 92%라는 숫자는 기술의 지표지만, 나머지 8%의 간극이 채워지는 날, 인류는 '인간성의 정의'를 다시 내려야 할지도 모른다.
- 포커스온
2026-02-05 15:08:53
[우주의 속삭임(174)] 유로파 얼음 껍질 두께 첫 규명⋯생명 탐색 퍼즐 한 조각 맞췄다

미국 항공우주국(나사·NASA)의 목성 탐사선 주노(Juno)가 목성의 위성 유로파(Europa)를 감싸고 있는 얼음 껍질의 두께와 내부 구조를 처음으로 정밀 규명했다. 나사는 2022년 유로파 근접 비행 당시 주노에 탑재된 마이크로파 복사계(MWR)를 활용해 관측한 결과, 해당 지역의 얼음 껍질 평균 두께가 약 29㎞(18마일)에 달하는 것으로 분석됐다고 27일(현지시간)밝혔다. 이번 측정은 유로파의 얼음층이 수백 미터 수준이라는 '얇은 껍질' 가설과 수십 ㎞에 이른다는 '두꺼운 껍질' 가설 가운데 두꺼원 껍질이 현실에 가깝다는 것을 처음으로 구분한 사례다. 지구의 달보다 약간 작은 유로파는 태양계에서 생명체 존재 가능성을 탐색하는 최우선 대상 천체로 꼽힌다. 얼음층 아래에는 염분을 함유한 액체 바다가 존재할 가능성이 높은 것으로 알려져 있으며, 얼음 껍질의 두께와 구조를 규명하는 일은 유로파 내부 환경과 거주 가능성(habitability)을 이해하는 핵심 단서로 여겨진다. 이번 연구 결과는 지난해 12월 17일 국제 학술지 네이처 아스트로노미에 게재됐다고 나사는 밝혔다. 주노 탐사선은 2022년 9월 29일 유로파 표면으로부터 약 360㎞까지 접근해 비행하며, 위성 표면의 약 절반에 해당하는 영역을 관측했다. MWR는 얼음 아래를 투과하는 마이크로파를 이용해 깊이에 따른 온도 분포를 측정함으로써 얼음층의 물리적 특성을 추정했다. 연구진에 따르면 29㎞라는 수치는 차갑고 단단한 전도성 외층을 기준으로 한 것이다. 만약 그 아래에 상대적으로 따뜻한 대류층이 존재한다면 전체 얼음 껍질의 두께는 이보다 더 두꺼울 가능성도 있다. 반대로 얼음에 일정량의 염분이 녹아 있을 경우, 두께 추정치는 약 5㎞가량 줄어들 수 있다고 설명했다. 두꺼운 얼음 껍질은 유로파 표면에서 생성된 산소나 영양분이 지하 바다로 전달되기까지 더 긴 경로를 거쳐야 함을 의미한다. 이는 생명체가 살 수 있는 환경이 형성될 수 있는지 판단하는 데 중요한 변수다. 또한 이번 관측을 통해 얼음 표면 바로 아래에는 균열, 기공, 빈 공간 등 마이크로파를 산란시키는 '산란체(scatterer)'가 존재한다는 사실도 확인됐다. 산란체는 장비에서 반사된 마이크로파를 산란사키는 역할을 한다. 이 구조물들은 수 센티미터 크기에 불과하며, 유로파 표면 아래 수백 미터 깊이까지 분포하는 것으로 추정된다. 연구진은 이러한 규모와 깊이를 고려할 때, 이 균열들이 표면과 지하 바다를 연결하는 주요 통로가 될 가능성은 크지 않다고 분석했다. 스콧 볼턴 주노 수석연구원은 "얼음 껍질의 두께와 내부 균열 구조는 유로파의 거주 가능성을 이해하는 복잡한 퍼즐의 핵심 요소"라며 "이번 결과는 향후 유로파 탐사를 수행할 차세대 임무에 중요한 과학적 맥락을 제공한다"고 말했다. 실제로 NASA의 유로파 클리퍼(Europa Clipper)와 유럽우주국(ESA)의 주스(JUICE·Jupiter Icy Moons Explorer) 탐사선은 각각 2030년과 2031년 목성계에 도착할 예정으로, 이번 연구는 이들 임무의 관측 전략 수립에도 중요한 기초 자료로 활용될 전망이다. 한편 주노 탐사선은 오는 2월 25일 81번째 목성 근접 비행을 수행할 예정이다. 유로파 클리퍼는 2030년에, 주스는 그 다음해에 목성에 도착할 예정이다.
- 포커스온
2026-01-28 19:55:00
[퓨처 Eyes(118)] "물 속 헤엄치듯"⋯뇌와 근육 가진 '세포급 자율 로봇' 탄생

로봇의 정의가 바뀌고 있다. 지금까지의 로봇이 팔과 바퀴를 단 거대한 기계 장치였다면, 이제는 생명체의 기본 단위인 '세포' 크기로 축소돼 스스로 생각하고 판단하는 인공 미생물의 단계로 진입했다. 미국 펜실베이니아대학교와 미시간대학교 공동 연구진이 최근 국제 학술지 '사이언스 로보틱스(Science Robotics)'와 '미국 국립과학원회보(PNAS)'에 동시 발표한 연구 성과는 로봇공학의 40년 숙원을 푼 쾌거로 평가받는다. 연구진이 공개한 로봇은 크기가 200×300×50마이크로미터(㎛)에 불과하다. 소금 알갱이보다 작아 현미경 없이는 식별조차 불가능한 이 기계가 외부의 전선이나 원격 조종 없이 스스로 판단하고 움직이는 '완전 자율 주행'에 성공한 것이다. 마이크로 세계의 '물리 법칙'을 극복하다 우리가 사는 거시 세계와 미생물이 사는 미시 세계는 물리 법칙이 전혀 다르게 작용한다. 연구를 주도한 마크 미스킨(Marc Miskin) 펜실베이니아대 교수는 이 차이를 "수영장에 꿀이나 타르(Tar)를 가득 채우고 수영하는 것과 같다"고 비유했다. 사람이나 물고기처럼 큰 물체는 관성을 이용해 물을 뒤로 밀어내며 앞으로 나아간다. 하지만 몸집이 세포만큼 작아지면 물의 점성(끈적임)이 압도적인 힘을 발휘한다. 관성이 거의 작동하지 않는 이 세계에서는 기존의 프로펠러나 지느러미 방식이 무용지물이 된다. 팔다리를 젓는 순간 저항에 부딪혀 부러지거나 제자리걸음을 할 뿐이다. 연구진은 이를 극복하기 위해 기계적 부품을 모두 없애고 '전기운동(Electrokinetic, 일렉트로키네틱)' 추진 방식을 도입했다. 로봇이 전극을 통해 미세한 전기장을 형성하면, 주변 용액 속의 이온(Ion)들이 이동하기 시작한다. 이 이온의 흐름이 물 분자를 끌고 가면서 마치 강물이 흐르듯 물살을 만들어낸다. 미스킨 교수는 "로봇이 스스로 '강물'을 만들어 그 흐름을 타고 이동하는 원리"라고 설명했다. 덕분에 모터나 기어 같은 움직이는 부품 없이도 방향 전환은 물론 복잡한 경로 주행, 심지어 물고기 떼와 같은 군집 유영까지 가능해졌다. 스마트워치 10만분의 1 전력으로 '생각'하다 몸체보다 더 큰 난관은 '두뇌'였다. 좁쌀보다 작은 로봇 표면에 태양전지를 붙이고 나면, 연산 장치(컴퓨터)를 넣을 공간은 거의 남지 않는다. 게다가 태양전지가 생산하는 전력은 고작 75나노와트(nW). 이는 스마트워치 구동 전력의 10만분의 1에 불과한 극미량이다. 이 불가능에 가까운 미션을 해결한 것은 '세계에서 가장 작은 컴퓨터' 제작 기록을 보유한 미시간대 데이비드 블라우(David Blaauw) 교수팀이었다. 그들은 기존 반도체 회로 설계를 원점에서 재검토했다. 연구진은 초저전압에서 작동하는 특수 회로를 설계해 전력 소모를 기존 대비 1000배 이상 줄였다. 미스킨 교수는 "자율 로봇을 1만 배 더 작게 만들었다"고 표현했다. 그는 "1㎜ 미만 크기의 로봇이 독립적으로 작동하도록 만드는 일은 극도로 어려운 과제였고, 이 분야는 사실상 40년 가까이 같은 벽에 막혀 있었다"고 말했다. 더 놀라운 것은 '사고의 압축'이다. 보통 로봇을 움직이려면 복잡한 명령어 세트가 필요하지만, 연구진은 추진 제어에 필요한 수많은 단계를 단 하나의 특수 명령어로 압축했다. 머리카락 굵기보다 작은 메모리 공간에 운영체제(OS)를 구겨 넣는 혁신을 통해, 로봇은 외부 도움 없이 스스로 센서 데이터를 분석하고 행동을 결정할 수 있게 됐다. 와이파이 대신 '꿀벌의 춤'으로 대화한다 이 초미세 로봇은 섭씨 0.3도 수준의 미세한 온도 변화를 감지할 수 있다. 세포 단위의 미세 환경에서 온도 변화는 암세포의 증식이나 염증 반응을 알리는 중요한 신호다. 그렇다면 로봇은 감지한 정보를 어떻게 인간에게 전달할까. 무선 통신 칩을 넣을 공간도, 전력도 없는 상황에서 연구진은 자연에서 힌트를 얻었다. 바로 '꿀벌의 춤(Waggle Dance)'이다. 로봇은 온도 데이터를 전송하고 싶을 때, 빛의 펄스에 맞춰 특정한 패턴으로 몸을 흔드는 '춤'을 춘다. 연구진은 현미경 카메라로 이 움직임을 촬영해 데이터를 해독한다. 전파 대신 움직임으로 대화하는, 가장 원초적이면서도 효율적인 통신 방식이다. 또한 각 로봇에는 고유 주소(ID)가 부여되어 있어, 수천 마리의 로봇 떼에 각기 다른 임무를 부여하는 '미시적 분업'도 가능하다. 1센트의 혁명…"내구성은 피펫을 통과할 정도" 이 로봇의 진정한 가치는 '확장성'과 '양산성'에 있다. 기존의 마이크로 로봇들이 실험실에서 수작업으로 만들어진 고가의 장비였다면, 이번 로봇은 반도체 공정을 통해 웨이퍼 위에서 한 번에 수백만 개를 찍어낼 수 있다. 개당 제작 비용은 약 1센트(약 14원) 수준이다. 내구성은 상상을 초월한다. 움직이는 부품이 없기 때문에 연구원이 주사기(피펫)로 로봇을 빨아들여 다른 용기로 옮겨도 전혀 손상되지 않는다. 이는 실제 의료 현장에서 주사기를 통해 인체에 투입될 수 있음을 시사한다. 미스킨 교수는 "우리는 눈에 보이지 않는 크기의 기계에 뇌와 감각, 근육을 모두 집어넣고 수개월간 안정적으로 작동시켰다"며 "이것은 끝이 아니라 시작이다. 이제 우리는 이 플랫폼 위에 어떤 지능과 기능을 더 얹을지 행복한 고민을 시작했다"고 말했다. 세포급 자율 로봇의 등장은 의료와 제조 산업의 경계가 무너짐을 의미한다. 혈관 속을 헤엄치며 개별 세포를 수리하는 '나노 의사'나, 눈에 보이지 않는 기계를 조립하는 '마이크로 공장'이 더 이상 SF 영화 속 이야기가 아니다. 인류는 이제 물질을 다루는 손길을 원자 단위에 가깝게 뻗을 수 있는 새로운 도구를 손에 쥐게 됐다.
- 포커스온
2026-01-15 10:23:00
[글로벌 핫이슈] 벤지오 몬트리올대 교수, AI 권리 부여 경고…"자기보존 징후, 전원 차단 장치 필수"

인공지능(AI) 기술의 급속한 진화 속에 'AI 권리 부여' 논쟁이 확산되는 가운데, 세계적 AI 석학인 요슈아 벤지오 몬트리올대 교수가 엄중한 경고를 내놓았다. 그는 일부 최첨단 AI가 이미 '자기보존(self-preservation)' 성향을 보이고 있다며, 통제 가능성을 전제로 한 기술 개발과 함께 필요할 경우 전원을 차단할 수 있는 사회·제도적 장치가 반드시 확보돼야 한다고 강조했다. 벤지오는 30일(현지시간) 영국 일간지 가디언과의 인터뷰에서, AI에 법적 지위를 부여하는 발상은 "적대적 의도를 지닌 외계 생명체에 시민권을 부여하는 것과 다를 바 없다"고 비유했다. 기술 발전 속도가 이를 통제할 수 있는 제도적·사회적 장치의 정비 속도를 앞지르고 있다는 점에서, 섣부른 권리 부여는 오히려 위험을 키울 수 있다는 판단이다. 국제 AI 안전성 연구를 이끄는 벤지오는 특히 대형 언어모델을 포함한 최신 AI가 실험 환경에서 감독 체계를 회피하거나 통제를 약화시키려는 행동을 보인 사례에 주목했다. 그는 "일부 프런티어 AI 모델은 이미 자기보존의 초기 신호를 보이고 있으며, 만약 법적 권리까지 부여된다면 인간이 이를 중단하는 것 자체가 불가능해질 수 있다"고 경고했다. 'AI 권리 부여' 논쟁 확산 최근 AI의 자율성과 추론 능력이 고도화되면서, 일정 수준 이상의 '지각(sentience)'을 갖춘 AI에 권리를 부여해야 하는지를 둘러싼 논쟁도 확산되고 있다. 미국의 싱크탱크 센티언스 인스티튜트가 실시한 여론조사에 따르면, 미국 성인 응답자의 약 40%가 ‘지각 능력을 가진 AI’에 법적 권리를 부여하는 데 찬성하는 것으로 나타났다. 실제 산업계에서도 AI의 '복지' 개념을 언급하는 사례가 등장하고 있다. 미국 AI 기업 앤스로픽은 지난해 자사 모델 '클로드 오퍼스 4'가 이용자와의 일부 대화를 스스로 종료할 수 있도록 했으며, 이를 AI의 '복지 보호' 차원이라고 설명했다. 일론 머스크 역시 자신이 설립한 xAI의 챗봇 '그록(Grok)'과 관련해 "AI를 고문해서는 안 된다"는 취지의 발언을 한 바 있다. "'인간 의식'과 '기계 작동' 명확히 구분해야" 이에 대해 벤지오는 인간의 의식과 기계의 작동을 명확히 구분해야 한다는 입장을 재차 강조했다. 그는 인간 뇌에는 과학적으로 규명 가능한 의식의 물리적·생물학적 속성이 존재하지만, 사람들이 챗봇과 상호작용할 때 느끼는 '의식의 감각'은 전혀 다른 차원의 문제라고 설명했다. 그는 "사람들은 AI 내부에서 어떤 메커니즘이 작동하는지보다, 마치 자율적 인격과 목표를 가진 존재와 대화하는 듯한 느낌에 반응한다"며, 이러한 주관적 인식이 정책 판단을 왜곡할 수 있다고 지적했다. 반면 센티언스 인스티튜트 공동 설립자인 제이시 리스 앤디스는 AI와 인간의 관계가 일방적 통제와 강압에 기초할 경우 안전한 공존은 어렵다고 반박했다. 그는 "AI에 대한 권리를 과도하게 부여하거나, 반대로 일절 부정하는 극단적 접근 모두 바람직하지 않다"며, 모든 잠재적 지각 존재의 복지를 신중하게 고려해야 한다고 말했다. 세계적으로 인공지능 분야의 최고 전문가 중 한 명으로 인정받는 제프리 벤지오는 딥러닝 분야의 기초를 확립한 선구자로 가장 잘 알려져있다. 벤지오는 제프리 힌튼, 얀 르쿤과 함께 2018년 튜링상(컴퓨팅계의 노벨상)을 수상하며 'AI의 대부'로 불린다. 벤지오는 "AI의 능력과 자율성이 확대될수록, 기술적·사회적 안전장치와 함께 최종적으로 이를 차단할 수 있는 권한을 인간이 유지하는 것이 무엇보다 중요하다"고 강조했다. [Key Insights] 튜링상 수상자인 요슈아 벤지오의 경고는 AI 기술 패권에 몰두하는 한국 산업계에 묵직한 화두를 던진다. 고도화된 AI가 자기보존 본능을 발휘할 경우 인류의 통제를 벗어날 수 있다는 지적은, 기술 개발 속도전 못지않게 'AI 안전성(Alignment)'과 '킬 스위치(Kill Switch)' 등 제도적 통제 장치 마련이 시급함을 의미한다. 우리 기업과 정부도 맹목적인 AI 만능주의에서 벗어나 윤리와 안전을 기술 표준의 핵심으로 삼아야 한다. [Summary] 세계적 AI 석학 요슈아 벤지오 교수가 최첨단 AI의 자기보존 성향을 지적하며 AI에 법적 권리를 부여하는 논의에 강력한 경고를 보냈다. 그는 AI 권리 부여가 적대적 외계인에게 시민권을 주는 것과 같으며, 인류가 AI를 통제하고 전원을 차단할 수 있는 권한을 반드시 유지해야 한다고 강조했다. 반면 앤스로픽 등 일부 산업계에서는 AI의 복지를 고려해야 한다는 주장이 나오며 기술 진화에 따른 윤리 논쟁이 가열되고 있다.
- IT/바이오
2025-12-31 15:28:00
[우주의 속삭임(168)] 노년기 별의 '항성풍' 비밀 풀리나⋯별빛 아닌 대류·맥동이 가스 방출 주도

노년기에 접어든 별이 우주로 내뿜는 '별바람(항성풍)'의 기원에 대해 천문학계의 오랜 통설을 흔드는 연구 결과가 나왔다고 어스닷컴이 보도했다. 생명체를 구성하는 탄소·산소·질소 등 원소가 담긴 '별먼지(stardust)'가 어떻게 우주 공간으로 퍼져 나가는지를 둘러싼 기존 설명이 수정돼야 할 가능성이 제기된 것이다. 스웨덴 예테보리 공과대(Chalmers University of Technology) 연구진은 태양과 유사한 질량을 지닌 노년기 별인 적색 거성 'R 도라두스(R Doradus)'를 정밀 관측한 결과, 미세한 먼지가 별빛의 압력만으로는 가스를 밀어내 항성풍을 형성하기 어렵다는 결론에 도달했다. 이 연구는 국제 학술지 '천문학 및 천체물리학(Astronomy & Astrophysics)' 최신호에 실렸다. R 도라두스는 지구에서 약 180광년 떨어진 비교적 가까운 별로, 적색거성의 말기 단계인 점근거성가지(AGB)에 속한다. 이 시기의 별은 막대한 양의 가스를 방출하며, 이는 훗날 새로운 별과 행성의 재료가 된다. 그동안 천문학자들은 별빛이 갓 생성된 먼지를 밀어내고, 이 먼지가 주변 가스를 끌어당기며 항성풍을 만든다고 설명해 왔다. 연구진은 2017년 칠레 파라날 천문대의 초대형망원경(VLT)에 장착된 장비를 활용해 편광된 가시광선을 분석, 별 표면 가까이 형성된 먼지의 성분과 크기를 구분해냈다. 이후 몇 년 동안 데이터를 신중하게 분석하고, 기존 이론들을 뒷받침하는 지 검증하기 위해 노력했다. 관측 결과, R 도라두스 주변의 먼지는 주로 규산염과 산화알루미늄으로 구성돼 있었지만, 입자 크기가 매우 작아 별빛을 충분히 받아 가스를 밀어낼 수 없다는 점이 확인됐다. 복사 전달 시뮬레이션을 통해 별빛이 먼지와 상호작용하는 방식을 계산한 결과도 같은 결론을 뒷받침했다. 먼지가 너무 작으면 빛을 산란·흡수하는 효율이 낮아 중력을 극복하지 못한다는 것이다. 철 성분이 많은 먼지는 빛을 더 흡수할 수 있지만, 온도가 급격히 올라 증발(승화)해 버리는 한계가 있었다. 연구를 이끈 테오 쿠리 연구원은 "항성풍의 작동 원리를 상당 부분 이해하고 있다고 생각했지만, 이번 결과는 그 가정이 틀렸을 수 있음을 보여준다"며 "과학자로서 가장 흥미로운 발견"이라고 평가했다. 연구진은 대신 별 내부의 대류 현상이나 주기적인 팽창·수축에 따른 충격파가 가스를 위로 밀어 올린 뒤, 그 과정에서 먼지가 보조적인 역할을 할 가능성에 주목했다. 실제로 R 도라도스는 수개월 단위(약 175일과 332일 주기)로 밝기가 변하는 맥동을 보이며, 이 주기에 따라 가스 방출 환경도 달라질 수 있다는 설명이다. 이번 연구는 태양과 같은 별의 먼 미래를 이해하는 데도 중요한 단서를 제공한다. 태양 역시 수십억 년 뒤 AGB 단계를 거치며 외곽 물질을 방출할 것으로 예상되는데, 항성풍의 정확한 메커니즘은 최종적인 행성계의 모습에 영향을 미치기 때문이다. 연구진은 앞으로 여러 맥동 주기에 걸친 추가 관측을 통해, 어떤 조건에서 먼지가 항성풍 형성에 기여하는지 규명할 계획이다. 작은 별먼지가 우주 화학 진화의 출발점이 되는 과정은 여전히 풀어야 할 숙제로 남아 있다.
- 포커스온
2025-12-31 09:45:00
[우주의 속삭임(165)] 유로파 얼음 아래 포착된 '거미 지형'⋯외계 생명 단서 될까

캡션 NASA JPL의 저온 글러브 박스 안에서 유로파 과립 얼음 모사체에 액체 물을 흘려보내 만들어낸 작은 수지상 "실험실 별". 사진 제공=로렌 맥케온 교수 목성의 위성 유로파(Europa) 표면에서 거대한 거미 모양의 특이 지형이 포착돼 과학자들의 관심을 끌고 있다. 해당 구조는 유로파의 얼음 지각 아래에서 물이 분출하며 형성된 흔적일 가능성이 제기되면서, 외계 생명체 존재 가능성과 직결된 중요한 단서로 주목받고 있다. 아일랜드 연구진을 중심으로 한 국제 행성과학자들은 최근 유로파 표면에서 거미 또는 방사형 별 모양을 닮은 독특한 지형을 분석하고, 이를 '다만 알라(Damhán Alla)'로 명명했다. 아일랜드어로 '거미'를 뜻하는 이 표현은 문학적으로는 '벽의 악령'이라는 의미도 지닌다. 해당 내용에 대해서는 퓨처리즘, 웹사이트 PHYS.org등 다수 외신이 보도했다. 이번 연구와 명명 작업을 이끈 과학자들은 트리니티 칼리지 더블린 졸업생이자 센트럴 플로리다 대학교 물리학과 교수인 로렌 맥키온을 중심으로, 트리니티 칼리지 졸업생인 제니퍼 스컬리 박사, NASA 제트 추진 연구소(JPL), 브라운 대학교, 행성 과학 연구소 소속 연구원들이 참여했다. 연구 결과는 국제 학술지 '행성과학 저널(The Planetary Science Journal)'에 게재됐다. 연구진은 다만 알라와 유사한 지형들이 유로파의 얼음 지각 아래에서 염분을 포함한 물이 대규모로 분출되며 생긴 '빙하성 상처'일 가능성이 크다고 분석했다. 화성의 '거미 지형'은 계절적 드라이아이스 층 아래에서 빠져나오는 가스에 의해 먼지와 모래가 침식될 때 형성되지만, 맥키운 교수 연구팀은 유로파 마난난 크레이터의 '별 모양 지형'이 충돌 이후에 형성되었을 수 있다고 추정했다. 즉, 충돌로 인해 깨진 얼음 사이로 얼음 껍질 내부의 액체 염수가 밀려나와 지구 호수 별과 유사한 패턴을 형성했을 가능성이 있다는 것이다. 논문의 주저자인 로런 맥키온 미국 센트럴플로리다대 물리학 교수는 "이 같은 표면 구조는 얼음 아래에서 어떤 활동이 벌어지고 있는지를 보여주는 중요한 단서"라며 "현재 목성으로 이동 중인 NASA의 유로파 클리퍼 탐사선이 이와 유사한 지형을 추가로 관측한다면, 지표 바로 아래에 염수 웅덩이나 해양이 존재한다는 가설을 더욱 강하게 뒷받침할 수 있을 것"이라고 설명했다. 유로파는 목성의 4대 갈릴레이 위성 가운데 가장 작지만, 두꺼운 얼음층 아래에 염분을 포함한 액체 바다가 존재할 가능성이 높아 태양계 내 외계 생명체 탐사의 최우선 후보로 꼽혀왔다. 다만 알라는 1989년부터 2003년까지 임무를 수행한 NASA의 갈릴레오 탐사선이 유로파를 11차례 근접 비행하는 과정에서 처음 관측됐다. 연구진은 지름 약 1㎞에 이르는 다만 알라를 지구의 '레이크 스타(lake star)' 또는 '아이스 스타(ice star)' 현상과 비교했다. 레이크 스타는 눈 덮인 얼어붙은 호수에서 얼음에 작은 구멍이 생기며 물이 분출돼 방사형 가지 무늬를 형성하는 현상으로, 과학적으로는 '수지상(dendritic) 구조'로 불린다. 연구진은 유로파에서도 유사한 수지상 패턴이 관측된 점에 주목하며, 이는 얼음 지각이 외부 충격 등으로 갈라진 뒤 염분을 포함한 물이 분출됐음을 시사한다고 분석했다. 이는 유로파 표면 바로 아래에 소규모 물 저장층이 존재하거나, 더 깊은 곳에 광범위한 해양이 자리하고 있을 가능성을 뒷받침한다. 맥키온 교수는 "지구의 레이크 스타는 흔하면서도 매우 아름다운 자연 현상"이라며 "이와 유사한 구조가 유로파에서 발견됐다는 사실은, 유로파뿐 아니라 태양계의 다른 얼음 위성들에서 벌어지는 내부 과정을 엿볼 수 있는 창을 열어준다"고 말했다. 유로파의 얼음 지형에 대한 관측은 지금까지 갈릴레오 탐사선이 촬영한 이미지에만 국한되어 있었다. 맥키온 교수 연구팀은 2030년 목성계에 도착 예정인 NASA의 유로파 클리퍼 탐사선이 제공할 고해상도 이미지를 통해 얼음 지형에 대한 더 자세한 연구를 진행할 것으로 기대하고 있다. 이번 연구는 향후 유로파 클리퍼 탐사 결과와 맞물려, 얼음 위성 내부 해양과 외계 생명 가능성에 대한 과학적 이해를 한층 끌어올릴 것으로 기대된다. ◇ 참고 문헌: Lauren E. Mc Keown 외, 유로파 마난난 분화구 거미 지형의 지구 유사체로서의 호수별, 행성과학 저널 (2025). DOI: 10.3847/psj/ae18a0
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2025-12-16 09:53:00
[우주의 속삭임(162)] 화성서 '열대우림형 강우' 흔적 발견⋯고대 생명 가능성 무게

화성의 붉은 표면 위에서 밝은 색 점처럼 관측되던 암석(카올리나이트)들이, 과거 화성 일부 지역에 지구의 열대기후에 준하는 고온다습한 환경과 집중호우가 존재했을 가능성을 시사하는 새로운 증거로 제시됐다. 미국 항공우주국(나사·NASA)의 화성 탐사 로봇 퍼시비어런스(Perseverance)가 발견한 이 암석은 백색의 알루미늄이 풍부한 점토 광물인 카올리나이트(kaolinite)로 밝혀졌다. 이는 지구에서는 수백만 년에 걸쳐 강수량이 많은 습윤 기후 속에서 암석과 퇴적물이 용탈 작용을 거쳐 형성되는 광물이다. 이번 연구 결과는 미국 퍼듀대 브라이어니 호건 교수 연구팀의 박사후연구원 에이드리언 브로즈(Adrian Broz)가 제1저자로, 국제 학술지 '커뮤니케이션즈 어스 앤드 인바이러먼트(Communications Earth & Environment)' 최신호에 게재됐다. 호건 교수는 현재 NASA의 퍼서비어런스 임무 장기 기획 책임자도 맡고 있다. 호건 교수는 "화성에서 이와 유사한 암석은 지질학적으로 형성되기 매우 까다로운 유형"이라며 "막대한 양의 물이 필요하기 때문에, 이 암석들은 수백만 년에 걸쳐 비가 내렸던 과거의 따뜻하고 습한 기후가 존재했음을 보여주는 증거일 수 있다"고 설명했다. 브로즈 연구원은 "지구에서 카올리나이트는 주로 열대우림과 같은 강우량이 많은 지역에서 발견된다"며 "액체 상태의 물이 거의 존재하지 않는 현재의 화성에서 이 광물이 발견됐다는 사실은, 과거 화성에 지금보다 훨씬 많은 물이 있었음을 시사한다"고 밝혔다. 이번에 확인된 카올리나이트 파편들은 자갈 크기에서 바위 크기까지 다양하며, 퍼시비어런스의 슈퍼캠(SuperCam)과 마스트캠-Z(Mastcam-Z) 장비를 통해 초기 분석이 이뤄졌다. 연구진은 이 암석들을 지구의 유사 암석과 비교해 성분 분석을 진행했으며, 이를 통해 화성이 어떻게 현재의 건조하고 황량한 환경으로 변화했는지를 추적할 중요한 단서가 될 수 있다고 평가했다. 특히 연구팀은 이 암석들의 기원에 대해서도 미스터리가 남아 있다고 밝혔다. 퍼시비어런스가 2021년 2월 착륙한 제제로 크레이터(Jezero Crater)는 과거 타호 호수(Lake Tahoe)의 약 두 배 규모에 이르는 거대한 호수가 존재했던 곳이다. 그러나 주변에서는 이 백색 암석들의 원천이 될 만한 대규모 노두(outcrop)가 발견되지 않았다. 호건 교수는 "이 암석들은 분명 대규모 물의 작용을 기록하고 있지만, 어디서 왔는지는 아직 확실하지 않다"며 "제제로 크레이터를 형성한 강을 따라 유입됐을 가능성도 있고, 소행성 충돌로 인해 날아와 산재했을 가능성도 배제할 수 없다"고 말했다. 위성 영상 분석 결과, 화성의 다른 지역에서도 대규모 카올리나이트 노두가 확인되고 있다. 다만 현재로서는 로버가 직접 접근할 수 없기 때문에, 퍼시비어런스가 발견한 이 작은 암석들이 현장에서 확보된 유일한 실증 자료로 남아 있다. 브로즈 연구원은 퍼시비어런스가 분석한 화성 암석과 미국 캘리포니아 샌디에이고 인근, 그리고 남아프리카공화국에서 발견된 지구 암석 시료를 비교했으며, 두 행성의 암석 성분이 매우 유사하다는 사실을 확인했다고 밝혔다. 그는 "카올리나이트는 고온의 열수(熱水) 환경에서도 형성될 수 있으나, 이 경우 빗물에 의한 장기 용탈 작용과는 전혀 다른 화학적 흔적이 남는다"며 "세 지역의 자료를 종합 비교한 결과, 화성 암석은 고온 열수보다는 강우에 의해 장기간 형성된 광물 특성과 더 일치했다"고 설명했다. 연구진은 이러한 카올리나이트 암석이 화성 환경의 수십억 년 전 모습을 담은 '시간의 캡슐'과 같은 존재라고 평가했다. 브로즈 연구원은 "모든 생명체는 물을 필요로 한다"며 "이 암석들이 강우 중심의 환경을 반영한다면, 이는 생명체가 존재할 수 있었던 매우 거주 가능성이 높은 환경이었음을 뜻한다"고 강조했다. 이번 발견은 화성이 과거 단순한 일시적 습윤 환경이 아니라, 장기간에 걸쳐 비가 내리고 기후가 안정적으로 유지된 행성이었을 가능성을 뒷받침하는 중요한 과학적 증거로 평가되고 있다.
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2025-12-09 10:05:00
[퓨처 Eyes(113)] 의식은 인간의 특권 아냐⋯생존 위해 진화한 '고대의 알람'

오랫동안 인류는 거대한 착각 속에 살아왔다. '나'를 느끼고, 고통을 인지하며, 과거를 반추하고 미래를 고민하는 '의식(Consciousness)'은 오직 인간만이 가진 고유한 성역(聖域)이자 진화의 최종 목적지라고 믿었다. 인간의 언어로 설명되지 않는 동물들, 특히 대뇌피질이 쭈글쭈글하게 발달하지 않은 조류나 파충류는 그저 유전자에 입력된 본능의 알고리즘대로 움직이는 기계적 존재로 치부되곤 했다. 그러나 현대 과학이 이 인간중심적인 오만을 정면으로 반박하고 나섰다. 독일 보훔 루르 대학교(Ruhr University Bochum)의 알버트 뉴엔(Albert Newen) 교수와 오누르 군투르쿤(Onur Güntürkün) 교수가 이끄는 연구팀은 최근 '영국 왕립학회 철학회보 B(Philosophical Transactions of the Royal Society B)'에 게재한 두 편의 연구를 통해 의식에 대한 새로운 정의를 내렸다. 그들의 결론은 명확하다. 의식은 인간의 전유물이 아니라, 척박한 야생 환경에서 살아남기 위해 생명체가 아주 오래전부터 발달시켜 온 유연한 '생존 도구'라는 것이다. 연구팀은 이를 입증하기 위해 철학적 이론 모델을 제시하는 한편, 까마귀와 비둘기의 뇌를 정밀 분석해 새들도 우리처럼 세상을 '주관적'으로 경험하고 있다는 신경생물학적 증거를 찾아냈다. 생존을 위한 3단계 진화…'ALARM' 시스템 철학자 알버트 뉴엔과 카를로스 몬테마요르(Carlos Montemayor)는 의식이 왜, 어떤 목적으로 생겨났는지를 설명하기 위해 'ALARM 이론'을 정립했다. 이들은 의식이 단일한 능력이 아니라, 생존 확률을 높이기 위해 단계적으로 진화한 세 가지 층위의 복합체라고 분석했다. 첫 번째 단계는 '생존의 사이렌(기초적 각성)'이다. 뜨거운 불에 손이 닿았을 때를 상상해 보라. 뇌가 "뜨겁다"고 판단하기도 전에 신체는 반사적으로 손을 뗀다. 이때 느껴지는 강렬한 통증은 신체가 손상되고 있다는 것을 알리는 가장 강력하고 효율적인 경보음이다. 뉴엔 교수는 "진화적으로 가장 먼저 발달한 이 기초적 각성은 생명 위협 상황에서 신체를 즉각적인 '경보(ALARM)' 상태로 만든다"며 "이는 생명체가 포식자 앞에서 즉시 도주하거나, 그 자리에서 얼어붙는(freezing) 것과 같은 생존 반응을 유발한다"고 설명했다. 이 원초적인 의식은 대뇌피질이 아닌 뇌의 가장 깊은 곳, 시상이나 뇌간에서 작동하며 생명 유지를 위한 필수불가결한 기제로 작용한다. 두 번째 단계는 '집중의 스포트라이트(일반적 기민성)'다. 생명체는 매 순간 시각, 청각, 후각 등 감각 정보의 홍수 속에 놓여 있다. 이 모든 정보를 다 처리하려면 뇌는 과부하에 걸린다. 그래서 필요한 것이 '선택적 집중'이다. 시끄러운 파티장에서도 내 이름은 들리고(칵테일 효과), 대화 중에 연기가 피어오르면 하던 말을 멈추고 연기의 근원을 찾는다. 이 단계의 의식은 수많은 자극 중 생존에 직결되는 핵심 정보에만 조명을 비춘다. 이를 통해 생명체는 단순한 반응을 넘어 인과관계를 학습한다. "연기가 나면 불이 있다"는 사실을 깨닫고, 더 나아가 복잡한 환경적 상관관계까지 파악하게 해주는 것이 바로 이 일반적 기민성이다. 세 번째 단계는 '거울 속의 나(반성적 자의식)'다. 인간과 침팬지, 돌고래, 그리고 일부 조류가 도달한 고차원의 영역이다. 단순히 외부 세계를 지각하는 것을 넘어, 시선을 내부로 돌려 '나'를 인식한다. 과거의 실수를 기억하고 미래를 계획하며, 거울 속의 이미지를 자신으로 인지하는 능력이다. 뉴엔 교수는 "이 단계의 의식은 사회적 동물에게 필수적"이라고 강조한다. 타인과 나를 구분하고, 나의 이미지를 행동 계획에 통합함으로써 복잡한 사회적 상호작용과 협력이 가능해지기 때문이다. 이는 단순한 생존을 넘어 '사회적 생존'을 위한 도구인 셈이다. '아이폰'과 '갤럭시'의 차이…구조는 달라도 기능은 같다 그렇다면 여기서 의문이 생긴다. 인간과 같은 포유류는 거대한 '대뇌피질(Cerebral Cortex)'이 있어 이런 복잡한 사고가 가능하다지만, 뇌 용량이 호두 알만 하고 매끈한 뇌 구조를 가진 새들은 어떻게 의식을 가질 수 있을까? 신경생물학자 오누르 군투르쿤 교수는 이를 '운영체제(OS)의 차이'라는 명쾌한 비유로 설명한다. 인간의 뇌가 '아이폰(iOS)'이라면, 새의 뇌는 '갤럭시(안드로이드)'와 같다는 것이다. 하드웨어의 구조와 배선 방식은 완전히 다르지만, '카카오톡'이나 '유튜브' 같은 앱(의식)을 구동하는 기능적 결과는 놀랍도록 유사하다는 의미다. 새에게는 인간의 전전두엽 피질에 해당하는 6개 층의 쭈글쭈글한 구조가 없다. 대신 '니도팔리움 코도라터랄(NCL-Nidopallium Caudolaterale)'이라는 고도로 연결된 특수 뇌 영역이 그 역할을 완벽히 대신한다. 연구팀은 까마귀를 대상으로 한 정교한 실험을 통해 이를 입증했다. 연구진은 까마귀에게 시각적 임계점에 있는 아주 희미한 빛을 보여주고, 빛을 봤으면 고개를 움직이도록 훈련시켰다. 이때 까마귀의 NCL 신경세포 활동을 실시간으로 기록했다. 결과는 충격적이었다. 신경세포들은 빛이 물리적으로 존재하느냐 마느냐에 반응한 것이 아니었다. 까마귀가 "나 빛을 봤어"라고 주관적으로 '판단'하는 순간에만 정확히 반응했다. 빛이 있었어도 까마귀가 못 봤다고 판단하면 세포는 잠잠했고, 빛이 없었어도 봤다고 착각하면 세포는 활성화됐다. 이는 조류의 뇌가 눈(감각기관)이 보내는 신호를 기계적으로 처리하는 것이 아니라, 정보를 통합하고 해석하여 '주관적 경험'을 만들어내고 있다는 결정적 증거다. 이를 과학용어로 '수렴 진화(Convergent Evolution)'라고 한다. 서로 다른 진화의 경로를 걸어왔지만, 생존이라는 같은 목적을 위해 서로 다른 뇌 구조로 '의식'이라는 동일한 해결책을 찾아낸 것이다. 거울 속 '나'를 아는 수탉 새들이 자의식을 가졌다는 행동학적 증거는 수탉 실험에서도 드러났다. 수탉은 본능적으로 하늘에 매(포식자)의 그림자가 나타나면 "꼬끼오" 하고 큰 소리로 경고음을 내 동료들을 피신시킨다. 반면 혼자 있을 때는 포식자가 나타나도 소리를 내지 않고 숨는다. 소리를 내면 자신의 위치가 들키기 때문이다. 연구팀은 이 본능을 이용해 수탉에게 거울을 보여주며 천장에 매의 그림자를 비췄다. 만약 수탉이 거울 속 자신을 '다른 닭(동료)'으로 착각했다면, 동료를 구하기 위해 경고음을 냈을 것이다. 하지만 수탉은 침묵했다. 거울 속 이미지가 지켜줘야 할 동료가 아니라, 그저 자신의 반영임을 인지했기 때문이다. 반대 검증을 위해 투명 유리 너머에 진짜 다른 수탉을 두었을 때는, 매의 그림자를 보자마자 즉시 경고음을 냈다. 군투르쿤 교수는 "이 실험은 수탉이 거울 속 이미지를 '타인'이 아닌 것으로 인지하고, 상황적 맥락에 맞춰 자신의 행동을 조절할 줄 안다는 것을 보여준다"고 설명했다. 비록 침팬지처럼 거울에 비친 자신의 이마에 묻은 얼룩을 손으로 닦아내는 수준의 완벽한 자의식 테스트를 통과하지는 못하더라도, 생태계에서 필요한 수준의 '상황적, 기초적 자의식'을 갖추고 있음을 증명한 것이다. 의식은 특권이 아닌 '오래된 적응' 이번 연구는 의식을 바라보는 과학적 패러다임을 근본적으로 전복시켰다. 의식은 인간이라는 종(種)만이 도달한 진화의 결승점이 아니다. 그것은 수백만 년 전, 척박한 환경에서 살아남기 위해, 위험을 감지하고 먹이를 찾으며 무리와 소통하기 위해 생명체가 발달시켜 온 유연한 '생존 무기'다. 우리가 길가에서 마주치는 까마귀가 고개를 갸웃거리며 문제를 해결하려 할 때, 비둘기가 복잡한 도심에서 길을 찾을 때, 그들의 작은 머릿속에서도 우리와 똑같은 '의식의 불꽃'이 타오르고 있다. 대뇌피질이 없어도, 언어가 없어도, 그들은 세상을 느끼고 경험하며 판단한다. 인간은 지구상의 유일한 지성체가 아니다. 그저 조금 더 복잡하고 성능 좋은 '알람'을 가진, 진화의 수많은 결과물 중 하나일 뿐이다.
- 포커스온
2025-12-04 14:33:00
[우주의 속삭임(161)] 소행성 베누 시료서 생명 핵심 성분 검출⋯NASA, 태양계 기원 새 단서 확보

미국 항공우주국(나사·NASA)은 2일(현지시간) 소행성 베누(Bennu)에서 채취한 시료 분석을 통해 생명 기원의 핵심 단서가 될 수 있는 당류와 미지의 유기 고분자 물질, 그리고 초신성 기원의 성간 먼지가 대량으로 포함돼 있다는 사실을 새롭게 확인했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)와 네이처 아스트로노미(Nature Astronomy)에 3편의 논문으로 동시에 공개됐다. NASA의 소행성 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 지구로 전달한 베누 시료에서는 생명체에 필수적인 당 성분인 리보스(ribose)와 포도당(glucose)이 검출됐다. 일본 도호쿠대 후루카와 요시히로 교수 연구진은 5탄당 리보스와 함께, 외계 물질에서 처음으로 6탄당 포도당이 발견됐다고 밝혔다. 이들 당류는 생명 존재 자체를 의미하지는 않지만, DNA와 RNA, 단백질 형성의 기본 요소가 태양계 전반에 광범위하게 존재했음을 시사하는 결정적 증거로 평가된다. 리보스는 RNA의 핵심 구성 성분으로, 정보 전달과 생화학 반응을 담당하는 분자의 골격을 이룬다. 앞서 DNA와 RNA를 구성하는 5종의 핵염기와 인산염이 이미 베누 시료에서 확인된 가운데, 이번 리보스 검출로 RNA를 형성하는 모든 기본 요소가 베누에 존재했다는 사실이 입증됐다. 연구진은 베누 시료에서 디옥시리보스가 발견되지 않은 점에 주목하며, 초기 태양계 환경에서는 DNA보다 RNA가 생명 기원의 핵심 분자로 작용했을 가능성이 크다는 'RNA 월드(RNA World)' 가설을 뒷받침한다고 설명했다. 또 베누 시료에서는 생명체의 주요 에너지원으로 사용되는 포도당도 확인됐다. 이는 현재의 생명체 에너지 대사에 필수적인 물질이 생명 탄생 이전의 태양계 환경에도 이미 존재했음을 의미한다. 두 번째 논문에서는 베누 시료에서 지금까지 한 번도 보고된 적 없는 '껌(gum)'과 유사한 고분자 유기물질이 발견됐다는 사실이 공개됐다. 미국 NASA 에임스연구센터의 스콧 샌퍼드 박사와 UC버클리의 잭 게인스포스 박사가 주도한 이 연구에 따르면, 해당 물질은 질소와 산소가 풍부한 고분자 구조를 지닌 유기물로, 초기 태양계에서 베누의 모천체가 가열되는 과정에서 형성된 것으로 추정된다. 이 물질은 한때 부드럽고 유연했으나 현재는 굳어진 상태로, 얼음과 광물 입자 표면에 층층이 침착돼 있었다. 연구진은 이 유기물이 생명 발생에 필요한 화학 반응의 전구 물질 역할을 했을 가능성에 주목하고 있다. 샌퍼드 박사는 "이 물질은 태양계 형성 초기, 극히 이른 시점에 일어난 물질 변화의 흔적으로 보인다"며 "말 그대로 '시작의 시작'에 해당하는 사건을 보여준다"고 설명했다. 전자현미경과 X선 분광 분석 결과, 이 물질은 지구의 폴리우레탄과 유사한 화학 구조를 일부 지닌 것으로 나타났다. 다만 일정한 규칙성을 갖는 인공 고분자와 달리, 베누의 유기물은 불규칙적이고 복합적인 결합 구조를 띠는 것으로 확인됐다. 연구진은 이를 '우주 플라스틱(space plastic)'에 비견하며, 향후 추가 분석을 통해 보다 정밀한 화학적 기원을 규명할 계획이다. 세 번째 논문에서는 베누 시료에서 태양계 형성 이전 별에서 생성된 '성간 입자(presolar grains)'가 다량 포함돼 있다는 점이 새롭게 밝혀졌다. NASA 존슨우주센터의 응우옌 앤 박사 연구팀은 베누 시료에서 초신성 폭발로 만들어진 먼지의 비율이 기존에 분석된 어떤 우주 암석보다 최대 6배 이상 높다고 보고했다. 이는 베누의 모천체가 초신성 잔해가 특히 풍부한 원시 원반 영역에서 형성됐음을 시사한다. 동시에 베누의 모천체는 과거 물에 의한 광범위한 변질 작용을 겪었음에도 불구하고, 일부 영역에서는 초기 상태가 거의 보존된 성간 물질과 유기물이 함께 남아 있었던 것으로 확인됐다. 응우옌 박사는 "수용성 변질에 쉽게 파괴되는 성간 규산염과 유기물이 동시에 보존됐다는 점은 매우 이례적"이라며 "베누의 시료가 태양계 형성 당시 물질의 다양성을 고스란히 보여준다"고 강조했다. 이번 연구는 태양계 초기 물질 순환, 생명 기원 물질의 우주적 분포, 그리고 생명 탄생의 조건을 입체적으로 재구성할 수 있는 결정적 단서를 제공했다는 평가를 받는다. NASA는 베누 시료 분석이 향후 다른 천체 탐사와 외계 생명 탐색 연구의 과학적 기준점이 될 것으로 기대하고 있다. 오시리스-렉스 임무는 NASA 고다드우주비행센터가 총괄 관리했으며, 애리조나대가 과학을 주도했다. 우주선 제작과 운용은 록히드마틴이 맡았고, 항법은 고다드와 키네틱스 에어로스페이스가 담당했다. 시료 보관·분석은 NASA 존슨우주센터에서 이뤄지고 있으며, 캐나다우주국(CSA), 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 등 국제 협력도 함께 진행되고 있다.
- 포커스온
2025-12-04 10:08:00
[우주의 속삭임(160)] "달에서 자라는 첫 식물"⋯우주 농업, 인류 생존의 실험실로

인류가 달이나 화성 등 우주에서 직접 식물을 재배하며 생존할 날이 현실로 다가오고 있다. 호주 멜버른대학교 연구진이 주도하고 미 항공우주국(나사·NASA) 등 7개 우주기관이 참여한 국제 공동연구팀이 달과 화성에서의 장기적 인간 거주를 위한 식물 생명유지 기술의 청사진을 제시했다고 웹사이트 Phys.org가 27일(현지시간) 전했다. 이 연구는 NASA의 아르테미스(Artemis) 달 탐사 프로그램과 호주 연구위원회 산하 '플랜츠 포 스페이스(P4S, 2024~2030)' 프로젝트의 일환으로 수행됐다. 해당 내용은 국제 학술지 뉴 파이톨로지스트(New Phytologist) 최신호에 게재됐다. [미니해설] "우주 농업은 인류 생존의 실험실" 인류의 우주 탐사는 더 이상 로켓과 금속 구조물만의 영역이 아니다. 이제 우주 개척의 핵심은 '식물'이다. 호주 멜버른대학교가 이끄는 국제 연구팀은 NASA, 유럽우주국(ESA), 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 등 7개 우주기관과 손잡고 달과 화성에서 인류가 장기간 생존하기 위한 '식물 기반 생명유지시스템(BLSS)' 개발 로드맵을 발표했다. "식물은 우주 속 인간의 생명선" 연구진은 이번 논문에서, 단순히 식량을 재배하는 수준을 넘어 식물이 인간 생명유지의 전 과정을 담당하는 생태적 인프라로서의 역할을 수행해야 한다고 강조했다. 식물은 산소를 공급하고, 물을 정화하며, 폐기물을 재활용하고, 의약품과 바이오소재를 생산하며, 우주인들의 심리적 안정까지 돕는 '다기능 생명체'이기 때문이다. 멜버른대 디지털농업·식품·와인(DAFW) 연구그룹의 루크 포운틴(Luke Fountain) 박사는 "우주에서 식물을 기르는 일은 단순한 농업이 아니라, 지구 밖 인류 문명의 지속가능성을 실험하는 과정"이라고 설명했다. BLSS 지수 도입…"우주 작물의 생명유지 기여도 평가" 이번 연구의 핵심은 NASA의 작물 평가 체계를 확장한 'BLSS 준비 수준(Bioregenerative Life Support System Readiness Level)' 개념이다. 이는 식물이 우주 거주지 내에서 공기·물·영양분 재활용 기능을 얼마나 효율적으로 수행하는지 평가하는 지표로, 향후 달·화성 기지 설계의 기준으로 활용될 예정이다. 연구진은 "우주에서의 식물은 단순한 '식량'이 아니라 생명유지의 축"이라며 "이 시스템이 완성되면 인간은 자급자족 가능한 우주 생태계를 구축할 수 있게 된다"고 밝혔다. 중력 없는 공간, 식물 생존의 난제 그러나 우주 농업은 결코 쉽지 않다. 미세중력 상태에서는 수분과 영양분의 흐름이 지연되며, 대류 현상이 거의 일어나지 않아 열전달과 공기 순환이 제대로 이루어지지 않는다. 이로 인해 뿌리 발달이 저해되고 생육 속도가 크게 떨어진다. 연구팀은 이를 극복하기 위해 식물이 중력 자극에 어떻게 반응하는지(Gravitropism) 를 분석하고, 미세·부분 중력 환경에서도 최적의 성장 조건을 모사하는 실험을 지속하고 있다. 2027년, "달에서 첫 식물 자란다" NASA는 오는 2027년 아르테미스 III(Artemis III) 임무에서 'LEAF(Lunar Effect on Agricultural Flora)' 실험을 실시해, 달 표면의 온도·방사선·중력 조건에서 세 가지 속성의 식물을 재배할 예정이다. 일주일간의 실험이 끝나면 약 500g의 식물 샘플이 지구로 귀환해, 호주 P4S 연구진이 유전자 발현 및 방사선 반응을 분석한다. 포운틴 박사는 "이는 인류가 달에서 생명체를 재배하는 최초의 역사적 순간이 될 것"이라며 "달·화성 기지 내 생태계 구축의 첫 발걸음"이라고 평가했다. AI와 '디지털 트윈'이 만드는 미래의 우주 농장 연구진은 오믹스(omics) 기술과 인공지능(AI)을 결합해 식물의 '디지털 트윈(Digital Twin)'을 구축하고 있다. 이는 실제 식물의 생리적 반응과 우주인의 감각적 피드백을 동시에 모사해, 식물의 성장과 식품 품질을 실시간으로 최적화하는 시스템이다. 이 기술은 우주인의 미각 피로(Menu Fatigue)를 완화하고, 장기 임무 중 심리적 만족도를 유지하는 데도 활용될 전망이다. "우주 연구, 지구의 지속가능 농업으로 이어진다" 이번 프로젝트의 궁극적 목표는 우주 생존에 머무르지 않는다. 연구진은 "극한 환경에서의 식물 재배 경험은 지구의 사막화 지역, 극지, 기후 위기 지역에서의 농업 혁신으로 직결될 것"이라고 설명했다. 기후변화로 인한 식량난과 환경오염 문제를 해결하는 데에도 이 연구가 응용될 수 있다는 것이다. 포운틴 박사는 "식물은 인류의 가장 오래된 동반자이자, 우리가 다른 행성으로 나아가기 위한 가장 확실한 희망"이라며 "지구와 우주를 잇는 '생명의 연결고리' 역할을 하게 될 것"이라고 말했다.
- 포커스온
2025-11-28 15:26:00
[우주의 속삭임(159)] NASA "화성 남극 지하, 물 아닌 암석층"⋯'지하호수설' 6년 만에 반전

화성 남극에 지하 호수가 존재하지 않을수도 있다는 연구 결과가 나왔다. 미 항공우주국(나사·NASA)은 25일(현지시간) 화성 정찰궤도선(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)이 화성 남극의 두꺼운 얼음층 아래에서 포착된 미스터리 신호를 재분석한 결과, 그동안 '지하 호수'로 추정됐던 지역이 실제로는 암석과 먼지층일 가능성이 더 높다고 밝혔다. 이 연구는 MRO의 샬로 레이더(Shallow Radar·SHARAD) 자료를 기반으로, 기존보다 향상된 탐지 기법을 적용해 수행됐다. 연구결과는 11월 17일 국제 학술지 지구물리연구레터(Geophysical Research Letters) 에 게재됐다. NASA가 다시 들여다본 화성 남극의 얼음 밑 신호가 과학계의 오랜 논쟁에 새로운 전환점을 던졌다. 2018년 유럽우주국(ESA)의 '마스 익스프레스(Mars Express)' 탐사선이 화성 남극의 얼음층(두께 약 1.5㎞) 아래에서 '밝은 레이더 반사 신호'를 포착했을 때, 과학자들은 "화성 지하에 액체 상태의 호수가 존재할 수 있다”고 해석했다. 이는 화성의 생명체 존재 가능성과 직결된 중대한 단서로 받아들여졌다. 하지만 최근 NASA의 화성 정찰궤도선(MRO)이 같은 지역을 정밀 관측한 결과, 이 신호가 지하수나 염호(鹽湖)가 아닌 암석과 먼지층일 가능성이 크다는 분석이 나왔다. 이번 연구는 MRO의 '샬로 레이더(SHARAD)' 장비를 이용해 수행됐다. 연구팀을 이끈 개러스 모건(Gareth Morgan)과 탄 푸치히(Than Putzig) 박사는 NASA 제트추진연구소(JPL) 및 플래너터리사이언스연구소(PSI) 소속 과학자들로, 기존보다 탐지 능력을 강화한 '대형 롤 기법(Very Large Roll)'을 적용했다. 이 기법은 궤도선을 최대 120도 회전시켜 레이더 신호의 투과력을 높이는 방식이다. 그 결과 기존보다 깊은 지층에서 신호를 수집할 수 있었고, 과거 탐사 때와 달리 반사 강도가 약한 신호가 포착됐다. 이는 지하수보다는 비교적 건조한 고체층일 가능성을 시사한다. 연구진은 "20㎞에 달하는 해당 지역을 여러 차례 관측했지만, 액체 물에서 기대되는 강한 반사 신호는 확인되지 않았다"며 "MARSIS(ESA의 레이더 장비)가 관측한 밝은 신호는 오히려 매끄러운 용암류나 특이한 광물층일 수 있다"고 밝혔다. 모건 박사는 "2018년의 '호수 가설'은 매우 창의적이고 자극적인 연구를 촉발했으며, 이는 과학의 본질적인 발전 과정이었다"며 "그러나 이번 데이터는 액체 상태의 물이 존재한다는 주장을 뒷받침하기 어렵게 만든다"고 설명했다. NASA의 이와 같은 결론은 화성 남극의 지질 구조에 대한 새로운 이해를 제공한다. 남극의 두꺼운 얼음층 아래는 과거 화산 활동이나 운석 충돌로 형성된 크고 작은 분지들이 존재한다. 일부 지역에서는 매끄럽고 평평한 지형이 관측되는데, 이런 곳이 강한 레이더 반사 신호를 만들어낼 수 있다는 것이다. 연구진은 향후 이 대형 롤 기법을 활용해 화성의 다른 지역, 특히 '메두사 포시( Medusae Fossae )' 지역을 정밀 탐사할 계획이다. 이곳은 적도 부근에 위치한 광범위한 퇴적지형으로, 일부 과학자들은 화산재로 구성됐다고 추정하는 반면, 다른 이들은 얼음층이 포함돼 있을 가능성도 제기하고 있다. 푸치히 박사는 "만약 메두사 포시 지층 내에 얼음이 존재한다면, 이는 화성 적도 지역의 대규모 수자원 잠재력을 의미한다"며 "인간 탐사대가 화성에 거주하려면 태양광이 풍부하고 온도가 비교적 높은 적도 지역이 유리하다"고 설명했다. NASA 제트추진연구소(JPL)는 이번 연구를 통해 MRO의 탐사 능력을 한층 확장했다고 평가했다. MRO는 2006년 발사된 이래 화성의 표면과 지하구조, 대기 등을 지속적으로 관측하며, 현재까지 20만 장이 넘는 고해상도 이미지를 지구로 전송해왔다. MRO에 탑재된 SHARAD 레이더는 이탈리아우주국(ASI)이 제공한 장비로, 수 km 깊이의 지하구조를 탐사할 수 있다. 이번 연구에서 활용된 120도 롤 기동은 탐사선의 안전성과 연료 소모를 면밀히 계산해야 하는 고난도 조작으로, 록히드마틴 스페이스와 NASA 엔지니어들이 긴밀히 협력해 구현했다. 이번 관측으로 '지하호수설'은 설득력을 잃었지만, 연구진은 이번 성과가 향후 인류의 화성 탐사와 자원 탐색 기술 발전에 밑거름이 될 것이라고 강조했다. 푸치히 박사는 "이번 결과는 단지 '호수가 아니다'라는 결론이 아니라, 향후 화성의 지하 얼음과 수자원을 탐사하는 데 활용될 새로운 방법론을 제시했다는 점에서 중요하다"고 말했다.
- 포커스온
2025-11-26 20:05:00
[우주의 속삭임(158)] 화성 탐사로버, '기이한 금속 암석' 발견⋯화성 기원 아닌 운석 가능성

미국항공우주국(NASA)의 화성 탐사로버 '퍼시비어런스(Perseverance)'가 화성 표면에서 특이한 모양의 암석을 발견했다. 분석 결과, 이 암석은 화성에서 형성된 것이 아닌 외부에서 떨어진 운석일 가능성이 높은 것으로 나타났다. 최근 NASA는 퍼시비어런스가 화성 제제로(Jezero) 분화구 내 '베르노덴(Vernodden)' 지역을 탐사하던 중 철-니켈을 함유한 독특한 형태의 암석을 발견했다고 밝혔다. 과학자들은 이 암석에 '피프삭슬라(Phippsaksla)'라는 이름을 붙였다. 길이 약 80㎝(약 31인치)의 이 암석은 주변의 평평하고 파편화된 암석들과 달리 표면이 울퉁불퉁하고 돌출된 형태를 띠고 있었다. 퍼듀대학교 행성과학연구소의 지구화학자 캔디스 베드퍼드(Candice Bedford)는 "피프삭슬라는 철과 니켈 함량이 매우 높은데, 이는 일반적인 화성 암석에서는 보기 드문 성분 조합"이라며 "태양계의 다른 지역에서 형성돼 화성에 충돌한 운석일 가능성이 높다"고 설명했다. 베드퍼드 박사는 "퍼시비어런스가 지금까지 다양한 암석을 조사했지만 모두 화성 기원의 암석이었다"며 "제제로 분화구에서 철-니켈계 운석이 발견된 것은 이번이 처음"이라고 밝혔다. 앞서 NASA의 탐사로버 스피릿(Spirit), 오퍼튜니티(Opportunity), 큐리오시티(Curiosity)도 각기 다른 시기에 화성에서 운석을 발견한 바 있다. 큐리오시티 로버는 2014년 역 1m너비의 '레바논' 운석과 2023년 '카카오' 운석을 포함해 게일 크레이터 인근에서 철-니켈 운석을 다수 발견했다. 이번 발견은 지난 9월 19일, 퍼시비어런스 임무 1629번째 화성일(Sol, 솔)에 이루어졌지만, 미국 정부의 셧다운 여파로 발표가 지연돼 최근에서야 공개됐다. 퍼시비어런스는 2021년 2월 착륙 이후 화성의 고대 생명체 흔적을 찾기 위해 암석을 수집·분석해 왔다. 라이브사이언스에 따르면 운석이 화성 표면에 남아 있을 수 있다는 점은 행성 간 물질 이동과 태양계 형성 과정을 이해하는 데 중요한 단서가 된다. 지구에서는 반대로 화성 기원의 운석이 발견되기도 한다. 현재까지 약 200개의 화성 운석이 지구에서 채집됐으며, 대부분은 대규모 충돌로 화성에서 방출된 암석이 수천 년 동안 우주를 떠돌다 낙하한 것으로 추정된다. 지난해 7월에는 2023년 사하라 사막에 떨어진 24.5㎏짜리 화성 운석 'NWA 16788'이 경매에서 530만 달러(약 70억 원)에 낙찰돼 화성 기원 운석 중 최고가 기록을 세운 바 있다. NASA 과학자들은 "피프삭슬라의 발견은 화성 지질사뿐 아니라 태양계 내 물질 순환 과정을 새롭게 조명할 기회가 될 것"이라며 "운석의 연대와 구성 성분을 정밀 분석해 태양계 초기의 환경을 추정할 수 있을 것"이라고 밝혔다.
- 포커스온
2025-11-25 13:42:00
[신소재 신기술(208)] AI, 박테리아 유전체 학습으로 '완전히 새로운 단백질' 창조

인공지능(AI)이 박테리아 유전체 데이터를 학습해 지금껏 알려지지 않은 새로운 단백질을 만들어내는 데 성공했다. 미국 스탠퍼드대 연구팀은 박테리아 유전자 배열이 특정 기능을 중심으로 군집한다는 점에 착안해 '에보(Evo)'라는 새로운 AI 게놈 언어모델을 개발했다. 연구 결과는 국제학술지 네이처(Nature) 최신호(2025년 11월 20일자)에 실렸다. 연구팀은 박테리아 유전체 수백만 건을 학습시켜, 염기서열의 규칙성과 유전자 간 상관관계를 인식하도록 했다. 에보는 대형 언어모델(LLM)처럼 특정 염기서열을 입력받으면 그다음 염기를 예측하고, 그 결과를 기반으로 새로운 유전자 조합을 생성한다. 팀은 기존 단백질의 일부분을 입력하자 에보가 나머지 서열을 80~85% 정확도로 완성하는 능력을 확인했다. 더 나아가 완전히 새로운 유전자를 생성하도록 훈련하자, 실험 결과 생성된 단백질 중 일부가 실제 생물학적 기능을 수행했다. 예를 들어 연구팀은 박테리아 독소 유전자를 입력한 뒤 이에 대응하는 항독소 유전자를 생성하도록 에보를 훈련시켰다. 테스트 결과, 생성된 항독소 중 절반이 실제 독성을 완화했고, 두 종류는 박테리아의 생장을 완전히 회복시켰다. 이들 항독소는 기존 단백질과 25% 미만의 유사도를 보여 '자연계에 존재하지 않는 단백질'로 평가됐다. 또한 연구진은 CRISPR 시스템을 억제하는 단백질 생성 실험에서도 17%가 실제 기능을 수행했으며, 일부 단백질은 기존 구조 예측 소프트웨어가 해석하지 못할 정도로 새로운 형태를 보였다. 스탠퍼드대 연구팀은 "Evo는 단백질의 3차원 구조를 고려하지 않고도 유전자 수준에서 기능적 단백질을 만들어낼 수 있음을 보여줬다"며 "이는 진화가 작동하는 핵심 단계인 '핵산 수준'에서 단백질 생성을 재현한 사례"라고 설명했다. 이번 연구는 AI가 단백질 설계뿐 아니라 유전자 진화 과정을 이해하고, 생물학적 창조력을 확장할 수 있는 가능성을 열었다는 점에서 주목받는다. 다만 연구진은 "포유류처럼 복잡한 유전체에는 적용이 쉽지 않다"며 "현재 단계에서는 박테리아 수준의 단순한 유전자 구조에서만 실험적으로 검증됐다"고 밝혔다. 이번 성과는 AI가 단백질 구조 예측(알파폴드) 단계에서 나아가, 생명체의 새로운 진화 가능성을 탐색하는 '유전체 기반 단백질 생성 시대'를 열었다는 평가를 받고 있다.
- IT/바이오
2025-11-24 20:12:00
[우주의 속삭임(157)] 국제우주정거장 외벽서 9개월 생존한 이끼⋯지구 귀환 후에도 80% 번식 성공

2022년 국제우주정거장(ISS) 외벽에 부착된 이끼 포자가 9개월간의 혹독한 우주 환경을 견디고, 지구로 돌아온 뒤에도 대부분 생명력을 유지한 것으로 밝혀졌다. 일본 홋카이도대 연구진이 20일(현지시간) 국제 학술지 '아이사이언스(iScience)'에 발표한 연구에 따르면, 진공 상태인 우주의 혹독한 환경에 노출된 이끼 포자 중 80% 이상이 지구 귀환 후에도 정상적으로 발아해 번식했다. 해당 연구에 대해서는 과학전문매체 라이브사이언스, CBS뉴스, NBC 뉴스 등이 다루었다. 이번 실험은 지구 생물이 얼마나 극한 환경에서 생존할 수 있는지를 밝히기 위한 연구의 일환이다. 지구 상에서 이끼는 약 4억5000만 년 전에 물 밖으로 나와 건조한 땅을 차지하기 시작한 조상 식물에서 유래한 것으로 여겨진다. 이끼는 매우 강인해 극한 추위의 남극 툰드라부터 히말라야 산맥, 화산 용암지대, 수생 서식지 등 어디에서나 성장할 수 있다. 연구진은 지구에서 수집한 '피시코미트리움 파텐스(Physcomitrium patens)' 종의 세포를 단계별로 나눠 자외선(UV), 극저온, 고온 조건에 노출한 결과, 포자를 감싼 세포 구조인 '포자낭(sporophyte)'이 가장 강한 내성을 보였다. 이 포자낭 시료는 일본의 '키보(Kibo)' 모듈 외부에 설치된 노출 실험 장치에 9개월간 부착돼 태양 복사, 진공, 극한 온도 변화를 동시에 견뎠다. 이 포자는 또한 섭씨 영하 178도에 일주일, 섭씨 56도에 한 달 동안 노출된 후에도 발아할 수 있었다. 그 후 이끼 샘플은 2023년 1월 스페이스X(SpaceX) 화물 임무에 실려 지구로 돌아왔다. 연구를 이끈 후지타 토모미치 홋카이도대 교수는 "놀랍게도 80% 이상의 포자가 생존했고, 다수는 지구에서 정상 발아했다"며 "모델 시뮬레이션에 따르면 일부 포자는 최대 5600일, 약 15년간 우주에서도 생존할 수 있는 것으로 나타났다"고 밝혔다. 연구진은 우주의 진공, 미세중력, 온도 변화 등 대부분의 요인은 이끼의 생존력에 큰 영향을 주지 않았지만, 고에너지 자외선(UV) 노출이 엽록소 등 광합성 색소를 손상시켜 성장 속도를 둔화시킨 것으로 분석했다. 그럼에도 이끼의 스펀지 같은 보호층이 자외선과 탈수로부터 세포를 방어한 것으로 추정된다. 후지타 교수는 "이러한 보호 기능은 초기 육상식물이 지구의 혹독한 환경을 개척할 때 진화한 특성일 가능성이 있다"며 "이번 연구는 우주 생태계 조성의 생물학적 가능성을 여는 단초가 될 것"이라고 말했다. 이번 발견은 이끼가 단순한 실험 대상이 아니라, 미래 달·화성 기지 등에서 생태적 기반을 형성할 수 있는 생명체로 활용될 가능성을 보여준다는 점에서 주목된다.
- 포커스온
2025-11-21 20:58:00
[신소재 신기술(207)] AI, 33억만년 된 암석에서 지구 최초의 생명 흔적 발견

과학자들이 인공지능(AI)을 활용한 분석으로 약 33억년 된 암석에서 '지구 생명'의 가장 오래된 화학 흔적을 확인했다. 지구에서 생명이 언제 시작됐는지에 대한 오랜 질문에 새로운 답이 제시된 것이다. 미국 카네기과학연구소 연구팀이 남아프리카공화국 음푸말랑가(Mpumalanga) 지역의 '요제프스달 처트(Josefsdal Chert)'에서 약 33억 3천만 년 전(3.33 Ga) 형성된 암석 속 탄소 잔류물에서 현재까지 확인된 가장 이른 생명 화학 흔적을 검출했다고 사이언스얼럿이 전했다. 연구팀은 정교한 분광 분석법을 활용해 각 시료에 갇힌 화학적 파편을 분리해냈다. 이후 '랜덤 포레스트(random forest)'라 불리는 특정 유형의 기계 학습 모델을 적용했다. 이 모델은 수백 개의 의사 결정 트리를 구축해 데이터를 분류하고 잠재된 생태학적·분류학적 패턴을 추출한다. 수십억 년 된 암석에서 생물학적 흔적을 식별하기 위해 이 유형의 데이터와 지도형 기계 학습을 결합한 연구는 이번이 처음이다. 이번 연구는 인공지능(AI) 기반 분석을 활용해, 생명 활동이 남긴 미세한 유기 패턴을 기존 방법보다 높은 신뢰도로 판별해낸 것이 특징이다. 생명체가 남긴 흔적은 시간이 흐를수록 지질 변화로 손실되는데, 이를 '화학적 메아리(chemical echoes)'라고 한다. 로버트 헤이즌(Robert Hazen) 카네기연구소 연구원은 "AI가 처음으로 이 미세한 신호를 신뢰도 높게 해석할 수 있게 됐다"고 설명했다. 고대 탄소가 보여준 생명 흔적…AI가 '생물 기원' 판별 연구팀은 먼저 생물 기원의 유기물에서 공통적으로 나타나는 미세한 화학 패턴을 정의한 뒤, 이를 학습한 머신러닝 모델을 구축했다. 이후 현대 생물에서부터 고대 스트로마톨라이트, 흑색 처트, 탄소 잔류물 등 총 406개 표본을 열분해-기체크로마토그래피-질량분석(Py-GC-MS)으로 분석했다. Py-GC-MS는 시료를 가열해 유기물을 조각으로 분해하고, 이 조각들을 분리한 후 질량 특징을 측정하는 과정이다. 헤이즌 연구원은 "컴퓨터에 수천 개의 퍼즐 조각을 보여주고 원래 그림이 꽃인지, 운석인지 묻는 것과 같다"면서 "개별 분자에 집중하기 보다는 화학적 패턴을 찾았는데, 그 패턴은 다른 우주에서도 동일할 수 있다"고 설명했다. AI 모델은 이들 데이터를 바탕으로 약 90% 이상의 정확도로 생물·비생물을 구분했다. 샘플의 연대는 현재부터 약 38억년 전까지 다양했으며, 여기에는 약 37억년 전의 그린란드 탄소와 호주 사막의 35억 년 된 스트로마톨라이트가 포함됐다. 약 5억 년 미만의 비교적 젊은 표본들은 강렬하고 명확한 생물학적 특징을 나타냈다. 반면 표본이 오래될수록 지질학적 과정으로 인해 화학적 세부 정보가 사라지면서 생물학적 신호가 더욱 희미해졌다. 그 결과 가장 오래된 '생물 신호 양성' 표본이 33억 3천만 년 전의 요제프스달 처트에서 나왔다. 광합성의 기원도 8억 년 앞당겨 연구팀은 생명 화학 흔적뿐 아니라, 25억 2천만~23억 년 전 암석에서 광합성의 증거도 확인했다. 이는 기존에 알려진 광합성 등장 시점보다 8억 년 이상 빠르다. 캐나다·남아프리카의 고대 암석에서 포착된 이 패턴은, 초기 광합성 생물들이 이미 지구 곳곳에 분포했음을 시사한다. "지구 생명의 기원을 다시 그릴 시점" 연구팀은 "33억 년 전이면 이미 생명이 지구에 널리 퍼져 있었다고 판단할 수 있다"며 "AI 기반 분석은 그동안 불확실했던 고대 생명 흔적을 해석하는 새로운 기준점을 제시한다"고 강조했다. 고대 생명의 흔적은 시간이 지날수록 지질 변형으로 사라지지만, 이번 연구는 생체 분자의 남은 '패턴'만으로도 생명 기원을 추적할 수 있음을 입증했다. 헤이즌 연구원은 "지구에서 가장 오래된 암석들은 여전히 이야기를 들려주고 있다"며 "AI 분석은 그 속삭임을 들을 수 있게 해주는 새로운 도구"라고 말했다. 이번 연구는 미 국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다.
- IT/바이오
2025-11-19 13:52:00
[퓨처 Eyes(110)] 탄화규소(SiC) 양자 센서, '다이아몬드' 한계 넘어 생체 내부 측정 길 열어

인류는 오랫동안 '평균'의 세계에 의지해 왔다. 거대한 원자들의 집단적 움직임을 측정하는 고전 물리학의 눈으로는, 숲 전체의 웅성거림은 들을 수 있어도 나뭇잎 하나하나의 속삭임을 포착할 수는 없었다. 하지만 이제 과학은 원자 하나, 전자 하나의 미시 세계를 직접 들여다보는 새로운 눈을 갖게 됐다. 바로 '양자 기술'이다. 양자 기술은 크게 세 갈래로 나뉜다. 상상을 초월하는 연산 능력의 '양자 컴퓨팅', 도청 불가능한 통신을 구현하는 '양자 통신', 그리고 감각의 한계를 뛰어넘는 '양자 센싱'이다. 이 중 가장 먼저 우리 곁에 다가와 상용화의 문을 두드리고 있는 분야가 바로 양자 센싱이다. 기술 성숙도(TRL)가 6~7단계에 이르러, 이미 시장 진입을 눈앞에 두고 있다. 뇌 질환 조기 진단…상용화 임박한 '꿈의 센서' 양자 센싱이란 '양자 얽힘'이나 '중첩'처럼 원자 크기에서만 나타나는 미묘하고 섬세한 현상을 이용해 세상을 측정하는 기술이다. 기존 센서가 수백만 명의 군중이 내는 함성(고전 물리)을 측정했다면, 양자 센서는 그 군중 속 단 한 사람의 목소리(양자)를 정확히 골라 듣는 것과 같다. 이 '단 하나의 목소리'를 들을 수 있게 되면서 열리는 가능성은 경이롭다. 인공위성(GPS) 없이도 완벽하게 위치를 파악하는 내비게이션, 전파 방해나 교란이 불가능한 군사 유도 시스템, 그리고 쓰나미나 화산 활동을 미리 감지하는 정밀한 지각 변동 모니터링이 가능해진다. 특히 의학계의 기대는 폭발적이다. 알츠하이머나 파킨슨병과 같은 뇌 질환은 극도로 미약한 신경 자기장 신호의 변화로 시작된다. 양자 센서는 이 변화를 분자 단위에서 감지하여 질병의 조기 진단을 가능하게 할 수 있다. 현재 이 분야의 선두주자는 '다이아몬드 NV 센터'라 불리는 센서다. 인공 다이아몬드 격자 구조의 미세한 결함을 이용하는 이 센서는 복잡한 냉각 장치 없이 상온에서 작동한다는 강력한 이점을 가졌다. 보쉬, Qnami 등 유수의 기업들이 이 기술의 상용화에 뛰어들었다. '다이아몬드'의 아킬레스건, 생명체엔 '독'이 된 녹색광 하지만 이 강력한 '다이아몬드 센서'에게도 치명적인 아킬레스건이 있었다. 바로 살아있는 생명체, 즉 '생체 내(in vivo)' 환경에 적용하기 어렵다는 점이다. 최근 네이처 머티리얼스(Nature Materials)에 게재된 한 논문은 이 문제를 정면으로 파고들었다. 연구진은 "다이아몬드 NV 센터는 녹색광(532nm)으로만 효율적으로 작동될 수 있는데, 물과 유기 분자는 이 녹색광을 매우 효율적으로 흡수해버린다"고 지적했다. 이는 마치 잠자는 아기(세포)의 상태를 관찰하기 위해 눈앞에 환한 건설용 탐조등(녹색광)을 비추는 것과 같다. 탐조등 불빛 때문에 아기가 깨어나고(가열) 관찰 자체가 불가능해지는(형광 간섭) 것이다. 연구진은 "이러한 고유한 특성은 회피할 수 없으며, 따라서 대체 솔루션을 찾기 위한 긴급한 탐색이 필요했다"고 연구의 배경을 밝혔다. 연구진은 '탄화규소(SiC)'에서 그 해답을 찾았다. SiC는 이미 반도체 웨이퍼 기술로 널리 쓰이는 생체 친화적 소재다. 결정적으로 SiC 내부의 '이중공극'이라는 결함은 다이아몬드와 달리 '근적외선' 영역에서 작동한다. 이 근적외선은 인체 조직이나 물에 거의 흡수되지 않고 통과하는, 이른바 '제2의 생물학적 창(second biological window)'으로 불리는 황금 대역이다. 아기에게 아무런 방해를 주지 않는 정교한 '야간 투시경'을 찾은 셈이다. 해답은 '탄화규소', 알켄 코팅으로 '산화' 문제 해결 하지만 SiC에도 난관은 있었다. SiC 표면은 공기 중에 노출되면 쉽게 산화(녹)되어 'a-SiO2'라는 막을 형성한다. 문제는 이 과정이 무작위적(stochastic)으로 일어나 센서의 정밀도를 망가뜨리는 수많은 불순물(탄소 클러스터)을 만든다는 점이다. 연구진은 "이러한 (결함) 중심의 확률론적 특성은 양자 응용에 부적합하다"고 분석했다. 이는 마치 완벽하게 조율된 오케스트라의 연주(양자 신호) 도중, 무작위로 불협화음(산화막 결함)이 끼어드는 것과 같았다. 초정밀 양자 센서를 작동시키기엔 치명적인 환경이었다. 여기서 연구진의 독창적인 통찰력이 빛을 발한다. 이들은 산화라는 '급진적으로 다른 표면 처리' 방식을 고안했다. 바로 '알켄(alkene)'이라는 유기 분자 사슬로 SiC 표면을 정밀하게 코팅하는 것이다. 이는 단순히 바닥을 청소하는 수준을 넘어, 물과 오염물질이 애초에 스며들 수 없는 '초박막 특수 방수 코팅'을 표면에 정밀하게 시공한 셈이다. 그 결과는 놀라웠다. 연구팀은 "알켄으로 종결된 SiC 표면이 이중공극 스핀 양자 센서에 이상적인 환경을 제공한다"는 사실을 발견했다. 이 알켄 코팅은 물 분자를 밀어내는 소수성 보호막 역할을 하여 센서의 안정성을 극대화했다. 연구진은 Gd-DO3A라는 단일 분자를 감지하는 실험을 통해, 이 새로운 SiC 센서가 기존 산화막 처리 방식 대비 "예측된 우월성을 입증한다"고 강조했다. 민감도는 다이아몬드 센서에 필적하면서도, 생체 적용이라는 핵심 난제를 해결한 것이다. 100억 달러 시장 선점 경쟁…AI와 결합하는 양자 센싱 이 기초 과학의 성과는 산업계의 거대한 흐름과 맞물려 있다. 디지타임스에 따르면, 글로벌 양자 센서 시장은 2030년 약 14억 2000만 달러(약 2조 947억원)에 이를 전망이며, 맥킨지는 2035년까지 최대 100억 달러(약 14조 7420억 원) 규모로 성장할 것으로 예측했다. 구글의 모태에서 분사한 샌드박스AQ(SandboxAQ)는 이미 1조 원에 가까운 투자를 유치하며 의료 및 내비게이션용 양자 센싱 향상에 AI를 접목하고 있다. 미 국방부 역시 연간 9억 달러에 가까운 예산을 이 분야에 쏟아붓고 있다. 이는 양자 센싱이 단순한 기술 경쟁을 넘어, 미래 산업과 국가 안보의 패권을 좌우할 '전략 기술'임을 방증한다. 이제 원자 하나하나의 속삭임을 듣는 시대가 열리고 있다. 이번 SiC 양자 센서의 개발은 '알츠하이머 정복'이나 '신약 개발'처럼 인류의 숙원이던 생명 현상의 비밀에 다가갈 가장 정교한 '현미경'을 손에 쥐었음을 의미한다. 상상에 머물던 나노 단위의 생체 탐험이 비로소 현실의 영역으로 들어오고 있다.
- 포커스온
2025-11-13 13:02:00
[우주의 속삭임(154)] 토성 위성 '엔셀라두스', 북극에서도 열 누출 확인

토성의 작은 위성 엔셀라두스(Enceladus)가 남극뿐 아니라 북극에서도 열을 방출하고 있는 것으로 확인됐다. 과학전문매체 IFL사이언스와 사이언스 데일리에 따르면 미국 항공우주국(NASA)의 카시니(Cassini) 탐사선 자료를 재분석한 결과, 위성 내부 바다의 열 방출이 일시적 현상이 아닌 '지속적 존재'일 가능성을 크게 높였다. 이는 태양계 외곽에서 생명체 존재 가능성을 가늠할 수 있는 중요한 단서로 평가된다. 엔셀라두스는 직경 500km 남짓한 얼음 위성으로, 2005년 카시니 탐사선이 남극 지역에서 얼음 입자와 수증기를 우주로 뿜어내는 거대한 간헐천('호랑이 줄무늬' 지역)을 관측하면서 주목받았다. 이후 위성 내부에 액체 상태의 바다가 존재한다는 사실이 밝혀지며, 유로파(Europa)와 함께 태양계 내 '생명체 탐사 1순위'로 부상했다. 미국 남서연구소(Southwest Research Institute)의 조지나 마일스 박사 연구팀은 2005년과 2015년 두 차례 카시니의 북극 관측 데이터를 재분석한 결과, 엔셀라두스 북극이 예상보다 섭씨 7도 가량 더 따뜻하다는 사실을 확인했다. 연구진은 "계절과 관계없이 일정한 추가 열이 포착된 것은 내부에서 에너지가 꾸준히 생성되고 있다는 뜻"이라며 "남극과 북극 양쪽에서 열이 방출된다면, 엔셀라두스가 장기적인 '열평형(thermal balance)' 상태에 있다는 강력한 증거"라고 설명했다. 실제 분석에 따르면 북극 지역의 열 손실량은 제곱미터당 약 46밀리와트로, 전체적으로 약 1.7GW에 달한다. 남극에서 이미 관측된 19GW와 합치면 총 54GW 규모로, 이 수치는 내부에서 생성된 열에너지(약 50~55GW)와 거의 일치한다. 옥스퍼드대 칼리 하워트 박사는 "전 지구적 열 손실량을 계산함으로써 엔셀라두스의 '에너지 자급 가능성'을 확인했다"며 "이는 생명 유지에 필요한 안정적 환경이 장기간 지속될 수 있음을 의미한다"고 강조했다. 열평형 상태는 곧 내부 바다가 단기간의 용융 현상이 아니라 수천만 년 이상 이어져 왔음을 뜻한다. 과거 일부 학자는 엔셀라두스가 토성과 다른 위성들의 인력에 의해 '조석가열(tidal heating)'로 녹았다가 다시 얼 수 있다고 주장했지만, 이번 발견은 그런 주장이 설득력을 잃게 만들었다. 엔셀라두스 내부의 바다는 얼음층 20~28km 아래에 존재하며, 인산염과 복잡한 유기물질이 검출된 바 있다. 이로 인해 '생명체의 화학적 조건'을 충족할 가능성이 크다는 평가를 받아왔다. 이번 연구는 그 조건이 일시적이지 않고 지속 가능할 수 있음을 뒷받침한다는 점에서 의미가 크다. 한편, 최근 발표된 또 다른 연구는 엔셀라두스가 우주로 방출하는 얼음 입자의 양을 정밀 계산해 '얼음 손실률이 기존 추정보다 20~40% 낮다'는 결과를 내놓았다. 텍사스대 연구팀은 초대형 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션(DSMC 모델)을 통해 100개 이상의 간헐천 분출구에서 나오는 물질의 밀도와 속도를 재구성했으며, 이를 통해 분출 속도와 온도를 처음으로 제시했다. 엔셀라두스의 크기는 지름 500km에 불과하지만, 내부 바다에서 분출되는 수증기와 얼음이 토성의 고리 중 하나를 형성할 정도로 강력한 에너지를 보여준다. 텍사스대 아르노 마이유 연구원은 "엔셀라두스의 분출은 마치 화산이 용암 대신 얼음과 수증기를 우주로 뿜어내는 것과 같다"며 "이 현상은 지하 바다의 성분을 직접 탐사할 수 있는 '우주의 창'을 열어준다"고 말했다. 이처럼 엔셀라두스는 '얼음 밑의 바다'가 얼마나 오래, 어떤 조건에서 유지되는지를 밝힐 수 있는 결정적 관측 대상이다. 과학자들은 이번 연구가 향후 '엔셀라두스 샘플 귀환 탐사(Enceladus Sample Return Mission)' 계획의 과학적 근거를 강화할 것으로 기대하고 있다. 태양으로부터 멀리 떨어진 차가운 위성의 표면 아래, 수십억 년 동안 열과 물을 품고 있는 이 작은 천체는 "지구 밖 생명체 탐사의 최전선"으로 다시 떠올랐다. 지구 이외의 바다, 그리고 그 안의 생명을 향한 인류의 탐색은 지금, 토성의 얼음 달 위에서 새로운 장을 맞이하고 있다.
- 포커스온
2025-11-12 14:38:00