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[신소재 신기술(63)] 양자 얽힘으로 지구 자전 측정 정밀도 획기적인 향상
- 오스트리아 빈 대학교(University of Vienna) 연구팀이 양자 얽힘을 이용해 지구 자전 측정의 정밀도를 획기적으로 높이는 실험에 성공했다. 이 연구는 양자 얽힘을 활용해 전례 없는 정밀도로 회전 효과를 감지하는 향상된 광학 사그낙 간섭계(Sagnac interferometer)를 사용해 양자역학과 일반 상대성 이론 모두에서 잠재적인 돌파구를 제시한다고 사이테크 데일리가 전했다. 양자 얽힘은 두 개 이상의 입자가 서로 연결되어 있어 하나의 입자를 측정하면 다른 입자의 상태도 즉시 결정되는 현상이다. 빈 대학교의 필립 빌터(Philip Walther) 박사가 이끄는 연구팀은 지구 자전이 양자 얽힘 광자에 미치는 영향을 측정하는 실험을 성공적으로 수행했다. 이번 연구는 얽힘 기반 센서의 회전 감도 한계를 뛰어넘는 중요한 성과로 평가된다. 또한, 양자 역학과 일반 상대성 이론의 교차점에서 추가 연구의 발판을 마련할 수 있을 것으로 기대된다. 연구 결과는 지난 6월 14일 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 저널에 게재됐다. 사그낙 간섭게의 발전 연구팀은 거대한 광섬유 사그낙(sagnac) 간섭계를 구축하고 몇시간 동안 낮은 노이즈를 유지하며 안정적인 실험 환경을 조성했다. 이를 통해 이전의 양자 광학 사그낙 간섭계보다 회전 정밀도를 1000배 향상시키는 고품질 얽힘 광자 쌍을 충분히 감지할 수 있었다. 사그낙 광학 간섭계는 회전에 가장 민감한 장치다. 사그낙 간섭계는 빛의 간섭 현상을 이용하여 회전 운동을 감지하는 광학 장치다. 1913년 프랑스 물리학자 조르주 사그낙이 고안했으며, 지난 세기 초부터 아인슈타인의 특수 상대성 이론을 확립하는 데 기여해 기초 물리학을 이해하는 중추적인 역할을 해 왔다. 오늘날에는 광섬유 자이로스코프, 레이저 자이로스코프 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이 장치는 오늘날에도 탁월한 정밀도 분석 덕분에 고전 물리학의 한계로만 제한되었던 회전 속도를 측정하는 최고의 도구로 사용되고 있다. 빈 대학교와 오스트리아 과학 아카데미가 주최하는 연구 네트워크 TURIS의 일환으로 수행된 이번 실험은 최대 얽힘 상태의 두 광자에 대한 지구 자전 효과를 성공적으로 관측했다. 연구팀은 아인슈타인의 특수 상대성 이론과 양자 역학에서 설명하는 회전 기준 시스템과 양자 얽힘 간의 상호 작용을 확인했다. 실제 실험에서 거대한 코일에 감겨진 2km 길이의 광섬유 내부에서 얽힌 광자 2개가 전파되면서 유효 면적이 700㎡가 넘는 간섭계가 구현됐다. 실험 과정에서 연구팀은 지구의 꾸준한 회전 신호를 분리하고 추출하는 데 어려움을 겪었다. 연구의 수석 저자인 라파엘레 실베스트리(Raffaele Silvestri)는 "문제의 핵심은 빛이 지구의 회전 효과에 영향을 받지 않는 측정 기준점을 설정하는 데 있다. 지구의 자전을 멈출 수 없다는 점을 고려하여 우리는 광섬유를 두 개의 동일한 길이 코일로 나누고 이를 광 스위치를 통해 연결하는 해결 방법을 고안했다"고 설명했다. 스위치를 켜고 끄는 방식으로 연구원들은 회전 신호를 마음대로 효과적으로 취소할 수 있었고, 이를 통해 대형 장치의 안정성도 확장할 수 있었다. 마리 퀴리 박사후 연구원으로 이 실험에 참여한 하오쿤 유(Haocun Yu)는 "빛으로 지구 자전을 처음 관측한 지 한 세기 만에 개별 빛의 양자의 얽힘이 마침내 동일한 감도 영역에 진입했다는 점에서 중요한 이정표가 될 것"이라고 말했다. 본 연구는 양자 얽힘 기반 센서의 회전 감도를 더욱 향상시킬 수 있는 토대를 마련했으며, 시공간 곡선을 통한 양자 얽힘의 행동을 테스트하는 미래 실험의 길을 열 것으로 기대된다. 참고 자료: '양자 얽힘을 이용한 지구 자전의 실험적 관측', Raffaele Silvestri, Haocun Yu, Teodor Strömberg, Christopher Hilweg, Robert W. Peterson 및 Philip Walther, 2024년 6월 14일, Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.ado0215
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[신소재 신기술(63)] 양자 얽힘으로 지구 자전 측정 정밀도 획기적인 향상
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한국 5월 외화예금, 23.9억달러 감소…기업 중심 달러예금↓
- 올해 5월, 국내 기업을 중심으로 거주자 외화예금이 24억 달러 가까이 감소했다. 한국은행이 21일 공표한 '거주자 외화예금 동향'에 따르면, 5월 말 외국환은행의 거주자 외화예금 잔액은 889억 6000만 달러로, 전월 대비 23억 9천만 달러 축소됐다. 이는 금년 1월 이후 5개월 연속 감소세다. 이는 1월 이후 다섯달째 감소세다. 거주자 외화 예금은 내국인, 국내기업, 국내 6개월 이상 거주 외국인, 국내 진출 외국 기업 등이 국내에 보유한 외화예금을 의미한다. 주체별로 살펴보면, 한달 사이 기업 예금(잔액 739억5000만원)은 25억6000만달러 감소한 반면, 개인 예금(150억1000만 달러)은 1억7000만달러 증가했다. 통화별로는 미국 달러화(722억 1000만 달러)와 유로화(44억 7000만 달러) 예금이 각각 21억 2000만 달러, 3억 5000만 달러 감소했다. 반면, 엔화(100억 7000만 달러) 예금은 3억 6천만 달러 증가했다. 한국은행 관계자는 달러화 예금 감소에 대해 "수입 결제대금 달러 지급이 증가와 기업의 달러 선확보 수요 감소가 주요 원인"이라며, "원 달러 환율 상승에 대한 인식 등이 영향을 미친 것으로 분석된다"고 밝혔다. 또한 "유로화 예금 감소는 수입 결제 대금 지급 및 일부 외국계 기업의 국내 투자 확대 등에 기인한다"면서 "반면 엔화 예금은 엔화 강세 전망 등으로 비은행금융 기관 투자예탁금과 개인에금을 중심으로 증가했다"고 부연했다. 한편, 외화 예금이 감소하면 시장에 달러 공급이 늘어나 원화 가치가 상승할 수 있다. 이는 수입 물가 안정에 기여하여 소비자 부담을 완화하고, 원자재 수입 비용 감소를 통해 기업의 생산 비용 절감에도 도움이 될 수 있다. 외화 예금 감소분이 중앙은행으로 유입될 경우 외환보유고가 증가하여 대외 건전성이 개선될 수 있다. 이는 국가 신용도를 높여 외국인 투자 유치에 유리하게 작용할 수 있다. 반면, 외화 예금이 급격히 감소하면 환율 변동성이 확대되어 금융시장 불안을 야기할 수 있다. 이는 외환 투기 세력의 공격 대상이 될 수 있으며, 수출 기업의 채산성 악화로 이어질 수 있다. 아울러 외화 예금 감소는 외국인 투자 자금의 이탈 가능성을 높일 수 있다. 이는 국내 주식 및 채권 시장에 부정적인 영향을 미치고, 자본 유출로 인해 금융시장 불안정성이 심화될 수 있다. 또한 외화 예금 감소는 은행의 외화 유동성을 축소시켜 자금 조달에 어려움을 초래할 수 있다. 이는 기업 대출 감소로 이어져 경기 침체를 유발할 수 있다. 따라서 정부와 중앙은행은 외화 예금 동향을 면밀히 모니터링하고, 필요시 적절한 대응책을 통해 부정적인 영향을 최소화해야 한다.
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한국 5월 외화예금, 23.9억달러 감소…기업 중심 달러예금↓
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[퓨처 Eyes(40)] AI PC, 혁신인가 과장인가?…차세대 컴퓨팅의 가능성과 한계
- 생성형 인공지능(AI) 기술의 급속한 발전에 따라 차세대 컴퓨터로 불리는 AI PC에 업계의 관심이 쏠린다. 지난 2022년 메타버스에 이어 지난해에는 양자 컴퓨팅이 큰 주목을 받았다면, 올해는 AI가 전 산업 생태계를 휩쓸고 있다. 최근 AI는 기술 분야의 핵심 화두로 떠올랐으며, PC 업계는 이를 활용한 제품 개발에 열을 올리고 있다. 그렇다면 AI PC는 무엇일까? AI PC는 인공지능(AI) 작업에 특화된 개인용 컴퓨터다. 기존 PC와 마찬가지로 CPU와 GPU를 갖추고 있지만, AI 작업 가속화를 위한 NPU(신경망 처리 장치)가 추가로 탑재되어 있다. 미국 기술 전문매체 톰스 하드웨어에 따르면 AI PC에 대한 명확한 정의는 아직 없다. 마이크로소프트(MS)는 최신 NPU, CPU, GPU를 포함하고 마이크로소프트 코파일럿(Microsoft Copilot) 및 코파일럿 키를 탑재한 PC를 AI PC로 정의한다. 그러나 이 정의는 AMD와 인텔의 NPU와 코파일럿을 탑재했지만 코파일럿 키가 없는 일부 PC를 제외한다. 또한, 코파일럿 키는 단순히 코파일럿 실행 단축키 역할을 하므로 필수적인 요소는 아니라고 톰스 하드웨어는 전한다. 인텔과 AMD는 AI PC를 CPU, GPU, NPU를 통해 AI 작업을 최적으로 실행하도록 설계된 PC로 정의한다. 현재 대부분의 노트북 제조사는 인텔, AMD 또는 퀄컴 프로세서를 탑재한 AI PC를 생산한다. 그렇다면 NPU란 무엇일까? NPU는 '신경망 처리 장치(Neural Processing Unit)'의 약자로, AI 작업 부하를 위해 특별히 설계된 병렬 컴퓨팅 전문 프로세서다. NPU는 신경망, 딥러닝, 머신러닝 등 AI 연산에 특화된 프로세서로, AI 작업을 더욱 빠르고 효율적으로 처리할 수 있게 해준다. 선성전자는 인체가 신경계를 통해 자극을 감지하고 신호를 전달하며 적절한 판단을 내리고 자극에 반응하는 것처럼 NPU는 인간의 두뇌와 유사한 방식으로 작동한다고 설명했다. 즉 NPU는 인간의 뇌처럼 서로 동시에 신호를 주고 받는 수많은 신경셰포와 시냅스로 구성돼 있으며, AI가 탑재돼 스스로 학습하고 의사결정을 할 수 있다는 점에서 인공지능 칩이라고 할수 있다고 덧붙였다. 과학 전문 매체 안드로이드 오소리티에 따르면 NPU는 독립적으로 존재할 수도 있지만, 더욱 친숙한 CPU 및 GPU 구성 요소와 함께 SoC(시스템 온 칩)에 직접 통합되는 경우가 점점 더 늘어나고 있다. NPU는 다양한 형태와 크기로 제공되며 칩 설계자에 따라 조금씩 다른 명칭으로 불린다. 이미 스마트폰 곳곳에서 다양한 NPU 모델을 찾아볼 수 있다. 퀄컴은 스냅드래곤 프로세서에 헥사곤을, 구글은 클라우드와 모바일 텐서 칩에 TPU를, 삼성은 엑시노스에 자체 NPU를 탑재했다. NPU는 이제 노트북과 PC 분야에서도 활용된다. 예를 들어, 최신 애플 M4에는 뉴럴 엔진이, 스냅드래곤 X 엘리트 플랫폼에는 퀄컴의 헥사곤 기능이 탑재되어 있으며, AMD와 인텔은 최신 칩셋에 NPU를 통합하기 시작했다. 완전히 동일하지는 않지만, 엔비디아의 GPU는 인상적인 숫자 처리 능력으로 그 경계를 모호하게 한다. NPU는 점점 더 많은 곳에 사용되고 있다. AI PC가 정말 필요할까? 현재로서는 AI 기능은 아직 초기 단계이며, 많은 인기 있는 챗봇과 마이크로소프트 코파일럿의 기능은 클라우드 기반으로 제공된다. 일부 노트북 제조사는 독점적인 AI 기능을 제공하지만, 대부분의 AI 기능은 아직 개발 중이며 실제 활용도는 불분명하다. NPU는 비디오 재생과 같은 일반적인 작업을 훨씬 낮은 전력으로 수행하여 배터리 수명을 절약할 수 있다는 장점이 있다. 일부 웹 브라우저는 GPU를 사용하여 비디오의 AI 업스케일링을 수행하지만, 곧 NPU로 전환될 예정이다. NPU는 오디오, 비디오 또는 사진 편집과 같은 작업을 수행할 때 CPU 또는 GPU보다 훨씬 낮은 전력으로 백그라운드 노이즈 제거와 같은 작업을 처리할 수 있다. 결론적으로, AI PC의 핵심 기능은 배터리 수명 연장이 될 수 있다. NPU 사용으로 노트북 배터리 수명이 크게 향상될 수 있다. 그러나 AI 기능은 아직 초기 단계이므로, 현재 PC가 제 기능을 하고 보안 업데이트를 받고 있다면 더 강력한 기술과 다양한 AI 도구가 출시될 때까지 기다리는 것이 좋다고 톰스 하드웨어는 전한다. AI PC는 더 안전할까? AI PC는 클라우드 대신 로컬에서 AI 작업을 처리하므로 보안 측면에서 장점을 제공할 수 있다. 그러나 AI 기능 자체의 보안도 중요하다. 최근 마이크로소프트는 개인 정보 보호 문제로 인해 새로운 AI 기능인 리콜(Recall)을 코파일럿+ 기능에서 제외했다. 기업에서 중요한 데이터를 처리하는 경우 로컬에서 AI 작업을 처리하는 것이 더 안전할 수 있다. 그러나 현재 시장에 출시된 대부분의 AI 기능은 중요한 비즈니스 도구는 아니다. 현재 'AI PC'라는 용어는 아직 모호한 측면이 있다. CPU 제조업체와 마이크로소프트는 강력한 NPU를 탑재한 새로운 컴퓨터(현재는 노트북만 해당)를 판매하기 위해 이 용어를 사용한다. 사람들이 실제로 사용하는 대부분의 생성형 AI 기능(챗봇, 이미지 생성기)은 클라우드에서 무료로 사용할 수 있으므로 로컬 형태에서는 필수적인 기능은 아니다. 그러나 NPU는 비디오 재생과 같은 일반적인 작업을 훨씬 낮은 전력으로 수행하여 배터리 수명을 절약할 수 있다는 장점이 있다. 일부 웹 브라우저는 현재 GPU를 사용하여 비디오의 AI 업스케일링을 수행하지만, 곧 NPU로 전환될 예정이다. NPU는 오디오, 비디오 또는 사진 편집과 같은 작업을 수행할 때 CPU 또는 GPU보다 훨씬 낮은 전력으로 백그라운드 노이즈 제거와 같은 작업을 처리할 수 있다. AI PC는 분명히 미래 컴퓨팅의 가능성을 보여주지만, 아직 극복해야 할 과제도 많다. 소비자들은 AI PC 구매 시 이러한 단점들을 충분히 고려하고, 자신의 필요와 예산에 맞는 제품을 선택해야 한다.
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[퓨처 Eyes(40)] AI PC, 혁신인가 과장인가?…차세대 컴퓨팅의 가능성과 한계
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[신소재 신기술(61)] 에스테르 환원, 새로운 광촉매로 청색광 활용해 효율성 극대화
- 새로운 광촉매(N-BAP)로 청색광을 활용해 에스테fm를 효율적으로 환원하는 기술이 개발됐다. 일본 국립자연과학연구소(NINS) 연구팀은 빛을 에너지원으로 활용하여 에스테르를 효월적으로 환원하는 새로운 광촉매를 개발했다고 밝혔다고 PHYS가 전했다. 이 연구 결과는 지난 6월 14일 '미국 화학학회지(Journal of the American Chemical Society)'에 게재됐다. 에스테르는 유기화합물의 한 종류로 알코올과 산이 반응하여 물이 빠져나오면서 생성되는 물질이다. 일반적으로 에스테르는 딸기 등 과일 향이나 꽃 향 등 특징적인 향기를 가지고 있다. 이러한 향기 때문에 향수나 화장품, 의약품, 식품 첨가물 등 다양한 분야에 활용된다. 그러나 기존의 에스테르 환원 방법은 높은 비용과 환경 문제를 야기했다. 공동 교신 저자인 NINS의 분자과학연구소(IMS) 산타로 오쿠무라 조교수는 "지난 10년 동안 광촉매 반응은 유기 합성 분야에서 자속 가능한 개발 목표(SDG)에 적합한 방법으로 큰 주목을 받았다"고 말했다. 오쿠무라 조교수눈 "광촉매는 금속 환원제가 없을 때 가사광선을 에너지원으로 사용해 산화와 완원 반응을 촉진한다. 하지만 다중 전자 전달 과정을 통한 광촉매 반응은 개발이 미흡해 전자가 4개 필요한 에스테르이 광촉매 환원을 통한 알코올 형성은 아직 미개발상태다"라고 설명했다. 이어 "에스테르를 광촉매로 환원하여 알코올을 만드는 것은 전례 없는 연속적인 4중 SET 공정이 필요하기 때문에 엄청난 도전"이라고 말했다. NINS 연구팀은 지속 가능한 광촉매를 사용해 에스테르를 환원하는 방법을 연구했다. 광촉매는 빛에 의해 활성화되는 촉매로, 반응성이 높은 금속 환원제 없이 촉매와 유기 화합물 사이의 전자 이동 과정을 촉진하는 것으로 알려져 있다. 그러나 기존의 광촉매는 고가의 비재생 금속을 사용하며, 제한적인 유기 화학물만 환원할 수 있었다. 또한 일반적으로 한 번에 한 개의 전자만 화합물에 추가하는 단일 전자 이동(SET)방식을 사용하여 원하는 수준의 환원을 달성하기 위해 여러 번의 반복 과정이 필요했다. 4중 SET 공정을 달성하기 위해 연구팀은 'N-BAP'라는 새로운 광촉매를 개발했다. 파란색 빛(청색광)을 받으면 활성화되는 N-BAP광촉매는 물과 다른 탄소 기반 화학 그룹과 반응하는 화학 그룹을 생성하며, 옥살산염과 함께 사옹하면 빠른 속도로 4개의 전자를 연속적으로 추가해 원하는 알코올을 생성할 수 있다. 오쿠무라는 N-BAP 촉매와 미량 환원제인 옥살산염의 조합은 카르비놀 음이온을 생성하기 위한 에스테르의 급속한 연속적인 4-전자 환원을 가능하게 하고, 이어서 양성자화되어 알코올을 생성하게 한다고 말했다. 그는 "이 연구는 에스테르의 새로운 변환 가능성을 열 수 있으며 지속 가능한 개발 목표(SDGs)에 적합한 녹색 유기합성으로서 지속가능한 사회에 기여할 것으로 기대된다"고 밝혔다.
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[신소재 신기술(61)] 에스테르 환원, 새로운 광촉매로 청색광 활용해 효율성 극대화
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[신소재 신기술(60)] 자가 치유 유리, 물과 펩타이드 혼합으로 새로운 가능성 제시
- 물과 펩타이드를 조합해 자가 조립 뿐만 아니라 자가 치유되는 유리가 개발돼 관련 업계의 이목을 집중시키고 있다. 이스라엘 텔아비브 대학교 및 네게브 벤구리온 대학교의 재료과학자 팀은 미국 캘리포니아 공과 대학 소속 연구팀과 협력해 특정 펩타이드와 물을 혼합하면 자가 조립 및 자가 치유가 가능한 유리가 생성되는 것을 발견했다고 PHYS가 전했다. '자가 치유 유리'는 외부 충격이나 손상으로 균열이나 파손됐을 경우, 특별한 조치를 취하지 않고도 스스로 원래 상태로 복구되는 능력을 가진 유리를 말한다. 마치 살아있는 생명체가 스스로 상처를 치유하는 것과 비슷한 개념이다. 자가 치유 유리는 특수한 화학 물질이나 구조를 활용해 개발된다. 예를 들면, 특정 물질이 균열 부위로 이동해 틈을 메우거나, 미세한 캡슐에 담긴 치유 물질이 파손시 방출돼 손상 부위를 복구하는 방식 등이 있다. 연구팀은 다른 단백질의 특성을 조사하던 중 우연히 자가 치유 유리를 발견한 것으로 알려졌다. 이번 연구 결과는 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 게재됐다. 이탈리아 트리에스테 대학교의 실비아 마르케산(Silvia Marchesan)은 같은 저널에서 해당 유리의 특성과 잠재적 응용 분야를 설명하는 기고글을 실었다. 연구팀은 짧은 펩타이드를 복잡한 거대 분자의 기존 구성 요소와의 대체 가능성을 조사하던 중, 두 개의 페닐알라닌 잔기로 구성된 디펩타이드 분자와 물을 혼합했을 때, 상온에서 물이 증발하면서 스스로 조립(자가 조립)되는 초분자 비정질 유리가 생성되는 것을 발견했다. 이 발견은 과거 펩타이드 자가 조립 연구에서 주로 결정질 구조의 물질이 생성되었던 것과는 달리, 투명하고 유리와 유사한 특성을 보였다는 점에서 주목할 만하다. 연구팀은 이 새로운 유리의 특성을 분석하여 높은 강성과 더불어 자가 치유 및 접착력을 가지고 있음을 확인했다. 또한, 기존 유리와 동일한 수준의 투명도를 나타냈으며, 유리창이나 친수성 표면 코팅, 다양한 배율의 광학 렌즈 제작 등 정밀한 용도에도 활용될 수 있음을 밝혀냈다. 연구팀은 추가적인 연구를 통해 이 유리의 다양한 응용 분야를 탐색할 수 있을 것으로 기대했다. 특히 기존 상용 유리 제조 과정에서 요구되는 많은 에너지가 필요하지 않다는 점을 강조했다. 한편, 지난해 여름에는 자가 치유되는 금속이 발견됐다. 진공 환경에서 백금 나노 결정이 균열을 자가 복구하는 과정이 실험실에서 처음으로 관찰된 것. 미국 텍사스 A&M 대학교 마이클 뎀코비츠 박사가 2013년 에측했던 금속의 자가 치유 현상이 10년만에 발견되는 영화와 같은 일이 실제로 일어난 갓이다. 미국 샌디아 국립연구소(SNL)의 연구팀은 지난해 여름 나노 결정의 균열 실험 중 금속의 자가 치유 현상을 발견했으며, 연구 결과는 학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다. 금속의 자가 복구는 항공기 사고나 교각 붕괴 등으로 이어질 수 있는 '금속의 피로' 현상을 막을 수 있다.
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[신소재 신기술(60)] 자가 치유 유리, 물과 펩타이드 혼합으로 새로운 가능성 제시
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한국, 4월 통화량 17조원 증가…정기 예·적금 등에 자금 유입
- 우리나라 올해 4월 통화량이 정기 예·적금 등에 시중 자금이 흘러들면서 약 17조원 증가했다. 한국은행이 14일 발표한 '통화 및 유동성' 통계에 따르면 지난 4월 평균 광의 통화량(M2 기준·평잔)은 4013조원으로 3월보다 0.4%(16조7000억원) 늘었다. 통화량은 지난해 6월 이후 11개월 연속 증가세를 보이고 있다. 넓은 의미의 통화량 지표 M2에는 현금, 요구불예금, 수시입출금식 예금(이상 M1) 외 머니마켓펀드(MMF), 2년 미만 정기 예·적금, 수익증권, 양도성예금증서(CD), 환매조건부채권(RP), 2년 미만 금융채, 2년 미만 금전신탁 등 곧바로 현금화할 수 있는 단기 금융상품이 포함된다. M2는 한동안 증가세가 둔화되다가 지난해 말 이후 증가율이 점처 상승하는 추세다. 이들 금융상품 가운데 정기 예·적금, CD 등 시장형 상품, 수익증권이 한 달 사이 각 10조2000억원, 7조9000억원, 6조9000억원 증가했다. 반면 수시입출식 저축성예금, 요구불예금에서는 각 7조3000억원, 2조8000억원이 감소했다. 한은 관계자는 "통화정책 전환 지연 우려, 중동지역 분쟁 등으로 안전자산 수요가 늘면서 정기 예·적금이 증가했다"며 "시장형 상품의 경우 은행이 유동성규제비율(LCR) 관리 등을 위해 CD 발행을 늘린 데 영향을 받았다"고 설명했다. 한은은 수시입출식 저축성예금이나 요구불예금의 자금은 정기 예·적금이나 금, 공모주 청약 등 다른 투자처로 유출됐다고 분석했다. 경제주체별로는 기업(+18조9000억원), 증권사 등 기타금융기관(+2조5000억원), 가계·비영리단체(+1조7000억원) 등에서 유동성이 증가했다. 현금·요구불예금·수시입출식 예금만 포함하는 좁은 의미의 통화량 M1(1234조8000억원)은 수시입출식 예금과 요구불 예금 등을 중심으로 전월보다 0.8%(9조6000억원) 감소했다.
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한국, 4월 통화량 17조원 증가…정기 예·적금 등에 자금 유입
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[신소재 신기술(59)] 질화갈륨-마그네슘 초격자, 새로운 합성법으로 탄생
- 과학자들이 질화갈륨(GaN)과 금속 마그네슘(Mg)을 가열해서 초격자가 형성되는 것을 발견했다. 일본 나고야 대학 연구팀은 질화갈륨과 마그네숨 간의 열 반응을 통해 톡특한 조격자 구조가 형성되는 것을 실험 과정 중에 우연히 발견했다고 PHYS가 보도했다. 이는 벌크 반도체에 2차원 금속층이 삽입되는 현상이 최초로 확인된 사례이다. 초격자는 인공적으로 만들어진 주기적인 구조를 가진 물질로, 고성능 트랜지스터, 레이저 다이오드, 광검출기 등 다양한 분야에 활용된다. 연구팀은 최첨단 분석 기술을 통해 물질을 정밀하게 관찰해 반도체 도핑 및 탄성 변형 공학에 대한 새로운 통찰력을 얻었으며, 연구 결과는 학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다. 질화갈륨(GaN)은 높은 전력 밀도와 빠른 작동 주파수를 요구하는 분야에서 기존 실리콘 반도체를 대체할 것으로 기대되는 광대역 갭 반도체 물질이다. GaN의 이러한 특징은 LED레이저 다이오드, 전력 전자 장치(전기 자동차 및 고속 충전기의 핵심 부품 포함) 등 다양한 분야에서 활용 가치가 높다. GaN 기반 장치의 성능 향상은 에너지 절약 사회 실현과 탄소 중립 미래를 실현하는 데 기여할 수 있다. 반도체에는 p형 및 n형이라는 두 가지 필수적이고 상호 보완적인 전기 전도 유형이 존재한다. p형 반도체는 주로 양전하를 운반하는 자유 캐리어인 정공을 특징으로 하며, n형 반도체는 자유 전자를 통해 전기를 전도한다. 반도체는 도핑이라는 과정을 통해 p형 또는 n형 전도성을 획득한다. 도핑은 순수 반도체 물질에 특정 불순물(도펀트)을 의도적으로 도입하여 전기적 및 광학적 특성을 크게 변화시키는 것을 의미한다. GaN 반도체 분야에서 p형 전도성을 생성하는 것으로 알려진 유일한 원소는 Mg이다. 그러나 Mg 도핑의 성공 이후 35년이나 지났음에도 불구하고, GaN에서 Mg 도핑의 전체 메커니즘, 특히 Mg의 용해도 한계 및 분리 거동은 여전히 명확하지 않다. 이러한 불확실성은 광전자 및 전자 분야에서의 최적화를 제한한다. 이 연구의 제1 저자인 지아 왕과 그의 동료들은 p형 GaN의 전도도를 개선하기 위해 GaN 웨이퍼에 증착된 금속 Mg 박막을 패턴화하고 고온에서 가열하는 어닐링이라는 기존 공정을 수행하는 실험을 진행했다. '어닐링(Annealing)'은 금속이나 유리 등의 재료를 가열한 후 천천히 식혀 내부 응집력을 제거하고 재료의 성질을 변화시키는 열처리 과정을 말한다. 금속을 가열하고 천천히 식히면 재료의 결정 구조를 변화시켜 강도, 경도, 내식성 등의 특징을 개선할 수 있다. 왕 연구원은 "GaN은 이온 결합과 공유 결합이 혼합된 광대역 갭 반도체이고 Mg는 금속 결합을 특징으로 하는 금속이지만, 이 두 이질적인 물질은 동일한 결정 구조를 가지고 있으며 육각형 GaN과 육각형 Mg의 격자 차이가 무시할 정도로 적다는 것은 놀랍도록 자연스러운 우연"이라고 말했다. 이어 "우리는 GaN과 Mg사이의 완벽한 격자 일치가 구조를 만드는 데 필요한 에너지를 크게 줄여 이러한 초격자의 자발적인 형성에 중요한 역할을 한다고 생각한다"라고 설명했다. 연구팀은 최첨단 전자 현미경 이미징을 사용해 GaN 및 Mg 층이 번갈아 나타나는 초격자의 자발적인 형성을 관찰했다. GaN과 Mg는 물리적 특성이 크게 다른 물질이므로 이처럼 초격자가 자발적으로 형성된 것은 매우 특이한 현상이다. 연구팀은 이 독특한 삽입 거동을 '틈새 삽입(interstitial intercalation)'이라고 명명하고, 이것이 모재에 압축 변형을 유발한다는 것을 밝혀냈다. 특히 Mg 층이 삽입된 GaN은 20GPa 이상의 높은 응력을 견뎌냈다. 이는 대기압의 20만배에 해당하며, 박막 물질에서 기록된 가장 높은 압축 변형이다. 이는 실리콘 필름에서 일반적으로 발견되는 압축 응력(0.1~2GPa)보다 훨씬 크다. 전자 박막은 이러한 변형으로 인해 전자 및 자기 특성에 상당한 변화를 겪을 수 있다. 연구팀은 변형된 방향을 따라 정공 수송을 통한 GaN의 전기 전도도가 크게 향상되었음을 발견했다. 한편, 이 연구는 'GaN 기술의 요람'으로 알려진 나고야 대학에서 이루어졌다는 데 의미가 있다. 이번 연구의 교신 저자인 아마노 히로시와 나고야 대학의 아카사키 이사무는 1980년대 후반에 Mg가 도핑된 GaN을 사용해 최초의 청색 LED를 개발했다. 이들의 공헌은 2014년 노벨 물리학상 수상으로 이어졌다. 이번 연구에서는 2차원 Mg 도핑의 새로운 메커니즘을 밝혀냄으로써 III-질화물 반도체 연구 분야의 잠재적으로 새로운 길을 열 것으로 기대된다. 왕 연구원은 "마그네슘이 삽입된 GaN 초격자 구조의 발견과 2D-Mg 도핑의 새로운 메커니즘 규명은 질화 3족 반도체 연구 분야의 선구적인 업적을 기릴 수 있는 어렵게 얻은 기회"라고 말했다. 노벨상 수상 후 10년 만에 Mg 도핑의 기술을 발전시킨 왕 연구원은 "이 시기적절한 발견이 이 분야의 새로운 길을 열고 더 많은 기초 연구에 영감을 줄 수 있는 '자연의 진정한 선물'"이라고 밝혔다. 이 연구에는 나고야 대학에서 지아 왕, 카이 웬타오, 순 루, 에미 카노, 비랩 사르카, 와타나베 히로타카, 이카라시 노부유키, 혼다 요시오, 아마노 히로시 등이 참여했다. 외에도 메이지 대학교의 연구진과 오사카 대학교의 나카지마 마코토 교수가 이끄는 광학 그룹이 이 연구의 다른 공저자로 참여했다.
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[신소재 신기술(59)] 질화갈륨-마그네슘 초격자, 새로운 합성법으로 탄생
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한국, 올해 1분기 경제성장률 1.3% 증가⋯수출·건설투자 견인
- 올해 1분기 한국 경제가 수출 호조와 건설투자, 민간소비 회복 등에 의해 1% 이상 성장세를 보였다. 한국은행은 5일, 2024년 1분기 실질 국내총생산(GDP)와 성장률(직전부기대비·잠정치)이 1.3%로 집계됐다고 밝혔다. 이는 지난 4월 25일 공개된 속보치와 동일하고, 2021년 4분기(1.6%) 이후 2년 3개월만에 가장 높은 분기 성장률이다. 분기 성장률은 수출이 급격히 줄어들면서 2022년 4분기(-0.5%)에 하락하기 시작했다. 이후 2023년 1분기(0.4％) 반등한 뒤 2분기(0.6％), 3분기(0.8%), 4분기(0.5%)와 올해 1분기까지 다섯 분기 연속 플러스(+) 성장세를 유지하고 있다. 최정우 한국은행(이하 한은) 국민계정부장은 향후 성장경로 전망에 대해 "1분기 수준이 굉장히 높았기 때문에 2분기에는 어느 정도 조정이 이뤄지고 이후 3, 4분기에 회복하는 흐름을 보일 것으로 본다"고 말했다. 1분기 성장률을 부분별로 살펴보면 건설투자 부분이 월등한 성장세를 보였다. 건물과 토목 건설이 동반 회복하면서 3.3%나 급등해 속보치인 2.7%보다 더 높게 나타났다. 최 부장은 "건설투자 반등은 전 부기 큰 폭 감소에 따른기조효과와 양호한 기상 여건, 일부 사업장의 마무리 공사 진행 등 일시적인 요인으로 인한 것으로 본다"고 설명했다. 그는 또 "향후 입주 물량 취소, 착공 수주감소세 영향을 다소 부진한 흐름이 예상된다"면서도 "부동산프로젝트 파이낸싱(PF)과 관련된 북활실성이 잘 조정된디면 성장에 미츤 ㄴ영향은 제한적일수도 있다"고 말했다. 1분기 수출은 반도체와 휴대전화 등 정보기술(IT) 품목과 석유제품을 중심으로 1.8% 늘었다. 이에 최부장은 "반도체와 이동전화 등 IT 품목 수출이 당초 예상보다 더 호조를 나타냈다"며 "속보치보다도 잠정치에서 수출이 크게 늘어난 것은 해외생산을 통한 수출이 애초 파악한 것보다 훨씬 좋았기 때문"이라고 밝혔다. 민간소비의 경우, 의류 등 재화와 음식점업, 숙박 등 서비스가 모두 증가해 0.7% 늘었다. 정부소비 또한 물건비 지출 중심으로 0.8% 증가했다. 반면, 설비투자는 운송장비 등의 침체로 2.0% 마이너스 성장세를 보였다. 수입 또한 천연가스와 전기장비 등의 부분에서 0.4% 감소했다. 이번 잠청치를 속보치와 비교하면 민간소비(0.8%→0.7%)와 설비투자(-0.8%→-2.0%)는 하향조정됐다. 반대로 정부소비(0.7%→0.8%)와 수입(-0.7%→-0.4%)은 늘었다. 속보치보다 2024년 1분기 설장률에 가장 크게 기여한 항목은 수출에서 수입을 뺀 순수출이었다. 순수출은 1분기 성장률을 0.8%포인트(p) 상승시켰다. 아울러 건설투자(0.5%p)와 민간소비(0.3%p), 정부소비(0.1%p)도 성장세에 힘을 실었다. 그러나 설비투자(-0.2%p)와 정부투자(-0.1%p)는 각각 0.2%p, 0.1%p씩 성장률을 갉아먹었다. 속보치와 비교하면 민간소비(-0.1%p)와 설비투자(-1.2%p) 성장률은 낮아졌지만, 건설투자(+0.7%p)와 수출(+0.9%p)은 상향 조정됐다. 업종별 성장률의 경우 건설업이 5.5%로 가장 높았고, 농림어업이 1.8%로 그 뒤를 이었다. 제조업도 운송장비 등을 중심로 0.9% 늘었다. 서비스업 또한 도소매와 숙박음식업, 문화기타서비스 위주로 0.9% 증가했다. 한편, 한은은 올해 1분기 성장룰 잠정치부터 국민계정 기준년이 기존 2015년에서 2020년으로 바뀌었기 때문에, 각각 2015년과 2020년을 기준으로 산출된 속보치와 잠정치를 비교했을때 주의를 기울여야 한다고 밝혔다. 한은 분석에 따르면 기준년을 조정한 새로운 시계열에서 2001~2023년 연평균 GDP 성장율(3.6%)이 기존 시계열상 성장율(3.5%) 보다 0.1%p 높아졌다. 그러나 한은은 1분기 성장률 장점치(1.3%)가 속보치와 같은 수준을 유지한 데 시계열 조정 효과가 얼마나 영향을 미쳤는지는 공개하지 않았다.
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한국, 올해 1분기 경제성장률 1.3% 증가⋯수출·건설투자 견인
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입양·재혼도 증여세 공제⋯국세청 '상속·증여 세금상식' 배포
- 입양과 재혼, 미혼출산도 올해부터 시행되는 혼인·출산 증여재산 공제 헤택을 받을 수 있게 됐다. 국세청은 4일 상속·증여세 관련 상담 사례와 신고 과정에서 발생하는 실수 사례를 모은 '상속·증여 세금상식 Ⅱ'를 제작해서 배포한다고 밝혔다. 올해부터 혼인·출산한 자녀는 1억원까지 세금을 내지 않고 부모에게서 증여를 받을 수 있다. 기존 비과세 대상인 5000만원까지 합해서 총 1억5000만원을 세금을 물지 않고 받을 수 있게 된 것이다. 초혼이나 재혼과 관계 없이 모두 증여재산 공제를 받을 수 있다. 또한 아이를 입양하거나 미혼 상태에서 자녀를 출산해도 장여재산 공제 적용 대상에 해당한다. 그렇다면 둘째도 출산·증여재산 공제를 받을 수 있을까? 출산·증여재산 공제는 자녀의 출생 순서와 무관하게 적용되므로 둘째 출생일로부터 2년 이내에 재산을 증여받으면 출산 증여재산공제가 적용된다는 게 국세청의 설명이다. 다만 혼인 증여재산공제와 다르게 출생일이나 잉입양신고일 전에 증여받으면 적용되지 않으므로 증여 계획이 있다면 자녀의 출생일이나 입양신고일 이후에 증여를 받아야 한다. 부득이한 사정으로 결혼식 후 혼인신고를 늦게 했을 경우 과연 증여재산 공제를 받을 수 있을까? 예를 들어 '2021년 12월에 결혼식을 올리고, 사정이 있어서 2022년 12월에 혼인 신고를 했다. 그런데 2024년 5월에 부모에게서 현금을 증여받았다.' 이 경우 결혼식을 올린 지 2년이 지났기 때문에 혼인 증여재산공제가 적용될까? '혼인일은 혼인관계증명서상 신고일을 말하는 것이므로 결혼식을 올린 날짜와 무관하다'고 국세청은 설명했다. 위의 사례와 같이 2021년 12월 굘혼식을 올렸지만, 2022년 12월 혼인신고를 했다면 증여일(2024년 5월)전 2년 내에 해당하므로 혼인 증여재산 공제를 받을 수있다는 설명이다. 국세청은 또 증여재산이 공제액(5000만원)보다 적어서 실제로 내야할 세금이 없다면 증여세 신고를 하지 않아도 불이익을 받지 않는다고 밝혔다. 그러나 증여세 신고를 한 금액은 향후 필요한 경우 자금 원천으로 인정 받을 수 있기 때문에 가급적이면 신고를 하는 것이 좋다. 증여받은 재산을 양도할 때 증여액을 취듞5ㅏ액으로 인정받을 수도 있다. 단, 혼인·증여재산 공제 대상에 '채무 면제'는 포함되지 않는다. 결혼 전 자녀가 부모에게서 돈을 빌려 사용한 뒤 결혼 후, 부모가 자녀들이 빌린 돈을 받지 않기로 한 경우가 이에 해당된다. 이때 자녀가 빌린 돈은 증여세 과세 대상이지만 혼인 증여재산 공제를 받을 수는 없다. 즉, 채무자(빌려준 사람)로부터 채무 면제를 받으면 채무자(빌린 사람)는 그 면제 받은 채무액에 대해 증여세를 내게 되는 데, 채무자가 채무 면제로 얻은 증여이익은 혼인·출산증여 공재가 적용되는 증여 재산이 아니므로, 부모에게서 빌린 돈을 면제 받기로 약정하더라도 혼은 증여재산공제가 적용되지 않는다는 것. 이는 혼인 증여재산 공제가 법에 규정된 대상만을 적용하는 '열거주의'를 따르고 있기 때문이다. 국세청은 '채무 면제'는 증여재산 공제 대상으로 법에 열거되지 않기 때문에 공제를 받을 수 없다고 설명했다. 위의 경우 부모로부터 현금을 받아 증여재산공제를 받은 뒤 채무를 상환하는 방법이 있다고 국세청은 부연했다. 한편, '상속·증여 세금상식 Ⅱ'는 국세청 홈페이지에 게시될 예정이다. 국세청 공식 블로그와 페이스북 등을 통해서도 확인할 수 있다. 국세청은 앞으로도 국민들이 궁금해하는 주제를 선별해 주기적으로 안내하여 상속·증여세를 쉽게 이해할 수 있도록 지원하겠다고 밝혔다.
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입양·재혼도 증여세 공제⋯국세청 '상속·증여 세금상식' 배포
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한국 1∼4월 국세수입 8조원 감소…법인세 13조원 급감 '충격'
- 올해 우리나라 법인세 수입이 급감하면서 4월까지 수입 감소 규모가 8조원을 넘어섰다. 법인세 수입은 지난해 기업 실적 부진의 영향으로 지난 4월까지 약 13조 원 가까이 줄어든 것으로 나타났다. 이에 따라 작년에 이어 올해도 세수 부족이 불가피할 것이라는 전망이 힘을 얻고 있다. 31일 기획재정부가 발표한 '4월 국세수입 현황'에 따르면, 1∼4월 국세수입은 125조 6000억원으로, 작년 같은 기간보다 8조 4000억원 줄었다. 4월 한 달 동안의 국세수입은 6조 2000억원 감소한 40조 7000억원이었다. 올해 누계 국세수입은 3월에 작년 대비 2조 2천억 원 감소한 데 이어, 4월에는 감소 폭이 더 커졌다. 예산 대비 세수 진도율은 34.2%로, 작년(38.9%)이나 최근 5년 평균(38.3%)보다 낮다. 국세수입 감소의 주요 원인은 법인세 감소다. 1∼4월 법인세 수입은 22조 8000억원으로, 작년보다 12조 8000억원 줄었다. 원천분의 증가에도 불구하고 일반·연결 법인의 사업 실적이 저조했던 영향이다. 법인세 수입은 4월에만 7조 2000억원 줄어들면서, 올해 누계 감소분은 3월 누계분(5조 5000억원)보다 두 배 이상 확대됐다. 세수 진도율(29.4%)도 작년 4월 기준(33.9%)보다 낮다. 대기업 영업손실로 법인세 미납 법인세 수입 감소는 삼성전자, SK하이닉스 등 주요 대기업이 영업 손실로 인해 법인세를 내지 못한 영향이 컸다. 특히 4월에는 금융지주회사의 법인세 실적도 '조 단위'로 감소했다. 작년 회계상 이익은 컸지만, 주식 처분이 이뤄지지 않아 세무상 이익으로 연결되지 않았다는 것이 기획재정부의 설명이다. 1∼4월 소득세는 35조 3000억원으로, 작년보다 4000억원 줄어 3월(-7000억 원)에 이어 감소세를 보였다. 고금리로 이자소득세가 1조 4000억 원 늘었지만, 기업 성과급 감소와 연말정산 환급금 증가 등으로 근로소득세가 1조 5000억 원 줄어든 탓이다. 4월 소득세는 급여 증가 등으로 3000억원 늘었다. 1∼4월 부가가치세는 국내분 납부 실적이 개선되면서 4조 4000억원 늘어난 40조 3000억원을 기록했다. 4월까지 증권거래세는 1조 9000억원이 걷혔다. 거래대금 증가에도 세율 인하 등의 영향으로 작년과 비슷한 수준을 유지했다. 1∼4월 관세는 수입 감소 영향으로 3000억 원 줄어든 2조 1000억원으로 집계됐다. 정부는 최근 종합소득세 수입의 개선세와 작년 해외 증시 호조에 따른 5월 양도소득세 증가 전망 등을 근거로 세수 상황이 다소 나아질 수 있을 것으로 기대하고 있다. 상반기 기업 실적 개선으로 8월 법인세 중간예납분이 늘어날 가능성도 긍정적인 요인이다. 그러나 지금까지의 세수 감소 폭을 고려하면, 앞으로 세수 상황이 극적으로 개선되지 않는 한 작년에 이어 올해도 세수 결손이 불가피할 것이라는 전망이 힘을 얻고 있다. 4월 기준 세수 감소 규모가 올해와 비슷했던 2013년, 2014년, 2020년에는 모두 연간 기준으로 6조∼13조 원 규모의 세수 결손을 기록한 것으로 나타났다. 윤수현 기획재정부 조세분석과장은 "법인세 수입이 많이 줄었고 나머지 세수가 이를 보완하는 상황"이라며 "과거 자료와 비교해 보면, 올해는 예산만큼 세금이 들어오기는 어려울 것 같다"라고 말했다. 올해 총선을 앞두고 재정 집행이 집중된 상황에서 세수 부진까지 겹치면서 재정 수지는 악화일로다. 정부의 실질적인 재정 상태를 보여주는 관리재정수지는 3월까지 75조 3000억원 적자를 기록하며 같은 달 기준 역대 최대치였다. 올해도 작년에 이어 세수 부족 가능성이 커지면서, 9차례 인하 조치가 연장된 유류세율의 환원 가능성에도 관심이 쏠리고 있다. 기획재정부도 오는 6월 유류세 인하 조치 종료를 앞두고 환원 여부를 검토 중이다. 그러나 최근 국제유가 하락세에도 이스라엘-하마스 전쟁 등으로 불확실성이 여전한 만큼, 아직 환원 여부를 결정하지 못한 것으로 전해졌다.
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한국 1∼4월 국세수입 8조원 감소…법인세 13조원 급감 '충격'
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[퓨처 Eyes(38)] 10년 안에 로봇으로 머리 이식 가능할까?
- 인공지능(AI) 기술의 급격한 발전은 의료 분야에도 혁신적인 변화를 가져오고 있다. 특히, 벤처기업 브레인브리지(BrainBridge)가 발표한 인공지능(AI) 로봇을 이용한 머리 이식 시스템은 10년 안에 머리 이식(Head Transplant)이 현실화될 수 있다는 가능성을 제시하며 전 세계적인 주목을 받고 있다. 신경과학 전문매체 뉴로사이언스뉴스와 뉴아틀라스 등 다수 외신에 따르면 브레인브리지는 최근 최첨단 로봇 외과의사가 머리 이식 수술을 주도적으로 수행하는 기술 개발을 발표했다. 브레인브리지의 혁신적인 머리 이식 시스템 1997년 개봉한 오우삼 감독의 액션 영화 '페이스 오프(Face/Off)'의 숀 아처(존 트라볼타 분)와 캐스터 트로이(니콜라스 케이지 분)의 얼굴 이식 장면이 생각나는 지점이다. 영화 속 숀은 청부 테러범 케스터의 얼굴과 목소리까지 완벽하게 복제해 흥미진진한 볼거리를 제공했다. 브레인브리지는 하셈 알-가일리(Hashem Al-Ghaili) 박사가 설립한 기업으로, 그는 뉴럴링크(Neuralink)를 두피 마사지처럼 보이게 하는 움직임으로 알츠하이머 등 중증 장애를 가진 사람들에게 새로운 삶을 선사하기 위해 머리와 얼굴 전체 수술을 하고자 한다고 전했다. 브레인브리지는 고속 로봇 시스템과 AI 알고리즘을 활용하여 기증자의 머리를 환자의 몸에 이식하는 시스템을 개발하고 있다. 이 시스템은 척수, 신경, 혈관을 정밀하게 연결하고, 독점적인 화학 접착제와 폴리에틸렌 글리콜을 사용하여 절단된 뉴런을 재생하는 혁신적인 기술을 접목했다. 이는 기존의 수술 방식으로는 불가능했던 복잡한 수술 과정을 자동화하고, 성공률을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다. 불치병 치료의 새로운 희망 알-가일리 박사는 지난해 10 소셜 미디어 X(구 '트위터')를 통해 "첨단 로봇공학과 완전한 머리와 안면 이식 절차를 수행하는 세계 최초의 머리 이식 시스템인 브레인브리지를 발표하게 되어 기쁘다"고 말했다. 그는 이 기술이 말기 암, 전신 마비, 알츠하이머, 파킨슨병 등 현대 의학으로 치료가 어려운 불치병 환자들에게 새로운 삶의 기회를 제공할 수 있다고 강조한다. 알-가일리 박사는 8년 안에 첫 수술을 목표로 척수 복구와 같은 난제를 해결하기 위해 최고의 인재를 영입하고 있으며, 척수 수술 성공을 시작으로 머리 이식까지 점진적으로 나아갈 계획이다. 윤리적 논쟁과 기술적 과제 하지만 이러한 혁신적인 기술 발표는 의료계와 사회 전반에 걸쳐 뜨거운 논쟁을 불러일으키고 있다. 2017년에도 알-가일리 박사가 머리 이식 수술을 제안했지만 아직 실현되지 않았으며, 척수 손상 복구와 같은 기술적 문제는 여전히 극복해야 할 과제로 남아있다. 또한, 뇌 이식과 관련된 윤리적인 문제, 예를 들어 개인의 정체성, 기억, 감정 등에 대한 논의는 사회적 합의가 필요한 부분이다. 미래 의료 기술의 발전과 논쟁 브레인브리지의 머리 이식 시스템은 아직 초기 단계이며, 대기 명단 신청도 불가능한 상황이다. 그러나 이 기술은 미래 의료 기술 발전의 가능성을 보여주는 동시에, 생명 윤리, 사회적 영향 등 다양한 측면에서 심층적인 논의를 촉발하고 있다. 머리 이식에 가장 큰 도전 과제 중 하나는 신경 연결이다. 이식된 머리가 신체와 제대로 연결되기 위해서는 수 많은 신경망이 정확하게 연결되어야 한다. 또한 이식된 머리와 신체가 제대로 소통하기 위해서는 혈관이 성공적으로 연결되어야 하며, 이는 수술 중에서도 매우 복잡한 과정이다. 적절한 혈류와 산소 공급이 없으면 조직이 손상될 수 있다. 의학계자는 현재의 의학 기술로는 이렇게 복잡한 신경 연결을 성공적으로 수행하는 것은 매우 어렵다고 밝혔다. 머리 이식은 기술적으로 매우 복잡하며, 수술의 성공 가능성도 낮다. 머리 이식 수술을 받은 사람은 심리적으로 큰 충격을 받을 수 있다. 자신의 신체가 다른 사람의 것이라는 인식은 심각한 정체성 혼란과 정신적 문제를 일으킬 수 있다. 또한 사회적 수용 및 법적 문제도 중요하다. 앞으로 브레인브리지의 기술 개발 과정과 함께, 머리 이식과 관련된 윤리적, 사회적 논쟁은 더욱 활발하게 진행될 것으로 예상된다.
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[퓨처 Eyes(38)] 10년 안에 로봇으로 머리 이식 가능할까?
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한국 4월 외화예금, 약 37억달러 감소…기업 달러예금 줄어
- 우리나라 올해 4월 거주자 외화예금이 기업을 중심으로 약 37억달러 감소했다. 한국은행이 24일 발표한 '거주자 외화예금 동향'에 따르면 2024년 4월 말 기준 외국환은행의 거주자 외화예금 잔액은 913억5000만달러로 3월 말보다 36억6만달러 줄었다. 이는 1월 이후 넉 달째 감소세를 보이고 있다. 거주자 외화예금은 내국인과 국내 기업, 국내 6개월 이상 거주한 외국인, 국내에 진출해 있는 외국 기업 등의 국내 외화예금을 말한다. 주체별로는 한 달 새 기업예금(잔액 765억1000만달러)과 개인예금(148억4000만달러)이 각각 35억4000만달러, 1억2000만달러 감소했다. 통화 종류별로는 미국 달러화(743억3000만달러)와 유로화(48억2000만달러)가 32억6000만달러, 5억5000만달러씩 감소했다. 엔화(97억1000만달러) 역시 1억1000만달러 줄었다. 은행별로는 국내은행(예금 잔액 815억4000만달러)의 외은지점(98억1000만달러)은 각각 23억4000만달러, 13억2000만달러 감소했다. 한국은행 관계자는 달러화 예금 감소에 대해 "달러를 적극적으로 미리 확보해 놓으려는 기업의 수요가 적었기 때문"이라며 "원/달러 환율이 높은 수준이라는 인식 등이 영향을 미친 것으로 추정된다"고 설명했다. 또한 "유로화 예금의 경우 일부 외국계 기업의 배당 때문에, 엔화 예금은 엔화 약세에 따른 미국 달러화 환산액 감소 등으로 줄었다"고 말했다.
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- 경제
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한국 4월 외화예금, 약 37억달러 감소…기업 달러예금 줄어
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[신소재 신기술(47)] ETH 취리히, 그래핀 내 전자 소용돌이 최초 감지
- 스위스 연방 공과대학교(ETH 취리히)의 연구팀이 최초로 고해상도 자기장 센서를 사용해 그래핀에서 전자 소용돌이를 직접 검출하는 데 성공했다고 과학 웹사이트 phys.org가 지난 14일(현지시간) 보도했다. 금속 와이어와 같은 일반적인 전기 도체를 배터리에 연결하면 도체 내의 전자는 배터리가 생성하는 전기장에 의해 가속된다. 전자는 이동하는 동안 전선의 불순물 원자 또는 결정 격자의 빈 공간과 자주 충돌해 운동 에너지의 일부를 격자 진동으로 변환한다. 이 과정에서 손실되는 에너지는 예를 들어 백열전구를 만질 때 느낄 수 있는 열로 변환된다. 격자 불순물과의 충돌은 자주 발생하지만 전자 간의 충돌은 훨씬 드물다. 그러나 벌집 모양 격자로 배열된 탄소 원자 단일층인 그래핀을 일반적인 철 또는 구리 와이어 대신 사용하면 상황이 달라진다. 그래핀에서 불순물 충돌은 드물고 전자 간 충돌이 주요 역할을 한다. 이 경우 전자는 점성 액체처럼 행동한다. 따라서 잘 알려진 흐름 현상인 소용돌이(와류)가 그래핀 층에서 발생해야 한다. ETH 취리히의 크리스티안 데겐(Christian Degen) 연구원은 고해상도 자기장 센서를 사용해 그래핀의 전자 소용돌이를 처음으로 직접 감지하는 데 성공했다고 '사이언스(Science)' 저널에 보고했다. 고감도 양자 감지 현미경 데겐과 그의 동료 연구원들은 제작 과정에서 폭 1㎛(마이크로미터) 너비의 전도성 그래핀 스트립에 부착한 작은 원형 디스크에 형성된 소용돌이를 연구했다. 디스크의 직경은 1.2㎛에서 3㎛사이였다. 이론적 계산에 따르면 작은 디스크에서는 전자 소용돌이가 형성되지만 큰 디스크에서는 형성되지 않아야 한다. 소용돌이를 가시화하기 위해 연구팀은 그래핀 내부에 흐르는 전자가 생성하는 미세한 자기장을 측정했다. 이를 위해 연구팀은 다이아몬드 바늘 끝에 질소-공동 센터(Nitrogen-vacancy center, NV 센터)가 내장된 양자 자기장 센서를 사용했다. 원자 결함인 NV 센터는 외부 자기장에 따라 에너지 레벨이 변하는 양자 물체처럼 작동한다. 레이저 빔과 마이크로웨이브 펄스를 사용하면 센터의 양자 상태를 자기장에 최대 감도를 갖도록 준비할 수 있다. 연구원들은 레이저를 사용해 양자 상태를 판독함으로써 이러한 자기장의 세기를 매우 정확하게 측정할 수 있었다. 데겐 연구팀의 박사 과정 학생이었던 마리우스 팜은 "다이아몬드 바늘의 크기가 작고 그래핀 층과의 거리가 약 70나노미터에 불과하기 때문에 100나노미터 미만의 해상도로 전자 전류를 볼 수 있었다"고 말했다. 이 분해능은 소용돌이를 관찰하기에 충분하다. 소용돌이 흐름 방향 반전 관찰 연구팀은 측정에서 더 작은 디스크에서 예상되는 소용돌이의 특징적인 징후, 즉 흐름 방향의 반전을 관찰했다. 일반(확산) 전자 수송에서는 스트립과 디스크의 전자가 같은 방향으로 흐르지만, 소용돌이의 경우 디스크 내부의 흐름 방향이 반전된다. 계산에서 예측한 대로 더 큰 디스크에서는 소용돌이가 관찰되지 않았다. 팜은 "매우 민감한 센서와 높은 공간 분해능 덕분에 그래핀을 냉각할 필요도 없었고 상온에서 실험을 수행할 수 있었다"고 말했다. 또한, 연구팀은 전자 와류뿐만 아니라 정공 캐리어에 의해 형성된 와류도 감지했다. 그래핀 아래에서 전압을 가함으로써, 연구원들은 전류 흐름이 더 이상 전자가 아닌 정공이라고도 하는 누락된 전자에 의해 전달되도록 자유 전자의 수를 변경했다. 전자와 정공이 모두 작고 균형 잡힌 농도가 있는 전하 중립점에서만 와류가 완전히 사라졌다. 팜은 "현재 전자 소용돌이의 탐지는 기초 연구이며 아직 미해결 과제가 많이 남아 있다"고 말했다. 연구팀은 전자와 그래핀의 경계면과의 충돌이 흐름 패턴에 어떤 영향을 미치는지, 더 작은 구조에서 어떤 효과가 발생하는지 추가 연구를 진행할 계획이다. 출처: Marius L. Palm 외, '상온에서 그래핀의 전류 소용돌이 관찰', Science (2024). DOI: 10.1126/science.adj2167
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[신소재 신기술(47)] ETH 취리히, 그래핀 내 전자 소용돌이 최초 감지
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한은, 통화량 10개월 연속 증가…가계·기업, 예금 등 자금 유입
- 가계와 기업의 자금이 예금 등에 대거 흘러들면서 올해 3월 우리나라 통화량이 64조원 이상 또 증가했다. 한국은행이 16일 공개한 '통화 및 유동성' 통계에 따르면 지난 3월 평균 광의 통화량(M2 기준·평잔)은 3994조원으로 직전월인 2월보다 1.6%(64조2000억원) 늘었다. 작년 6월 이후 10개월째 증가세를 보이고 있다. 넓은 의미의 통화량 지표 M2에는 현금, 요구불예금, 수시입출금식 예금(이상 M1) 외 머니마켓펀드(MMF), 2년 미만 정기 예금·적금, 수익증권, 양도성예금증서(CD), 환매조건부채권(RP), 2년 미만 금융채, 2년 미만 금전신탁 등 곧바로 현금화할 수 있는 단기 금융상품이 포함된다. 이들 금융상품 가운데 수시입출금식 예금과 정기 예·적금, MMF가 한 달 사이 각 18조6000억원, 12조9000억원, 10조7000억원 증가했다. 반대로 CD를 중심으로 시장형 상품에서는 4조9000억원이 유출됐다. 경제 주체별로 보면 가계·비영리단체와 기업에서 통화량이 각각 정기 예·적금과 수시입출식 예금을 중심으로 35조6000억원, 7조5000억원 증가했다. 반면, 증권사 등 기타 금융기관에서는 통화량이 정기 예·적금을 중심으로 6000억원 감소했다. 현금·요구불예금·수시입출금식 예금만 포함하는 좁은 의미의 통화량 M1(1244조8000억원)도 현금 통화와 요구불 예금을 중심으로 전월보다 2.2%(27조2000억원) 증가했다. 한국은행 관계자는 "투자 대기자금 유입 등으로 수시입출식 저축성예금이 늘었고, 은행의 투자 대기자금 유치 활동의 결과 정기 예·적금도 증가했다"며 "MMF에는 국고 여유자금과 청약증거금 등이 유입됐다"고 설명했다.
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- 경제
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한은, 통화량 10개월 연속 증가…가계·기업, 예금 등 자금 유입
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[퓨처 Eyes(35)] 첨단 '고밀도 물 없는 수력' 에너지 플랜트 시연
- 기존 수력 발전의 한계를 극복하는 저지대 언덕을 활용한 고밀도(HD) '무수력(無水力·물 없는 수력) 발전' 시스템이라는 혁신적인 에너지 저장 기술이 개발됐다. 영국 스타트업 리에너자이즈(RheEnergise)가 개발한 무수력 발전 시스템은 물 대신 2.5배 더 높은 밀도의 액체를 사용해 기존 수력 발전소의 40% 용량으로 동일한 전력 저장 성능을 달성했다고 리차지뉴스와 뉴아틀라스 등 다수 외신이 최근 보도했다. 리에너자이즈의 고밀도 무수력(HD Hydro) 기술은 물 대신 특수한 미네랄 분말과 혼합된 액체를 사용해 에너지 저장 효율이 높다. 이 무거운 유체를 사용하면 40%의 부피, 훨씬 작은 탱크 또는 상부 탱크와 하부 탱크 사이의 40%의 높이 차이를 사용해 기존의 양수 발전과 동일한 에너지 저장 성능을 얻을 수 있다. 에너지 수요가 낮을 때 HD Hydro 시스템은 올림픽 규격 수영장보다 큰 지하 저장 탱크로 오르막의 물보다 2.5배 더 밀도가 높은 특허 받은 유체를 펌핑한다. 프로젝트는 5MW에서 100MW까지 다양하며 100m 이하의 수직 높이에서 작업할 수 있다. 또한 이 에너지 저장 시스템은 풍력 및 태양열 시설에서 잉여 전력을 활용하는 데도 사용 가능하다. 기존의 수력 발전 시스템은 세계 최고의 친환경 전기 생산 수단으로, 생산량의 4300TWh, 즉 전체 전기의 15%를 차지한다. 수력 발전으로얻은 전기를 수력 전기라고 하며 일단 건설되면 더 이상 직접적인 폐기물은 발생하지 않으며, 이산화탄소 배출량도 적다. 최근 몇 년 동안 수력 발전이 확장되었음에도 불구하고 지형적인 제약 등으로 더 이상 확장할 여지가 많지 않다. 전통적인 수력 발전은 효율적인 전력 생산을 위해 가파르고 산이 많은 지형 등 충분히 높은 수위를 가진 큰 수역이 필요하다. 기존 수력발전은 지형적 제약을 받지만, 이 기술은 언덕이 훨씬 낮은 지역에도 에너지 저장 시설을 설치할 수 있어, 기존 방식으로는 사용할 수 없었던 전 세계 다양한 지역에 깨끗한 형태의 에너지를 제공할 수 있다. 현재 영국 정부는 이 혁신적인 물 없는 수력 발전소의 파일럿 플랜트 설립을 승인했다. 영국은 무수력 시범 발전소 건설을 통해 기술 검증 및 상업화 기반을 마련하고자 한다. 리에너자이즈의 HD Hydro 500kW 실증기는 영국 데번주의 플리머스 외곽 콘우드(Cornwood)에 있는 광산 회사 시벨코(Sibelco)에 오는 9월 건설을 시작할 예정이다. 영국 정부의 장기 에너지 저장 시범 프로그램 지원으로 무수력 시범 발전소가 건설되며, 성공 시 상업용 대규모 발전소 건설로 이어질 전망이다. 리에너자이즈에 따르면 영국에만 6500개의 무수력 발전소의 잠재적 부지가 있다고 한다. 이 회사는 또 유럽, 아프리카, 북미 및 호주 전역에서 10만개 이상의 잠재적인 부지가 있다고 덧붙였다. 이는 태양열이나 풍력 에너지 저장에도 활용될 수 있으며 리튬 이온 배터리 대비 저렴한 비용과 장기간 저장이 가능하다는 장점이 있다. HD Hydro 시스템은 기존 수력 발전 시설을 건설하는 데 평균 5년에서 10년이 걸리는 데 비해 단 몇 년 만에 건설할 수 있다고 한다. 리에너자이즈는 또한 계곡의 범람이 필요한 기존의 양수 저장 수력 발전 시설보다 설치 면적이 현저히 작기 때문에 몇 년이 아닌 몇 달 만에 계획 승인을 받을 수 있다고 밝혔다. 전 세계가 탈탄소화 경쟁에서 재생 에너지 그리드로 전환하고 있는 상황에서 이 프로젝트는 매우 중요한 소식이다. 무수력 파일럿 플랜트 시설은 시벨코의 콘우드 공장에서 도자기, 타일, 산업용 애플리케이션뿐만 아니라 위생 도기 용 카올린을 생산하는 공장에 설치되고 있다. 이 파일럿 플랜트는 영국 정부의 장기 에너지 저장(LoDES) 실증 프로그램(화장실 제조업체에 적합한 자금 출처)의 지원을 받고 있으며, 데본 카운티 의회의 지원을 받고 있다. 스테판 크로셔(Stephen Crosher) 최고경영자(CEO)는 "이 플랜트 시연은 장기 에너지 저장 부문의 '선구적인 프로젝트'이며 리에너자이즈는 영국과 해외에서 상업 규모의 프로젝트를 구축할 수 있는 강력한 위치에 놓이게 될 것"이라고 말했다. 그는 "호주와 칠레에 이르기까지 전 세계적으로 우리 기술에 관심을 가지고 있다. 우리는 2년 이내에 첫 번째 10MW 그리드 규모 프로젝트를 가동하고 싶다"고 포부를 밝혔다.
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[퓨처 Eyes(35)] 첨단 '고밀도 물 없는 수력' 에너지 플랜트 시연
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한은, 3월 경상수지 69억달러 흑자…연간 전망치 상향 시사
- 한국 경상수지가 반도체 등을 중심으로 수출이 증가하면서 11개월 연속 흑자를 기록했다. 한국은행이 9일 발표한 국제수지 잠정통계에 따르면 지난 3월 경상수지는 69억3000만달러(약 9조4664억원) 흑자로 나타났다. 이는 지난해 5월 이후 11개월 연속 흑자일 뿐 아니라 흑자 규모도 지난 2월(68억6000만달러)보다 7000만달러(약 958억원) 늘어났다. 이에 따라 1분기(1∼3월) 경상수지는 168억4000만달러로, 지난해 1분기(-59억6000만달러)와 비교해 228억달러 개선됐다. 한은은 1분기 경상수지 흑자에 따라 연간 전망치를 상향 조정할 것임을 시사했다. 지난 2월 발표한 경제전망에서 경상수지 전망치로 상반기 198억달러 흑자, 연간 520억달러 흑자를 제시했다. 신승철 한은 경제통계국장은 "1분기 흑자만 168억4000만달러로, 상반기 전망치의 85% 수준"이라며 "경상수지 전망치 상향조정 가능성이 있다고 본다"고 말했다. 신 국장은 1분기 경상수지가 예상보다 높게 나온 점에 대해 "수출 회복세가 상당히 좋았다"며 "IT 품목 같은 경우 호조세가 컸고, 자동차·선박·일반기계 등 증가세도 이어지고 있다"고 설명했다. 또한 "수입 쪽은 두 자릿수 감소 폭이 이어졌다"며 "주로 에너지류 가격 안정으로 인한 것이며, 겨울철 온화한 날씨로 에너지류 수입이 줄어든 영향"이라고 부연했다. 그러나 4월에는 경상수지 흑자 폭이 줄어들 전망이다. 4월은 통관기준 무역수지 흑자 규모가 줄어들었으며, 국내 기업들의 외국인 배당금 지급이 집중되는 달이기 때문이다. 신 국장은 "기초자료가 많지 않지만, 상품수지 흑자 폭 축소와 본원소득 수지 적자 정도는 예상한다"며 "(4월 경상수지는) 균형 수준에 근접할 것으로 생각한다"고 말했다. 3월 경상수지를 항목별로 보면, 상품수지(80억9000만달러)가 작년 4월 이후 12개월 연속 흑자를 이어갔다. 지난해 같은 달 11억8000만달러 적자에서 1년 만에 흑자로 전환했다. 수출(582억7000만달러)은 지난해 3월보다 3.0% 많았다. 이는 지난해 10월 1년 2개월 만에 전년 동월 대비 반등한 뒤 여섯 달째 증가세가 지속됐다. 수출 품목 중에서는 반도체(34.5%)가 크게 증가했고, 지역별로는 동남아(12.7%), 미국(11.6%) 순이었다. 유럽연합(EU)와 일본 등으로의 수출은 감소했다. 반면, 화학공업제품(-11.4%), 철강제품(-9.4%), 승용차(-5.7%) 등은 하락세를 보였다. 수입(501억8000만달러)은 13.1% 감소했다. 특히 에너지 가격 하락의 영향으로 원자재 수입이 18.4% 급감했다. 원자재 중 석탄, 가스, 화학공업제품, 원유의 감소율은 각각 40.5%, 37.6%, 21.7%, 12.8%로 집계됐다. 반도체제조장비(-23.6%)를 중심으로 자본재 수입도 3.5% 줄었고, 승용차(-21.8%)·곡물(-13.1%) 등 소비재 수입도 9.5% 축소됐다. 한편, 상품수지와 달리 서비스수지는 24억3000만달러 적자로 집계됐다. 적자 규모도 전년 동기(–19억7000만달러) 보다 줄었고, 한 달 전(-17억7000만달러) 보다 더 커졌다. 서비스수지 중에서 여행수지 적자가 10억7000만달러에 달했다. 외국인 관광객 증가와 내국인 해외여행 감소 등으로 적자 폭은 2월(-13억6000만달러)보다 감소했다. 지적재산권수지(-8억달러)의 경우 특허·상표권 사용료 수입이 감소하면서 2월(-4000만달러)보다 적자가 더 커졌다. 한은은 해상운송 지급이 증가했다며 운송수지도 한 달 사이 1억8000만달러 흑자에서 1억2000만달러 적자로 전환됐다고 설명했다. 본원소득수지는 18억3000만달러 흑자였다. 국내 기업의 해외 자회사 배당 수입 등에 힘입어 대부분 배당소득수지 흑자(17억8000만달러)였다. 금융계정 순자산(자산-부채)은 3월 중 110억6000만달러 증가했다. 직접투자의 경우 내국인의 해외투자가 28억3000만달러 커졌고, 외국인의 국내 투자가 국내 바이오 기업 인수 등으로 16억1000만달러 늘었다. 증권투자에서는 내국인의 해외투자가 채권을 중심으로 88억8000만달러 확대됐다. 반대로 외국인의 국내 투자는 채권 위주로 8억4000만달러 감소했다.
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한은, 3월 경상수지 69억달러 흑자…연간 전망치 상향 시사
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[파이낸셜 워치(7)] '월스트리트의 전설' 게리 실링 "미국 경기 침체 임박…주식 시장 30% 폭락 예상"
- 월스트리트의 전설적인 예측가 게리 실링(86·Gary Shilling)은 미국이 연말까지 경기 침체를 겪을 것이며, 이는 주식 시장의 30% 하락을 촉발할 수 있다고 말했다. 미국 금융 분석가인 게리 실링은 7일(현지시간) 비즈니스 인사이더(Business Insider)와의 인터뷰에서 고용 시장이 계속 약화되면서 연말까지 경기 침체가 올 것으로 예상한다고 말했다. 실링은 이것이 투자자들의 과신으로 인한 주식 시장 랠리의 마지막 타격이 될 수 있으며, 주가가 30%까지 하락할 수 있다고 우려했다. 실링은 2008년 미국의 서브프라임 모기지 거품이 터지기 2년 전인 2006년 1월 '주택 거품은 아마도 터질 것이다'라는 기사를 통해 "서브프라임 대출이 아마도 미래 미국 경제의 가장 큰 금융 문제가 될 것이라고 경고했으며, 2007년에는 "주택이 경제를 침몰 시킬 것"이라고 정확하게 예견한 것으로 유명하다. 주식 등 위험 자산 급등세 실링은 최근 주식과 암호화폐와 같은 위험 자산의 급등세를 지적했다. 그는 그 자체가 시장이 하락할 준비가 되어 있다는 신호이며, 특히 경기 침체가 시작되면 더욱 그러하다고 말했다. 그동안 순유입액을 기록했던 세계 최대 자산운용사 블랙록의 비트코인 현물 ETF는 지난 1일 처음 순유출액(3690만 달러)을 나타내는 등 가상자산으로의 유입 자금은 줄어들고 있다. 미국 동부 시간 8일 오전 1시 19분 현재 비트코인 1개당 가격은 24시간 전 대비 1.29% 하락해 6만2577달러(약 8546만원)에 거래되고 있다. 비트코인은 지난 1일 거래됐던 5만6000 달러대보다는 11% 이상 반등했지만, 역대 최고가를 나타냈던 지난 3월 14일 7만3780달러대보다는 15% 이상 하락한 수준이다. 실링은 "우리가 지금껏 경험한 모든 종류의 투기를 보면 과신이 많다는 것을 알 수 있으며, 이는 보통 격렬하게 수정되고 조정된다"고 말했다. 고용 시장 침체 예고 경제는 이미 고금리가 타격을 입으면서 주요 약세 징후가 나타나고 있다. 실업률이 2%에 육박하는 등 노동 시장이 약화되고 있다. 미국 노동부가 지난 3일(현지시간) 발표한 4월 비농업 부문 고용은 17만5000명 증가해 월스트리트저널(WSJ)이 집계한 전문가 예상치 24만명 증가를 밑돌았다. 이에 한때 4.7%를 웃돌던 미국 10년물 국채 금리는 4.4%대로 내려섰다. 3월의 이직률은 약 2%로 하락했다. 이는 근로자들이 어려운 고용 조건에 눈을 뜨고 과거보다 직장을 그만두려는 의지가 줄어들고 있다는 신호로 해석된다. 실링은 기업들이 채용을 줄이면서 고용 시장이 "분명히 침체되고 있다"고 말했다. 그는 팬데믹 기간 동안 고용주들을 강타한 노동력 부족으로 인해 기업들이 필요 이상으로 많은 근로자를 고용하고 있다고 추정했다. 실링은 경제가 약화되면서 실업률이 5%에서 7%로 정점을 찍고 올해 말 해고가 증가할 것으로 예측했다. 그는 "고용주들은 상황이 영원히 어려울 것이라고 생각했기 때문에 인력을 유지하고 심지어 더 늘리고 싶어했다"면서 "하지만 경기가 영원히 빡빡하지는 않았다. 경제 성장이 둔화되고 있다"고 주장했다. 실링은 "고용주들이 단순히 감원하고 있다"고 덧붙였다. 특히 많은 사람들이 몇 년 전보다 재정적으로 더 나빠질 수 있다는 징후가 있기 때문에 일자리 손실은 결국 미국인들에게 큰 타격을 줄 수 있다는 것. 게다가 샌프란시스코 연준의 경제학자들은 3월까지 소비자들이 팬데믹으로 인한 초과 저축을 거의 다 소진했을 것으로 추정했다. 국체 수익률 곡선도 침체 신호 일부 경기침체 지표는 수개월 동안 경제에 대한 경각심을 불러일으키고 있다. 채권 시장의 가장 유명한 경기 침체 지표인 2-10 국채 수익률 곡선은 2022년 7월부터 경기 침체 신호를 보내고 있다. 또 다른 경기 지표인 컨퍼런스보드의 경기선행지수는 4월에 하락세를 보였지만 아직 경기 침체 영역에 진입한 것은 아니다. 실링은 "이러한 지표가 부드러워지기 시작하고 있으며, 실제 경기 침체가 시작되는 시기는 길고 변동성이 클 수 있지만, 이들 지표는 충분히 신뢰할 만하다. 아직 경기 침체가 시작되지 않았다면, 올해 말부터 경기 침체가 시작될 가능성이 있다"고 밝혔다. 실링은 시장에 대해 종종 약세 전망을 내놓는 것으로 유명하다. 이전에 그는 비즈니스 인사이더와의 인터뷰에서 다른 월스트리트 전략가들의 의견에 적극적으로 동의하지 않는다고 말했는데, 이는 일반적으로 시장에서 이미 반영된 컨센서스 견해 때문이다. 그는 "사람들이 많은 반대 증거에도 불구하고 (경제에 대해) 지나치게 낙관적이고 희망적인 전망을 하고 있다고 생각한다"고 말했다.
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[파이낸셜 워치(7)] '월스트리트의 전설' 게리 실링 "미국 경기 침체 임박…주식 시장 30% 폭락 예상"
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향유고래, 음성 알파벳 발견⋯인간 언어와 유사한 신호로 의사소통
- 과학자들이 인공지능(AI)에 사용되는 머신러닝 기술을 통해 향유고래(sperm whale)의 의사소통 과정을 일부 밝혀냈다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 컴퓨터 과학 및 인공지능 연구소(CSAIL)와 국제 향유고래 언어 연구 덴체인 프로젝트 CETI(Cetacean Translation Initiative)의 연구원들은 최근 알고리즘을 사용해 '향유고래 음성 알파벳'을 해독함으로써 인간의 음성학 및 다른 동물 종의 의사소통 시스템과 유사한 향유고래 의사소통의 정교한 구조를 밝혀냈다고 MIT뉴스와 테크크런치 등 다수 외신이 7일(이하 현지시간) 보도했다. 향유고래는 이빨고래 중에서 가장 큰 종으로 몸길이는 수컷 17~21m, 암컷 18m에 달하며 몸무게는 수컷 35~74t, 암컷 20~36t이다. 머리에 밀랍으로 가득찬 경랍기관이 있으며 거대한 사각형 머리가 특징이다. 제이컵 앤드리아 교수팀은 7일 과학 저널 '네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)'에서 카리브해에 서식하는 향유고래의 소리를 분석, 짧은 클릭 소리인 코다(coda, 악곡 종결부)가 대화와 맥락에 따라 구조가 크게 달라지는 것을 발견했다고 밝혔다. 이 연구는 다양한 언어적 기능을 수행하는 일련의 클릭음인 코다에 대해 다룬다. 도미니카 향유고래 프로젝트를 통해 관찰된 동부 카리브해 향유고래과에서 수집된 약 9000개의 코다는 이 생물의 복잡한 의사소통 시스템을 밝혀내는 데 중요한 출발점이었다. 연구팀은 지난해 6월 세상을 떠난 선구적인 해양 생물학자 로저 페인의 연구를 참고했다. 페인의 가장 영향력 있는 연구는 혹등고래의 노래에 관한 것이었다. 페인은 1971년 과학 기사인 '혹등고래의 노래'에서 고래가 노래하는 방법을 기록했다. 그의 작업은 나중에 '고래 구하기' 운동을 촉진했다. 연구팀은 카리브해 동부의 작은 섬 도미니카 해안에서 연구원 셰인 게로가 수집한 8719개의 향유고래 코다 데이터 세트를 분석하기 위해 머신러닝 솔루션을 배포했다. 이들은 연구자들이 '리듬', '템포', '루바토', '장식'이라고 부르는 다양한 요소가 상호 작용하여 구별 가능한 방대한 코다를 형성하는 '향유고래 음성 알파벳'이라는 것을 발견했다. 연구팀은" 향유고래가 다양한 클릭 소리와 리듬을 만들고 이를 조합, 변조할 수 있다"며 "이를 활용한 의사소통 체계가 이전에 생각했던 것보다 더 복잡하고 정보전달 능력도 뛰어난 것으로 나타났다"고 말했다. 이 실험은 동부 카리브해의 고래류에 부착된 음향 바이오 로깅 태그(특히 'D-태그'라고 불리는)를 사용하여 수행됐다. 이 태그는 고래의 발성 패턴의 복잡한 세부 사항을 포착했다. 새로운 시각화 및 데이터 분석 기술을 개발함으로써 CSAIL 연구진은 향유고래 개체가 같은 코다를 반복하는 것뿐만 아니라 오랫동안 다양한 코다 패턴을 낼 수 있다는 사실을 발견했다. 연구팀은 향유고래는 클릭 소리 중 코다로 불리는 부분을 통해 자기 신원을 알리는 것으로 밝혀졌지만 의사소통 시스템에 대해서는 밝혀진 게 거의 없다고 말했다. 이들은 이 연구에서 향유고래 자료가 가장 많은 도미니카 향유고래 프로젝트(Dominica Sperm Whale Project) 데이터 가운데 카리브해 동부에 서식하는 향유고래 60여 마리가 다른 개체와 사이에서 내는 소리를 녹음한 데이터를 분석했다. 이 과정에서 향유고래가 다양한 클릭 소리와 리듬을 만들고 이를 조합, 변조할 수 있으며, 클릭 소리 순서의 구조와 조합이 개체 간 대화 맥락에 따라 달라진다는 사실을 발견했다. 다니엘라 루스(Daniela Rus) CSAIL의 책임자이자 MIT의 전기공학 및 컴퓨터과학(EECS) 교수는 "우리는 기존의 실측 데이터 없이 향유고래 통신의 신비를 해독하기 위해 미지의 세계로 모험을 떠난다"라고 말했다. 루스 교수는 "머신러닝을 사용하는 것은 고래의 통신 특징을 파악하고 다음에 무엇을 말할지 예측하는 데 중요하다. 우리의 연구 결과는 구조화된 정보 콘텐츠가 존재한다는 것을 나타내며, 복잡한 의사소통은 인간에게만 있다는 많은 언어학자들의 통념에 도전하는 것이다. 이는 다른 종들도 지금까지 밝혀지지 않은 수준의 의사소통 복잡성을 가지고 있으며, 행동과 깊은 관련이 있음을 보여주는 한 걸음이다라고 말했다. 그는 이어 "우리의 다음 단계는 이러한 커뮤니케이션의 의미를 해독하고 말하는 내용과 집단 행동 사이의 사회적 수준의 상관관계를 탐구하는 것"이라고 덧붙였다.
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- IT/바이오
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향유고래, 음성 알파벳 발견⋯인간 언어와 유사한 신호로 의사소통
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[신소재 신기술(42)] 플라스틱 폐기물 90% 분해하는 혁신 기술
- 과학자들은 우리 시대 가장 심각한 환경 문제 중 하나인 플라스틱 오염을 해결하기 위한 독창적인 방법을 제시했다. 미국 캘리포니아 대학교 연구팀이 플라스틱을 먹는 매우 강한 포자가 함유된 플라스틱이 매립지에서 스스로 분해되는 기술을 개발했다고 네이처닷컴과 BBC, 뉴아틀라스 등 다수 외신이 집중 조명했다. 이 연구에서는 고온 용융 압출을 사용해 폴리머 분해 박테리아의 포자를 열가소성 폴리우레탄에 통합하는 바이오 복합재 제작을 시연했다. 플라스틱의 한 종류인 폴리우레탄은 강도와 탄성이 뛰어나 휴대폰 케이스부터 운동화까지 모든 제품에 사용되지만 재활용이 까다로워 주로 매립된다. 플라스틱에 첨가되는 박테리아의 종류는 식품 첨가물 및 프로바이오틱스로 널리 사용되는 고초균(枯草菌)으로 영문으로는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)로 불린다. 고초균은 토양과 발효식품 등 다양한 환경에서 발견되는 세균이다. 또한 바실러스 서브틸리스 포자로 채워진 열가소성 폴리우레탄의 전반적인 인장 특성이 크게 개선되어 인성이 매우 향상됐다. 캘리포니아대학교 샌디에이고 라호야 캠퍼스의 김한솔 연구원은 "자연에서 플라스틱 오염을 완화할 수 있다는 희망이 있다"고 말했다. 공동 연구원 존 포코르스키는 "우리의 공정은 소재를 더욱 견고하게 만들어 플라스틱의 수명을 연장한다"고 말했다. 그는 "그리고 이 공정이 완료되면 폐기 방법에 관계없이 환경으로부터 플라스틱을 제거할 수 있다"고 설명했다. 포코르스키 연구원은 "이 플라스틱은 현재 실험실에서 연구 중이지만 제조업체의 도움을 받으면 몇 년 안에 실제 환경에 적용될 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 플라스틱은 강하고 다양한 용도로 사용되는 소재지만, 이러한 장점은 폐기 처리를 어렵게 만드는 요인이기도 하다. 플라스틱은 분해되는 데 수십 년 또는 수백 년이 걸리기 때문에 엄청난 양의 플라스틱 쓰레기가 매립지와 바다를 오염시키고 있는 실정이다. 연구팀은 플라스틱에 플라스틱 분해 박테리아 포자를 넣어 매립지에 폐기될 때 활성화되도록 만들었다. 이를 통해 5개월 만에 플라스틱 물질의 90%가 생분해되는 것이 확인됐다. 게다가 '플라스틱 분해 박테리아 포자'를 넣은 플라스틱은 실제로 사용하는 동안 일반 플라스틱보다 더욱 견고하고 강했다. 최근 몇 년 동안 과학자들은 플라스틱을 분해하는 능력을 갖춘 박테리아를 발견하고, 이 과정을 담당하는 효소를 분리하여 효율성을 높였다. 이를 통해 효소와 박테리아로 플라스틱을 처리하는 더 효율적인 재활용 시설이 구축될 수 있다. 하지만 재활용 시설로 옮겨지지 않는 플라스틱은 어떻게 될까. 앞서 지적했듯이 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 신발, 스포츠 용품, 휴대폰 케이스, 자동차 부품 등을 만드는데 일반적으로 사용되는 견고한 플라스틱 유형이지만 현재 재활용이 불가능하다. 연구팀은 TPU 폐기 처리를 위해 플라스틱 분해 박테리아 바실러스 서브틸리스의 포자를 플라스틱 자체에 직접 넣는 새로운 방법을 연구했다. 또한 연구팀은 포자를 넣은 플라스틱 제품이 너무 일찍 분해되지 않고, 정상적인 기간 동안 사용한 뒤 매립지나 자연 환경에서 폐기될 때만 생분해가 시작되도록 설계했다. 내열성 미생물로 온도 한계 극복 먼저 극복해야 할 문제는 플라스틱 제조에 사용되는 높은 온도였다. 플라스틱 가공시 사용되는 고온으로 인해 대부분의 박테리아 포자가 죽는다. 연구팀은 이를 극복하기 위해 내열성 미생물을 유전공학적으로 제작했으며, 플라스틱 가공 온도인 135°C(275°F)에서 변형된 박테리아의 96~100%가 생존하는 것을 확인했다. 변형되지 않은 박테리아의 경우 생존율은 겨우 20%에 불과했다. 다음으로 연구팀은 박테리아가 플라스틱을 얼마나 잘 분해하는지 테스트했다. 이 과정은 토양의 영양분과 수분에 의해 시작된다. 플라스틱 무게의 최대 1% 농도에서 박테리아는 퇴비에 묻힌 후 5개월 이내에 플라스틱 물질의 90% 이상을 분해했다. 이 새로운 플라스틱은 사용 중 강도가 약화될 것으로 추정했지만, 실제로는 그 반대 효과가 나타났다. 포자를 넣어 만든 플라스틱은 일반 폴리우레탄(TPU)보다 최대 37% 더 강하고 인장 강도가 최대 30% 더 높은 것으로 나타났다. 연구팀은 포자가 강화 충전재 역할을 하는 것으로 추정했다. 연구팀은 이 기술은 확장 가능성이 높으며, 사용 중 더욱 견고하고 강하면서 재활용이 불가능한 TPU를 폐기 처리하는 새로운 방법을 열 수 있다고 말했다. 이를 다른 몇 가지 방법과 함께 사용한다면 플라스틱 오염 문제 해결에 진전을 이룰 수 있을 것으로 보인다. 플라스틱의 약 80%가 재활용되지 않고 매립지나 자연 환경에 축적되고 있는 실정다. 또한 폴리우레탄(PU)은 세계에서 6번째로 많이 생산되는 플라스틱이지만 재활용을 위한 거버넌스는 없다. PU 폐기물은 수지 식별 코드의 카테고리 7(PETE, HDPE, PVC, LDPE, PP, PS 이외의 기타 플라스틱)에 따라 잠재적으로 수거될 수 있지만, 미국에서는 일반적으로 이 카테고리의 플라스틱 중 0.3%만이 재활용되고 있다. 플라스틱 분해 과정에 박테리아 포자를 결합시킨 것은 산업 공정에서 재생 가능한 폴리머 충전재로서 살아있는 세포를 도입할 수 있는 흥미로운 기회를 제공했다는 평가를 받고 있다. 연구진은 잠재적으로 확장 가능한 이 기술이 재활용할 수 없는 TPU를 폐기하는 새로운 방법을 제시하는 동시에 사용 중에 더 튼튼하고 강하게 만들 수 있다고 말했다. 이 기술을 다른 몇 가지 방법과 결합하면 플라스틱 오염 문제를 해결하는 데 어느 정도 진전을 이룰 수 있을 것으로 기대된다. 이 연구는 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)' 저널에 발표됐다.
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[신소재 신기술(42)] 플라스틱 폐기물 90% 분해하는 혁신 기술
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[퓨처 Eyes(34)] 펭귄처럼 헤엄치는 수중 로봇, 쿼드로인 2세대 출시
- 인간 형태를 닮은 휴머노이드 로봇, 하늘을 나는 드론이 농업에 활용되며 속속 출시되는 가운데, 펭귄의 유영 방식을 모방한 수중 로봇이 공개됐다. 독일 수중 기술 기업 에보로직스(EvoLogics)는 최근 펭귄의 유영 방식을 모방한 개선된 수중 자율 운항체(AUV) 쿼드로인(Quadroin) 2세대를 출시했다고 뉴아틀라스가 보도했다. 에보로직스는 독일 베를린에 본사를 둔 수중 로봇 공학 기업으로, 혁신적이고 고성능의 수중 로봇, 데이터 네트워크, 센서 기술 개발에 주력하고 있다. 2005년 설립된 이 회사는 해양 연구, 오프쇼어 산업, 국방 분야에서 활용되는 다양한 제품과 솔루션을 제공하며 전 세계적인 명성을 얻었다. 쿼드로인은 2020년 에볼로지스가 헬름홀츠 센터 헤레온(Helmholtz-Zentrum Hereon) 연구소의 부르카르트 바셰크(Burkard Baschek) 교수와 협력하여 개발한 핑귄(PingGuin) 실험 AUV의 후속 제품이다. 핑귄의 디자인은 이 회사의 창업자인 루돌프 바나쉬(Rudolf Bannasch) 박사의 아델리(Adelie) 펭귄 운동 연구를 기반으로 구현됐다. 저항을 최소화하도록 설계된 쿼드로인은 최대 10노트(Knot)의 속도를 달성해 에너지 효율성을 극대화하고 다양한 현장 배치를 가능하게 한다. 노트는 해양에서 배의 속도를 나타내는 단위로, 1시간에 1해리(1.85km)를 가는 속도를 의미한다. 따라서 10노트는 1시간에 18.5km의 거리를 이동하는 속도에 해당한다. 일반적으로 선박의 느린 속도는 5노트 미만이며, 보통 속도는 5~10노트, 빠른 속도는 10노트 이상으로 분류된다. 물론 선박의 종류, 엔진 성능, 해양 환경 등에 따라 10노트의 속도는 느리거나 빠르게 느껴질 수 있다. 예를 들어 소형 요트의 경우 10노트는 상당히 빠른 속도이지만, 대형 컨테이너 선의 경우 10노트는 비교적 느린 속도에 해당한다. 펭귄 모방 수중 로봇 퀘드로인 사실 펭귄 모방 수중 로봇의 개념은 2009년까지 거슬러 올라간다. 당시 에보로직스는 독일 전기 자동화 기업 페스토(Festo)와 협력하여 펭귄과 유사한 아쿠아펭귄(AquaPenguin) 시연용 모델을 개발했다. 실제 쿼드로인은 2021년 5월 처음 공개되었는데, 펭귄의 유영 방식을 모방하여 제작되었으며, 헬름홀츠 센터 헤레온 연구소의 MUM(Modifiable Underwater Mothership) 프로젝트에 활용되고 있다. 이 프로젝트에서 쿼드로인은 다양한 센서를 탑재하고 무리를 지어 해류 데이터를 수집했다. 탑재된 센서는 수심별 온도, 압력, 용존 산소량, 전기 전도도, 형광 등을 정밀하게 측정할 수 있다. 다른 AUV와 마찬가지로 쿼드로인은 선박이나 해안에서 투입된 후 사전 프로그래밍된 수중 경로를 따라 자율적으로 이동하며 데이터를 수집한다. 수집된 데이터는 쿼드로인이 수면으로 올라갈 때 무선 전송되거나 기지로 돌아와 직접 다운로드받을 수 있다. 쿼드로인은 데이터를 와이파이(Wi-Fi) 또는 옵션인 이리듐 위성 모듈을 통해 전송한다. 이 두 시스템과 탑재된 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS)은 쿼드로인이 수면에 올라올 때 자동으로 뒤집히는 아치형 다기능 안테나를 사용한다. 추가적인 장점으로 안테나에는 빨간색과 초록색 LED 점멸등이 장착되어 사용자가 로봇을 회수할 때 쉽게 찾을 수 있도록 한다. 에보로직스 대표는 "새로운 쿼드로인이 올해 4분기에 양산에 돌입할 예정이며, 상업 고객들에게는 요청 시 가격 정보를 제공한다"고 밝혔다. 쿼드로인 활용 방안 쿼드로인은 다양한 해양 생물의 행동과 서식지를 관찰하고 데이터를 수집하는 데 활용될 수 있다. 이를 통해 해양 생태계에 대한 이해를 높이고 효과적인 보호 전략을 수립하는 데 기여할 수 있다. 또한, 해양 환경을 효과적으로 모니터링하는 데에도 활용될 수 있다. 쿼드로인은 수온, 염도, 용존 산소량 등 해양 환경 변수를 정밀하게 측정하고 실시간으로 데이터를 전송할 수 있다. 이를 통해 해양 오염, 기후 변화 등 해양 환경 문제를 파악하고 해결책을 모색하는 데 도움이 될 수 있다. 쿼드로인은 해저 지형을 정밀하게 측량하고 3D 모델을 구축하는 데 활용될 수 있다. 그로 인해 해양 자원 탐사, 해저 케이블 및 파이프라인 설치, 해양 구조 작업 등에 크게 활용될 수 있다. 또한, 쿼드로인은 해저 석유 및 가스 매장지를 효율적으로 탐색하고 개발 계획을 수립하는 데 활용될 수 있으며, 이를 통해 오프쇼어 에너지 개발의 효율성을 높이고 환경 영향을 최소화하는 데 도움이 될 수 있다. 뿐만 아니라, 쿼드로인은 해저 사고 현장을 탐사하고 생존자를 구조하는 데 활용될 수 있으며, 해저 침몰선 및 잔해물을 탐색하고 인양하는 데에도 활용될 수 있다. 해양 국방 분야에도 활용 쿼드로인은 적군 함정 및 해양 활동을 정밀하게 정찰하고 정보를 수집하는 데 활용될 수 있으며, 이는 해상 작전의 효율성을 획기적으로 높이고 적의 위협을 사전에 예측하는 데 크게 기여할 수 있다. 또한, 쿼드로인은 해저 지뢰를 효과적으로 탐지하고 제거하는 데 활용될 수 있으며, 이를 통해 해상 통로의 안전을 확보하고 군함 및 상선의 안전을 보호하는 데 도움이 될 수 있다. 뿐만 아니라, 쿼드로인은 해저 침몰선을 탐색하고 인양하는 데 활용될 수 있으며, 이를 통해 해양 역사 연구를 체계적으로 수행하고 침몰선에서 귀중한 유물을 발견하는 데 기여할 수 있다. 최근 미국 농업 분야에서는 드론과 인공지능(AI) 로봇 등 첨단 기술 도입이 활발하게 이루어지고 있다. 드론, 레이저 제초기, 로봇 손 등은 농작물 재배 및 가공 과정의 일부를 자동화할 수 있으며, AI 기반 시스템의 활용은 미래 농업의 새로운 가능성을 열어주고 있다. 수중 로봇 기술의 발전과 더불어 쿼드로인 또한 다양한 분야에서 활용될 것으로 전망된다. 하늘을 나는 드론이 다방면에서 활용되고 있는 것처럼, 쿼드로인 2세대는 아직 개발 초기 단계이지만, 앞으로 해양 분야뿐만 아니라 국방, 농업, 과학 연구, 레저 및 관광, 교육 등 다양한 분야에 새로운 변화를 가져올 것으로 기대된다. 한편 해양 강국인 한국은 한국해양과학기술원(KIOST), 한국해양연구원(KORDI), 한국과학기술원(KAIST), 포항공과대학교(POSTECH), 한화오션, HD현대중공업, 삼성중공업 등을 중심으로 자율 운항, 인공지능, 센서 기술, 통신기술, 로봇 공학 등의 핵심기술을 보유하고 있다. 특히 정부는 '해양 4.0' 산업 육성을 위해 수중 로봇 개발을 핵심 전략 분야로 지정하고 적극적으로 지원하고 있다.
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[퓨처 Eyes(34)] 펭귄처럼 헤엄치는 수중 로봇, 쿼드로인 2세대 출시
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