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2024-11-23 (토)

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팔 3개 로봇 지휘자, 드레스덴에서 데뷔

로봇이 오케스트라를 지휘하는 시대가 더욱 가까워지고 있다. 지난 주말 독일 드레스덴에서 차세대 로봇 지휘자 '마이라 프로 에스(MAiRA Pro S)'가 데뷔 무대를 가졌다고 영국 일간지 가디언이 14일 보도했다. 동독 지역에서 열린 두 번의 공연은 최첨단 로봇 지휘 기술과 21세기 기술을 활용한 음악을 선보이기 위한 것이었다고 이 매체는 전했다. 드레스덴 진포니커(Sinfoniker)의 예술 감독 마르쿠스 린트는 "인간 지휘자를 대체하려는 것이 아니라 인간이 연주하기 불가능한 복잡한 음악을 수행하기 위한 것"이라고 로봇 지휘자를 무대에 올린 이유를 설명했다. 혁신과 정치적 메시지로 유명한 Sinforniker는 창립 25주년을 기념해 '헬러라우 홀'에서 '로봇 심포니'를 개최했다. 콘서트는 인간 지휘자와 로봇 지휘자의 연주로 나뉘어 진행됐다. 후반부에는 3개의 팔을 가진 로봇 MAiRA가 각기 다른 색깔의 짧은 광선검 모양의 지휘봉을 쥐고 박자를 맞추었다. 오케스트라는 3개의 파트로 나뉘어 각각의 지휘봉에 반응하며 교차 리듬을 만들어냈다. 작국가 안드레아스 군들라흐는 16명의 금관악기 연주자와 4명의 타악기 연주자가 서로 다른 박자로 연주하는 '반도체의 걸작'을 작곡했다. 일부는 느리게 시작하여 속도를 높이는 반면 다른 일부는 속도를 늦춘다. 군들라흐는 지역 공영 방송 MDR과의 인터뷰에서 "MAiRA의 기술 덕분에 음악이 '단일 소스에서 나온 것처럼' 부드럽게 들린다"고 말했다. 린트는 20년 전 복잡한 곡을 연습하면서 정교한 로봇이 지휘하는 모습을 꿈꿔왔다. 그는 드레스덴 공과대학교의 CeTI(인간 참여형 촉각 인터넷 센터) 전문가들과 협력하여 이 꿈을 실현했다. CeTI는 로봇과 인간이 경쟁하는 것이 아니라 협력할 수 있다는 원칙에 기반한 혁신을 추구한다. 린트는 MAiRA에게 인간 지휘자를 가르치듯 팔 동작을 40번까지 보여주면서 2년 동안 개발 과정을 거쳤다. MAiRA는 점점 복잡해지는 동작을 통합하고 습득했다. 각 팔에는 7개의 관절이 있어 모든 방향으로 움직이고 뻗을 수 있다. 하지만 지휘봉을 너무 세게 내리치는 경우 안전 메커니즘이 작동해 MAiRA 자신이나 연주자에게 피해를 주지 않도록 설계됐다. 린트는 23년 전 파곳(프랑스식 바순) 연주자로부터 "클라리넷은 3/4박자로 지휘하면서 저는 5/8박자로 연주해야 하는데 어떻게 해야 하나요? 아무도 저를 지휘하지 않아요"라는 질문을 받았고, 당시 "나는 로봇이 아니다"라고 답했던 일화를 MDR에 소개했다. 현지 언론은 토요일인 지난 12일 밤 로봇 지휘자의 세계 초연에 대한 열광적인 반응을 보도했다. 일요일인 13일에는 라이브 스트리밍 콘서트가 이어진다. 한편, MAiRA는 기술적으로 가장 진보된 로봇 지휘자이지만 최초는 아니다. 2008년에는 1.2m 크기의 지휘봉을 든 로봇이 디트로이트 심포니 오케스트라를 지휘하여 '맨 오브 라만차'의 '이룰 수 없는 꿈(The Impossible Dream)'을 연주했다. 9년 후 이탈리아 테너 안드레아 보첼리와 루카 필하모닉 오케스트라는 피사에서 '협업' 듀얼 암 로봇 지휘자 유미와 함께 공연했다. 2023년 7월 한국에서는 안드로이드 로봇이 서울 국립극장에서 지휘대에 올랐다. 당시 인간형 안드로이드 로봇 '에버(eVER)6'는 신장 180cm의 사람 모양으로 눈길을 끌었다. 2006년 한국생산기술연구원에서 탄생한 국내 최초 안드로이드 로봇 '에버'의 여섯번째 버전이다. '에버3'은 2009년 국립국악관현악단 공연에서 소리꾼으로 무대에 오르기도 했다. 단, 에버6는 청음 기능이 없어서 연주자들이 만들어내는 소리를 듣고 즉석에서 음의 강약과 빠르기를 지시하는 인간 지휘자와 달리 단원들과 소통하지 못하고 지취자의 움직임을 모방하는 데 그쳤다.
- IT/바이오
2024-10-14
[신소재 신기술(120)] 염수 폐수를 콘크리트로 변환하는 혁신 기술 나왔다

핀란드의 오울루 대학교(University of Oulu) 연구진이 알칼리 활성화를 통해 농축 염수를 안정화해 콘크리트로 변환하는 새로운 처리 기술을 개발했다고 전문 매체 아조빌드가 전했다. 개발된 기술은 염수 폐수를 시멘트 바인더에 통합하는 혁신적 솔루션이라는 평가다. 이 연구 결과는 담수화(Desalination) 저널에 게재됐다. 연구 보고서에 따르면 광산 및 산업에서 나오는 염수 폐수를 결합, 광산 매립과 같은 다양한 용도에 사용할 수 있는 다른 유형의 시멘트 바인더를 만들 수 있다. 일종의 신소재 콘크리트인 셈이다. 이를 통해 매우 농축된 소금 용액을 고체 형태로 안전하게 결합, 비용을 절약하고 환경을 개선할 수 있다. 광업, 재가공 및 배터리 생산과 같은 여러 산업 분야에서는 일반적으로 나트륨, 황산염 및 염화물 등 세 가지 요소가 포함된 염수 폐수를 대량으로 생산한다. 이러한 분야는 녹색 친환경 및 디지털 전환이 특히 필요하다. 이러한 염 자체는 환경에 위험하거나 해롭지는 않다. 동일한 염분이 바닷물에도 널리 퍼져 있다. 그러나 발트해의 낮은 염도, 특히 내륙 담수에서는 생물군에 해로울 수 있다. 예를 들어, 지난 2012년 핀란드 광산업체 탈비바라(Talvivaara)의 광산 사고 이후 소금에 오염된 호수는 영구적으로 성층화돼 호수 바닥의 산소 결핍을 초래할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 제안된 기술은 칼슘, 실리콘, 알루미늄이 풍부한 원료를 소금물 및 소량의 수산화나트륨과 결합한다. 결과적으로 콘크리트 바인더로 사용할 수 있는, 충분한 강도를 가진 페이스트가 생산된다. 농축 염수, 나트륨, 황산염 및 염화물의 주요 성분은 고체 구조에서 매우 잘 안정화되고 수용성을 잃는 것으로 밝혀졌다. 수용성을 잃는다는 것은 물에 녹지 않아 견고함을 유지한다는 의미다. 이 연구에서는 또한 알칼리 활성 페이스트의 강도가 염도가 높을수록 증가한다는 사실도 발견했다. 단점은 소금이 부식을 일으킬 수 있기 때문에, 이러한 종류의 콘크리트에는 표준 강철 보강재를 사용할 수 없다는 것이다. 염분에 강한 소재가 필요하다. 채취하고자 하는 금속이나 소재를 분리한 후 광산에 남아 있는 폐기물, 즉 광산 잔여물은 별도의 저장지로 옮겨진다. 이 잔여물에는 종종 알칼리 활성화에 필요한 원소인 칼슘, 실리콘, 알루미늄이 대량으로 포함되어 있다. 광산 잔여물은 콘크리트 및 건설 부문에서 점차 활용이 늘면서 인기를 얻고 있다. 신소재와 광산 수질 정화 연구를 진행하고 있는 오울루 대학교가 이번에 제시한 해법은 건설 부문에 새로운 바람을 일으킬 가능성이 높다고 한다. 한편 이번 연구는 유럽연합(EU)의 '차세대(NextGeneration) EU 프로그램'이 공동으로 자금을 지원하는 카이파(KaiPa) 프로젝트의 일부로 수행됐다.
- IT/바이오
2024-10-14
아마존, 물류 창고 로봇 10배 증강…자동화 가속

아마존(Amazon)이 이번주 열린 'Delivering the Future(미래 배송)' 행사에서 새로운 로봇 구동 배송 창고에 대한 계획을 발표했다고 테크크런치가 전했다. 자동화 계획에 따른 첫 번째 '차세대 주문 처리 센터'는 루이지애나주 슈리브포트 물류 센터에서 시행된다. 아마존에 따르면 300만 평방피트 규모의 이 창고는 5개 층으로 구성되어 있으며, 대략 축구장 55개의 면적에 해당한다. 이 창고는 아마존이 지난 2012년 키바(Kiva)를 인수한 이후 10여 년 동안 아마존이 실행해 온 로봇 공학 분야 작업을 상징하는 곳이다. 전자상거래의 전 세계 최강자 아마존의 접근 방식은 주로 정상적인 운영을 방해하지 않도록 기존의 워크플로, 즉 기존 작업에 로봇을 통합하는 데 중점을 두었다. 이번에 발표한 새로운 모델은 로보틱스와 AI에 대한 보다 근본적인 접근 방식을 도입하는 것으로 보인다. 아마존은 아직 센터에 배치된 로봇과 관련해 구체적인 수치를 발표하지 않았지만, 10배 정도 증강하는 규모가 될 것이라고만 말했다. 그러나 업계에 따르면 아마존은 이미 미국 전역의 센터에 거의 100만 대의 로봇 시스템을 배치한 것으로 추정된다. 아마존은 키바 스타일의 자율주행 모바일 로봇(AMR)과 재고를 관리하는 로봇 팔 로빈(Robin), 카디날(Cardinal), 스패로우(Sparrow)와 함께 세쿼이아(Sequoia)를 배치하고 있다. 아마존은 이를 "직원들이 상품을 보관하고 픽업하는 것을 더 빠르고 안전하게 만드는 최첨단 다단계 컨테이너화 재고 시스템"이라고 부른다. 차세대 시설에서 세쿼이아는 3000만 개 이상의 품목을 보관할 수 있다. 이번 배치 로봇 버전은 아마존이 지난해 이맘때 휴스턴에 배치한 최초의 세쿼이아 재고관리 시스템의 5배 크기다. 지난 8월 영입한 코베리안트(Covariant) 설립자 피터 아빌, 피터 첸, 로키 두안이 시스템 전반에 AI를 배치하는 데 중추적인 역할을 할 것으로 보인다. 루이지애나 물류 센터는 이러한 로봇 시스템을 테스트하는 중요한 장소가 된다. 하드웨어에 구애받지 않는 독립적인 플랫폼과 로봇 시스템 간의 통신은 최근까지 일종의 꿈이었기 때문에 해결하기 어려운 난제였다. 아마존은 이러한 로봇 시스템에 대해 "여전히 사람이 관여할 것"이라고 재빨리 언급했다. 루이지애나 사업장은 로봇을 배치하고 온전히 가동되는 시점에 2500명을 신규 고용할 것이라고 한다.
- IT/바이오
2024-10-11
[신소재 신기술(117)] 오징어에서 영감 받은 온도 조절 의류

기후 변화의 영향으로 계절의 경계가 모호해지면서, 옷차림에 대한 고민이 깊어지고 있다. 특히 간절기에는 일교차가 커서 옷을 선택하기가 쉽지 않다. 10월 초순의 서울만 하더라도 낮에는 섭씨 20도를 웃도는 온화한 날씨지만, 아침저녁으로는 10도 안팎의 쌀쌀함이 감돌아 옷 입기가 난감하다. 즉, 겉옷을 입고 있자니 덥고, 벗자니 춥다. 게다가 개인마다 추위나 더위를 느끼는 정도가 다르기 때문에, 모두를 만족시키는 의류 소재를 찾기란 더욱 어렵다. 일부 스포츠 의류나 기능성 이너웨어 브랜드에서 온도 조절 소재를 사용했다고 홍보하지만, 진정한 의미에서 개인의 열적 필요에 따라 능동적으로 온도를 조절하는 옷은 아직까지 존재하지 않았다. 그러나 최근 자연에서 영감을 얻은 혁신적인 기술이 개발돼 이러한 한계를 극복할 가능성을 제시했다. 미국 연구진이 오징어 피부에 착안해, 착용자의 체온에 따라 온도를 조절하는 혁신적인 의류 신소재를 개발한 것. 이는 단순한 온도 조절 기능을 넘어, 착용자 개개인의 열적 쾌적성을 극대화하는 '스마트 의류' 시대의 도래를 예고한다. 캘리포니아 대학교 어바인 캠퍼스(UCI) 연구팀은 오징어 피부의 색상 변화 메커니즘을 모방하여 통기성, 세탁성, 유연성을 갖춘 온도 조절 신소재를 개발했다고 밝혔다. 해당 내용에 대해서는 어스닷컴과 인터레스팅엔지니어링 등 다수 외신이 보도했다. 오징어 피부는 여러 층으로 구성되어 있으며, 각 층이 빛을 조작하여 색상과 패턴을 바꾼다. 연구팀은 이러한 원리를 이용하여 적외선 스펙트럼에서 작동하는 복합소재를 만들었다. 사람의 몸에서 열이 방출될 때 적외선 복사 형태로 방출되는 데, 이 신소재는 이러한 적외선 방출을 조절해 온도 조절 기능을 한다. 연구 저자인 알론 고로데츠키는 "오징어 피부는 빛을 조작하고 동물의 전체적인 색상과 무늬를 변화시키기 위해 함께 작동하는 여러 층으로 구성된 복잡한 구조"라고 설명했다. 그는 "일부 층에는 발색단이라는 기관이 있는데, 이 기관은(근육의 작용에 따라) 확장된 상태와 수축된 상태를 전환하여 피부가 가시광선을 투과하고 반사하는 방식을 변화시킨다"고 부연했다. 이 복합 소재는 폴리머로 코팅된 구리 섬(copper islands)으로 구성되어 있다. 이 소재는 열카메라가 작동하는 방식처럼 적외선 스펙트럼을 기반으로 작동한다. 소재를 늘리면 구리 섬들이 분리되면서 적외선 투과 및 반사율이 변화한다. 이를 통해 의류의 온도를 미세하게 조절할 수 있다. 이전 연구에서 연구팀은 복합 소재의 적외선 특성을 모델링했으며, 이번 연구에서는 세탁성, 통기성, 직물 통합성을 향상시켰다. 얇은 필름을 추가하여 세탁 내구성을 높였고, 구멍을 뚫어 면직물과 비슷한 통기성을 확보했다. 또한 메쉬 소재에 부착해 직물에 쉽게 통합될 수 있도록 했다. 연구팀은 "이 소재는 스키 재킷, 양말, 장갑, 모자 등 추운 날씨 의류에 적합할 것"이라며 "세탁 가능한 유기 전자 장치, 신축성 있는 전자 섬유, 에너지 수확 마찰 전기 소재 등 다양한 웨어러블 기술에도 활용될 수 있을 것"이라고 기대했다. 이번 연구 결과는 APL 바이오엔지니어링 저널에 게재됐다.
- IT/바이오
2024-10-07
[우주의 속삭임(64)] 허블 우주망원경, 블랙홀 빔이 별의 폭발 촉진 밝혀

천문학자들이 NASA/ESA(미 항공우주국/유럽우주국) 허블 우주 망원경을 통해 거대한 은하의 중심에 있는 초거대 블랙홀에서 토치처럼 분출하는 제트 빔이 별의 폭발을 촉진하는 것으로 보인다는 사실을 발견했다. '신성(novae)'이라고 불리는 이 별은 제트 빔 인근에 존재하면서 빔과 밀접하게 상호 작용하는 것으로 보인다. 이 연구는 arXiv에 게재됐다. 연구팀을 이끈 스탠포드 대학의 알렉 레싱 박사는 "무슨 일이 벌어지는지는 불확실하지만 매우 흥미로운 발견이다. 이것은 블랙홀 제트 빔이 주변 천체와 상호 작용하는 방식에 대한 새로운 시각을 제공한다"고 말했다. 신성의 폭발은 노후화된 정상적인 별이 타버린 백색 왜성 동반성 위로 수소를 쏟아붓는 이중성계에서 일어난다. 왜성이 1마일(1.6km) 깊이로 수소 표층을 가득 채우면, 그 표층은 거대한 핵폭탄처럼 폭발한다. 단 왜성은 신성 폭발로 인해 파괴되지 않는다. 폭발로 표층의 수소를 분출한 후 원상태로 돌아가 신성 폭발 주기가 다시 시작된다. 연구팀은 허블 망원경을 통한 조사기간 동안, 거대 은하의 다른 곳보다 제트 빔 근처에서 두 배나 많은 신성 폭발을 발견했다. 제트 빔은 소용돌이치는 물질로 이루어진 원반으로 둘러싸인 65억 태양 질량의 중앙 블랙홀에 의해 발사된다. 블랙홀은 거의 빛의 속도로 우주를 가로지르는 3000광년 길이의 플라스마 제트 빔을 발사했다. 높은 에너지의 빔에 걸린 것은 무엇이든 끓거나 타오를 것이다. 빔에 걸리지 않아도 근처에 있는 신성과 같은 존재들이 위험한 것은 마찬가지다. 제트 빔 근처에서 두 배나 많은 신성이 발견되었다는 것은 빔 근처에 신성을 형성하는 이중성계가 두 배 많거나, 이들 행성계가 은하계의 다른 곳에 있는 유사한 성계보다 두 배 더 분출한다는 것을 의미한다. 레싱 박사는 "제트 빔이 주변 지역을 떠도는 별에 뭔가 영향을 미치고 있음은 분명하다. 제트 빔이 수소 연료를 백색 왜성에 쏟아부어 왜성이 더 자주 분출하게 하는 것일 수도 있다"고 추정했다. 연구팀이 추정한 또 다른 시나리오는 제트 빔이 왜성의 동반성을 가열해 왜성으로 더 많은 수소를 공급한다는 것이다. 그러나 연구팀은 이 정도로는 신성 폭발을 일으킬 만큼의 충분한 수소 공급이 이루어지지 않는다고 결론지었다. 1990년 허블 관측이 시작된 직후, 천문학자들은 1세대 카메라(FOC)를 사용해 괴물 블랙홀이 숨어 있는 M87의 중심부를 관측했다. 당시에도 학자들은 블랙홀 주변에서 비정상적인 일이 일어나고 있다는 것을 발견했었다. 그러나 FOC의 시야가 너무 좁아서 더 이상의 큰 진전은 이루어지지 않았다. 그러나 광시야 카메라로 재무장한 허블 망원경은 1년에 가까운 기간 동안 새로운 정보를 다량 제공했다. 연구팀은 5일마다 M87을 들여다보고 이미지를 촬영했다. 모든 M87 이미지를 통합해 M87의 가장 자세한 이미지를 도출했다. 그 결과 카메라가 포착할 수 있는 M87의 3분의 1의 영역에서 94개의 신성을 발견됐다. 알려진 모든 신성을 M87 이미지에 표시하면 제트 빔을 따라 신성이 대거 집중해 있다는 것이 나타난다. 데이터에 의한 통계 분석과 이미지로 확인된 것이다. ESA 연구원인 키아라 서코스타는 "우리는 흥미롭지만 당혹스러운 현상을 목격하고 있다"면서 "블랙홀의 제트 빔이 은하와 상호 작용하고, 잠재적으로 별 형성에 영향을 미치는 방식을 더 깊이 이해할 수 있다는 점에서 소중한 발견"이라고 강조했다. 신성은 우주에서 매우 흔하게 발생한다. 매일 M87 어딘가에서 신성이 하나씩 폭발한다. 관찰 가능한 우주 전체에 적어도 1000억 개의 은하가 존재하기 때문에, 우주 어딘가에서 매초 약 100만 개의 신성이 폭발하고 있다.
- IT/바이오
2024-09-30
휘청이는 인텔, 'CPU 왕좌'에서 쫓겨나나? 파운드리 투자 '악몽'에 M&A설까지

한때 반도체 업계의 절대 강자였던 인텔이 휘청이고 있다. 막대한 파운드리 투자 부담에 실적은 악화되고, 자랑하던 수직 통합 모델마저 위태롭다. 시가총액은 쪼그라들고 인수합병(M&A)설까지 나오지만, 규제 장벽에 가로막혀 쉽지 않은 상황. 과연 인텔은 이 난관을 헤쳐나갈 수 있을까? 파운드리 투자, '독'이 되다 인텔의 2024년 4~6월 실적은 16억 1000만 달러(약 2조1123억 원) 적자. 직원 1만 5000명(전체의 15%)도 감축했다. 시가총액은 1000억 달러(약 131조 원)로 2024년 초의 절반에도 못 미친다. 실적 부진, 3가지 원인은? 이처럼 인텔이 휘청이는 이유는 크게 세 가지다. 첫째, 파운드리 투자 부담이다. 팻 겔싱어 CEO는 2021년 파운드리 진출을 선언하며 최첨단 반도체 제조 능력을 키워, 자사 제품뿐 아니라 다른 회사 제품도 생산하겠다는 계획을 밝혔다. 하지만 막대한 투자는 '독'이 되었다. 2023년 설비 투자액은 약 258억 달러(약 33조 원)로 3년 전보다 80% 늘었지만, 영업 현금 흐름은 같은 기간 70% 줄었다. 게다가 파운드리 사업은 2024년 4~6월에 28억 3000만 달러(약 3조7129억 원)의 영업 적자를 기록하며 가장 큰 적자 부문으로 전락했다. 둘째, CPU 시장 점유율 하락이다. 시장조사기관 카운터포인트에 따르면, 2022년 서버용 CPU 시장 점유율은 71%로 전년 대비 10%p(포인트) 하락했다. AMD는 TSMC에 생산을 맡겨 최첨단 기술을 활용하는 반면, 인텔은 기술 격차를 따라잡지 못하고 있다. 특히, AMD의 라이젠 시리즈는 가격 대비 성능이 뛰어나다는 평가를 받으며 인텔의 점유율을 빠르게 잠식하고 있다. 셋째, 생성 인공지능(AI) 분야 부진이다. 옴디아에 따르면, 2023년 데이터 센터용 AI 반도체 시장에서 엔비디아가 약 80%를 차지했다. 생성 AI 학습에는 엔비디아의 GPU가 적합한데, 인텔은 아직 경쟁력 있는 AI 반도체를 내놓지 못하고 있다. 벼랑 끝 인텔, '분사'와 'M&A' 카드 만지작 이러한 위기를 극복하기 위해 인텔은 제조 부문을 분사하기로 했다. 외부 자금을 조달하여 막대한 투자 부담을 줄이려는 것이다. 하지만 이는 인텔의 수직 통합 모델의 종말을 의미할 수도 있다. 시가총액이 급락하면서 M&A 가능성도 제기된다. 퀄컴은 최근 인텔에 인수를 제안했고, 아폴로 글로벌 매니지먼트는 최대 50억 달러(약 6조5600억 원)를 투자할 계획이라고 전해졌다. 하지만 인텔은 ARM의 설계 사업 인수 제안을 거부하는 등 M&A에 소극적인 모습을 보이고 있다. 설사 인수를 받아들인다고 해도 독점 금지법 등 규제 장벽이 높아 쉽지 않은 상황이다. 삼성전자와 TSMC는 '반사이익' 인텔의 부진은 삼성전자와 TSMC에게는 기회가 될 수 있다. 파운드리 시장에서는 TSMC가 독주하고 있지만, 인텔의 파운드리 사업이 흔들리면 삼성전자가 반사이익을 얻을 수 있다. CPU 시장에서도 AMD의 약진은 삼성전자에게 호재다. AMD는 CPU 생산을 TSMC에 맡기고 있기 때문이다. 인텔은 아직 재정적으로 심각한 위기에 처한 것은 아니다. 미국 정부의 보조금도 기대할 수 있다. 하지만 냉정한 현실을 직시하고, 빠르게 변화하는 시장에 대응해야만 한다. 과연 인텔은 과거의 영광을 되찾을 수 있을까?
- IT/바이오
2024-09-29
영국 BAE 시스템즈, 호주 육군에 지상 장갑차 로봇 공급

호주 육군이 자율주행(무인) 지상 차량을 통합 재구성하는 가운데, 영국 BAE 시스템즈가 새로운 지상 장갑차 로봇 'ATLAS 8x8'을 공급하게 됐다고 디펜스뉴스가 전했다. ATLAS는 'Autonomous Tactical Light Armour System'의 약자로, 말 그대로 '자율주행 전술 경량 장갑차량 시스템'이다. BAE 시스템즈는 이달 초 호주 멜버른에서 열린 군 장비 관련 '랜드 포스 2004(Land Forces 2024)' 전시회에서 이 장갑차 로봇 시스템의 '협력 전투' 버전을 공개했다. 공개된 장갑 차량은 '부쉬마스터(Bushmaster) 25mm' 대포로 무장했는데, 회사 측은 이 차량에 대구경 무기, 박격포, 대전차 유도 미사일, 탄약 발사기, 감시 센서 등도 장착할 수 있다고 밝혔다. 호주 육군은 무인지상차량(UGV), 드론, 로봇, 대 드론 시스템과 같은 신기술을 평가하기 위해 애들레이드에 본부를 두고 있는 제1기갑 연대를 시험 및 실험 부대로 전환했다. 이곳에서 장갑차 로봇에 대한 실전 테스트가 진행된다. 부대 지휘관인 제이크 펜리 중령은 디펜스뉴스와의 인터뷰에서 "부대가 올해 말 M1A1 에이브럼스 전차를 도입할 것이며 내년 2월 1일 예정하고 있는 테스트 임무에서 초기 작전 능력을 검증할 것"이라고 밝혔다. 펜리는 "최첨단 신기술을 군인에게 신속하게 제공할 수 있는 능력은 이러한 자율주행 차량 플랫폼을 신속하게 검증해 전투 부대에 투입할 수 있음을 의미한다"며 부대의 새로운 역할에 대해 언급했다. 이 부대는 호주 BAE 시스템즈가 개조해 제공한 20대의 차량을 평가하고 있다. 펜리는 이 차량 시스템이 매우 유익하다고 밝히고, 부대는 장갑차 전문 지식을 바탕으로 이 차량을 관리하고 유용하게 활용하는 방법을 잘 파악하고 있다고 부연했다. BAE 시스템즈는 현재, 호주 육군과 선택적으로 유인할 수 있는 M113을 ATLAS 프로젝트의 더욱 진보된 센서와 소프트웨어로 업그레이드하는 방안을 논의하고 있다. 전투 ATLAS 로봇 장갑 차량은 현재 호주 육군과 미국 해병대가 사용하는 'LAV-25 8x8' 장갑차보다 약간 소형인 10톤급으로, 고급 정찰, 장갑 감시, 측면 보호 및 호송 호위 임무를 수행할 수 있다. 호주 BAE 시스템즈의 육상 자율주행 프로젝트 관리자인 폴 핀치는 ATLAS가 수파캣(Supacat)의 HMT 익스텐다 섀시 및 구동 모듈, 그리고 슬로베니아 회사 발할라 터렛(Valhalla Turrets)의 밴티지(Vantage) 무인 포탑을 사용한다고 말했다. 이들을 제외한 잔여 적재 용량 6톤은 20피트 표준 운송 컨테이너에 넣을 수 있다. 이를 통해 도로, 기차 및 선박을 통한 다양한 운송 옵션이 가능하며, ATLAS 차량 6대가 C-17 항공기에 적재될 수 있다. 핀치는 지난해 6월 수파캣과 계약을 체결한 후 7월에 프로토타입이 완성되었다고 밝혔다. 그는 차량이 현재 약 90% 완성되었고, 하위 시스템을 검증하고 소프트웨어를 교육하기 위한 작업이 진행 중이라고 말했다. ATLAS는 중형 UGV 영역에서 대부분의 추적 플랫폼과 경쟁하고 있지만, 바퀴 구조는 도로 이동성 측면에서 이점을 제공하고 있다고 한다.
- 산업
2024-09-26
금감원, 무차입공매도 예방 위한 통합 가이드라인 발표

금융감독원이 공매도 전산화 시스템 구축에 앞서, 투자자들이 스스로 거래의 적법성을 판단할 수 있도록 '공매도 통합 가이드 라인'을 수립했다. 25일 금융감독원은 투자자들이 무차입 공매도를 자체적으로 바로잡고, 공매도 전산 시스템을 개선할 수 있도록 '공매도 통합 가이드라인'을 공개한다고 밝혔다. 가이드라인은 차입, 대여, 담보 제공 등 과정에서 금융 당국이 해석하고 적용하는 판단 기준을 명확히 했다. 차입과 관련해서는 공매도 주문 전에 차입 계약의 세부적인 계약 조건이 확정되어야 한다. 매도 가능 장고를 계산할 때는 매일 시작 시점의 잔고에 회수 가능한 수량 등 잔고 변동 사항을 반영하여 실시간으로 계산해야 한다. 대여 및 담보 제공 증권은 결제일까지 반환이 확실하게 이루어져야 무차입 공매도로 간주되지 않는다. '무차입 공매도'는 주식을 빌리거나 소유하지 않은 상태에서 주식을 파는 불법적인 거래 행위다. 무차입 공매도가 문제가 되는 이유는 결제 불이행, 시장 질서 교란 등이 있다. 결제일(T+2일)에 주식을 구하지 못하면 결제 불이행이 발생하고, 없는 주식을 팔아 주가 하락을 유도하고, 투자자 피해가 발생하기 때문이다. 일례로 A사가 B사에게 주식 X를 빌려주었는데, T일에 빌려준 주식 X 전체를 매고 주문하고 T+1일에 B사에게 돌려달라고 요청했다면, B사는 2영업일 후인 T+3일까지 주식 X를 반납하면 되므로 공매도 규정을 어긴 것이 된다. 그러나 대여자와 차입자 간 대차 계약의 필수적인 조건에 대해 합의가 이루어진 경우에는 차입 증권의 소유권이 인정된다. 정상적인 공매도(차입 공매도)는 먼저 주식을 빌려온 뒤 빌린 주식을 매도한다. 이 과정에 주가가 하락하면 낮은 가격에 주식을 다시 사서 빌린 주식을 갚으면 차익이 발생하게 된다. 이번 가이드라인에는 기관별 내부 통제와 관련된 내용도 포함됐다. 독립 거래 단위 및 회사 전체 차원에서 각각 매도 가능 잔고를 계산하고 관리하며, 내부에 빌려준 주식의 반환, 매도 주문 가능 수량의 자동 제한 등 무차입 공매도 및 결제 불이행 발생을 막아야 한다. 증권사가 자체 공매도 주문을 처리하는 경우에는 잔고 관리 시스템 등의 모니터링을 담당하는 부서가 회사의 내부 통제 기준 등을 점검하는 등 수탁 증권사의 확인 절차를 수행해야 한다.
- 경제
2024-09-25
[기후의 역습(63)] 영구동토층 해빙으로 북극-아북극 산불 급증

극심한 기후 변화로 영구동토층인 북극 지역에 산불이 급증할 것이라는 암울한 연구 결과가 나왔다. 국제 기후 과학자 및 영구동토층 전문가 팀의 연구에 따르면, 새로운 기후 컴퓨터 모델 시뮬레이션 결과 지구 온난화로 인해 영구동토층 해빙이 가속화되고, 이로 인해 북부 캐나다 및 시베리아의 아북극 및 북극 지역에서 산불이 급격히 증가할 것으로 예상된다고 네이처닷컴과 PHYS 등 다수 외신이 24일(현지시간) 보도했다. 최근 관측 결과 따뜻하고 건조한 기후 조건으로 인해 이미 북극 지역의 산불이 심화되고 있는 것으로 나타났다. 미래 인위적 온난화가 산불 발생에 미치는 영향을 이해하고 시뮬레이션하기 위해서는 가속화된 영구동토층의 해빙의 역할을 고려하는 것이 중요하다. 영구동토층 해빙은 토양의 수분 함량을 크게 좌우하며, 이는 산불 발생의 핵심요소다. 최근 기후 모델들은 지구 온난화, 북부고위도 영구동토층 해빙, 토양 수분 및 화재 사이의 상호작용을 완전히 고려하지 않았다. 이번 새로운 연구는 가장 포괄적인 지구 시스템 모델 중 하나인 '커뮤니티 지구 시스템 모델'에서 생성된 영구동토층 및 산불 데이터를 사용했다. 이 모델은 토양 수분, 영구동토층 및 산불 사이의 결합을 통합적으로 파악하는 최초의 모델이다. 온실가스 배출 증가의 인위적인 영향과 자연 발생적인 기후 변화를 더 잘 구분하기 위해 과학자들은 1850년부터 2100년까지의 기간(SSP3-7.0 온실가스 배출 시나리오)을 다루는 50개의 과거-미래 시뮬레이션 앙상블을 사용했다. 이 시뮬레이션은 최근 한국의 부산 IBS 기후물리센터와 미국 콜로라도 볼더 국립대기연구센터 과학자들이 IBS 슈퍼컴퓨터 Aleph에서 수행했다. 이 앙상블 모델링 접근 방식을 통해 연구팀은 21세기 중후반까지 아북극 및 북극 지역에서 인위적인 영구동토층 해빙이 상당히 광범위하게 진행될 것임을 입증했다. 많은 지역에서 과도한 토양 수분이 빠르게 배출되어 토양의 수분이 급격히 감소하고, 이후 지표면 온난화 및 대기 건조가 발생한다. 부산에 있는 IBS 기후물리학 연구원의 연구 주저자이자 박사후 연구원인 김인원 박사는 "이러한 조건은 산불을 심화시킬 것"이라고 말했다. 연구팀은 이러한 조건들이 산불을 심화시킬 것이라고 경고했다. 모델 시뮬레이션 결과 21세기 후반에는 불과 몇 년 만에 사실상 화재가 거의 없는 상태에서 매우 강렬한 화재로 갑작스럽게 전환되는 것으로 나타났다. 이러한 미래 산불 추세는 대기중 이산화탄소 농도 증가로 인해 고위도 지역의 식물 바이오매스가 증가할 가능성이 높다는 사실로 인해 더욱 악화될 것으로 전망된다. 이른바 '이산화탄소 비료 효과'는 추가적인 화재 연료를 제공한다는 것. 참고로 이산화탄소 비료 효과는 대기 중 이산화탄소 농도가 증가하면 식물의 광합성 속도가 빨라져 성장이 촉진되는 현상을 말한다. 쉽게 말해 이산화탄소는 식물에게 비료와 같은 역할을 한다고 볼 수 있다. 식물이 더 빠르게 성장하면 화재가 발생할 경우 연료가 추가되는 것과 같은 효과를 내 화재 위험이 더 높아질 수 있다. 공동연구자인 노르웨이 트론헤임에 있는 노르웨이 과학기술대학의 한나 리 부교수는 "복잡한 영구동토층 환경이 미래를 더 잘 시뮬레이션하기 위해서는 확장된 관측 데이터 세트를 사용하여 지구 시스템 모델에서 소규모 수문학적 과정을 더욱 개선해야 할 필요성이 있다"고 강조했다. 이번 논문의 공동 저자이자 ICCP 책임자 겸 부산대학교 명예 교수인 악셀 팀머만 박사는 "산불은 이산화탄소, 검은 탄소 및 유기 탄소를 대기중으로 방출하여 기후에 영향을 미치고 북극 영구동토층 해빙 과정에 피드백을 줄 수 있다"고 지적했다. 팀머만 교수는 "하지만 화재 배출과 대기 과정 사이의 상호작용은 아직 지구 시스템 컴퓨터 모델에 완전히 통합되지 않았으며, 이러한 측면을 추가로 고려하는 것이 다음 단계가 될 것"이라고 밝혔다. 이번 연구는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다. 실제로 2023년 캐나다 북부에서 미국 플로리다 주 크기의 지역을 태운 기록적인 산불이 발생했다. BBC에 따르면 2023년 캐나다 산불은 엄청난 이산화탄소를 배출했다. 과학자들은 캐나다의 한대 삼림이 지구 온난화를 유발하는 탄소를 포집하는 데 중요한 역할을 하기 때문에 이례적으로 화재가 발생하면 전 세계 기후 변화 예측에 영향을 미칠 수 있다고 우려하고 있다. 지난 8월 28일 캘리포니아 공과대학과 캐나다, 네덜란드 등 국제 연구팀이 네이처 저널에 발표한 자료에 따르면, 캐나다 화재로 인한 총 배출량을 약 647테라그램의 탄소로 계산했다. 1테라그램은 백만 미터톤이다. 이는 지난 10년 동안 약 29테라그램에서 82테라그램 사이를 오르내렸던 캐나다의 전형적인 산불 배출량을 훨씬 웃도는 수치다. 또한 이는 캐나다의 연간 총 탄소 배출량보다 5배 많으며, 작년에 740테라그램의 탄소를 배출한 인도와 비슷한 수준이었다. 2023년 캐나다 산불보다 더 많은 탄소량을 배출한 나라는 중국, 미국, 인도뿐이었다. 인류의 생존을 위협하는 탄소 배출량을 실질적으로 감소하기 위해 각국 정부와 기관이 더욱 머리를 맞대야 할 시기다.
- IT/바이오
2024-09-25
내년 국세감면액 78조 역대 최대⋯고소득층과 대기업 혜택 집중

윤석열 정부 들어 고소득층과 대기업을 대상으로 한 세금감면과 비과세 정책에 따른 혜택이 집중되고 있는 것으로 나타났다. 내년도 국세감면액 규모가 역대 최대인 78조원에 달할 것이라는 전망과 함께 2년 연속 세수 펑크가 유력한 상황에서 세수 대비 세금 감면액이 지나치게 큰 것이 아니냐는 지적이다. 재정의 효율성을 위해선 정부가 조세지출을 줄이기 위한 노력을 기울여야 한다는 목소리가 나온다. 23일 기획재정부가 국회에 제출한 2025년도 조세지출 예산서에 따르면 내년 국세감면액은 기업 실적 회복에 따른 통합투자세액공제 증가 등으로 올해 대비 6조6000억원 증가한 78조원으로 전망된다. 연 소득 7800만원 이상 고소득자가 혜택을 받는 조세지출은 늘어났다. 고소득자의 조세지출은 2023년 13조9076억원(32.3%), 2024년 15조5059억원(33.2%), 2025년 16조6724억원(33.4%) 등 증가하는 추세를 보이고 있다. 고소득자 수혜 비중은 2019년부터 2021년까지 28~30% 수준을 유지했지만 현 정부 들어 32~34% 수준으로 상승한 것으로 나타났다. 금액으로는 2019년 9조6000억원 대비 약 5조~7조원 늘어난 것으로 집계된다. 근로·자녀장려금 확대에도 건강보험, 국민연금 등 사회보험료 관련 감면액이 자연 증가하면서 고소득자 감면비중이 늘었고 누진적 소득세율 구조로 고소득자 감면액이 중·저소득자 대비 늘어났다는 것이 기재부의 설명이다. 고소득층일수록 보험료 부담이 높기 때문에 공제혜택도 클 수 밖에 없다는 것이다. 실제로 보험료 특별소득공제 및 특별세액공제는 올해 6조9673억원에서 내년엔 7조5095억원으로 늘어날 전망이다. 또 연금보험료 공제도 올해 4조4383억원에서 내년엔 4조7771억원으로 증가하고 신용가크 등 사용금액에 따른 소득공제액도 올해보다 약 2000억원 가량 늘어날 것으로 정부는 추산했다. 대기업의 경우 올해 결손 발생으로 감면액과 감면 비중이 줄었지만 내년에는 실적 회복에 따른 공제액 2조5000억원이 이월되면서 대기업 비중이 커질 전망이다. 기업 대상 조세지출 중 대기업(상호출자제한기업)의 수혜분은 지난해 4조3804억원, 올해 2조3475억원으로 46% 가량 줄었다. 하지만 내년엔 4조9364억원으로 올해 대비 2배 이상 늘어날 전망이다. 대기업 조세지출 수혜 비중도 이전 정부보다 높아진 것으로 나타났다. 2019년부터 2022년까지 대기업의 조세지출 수혜 비중은 10~11% 수준을 보였지만 2023년 16.7% 2025년 17.9% 수준으로 껑충뛴다. 또 3년 연속 국세감면율 법정 한도를 넘어선 것도 문제다. 연도별 국세감면 추이를 살펴보면 2023년 15.8%, 2024년 15.3%, 2025년 15.9% 수준인데 이는 법정한도(직전 3개년 국세감면율 평균에 0.5%포인트(p)를 더해 산출)인 14.3%, 14.6%, 15.2%를 넘어선다. 국세감면율 법정한도를 넘긴 사례는 2008년(1.0%p)과 2009년(1.8%p), 2019년(0.8%p), 2020년(1.2%p) 등 글로벌 금융위기에 따른 유가환급금 지급, 코로나19 위기 대응 등으로 감면 한도를 넘어선 적은 있지만 법정 한도를 무시한 채 조세지출 계획을 수립하는 것은 맞지 않다는 의견이다. 일각에선 조세지출 증가세가 예상되지만 뚜렷한 재원 확보 대책이 없는 것을 지적한다. 과도한 감세 정책으로 인해 국가재정이 부실해질 경우 긴축과 저성장, 국가채무 증가 등 부작용이 나타날 수 있다는 우려다. 이를 고려할 때 세금을 감면하는 것보다 세금을 최대한 많이 걷은 뒤 재정지출을 통해 재정의 효율성을 높여나가야 한다는 주장이 제기된다.
- 경제
2024-09-24
엔비디아, 대중제재 강화에도 알리바바와 자율주행 협력 발표

미국 인공지능(AI) 반도체 선도기업 엔비디아가 중국 빅테크 알리바바와 손잡고 자율주행 전기차에 탑재될 차량용 소프트웨어(SW) 개발에 나섰다. 미국 상무부가 자율주행차를 포함한 커넥티드카에서 중국과 러시아 기술을 퇴출시키는 내용의 제재안을 발표한 시점에 나온 협력이다. 23일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 알리바바 클라우드가 지난 20일 중국에서 열린 압사라(Apsara) 콘퍼런스에서 엔비디아와 공동 개발한 자동차용 대형멀티모달모델(LMM)을 공개했다고 보도했다. 이 LMM은 알리바바 클라우드가 지난해 4월 자체 개발한 생성형 AI '퉁이첸원'에 적용된 거대언어모델(LLM) '큐원(Qwen)'을 엔비디아의 자율주행 차량용 '드라이브 AGX 오린' 플랫폼에 통합한 것이다. 엔비디아의 최신 SW 플랫폼인 드라이브 AGX 오린은 자율주행차나 로봇에서 동시에 작동하는 수많은 애플리케이션과 심층신경망 연산을 처리하도록 설계된 플랫폼이다. CPU(중앙처리장치)·GPU(그래픽처리장치) 등이 결합된 '오린' 칩을 기반으로 한다. SCMP에 따르면 알리바바 클라우드의 LLM이 엔비디아의 자동차용 플랫폼에 통합된 것은 이번이 처음이다. 엔비디아의 차량용 플랫폼은 리오토, 지리자동차 산하 지커, 샤오미 등 중국 전기차 제조사들의 차세대 전기차 전력 공급을 위해 채택한 솔루션이다. 알리바바 클라우드에 따르면 해당 LMM은 차량 내 음성 비서 역할을 수행 가능하며 운전자가 던진 복잡한 질문에 대답하고, 주변 지역에 대한 정보 제공부터 특정 주행 환경에서 차량 전조등을 켜도록 제안하는 등 다양한 추천 기능도 제공한다. 70억개 이상의 매개변수를 바탕으로 영어와 중국어로 답변을 생성할 수 있고 다양한 크기의 세부 모델도 지원한다. 알리바바는 이를 기반으로 한 '큐원2-7B', '큐원2-VL' 등 세부 모델을 공개했다. 저우징런 알리바바 클라우드 최고기술책임자(CTO)는 "엔비디아의 AI가속기 기술은 이미 알리바바 클라우드의 AI 모델이 복잡한 연산을 실시간으로 처리하는 데 드는 비용과 시간을 줄였다"며 "우린 파트너사와 더 많은 사업을 지원하고 싶다"고 전했다. 양사 협력이 보도된 날 미국 상무부는 중국·러시아산 소프트웨어나 하드웨어가 탑재된 커넥티드카나 자율주행차에 대해 각각 1년 후·4년 후부터 미국 내 수입·판매를 금지한다는 새 규칙 제정안을 발표했다. 이에 앞서 엔비디아는 최근 실적 발표에서 여전히 중국이 전 세계에서 세번째로 큰 시장이라고 밝힌 바 있다. 허타오 엔비디아 글로벌 부사장도 "컴퓨팅 인프라에 대한 급증하는 수요를 충족하기 위해 알리바바 클라우드와 협력하고 있다"고 말했다. 양사는 자율주행 차량용 플랫폼 외에도 기존 회사들이 AI 모델 운영을 자체 서버 등이 아닌 클라우드 인프라로 이전하는 것을 지원하는 맞춤형 솔루션도 공동 개발하고 있다. 다만 미국 정부가 자율주행차 등 첨단 산업 분야에서 대중 제재 조치를 강화해 나가고 있는 추세인 만큼 향후 미국 정부의 중국을 겨냥한 추가 규제 조치가 엔비디아의 발목을 잡을 수 있다는 분석도 나온다.
- IT/바이오
2024-09-24
[퓨처 Eyes(50)] 핵시계, 초정밀 시간 측정의 새로운 지평을 열다

상상을 초월하는 정확성, 10억년에 단 1초의 오차도 허용하지 않는 시계가 현실로 다가왔다. 과학자들이 기존 원자시계를 뛰어넘는 핵시계 개발에 성공하며, GPS, 인터넷 동기화, 금융 거래 등 다양한 분야에 혁신을 예고했다. 미국 물리과학 연구기관인 JILA와 국립표준기술원(NIST) 펠로우이자 콜로라도 볼더 대학교 물리학 교수인 준 예(Jun Ye)와 그의 팀이 이끄는 국제 연구팀이 핵시계로 알려진 획기적인 시간 측정 장치를 개발했다. 원자시계 넘어 핵시계로, 시간 측정의 새로운 지평 현재 가장 정확한 시계는 원자시계다. 원자시계는 원자 내 전자의 에너지 변화를 이용해 1초를 정의하고, 1초에 수십억 번 진동하는 신호를 통해 시간을 측정한다. 이번에 개발된 핵시계는 원자핵 내부의 에너지 변화를 이용한다는 점에서 원자시계와 차별화되는 새로운 유형의 시간 측정 장치다. 핵시계는 원자 전체가 아닌 원자핵의 진동을 측정한다. 원자핵은 원자보다 훨씬 작지만, 더 많은 '틱(tick)'을 가지고 있어 더 정확한 시간 측정이 가능하며, 전자기장과 같은 외부 교란에도 안정적이다. 새로운 연구에서 JILA와 그의 연구팀은 핵시계의 모든 필수 부품을 만들었다. 즉 시계의 '틱(tick)'을 제공하는 토륨-229 핵전이, 핵의 개별 양자 상태 사이에 정밀한 에너지 점프를 생성하는 레이저, 이러한 '틱'을 직접 측정하는 주파수 빗 등이다. 연구팀은 이러한 노력으로 이전 파장 기반 측정기보다 100만배 높은 수준의 정밀도를 달성했다. 또한 연구팀은 자외선 주파수를 세계에서 가장 정확한 스트론튬 원자시계 중 하나에 사용되는 광학 주파수와 직접 비교해 핵 전이와 원자시계 사이의 직접적인 주파수를 연결하는데 최초로 성공했다. 이러한 직접적인 주파수 연결과 정밀도 향상은 핵시계를 개발하고 기존 시간 유지 시스템과 통합하는 데 있어 매우 중요한 단계다. 더 작지만 더 강력한 핵시계, 정확성의 한계를 뛰어넘다 원자시계는 수십억 년에 몇 초의 오차만 발생할 정도로 정확하지만, 외부 환경의 영향을 받을 수 있다. 반면, 핵시계는 원자핵의 안정성 덕분에 외부 간섭에 덜 민감하고, 더 높은 주파수에서 진동하여 더 정밀한 시간 측정이 가능하다. JILA 연구팀은 토륨-229 원자핵에 자외선 레이저를 쏘아 핵입자를 여기시키고 '광 주파수 빗' 기술로 핵의 에너지 펄스 주파수를 측정하는 데 성공했다. 이는 일반 시계의 추가 진자 운동을 하는 것과 유사한 원리로, 1초당 더 많은 파동 사이클을 측정하여 더욱 정확한 시간 측정을 가능하게 한다. 이번 연구 결과는 지난 9월 4일자 세계적인 학술지 "네이처' 표지 기사에 게재됐다. 연구팀에는 JILA, 비엔나 양자 과학 기술 센터, IMRA America Inc.의 연구자들이 포함됐다. 물리학의 획기적인 발전, 핵시계 현실화에 한 걸음 더 이번 연구는 핵시계 개발에 중요한 이정표를 세웠다. 1976년 토륨 핵의 저에너지 특성을 발견, 2003년 토륨-299 핵시계 활용 가능성 제시, 2023년 토륨-229 결정 삽입 기술 개발 등 오랜 연구 끝에 마침내 핵시계 프로토타입이 탄생한 것이다. 특히 연구팀은 토륨-229 핵의 에너지 변화를 정밀하게 측정하고, 이를 통해 생성된 신호를 높은 정확도로 측정하는 데 성공했다. 이는 핵시계의 실현 가능성을 입증하는 중요한 성과로 평가받는다. 핵시계, 시간 측정 넘어 과학 혁신 이끌 것 핵시계는 아직 초기 단계지만 상용화될 경우 공식 국제시간 측정뿐만아니라 물리학 연구, 우주 탐사 등 다양한 분야에 혁신을 가져올 것으로 기대된다. 특히 암흑 물질 탐색, 자연 상수 검증 등 기본 물리학, GPS 정확도 향상, 통신 네트워크 안정화 등에도 활용될 수 있다. 연구팀은 "이번 연구는 핵시계의 가능성을 보여주는 중요한 발검음"이라며 "레이저 정렬 및 주파수 조정 등을 통해 정확도를 더욱 향상시킬 수 있을 것"이라고 밝혔다. 또한 "2~3년 안에 핵시계가 원자시계의 정확성을 능가할 것"이라고 전망했다. 핵시계는 휴대성과 안정성도 뛰어나 통신, 인터넷, GPS 등 일상생활에도 영향을 미칠 것으로 예상된다. 물리학 전문가들은 "핵시계는 시간 측정의 새로운 패러다임을 제시하는 혁신적인 기술"이라며 "기초과학 연구부터 첨단 기술 개발까지 다양한 분야에 파급 효과를 가져올 것"이라고 평가했다. 핵시계, 미래를 향한 새로운 추 원자시계는 이미 지진, 중력장, 시공간 연구에 중요한 도구로 활용되고 있다. 핵시계는 이러한 분야에 더 큰 발전을 가져올 수 있으며, 휴대성과 사용 편의성도 높을 것으로 예상된다. 핵시계와 원자시계를 함께 사용하면 기본 물리 상수의 변화 여부를 확인하고 암흑 물질 연구에도 새로운 가능성을 열 수 있다. JILA와 NIST 물리학자 준 예는 "수십억년 동안 켜두어도 1초도 잃지 않는 손목시계를 상상해보라"며 "아직은 그 수준에 이르지 못했지만 이 연구를 통해 그 수준의 정밀도에 더 가까워졌다"고 말했다. 더 정확하고 안정적인 시간 측정을 향한 인류의 도전은 끝없이 계속된다. 핵시계 기술의 발전은 단순히 시간 측정의 정확성을 높이는 것을 넘어, 더 빠른 인터넷 속도, 더 안정적인 네트워크 연결, 더 안전한 디지털 통신을 제공할 수 있다. 또한 대규모 입자 가속기 없이 입자 물리학 이론을 검증할 수 있으며, 우주 구조 탐사 등 우리가 우주와 자연을 이해하는 방식을 근본적으로 바꿀 수 있는 잠재력을 지니고 있다.
- 포커스온
2024-09-12
[신소재 신기술(109)] 나노실크 기반 여과 소재, 물속 화학물질과 중금속 제거 효과

화학 물질에 의한 물 오염은 전 세계적으로 빠르게 확산되고 있는 심각한 문제다. 미국 질병통제예방센터(CDC)의 최근 연구에 따르면, 검사를 받은 사람의 98%가 혈류에서 '영원한 화학 물질'이라고 알려진 화합물 계열인 과불화화합물(PFAS)이 검출됐다. 이런 화학 물질과 중금속을 여과하는 효과가 큰 소재가 MIT 연구팀에 의해 개발됐다고 MIT 공식 홈페이지가 발표했다. 게시글에 따르면 연구팀이 개발한 여과 소재는 화학이나 중금속 오염에 대한 자연 기반 솔루션을 제공할 수 있다고 한다. 상수도 필터로의 우선 활용이 예상된다는 기대다. 이 소재는 천연 실크와 셀룰로오스를 기반으로 하고 있으며, 지속성 화학 물질과 중금속을 광범위하게 제거할 수 있다. 나아가 항균 특성도 강해 필터가 오염되는 것을 방지하는 데 도움이 된다. PFAS 화학 물질은 화장품, 식품 포장, 방수 의류 소재, 소방용 거품, 조리도구용 코팅제 등 제품에 광범위하게 사용돼 오염을 일으킨다. 미국에서만 이 화학 물질로 오염된 5만 7000곳이 확인됐다. 미국 환경보호국(EPA)은 PFAS를 1조 분의 7 미만으로 제한하도록 규제하는 새로운 규정을 마련했으며, 이를 준수하기 위한 PFAS 정화에는 연간 15억 달러가 소요될 것으로 추정한다. 연구팀은 "PFAS 및 유사 화합물에 의한 오염은 실질적인 위협으로, 이번에 개발한 솔루션은 이를 효율적, 경제적으로 해결할 수 있다"라며 "연구팀이 단백질과 셀룰로오스 기반의 소재를 개발한 근본적인 이유"라고 설명했다. 이 연구는 우연히 이루어졌다. 초기 여과 소재 기술은 PFAS 제거와 전혀 관련 없는 목적을 위해 개발됐다. 당초에는 낮은 품질의 위조 종자 확산을 막기 위한 라벨링 시스템을 만드는 용도로 만들어졌다. 연구팀은 실온에서 환경친화적인 물 기반 드롭 캐스팅 방법을 통해 실크 단백질을 균일한 나노스케일 결정 또는 나노섬유로 가공하는 방법을 고안했다. 연구팀은 새로운 나노섬유 재료가 오염 물질을 걸러내는 데도 효과적일 것이라고 보았지만, 초기 시도에서는 효과를 보지 못했다. 그런데 여기에 셀룰로오스를 추가함으로써 해법을 찾아냈다. 팀은 얇은 막으로 형성될 수 있는 실크 기반 섬유에 셀룰로오스를 통합한 다음 셀룰로오스의 전하를 조정해 화학 물질과 중금속 오염 물질을 제거하는 데 매우 효과적인 재료를 생산하는 데 성공했다. 실험 결과 셀룰로오스의 전하는 강력한 항균 특성을 나타냈다. 이는 여과 필터의 주요 고장 원인 중 하나가 박테리아와 곰팡이에 의한 오염이라는 점에서 의미있는 발견이었다. 필터의 항균 특성이 오염 문제를 크게 줄일 수 있게 된 것이다. 실험실 테스트에서 이 여과 재료는 현재 사용되는 일반 재료인 활성탄 또는 과립 활성탄보다 물에서 훨씬 더 많은 오염 물질을 추출해 제거했다. 연구팀은 앞으로 원료의 내구성과 가용성을 개선하는 작업을 이어갈 계획이다. 연구에 활용된 실크 단백질은 실크 섬유 산업의 부산물로 이용할 수 있지만, 소재를 물 여과로 확장하면 공급이 부족할 수 있다. 대체 단백질 소재가 더 낮은 비용으로 같은 기능을 수행할 수도 있을 것이라는 기대다. 연구팀은 이 여과 소재가 주방 수도꼭지에 부착하는 필터로 우선 사용될 가능성이 높다고 말했다. 향후에는 거대 상수도 시설에서의 여과 용도로 확장될 것으로 예상했다. 물론 이는 오염 물질을 확실히 걸러준다는 사실이 입증된 후에 가능한 일이다. 연구팀은 이 소재의 큰 장점이 식품 성분이기 때문에 오염이 발생할 가능성은 매우 낮다고 자신했다. 한편 이 연구는 미국 해군연구소, 미국 국립과학재단, 싱가포르-MIT 연구기술연합의 지원을 받았다.
- IT/바이오
2024-09-12
EU 경제 재생 위해 대규모 투자·개혁 필요성 제기돼

유럽연합(EU)이 미국과 중국을 쫓아가기 위해서는 보다 협조적인 산업정책과 더 빠른 의사결정, 대규모 투자가 필요하다는 지적이 제기됐다. 마리오 드라기 전 유럽중앙은행(ECB) 총재가 9일(현지시간) 유럽연합의 글로벌 경쟁력이 '실존적 위험'에 직면했다며 이같이 주장했다. 드라기 전 총재는 이날 벨기에 브뤼셀에서 'EU 경쟁력의 미래' 보고서를 공식 발표하며 이같이 밝혔다. 그는 보고서에서 미국, 중국과 경쟁하기 위해서는 연간 7500억∼8000억 유로(약 1114조∼1188조 원)의 신규 투자가 뒷받침돼야 한다고 지적했다. 이는 EU 국내총생산(GDP)의 4.4∼4.7%에 달하는 규모다. 2차 세계대전 이후 미국의 유럽 재건 원조 계획인 '마셜플랜' 규모가 GDP의 1∼2% 수준이었다는 점을 고려하면 배가 넘는 비율의 공격적 투자가 필요하다고 제언한 것이다. 특히 민간부문 투자만으로는 부족하다면서 "회원국간 공동 투자 프로젝트를 활성화하고 자본시장 통합을 지원하기 위해서는 정기적으로 공동 안전자산을 발행하는 쪽으로 나아가야 한다"고 제안했다. 자금 조달을 위해 유로존 국가들이 연대 보증을 통해 공동명의로 발행하는 채권인 유로본드의 적극적인 발행이 필요하다는 취지다. 약 330쪽 분량의 보고서는 청정기술, 반도체, 국방 분야에 이르기까지 다양한 부문별 상황 진단과 정책적 해법도 제안했다. 보고서는 보호무역주의를 피해야 한다면서도 "개방무역 시대가 저물고 있다"며 대응 필요성을 언급했다. 구체적으로 "탈탄소화, 경쟁력 관련 공동 계획 추진 시에는 공평한 글로벌 경쟁환경과 역외에서 국가 지원을 받는 (업체들과의) 경쟁을 상쇄하기 위한 방어적 무역 조치가 수반될 수 있다"고 말했다. 한국 철강기업 등이 영향을 받는 탄소국경조정제도(CBAM)에 대해서는 역외 기업들이 탄소국경조정제도(CBAM)를 '우회'할 가능성이 있다면서 개선이 필요하다고 지적했다. 그는 "(이행이) 효과적이지 않다고 판단될 경우 (역내) 에너지집약 산업에 대한 탄소배출권거래(ETS) 무상 할당의 단계적 폐지를 보류하는 것을 고려해야 한다"고 제안했다. CBAM의 실효성에 의문을 제기하면서 문제가 보완될 때까지는 역내 기업 보호수단이 계속 유지돼야 한다고 주장한 셈이다. CBAM은 철강 등 6개 품목을 EU로 수출하는 역외 기업이 제품을 생산하는 과정에서 나오는 탄소 배출량 추정치를 계산해 일종의 세금을 부과하는 제도다. 현재는 전환기로 탄소배출량 보고 의무만 부여되고 있으며 2026년부터는 비용이 본격 부과된다. EU는 당초 역외 기업의 반발을 고려해 2026년부터 2034년까지 EU 기업들에 제공해온 'ETS 무상 할당' 제도를 단계적으로 폐지할 예정이었다. 드라기 전 총재는 또 미국의 중국산 관세 인상, 중국의 외국인 직접 투자 규정 강화 등을 언급하면서 "EU에서는 외국인 직접 투자 심사가 각 회원국 권한이어서 집단적 힘을 발휘하지 못하고 있다"고 진단했다. 글로벌 수요가 급증한 반도체와 관련해서는 새로운 'EU 반도체 전략' 수립도 주문했다. EU 예산을 통한 반도체 부문 공동 지원, 신규 사업 패스트트랙 승인을 비롯해 역내 공동·민간입찰 사업 촉진을 위한 'EU 반도체 인증제도' 신설 등이 제시됐다. EU 차원의 반도체 수출통제 관리 강화, 제3국의 반도체 장비·소재 수출통제에 따른 EU 이익 방어 등도 언급됐다. 드라기 전 총재는 이날 경쟁력 쇠락을 막으려면 전반적 개혁이 '급진적'으로 이뤄져야 한다면서 복잡한 EU의 의사결정 구조도 개혁해야 한다고 주장했다. 실제로 EU는 여러 회원국이 모인 특성상 특정 회원국의 거부권 행사로 법안 처리가 지연되거나 아예 원점에서 재검토되는 경우가 허다하다. 이날 보고서는 우르줄라 폰데어라이엔 EU 집행위원장이 지난해 9월 연례 정책연설에서 경쟁력 강화 방안을 연구해달라고 공식 의뢰한 데 따른 것이다. 드라기 전 총재가 유럽 재정위기 당시 과감한 대규모 통화 완화 정책으로 유로존(당시 유로화 사용 19개국) 부채위기를 막아내 '슈퍼 마리오', '유로존 구원투수' 등으로 불리는 대표적 금융경제통이라는 점에서 보고서 내용에 이목이 쏠렸다. 이날 제안 중 일부는 오는 11월 이후 출범하는 '폰데어라이엔 2기' 정책 수립 시 어느 정도 반영될 것으로 보인다. 그러나 상당수가 27개국의 만장일치 합의가 필요한 데다 공동채권 등 일부 사안의 경우 EU 내에서 여러 차례 논의됐으나 회원국간 입장차가 크다는 점에서 실현 가능성에 의문이 제기되고 있다.
- 포커스온
2024-09-10
100년 전통 유럽 최대 가전 전시회 'IFA 2024' 6일 개막…한국 기업 127곳 참가

유럽 최대 규모의 가전 전시회인 'IFA 2024'가 6일(현지시간) 독일 베를린에서 개최된다. 올해로 100주년을 맞이한 이번 IFA에는 139개국 2200여 개 기업과 단체가 참여하며, 18만 명 이상의 관람객이 방문할 것으로 예상된다. '모두를 위한 혁신'을 주제로 10일까지 진행되는 이번 행사에서는 인공지능(AI), 지속가능성, 연결성, 피트니스 및 디지털 건강, 콘텐츠 제작 등 5가지 핵심 분야에 초점을 맞춘다. 미국 청소기업체 샤크닌자 CEO, 중국 스마트폰업체 아너 CEO, 튀르키예 가전업체 베스텔 CEO 등 글로벌 기업 리더들의 기조연설도 예정되어 있다. 특히 개막 전날에는 올라프 숄츠 독일 총리의 기조연설과 캐나다 출신 록스타 브라이언 애덤스의 축하 공연 등 다채로운 행사가 펼쳐진다. 한국에서는 삼성전자, LG전자를 비롯해 127개 기업 및 단체가 참가하여 기술력을 선보일 예정이다. 한국, 127개 기업·단체 참가⋯혁신 기술력 과시 'IFA 2024'에는 삼성전자, LG전자를 비롯하여 KT, 바디프랜드, 쿠쿠전자 등 국내 127개 기업 및 단체가 참여하여 한국의 혁신 기술력을 세계에 선보인다. 특히 글로벌 TV 시장 1위 삼성전자와 생활가전 분야 세계 1위 LG전자는 인공지능(AI) 가전을 통합하는 'AI 홈' 솔루션을 선보이며 치열한 기술 경쟁을 펼칠 것으로 예상된다. 한국, 'IFA 넥스트' 혁신 파트너 국가 선정 올해 한국은 스타트업과 혁신 기업의 첨단 기술을 소개하는 'IFA 넥스트'의 혁신 파트너 국가로 선정됐다. 한국관에서는 AI, 디지털 헬스, IoT, 가전 등 다양한 분야에서 잠재력 있는 국내 스타트업과 중소기업 20곳을 소개하며 유럽 시장 진출을 지원할 계획이다. 한편, 유럽 시장 공략에 적극적인 중국은 역대 최대 규모인 1300여 개 업체가 참가할 것으로 예상되며, 글로벌 시장에서의 영향력 확대를 노리고 있다. 삼성전자, IFA서 AI 연결 강조⋯업계 최대 규모 전시 삼성전자는 IFA 2024에서 '모두를 위한 AI'를 주제로 전시관을 운영한다고 5일 밝혔다. 업계 최대 규모인 6017㎡의 전시 공간에서는 스마트싱스를 기반으로 한 서비스와 영상디스플레이, 생활가전, 모바일 등 다양한 최신 AI 제품을 전시한다. 삼성전자 전시관은 보안, 지속가능성, 편리한 연결 및 제어, 안전과 건강, 기업 간 거래(B2B) 솔루션 등 다양한 주제로 구성됐다. 초연결 시대의 핵심 요소인 '보안'을 테마로 한 공간에서는 기기 간 안전한 연결을 지원하는 '삼성 녹스 매트릭스'와 정보 보호 솔루션인 '삼성 녹스 볼트'를 선보인다. 또한, 외부인의 무단 접속을 감지하여 차단하는 '리셋 보호' 기술도 만나볼 수 있다. 에너지 절감을 중시하는 유럽 소비자들을 위해 마련된 '지속가능성' 공간에서는 피크 시간대 에너지 절약을 돕는 '플렉스 커넥트' 등을 소개한다. 또한, 테슬라와 협력하여 개발한 에너지 관리 서비스 '스마트싱스 에너지'도 선보인다. 이 서비스는 태양광 발전량, 잔여 에너지, 전기차 배터리 충전 상태 등을 확인하고 관리할 수 있는 기능을 제공한다. '편리한 연결 및 제어' 공간에서는 구매한 제품을 자동으로 스마트싱스에 연결하는 '캄 온보딩', 집안 상태를 한눈에 파악하고 제어하는 '맵뷰', 스마트폰으로 리모컨 기능을 대체하는 '퀵리모트' 등을 체험할 수 있다. '안전과 건강' 공간에서는 돌봄이 필요한 가족의 일상을 지원하는 '패밀리 케어' 서비스와 갤럭시 링을 활용하여 수면 상태를 확인하고 가전 설정을 최적화하는 기능을 시연한다. 'B2B 솔루션' 공간에서는 스마트싱스를 기업용으로 확장한 '스마트싱스 프로'를 통해 호텔, 매장, 사무실 등 상업 공간에서 가전과 IoT 기기를 연동하는 모습을 보여준다. 유럽 소비자를 겨냥한 에너지 리더십 공간도 따로 구성해 에너지 소비량을 줄인 제품과 서비스를 소개한다. 또 여행을 테마로 한 전시 공간에서 갤럭시Z 폴드6, Z 플립6의 다양한 AI 기능을 선보인다. IFA 프레스 콘퍼런스에서 공개한 신규 코파일럿+ PC '갤럭시 북5 프로 360'도 체험할 수 있다. LG전자, '고효율' 강점으로 유럽 시장 공략 LG전자는 'IFA 2024'에서 유럽 에너지 관련 제품 지침인 ErP 최고 에너지 등급 기준을 뛰어넘는 혁신적인 가전 신제품들을 선보일 예정이다. 이번에 공개되는 LG 드럼 세탁기 신제품은 유럽의 가장 높은 에너지 효율 등급인 A보다 약 55% 뛰어난 효율을 자랑하며, AI DD 모터를 탑재하여 세탁물 엉킴을 방지하고 에너지 소비를 줄여 옷감 손상을 최소화한다. LG 냉장고 신제품은 A 등급보다 약 25% 높은 효율과 LG전자 동급 모델 중 최저 소음인 29㏈의 저소음을 강점으로 내세우고 있다. 건조기 신제품은 에너지 효율 등급 A+++보다 효율을 26% 더 높였으며, 유럽 시장에 출시된 건조기 제품 중 에너지 소비량이 가장 적다. 식기세척기 신제품 또한 LG전자의 핵심 부품인 인버터 DD를 적용하여 A 등급보다 효율을 20% 높였다. 새롭게 선보이는 LG 인스타뷰 AI 오븐은 에너지 효율 등급 A++을 충족하며, 오븐 내부 카메라가 식재료를 인식하여 다양한 맞춤형 레시피를 추천하는 '고메 AI' 기술도 탑재했다. 세탁기와 냉장고는 최고 등급이 A 등급인 새로운 규격을, 건조기, 식기세척기 등은 알파벳에 '+'를 붙이는 기존 규격을 따랐다. 유럽은 에너지 위기를 극복하고 러시아산 화석연료 의존도를 줄이기 위해 '리파워EU' 정책을 추진하고 있다. 이로 인해 에너지 효율이 높은 가전제품에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 시장 변화에 발맞춰 LG전자는 인버터 모터, 컴프레서 등 핵심 부품 기술력을 바탕으로 에너지 효율을 획기적으로 개선한 제품을 앞세워 유럽 시장을 적극적으로 공략할 계획이다. LG전자는 이번 IFA에서 에너지 고효율 가전뿐만 아니라 가정에서 에너지를 효율적으로 관리하고 절약할 수 있는 '스마트 그린 홈' 솔루션도 함께 공개한다. 류재철 LG전자 H&A사업본부장 사장은 "AI 기술을 활용하여 에너지 고효율 가전 개발에 지속적으로 힘쓰고, 유럽 시장에서의 입지를 더욱 강화해 나갈 것"이라고 밝혔다.
- IT/바이오
2024-09-05
중국, 세계 1·2위 조선사 합병 본격화…시장 3분의 1 장악 '공룡' 탄생 임박

중국 조선업계의 양대 산맥인 중국선박집단유한공사(CSSC)와 중국선박중공업집단(CSIC)의 합병이 가시화되면서, 세계 조선 시장의 지각변동이 예상된다. 현지 경제매체 제일재경과 차이신은 4일, 중국 당국의 조선산업 구조조정 정책에 따라 CSSC가 CSIC를 흡수합병하는 방식으로 합병이 추진되고 있다고 보도했다. 이번 합병이 성사될 경우, 탄생할 합병 법인은 총자산 및 시가총액이 각각 75조 3000억 원, 56조 5000억 원에 달하며 연간 영업이익 규모는 18조 8000억 원을 상회할 것으로 전망된다. 이는 세계 조선 시장 점유율 3분의 1을 차지하는 명실상부한 '공룡' 기업의 출현을 의미한다. CSSC, 안정적 성장세...CSIC, 항공모함 건조 기술력 보유 CSSC는 강남조선, 상하이외고교조선 등 4개 조선 기업을 자회사로 두고 있으며, 올해 상반기 영업이익은 전년 대비 17.99% 증가한 6조 7800억 원을 기록했다. 다만 순이익은 2260억 원으로 적자 전환했다. 현재 중국 시장 점유율 16%, 세계 시장 점유율 11%를 차지하고 있으며, 시가총액은 29조 4000억 원에 이른다. CSIC는 다롄조선, 우창조선 등을 자회사로 두고 있으며, 올해 상반기 영업이익 4조 1600억 원, 순이익 836억 원을 달성했다. 특히 중국 항공모함 산둥함 건조를 담당하며 기술력을 입증한 바 있다. 현재 시가총액은 21조 4000억 원 수준이다. 중국 정부 주도 구조조정, '남선'과 '북선'의 통합 CSSC와 CSIC는 각각 중국 남부와 북부에 조선소를 집중 운영하며 '남선(南船)'과 '북선(北船)'으로 불려왔다. 이번 합병은 중국 정부 주도의 조선산업 구조조정 일환으로 추진되는 것으로 알려졌다. 세계 조선 시장에서 중국은 한국과 치열한 경쟁을 벌여왔다. 지난 7월 세계 선박 발주량 기준 한국이 40%로 1위, 중국이 24%로 2위를 기록했지만, 올해 상반기에는 중국이 선두 자리를 지켰다. 이번 합병으로 중국 조선업계의 경쟁력이 더욱 강화될 경우, 한국과의 선두 다툼은 더욱 치열해질 전망이다.
- 산업
2024-09-04
[신소재 신기술(103)] AI 분석 통해 '자폐증 코드 해독' 획기적인 진전

인공지능(AI) 분석을 통해 자폐증을 진단하는 방법이 개발돼 주목된다. 이 방법을 통해 자폐증 환자 가족들은 장기간의 불확실성을 겪지 않고 조기 치료가 가능해질 것이라고 영국 데일리메일이 전했다. 새로운 AI 분석은 뇌의 생물학적 활동을 통해 자폐증의 유전적 마커를 89~95%의 정확도로 식별할 수 있다고 한다. 새로운 자폐증 진단 방법은 자기공명영상(MRI)을 통한 표준 뇌 매핑으로 시작, AI 도구를 통해 스캔을 다시 분석함으로써 자폐증을 나타낼 수 있는 뇌 내 단백질, 영양소 및 기타 과정의 움직임을 감지한다. 자폐증은 전통적으로 언어 구사 등 사람의 일상 행동 과정을 진행한 의료진에 의해 진단된다. 그리고 자폐증은 강력한 유전적 기반을 가지고 있다. 미국 질병통제예방센터(CDC)에 따르면 현재 자폐증은 36명의 아동 중 1명 꼴로 나타나고 있다. 이는 미국에서만 매년 9만 명 이상의 아동이 자폐증을 앓고 있음을 의미한다. 그러나 자폐증은 발견하기 어렵기로 악명이 높으며, 자폐증을 앓고 있는 대다수의 어린이는 5세가 될 때까지 진단을 받지 못하고 명확한 행동 징후를 보인다. 설상가상으로 식별 과정에는 일반적으로 수년간의 불확실성, 수십 번의 병원 방문, 언어 검사, 관찰 인터뷰 등을 포함한 다양한 검사가 수반되어 어린이와 가족에게 스트레스가 될 수 있다. 연구진은 이 새로운 진단 기법을 통해 의사들이 자폐증을 유발하는 보다 구체적인 유전자를 찾아낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 자폐증이 뇌의 성장과 작동 방식을 변화시키는 실제 생물학적 경로를 밝혀내는 것이다. 연구진은 이 방법이 "자폐증 코드를 해독한다"고 밝혔다. 그러나 이 방법이 언제쯤 상업적으로 사용될지에 대해서는 언급하지 않았다. 세인트루이스의 워싱턴 대학 방사선과 신지니 쿤두 박사는 대학원생 연구원 시절, 이 새로운 기계 학습 AI 도구와 수학적 뇌 모델링 기술을 개발했다. 뇌에서 생물학적 물질이 수송되는 방식을 따서 '수송 기반 형태 측정법'이라고 명명된 이 기술은 유전 코드의 핵심 부분과 연결된 패턴을 식별하는 데 중점을 두고 있다. '복제 수 변이(CNV)'라고 불리는 유전자 코드의 염기서열은 삭제되거나 복제된 DNA 세그먼트를 보여준다. 이러한 변화는 과거 연구에서 자폐증과 관련이 있는 것으로 나타났다. 그러나 뇌 형태와의 연관성, 즉 회백질이나 백질과 같은 다양한 유형의 뇌 조직이 뇌에서 어떻게 배열되는지는 잘 알려져 있지 않다. CNV가 뇌 조직 형태와 어떻게 관련이 있는지 알아내는 것은 자폐증의 생물학적 기초를 이해하는 데 중요한 첫 단계가 된다. 쿤두 교수와 UC 샌프란시스코 연구진은 이 같은 연구 결과를 '사이언스 어드밴시스' 저널에 발표했다. 연구에는 자폐증과 관련된 유전적 변이가 알려진 피험자 집단인 비영리 시몬스 그룹의 참여자들이 핵심 데이터를 제공했다. 연구진은 결과를 흐리게 할 수 있는 변수를 줄이기 위해 시몬스 그룹과의 유사성(예: 동일 연령, 성별, 비언어적 IQ)을 기반으로 다른 의료 또는 임상 환경에서 '대조군' 환자'를 모집했다. MRI 스캔 등 의료 데이터를 처리하는 대부분의 기존 머신러닝 방법은 해당 데이터에 숨겨진 많은 생물학적 과정에 대한 수학적 모델을 통합하지 않는다. 과거의 AI 모델은 대신 다양한 환자의 건강 데이터에서 비정상 또는 통계적 이상을 식별하기 위한 패턴만 찾았다. 그러나 이번에 개발한 '수송 기반 형태 계측법'은 연구진이 CNV 및 자폐증과 관련된 결실 또는 중복을 넘어 뇌 구조 내의 훨씬 더 뚜렷한 생물학적 변이를 구별할 수 있다. 연구진은 모든 의료 데이터의 90%가 유사한 영상에서 나온다는 점을 감안할 때, 이 방법이 새로운 유용한 자폐증 정보를 도출하는 데 도움이 될 것으로 기대했다.
- IT/바이오
2024-09-02
[신소재 신기술(102)] 국내 연구진, 플라스틱 생산 미생물 개발⋯석유 기반 플라스틱 대체 가능성 열어

국내 연구진이 석유 기반 플라스틱 산업의 대안으로 생분해성 플라스틱을 생산하는 미생물 개발에 성공했다. 한국과학기술원(KAIST) 연구팀은 플라스틱의 강성과 열 안정성을 높이는 고리형 구조의 폴리머를 생산하는 박테리아를 개발했다. 해당 기술에 대해서는 인터레스팅엔지니어링과 물리학org, 사이테크 데일리 등 다수 외신이 조명했다. 외신에서는 "한국 연구진이 개발한 새로운 '살아있는 플라스틱'은 버려지면 스스로 파괴된다"고 호평했다. 연구를 주도한 KAIST 화학 및 생물분자 연구 책임자인 이상엽 교수는 "(플라스틱) 바이오 제조는 기후 변화와 세계적인 플라스틱 위기를 완화하는 데 중요한 역할을 할 것"이라며 "미래를 위한 더 나은 환경을 보장하기 위해 국제적인 협력을 통해 바이오 기반 제조를 촉진해야 한다"고 강조했다. 일반적으로 고리형 분자는 미생물에 독성을 나타내기 때문에 연구진은 독특한 대사 경로를 설계했다. 이를 통해 대장균은 폴리머를 합성할 뿐만 아니라 폴리머와 그 전구체의 축적을 견딜 수 있게 되었다. 결과적으로 생성된 폴리머는 생분해성이며 약물 전달 시스템과 같은 생물 의학 분야에 유용하게 활용될 수 있는 물리적 특성을 가지고 있다. 최초의 미생물을 이용한 방향족 및 지방족 폴리머 생산 포장과 산업 분야에서 사용되는 대부분의 플라스틱(PET, 폴리스티렌 등)은 고리 모양의 '방향족' 구조를 포함하고 있다. 이전 연구에서는 미생물을 이용하여 방향족 및 지방족(비고리형) 단량체가 혼합된 폴리머를 생산하는 데 성공했지만, 이번 연구는 미생물이 방향족 측쇄(곁가지)를 가진 단량체로만 구성된 폴리머를 생산한 최초의 사례다. 이를 위해 연구팀은 다양한 미생물의 효소를 통합하여 새로운 대사 경로를 만들었고, 이를 통해 박테리아가 페닐락테이트라는 방향족 단량체를 생산할 수 있도록 했다. 그런 다음 컴퓨터 시뮬레이션을 활용하여 이러한 페닐락테이트 단량체를 완전한 방향족 폴리머로 효율적으로 조립할 수 있는 폴리머라제 효소를 설계했다. 이상엽 교수는 보도 자료에서 "이 효소는 자연에 존재하는 어떤 효소보다 폴리머를 더 효율적으로 합성할 수 있다"고 설명했다. 산업용 생산을 위한 규모 확대 연구팀은 박테리아의 대사 경로와 폴리머라제 효소를 개선한 후, 6.6리터(1.7갤런) 발효조에서 미생물을 배양하여 실험 규모를 확대했다. 최적화된 균주는 리터당 12.3g의 폴리머(폴리-D-페닐락테이트)를 성공적으로 생산했다. 그러나 상용화를 위해서는 이 수율을 리터당 최소 100g까지 높이는 것을 목표로 하고 있다. 이 교수는 "그 특성에 근거해 우리는 이 폴리머가 특히 약물 전달에 적합할 것이라고 생각한다"며 "주로 분자량이 낮기 때문에 PET만큼 강하지는 않다"고 말했다. 향후 연구진은 다양한 화학적 및 물리적 특성을 가진 추가적인 방향족 단량체 및 폴리머를 개발할 계획이다. 특히 산업용으로 필요한 더 높은 분자량을 가진 폴리머 개발에 주력할 예정이다. 또한 대규모 생산을 가능하게 하기 위해 공정 최적화 작업도 계속 진행할 계획이다. 이상엽 교수는 "수율을 높이기 위해 더 많은 노력을 기울이면 이 방법을 더 큰 규모로 상용화할 수 있을 것"이라며 "생산 공정의 효율성뿐만 아니라 회수 공정도 개선해 생산된 폴리머를 경제적으로 정제할 수 있도록 노력하고 있다"고 밝혔다. 이 연구는 지난 8월 21일 생명공학 분야의 최신 동향과 미래 전망에 대한 리뷰 논문을 주로 다루는 학술지 '트렌드 인 바이오테크놀로지(Trends in Biotechnology)'에 게재됐다.
- IT/바이오
2024-08-31
[신소재 신기술(101)] 버섯 곰팡이 전기 자극으로 바이오하이브리드 로봇 제어

코넬 대학교 연구진이 곰팡이 균사체를 배양해 여기서 나오는 전기 신호를 활용, 일반 로봇보다 환경에 더 잘 반응하는 '바이오 하이브리드' 로봇 제어 방법을 새로 발견했다고 테크익스플로러가 전했다. 로봇 제조에 시간과 기술, 재료 정도가 필요했다면, 이제는 곰팡이까지 더해질 수 있게 됐다. 로봇 제어 기술 개발은 코넬 대학교 롭 셰퍼드 교수가 이끄는 유기로봇연구실의 아난드 미슈라 박사팀이 주도했으며, 「곰팡이 균사의 전기 생리학적 측정을 통해 매개되는 로봇의 감각 운동 제어」라는 제목의 논문은 '사이언스 로보틱스(Science Robotics)'에 발표했다. 셰퍼드 교수는 "이 연구는 곰팡이가 내는 생체 전기를 사용해 로봇에 환경 감지 및 명령 신호를 제공, 자율성 수준을 향상시키는 첫 번째 성과"라며 "로봇의 전자 장치에 균사체를 배양함으로써, 바이오 하이브리드 로봇이 환경을 감지하고 이에 대응할 수 있도록 할 수 있었다. 이번에는 입력원으로 빛을 사용했지만, 미래에는 화학 물질이 될 것이다. 개발할 미래 로봇은 작물에서 토양의 화학적 성질을 감지하고 비료를 뿌릴 시기를 결정할 수 있을 것"이라고 말했다. 엔지니어들은 로봇을 설계하면서 동물계에서 많은 단서를 얻었다. 동물이 움직이는 방식을 모방하고, 환경을 감지하고, 심지어 땀을 통해 내부 온도를 조절하는 기계를 만들었다. 일부 로봇은 근육 조직 세포와 같은 살아있는 조직을 통합했지만, 이러한 복잡한 생물학적 로봇 시스템은 기능적으로 유지하기 어렵다. 로봇의 성능과 기능을 살리는 작업은 쉽지 않다. 균사체는 버섯의 지하 식물체이며, 여러 가지 장점이 있다. 혹독한 환경에서도 자랄 수 있다. 또 화학적 및 생물학적 신호를 감지하고 여러 입력에 반응할 수 있다. 미슈라 박사는 "기존의 수동 센서는 한 가지 목적으로만 사용되지만 살아있는 시스템은 촉각에 반응하고, 빛에 반응하고, 열에 반응하고, 신호와 같은 알려지지 않은 것에도 반응한다"면서 "미래 로봇 제작은 예상치 못한 환경에서 어떻게 작동할 수 있을까에 초점이 맞추어질 것이다. 우리 연구팀이 찾아낸 ‘살아있는 시스템’을 활용하면 알려지지 않은 입력이 들어와도 로봇이 그에 반응할 것"이라고 밝혔다. 그러나 버섯과 로봇의 통합에는 기술에 대한 지식 이상이 필요하다. 기계나 전자공학뿐 아니라 균류학, 신경 생물학, 신호 처리에 대한 배경 지식 등도 요구된다. 이 모든 분야가 모여야 시스템을 구축할 수 있다. 그래서 연구팀은 신경 생물학 및 행동 분야(브루스 존슨 연구원)의 자문을 구해 균사체 막의 뉴런과 같은 이온 채널로 전달되는 전기 신호를 기록하는 방법을 배웠다. 농업 및 생명 과학 대학의 통합 식물 과학부(캐시 호지 박사)는 균류에 전극을 붙일 때 우려되는 오염을 방지하기 위해 깨끗한 균사체 배양 방법을 전달했다. 미슈라가 개발한 시스템은 △ 진동과 전자기 간섭을 차단하고 균사체의 전기 생리학적 활동을 실시간으로 정확하게 기록하고 처리하는 전기 인터페이스 △ 일종의 신경 회로인 중앙 패턴 생성기에서 영감을 받은 컨트롤러로 구성되어 있다. 기본적으로 이 시스템은 원시 전기 신호를 읽고, 이를 처리하고, 균사체의 리드미컬한 스파이크를 식별한 다음, 해당 정보를 디지털 제어 신호로 변환해 로봇의 액추에이터로 전송한다. 이를 바탕으로 연구팀은 거미 모양의 소프트 로봇과 바퀴 달린 로봇 등 두 가지 바이오 하이브리드 로봇을 제작했다. 개발된 로봇은 세 가지 실험을 완료했다. 첫 번째 실험에서 로봇은 균사체 신호에서 자연스럽고 연속적으로 급증하는 스파이크에 대한 응답으로 걷고 구르는 동작을 시연했다. 그런 다음 연구팀은 자외선으로 로봇을 자극하여 보행 패턴을 변화시켜 균사체가 환경에 반응하는 능력을 입증했다. 세 번째로 연구팀은 균사체의 원래 신호를 완전히 무시할 수 있었다. 이는 로봇 공학과 균류학 분야를 훨씬 넘어섬을 의미한다고 연구팀은 전했다. 신호를 받아들이면 무슨 일이 일어나고 있는지도 이해할 수 있다는 점에서, 이는 로봇을 제어하는 것만이 아니라 생명체와 진정한 연결을 만드는 것이라는 지적이다. 사람이 시각화할 수 없는 신호를 로봇은 시각화하고 있다는 것이다. 한편, 이 연구에는 이탈리아 피렌체 대학교의 김재석 연구원도 참여했다.
- IT/바이오
2024-08-30
[기후의 역습(47)] 알래스카 대게 수십억 마리가 사라진 이유는?

지난 2022년 알래스카 근처 베링해에서 수십억 마리의 대게가 사라졌다. 전문가들은 이것이 과도한 어획이 아니라 근래 뜨거워진 바닷물이 대게의 신진대사를 과열시켜 굶어 죽인 것이라고 설명했다. 그런데 최근 발표된 미 해양대기청(NOAA)의 새로운 연구는 사태가 예상보다 더 심각하다는 사실을 보여준다고 CNN이 전했다. 대게의 대량 폐사가 이 지역에서 벌어지고 있는 거대한 변화의 영향 중 하나에 불과한 것으로 보인다고 경고한 것이다. 연구 결과에 따르면 베링해의 일부 지역은 '말 그대로' 얼음과 함께 연상되는 북극에서 벗어나고 있다. NOAA의 연구에 따르면, 남동쪽 베링해에서는 아북극(북극권 부근) 지역에서 볼 수 있는 것과 같은 따뜻하고 얼음이 없는 상태가, 가능성 면에서 인간이 지구 온난화를 일으키는 화석연료를 태우기 시작하기 전보다 현재 약 200배 더 높다. NOAA 알래스카 코디악연구소 소장으로 이번 연구를 이끌었던 마이클 리초우는 "이 연구는 베링해 생태계가 한 대게 어부의 생존 동안(인간의 생존 기간)에도 이미 얼마나 많이 변했는지를 보여준다"고 말했다. 그는 또 "앞으로 더 따뜻한 시기가 올 것으로 예상해야 한다"면서 ”베링해에서 춥고 얼음이 많으며 위험하기까지 한 진정한 북극 환경은 드물게 될 것“이라고 우려했다. 북극 인근에서 서식하는 한류종인 대게는 수온이 섭씨 2도 이하 지역에서 압도적으로 번성하며, 최대 섭씨 12도에서까지 신체적으로 기능할 수 있다. 그러나 지난 2018~2019년에 닥쳤던 해양 열파는 대게에게 특히 치명적이었다. 따뜻한 물 때문에 대게의 신진대사가 증가했지만, 대사를 충족시킬 수 있는 충분한 먹거리가 턱없이 부족했던 것이다. 이로 인해 궁극적으로 수십억 마리의 대게가 굶어 죽었고, 그 후 몇 년 동안 알래스카의 어업은 치명적으로 파괴되었다. NOAA에 따르면 대게는 연간 최대 2억 2700만 달러의 부가가치를 안겨주는, 상업적으로 가치가 큰 어류다. 리초우는 알래스카의 어업이 이 상황에 신속하게 적응해야 한다고 강조했다. 그는 "대게 어업은 점점 더 나빠질 것이므로 비즈니스 구조를 변화시켜야 한다. 베링해 지역이 최근 추웠고, 근래 새로운 어린 대게가 산란했기 때문에 단기적으로는 회복될 것이라는 희망이 있지만, 앞으로 몇 년 안에 열악한 상태가 될 가능성이 높다"고 경고했다. 알래스카 대게의 감소는 바다가 따뜻해지고 해빙이 사라지면서 북극에서 더 광범위한 생태계 변화를 예고한다. 전문가들은 알래스카 주변 바다가 이제 붉은대게와 같은 대게류와 바다사자 등 여러 해양 종에게 살기 어려운 곳이 되고 있다고 말한다. 나아가 베링해의 온난화로 인해 새로운 어류 종이 생겨나고 있어, 차가운 바닷물에서 오랫동안 삶을 이어 온 대게와 같은 종들이 위협을 받고 있다. 일반적으로 바다에는 태평양 대구와 같은 종이 게가 서식하는 극도로 차가운 지역에 도달하는 것을 막는 온도 장벽이 있다. 그러나 2018~2019년 폭염 동안 태평양 대구는 평소보다 더 따뜻해진 베링해 바닷로 진출할 수 있었고 대게 개체군의 남은 일부를 먹어 치웠다. 알래스카 수산과학센터의 로버트 포이 소장은 CNN과의 인터뷰에서 "우리는 알래스카 만에서 먹이사슬의 불일치와 어류의 종 변화를 관찰했다"고 말했다. 포이는 이러한 광대한 생태계 변화가 "어업 과학 및 관리에 새로운 도전과 기회를 제공하고 있다"며 드론이나 AI 등 새로운 기술을 통합해 환경 변화와 생태적 반응을 보다 신속하게 감지하고 대응하는 것이 대표적인 예라고 언급했다. 전문가들은 북극 지역이 전 세계 나머지 지역보다 4배 더 빨리 온난화되고 있다고 보고하고 있다. 리초우는 베링해에서 현재 일어나고 있는 일이 앞으로 북극 지방에서 일어날 일의 풍향계가 될 것이라고 밝혔다.
- 산업
2024-08-29

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