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2024-11-22 (금)

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케타민 장기 사용 시 뇌 도파민 시스템 변화

현대 사회에서 다양한 스트레스로 인해 우울증을 겪는 사람들이 점차 증가하고 있다. 우울증은 기분, 흥미, 에너지, 집중력 등에 변화를 일으키는 정신 질환으로, 적절한 치료 없이 방치될 경우 자살로 이어질 위험이 있는 심각한 질병이다. 케타민은 우울증 치료에 효과적인 것으로 알려진 약물 중 하나이다. 원래 마취제로 사용되는 이 물질은 우울증 환자에게 단 한 번의 투여로도 증상을 빠르게 완화시킬 수 있다는 연구 결과가 있다. 그러나 케타민의 장기 사용에 따른 부작용이 우려되어 추가적인 연구가 필요한 상태이다. 신경 과학 전문지 싸이포스트(SyPost)에 따르면, 미국 컬럼비아대학교의 연구팀은 케타민이 뇌의 도파민 관련 뉴런에 다양한 변화를 유발한다는 사실을 밝혀냈다. 도파민 뉴런은 기분, 인지, 운동, 학습, 기억, 보상 등의 기능에 중요한 역할을 하는 신경전달물질 도파민을 분비하는 뉴런을 말한다. 컬럼비아대학교의 연구팀은 쥐를 대상으로 케타민의 장기적인 영향을 연구했다. 연구 과정에서 쥐들은 10일 동안 다양한 용량의 케타민에 노출되었다. 사용된 케타민의 용량은 체중 30kg당 100mg 즉 체중 1kg당 1mg으로, 이는 치료적 사용과 고용량의 레크리에이션 사용을 모방한 것이다. 연구 결과에 따르면, 저용량의 케타민 노출은 기분, 식욕, 수면 등을 조절하는 시상하부의 도파민 관련 뉴런 수를 증가시켰으나, 고용량의 케타민 노출은 행동 상태를 조절하는 중뇌의 도파민 관련 뉴런 수를 감소시켰다. 더불어, 케타민 노출은 뉴런의 연결 구조에도 변화를 가져왔다. 고차원 인지 기능과 관련된 전전두엽 피질에서는 뉴런의 연결 밀도가 증가한 반면, 청각 및 공간 정보 처리와 관련된 영역에서는 뉴런 돌기의 감소가 관찰됐다. 이러한 결과를 바탕으로 연구팀은 케타민이 뇌의 도파민 시스템을 재구성하여 인지적 및 행동적 변화를 유발할 수 있다는 가설을 제시했다. 연구의 공동 저자인 말리카 다타(Malika Datta)는 "케타민을 반복적으로 사용한 후 볼 수 있는 뇌의 도파민 시스템 재구성은 시간이 경과함에 따라 인지적 및 행동적 변화와 관련이 있을 수 있다"라고 설명했다. 이번 연구에서 또 다른 발견은 케타민에 대한 뇌 반응에 번역되지 않은 메신저 RNA(mRNA)의 관여였다. 뉴런 내에서 번역되지 않은 mRNA는 단백질 생산에 즉시 사용되지 않는 유전 정보의 한 형태로, 연구팀은 이러한 번역되지 않은 mRNA가 만성적인 케타민 노출에 대한 뇌의 적응 과정에서 중요한 역할을 한다고 밝혔다. 즉, 케타민은 뇌의 도파민 시스템을 재구성함으로써 인지 행동 변화를 유발할 수 있다는 것이다. 이러한 변화는 우울증뿐만 아니라 다른 정신 질환과도 연관될 가능성이 있다. 또한, 케타민에 대한 뇌 반응에 번역되지 않은 mRNA가 관여한다는 사실은 케타민의 치료적 효과와 부작용을 이해하는 데 도움이 될 것으로 보인다. 이 연구는 케타민이 뇌에 미치는 광범위한 영향을 이해하는 데 중요한 기여를 하며, 케타민의 치료적 사용에 있어서 적절한 복용량과 장기 사용에 대한 주의가 필요함을 시사한다. 향후 연구에서는 케타민이 뇌의 도파민 시스템을 재구성하는 구체적인 메커니즘과 번역되지 않은 mRNA가 케타민의 치료적 효과와 부작용에 미치는 영향을 더욱 깊이 탐구할 필요가 있다.
- IT/바이오
2023-12-13
美 뇌 노화 단백질 발견…기억력 개선 기대

미국 마운트 시나이(Mount Sinai) 대학 연구팀이 뇌 노화 관련 단백질을 발견했다고 발표했다. 이 단백질은 TIMP2(조직 억제제 메탈로프로테아제 2)로 불리며, 해마 영역에서 기억력과 학습에 중요한 역할을 한다. 사이테크데일리에 따르면 마운트 시나이 대학 연구팀은 돌연변이 마우스 모델을 사용하여 뇌 노화 단백질(TIMP2) 수치가 감소하면 해마의 가소성(plasticity)과 기억 기능이 감소한다는 것을 발견했다. 가소성은 뇌가 새로운 정보를 받아들이고 학습할 수 있는 능력을 말한다. 노화와 신경퇴행성 질환 노화는 알츠하이머병을 포함한 많은 신경퇴행성 질환의 가장 큰 위험 요인으로 알려져 있다. 마운트 시나이 연구팀과 다른 연구자들의 이전 연구는 TIMP2를 포함하여 젊은 혈액에 풍부한 단백질이 해마의 가소성 또는 기억과 관련된 신경 과정의 유연성에 영향을 미쳐 늙은 동물의 뇌 기능을 젊어지게 하는 데 활용될 수 있다는 것을 발견했다. 이러한 중요한 발견에도 불구하고 TIMP2가 분자 수준에서 해마의 가소성을 조절하는 방법에 대한 생물학에 대해서는 알려진 바가 거의 없었다. TIMP2의 분자 메커니즘 연구팀은 나이가 들면서 발생하는 것으로 알려진 혈액과 해마의 TIMP2 수치 손실을 모방한 돌연변이 쥐 모델을 사용했다. 또한 연구자들이 해마의 뉴런에 의해 발현되는 TIMP2 풀을 구체적으로 표적으로 삼고 삭제할 수 있는 모델을 만들었다. 이러한 모델은 RNA 염기서열 분석, 공초점 이미징, 초고해상도 현미경 및 행동 연구와 결합하여 TIMP2의 가소성 조절에 대한 상세한 분자 검사를 가능하게 했다. 연구진은 TIMP2의 손실은 해마에 세포외 기질 성분의 축적을 초래하며, 이는 성인으로 태어난 뉴런의 생성, 시냅스 무결성 및 기억을 포함한 가소성 과정의 감소와 함께 발생한다는 것을 알게 되었다. 세포외 기질은 세포 주변과 세포 사이의 구조적 미세환경을 구성하는 많은 고분자 구성 요소의 네트워크이다. 연구팀은 세포외 기질에 영향을 미치는 해마에 전달된 효소로 이 표현형을 직접 표적으로 삼았고, 감소된 TIMP2 설정에서 일반적으로 손상된 가소성 과정이 복원되었음을 발견했다. 뇌 노화 단백질 발견의 의의 이 연구는 세포외 기질을 조절하는 표적 과정이 뇌의 가소성을 개선하는 접근법을 설계하는 데 중요한 방향이 될 수 있음을 시사한다. 뇌 노화의 특징을 역전시킬 수 있는 잠재력을 가진 요인을 특성화하는 데 주력하고 있는 연구팀은 세포외 기질을 조절하는 TIMP2 이상의 분자를 탐구할 계획이며, 이 연구가 노화와 관련된 다양한 장애를 완화하는 맥락에서 이 분야를 어디로 가져갈 수 있는지에 대해 낙관적이다. 연구팀의 공동 저자인 조셉 칼스테로노(Joseph Castellano) 박사는 "TIMP2는 세포외 기질의 구성 요소를 통해 미세환경의 유연성을 변화시킨다"라고 말했다. 그는 "세포외 기질을 조절하는 경로를 연구하는 것은 가소성이 영향을 받는 질병에 대한 새로운 치료법을 설계하는 데 중요할 수 있다"고 덧붙였다. 연구팀은 앞으로 TIMP2가 뇌의 다른 영역에서 어떤 역할을 하는지, 그리고 TIMP2를 조절하는 방법으로 뇌 노화 관련 질환을 치료할 수 있는지 연구할 계획이다. 마운트 시나이 대학 연구팀의 이번 연구는 뇌 노화와 관련된 단백질이 뇌 가소성과 기억력에 미치는 영향을 밝힌 것으로 주목된다. 이 연구 결과는 알츠하이머병과 같은 노화 관련 질환의 치료법 개발에 새로운 가능성을 제시할 것으로 기대된다.
- IT/바이오
2023-12-06
식중독 예방 위해 설계된 전자 코 'E-노즈' 개발

일반적으로 마약 탐지, 주인 인식, 매몰된 사람 구조와 같은 활동에서 뛰어난 후각을 발휘하는 동물로 개를 떠올리곤 한다. 이 때문에 냄새를 잘 맡는 사람을 종종 '개코'라고 부른다. 하지만 이제는 '개코'가 아닌 'AI 코(AI Nose)'라는 용어를 사용해야 할 시대가 올 것으로 보인다. 인공지능(AI)의 발전으로 인해, 사람의 코를 대체할 수 있는 이 'AI 코'는 다양한 냄새를 구분하도록 훈련되고 있기 때문이다. 미국 BBC에 따르면, 사람의 코에는 약 400개의 후각 수용체가 있어 약 1조 종류의 냄새를 감지할 수 있다고 한다. 그러나 이러한 수준의 감각을 과학적 장비로 복제하는 것은 어려운 과제다. 그럼에도 불구하고, 최근 AI의 발전 덕분에 최신 전자 코(특정 냄새를 감지하고 보고할 수 있는 첨단 센서)의 처리 속도와 정확도가 급속도로 향상되고 있다. 그들의 지지자들은 식품 안전을 변화시킬 수 있다고 말한다. 센시파이(Sensifi)라고 불리는 'E-노즈(e-nose)'의 공동 개발자이자 이스라엘 네게브 벤 구리온 대학교의 화학 교수인 라즈 젤리넥(Raz Jelinek) 교수는 "잠재적으로 치명적인 식인성 박테리아의 일반적인 유형인 살모넬라와 대장균은 고유한 전자적 특성을 가지고 있다"고 설명했다. E 노즈에는 탄소 나노입자로 코팅된 전극이 포함되어 있어, 박테리아가 내뿜는 냄새나 휘발성 유기화합물(VOC)을 감지한다. 서로 다른 종류의 박테리아는 서로 다른 VOC 지문을 생성하며 이는 다시 Sensifi 기계에서 서로 다른 전기 신호를 생성한다. 그런 다음 AI 소프트웨어 시스템에 의해 기록되어 계속 증가하는 데이터베이스와 비교하여 이를 확인하고 사용자에게 알린다. 올해 초 출시된 Sensifi는 식품 산업의 감염과의 전쟁을 변화시킬 수 있기를 희망하고 있다. 모디 펠레드(Modi Peled) CEO는 "대부분의 경우 식품 생산업체가 현재 테스트를 위해 샘플을 실험실로 보낸 다음 결과가 나올 때까지 며칠을 기다려야 한다"며 "하지만 E-노즈는 식품 회사가 직접 현장에서 사용할 수 있으며 1시간 이내에 결과를 제공한다"고 말했다. 펠레드는 "식품 산업의 테스트 방법은 40~50년 동안 동일하게 유지됐다"라며 "지금까지 AI는 실제로 이 시장의 테스트 부문에 진출하지 못했다"고 지적했다. 식중독은 전 세계적으로 여전히 심각한 문제로 남아 있다. 미국에서는 매년 4800만 명, 즉 6명 중 1명이 식중독으로 인해 병에 걸리며, 이 중 12만8000명이 입원했고, 3000명이 사망했다. 영국에서는 매년 240만 건의 식중독 사례가 발생하고, 약 180명이 사망하는 것으로 추산되고 있다. 펠레드는 "사람들은 고기, 가금류, 생선이 주범이라고 말하지만, 지난 5~10년 동안 미국 식품 산업의 가장 큰 암살자는 바로 로메인 상추다”라며 “식품 시장이 산업화될수록 병원균에 더 취약해질 것"이라고 주장했다. 독일 회사인 NTT 데이터 비즈니스 솔루션(NTT Data Business Solutions)는 현재 개발 중인 E 노즈를 구동하는 AI를 훈련하는데 커피를 통해 도움이 되는 새로운 방법을 가지고 있다. 한 테스트에서 기술자들은 AI 센서 옆에 인스턴트 커피 가루를 놓는 데 3일을 보냈다. 그런 다음 AI는 좋은 커피, 나쁜 커피(식초를 곁들인 커피), 커피가 전혀 없는 세 가지 옵션 중 하나를 식별해야 했다. 회사의 혁신 관리자인 안드리안 코츠르(Adrian Kostrz)는 "냄새는 단순한 가스가 아니라 독특한 가스 조합이다"라며 "그리고 냄새가 나는 방식에 변화나 아주 작은 차이가 있는 경우가 많다"고 말했다. NTT의 센서는 3D 프린팅된 인간 코의 플라스틱 모델에 장착된다. 신선하고 상태가 좋을 때 어떤 냄새가 나는지 알 수 있도록 커피와 기타 식품으로 AI를 훈련하고 있으며, 이를 "냄새의 기준값"이라고 회사는 말한다. 아이디어는 NTT의 E-노즈가 전염병의 냄새를 맡는 것뿐만 아니라 식품의 신선도 여부에도 사용될 수 있다는 것이다. 이는 슈퍼마켓이나 카페에서 유통기한이 없는 물건이 있을 때 무엇을 먼저 팔아야 할지 알 수 있도록 도와줄 것으로 기대된다. 코츠르는 "악취의 기준값을 아는 것은 식품 산업이 그에 따라 생산, 저장, 수확 및 공정을 조정하는 데 도움이 될 것이다"라고 말했다. 그러나 일부 AI 전문가들은 최신 E-노즈가 잘 작동하지만, 식품업체들이 비용 문제로 인해 발을 빼게 될 가능성이 높아 큰 수요를 발생할 가능성은 낮다고 말한다. 미국에 본사를 둔 이 회사의 설립자이자 수석 디자이너인 빈센트 피터스(Vincent Peters)는 "피킹부터 보관, 배송까지 전 세계 소형 감지기 네트워크를 구축하는 것에 대해 이야기하고 있다면 이것이 비즈니스 모델에 어떤 영향을 미칠지 고려해야 한다"고 말했다. 한편, 샌프란시스코에 본사를 둔 도미노 데이터 랩(Domino Data Lab)의 동료 AI 전문가인 크젤 칼쏜(Kjell Carlsson)은 "E-이 노스가 작업 중인 각 시설에 대해 복잡한 미세 조정이 필요할 것이다"라며 "이것은 새로운 기술을 수용하는 것으로 알려지지 않은 업계에서 매우 어려운 작업이다"라고 꼬집었다. 이러한 지적에도 불구하고, 뉴질랜드의 센티안 바이오(Scentian Bio)라는 회사는 곤충의 더듬이를 모방해 바이오센서이를 개발했다. 이를 통해 곤충 단백질을 복제하고 이를 냄새 센서에 포함시킨 것이다. 이는 개 코보다 수천 배 더 민감하다는 설명이다.
- IT/바이오
2023-12-03
중앙대, 보행 보조 웨어러블 로봇 출시

로봇공학자들은 최근 몇 년 사이에 수술, 재활, 의료 지원 분야에 적용할 수 있는 진보된 로봇 시스템을 개발해왔다. 이들 로봇 시스템은 이미 많은 장애인과 신체적 외상을 입은 환자, 그리고 의료 시술을 받은 사람들의 삶의 질을 향상시키는 데 큰 도움을 주고 있다. 특히 산업 현장에서는 근로자의 건강과 안전, 편의를 위해 중요한 역할을 하고 있다. 전자기술 매체 테크익스플로어(techxplore)는 최근 한국 중앙대학교 연구원들이 노화, 근육 약화, 수술 또는 특정 질병으로 인해 걷는데 어려움을 겪는 사람을 돕기 위해 특별히 설계된 새로운 보행 보조용 웨어러블 로봇을 출시했다고 보도했다. '사이언스 로보틱스(Science Robotics)'에 게재된 논문 내용을 살펴보면, 이 로봇은 걷는 동안의 균형을 개선하는 동시에 대사 비용(에너지 소비)을 줄이는 데 효과적인 것으로 밝혀졌다. 연구를 주도한 이기욱 교수는 "우리의 최근 논문은 주로 보행 보조를 위한 대부분의 웨어러블 로봇이 시상면(상하 방향)의 움직임에만 초점을 맞추고 있다는 인식에서 영감을 받았다"며 "그러나 걷기는 본질적으로 3차원 활동이며 다른 차원의 움직임도 마찬가지로 중요하다"고 말했다. 이기욱 교수와 그의 동료들이 개발한 이 로봇은 과거에 제안된 고관절 외전(다리를 옆으로 벌리는 동작) 지원 로봇들과 달리, 전두엽(인체의 정면 부분)에 초점을 맞추고 있으며, 이는 걷는 동안의 움직임과 측면 안정성을 지원하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 논문의 공동저자 김명희 교수는 걷기 연구에서 전방 움직임과 측면 균형이 전통적으로 별개의 기능으로 여겨져 왔다고 설명했다. 그는 "최근에야 전후방 방향의 보조가 측면 안정성에 기여한다는 사실이 인정되었으나, 전후방 보행 효율성에 대한 측면 보조의 영향에 대한 연구는 아직 부족하다"고 지적했다. 연구팀의 핵심 가정은 자연스러운 엉덩이 외전(다리를 옆으로 움직이는 동작) 순간을 모방하는 웨어러블 로봇의 사용이 걸을 때 대사 비용을 줄일 수 있다는 것이다. 이는 신체 중심선에서 멀어지는 다리의 움직임을 포함하며, 걷기뿐만 아니라 인간이 매일 수행하는 다양한 활동을 지원하는 데 중요하다. 이 교수는 "우리가 개발한 고관절 외전 보조 웨어러블 로봇이 측면 신체 움직임을 지원해 보행 효율을 증가시키는 원리로 작동한다"고 말했다. 그는 "우리가 앞으로 걸을 때 균형을 유지하기 위해 몸의 질량 중심이 자연스럽게 좌우로 이동하는데 이 과정을 회복이라고 한다"며 "이 회복 단계에서는 고관절 외전 근육이 작동하고, 우리 장치는 이러한 근육을 보조하여 착용자가 더 쉽게 움직일 수 있도록 해주며, 더 적은 노력으로 질량 중심을 회복할 수 있도록 돕는다"고 말했다. 연구팀은 시뮬레이션과 실제 실험 모두에서 로봇의 성능을 평가했다. 이러한 테스트 결과는 로봇이 일반 보행에 비해 보행 시 대사 비용을 11.6% 감소시키는 동시에 균형과 안정성을 향상시킨다는 매우 긍정적인 결과를 보여주었다. 이 교수는 "우리의 연구는 보행 효율성 향상을 위해 웨어러블 로봇이 단지 시상면(상하 방향)에만 집중할 필요가 없다는 것을 입증한다"라며 "걷기는 3차원적인 움직임이기 때문에 다양한 평면에서의 움직임을 고려하는 것이 필수"라고 강조했다. 연구팀이 개발한 엉덩이 외전 보조 로봇은 걷기를 지원하는 엉덩이와 다리의 움직임에 직접적인 영향을 미친다. 이 독특한 디자인 덕분에, 로봇은 인간이 보통 걸을 때 들이는 노력의 일부를 효과적으로 '대체'할 수 있게 해주며, 이는 보행 과정을 더욱 용이하게 만든다. 김 교수는 "우리의 연구는 몸의 무게 중심을 한 발에서 다른 발로 더 효과적으로 전달함으로써 걷기 효율성을 높이는 측면 지원의 중요한 역할을 입증한다"고 설명했다. 그는 이러한 통찰이 근력이 감소한 개인에게 특히 유익하며, 지원 메커니즘에 대한 새로운 방향을 제시한다고 말했다. 또한, 김 교수는 앞으로 측면 지원이 이동성에 제한이 있는 사람들에게 어떻게 도움이 될 수 있는지 탐색하고, 잠재적으로 재활 및 지원 전략을 변화시키는 것이 중요하다고 강조했다. 이기욱 교수팀이 개발한 로봇 시스템은 앞으로 더 개선되어 상용화될 것으로 예상된다. 이 로봇은 노인, 다리나 엉덩이 수술을 받은 환자, 그리고 걷기에 어려움을 겪는 사람들에게 매우 유용할 것으로 보인다. 이 교수는 "향후 연구를 위해 고관절 외전이 보행 균형에 어떤 영향을 미치는지 더 깊이 파악할 계획"이라며 "우리는 고관절 외전이 보행 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 균형에도 영향을 미칠 수 있다는 것을 관찰했으며, 보행 균형 개선에 있어 웨어러블 로봇의 잠재력을 탐구하는 것을 목표로 한다"고 말했다. 한편, 한국의 현대로템은 지난 2021년 현대자동차와 공동 개발한 웨어러블 로봇을 기반으로, 기존 제조산업군에서 사업 영역을 확장했다. 이 로봇은 VEX(조끼형 웨어러블 로봇)와 H-Frame(지게형), CEX(의자형) 등 3종이다. VEX는 장시간 팔을 들어올리는 작업에서 팔과 어깨의 피로감을 덜어주는 장비로 별도의 전원 공급 없이도 사용이 가능하며 무게도 2.5kg으로 가볍다. H-Frame은 바닥에서 허리 높이까지 물체를 들어올리는 데 효과적이며, CEX는 앉은 자세에서 착용자의 자세를 지지해주는 데 도움을 준다. 현대로템의 웨어러블 로봇은 이미 현대자동차, 기아, 현대제철을 포함한 자동차, 중공업, 조선, 물류, 유통 분야에서 상용화되어 사용되고 있다. 이 로봇들은 산업 현장에서 근로자의 건강과 안전, 편의를 증진시키는 데 크게 기여하고 있으며, 그 효과성이 입증되고 있다.
- 산업
2023-11-29
ETH 취리히, 뼈·인대·힘줄 로봇 손 3D 프린팅 성공

스위스의 한 공과대학에서 3D 프린팅을 통해 뼈와 인대 등을 갖춘 로봇 손을 제작했다. 연구원들이 처음으로 뼈, 인대, 힘줄이 있는 로봇 손을 인쇄하는 데 성공했으며 이를 이용하면 부드러운 재료와 단단한 재료를 결합하는 것이 훨씬 쉬워진다고 미국 IT매체 엔가젯(Engadget)이 최근 보도했다. 스위스 취리히 연방공과대학(ETH 취리히)의 연구원들은 잉크빗(Inkbit)이라는 미국 기반 스타트업과 함께 사람의 손과 유사한 로봇 손을 3D 프린팅했다. 그들은 처음으로 뼈, 인대, 힘줄을 갖춘 로봇 손을 프린트했는데, 이는 3D 프린팅 기술의 큰 도약을 의미한다는 것이 엔가젯의 설명이다. 연구 성과가 게재된 '네이처(Nature)' 저널에 따르면 로봇 손의 뼈와 힘줄 등 여러 부분이 동시에 인쇄됐으며 나중에 별도로 조립되지 않았다는 점에 주목해야 한다. 로봇 손의 각 부품은 다양한 부드러움과 강성을 지닌 폴리머로 제작되었으며, 이는 새로운 레이저 스캐닝 기술을 통해 가능했다. 이 기술은 '탄성을 지닌 특수 플라스틱'을 한 번에 만들 수 있으며, 이를 통해 보다 복잡하고 세밀한 구조를 구현할 수 있다. 이러한 기술적 진보는 보철 분야와 소프트 로봇 구조의 생산에 큰 가능성을 열어준다. 기존에는 빠르게 경화되는 플라스틱에 주로 사용되었던 3D 프린팅 기술을, 잉크빗 연구원들은 느린 경화 플라스틱에도 적용할 수 있는 방법을 개발했다. 이 하이브리드 프린팅 방법은 내구성과 탄성을 개선하는 등 여러 장점을 제공한다. 이 기술을 통해 자연을 보다 정확하게 모방하는 것이 가능해져, 로봇 공학 및 의료 분야에서의 적용 가능성이 크게 확대될 것으로 예상된다. ETH 취리히의 로봇공학 교수인 로버트 카츠슈만(Robert Katzschmann)은 최근 그들이 개발한 부드러운 소재로 만들어진 로봇 손의 장점에 대해 설명했다. 그는 "우리가 개발한 부드러운 소재로 만들어진 로봇은 인간과 작업할 때 부상 위험이 적고 깨지기 쉬운 물건을 다루는 데 더 적합하다"고 말했다. 이러한 3D 프린팅 기술의 발전은 여전히 레이어별로 인쇄되는 기존의 방식을 따르지만, 통합 스캐너를 사용하여 프린팅 중 표면의 이상 여부를 지속적으로 확인하고, 시스템에 다음 재료 유형으로 이동하라고 지시한다. 또한, 느린 경화 폴리머 사용을 위해 압출기와 스크레이퍼가 업데이트됐다. 이 기술은 다양한 산업에 적합한 독특한 물체를 만들기 위해 강성을 미세 조정하는 데 사용될 수 있다. 인간의 손과 같은 부속물을 만드는 것은 이 기술의 하나의 사용 사례에 불과하며, 소음과 진동을 흡수하는 제조 물체를 만드는 데도 이 기술이 활용될 수 있다. 이러한 발전은 로봇공학, 의료 기술, 제조업 등 다양한 분야에서 혁신적인 솔루션을 제공할 잠재력을 가지고 있다. MIT 산하 스타트업 잉크빗은 이 혁신적인 3D 프린팅 기술 개발에 기여했다. 이 회사는 이미 이를 활용해 수익을 창출할 방법을 모색하기 시작했다. 회사는 곧 새로 개발된 프린터를 제조업체에 판매할 계획이며, 또한 이 기술을 이용한 복잡한 3D 프린팅 제품들을 소규모 기업에게도 판매할 예정이다. 이는 잉크빗이 제조업계에 새로운 기술을 제공하고, 다양한 시장에 진출하려는 전략의 일환으로 보인다. 한편, 3D 프린트 제조업체인 3D시스템즈에 따르면, 3D 프린팅 기술을 사용해 실리콘을 제작하는 것은 기존 사출 성형에 비해 최대 90% 정도 더 빠르고, 엄청난 비용과 시간을 절약할 수 있다. 의료 분야에서 3D 프린팅의 도입은 진단, 치료, 외과적 개입 방식에 혁신을 가져오고 있다. 특히 맞춤형 임플란트와 보철 영역에서의 응용은 3D 프린팅 기술의 가장 유망한 사용 사례 중 하나로 평가된다. 이 기술을 통해 개별 환자에게 최적화된 맞춤형 관절 임플란트, 복잡하게 설계된 의족 등을 제작함으로써 환자의 삶의 질을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 의료 기기와 수술 도구를 주문 제작할 수 있어 의료 공급자는 리드 시간과 비용을 줄이고 환자의 요구에 신속하게 대응할 수 있다. 이러한 다양한 접근 방식으로 인해 의료용 3D 프린팅의 가능성은 점점 더 현실화되고 있다. 이는 의료 분야에서의 혁신과 질적 향상을 이끌고 있으며, 향후에도 더 많은 발전이 기대된다.
- 생활경제
2023-11-28
중국, 인간처럼 협력하는 드론 기술 개발

중국 과학자들이 인간처럼 협력하고 작업을 수행하는 새로운 드론 기술을 개발했다고 인디아 타임스(India Times)가 최근 보도했다. 일반적으로 드론 군집은 벌이나 개미처럼 군집 지능을 통해 통신하고 협업한다. 하지만 이번에 개발된 기술은 인간의 협력 방식을 모방한 것으로, 드론이 서로 의사소통하고 작업을 분담하는 방식이 인간이 팀을 운영하는 방식과 유사하다. 연구팀은 이 기술을 통해 드론이 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 예를 들어, 보안 순찰, 재난 구조, 항공 물류 등에서 드론을 보다 효율적이고 안전하게 사용할 수 있을 것으로 보인다. 이 기술은 중국 산시성 서북공업대학교 리 쉬에롱(Li Xuelong) 교수가 이끄는 인공지능, 광학, 전자학부 팀이 개발했다. 리 교수는 컴퓨터 비전과 머신 러닝 분야의 전문가로, 드론의 자율주행 기술을 연구해왔다. 이번 연구에서 리 교수 팀은 챗GPT와 같은 대규모 언어모델(LLM)을 실제 애플리케이션에 통합했다. 이 드론의 핵심 기능은 '인간 두뇌'로, '인턴LM(InternLM)'이라는 오픈 소스 대형 언어 모델에서 개발된 자연어를 사용하여 서로 상호 작용할 수 있다는 점이다. 이를 통해 운영자와 드론 간의 원활한 통신이 가능하다. 연구팀은 이번 기술을 실증하기 위해 6대의 드론을 이용한 실험을 진행했다. 실험에서 드론은 서로 그룹 채팅을 통해 의사소통하며 수색 작업을 수행했다. 3대의 드론은 수색 지역을 탐색하고, 나머지 3대는 수색 결과를 공유했다. 연구팀은 "이번 기술은 협업형 드론의 새로운 시대를 열어줄 수 있을 것으로 기대한다"며 "향후 다양한 분야에서 드론의 활용도를 높이기 위해 연구를 지속할 계획"이라고 밝혔다.
- 산업
2023-11-17
[퓨처 Eyes(11)] 나노와이어 '두뇌' 네트워크, "즉시 학습하고 기억" 가능성 입증

최근 '나노와이어 두뇌' 등 물리적 신경망의 혁신적인 발전이 주목을 받고 있다. 뇌의 뉴런이 작동하는 방식에서 영감 받은 물리적 신경망은 최근 실험에서 처음으로 즉석에서 학습하고 기억하는 것이 확인되는 단계에 이르렀다. 나노와이어 두뇌는 인공 지능(AI)과 기계 학습 분야에서 사용되는 혁신적인 기술 중 하나다. 이 개념의 핵심은 미세한 나노스케일의 와이어를 사용하여 인간 두뇌의 작동 방식을 모방하는 것이다. 다시 말하면, 나노와이어 두뇌 또는 나노와이어를 사용하는 인공 신경망은 뇌의 구조와 기능을 모방하기 위해 나노스케일의 전도성 와이어를 사용하는 첨단 기술이다. 이 기술은 신경과학과 나노기술의 교차점에 있으며, 인공 지능과 머신 러닝 분야에서 혁신적인 발전을 가져올 가능성이 크다. 과학전문 매체 사이키(phys.org)에 따르면 호주 시드니 대학교와 미국 로스앤젤레스 캘리포니아 대학교의 과학자들이 주도한 최근 연구에서 나노와이어 네트워크(신경망)가 뇌의 뉴런처럼 작동하여 '즉석에서 학습하고 기억'하는 능력을 보여주었다. 나노와이어 신경망이란? 나노와이어 네트워크는 직경이 불과 10억 분의 1미터인 미세한 와이어들로 구성되어 있다. 이 와이어들은 어린이 게임 '나무 블록 빼기 놀이'(Pick Up Sticks, 쌓아 올려져 있는 나무 조각들의 밑창 빼기)와 유사한 패턴으로 배열되어 있으며, 인간 뇌의 신경망을 모방한다. 이는 복잡한 실제 학습과 기억 작업을 수행할 수 있는 저에너지 기계 지능 개발의 가능성을 열어주고 있다. 논문 제1저자인 루오민 주(Ruomin Zhu) 시드니대학교 나노연구소 및 물리학과 박사과정 연구원은 "나노와이어 네트워크를 사용해 뇌에서 영감을 받은 학습·기억 기능을 동적 스트리밍 데이터 처리에 활용할 수 있다"고 설명했다. 기억과 학습 작업은 나노와이어가 교차하는 접점에서 발생하는 전자 저항의 변화를 이용한 간단한 알고리즘을 통해 이루어진다. 이 기능은 '저항성 메모리 스위칭'으로 알려져 있으며, 전기적 입력이 전도성 변화와 맞닥뜨릴 때 발생한다. 이는 인간 뇌의 시냅스에서 일어나는 현상과 유사하다. 이 연구는 인공 지능과 기계 학습 분야에서 새로운 장을 열고 있으며, 향후 더욱 효율적이고 지능적인 기계 시스템의 개발로 이어질 것으로 기대된다. 이 연구 결과는 '네이처 커뮤니케이션즈'에 지난 11월 1일 게재됐다. 이 연구에서 과학자들은 이미지에 해당하는 전기 펄스 시퀀스를 인식하고 기억하는 방법으로 나노와이어 네트워크를 활용했다. 이는 인간 뇌의 정보 처리 방식에서 영감을 얻은 것으로, 뇌과학과 인공 지능의 접목을 시도한 중요한 연구 사례로 평가된다. 전화번호 기억과 비슷 연구 책임자인 즈덴카 쿤치치 교수는 이 기억 과제가 전화번호를 기억하는 것과 비슷하다고 설명했다. 그는 이 네트워크가 MNIST 데이터베이스의 필기 숫자 이미지, 즉 머신 러닝에서 사용되는 7만개의 작은 회색조 이미지 컬렉션을 활용하여 벤치마크 이미지 인식 작업을 수행했다고 말했다. 쿤치치 교수는 "과거 연구에서 나노와이어 네트워크가 간단한 작업을 기억하는 능력을 증명했다. 이번 연구는 온라인으로 접근 가능한 동적 데이터를 활용하여 작업을 수행함으로써 이러한 연구 결과를 확장했다"고 덧붙였다. 그는 "지속적으로 변경되는 대량의 데이터를 처리할 때 온라인 학습 기능을 달성하는 것은 어려운 과제다. 표준 방식은 데이터를 먼저 메모리에 저장한 후 이를 활용해 머신 러닝 모델을 훈련하는 것이지만, 이 방법은 광범위한 적용에는 너무 많은 에너지를 소모한다"고 설명했다. 이어 "우리의 새로운 접근 방식을 통해 나노와이어 신경망은 데이터 샘플마다 즉시 학습하고 기억함으로써 온라인으로 데이터를 추출할 수 있으며, 이는 메모리와 에너지 사용을 크게 줄여준다"고 말했다. 루오민 주 연구원은 온라인 정보 처리의 추가적인 장점을 언급했다. 그는 "예를 들어, 센서에서 데이터가 지속적으로 스트리밍되는 상황에서는, 인공 신경망을 활용한 머신 러닝이 실시간으로 적응할 수 있어야 한다. 하지만 현재 기술은 이에 최적화되어 있지 않다"고 부연했다. 이 연구에서 나노와이어 신경망은 테스트 이미지를 93.4%의 정확도로 식별하며 벤치마크 머신 러닝 성능을 입증했다. 연구에 포함된 기억 과제는 최대 8자리 숫자 시퀀스를 재생하는 것이었다. 두 과제 모두에서, 데이터를 네트워크로 스트리밍하여 온라인 학습 능력을 증명하고, 메모리가 학습을 어떻게 향상시키는지를 보여주었다. 나노와이어 두뇌 특징 나노와이어 두뇌의 특징으로는 나노스케일 구조와 전도성, 플라스틱성, 저에너지 소비 등이 있다. 먼저 나노와이어는 극도로 작은 크기(일반적으로 나노미터 단위)를 가지고 있어, 매우 높은 밀도의 신경망을 구현할 수 있다. 이는 인간 두뇌의 복잡한 신경망을 모방하는 데 유리하며, 여러 신경망의 연결을 통해 복잡한 계산을 수행할 수 있다. 전통적인 전자 기기에 비해 에너지 효율이 높아 저에너지를 사용한다. 또한 나노와이어는 전기 신호를 효율적으로 전달할 수 있어, 뇌의 신경 전달 방식을 모방하는 데 적합하다. 나노와이어 기반 신경망은 플라스틱성(학습과 기억에 필요한 구조적, 기능적 변화)을 통해 새로운 정보를 학습하고 저장할 수 있다. 나노와이어는 전기화학적 신호를 사용하여 정보를 처리하고 저장한다. 뉴런과 같이 동적으로 연결되며, 학습과 기억 과정에서 이들 연결이 강화되거나 약화된다. 나노와이어 두뇌 응용 분야 나노와이어 두뇌는 인간 두뇌와 유사한 방식으로 정보를 처리하고 학습하는 AI 시스템에 활용된다. 데이터 스트리밍과 실시간 학습 능력을 통해 기계 학습 모델을 개선하는 데 사용될 수 있다. 자율적인 의사결정과 복잡한 환경에서의 적응력을 갖춘 로봇에 적용될 수 있다. 나노와이어 기반 기술은 미래의 AI 및 컴퓨팅 분야에서 중요한 역할을 할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 그러나 이 기술은 아직까지 연구 개발 단계에 있으며, 상용화까지는 추가 연구와 발전이 필요하다. 이러한 나노와이어 두뇌 기술은 빠르게 진화하고 있는 분야로, 그 개발과 응용은 향후 몇 년 동안 상당한 관심을 끌 것으로 예상된다.
- 포커스온
2023-11-16
美 캘텍, 바이러스만큼 작고 강력한 3D 프린팅 금속 개발

독감 바이러스보다 작고 내결함성이 크게 향상된 새로운 3D 프린팅 금속이 개발됐다. 현재의 3D 프린터는 완성된 모형의 품질이 기존 제품보다 떨어진다는 단점이 있었다. 과학기술 전문매체 톰스하드웨어(tom’s HARDWARE)는 최근 미국 캘리포니아 공과대학교(캘텍, Caltech) 연구자들이 독감 바이러스만큼 작은 금속재료로 3D 프린팅에 성공한 사례를 소개했다. 캘텍의 제조 방법에 따르면 150나노미터(독감 바이러스와 비슷한 크기)의 작은 금속재료를 비슷한 크기의 기존 재료보다 3~5배 더 견고하게 만들 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이 방법으로 금속을 3D 프린팅하는 것이 좋은 이유는 무엇일까. 작은 규모의 재료 제조는 원자 수준에서 복잡한 미세 구조를 가지며, 이는 큰 금속 물체에서 심각한 결함을 일으킬 수 있다. 그러나 나노 규모에서는 상황이 달라진다. 완벽하고 결함이 없는 나노 기둥은 자체적인 접촉으로 인해 무너질 수 있지만, 결함이 많은 나노 기둥은 오히려 결함에 대한 내성이 크게 향상된다. 이번 연구 논문의 주 저자인 웬싱 창(Wenxin Zhang)에 따르면, 나노 구조물 내부의 기공은 전체 구조를 약화시키기보다는 결함을 거의 즉시 중단시킬 수 있다. 이는 무엇을 의미할까. 나노 규모에서 물리학의 법칙이 매우 독특해지며, 이 분야의 기술 발전에 따라 우리는 이러한 비정상적이고 모순적인 현상을 더 자주 목격하게 될 것이다. 더 중요한 것은, 이러한 발견이 나노 크기의 센서, 열 교환기 등과 같이 매우 유용한 다양한 제품을 제조하는 데 사용될 수 있다는 점이다. 비록 기술적으로는 3D 프린팅의 일종이지만, 캘텍 연구소에서 사용되는 나노 스케일 재료의 특수 제작 과정은 소비자용 최고의 3D 프린터에서 구현하기는 거의 불가능할 것이다. 이 과정은 매우 복잡하며, 감광성 혼합물을 만드는 것부터 시작해, 이 혼합물을 레이저로 경화시키고, 니켈 이온이 함유된 용액을 주입하며, 물질을 굽고, 부품에서 화학적으로 산소 원자를 제거하는 단계를 포함한다. 3D 프린팅은 평면의 문자나 그림을 인쇄하는 것이 아니라, 입체적인 형태를 만들어내는 과정이다. 이 기술은 3차원 공간에 실제 사물을 생성하여 의료, 생활용품, 자동차 부품 등 다양한 물건을 제작할 수 있다. 3D 프린터에는 잉크 대신 플라스틱, 나일론, 금속과 같이 입체 도형을 만드는 데 사용되는 재료가 들어 있다. 이러한 재료를 활용하는 기술의 발전으로 이제는 고무, 종이, 콘크리트, 심지어 음식까지 다양한 재료를 이용한 3D 인쇄가 연구되고 있다. 한편, 한국의 정형외과용 임플란트 기업 오스테오닉이 자체 기술로 개발한 3D 프린팅 척추 임플란트 제품인 ‘지니아 3D 프린티드 케이지(ZINNIA 3D Printed Cage)’를 최근 출시했다. 이 제품은 인체 친화적인 티타늄 파우더로 3D 프린팅되어 척추 퇴행성 질환, 디스크 손상 또는 탈출 등의 치료에 사용되는 추간체 유합 보형재다. '지니아 3D 프린티드 케이지'는 인체 뼈의 해면골 구조를 모방한 다공성 설계로, 기존의 추간 유합 보형재와 달리 뼈 형성을 조기에 촉진하는 ‘생체 모방 다공성 스캐폴드’가 특징이다.
- 생활경제
2023-11-15
암 치료, "일반 화학요법 약물, 예상과 다르게 작용"

'암'은 비정상적인 세포 성장으로 인해 발생하는 질병으로, 양성 종양과 악성 종양으로 나누어진다. 그러나 최근 연구에 따르면, 종양 치료를 위해 널리 사용되는 화학요법이 아직 완전한 잠재력을 발휘하지 못하고 있음이 드러났다. 연구원들과 의사들이 암 치료에 사용되는 가장 일반적인 약물 중 일부가 종양을 억제하는 방식에 대해 오랜 기간 잘못 이해해 왔기 때문일 수 있다는 연구 결과가 나온 것. 과학기술 전문매체 '사이테크데일리(SciTechDaily)'에 따르면, 위스콘신-매디슨 대학의 최근 연구는 많은 환자들에게 효과적인 특정 화학요법의 작동 원리를 밝혀냈다. 더 중요한 것은 이 연구는 세포 분할을 막는 데만 의존해 새로운 화학요법 약물을 찾는 노력이 부족했다는 점도 지적했다. 기존의 연구는 주로 암 세포 분할을 막는 방식에 초점을 맞춰왔으나, 이 방식만으로는 충분하지 않음을 강조했다. 수십 년 동안 연구자들은 '미세소관 독성 물질(microtubule poisons)'이라 불리는 약물군이 암 종양의 세포 분할을 중단시키는 것으로 생각했다. 하지만 위스콘신-매디슨 대학의 연구팀은 환자들에서 이러한 미세소관 독성 물질이 실제로 암세포의 분할을 중단시키지 않는다는 것을 발견했다. 이 약물들은 오히려 분할 과정을 변형시키며, 이로 인해 새로운 암세포의 사멸과 질병의 후퇴(종양의 크기가 줄어들거나 증상이 개선되는 것)로 이어졌다. 암은 정상 세포와 달리 무한한 분할과 증식을 통해 성장하고 퍼지는 특성을 가지고 있다. 미세소관 독성 물질이 암세포의 분할을 중단한다는 가설은 실험실 연구를 통해 그 가능성을 제시했지만, 최근의 연구는 이러한 가정에 대해 새로운 시각을 제공한다. 이 연구는 베스 웨버 교수와의 협력 하에 수행되었으며, 그 목적은 종양 치료에 사용되는 미세소관 독성 물질이 파클리텍셀처럼 어떻게 작용하는지를 파악하는 것이었다. 파클리텍셀은 난소와 폐암 같은 일반적인 악성종양 치료에 사용되는 약물이다. 웨버 교수는 이전 연구 결과에 대해 "매우 놀라운 발견"이라고 언급했다. 그는 "수십 년 동안 우리는 파클리텍셀이 종양의 세포분열, 즉 미토시스를 중단시키는 방식으로 작용한다고 생각해왔다"며 "전 세계 실험실에서 진행된 연구들이 이를 뒷받침했지만, 문제는 실제 종양 내에서의 농도보다 훨씬 높은 농도를 사용했다는 점이었다"고 지적했다. 웨버 교수와 그의 동료들은 다른 미세소관 독성 물질이 파클리텍셀과 유사한 방식으로 작동하는지 알아보고자 했다. 이들의 관심사는 단순히 세포 분할을 중단시키는 것이 아니라, 분할 과정을 혼란스럽게 만드는 메커니즘이었다. 이러한 질문은 새로운 암 치료 방법을 모색하는 과학자들에게 매우 중요한 영향을 미친다. 이는 약물의 치료 효과를 담당하는 메커니즘을 파악하고, 이를 복제하거나 개선하는 데 크게 의존하는 약물 개발 노력의 핵심 요소이기 때문이다. 미세소관 독성 물질은 모든 환자에게 효과적인 치료법이 아닐 수 있지만, 연구자들은 이 약물들이 수행하는 작용을 모방하는 다른 치료 방법을 개발하기 위해 오랜 시간 노력해왔다. 암세포의 분열을 중단시키는 새로운 화학물질을 찾는 이전의 시도들은 어려움에 부딪혔지만, 이러한 연구는 계속 진행 중이다. 웨버 교수는 "아직도 유사분열을 중단시키는 것을 종양을 죽이는 메커니즘으로 간주하는 과학 커뮤니티가 많다"며, "이것이 환자에게 중요한지 이해하고자 한다"고 말했다. 연구팀은 윈스콘신 대학교 카본 암센터(UW Carbone Cancer Center)에서 표준 항-미세소관 독성 물질을 기반으로 한 화학요법을 받은 유방암 환자들로부터 얻은 샘플을 연구했다. 연구팀은 종양에 전달된 약물의 양을 측정하고, 종양 세포가 어떻게 반응하는지를 분석했다. 그들은 약물에 노출된 후에도 세포가 계속해서 분열하긴 하지만, 그 분열이 비정상적으로 일어나는 것을 관찰했다. 이러한 비정상적인 세포 분열은 종양 세포의 사멸을 유도할 수 있는 가능성이 있음을 시사한다. 일반적으로, 세포 내에서 유사분열 과정 동안 염색체는 복제되어 이분화되며, 이로 인해 두 개의 동일한 염색체 세트가 새로운 세포로 이동한다. 이 염색체 이동은 방추사(mitotic spindle)라는 특수한 세포 구조에 염색체가 연결되면서 발생한다. 정상적인 방추사에는 두 개의 끝, 즉 방추체 극이 존재한다. 방추사는 세포의 체세포분열 때 생성되는 가는 실 모양의 섬유질 단백질을 의미한다. 한 개의 세포가 두 개의 세포로 분열할 때, 복제된 염색체는 방추사를 통해 정확하게 두 개의 딸 세포로 분리되어야 한다. 이 과정에서 미세소관으로 구성된 방추사가 중요한 역할을 한다. 웨버 박사 팀은 파클리텍셀과 같은 미세소관 독성 물질이 유사분열을 중지시키기보다는 오히려 혼란을 야기하는 비정상적인 상태를 유발한다는 사실을 발견했다. 이 혼란은 종양 세포가 염색체의 한 세트를 넘어서 두 개 이상의 여러 방향으로 당기면서 유전체에 혼란을 일으키는 것이다. 웨버 박사는 "유사분열 후에 유전적으로 동일하지 않은 딸 세포가 생기고, 염색체 손실이 발생하면 세포의 사멸 가능성이 높아진다"고 설명했다. 그는 이어 "이 연구 결과는 미세소관 독성 물질이 많은 환자에게 왜 효과적인지를 밝혀내고, 유사분열을 중지시키는 것만을 목표로 한 새로운 화학요법 약물 개발 시도가 실패한 이유를 설명하는 데 중요한 역할을 한다"고 강조했다.
- 생활경제
2023-11-06
[퓨처 Eyes(8)] 인공지능 규제, 어디까지 가능할까?

인공지능(Artificial Intelligence, AI)을 인간이 어디까지 규제할 수 있을까. 인공지능은 기계가 인간의 학습 능력, 추론 능력, 지각 능력, 자연어 이해 능력 등 인간의 지능을 모방하도록 설계된 컴퓨터 시스템이나 소프트웨어를 말한다. 기계가 데이터를 통해 학습하고, 그 학습된 내용을 기반으로 예측하거나 분류하는 기술인 머신러닝, 인공 신경망을 기반으로 복잡한 문제를 해결하려고 하는 딥러닝, 자동화된 기계가 인간의 행동을 모방하도록 설계와 프로그래밍하는 분야인 로보틱스 등이 모두 인공지능에 속한다. 현재 인공지능 기술은 의료, 금융, 제조, 자동차, 엔터테인먼트 등 다양한 산업 분야에서 활용되며, 효율성을 높이고 새로운 가능성을 열고 있다. 그런데, 하루가 다르게 성장하는 인공지능 시장을 두고 규제 방안을 먼저 마련해야 한다는 목소리가 높아지고 있다. 구테흐스 UN 사무총장, AI 규제 제안 안토니우 구테흐스 유엔 사무총장은 올여름 처음으로 유엔 안전보장이사회 회의를 소집해 AI의 잠재적 위험성에 대해 구체적으로 논의하면서 AI를 규제해야 하는지, 어느 정도까지 규제해야 하는지에 대한 논의가 뜨거워졌다. BBC에 따르면 구테흐스 총장은 AI 기반 사이버 공격부터 오작동하는 AI의 위험, AI가 잘못된 정보를 퍼뜨리는 방법, 심지어 AI와 핵무기 간의 상호 작용에 이르기까지 다양한 분야에 대해 언급했다. 그는 "AI의 이러한 위험에 대처하지 않으면 현재와 미래 세대에 대한 우리의 책임을 방기하는 것"이라고 주장했다. 이후 구테흐스 총장은 글로벌 규제 필요성을 조사하기 위해 유엔 패널 설립을 추진했다. '인공지능 고위급 자문기구'라고 불리는 이 패널은 '전현직 정부 전문가와 산업계, 시민사회, 학계 전문가'로 구성될 예정이다. 이 기구는 올해 말 이전에 초기 연구 결과를 발표할 계획이다. 기술거물, AI규제 한 목소리 앞서 9월 중순 일론 머스크와 메타의 마크 저커버그 등 미국 기술업계의 거물들은 워싱턴에서 미국 의원들과 회담을 갖고 AI와 잠재적인 미래 규제에 대해 논의했다. 그러나 일부 AI 전문가들은 글로벌 규제 성공 가능성에 대해 회의적인 시각을 가지고 있다. 45년 동안 AI를 연구해 온 피에르 하렌도 부정적인 사람 중 한 명이다. 하렌은 컴퓨터 대기업 IBM에서 7년간 근무하며 고객을 위한 인공지능 왓슨 슈퍼컴퓨터 기술 설치 팀을 이끌었다. 2010년에 출시된 왓슨은 사용자의 질문에 대답할 수 있으며, AI의 선구자 중 하나에 속한다. 이러한 배경을 가진 하렌은 지난해 챗GPT와 기타 소위 '생성형 AI' 프로그램의 출현과 그 능력에 "깜짝 놀랐다"고 말했다. 생성형 AI는 간단히 말해 단어, 이미지, 음악, 동영상 등 새로운 콘텐츠를 빠르게 생성할 수 있는 AI다. 한 가지 예에서 아이디어를 얻어 완전히 다른 상황에 적용할 수도 있다. 하렌은 챗GPT의 이러한 능력이 인간과 비슷하다고 말했다. 그는 "이 기계는 우리가 주입하는 것을 반복하는 앵무새가 아니다"라면서 "고차원적인 유추를 하고 있다"고 했다. 북한·이란 등 걸림돌 그렇다면 이 인공지능이 통제 불능 상태가 되는 것을 막기 위한 일련의 규칙이나 규제 장치는 어떻게 만들 수 있을까? 하렌은 북한 등 일부 국가가 AI를 규제하는 기구나 규칙에 가입하지 않을 것이기 때문에 인공지능 통제는 사실상 불가능하다고 말했다. 그는 "우리는 북한이나 이란과 같은 비협조적인 국가가 있는 세상에 함께 살고 있다"며 "그들은 AI 관련 규제를 인정하지 않을 것이다. 비협조적인 행위자에 대한 규제는 하늘의 별 따기다"라고 말했다. AI 규제를 찬성하는 사람들은 악의적인 행위자들이 AI 기술을 발판으로 삼아 위험한 기능을 습득하는 것이 상대적으로 쉬워진다는 점을 걱정하고 있다. 예를 들어 물리학자는 이론적으로 핵폭탄을 만드는 방법을 알고 있지만 실제로 핵폭탄을 제조하는 것은 매우 힘들다. 그러나 AI의 도움을 받으면 손쉽게 핵폭탄을 만들 수도 있다. 위키피디아의 창립자 지미 웨일즈는 거대 기술 기업의 경계를 넘어 수많은 프로그래머가 인터넷을 통해 기본 코드를 무료로 사용할 수 있는 AI 소프트웨어를 사용하고 있다고 말했다. 그는 "수만 명의 개인 개발자가 이러한 혁신을 기반으로 기술을 개발하고 있다. 이들에 대한 규제는 결코 일어나지 않을 것"이라고 우려했다. 영국, 11월 AI 규제 글로벌 서밋 개최 올리버 다우든 영국 부총리는 지난 9월 정부가 행동하지 않으면 인공지능이 세계 질서를 불안정하게 만들 수 있다고 경고했다. 다우든 부총리는 뉴욕에서 열린 유엔 총회에서 "현재 AI에 대한 글로벌 규제는 발전 속도에 비해 뒤처지고 있다"고 우려했다. 그는 과거에는 각국 정부가 기술 발전에 대응하여 규제를 만들었지만, 이제는 AI의 발전과 함께 규제를 만들어야 한다고 주장했다. 다우든은 정부와 시민이 위험을 적절히 완화할 수 있다는 확신을 가져야 하는 것처럼 AI 관련 기업도 "스스로 숙제를 해결해야 한다"며 규제 확립을 강조했다. 영국은 오는 11월 AI 규제를 논의하기 위해 '글로벌 서밋' 개최를 앞두고 있다. 규제가 없는 AI는 결국 일자리를 빼앗고, 잘못된 정보를 부추기거나 차별을 고착화할 수 있다는 취지에서다. 인공지능 자체가 내포하는 편향성과 불투명성 등 기술적 한계와 인공지능 오작동에 따른 잠재적 위험 요인에 대응해 기존 인공지능의 한계를 극복하고 초거대 인공지능의 신뢰성을 확보하기 위한 국제적인 규제 마련이 시급한 상황이다. 한국, 인공지능 규제 방안 한편, 한국에서는 빠르면 11월부터 인공지능 서비스에서 발생할 수 있는 위험 요인 등을 민간 자율로 평가하는 검·인증 체계와 AI 생성물에 대한 워터마크 표시 제도가 추진된다. 과학기술정보통신부는 25일 서울 강서구 LG사이언스파크에서 열린 제4차 인공지능 최고위 전략대화에서 이 같은 내용을 담은 '인공지능 윤리·신뢰성 확보 추진 계획'을 발표했다. 민간 자율 AI 윤리·신뢰성 확보 지원, 선도적인 AI 윤리·신뢰성을 위한 기술·제도적 기반 마련, 사회 전반에 책임 있는 AI 의식 확산 등을 골자로 한 이번 계획의 세부 과제로 과기정통부는 오는 11월부터 민간 자율 AI 신뢰성 검·인증을 추진하겠다고 밝혔다. 인공지능이 생성한 결과물에 대한 표시 제도 도입도 11월부터 추진한다. 이용자 보호를 위해 가시적 워터마크를 권고하며, 표시 의무화는 의견 수렴과 국제 동향을 고려해 단계적 도입을 검토한다.
- 포커스온
2023-10-26
자폐증·ADHD와 비스페놀 A 간의 연관성 발견

플라스틱 병 등에서 흔히 발견되는 환경호르몬 비스페놀 A(BPA)가 자폐증 등에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다고 영국 매체 데일리메일이 최근 보도했다. 미국의 뉴저지 로완(Rowan)대학교와 럿거스(Rutgers) 대학교의 연구자들은 자폐증과 주의력 결핍 과잉행동 장애(ADHD)를 가진 어린이들의 몸에 비스페놀 A(BPA)라고 알려진 화학 물질이 더 많이 남아있음을 밝혀냈다. BPA는 호르몬이 성적 문제와 관련이 있어 '젠더-벤딩' 화학 물질로 분류되는 화학 화합물로 알려져 있다. BPA는 플라스틱 용기, 물병, 식품 캔 내부, 그리고 영수증과 같은 다양한 제품에서 발견된다. 이 화학 물질은 1960년대부터 특정 종류의 플라스틱 제조에 사용되어왔으며, 극소량의 BPA가 포장재를 통해 음식과 음료로 전달될 수 있다. BPA는 남성의 낮은 정자 수, 생식 문제, 유방암이나 전립선 암과 연관이 있는 것으로 알려져 있다. 유럽에서는 BPA를 유아용 병과 플라스틱 영수증에서 사용 금지하고 있다. 프랑스는 이를 음식 포장재, 컨테이너와 식기 전체에서 사용을 금지했다. BPA는 '내분비 교란물질'로 분류되어 있어, 체내의 호르몬을 모방하고 에스트로겐과 같은 천연 호르몬의 생성과 반응에 방해를 일으킬 수 있다. 자폐증·ADHD, BPA 배출 저조해 연구 팀은 3세에서 16세 사이의 66명의 자폐증 어린이와 46명의 ADHD 어린이, 37명의 정상 어린이를 대상으로 BPA와 같은 화학 물질을 배출하는 속도, 즉 해독 효율을 측정했다. 연구 결과에 따르면 자폐증을 가진 어린이가 BPA를 몸에서 배출하는 능력이 10% 부족하고, ADHD를 가진 어린이는 이 화학 물질을 배출하는 능력이 17% 부족하다는 것이 확인됐다. 이번 연구는 이들 어린이가 BPA를 배출하는 데 어려움을 겪고 있음을 나타냈고, 자폐증과 ADHD와의 관련성을 제시했다. 이번 연구는 미국 과학·의학 저널 'PLOS One'에 발표됐다. 미국, 자폐증 발병률 52% 증가 미국 식품의약국(FDA)이 높은 수준의 BPA 허용량을 유지하고 있는데 비해, 유럽은 최대 허용량을 2만 배까지 대폭 감소시켰다. 미국에서는 여전히 높은 BPA 노출이 지속되고 있으며, 그로 인해 자폐증과 ADHD 발병률이 상당히 높아졌다. 특히 자폐증 발병률은 2017년 이후 52% 증가한 것으로 나타났다. 연구팀은 이러한 결과가 BPA 노출이 자폐증과 ADHD 발병 위험을 높일 수 있음을 시사하며, 향후 더 많은 연구가 필요하다고 강조했다. 자폐증과 ADHD의 정확한 원인은 알려져 있지 않지만, 유전적 및 환경적 요인의 조합으로 발생할 가능성이 있다. 자폐증은 초기 뇌 발달에 영향을 미치는 요인으로 여겨지며, 사회적 의사소통과 상호작용 능력, 반복적인 행동 등의 문제를 포함한다. ADHD는 주로 어린 시절에 진단되는 주의력 결핍과 과잉행동으로, 주의를 집중하지 못하고 과잉행동 혹은 충동적 행동 등의 증상을 포함한다. ADHD의 주요 치료법 중 하나는 각성제(스티뮬런트) 약물을 사용하는 것이다. 이러한 약물은 뇌에서 도파민 농도를 조절하여 주의력과 집중력을 향상시키는데 사용된다. 성인도 ADHD 진단 증가 추세 최근에는 성인들도 ADHD 진단과 치료가 증가하고 있다. 코로나바이러스 팬데믹 동안 여성과 남성의 처방전 발급이 크게 증가했다. 이로 인해 학부모와 의료진 간의 대안적 해결책을 모색하는 과정에서 어린이의 학습과 집중 능력에 대한 우려가 커지고 있다. 이번 연구 결과는 BPA 규제와 어린이의 건강에 대한 중요한 고려 요소가 될 것으로 예상된다. 향후 더 많은 연구가 필요하며, BPA와 자폐증, ADHD 사이의 상세한 관계에 대한 근본적인 이해가 높아질 것으로 기대된다.
- 생활경제
2023-10-17
챗GPT, 음성↔텍스트 상호 변환...소통 능력 향상 기대

대화형 인공지능(AI) 서비스 챗GPT가 텍스트를 통해 사용자와 소통했던 단계를 벗어나 사진을 인식하고 음성을 텍스트로 변환하고, 텍스트를 다시 음성으로 합성할 수 있는 버전을 도입한다고 밝혀 이전보다 더 인간다운 모습을 보일 전망이다. 기술 과학 전문매체 기즈모도(GIZMODO)에 따르면, 챗GPT 제조사인 오픈AI는 챗GPT에 도입될 프로모션 비디오를 통해 사용자에게 이미지 인식 기능에 대해 선보이고 있다고 전했다. 예를 들어, 사용자가 챗GPT에게 자전거 좌석을 낮춰달라고 요청하면 챗봇은 먼저 모든 종류의 좌석을 낮추기 위한 일반적인 조언을 했다. 위의 사진에서 볼수 있듯이 처음 자전거 좌석을 사용하는 이용자가 자전거 좌석 캐치 주위에 원을 그린 후 더 자세한 도움을 요청하면, 챗GPT는 해당 볼트 유형을 인식하고 엘렌 렌치가 필요하다고 답했다. 이 시스템은 사용자 설명서와 공구 상자의 사진을 보고 올바른 크기의 렌치가 있는지도 확인할 수 있다고 기즈모도는 설명했다. 음성 인식 시스템 적용 물론, 이미지 인식은 많은 챗봇 서비스에서 실험한 것이 아니지만 음성 인식 시스템과 음성 합성에 대한 최신 기술을 보유하고 있다는 것이 오픈AI 측의 설명이다. 오픈AI는 챗봇의 새로운 음성 서비스를 사용자에게 소개하기 위해 '어머니가 챗GPT에게 특정 숲에 살고 있는 고슴도치에 대한 이야기를 자녀들에게 읽어 달라'고 요청하는 비디오를 공개했다. 비디오의 말투는 자연스러웠지만, 그림책의 캐릭터들이 각각의 고유한 목소리를 내지는 않았다. 캐릭터의 음성은 시스템에 라이선스를 부여한 성우의 목소리를 기반으로 하기 때문이다. 이는 일레븐랩스(ElevenLabs)와 같은 다른 AI 음성 합성과 유사하다. 해당 서비스는 처음에는 딥페이크(인공지능을 기반으로 활용한 인간 이미지 합성 기술)나 괴롭힘에 사용돼 비판을 받았다. 오픈AI는 자사의 첫 번째 음성 서비스가 챗GPT 음성 채팅에서만 적용된다고 밝혔고, 최근 새로운 팟캐스트 음성 번역 기능을 발표한 스포티파이(Spotify)에 음성 시스템 라이선스를 제공하고 있다. 이로써 스페인어, 프랑스어, 독일어로 인기 팟캐스터의 목소리를 모방할 수 있게 될 예정이다. 물론 이 새로운 기능은 챗GPT의 '플러스(Plus)' 또는 '엔터프라이즈(Enterprise)' 서비스 비용을 지불한 사용자에게만 제공되며 두 기능 모두 10월 중순께 iOS와 안드로이드(Android)에서 사용할 수 있게 된다. 챗GPT 웹 버전 사용자도 곧 이미지 기능을 이용할 수 있게 될 전망이다. 다만, 이 시스템은 프로모션 비디오에서 제안하는 것처럼 빠르거나 능숙하지는 않을 것으로 보인다. 과학 기술매체 와이어드(Wired)에 따르면, 챗GPT 시험용 버전을 기반으로 음성 인식이 응답하는 데 몇 초가 걸렸다. 이 매체는 이미지 시스템이 사진 속 사람을 식별하려고 시도하지 않을 것이며, 사생활을 어떻게 보호할지 두고 봐야 할 것이라고 지적했다. 오픈AI 대변인은 기즈모도에 "시간이 지나면서 점진적으로 개선하고 위험을 줄일 수 있는 세부 사항들을 다듬는 것이 중요하다"며 "이 새로운 기능을 최소화하기 위해 '레드팀'을 구성했다"고 밝혔다. 그러나 사용자들이 다시 한번 챗봇의 윤리적 경계를 넘어서는 것은 시간문제다. 챗GPT는 지난 2022년 11월 공개 직후 대대적으로 인기를 끈 이후 사용자 수가 감소했다. 이는 일부 사용자들이 오픈AI가 챗봇의 기능을 제한했다고 느꼈기 때문이다. 오픈AI는 피해를 최소화하고 챗봇 사용자들이 자유롭게 활용할 수 있는 윤리적 균형을 찾는 데 어려움을 겪고 있다. 한국어 개인정보 방침 제공 한편, 오픈AI는 지난 2023년 9월 비영어 국가 중 처음으로 한국어로 된 개인정보 처리방침을 제공하고 국내 이용자를 위한 개인정보 가이드라인을 마련했다. 회사 서비스를 통해 수집되는 개인정보를 추가로 이용하기 위한 조건과 아동의 기준이 상향된 것으로, 국내 이용자 687명의 개인정보 유출 건에 대한 개인정보보호위원회의 개선 권고 일환이다. 오픈AI가 대한민국 이용자로부터 수집한 개인정보를 활용하기 위해서는 먼저 수집된 개인정보의 추가적인 이용·제공이 당초 수집 목적과 관련성이 있어야 한다. 동시에 수집한 데이터를 추가로 이용·제공할 수 있다는 예측도 가능해야 한다. 또 대한민국 '아동'의 연령기준을 13세에서 14세로 상향했다. 이밖에도 '처리 위탁 및 국외 이전'의 기준을 마련하고 '개인정보 파기 절차 및 방법', '정보주체와 법정대리인의 권리', '연락처', '국내대리인'을 명시했다.
- IT/바이오
2023-10-11
브리지스톤, '인공 근육'으로 로봇 팔다리 구현

타이어 전문 기업 '브리지스톤'이 인공 근육 신기술을 선보였다. 오랜 기간의 고무 소재 연구 끝에, 로봇 움직임을 위한 '인공 근육' 개발에 성공한 것. 일본 매체 뉴스위치(Newswitch)의 최근 보도에 따르면, 브리지스톤은 좌우로 구부러지는 특성을 가진 인공 근육을 제작에 성공했다. 새롭게 공개된 인공 근육은 특별한 구조로 디자인됐다. 판 스프링에 두 개의 튜브를 장착하면 튜브가 팽창될 때 해당 튜브의 측면 방향으로 구부러진다. 이러한 구조 덕분에 한 개의 튜브만으로도 킬로그램 단위의 큰 힘을 발휘할 수 있다. 특히, 이 인공 근육을 로봇의 손가락 부분에 적용하면 로봇이 손을 열거나 닫는 동작을 수행하는 것이 가능하다는 것이 브리지스톤 측의 설명이다. 이 회사는 인공 근육을 '소프트 로보틱스 벤처스'라는 자체 벤처를 통해 상용화할 방안을 모색하고 있다. 로봇 기술의 새로운 변화를 주도하고 있는 '로봇 근육'이 맥키벤 형태의 설계를 중심으로 주목을 받고 있다. 이 혁신적인 설계는 고강도 섬유로 짜여진 슬리브 안에 고무 튜브를 삽입하여 부풀리는 방식이다. 튜브의 팽창을 통해 인공 근육은 수축하는 힘을 발휘하며, 내부의 판 스프링과 조화롭게 작동하여 근육이 신축적으로 구부러진다. 흥미롭게도 판 스프링 양측에 튜브를 배치하면, 부풀리는 방향으로 인공 근육이 구부러질 수 있다. 과거 기술에서는 로봇 손가락이 닫는 방향으로만 움직였지만, 이번에 개발된 인공 근육은 양쪽으로 구부러져 손가락을 열거나 닫는 동작이 가능하다. 심지어 이를 로봇의 다리에 적용하면, 앞으로 밀거나 뒤로 당기는 동작도 가능하게 된다. 또한 이 인공 근육의 특징 중 하나는 공압 구동 방식을 채택해 가볍고, 킬로그램 단위의 힘을 발휘할 수 있다는 점이다. 복잡한 기어 구조가 없어 파손 위험이 줄어들며, 물이나 모래 같은 환경에도 높은 저항성을 보인다. 간결한 구조 덕분에 상당히 긴 길이의 인공 근육 제작도 가능하다. 현재는 신축성 있는 미터 단위의 큰 근육을 연구 중이다. 브리지스톤 관계자는 "부드러운 신체와 움직임을 제어하는 기술, 소프트 로보틱스에 큰 가능성을 보고 있다"며, "정확한 손의 위치나 형태에 구애받지 않아도, 인공 근육이 자동으로 형태를 조절해 불규칙한 대상도 쉽게 잡을 수 있다"고 설명했다. 한편, 이보다 앞서 2022년 12월, 미국의 MIT에서는 '맥키벤 엑추에이터'라는 공압장치를 모방한 로봇 인공호흡기를 선보였다. 이는 횡경막 기능 장애를 앓고 있는 환자들에게 새로운 희망의 빛을 선사했다. 게다가 강력한 골격과 부드러운 외부 코팅을 통해 단순한 파지만으로도 대상을 식별하는 놀라운 핸드 기술도 선보였다. 국내 기업 클론로보틱스도 이 분야에서 뒤쳐지지 않는다. 인공 근육과 밸브의 조화로움을 통해 사람의 손처럼 유연한 움직임을 구현한 '로봇 핸드'를 구현했다. 또한, 생추어리AI는 휴머노이드 로봇에 특화된 핸드를 탑재, 지퍼백 안에 공을 넣는 정교한 동작을 완벽히 구현하는 기술력을 과시했다. 로봇 과학 전문가들은 '로봇 핸드 기술'을 로보틱스 발전의 핵심으로 꼽고 있어, 이 분야에 대한 기업과 정부, 연구 기관의 지속적인 관심과 투자가 절실하게 요구된다.
- 산업
2023-10-06
'역백신', 제1형 당뇨병·크론병 등 자가면역 질병 치료

제1형 당뇨병과 크론병 등 자가 면역질환을 역백신으로 치료하는 연구가 진행중이다. 중추신경계의 탈수초성 질환(demyelinating disease 신경세포의 축삭을 둘러싸고 있는 절연물질인 수초가 탈락되는 질병) 중 가장 흔한 유형인 다발성 경화증과 췌장에서 인슐린이 분비되지 않아 발생하는 제1형 당뇨병, 만성 염증성 장질환인 크론병을 정복할 수 있는 날이 코앞에 다가왔다. 과학기술 전문 매체 '사이테크데일리(SciTechDaily)’에 따르면, 시카고대학 프리츠커 분자공대(PME Pritzker Molecular Engineering) 연구팀이 '역백신(inverse vaccine)'을 개발해 자가면역 반응을 제거할 수 있음을 증명했다. 일반적인 백신은 인간의 면역 체계가 바이러스나 박테리아를 공격해야 할 적으로 인식하도록 만들지만, ‘역백신’은 한 분자에 대한 면역 체계 기억을 제거하는 정반대의 역할을 하도록 했다. 면역 체계 기억을 제거하는 것은 전염병의 경우 바람직하지 않지만 다발성 경화증, 제1형 당뇨병, 류머티즘성 관절염 또는 면역 체계가 사람의 건강한 조직을 공격하는 크론병에서 나타나는 자가면역 반응을 멈출 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다. 최근 국제학술지 네이처 생명의학공학(Nature Biomedical Engineering)에 발표된 논문을 살펴보면, 역백신은 자연 과정에 의해 죽는 세포에 대한 자가면역 반응을 예방하기 위해 간이 자연적으로 세포 분해 생성물을 '공격 금지'로 표시하는 방식을 활용한다. PME 연구팀은 우리 몸의 간이 면역 체계가 공격하는 항원(면역 체계가 공격하는 분자)을 친구로 인식하는 노화된 세포 조각과 유사한 분자와 결합해, 이 백신이 어떻게 다발성 경화증과 유사한 질병과 관련된 자가면역 반응을 성공적으로 막을 수 있는지 보여줬다. 이번 논문의 주 저자인 제프리 허벨(Jeffrey Hubbell) 교수는 "이 연구에서 가장 흥미로운 점은 이미 염증이 진행 중임에도 다발성 경화증과 같은 질병을 치료할 수 있다는 것이며, 이는 실제 상황에서 더 유용하다"고 강조했다. 역백신으로 면역력 억제 면역 체계의 T세포(세포성 면역을 담당하는 림프구의 일종) 역할은 바이러스, 박테리아, 암 등 원치 않는 세포와 분자를 신체의 이물질로 인식해 제거하는 것이다. 그러나 T세포는 건강한 세포를 이물질로 인식하는 실수를 할 수 있다. 예를 들어, 크론병 환자의 경우 면역 체계는 소장 세포를, 다발성 경화증 환자의 경우에는 신경 주변의 보호 코팅인 미엘린을 공격한다. 허벨 교수와 그의 동료들은 면역 반응이 몸 전체의 모든 손상된 세포에 대해 발생하지 않도록 하는 메커니즘을 가지고 있다는 것을 주목했다. 이러한 현상은 간에서 일어나는 말초 면역 관용(Peripheral Immune Tolerance)으로 알려져 있다. 그들은 최근 몇 년 동안 N-아세틸갈락토사민(pGal)으로 알려진 당으로 분자를 태깅하면 이 과정을 모방하여 분자를 간으로 보내서 분자에 대한 내성이 생길 수 있다는 사실을 발견했다. 이 연구는 면역계의 작동 원리를 이해하는 데 크게 기여했으며, 미래의 의학적 치료법 개발에 중요한 토대를 제공한다. 허벨은 "우리가 원하는 분자를 pGal에 부착할 수 있고 면역 체계가 이를 견딜 수 있도록 가르칠 것"이라며 "백신처럼 면역력을 높이는 대신 역백신을 사용하면 매우 구체적인 방식으로 면역력을 억제할 수 있다"고 주장했다. 연구팀은 미엘린 단백질을 pGal에 연결하고 새로운 역백신의 효과를 테스트한 결과, 면역 체계가 미엘린 공격을 중단하고 신경이 다시 올바르게 기능하도록 하며 동물의 질병 증상을 완화시킬 수 있음을 발견했다. 일련의 다른 실험을 통해 과학자들은 동일한 접근 방식이 지속적인 면역 반응을 최소화하는데 도움이 된다는 것을 보여줬다. 제1상 안전임상시험 수행 허벨은 "오늘날 자가면역 질환은 일반적으로 면역 체계를 광범위하게 억누르는 약물로 치료되는데, 이는 매우 효과적일 수 있지만 감염을 막기 위해 필요한 면역 반응도 차단하므로 많은 부작용이 발생할 수 있다":고 지적했다. 대신 역백신으로 환자를 치료할 수 있다면 훨씬 더 구체적이고 부작용도 줄어들 수 있다는 설명이다. 허벨의 pGal 화합물을 사람을 대상을 하기 위해선 더 많은 연구가 필요하지만, 밀, 보리, 호밀 섭취와 관련된 자가면역 질환인 복강병 환자를 대상으로 초기 제1상 안전임상시험이 이미 수행됐다. 현재 다발성 경화증에서 임상시험이 진행 중이다.
- IT/바이오
2023-09-20
소니, 고령 로봇 개 재활용해 감정지원 서비스

약 20여년 전 개봉한 영화 '에이 아이(AI)'는 인공지능을 탑재한 로봇(데이빗)이 인간의 감정을 교차하는 이야기를 주 내용으로 다뤘다. 미래 시대에 인간을 위한 도우미로 로봇에게 사람의 감정을 이해하고 사랑을 느낄 수 있는 능력을 부여한 것이다. 영화 같은 이야기가 현실 세계에서도 일어날 가능성이 커지고 있다. 바로 일본의 대표 가전회사 소니가 로봇 개에 보육 프로그램을 내장해 의료 및 간호 시설에 재배치에 나선다. IT 전문 미디어 더 버지(The Verge)에 따르면, 소니는 의료 시설 등에 있는 환자들의 감정지원을 돕기 위해 기부된 중고 로봇 아이보(ERS-1000 Aibo) 장치를 수리해 의료시설에 재배치할 예정이다. 아이보는 2018년 출시된 소니의 인공지능 애완 로봇 개로, 큰 눈을 통해 다양한 감정을 드러내는 기능으로 사람과 교감이 가능한 제품이다. 다양한 행동과 소리뿐만 아니라, 실제 강아지의 몸짓 등을 흉내 내는 등 출시 당시 한국에서도 상당한 인기를 끌었다. 소니는 아이보를 평생 사용할 수 있도록 새로운 지속 가능 프로그램을 출시함으로써, 이 제품이 단지 크리스마스만을 위한 것이 아니라는 메시지도 전달했다. 이 프로그램에 기부된 아이보 장치를 테스트하고 수리한 후 의료 시설이나 간호 시설 등 이 로봇을 활용할 수 있는 여러 기관에 제공한다는 것. 또 아이보 '양부모' 서비스를 시작해 비공개로 비용을 청구할 계획이다. 소니 측은 일부 기금은 아이보 장치를 유지하고 수리하는데 사용한다고 밝혔다. 로봇 개 아이보는 음성과 장애물에 반응하며 심지어 가족 구성원을 인식하는 데 도움이 되는 코 카메라를 갖추고 있다. 이처럼 아이보는 실제 개와 상호 작용할 수 없는 사람들에게 소소한 기쁨을 주는 모방제품이다. 현재 일본은 감정지원 로봇에 큰 관심을 가지고 있다. 소프트뱅크가 선보인 소년 이미지 모습의 안내 로봇 '페퍼(Pepper)'와 일본 산업기술종합연구소의 심리치료 로봇 '파로(Paro)' 등을 예로 들 수 있다. 한편, 한국 연구진은 손으로 직접 접촉해 사람처럼 정서적 교감을 할 수 있는 로봇용 피부를 지난 2022년 개발했다. 한국연구재단에 따르면 '감정촉각피부'는 64개 촉각 센싱 셀을 가졌으며, 다양한 촉각 감정 구분과 감정 교류 가능성을 확인했다.
- IT/바이오
2023-09-18
일본 벤처기업, '지렁이 근육' 모방 배관검사 로봇 개발

일본 중앙대 출신의 벤처기업 '솔라리스'가 배관의 깊은 곳까지 접근 가능한 지렁이 근육을 모방한 로봇 '수하'를 선보였다. 기술 전문 매체 와이어드에 따르면 이 로봇은 얇고 유연한 초음파 센서를 갖추고 있어 배관 내부의 노후화된 부분을 정밀하게 파악할 수 있다. 배관은 공장 설비나 도시 인프라에서 중요한 역할을 하는데, 내부의 노후화나 열화가 진행되면 큰 사고로 이어질 수 있다. 따라서 깊숙한 곳까지 정확하게 검사하는 것이 중요하다. 검사 목적으로 배관을 일시적으로 잘라내면 내부를 육안으로 확인할 수 있지만, 시간이 오래 걸리기 때문에 실용성이 떨어진다. 현재는 파이버스코프를 이용해 내부를 확인하는 방식이 주를 이루지만, 깊은 곳까지 완벽하게 검사하기에는 한계가 있다. 외부에서 밀어 넣는 힘만으로는 파이버스코프가 커브에 막혀 깊은 곳까지 도달할 수 없는 문제가 있었다. 솔라리스가 개발한 '수하(Sooha)'는 지렁이의 움직임을 모방한 로봇으로, 깊은 배관 내부까지 접근이 가능하다. 특히 '인공 근육' 기술을 활용하여 지렁이처럼 연동운동을 구현, 배관 내부의 좁은 공간에서도 움직일 수 있다. 지렁이 모방 '인공 근육' 로봇 수하의 가장 큰 특징은 지렁이의 이동 매커니즘을 모방한 것이다. 좁은 공간에서 효과적으로 움직일 수 있어, 배관과 같은 한정된 공간에서의 움직임에 최적화되어 있다. '연동운동'이라고 불리는 지렁이의 이동 메커니즘은 근육의 마디마디가 연결된 몸이 부분적으로 수축과 팽창을 반복하는 동작을 조합한 것이다. 지렁이가 움직일 때는 먼저 몸의 앞쪽 마디가 수축한다. 그 다음 앞쪽의 마디가 늘어나는 것과 거의 동시에 뒤쪽의 마디가 수축한다. 그러면 수축한 마디보다 뒤쪽에 있는 마디 전체가 앞으로 당겨진다. 이런 일련의 동작을 반복하면서 지렁이는 점차 앞으로 나아간다. 연동운동을 모방하기 위해 '수하'에 구현된 것은 고무 튜브를 이어 붙인 '인공 근육'이다. 이 인공 근육은 로봇 본체와 마찬가지로 나카무라 교수의 연구 성과에 기반하고 있다. 솔라리스 인공 근육의 마디는 공기가 주입되면 마디의 측면만 부풀어 오른다. 반면 세로축은 팽창하지 않도록 고정되어 있다. 따라서 측면이 팽창하는 힘에 의해 종축이 마디의 중앙으로 당겨지면서 인공근육 마디가 수축하게 된다. 수하의 앞부분에서 뒷부분으로 갈수록 인공근육의 수축을 순차적으로 반복함으로써 연동운동을 모방하고 있다. 이 로봇은 나카무라 타로(中村太郎) 교수의 연구를 바탕으로 개발됐다. 지난 2023년 7월 '울트라 수하(Ultra Sooha)'라는 초음파 센서가 탑재된 콘셉트 모델을 공개하며 주목받았다. 이번에 공개된 로봇은 배관 검사 뿐만 아니라 다양한 산업 분야에서 활용 가능성을 보이고 있다.
- IT/바이오
2023-09-07
소형 곤충 로봇 '클라리', 좁은 틈새서 형태 변형…재난 대응 혁신 기대

미국 콜로라도 대학교 엔지니어들이 곤충처럼 모양을 바꾸고 좁은 틈새를 통과할 수 있는 로봇 '클라리(CLARI)'를 개발했다. 미국 기술 전문매체 인터레스팅엔지니어링은 곤충의 끈기와 적응력에서 영감을 받은 콜로라도 대학교 볼더 캠퍼스(CU 볼더)의 엔지니어 팀이 좁은 공간에서 움직일 수 있도록 형태를 바꿀 수 있는 획기적인 소형 로봇인 클라리(CLARI, Compliant Legged Articulated Robotic Insect)를 개발했다고 최근 보도했다. 사람 손바닥보다 작고 탁구공보다 가벼운 클라리는 정사각형에서 좁고 길쭉한 형태로 모양을 바꿀 수 있어 좁은 공간도 거뜬히 통과할 수 있다. 휴대하기 쉽고 형태 변형 능력을 갖춘 이 작은 로봇은 재난 대응 작업에 혁신을 가져올 것으로 보인다. CU 볼더의 폴 M. 레이디 기계공학과 박사과정에 재학 중인 하이코 카부츠는 보도자료를 통해 "주변 환경에 수동적으로 적응할 수 있는 클라리의 능력은 우리가 미처 생각지도 못한 엄청난 역할을 앞으로 담당할 수 있다"고 말했다. 연구진은 지난 8월 30일 학술지 「고급 지능형 시스템(Advanced Intelligent Systems)」 에 로봇 클라리의 혁신적인 설계를 게재했다. 모듈식 설계 구조로 유연성 갖춰 현재 클라리는 4개의 다리를 가진 모듈식 구조로 설계되었다. 이런 설계 덕분에 다리를 추가하거나 구조를 다양하게 조정하는 것이 가능하다. 카부츠는 거미에서 영감을 받아 거미줄을 통과할 수 있는 8개의 다리를 가진 로봇을 구상하고 있다. 그는 "모듈식 설계는 다양한 용도로 활용 가능한 다용도 도구로의 변신을 가능하게 한다"고 말했다. 클라리는 막대한 잠재력을 가지고 있지만, 현재는 전원과 기본 명령을 전달하는 전선에 의존하고 있다. 이 연구의 공동 저자인 카우식 자야람 조교수는 클라리가 자율적으로 돌아다니기를 기대하고 있다. 자야람은 "클라리는 초기 단계이지만, 제트 엔진 내부나 무너진 건물 잔해 아래와 같이 기계가 접근하기 어려웠던 곳에도 들어갈 수 있는 로봇의 개발이 목표"라고 밝혔다. 동물의 왕국을 모델로 한 로봇을 디자인한 경력이 있는 자야람은 기존의 큐브형 로봇 구조에 도전하고 있다. 그는 "동물들의 다양한 형태처럼 로봇도 다양한 형태를 가질 수 있지 않을까요?"라고 반문했다. 곤충 특성 모방 로봇 자야람은 클라리 개발 이전, 버클리 캘리포니아 대학교에서 바퀴벌레가 좁은 수직 공간을 통과하는 능력을 모방한 로봇을 설계했다. 그는 이런 작업이 시작 단계에 불과하다고 여긴다. 자야람은 "동물의 세계는 디자인에 대한 무한한 영감을 제공합니다. 동물들이 좁은 공간을 통과하는 다양한 방법이 있는데, 왜 단 하나의 방식만을 참고할까요?"라고 질문을 던졌다. 클라리는 기존의 디자인을 발전시켜 수평 간격을 좁히는 데 중점을 뒀다. 이 로봇은 폭이 34mm(약 1.3인치)에서 21mm(약 0.8인치)까지 조절 가능해, 다양한 환경에 적응하며 움직일 수 있다. 장애물 자율 감지 지원 자야람과 카부츠는 클라리의 단순한 형태 변형 능력만으로 만족하지 않고, 센서를 통합하여 클라리가 장애물을 자울적으로 감지하고 회피할 수 있게 만들 계획이다. 특히 로봇에 다리가 추가되면서, 유연성과 힘의 균형을 찾기 위한 연구도 진행하고 있다. 카부츠는 "고르지 못한 울퉁불퉁한 자연 지형을 넘나들거나, 풀잎 같은 장애물을 피하거나, 바위 틈을 기어다닐 수 있는 로봇을 상상해 보세요. 이것이 우리가 목표로 하는 미래 곤충 로봇의 모습이다"라고 말했다. 클라리는 작은 크기, 높은 적응성, 그리고 유연한 모듈식 설계를 통해 로봇공학의 새로운 지평을 열 예정이다. 이러한 특성들은 재난 발생 지역의 구조 활동이나 엔진 내부 점검과 같은 복잡한 작업에 매우 유용하게 사용될 수 있다. 카부츠는 "거미나 파리처럼 움직이는 로봇을 구현한다면, 지금까지 접근하기 어려웠던 지역까지 탐험하게 될 것이다. 말 그대로 하늘도 그 한계가 아니라는 것이죠"라고 말했다. 클라리는 현재 엄청난 잠재력을 갖춘 프로토타입 단계에 있다. 생물체의 독특한 움직임을 모방한 로봇은 미래의 로봇 기술의 가능성을 활짝 열어주고 있다.
- IT/바이오
2023-09-04