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[신소재 신기술(19)] 항공기, 연료 효율 개선 위한 새로운 날개 디자인 개발
- 에어버스와 보잉을 포함한 항공기 제조업체들은 연료 효율 개선 등을 위해 새로운 날개 디자인을 연구하고 있다. 롭리포트는 24일(현지시간) 날개가 펄럭이는 비행기는 항공 우주보다는 애니메이션에 등장할 기술처럼 들릴지 모르지만 세계 최대 항공기 제조업체들은 넷제로를 실현하기 위해 혁신적인 방법으로 차세대 비즈니스 및 여객기를 개발하고 있다고 보도했다. 연구 목표는 항공기의 연료 효율을 획기적으로 향상시켜 2050년까지 탄소 중립을 달성하겠다는 항공 업계의 지속 가능성 목표를 실현하는 것이다. 유럽의 에어버스는 기류 저항을 극복하기 위해 모양이 변형되는 날개 디자인 등 급진적인 형태의 날개인 엑스트라 퍼포먼스 윙(Extra Performance Wing) 개발을 진행하고 있다. 반면 미국의 보잉은 NASA와 협력하여 기존보다 훨씬 길고 날씬한 날개를 받치는 트러스 구조를 사용하는 실험 항공기 X-66A 개발에 참여하고 있다. 에어버스 업넥스트 프로그램의 일부인 이 프로젝트의 기술 날개 책임자인 세바스티앙 블랑은 에어버스가 개발 중인 엑스트라 퍼포먼스 윙은 "새의 깃털을 모방해 공기역학적 흐름을 극대화하기 위해 자동으로 조정된다"고 말했다. 이 변형 날개 길이는 165피트에 이르며 내년에 세스나 시테이션 Ⅶ(Cessna Citation VII) 제트기로 시험 비행을 시작할 예정이다. 블랑은 "새처럼 능동 제어 기술을 사용해 주변 환경에 맞게 동적으로 적응한다"고 설명했다. 또한 부가적인 디자인인 접이식 윙팁을 통해 공항 게이트의 제약 조건에 맞으면서도 성능을 향상시킬 수 있다. 얇고 길쭉한 날개는 또한 보잉이 지난해 NASA의 지속 가능한 비행 시연 프로그램의 일환으로 승인한 컨셉트인 X-66A에도 중요한 부분이다. 7년에 걸쳐 11억 5000만 달러 규모의 이 프로젝트를 주도하는 보잉은 동체를 줄이고 엔진을 트랜소닉 트러스 브레이스드 윙(Transonic Truss-Braced Wing)이라는 공기 역학 트러스에 장착해 MD-90 항공기를 개조할 예정이다. 에어로플랩에 따르면 X-66은 미국이 항공 온실가스 배출 제로 목표를 달성하도록 돕는 데 초점을 맞춘 NASA의 첫 번째 실험용 비행기 프로젝트다. 지상 및 비행 시험은 2028년에 시작될 것으로 예상된다. NASA의 X-66A 프로젝트 관리자인 브렌트 코블리지는 "우리의 목표는 현재의 단일 통로 항공기를 대체할 수 있는 더 지속 가능한 비행기를 개발하는 것"이라고 말했다. 그는 또한 단일 통로 항공기는 전 세계 항공기 배출량의 거의 절반을 차지한다며 "우리는 이 프로젝트를 통해 최첨단 추진 시스템과 더 가벼운 소재를 사용하여 연료 소비를 30% 줄일 수 있을 것으로 기대한다"고 덧붙였다. 항공 업계가 향후 26년내에 탄소 중립을 달성하려는 목표는 비용 측면에서만도 상당한 어려움에 직면해 있다. 하지만 세계 최대 항공 우주 혁신 기업들이 독창적인 개념의 새로운 날개 설계에 나섬에 따라 다른 기업들도 곧 지속 가능 디자인을 속속 개발할 것으로 예상된다.
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[신소재 신기술(19)] 항공기, 연료 효율 개선 위한 새로운 날개 디자인 개발
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인간 수명 "500세까지 가능"⋯미국 미래학자 커즈와일
- 미국 발명가 레이 커즈와일(76·Ray Kurzweil)은 10일(현지시간) 미국 기술 관련 행사에 참석해 "부지런하기만 하면" 현대인이 500세까지 살 수 있다고 말했다. 레이 커즈와일은 발명가이자 작가, 미래학자로 널리 알려져 있다. 그는 컴퓨터 과학, 인공지능(AI) 분야의 선구자 중 한 명으로, 기술의 미래와 인류에 미칠 영향에 대해 깊은 통찰력을 가지고 있다. 11일 일본매체 닛케이에 따르면 커즈와일은 의료 등 과학기술의 기하급수적인 발전으로 2029년쯤을 기점으로 인류의 수명이 비약적으로 늘어날 것이라고 전망했다. 커즈와일은 이날 미국 텍사스주 오스틴에서 열리고 있는 기술-음악-영화 축제 'SXSW(사우스바이사우스웨스트)'에서 강연했다. 그는 인공지능(AI)이 인간의 지능을 뛰어넘어 가속적 진화를 시작하는 전환점인 '싱귤래리티'가 2045년에 도래할 것이라고 예측한 것으로 유명하다. 그는 2045년이 되면 분자 나노기술을 통해 인체의 장기와 조직 재생이 가능할 것이라고 예측했다. '싱귤래리티(Singularity)'는 기술의 발전이 극단적으로 빠른 속도로 진행되어 인류의 생활, 사회 구조, 심지어 인간 자체의 본질까지 근본적으로 변화시키는 시점을 가리킨다. 가장 널리 알려진 형태는 커즈와일이 주장한 기술적 싱귤래리티(Technological Singularity)로, 이는 인공지능이 인간의 지능을 초월하고, 그 이후 스스로를 개선해 나가면서 인간이 예측하거나 이해할 수 없는 속도로 기술 발전이 이루어지는 시점을 의미한다. 이 개념은 미래학자와 기술 전문가들 사이에서 많은 논란를 불러일으키고 있다. 일부는 이러한 시점이 인류에게 큰 도약을 가져다 줄 것이라고 긍정적으로 보는 반면, 다른 사람들은 인공지능의 무제한적인 발전이 인류에게 예측 불가능한 위험을 초래할 수 있다고 경고하고 있다. 싱귤래리티에 대한 예측은 다양하지만, 그 정확한 시점이나 결과에 대해서는 여전히 큰 불확실성이 존재한다. 커즈와일은 2029년에는 1년이 지날 때마다 기술의 진화로 수명이 1년씩 늘어나기 때문에 계산상으로는 사람들의 수명이 줄어들지 않는 상태가 된다는 것이라고 밝혔다. 그는 "현재는 1년마다 4개월분의 수명을 되찾고 있다"고 말했다. 그러면서 불멸을 의미하는 것은 아니지만, 2029년 이후에는 현재보다 훨씬 더 오래 살 수 있게 될 것이라고 설명했다. 생성 AI와 그 기술 기반인 '대규모 언어 모델(LLM)'에 대해서 그는 "1~2년 후에 등장할 것으로 생각했다"며 예상보다 AI 기술이 빠르게 진화하고 있다고 밝혔다. 그는 싱귤래리티의 도래 등 AI를 둘러싼 자신의 많은 예측에서 시간축에 대한 견해는 바꾸지 않았다고 했다. 특정 정보처리뿐만 아니라 광범위한 작업을 수행하는 만능 AI '범용 인공지능(AI)'은 2029년에 한 대의 컴퓨터가 인간이 하는 모든 일을 모방하는 형태로 실현될 것으로 내다봤다. 그는 오래전부터 2029년이면 AI가 인간 수준의 지능을 갖게 될 것이라고 주장해왔다. 커즈와일은 기계가 인간과 같은 지능을 갖췄는지 여부를 판단하는 '튜링 테스트'를 29년에 AI가 통과할 것이라는 예측에는 변함이 없다고 밝혔다. 다만 모두가 '인간과 비슷하다'고 납득할 때까지는 시간이 걸릴 것으로 예상했다. 싱귤래리티가 실현되는 2045년에는 "사람의 뇌를 모두 (컴퓨터에) 저장해 두었다가 그 사람이 죽어도 전체를 복구할 수 있을 것"이라고 말했다. 그는 생성 AI의 급속한 보급에 대응하기 위해 1년 전 출간 예정이었던 저서 출간을 미뤘다고 전했다. 저서는 조만간 미국에서 출간할 예정이다. 커즈와일은 광학식 문자판독기(OCR)와 문장 음성변환 소프트웨어를 개발한 발명가로, 2005년 저서 '싱귤래러티 이즈 니어(The Singularity is Near)'에서 기계가 스스로 더 정교한 기계를 만들어내면서 AI가 가속적으로 진화할 것으로 전망했다.
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인간 수명 "500세까지 가능"⋯미국 미래학자 커즈와일
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NASA, 화성 시뮬레이션 참가자 모집...1년간 고립 생활과 엄격한 규율의 대가는 얼마?
- 미 항공우주국(NASA·나사)가 화성 탐사 준비 차원에서 시뮬레이션 프로그램 참가자를 모집한다. 미국 경제매체 비즈니스 인사이더는 17일(현지시간) NASA는 시뮬레이션된 화성 서식지 CHAPEA에서 1년 동안 생활할 수 있는 4명의 2차 지원자를 모집하고 있다고 보도했다. 'CHAPEA(Crew Health and Performance Exploration Analog)'라는 이 프로그램은 2025년 봄부터 1년간 텍사스 휴스턴에 지어진 3D 프린팅 화성 거주 모형 '마스 듸 알파(Mars Dune Alpha)'에서 4명의 참가자가 화성 탐사선 승무원처럼 생활하는 시뮬레이션이다. 현재 이 프로그램의 1차 참가자인 4인 승무원은 지난해 7월부터 이 구조물에서 생활하고 있다. 채소 재배, 모래 상자에서 '마스워크' 시뮬레이션, 국제우주정거장에서 수행한 것과 같은 과학 실험 감독, 엄격한 운동 요법 등을 준수하고 있다. CHAPEA는 실제 화성 탐사 환경을 시뮬레이션하여 미래 화성 탐사를 위한 과학적 데이터를 수집하는 역할을 한다. 3D 프린팅 기술로 제작된 1700평방피트(약 158평) 규모의 구조물로 내부 시설은 화성 거주 환경을 최대한 재현했다. 아울러 식량 재배, 과학 실험, 운동 등을 위한 다양한 공간이 있으며 화성 탐사선 승무원의 생활 패턴을 모방한 엄격한 일상 규칙을 준수해야 한다. 선정 기준은 만 30~55세의 건강하고 의욕적인 미국 시민/영주권자, 영어 구사 능력, 금연 여부이다. 과학, 기술, 공학, 수학(STEM) 분야 석사 학위와 해당 분야 2년 경력 또는 제트기 조종사 경력 1000시간 이상을 보유해야 한다. 또한 과거 범죄 이력 없는 깨끗한 신분, 정신 건강 검사, 의료 검사 통과가 필수이다. 이 프로그램은 참가자에게 극한의 고립, 엄격한 일상, 제한된 소통 등 도전적인 환경을 제공한다. 1년간 가공 식품만 섭취해야 하고 가족/친구와의 소통은 최대 2주간 제한된다. 매달 혈액, 소변, 대변, 타액 검사는 물론 소셜 미디어 사용 제한, 외부와의 통신 시 20분 지연도 겪어야 한다. 게다가 음식 알레르기, 식단 제한, 위장 장애, 특정 약물 복용 시 참가 자격을 박탈한다. NASA는 이 프로그램 참가 수당에 대해 정확한 금액을 밝히지 않았지만 다른 유사 프로그램 참가 수당 수준이라고만 밝혔다. 지원 마감은 4월 2일(현지 시간 기준)이며 자세한 내용은 NASA 홈페이지 확인 가능하다.
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NASA, 화성 시뮬레이션 참가자 모집...1년간 고립 생활과 엄격한 규율의 대가는 얼마?
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[퓨처 Eyes(23)] 우주에서 인간을 돕는 로봇, 현실이 되다?
- 미국 항공우주국(NASA·나사)은 우주에서 사용할 휴머노이드 로봇을 연구하고 있다. 나사는 앞으로 수십 년 이내에 인간 우주비행사를 달로 보내고, 달 궤도에 우주 정거장을 건설하고, 달 표면에 영구 기지를 건설하고, 우주 비행사를 화성에 보낼 계획이다. 아울러 심우주 탐사와 외계 거주지를 개발하기 위한 연구의 일환으로 로봇 팔과 멀티 다기능 그리퍼 등도 속속 개발되고 있다. 나사가 연구중인 휴머노이드 로봇 '발키리'는 높이 188cm, 무게 136kg이다. 북유럽 신화에 나오는 여성의 이름을 딴 우주 개발용 휴머노이드 로봇 발키리는 텍사스 휴스턴에 있는 존슨 우주 센터에서 실험 중이다. 나사에 따르면 발키리는 자연재해가 발생한 지역과 같은 '열화되거나 손상된 인체 공학적 환경'에서 작동하도록 설계됐다. 과학자들은 발키리와 같은 휴머노이드 로봇은 언젠가 우주에서 작동할 수 있을 것으로 전망했다. 휴머노이드(humanoid·인간형 로봇)는 일반적으로 인간과 마찬가지로 몸통, 머리, 두 팔, 두 다리를 가지고 있다. 휴머노이드 로봇은 사람의 동작을 모방하거나 일정한 작업을 수행하는 데 사용될 수 있다. 휴머노이드 로봇은 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 서비스 분야에서는 응대, 안내, 보조 및 도움을 제공하여 인간의 업무 효율성을 높이고 고객 만족도를 향상시킨다. 또한, 제조업이나 건설 현장과 같은 위험하거나 인간이 작업하기 어려운 환경에서도 활용되어 안전성을 높이고 생산성을 향상시킨다. 인간과의 자연스러운 상호작용 역시 휴머노이드 로봇의 주요 장점이다. 의료 분야에서는 환자 돌봄이나 재활 치료, 교육 분야에서는 맞춤형 학습 환경 제공, 엔터테인먼트 분야에서는 몰입형 경험을 제공한다. 또한 우주 탐사 분야에서 휴머노이드 로봇은 위험한 환경에서 인간 대신 작업을 수행하는 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 로이터에 따르면 엔지니어들은 올바른 소프트웨어를 활용해 휴머노이드가 인간과 동일한 수준의 인지 능력, 작업 수행 능력, 사회적 상호작용 능력을 달성하도록 돕고 있다. 여기에는 인간과 동일한 언어 사용, 문제 해결 능력, 감정 표현 능력 등을 포함하며, 휴머노이드가 컴퓨터, 스마트폰, 생산 도구, 의료 기기 등 다양한 도구와 장비를 사용할 수 있게 될 것으로 예상된다. 나사의 덱스트로스 로봇공학팀(Dexterous Robotics Team·숙련된 로봇공학팀)의 리더인 숀 아지미(Sean Azimi)에 따르면 휴머노이드는 태양 전지판을 청소하거나 우주선 외부의 결함 있는 장비를 검사하는 것과 같은 우주에서 위험한 작업을 수행할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 아지미는 "우리는 휴머노이드로 인간 우주 비행사를 대체하려는 것이 아니다. 지루하고 더럽고 위험한 일에서 해방시켜 그들이 더 발전된 활동에 집중할 수 있도록 하는 것"이라고 말했다. 또한 나사는 텍사스 오스틴에 본사를 둔 로봇 회사인 앱트로닉(Aptronic)과 파트너십을 맺고 지상용으로 개발된 휴머노이드가 향후 우주에서 어떤 작업을 도울 수 있는지에 대해서도 연구하고 있다. 아폴로 휴머노이드 앱트로닉의 휴머노이드 '아폴로'는 지상의 창고 및 제조 공장에서 상품을 옮기고, 팔레트를 쌓고, 기타 공급망 관련 작업을 수행할 수 있을 것으로 기대된다. 아폴로는 빠르면 2025년 초에 기업에서 사용할 수 있을 것으로 예상된다. 닉 페인(Nick Payne) 앱트로닉 최고기술책임자는 아폴로가 인간과 비교했을 때 내구성과 기타 측면에서 강점을 가지고 있다고 말했다. 페인은 "우리는 이 시스템을 하루 22시간 온라인 상태로 유지하는 것을 목표로 하고 있다"라고 말했다. 그는 "아폴로에는 교체 가능한 배터리가 있어서 4시간 동안 작업하고 배터리를 교체한 다음 계속 작업할 수 있다"라고 설명했다. 제프 카르데나스(Jeff Cardenas) 앱트로닉 최고경영자(CEO)는 새로운 소프트웨어의 개발로 아폴로의 역량이 향상됨에 따라 가능성은 무한하다고 말했다. 카르데나스 CEO는 "우리는 창고와 제조 현장으로 시작했지만 소매, 배송, 심지어 비정형 공간이라고 불리는 구조화되지 않은 공간으로 확장하고 있다"라며 아폴로의 활동 영역이 다양한 분야로 확장가능하다고 설명했다. 나사의 아지미(Azimi) 연구원은 앞으로 몇 년 안에 비정형 영역인 우주에 로봇에 포함될 수 있을 것으로 예상했다. 그는 "아폴로와 같은 로봇은 모듈성을 염두에 두고 설계되어 많은 응용 분야에 적용할 수 있다"라고 말했다. 이어 "나사가 알아내려고 노력하는 것은 바로 이 부분이다. 중요한 부족 부분은 무엇인지, 지상 시스템을 우주로 가져가고 우주에서 작동할 수 있다는 확신을 갖기 위해 미래에 어디에 투자해야 합니까?"라고 되물었다. 멀티 모드 그리퍼 개발 테크 익스플로어에 따르면 하버드 존 A. 폴슨 공학 및 응용과학 대학(SEAS)의 연구원 그룹이 탄력 있고 자율적인 심우주 및 외계 거주지를 개발하기 위한 연구의 일환으로 지난 4년 동안 로봇 팔과 그리퍼 개발을 진행했다. 회복력 있는 외계 서식지 연구소(RETHi)는 퍼듀 대학교가 주도하며, SEAS, 코네티컷 대학교, 샌안토니오 텍사스 대학교와 협력하고 있다. 이 연구소의 목표는 "예상되는 장애와 예상치 못한 장애에 적응하고 흡수하며 신속하게 복구할 수 있는 탄력적인 심우주 서식지를 설계하고 운영하는 것"이다. SEAS의 로봇공학 선임 연구원인 저스틴 워펠은 자율 로봇이 서식지의 손상된 부품을 수리하거나 교체할 수 있는 기술을 개발하는 팀을 이끌고 있다. 워펠은 "임무 수행 중에 운석이 서식지를 침범했는데 승무원이 수리할 수 없다면 어떻게 될까요?"라고 반문했다. 그는 "또는 우주비행사들이 근무하는 시간 중에 이런 일이 발생하면 우주비행사들은 다른 긴급 상황으로 바빠질 수 있다. 일상적인 상황에서도 마찬가지로, 필터 교체부터 청소까지 우주비행사의 소중한 시간을 빼앗는 정기적인 유지보수 작업이 많이 있다. 이는 로봇이 이러한 작업을 수행한다는 것을 의미한다"고 설명했다. 2019년에 프로젝트가 시작된 이래, 로버트 우드, 해리 루이스 및 말린 맥그라스 SEAS 공학 및 응용과학 교수를 포함한 워펠과 그의 팀은 새로운 로봇 팔과 그리퍼, 인간과 로봇의 협업을 개선하는 새로운 시스템, 로봇 친화적인 장비를 설계하는 새로운 방법을 개발해 왔다. 심우주 거주지용 다기능 도구 개발 인공지능(AI) 기반의 습관 형성 앱인 '스마트햅(SmartHab)'을 위한 로봇을 설계할 때 가장 큰 과제 중 하나는 심우주 거주에 필요한 다기능성이다. 자동차나 창고 건설에 사용되는 로봇과 같은 대부분의 산업용 로봇은 고도로 전문화되어 있으며 몇 가지 특정 작업만 수행한다. 하지만 심우주 거주지에는 수십 대의 특수 로봇을 설치할 공간이 없다. 대신 한 대 또는 몇 대의 다기능 로봇이 긴급 수리를 비롯한 다양한 작업을 수행할 수 있어야 한다. 이를 위한 한 가지 프로젝트는 다양한 유형의 물체를 다양한 방식으로 잡을 수 있도록 모양을 바꿀 수 있는 '멀티 모드 그리퍼'를 개발하는 것이었다. 우드는 "사람의 손은 높은 정밀도가 필요하거나 큰 힘을 필요로 하거나 규정 준수를 통해 이점을 얻을 수 있는 등 다양한 기능에 적응할 수 있다"고 말했다. 그는 멀티 모드 그리퍼에 대해 "이 디자인은 이와 유사한 적응형 동작을 포착하여 하나의 그리퍼로 가능한 작업의 범위를 늘리려고 시도한다"고 설명했다. IEEE에 게재된 논문에서 워펠과 하버드 디자인 대학원(HGSD) 및 한국 부산대학교의 공동 연구진이 포함된 연구팀은 손가락의 관절 수를 변경할 수 있도록 재구성할 수 있는 소위 '가위 링크'로 만든 손가락이 달린 그리퍼를 개발했다. 이 그리퍼에는 세 가지 모드가 있다. 첫 번째 모드에서는 손가락이 짧고 구부러지지 않아서 물체를 강력하고 안전하게 잡을 수 있다. 두 번째 모드에서는 손가락에 관절이 생겨 그리퍼가 손으로 조작할 수 있어 물체를 놓지 않고도 이동하고 회전할 수 있다. 마지막 모드에서는 관절이 두 개 더 추가되어 손가락이 물체의 모양에 수동적으로 적응하고 접촉 압력을 분산할 수 있어 불규칙한 모양이나 섬세한 물체를 잡을 때 유용하다. 이처럼 미래 우주 탐사에 필요한 휴머노이드 로봇과, 로봇 팔, 멀티 다기능 그리퍼 등이 속속 개발되고 있다. 그리퍼 관련 논문은 부산대학교의 권정한, SEAS 대학원생인 데이비드 봄바라와 클락 티플, HGSD의 이준행과 척 호버만, 그리고 우드가 공동 저자로 참여했다.
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[퓨처 Eyes(23)] 우주에서 인간을 돕는 로봇, 현실이 되다?
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우주에서 기른 양상추, 식중독 위험 높아
- 우주 무중력 환경에서 재배한 상추가 지구에서보다 대장균 등 세균에 감염되기 쉬워 식중독 위험이 놓다는 충격적인 연구 결과가 발표됐다. 미국 델라웨어 대학 연구팀은 우주 공간에서 자란 상추가 지구의 상추보다 대장균과 살모넬라 같은 박테리아 감염에 더 취약하다고 발표했다고 포브스 재팬(Forbes JAPAN)이 최근 보도했다. 지난 1월 9일 학술지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'와 'npj 극미세중력(npj Microgravity)'에 게재된 이 연구는 국제우주정거장(ISS)의 무중력 환경을 모방한 조건에서 재배한 상추가 박테리아에 감염되기 쉽다는 것을 보여주었다. 상추는 지금까지 ISS의 수경재배실에서 3년 이상 재배되어 우주비행사들의 식량으로 사용되어 왔다. 하지만 연구진은 식중독이 발생하면 임무가 중단될 수 있다고 우려하고 있다. 델라웨어대 연구팀은 ISS의 무중력 환경을 모방한 조건에서 양상추를 재배했다. 그 결과 식물이 숨을 쉬기 위해 잎과 줄기에 있는 기공은 박테리아와 같은 스트레스 요인을 감지하면 보통 식물을 보호하기 위해 닫힌다는 것을 발견했다. 그러나 미세중력 시뮬레이션을 통해 상추에 박테리아를 넣었을 때 잎채소는 기공을 닫는 대신 크게 열어놓는 것으로 나타났다. 델라웨어대 식물토양과학과 졸업생이자 논문의 주저자인 노아 토트라인(Noah Totline)은 "스트레스라고 생각되는 것을 주었음에도 불구하고 (상추의 기공이) 열려 있었다는 것은 정말 예상치 못한 일이었다"고 말했다. 연구팀은 결국 살모넬라균이 지구상의 일반적인 조건보다 극미세중력 조건에서 잎 조직에 더 쉽게 침투할 수 있다는 것을 발견했다. 델라웨어대학교 생명공학연구소의 미생물 식품안전학 교수인 칼리 쿠니엘(Kari Knier)은 "우리는 현재 ISS에 살고 있는 사람들과 미래에 우주정거장에서 살게 될 사람들을 위해 우주에서의 위험을 줄여야 한다"고 말했다. 그는 "우리는 우주에서 재배되는 식물과 인간 병원균의 상호작용을 더 잘 이해할 필요가 있다"고 덧붙였다. 연구팀에 따르면 가까운 미래에 더 많은 사람들이 우주에서 생활하게 될 것이지만, 수경재배로 상추를 재배하는 것은 비교적 쉬운 일로 여겨진다. 쿠니엘 교수는 "이 위험을 줄이기 위해 멸균된 종자를 사용하는 것이 한 가지 대책으로 생각된다. 하지만 미생물이 우주 재배 공간에도 존재하고, 식물에 부착될 가능성도 있다"고 지적했다. 이번 연구 결과는 우주에서 식량을 생산하는 데 있어 새로운 과제를 제시한다. 무중력 환경에서 식물이 박테리아에 감염되기 쉽다는 사실은 우주 식량 생산의 안전성을 높이기 위한 새로운 기술 개발이 필요하다는 것을 의미한다. 연구팀은 앞으로 우주 환경에서 식물의 면역 체계를 강화하는 방법, 우주 재배 공간의 미생물 오염을 줄이는 방법 등에 대한 연구를 진행할 계획이다.
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우주에서 기른 양상추, 식중독 위험 높아
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달의 축소, NASA 달 탐사에 미치는 영향은?
- 달이 지속적으로 수축하는 현상이 미래 달 탐사에 영향을 미칠 것이라는 주장이 제기됐다. 미국 매체 크론 등 다수 외신은 미 항공우주국(나사·NASA)는 달이 줄어들고 있다는 사실을 수년 전부터 알고 있었다고 전했다. 과학자들은 2019년 달이 지난 수억 년 동안 약 46m(약 150피트) 정도 줄어들었다고 추정했다. 워싱턴 스미소니언 연구소의 최근 연구에 따르면 달의 내부는 냉각되고 있으며, 부서지기 쉬운 지각에 균열이 생겨 한 조각이 다른 조각 위로 미끄러지는 '추력 단층'이 발생하여 달 지진을 유발할 수 있다. 이는 적어도 5년 전까지만 해도 과학계에서 통용되던 상식이었다. 비즈니스 인사이더는 동료 심사를 거친 행성 과학 저널(Planetary Science Journal)에 발표된 새로운 연구에 따르면 달의 추력 단층 중 일부는 NASA의 유인탐사선 계획인 아르테미스 III 임무를 위한 잠재적 착륙 지점 근처에 있으며 장기적인 달 정착에 문제가 될 수 있다고 전했다. 달 남극의 위험 아르테미스III 임무는 물 얼음을 포함한 중요한 자원이 있는 달 남극 근처에 우주 비행사를 착륙시키는 것을 목표로 하고 있다. 1972년 이후 인간이 달 표면에 발을 디딘 것은 아르테미스호가 처음이다. NASA 보도 자료에 따르면 달 남극에서는 작은 진동에도 산사태가 발생할 수 있으며, 이는 우주 비행사에게 위험할 수 있다. 달 축소 관련 논문의 수석 저자인 스미소니언의 톰 와터스(Tom Watters)는 뉴스위크와의 인터뷰에서 "아르테미스 3호와 같은 단기 임무는 강하고 얕은 월진이 드물기 때문에 위험할 것 같지 않다"고 말했다. 하지만 NASA가 2030년까지 실현할 것으로 예상하는 장기적인 달 정착 계획에는 더 큰 위험이 있다. NASA의 오리온 달 탐사선 프로그램 책임자는 2022년 BBC와의 인터뷰에서 "우리는 사람들을 달 표면으로 내려보낼 것이고, 그들은 달 표면에서 살면서 탐구할 것"이라고 말했다. 지구의 지진보다 더 강할 수 있는 달의 지진 달은 시간이 지날수록 계속해서 줄어들고 있으면서 새로운 단층이 생겨날 가능성이 높아지고 있다. 또한 단층이 생기면 달의 지진(월진)이 발생할 수 있다. 와터스와 다른 연구자들은 달 남극의 섀클턴 분화구 벽을 따라 지진이 산사태를 일으킬 수 있다고 예측하는 모델을 만들었다. 이 연구의 공동 저자인 니콜라스 슈머는 소행성과 혜성 또한 달 표면을 파괴했다고 성명에서 말했다. 슈머는 "느슨한 퇴적물로 인해 흔들림과 산사태가 발생할 가능성이 매우 높다"고 말했다. 연구팀은 미끄러지는 추력 단층이 1969년과 1977년 사이에 일련의 달 지진을 일으켰다고 추정했다. 당시 아폴로 우주비행사들은 임무 수행 중 달에 지진계를 설치해 지진을 감지했다. 와터스는 CNN에 "이러한 지진은 지구 기준으로는 비교적 가벼운 수준이었지만(가장 큰 지진은 규모 5.0), 달의 낮은 중력으로 인해 더 심하게 느껴졌다고 말했다. 과학자들은 달에 영구적인 기지를 설치할 때 단층의 위치와 안정성을 반드시 고려해야 한다고 강조했다. 단층 위에 기지를 설치하면 지진 발생 시 큰 위험에 처할 수 있기 때문이다. 유인 달탐사선 아르테미스 임무 연기 한편, NASA는 지난 1월 9일(현지시간) 보도자료를 통해 유인 탐사선으로 달 궤도를 도는 아르테미스 프로그램 2단계 계획(아르테미스Ⅱ)을 2025년 9월로, 우주비행사를 달에 착륙시키는 3단계(아르테미스Ⅲ) 계획을 2026년 9월로 연기한다고 밝혔다. 민간 우주 기업 아스트로보틱의 달 착륙선 페레그린이 지구에서 발사된 직후 연료 누출로 인해 달 탐사 임무를 포기해야 하는 상황이 발생하자 NASA는 이 같은 결정을 내렸다. 당초 NASA는 아르테미스Ⅱ 임무로 올해 11월 우주비행사 4명을 태운 탐사선을 달 궤도에 보냈다가 지구로 귀환시키고, 내년에는 이들을 달에 착륙시키는 아르테미스Ⅲ 임무에 들어갈 계획이었다. 하지만 이번 발표에 따라 아르테미스의 단계별 추진 일정은 약 1년씩 늦춰지게 됐다. NASA는 2022년 12월에 진행된 아르테미스 1단계에서 무인 우주선 오리온의 달 궤도 비행 임무에서 여러 문제가 발생했다고 밝혔다. 해당 팀은 배터리 문제와 공기 환기, 그리고 온도 제어를 담당하는 회로 구성 요소에 관한 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다. 당시 NASA는 우주비행사를 모방한 마네킹을 태워 달 궤도를 비행하는 임무를 수행했다. 무인우주선 오리온은 우주발사시스템(SLS) 로켓에 실려 발사되어 25일 만에 성공적으로 지구에 귀환했지만, 이러한 문제들로 우주비행사의 안전을 보장하기 위해 추가적인 보완이 필요하다고 NASA가 설명했다. 달 탐사는 새로운 가능성을 제공하지만 동시에 위험과 불확실성이 가득한 곳이다. 아르테미스 III 임무를 성공적으로 수행하고 달 남극에 안전하게 정착하기 위해서는 달의 축소와 월진을 대비한 과학적 연구, 기술 개발, 그리고 철저한 준비가 필요하다.
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- 산업
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달의 축소, NASA 달 탐사에 미치는 영향은?
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KAIST, 뼈 손상 치료에 혁신적 '뼈 반창고' 신소재 개발
- 국내 과학자들이 금이 간 뼈 조직의 성장을 촉진하는 '뼈 반창고' 역할을 할 수 있는 신소재를 개발했다. 뼈 재생은 복잡하고 기존의 골 이식 및 성장 인자 전달 등과 같은 재생을 할 경우, 높은 단가 발생 등의 한계가 있었다. 한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀이 전남대학교 융합바이오시스템기계공학과 김장호 교수 연구팀과 협업을 통해 하이드록시아파타이트(HAp)의 고유한 골 형성 능력을 활용해 압력을 가했을 때 전기적 신호가 발생하는 압전 생체 모방 지지체를 개발했다다고 25일 발표했다. 하이드록시아파타이트는 뼈나 치아에서 발견되는 염기성 인산칼슘으로 생체 친화적인 특징이 있으며, 충치를 예방하는 특성이 있어 치약에도 쓰이는 미네랄 물질이다. 이전의 압전 지지체 관련 연구들은 압전성이 뼈 재생을 촉진하고 골 융합을 향상하는 효과를 다양한 고분자 기반 소재에서 확인했지만, 최적의 골조직 재생에 필요한 복잡한 세포 환경을 모사하는 데 한계가 있었다. 그러나 이번 연구에서는 하이드록시아파타이트 고유의 골 형성 능력을 활용해 생체의 골조직 환경을 모방하는 소재를 개발해 새로운 방법을 제시했다. 홍승범 교수 연구팀 소속 주소연 박사과정 학생과 김소연 석사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 2024년 1월 4일 국제학술지 '응용재료와 표면(ACS Applied Materials & Interfaces)'에 게재됐다. 연구팀은 하이드록시아파타이트를 고분자 필름과 융합하는 제조 공정을 개발했다. 이 공정으로 제작된 유연하고 독립적인 지지체는 실험 쥐를 대상으로 한 체외 및 체내 실험에서 뼈 재생을 가속하는 놀라운 잠재력을 입증했다는 것이 연구팀의 설명이다. 또한, 연구팀은 동 지지체의 골 재생 효과의 원인을 다각도로 밝혀냈다. 원자간력 현미경(AFM) 분석을 통해 지지체의 전기적 특성을 조사했으며, 세포 모양과 세포 골격 단백질 형성에 대한 상세한 표면 특성 평가를 진행했다. 또한, 압전과 표면적 요소가 성장 인자 발현에 어떤 영향을 미치는지 조사했다. 홍승범 신소재공학과 교수는 "뼈의 재생 속도를 가속화시키는 효과를 통해 '뼈 반창고' 같은 역할을 하는 하이드록시아파타이트 융합 압전성 복합소재를 개발했다"며, "이번 연구는 생체 재료 설계에 새로운 방향성을 제시하는 데에 그치지 않고, 압전성과 표면적 특성이 뼈 재생에 미치는 영향을 탐구한 데에 의의가 있다"고 강조했다. 압전성이란 물질에 변형이나 응력을 가하면 전기적인 분극이 발생하거나, 반대로 물질을 전자장에 두면 변형이나 응력이 발생하는 현상이다. 한편, 지난해 11월 카톨릭대 은평성모병원 정형외과 박형열 교수와 서울성모병원 정형외과 김영훈 교수 연구팀은 척추 골절을 입은 환자에게 수술로 '골형성 단백질'을 주입하면 빠르게 뼈를 재생 시킬 수 있다는 사실을 입증했다. 골형성 단백질은 척추와 치아 등 손상 부위의 뼈 재생 속도를 높이는 성장인자인데, 다양한 임상 분야에서 활용 범위가 확대되고 있다. 최근 연구에서는 퇴행성 척추 질환에 척추 유합술을 할 때 골형성 단백질을 사용하면 유합률이 100%에 가까운 것으로 나타났다. 척추 유합술은 골절이나 퇴행성 질환 등 척추에 발생하는 여러 종류의 병변을 치료하기 위해 시행되는 수술이다. 그동안 척추 골절 치료 분야에서 골형성 단백질을 활용해 뼈 재생을 촉진하는 결과를 확인한 연구는 없었는데 이번 연구를 통해 학계 최초로 같은 효과가 있다는 것을 증명했다.
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- IT/바이오
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KAIST, 뼈 손상 치료에 혁신적 '뼈 반창고' 신소재 개발
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오픈AI, 미국 민주당 의원 모방 AI챗봇 개발 금지
- 오픈AI가 미국 대선을 앞두고 민주당 경선 후보를 모방한 챗봇 개발을 금지했다. 21일(현지시각) 워싱턴포스트(WP)와 로이터통신 등 외신들에 따르면 챗GPT 개발사 오픈AI는 최근 민주당 경선 후보인 딘 필립스 연방하원의원의 AI 챗봇인 '딘닷봇(Dean.Bot)'을 개발한 AI 스타트업 델파이의 계정을 중단했다. 오픈AI는 "정치 캠페인에 사용해서는 안 된다는 API(응용 프로그램 인터페이스) 사용 정책을 고의로 위반하거나 동의 없이 개인을 사칭한 개발자의 계정을 최근 삭제했다"고 밝혔다. 이는 오픈AI가 미 대선 과정에서 자사의 AI 기술이 오용되는 것을 막기 위해 취한 첫 번째 조치다. 필립스 하원의원을 후원하는 '위 디저브 베터(We Deserve Better)'라는 이름의 슈퍼팩(super PAC·특별정치활동위원회)은 델파이와 계약을 맺고 오픈AI의 챗GPT를 기반으로 필립스 챗봇을 개발해 운영하려고 했다. 이 단체는 딘닷봇을 이용해 웹사이트에서 유권자들과 실시간으로 대화할 수 있도록 할 예정이었다. 그러나 계정이 중단되면서 딘닷봇은 삭제됐다. '딘닷봇'은 필립스의 슈퍼팩을 만든 실리콘밸리 기업가 매트 크리실로프와 제드 서머스가 아이디어를 낸 것으로 전해졌다. 슈퍼팩에는 저명투자자 빌 애크먼이 100만달러를 기부했으며 X(구 트위트)에 "선거후보자에 대한 개인투자로서는 기부자중 사상최대"라고 투고했다. 오픈AI는 챗GPT와 함께 이미지 생성 AI인 '달리(Dall-E)' 등 자사의 AI가 정치 활동 등에 활용되는 것을 금지하고 있다. 최근에는 이들 AI 도구가 선거에 악용되는 것을 막기 위한 방안도 마련했다. 오픈AI는 챗GPT가 제공하는 뉴스·정보와 달리가 제공하는 이미지가 어디에서, 누구에 의해 만들어졌는지 출처를 제공하기로 했다. 특히 달리가 제공하는 이미지에 대한 검증을 강화해 어떤 이미지가 달리에 의해 생성됐는지 여부를 확인할 수 있는 '이미지 찾기 도구'도 출시할 예정이다.
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오픈AI, 미국 민주당 의원 모방 AI챗봇 개발 금지
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미 FDA, 당뇨병 체중 감량 약물서 탈모·자살 충동 보고 조사
- 캡션: 미국 FDA가 당뇨병 및 체중 감소 치료제로 사용되는 약물과 관련해 탈모·자살 충동에 대한 부작용 보고서를 조사 중이다. 미국 식품의약국(FDA)이 당뇨병 및 체중 감소 치료용으로 사용되는 약물인 오젬픽(Ozempic), 마운자로(Mounjaro), 웨고비(Wegovy) 등과 관련하여 탈모 및 자살 충동과 같은 부작용이 보고되어 이에 대한 조사를 진행 중이라고 밝혔다. 미국 방송매체 CNN에 따르면, 이 약물들은 GLP-1 수용체 작용제로 분류되며, 이들은 체내 호르몬인 GLP-1(glucagon-like peptide 1)과 유사한 작용을 나타낸다. 이러한 약물들은 당뇨병 또는 체중 감량 치료 목적으로 FDA 승인을 받았다. 이 중 오젬픽과 라이벨서스(Rybelsus), 웨고비는 세마글루타이드를, 삭센다(Saxenda)와 빅토자(Victoza)는 리라글루타이드를, 마운자로(Mounjaro)와 젭바운드(Zepbound)는 타이제매타이드(tirzepatide)를 주요 성분으로 한다. 이들은 체내에서 자연적으로 생성되는 호르몬인 GLP-1을 모방하여 위장을 통한 음식물의 통과 속도를 늦추는 역할을 하는 것으로 알려져 있다." FDA는 자체 부작용 보고 시스템인 FAERS를 통해 탈모증 또는 탈모에 관한 보고를 접수한 이후 해당 약물들에 대한 '규제 조치의 필요성'을 조사하고 있다. 이 조사에는 흡인(음식이나 액체를 잘못 흡입하는 현상) 및 해당 약물 복용자들의 자살 충동과 같은 부작용도 포함되어 있다. FAERS 웹사이트는 해당 약물 목록에 대해 "이 목록에 약물이 포함된다는 것이 FDA가 해당 약물의 나열된 위험을 인정했다는 의미는 아니다"라고 설명했다. 이어 "FDA가 잠재적 안전성 문제를 인식하고 있지만, 아직 해당 약물과 나열된 위험 사이에 인과 관계를 확립했다는 의미는 아니다"라고 덧붙였다. FDA는 이러한 약물을 사용하면서 부작용에 대해 질문이나 우려가 있는 사람들에게 의료 전문가와 상담할 것을 권고하고 있다. FDA는 "승인 이후를 포함하여 약물의 전체 수명주기에 걸쳐 안전성을 지속적으로 모니터링하고 있다"며, "약물 개발 과정에서 발견되지 않은 부작용을 식별하고 평가하기 위해 시판 후 감시 및 위험 평가 프로그램을 운영하고 있다"고 밝혔다. 이어서 FDA는 "새롭게 파악된 안전 신호에 대해 사용 가능한 데이터를 면밀히 검토한 뒤 적절한 조치를 결정할 것"이라고 덧붙였다. 이러한 조치에는 약물의 라벨 변경 요구나 약물의 이점이 위험을 상회하는지를 평가하는 데 도움이 되는 '위험 평가 및 완화 전략' 프로그램의 개발이 포함될 수 있다. 일부 연구에서는 GLP-1 작용제가 위 마비, 췌장염, 장 폐쇄와 같은 심각한 소화 문제와 연관되어 있지만 이는 드물게 발생하는 것으로 나타났다. 이러한 부작용 중 다수는 약물 처방 정보나 라벨에 언급되어 있다. 지난 6월 미국 마취과학회(American Society of Anesthesiologists)는 GLP-1 작용제를 복용하는 환자들에게 메스꺼움, 구토, 위 배출 지연과 같은 위장 문제의 가능성을 고려하여 수술 전 일주일 동안 해당 약물 복용을 중단할 것을 권장했다. 전신마취나 깊은 진정 상태에서는 위 내용물의 흡인이나 마취 중 구토가 발생할 수 있으며, 이로 인해 음식물과 위산이 폐로 유입되어 수술 후 폐렴이나 기타 합병증을 유발할 수 있다. 한편, 유럽 규제 당국은 몇 달 동안 이러한 약물을 복용하는 사람들 사이에서 자살 충동의 위험성을 조사해왔다. 그러나 이러한 약물이 사건의 직접적 원인인지, 아니면 다른 기저 질환과 연관이 있는지는 아직 명확하지 않다. GLP-1 작용제를 제조하는 주요 회사인 노보 노디스크(Novo Nordisk)와 일라이 릴리(Eli Lilly)는 성명을 통해 환자의 안전이 최우선임을 강조하며, FDA와 긴밀히 협력하여 안전성을 지속적으로 모니터링하고 있다고 밝혔다.
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미 FDA, 당뇨병 체중 감량 약물서 탈모·자살 충동 보고 조사
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[퓨처 EYES(19)] CES 2024에서 가장 인상 깊은 8가지 제품은?
- 세계 최대 가전·정보기술(IT) 전시회 '소비자가전쇼(CES) 2024'가 9일(현지시간) 미국 네바다주 라스베이거스 컨벤션센터(LVCC)에서 개막됐다. 미 소비자가전협회(CTA)가 주관하는 CES는 IT와 가전을 넘어 인공지능(AI)·이동통신·반도체·자동차 등을 총망라한 기술 전시회다. 전 세계 기술 업계가 한자리에 모이는 'CES 2024'에서는 투명 TV, AI가 탑재된 집사 로봇, 하늘을 나는 자동차, 정신 건강을 이롭게 하는 마음을 들여다보는 거울까지 등장해 미래 기술의 진면목을 확인할 수 있었다. 특히, 지난해 전 세계적으로 열풍을 몰고 온 AI 기술이 전면에 등장하면서 AI기술이 적용된 집사 로봇, AI 반려 로봇, AI가 피부 관리 방법을 알려주고 제품도 추천하는 뷰티 앱 등 다양한 AI 장착 제품을 선보였다. CTA 설립 100년째를 맞아 열린 'CES 2024'의 키워드는 AI·모빌리티·헬스케어·지속가능성이다. 개리 샤피로 CTA 회장은 "AI가 CES의 중심에 설 것"이라고 예고하기도 했다. 'CES 2024'를 통해 선보인 미래 기술 8가지를 소개한다. 1. 투명 TV 미국 기술 전문매체 ZD넷은 9일 CES 첫째 날의 키워드는 '투명'이었는데, 삼성과 LG가 선보인 두 개의 새로운 투명 TV 덕분이라고 전했다. 센트럴홀에 자리잡은 LG전자는 세계 최초의 무선 투명 올레드 TV인 'LG 시그니처 올레드 T'를 선보였다. 화면이 앞뒤로 자유자재로 움직이는 가운데 차광막이 올라갔다 내려가며 투명 모드로 전환되었고, 이를 통해 화면 뒤 참관객들의 모습이 보였다. 무선 투명 올레드 TV를 소개한 오혜원 HE브랜드커뮤니케이션담당 상무는 "고객의 삶에서 실제로 어떤 경험을 줄 수 있을지 고민했다"며 "이는 단순히 기술적인 혁신을 보여주는 데서 그치는 게 아니라 올해 하반기나 늦어도 4분기에는 출시될 예정"이라고 말했다. 삼성전자는 지난 7일 열린 '삼성 퍼스트 룩 2024' 행사에서 'AI 스크린 시대'를 선도할 'NQ8 AI 3세대' 프로세서와 이를 탑재한 2024년형 네오(Neo) QLED 8K TV(QN900D)를 공개했다. 'NQ8 AI 3세대' 프로세서는 AI 시스템온칩(SoC) 기술의 집대성으로, 기존 모델보다 8배 많은 512개의 뉴럴 네트워크와 2배 빠른 신경망 처리 장치(NPU)를 탑재하여 삼성 TV 프로세서 중 가장 강력한 성능을 제공한다. 2024년형 네오 QLED 8K는 이 프로세서를 기반으로, 저화질 콘텐츠를 8K 화질로 향상시키고, AI 딥러닝을 통해 스포츠 종목을 자동 감지하여 공의 움직임을 부드럽게 보정하며 영상 왜곡을 최소화한다. 이 기술은 화면에서 나오는 다양한 소리 중에서 음성만 분리해 대화 내용을 더 명확하게 전달할 수 있다. 특히 삼성전자는 세계 최초로 선보인 투명 마이크로 LED를 공개해 참관객들의 시선을 시로잡았다. 삼성전자는 기존 투명 LCD와 투명 OLED, 투명 마이크로 LED를 비교하며 기존 투명 디스플레이의 한계를 극복한 차별성을 부각했다. 육안으로 확인되는 현저히 높은 투과율을 통해 현재 유리로 사용되는 모든 공간을 디스플레이화 할 수 있는 가능성을 보여주었다. 하지만 삼성 측은 투명 마이크로 LED의 상용화 시점은 정해지지 않았다고 밝혔다. 2. 로레알 뷰티 지니어스 프랑스 뷰티 기업 로레알은 AI가 피부 관리 방법을 알려주고 제품도 추천해주는 뷰티 앱을 선보였다. 콜라스 이에로니무스 최고경영자(CEO)는 'CES 2024' 기조연설을 통해 자사의 생성형 AI를 활용한 뷰티 앱 '뷰티 지니어스(Beauty Genius)'를 공개했다. CES에서 로레알이 기조연설을 한 것은 화장품 기업으로는 처음이다. 뷰티 지니어스는 AI가 피부 관리에 관한 개인화된 맞춤형 제안을 해주는 뷰티 비서다. 이용자는 이 앱을 실행해 AI와 대화하며 맞춤형 피부 관리법과 제품을 제안받을 수 있다. AI가 이용자가 업데이트한 사진을 토대로 피부 건조 정도를 파악하고 현재의 피부 상태에 알맞은 제품을 제안하는 방식이다. 이에로니무스 CEO는 "우리는 10년 전부터 디지털 혁명에 적극 참여하고 있으며, 2018년부터 AI 기술을 개발해 오고 있다"고 설명했다. 로레알은 적외선으로 머리를 말릴 수 있는 헤어드라이어 '에어라이트 프로'(AirLight Pro)도 공개했다. 에어라이트 프로는 강력한 열과 공기를 이용해 머리카락을 건조하는 기존 헤어드라이어와 차별된다. 열을 줄이면서 공기 흐름을 최대화하는 강력한 모터를 이용한다는 점에서 다이슨의 초음속 헤어드라이어와 비슷하다. 여기에 적외선을 더했다. 3. AI 반려 로봇 삼성전자와 LG전자는 '집사 로봇'으로 AI 컴패니언(Companion·반려) 로봇 '볼리'와 '스마트홈 AI에이전트'를 선보였다. 삼성전자의 공 모양 '집사 로봇' 볼리는 지속적으로 사용자의 패턴을 학습해 진화한다. 일상 속 크고 작은 귀찮음과 불편함을 해소해주고 사용자가 외출 중에는 집을 모니터링하고 홈 케어를 돕는다. 또 자율 주행을 통해 사용자가 부르면 오고, 별도의 컨트롤러 없이 음성으로 명령을 수행한다. 볼리는 세계 최초 원·근접 투사가 모두 가능한 듀얼렌즈 기술 기반의 프로젝터를 탑재해 벽, 천장, 바닥 어디든 최적의 화면을 제공할 수 있도록 렌즈를 전환해 사용자에게 필요한 정보나 영상 콘텐츠를 어디에서나 볼 수 있고, 사용자의 얼굴 각도를 인식해 정확한 화면을 제공할 수 있다. 삼성전자는 볼리가 멀티 디바이스 경험, 돌봄, 다양한 사용성을 제공한다고 설명했다. 먼저 볼리는 앞뒤에 탑재된 카메라로 스마트싱스와 연동된 기기를 자동으로 인식·연결해 쉽고 빠르게 사물인터넷(IoT) 환경을 설정하고 집을 안전하게 관리하는 집사 역할을 수행한다. 집 안을 이동하며 공간을 인식, 맵을 스스로 완성하고 가전과 여러 기기를 스마트싱스(SmartThings)와 자동으로 연동해 쉽게 제품을 관리하고 제어할 수 있도록 돕는다. 사용자의 패턴을 학습하고 이를 루틴화해 사용자가 별도로 조작하지 않아도 사용자의 일과와 상황에 맞게 동작하도록 설정해준다. 평소 기상 시간에 맞춰 음악을 재생하고 커튼을 열고 당일 날씨나 일정을 사용자 근처의 벽이나 바닥 등에 화면을 투사해주는 식이다. 또 사용자를 대신해 가족과 반려동물을 돌봐주는 역할도 한다. 고령인 가족의 디지털 도우미 역할을 하며 건강 상태를 확인하거나 가족과의 소통 수단이 돼 준다. 시야 밖에 있는 아이나 반려동물을 모니터링해 이상 상황이 발생할 경우 사용자에게 알려주고 필요한 조치를 할 수 있게 도와주기도 한다. 요리를 할 때는 볼리를 활용해 전화를 쉽게 걸고 받을 수 있고, 게임을 하거나 영화를 시청 중일 때는 사용자를 대신해 현관 밖의 방문객을 확인해 준다. 재택근무 시에는 보조 스크린으로서 업무를 도와주는 AI 어시스턴트 역할을 할 수 있다고 삼성전자는 전했다. LG전자 '스마트홈 AI에이전트'는 두 다리에 달린 바퀴와 자율 주행 기술로 집안 곳곳을 자유롭게 이동하며 집안일에 도움을 주고 사용자와 소통한다. LG전자는 스마트홈 AI 에이전트를 '가사 해방을 통한 삶의 가치 제고'를 실현할 만능 가사생활도우미라고 소개했다. 4. 소니의 '공간 콘텐츠 창작 시스템' 가상현실 헤드셋 일본업체 소니가 가상현실(VR) 헤드셋을 착용한 채로 3차원(3D) 모델을 만들 수 있는 이른바 '공간 콘텐츠 창작' 시스템을 새롭게 선보였다. 요시다 겐이치로(吉田憲一郞) 소니 최고경영자(CEO)는 이 장비가 플레이스테이션(PS) VR처럼 게임용이라기보다는 3D를 활용하는 전문가용이라면서, 물리적 공간 위에 가상의 물체를 덮어씌우는 식으로 창작 공간을 확장할 수 있다고 소개했다. 사용자가 헤드셋 상의 4K 화질 유기발광다이오드(OLED) 화면을 보면서, 포인팅 컨트롤러 및 반지 모양 기기를 양손에 들고 실시간으로 가상 물체를 창작할 수 있다는 것이다. 키보드 등 기존 입력기기도 창작에 사용 가능하다. 헤드셋에는 카메라와 센서가 총 6개 달려있고 헤드셋 앞면을 젖힐 수 있는 만큼 사용자가 헤드셋을 완전히 벗지 않고도 실제와 가상을 오가며 작업할 수 있다. 5. 항공모빌리티, 슈퍼널-차세대 AAM 'S-A2' 현대차그룹 미래항공모빌리티(AAM) 독립법인인 슈퍼널은 차세대 기체 'S-A2'의 실물 모형을 처음 공개했다. S-A2는 현대차그룹이 2028년 상용화를 목표로 개발 중인 eVTOL(전기 수직 이착륙기)로, 2020년 CES에서 선보인 첫 비전 콘셉트 'S-A1' 이후 4년 만에 공개된 후속 모델이다. 슈퍼널은 CES 참관객들이 항공 모빌리티를 보다 가깝게 느낄 수 있도록 부스와 야외에 체험시설을 마련하고, 항공 모빌리티의 상용화를 위해 전방위적인 협력을 구축하겠다는 의지도 밝혔다. S-A2는 전장 10ｍ·전폭 15ｍ로, 조종사 포함 5명이 탑승할 수 있도록 설계됐다. 기체는 총 8개의 로터가 장착된 주(主) 날개와 슈퍼널 로고를 본뜬 V자 꼬리 날개, 승객 탑승 공간으로 이뤄졌다. 특히 기체에는 '틸트 로터'(Tilt-Rotor) 추진 방식이 적용됐다. 회전 날개인 로터가 상황에 따라 상하 90도로 꺾이는 구조로, 이착륙 시에는 양력을 얻기 위해 로터가 수직 방향을 향하다가 순항 시에는 전방을 향해 전환되는 것이 특징이다. 수직 이착륙 시 8개의 로터 중 전방 4개는 위로, 후방 4개는 아래로 기울어지는 구조는 슈퍼널이 업계 최초로 도입했다. 이 같은 추진 방식은 수직 비행을 위한 별도의 로터가 필요하지 않아 설계 복잡성을 줄이고, 기체 무게를 크게 낮추는 효과가 있다. 슈퍼널은 여러 개의 로터를 독립적으로 구동하는 분산 전기추진(DEP)을 적용해 하나의 로터가 문제가 생겨도 안전하게 이착륙할 수 있도록 했다. S-A2 기체는 특히 안정성이 강조됐다. 로터와 배터리 제어기, 전력 분배 시스템, 비행 제어 컴퓨터 등 모든 주요 장치에는 비상 상황에 대비한 다중화 설계가 적용됐다. 슈퍼널의 기체는 기존 항공기의 문법을 따르지 않고 자동차 디자인 프로세스를 접목했다. 자연의 원리를 재해석한 '기술 모방' 철학을 적용했다는 설명이다. 캐빈은 조종석과 4인 승객석을 분리해 수하물을 적재할 수 있는 공간을 확보했다. 인체공학적으로 조형된 시트는 수직 비행 시 충격을 완화하도록 설계됐다. 시트 사이에는 자동차와 같은 센터 콘솔이 적용됐다. S-A2의 승객 좌석은 2인석이나 화물칸으로 자유자재로 변형도 가능하다. 6. 정신 건강을 위한 거울 바라코다의 'BMind 스마트 미러'는 AI와 자연어 처리(NLP)를 결합하여 표정, 제스처, 톤을 통해 거울을 바라보는 사람의 감정을 분석한다. 그런 다음 사용자의 현재 기분에 맞춰 기분을 개선하고 스트레스를 더 잘 관리할 수 있도록 광선 치료 세션, 안내 명상, 자기 확언을 제공한다. 7. 필립의 손바닥 인식 스마트 잠금 장치 필립스 스마트 잠금 장치는 비접촉식 기술로 손바닥을 자물쇠의 스캐너 앞에 몇 인치만 갖다 대면 손바닥의 개별 정맥 패턴을 스캔한다. 사용자는 최대 50가지의 다양한 Palm ID 옵션을 추가할 수 있다. 스마트 잠금장치는 와이파이(Wi-Fi)를 사용하여 연결하므로 별도의 허브를 구입할 필요가 없다. 또한, 아마존 AI 비서 알렉사 및 구글 어시스턴트와도 호환된다. 8. 심박수 측정하는 젠하이저의 이어버드 젠하이저는 CES에서 세 가지 새로운 이어버드를 선보였다. 그중에서도 가장 눈에 띄는 제품은 젠하이저 모멘텀 스포츠다. 이 이어버드는 심박수 센서와 체온 센서라는 뛰어난 기능 덕분에 피트니스에 최적화되어 있다. 두 센서 모두 애플워치, 건강 앱인 스트라바(Strava) 등과 같은 피트니스 트래커, 앱 및 구독과 통합되므로 운동을 원활하게 추적할 수 있다.
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- 포커스온
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[퓨처 EYES(19)] CES 2024에서 가장 인상 깊은 8가지 제품은?
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티르제파타이드, 체중 감량 효과 '탁월'…지속력은 '관건'
- 체중 감량은 모든 연령과 성별에 걸쳐 폭넓은 관심을 받는 주제다. 최근에는 약물 복용을 통한 체중 감량 방법이 인기를 끌고 있다. 미국 매체 비즈니스 인사이더(Business Insider)는 최근에 비만 치료제로 승인된 티르제파타이드(Tirzepatide)에 대한 연구 결과를 보도했다. 이 연구에 따르면, 티르제파타이드는 체중 감량에 효과적이었으나, 약물 중단 후에는 체중의 상당 부분을 다시 회복하는 경향이 있었다. 미국 웨일 코넬 의과대학(Weill Cornell Medicine) 연구팀이 670명의 비만 성인을 대상으로 실시한 임상시험에서, 티르제파타이드 복용자들은 평균 50파운드(약 22.7kg)의 체중 감량을 경험했다. 그러나 이 약을 중단한 사람들은 1년 후 평균 14파운드(약 6.4kg)가 다시 증가한 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면, 티르제파타이드는 식욕을 억제하고 포만감을 증가시키는 데 효과적인 것으로 나타났다. 이 약물은 식후 장에서 자연스럽게 분비되는 GLP-1과 GIP 호르몬을 모방하여 인슐린의 분비를 촉진하며, 위장의 비움 속도를 늦추고 뇌의 GLP-1 수용체와 상호작용하여 포만감을 주는 신호를 보내 식욕을 감소시킨다. 즉, 티르제파타이드는 칼로리 섭취를 줄이고 신진대사를 개선함으로써 체중 감량에 도움을 준다. 하지만 연구 결과에 따르면, 티르제파타이드가 체중 감량에 효과적이긴 하지만, 약물 중단 시 체중이 빠르게 증가하는 경향이 있다. 이는 GLP-1 호르몬 수치가 감소하면서 식욕이 증가하고 체중이 다시 늘어날 가능성이 있음을 시사한다. 티르제파타이드와 유사한 성분의 다른 약물들 역시 비슷한 결과를 보였다. 세마글루타이드(Semaglutide)는 체중 감량에 효과적이지만, 약 복용을 중단하면 감량한 체중의 약 70%를 다시 회복하는 것으로 나타났다. 이러한 비만 치료제들은 체중 감량에는 효과적이나, 지속성이 부족한 것이 주요 단점으로 지적되고 있다. 이에 따라, 의료 전문가들은 이러한 치료제를 장기적으로 복용해야 하는 환자들에게 주의를 촉구하고 있다. 또한, 비만 치료제는 부작용, 비용, 부족 현상 등 다양한 장애물에 직면해 있어 환자들이 장기적으로 복용하기 어려운 상황이다. 또한, 비만 치료제는 부작용, 높은 비용, 공급 부족 등 다양한 문제로 인해 환자들이 장기적으로 복용하기 어려운 상황에 직면해 있다. 연구팀은 "티르제파타이드와 같은 비만 치료제가 체중 감량에는 효과적일 수 있지만, 장기적인 효과를 달성하기 위해서는 다른 치료 방법과의 병행이 필요하다"고 강조했다. 체중 감량 유지 위해 생활 습관 개선 티르제파타이드를 통한 체중 감량 후 체중을 유지하기 위해서는 다음과 같은 생활 습관 개선이 필요하다. 규칙적인 운동은 체중 감량과 유지에 필수적이다. 일주일에 적어도 150분 동안의 중등도 강도 운동을 실시하는 것이 좋으며, 건강한 식단 유지도 중요하다. 과일, 채소, 통곡물, 저지방 단백질을 충분히 섭취하고, 가공식품, 패스트푸드, 탄산음료 등은 가능한 한 피해야 한다. 충분한 수면은 식욕 증가와 체중 증가를 막는 데 중요하다. 성인은 하루에 7~8시간의 수면을 취하는 것이 권장된다. 또한, 스트레스는 식욕과 체중 증가를 촉진할 수 있으므로 스트레스 관리 방법을 찾는 것이 중요하다. 티르제파타이드는 체중 감량에 효과적이지만, 약물 중단 시 체중이 빠르게 증가할 수 있다. 따라서 체중 감량을 지속적으로 유지하기 위해서는 약물 치료와 더불어 규칙적인 운동, 건강한 식단, 충분한 수면, 그리고 스트레스 관리와 같은 생활 습관의 개선이 필수적이다. 한편, 지난 11월 8일 미국 식품의약국(FDA)은 메이저제약업체 일라이릴리의 당뇨병치료제인 '문자로(Mounjaro)'를 성인용 다이어트약으로 승인했다. 일라이릴리가 만든 제2형 당뇨병 치료용 티르제파타이드 주사제인 문자로는 지난해 5월 제2형 당뇨병 치료제로 신약승인을 받았지만 임상시험에서 비만 치료제로도 효과가 있는 것으로 확인됐다. 지난해 출시 이후 이미 다이어트약으로 인기를 끌었다. 일라이릴리는 올해말 젭바운드(Zepbound)라는 상표명으로 이 다이어트약을 출시할 계획이다. 젭바운드는 체질량지수(BMI)가 30 이상이거나, 고혈압 등 체중관련 합병증이 있는 BMI 27 이상 성인에게 사용할 수 있도록 승인됐다. 젭바운드는 출시 가격이 한 달치 1060달러(약 139만원)로 책정될 것으로 알려졌다. 같은 성분인 문자로 가격 1023달러(134만원)보다 조금 더 비싸다.
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- 생활경제
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티르제파타이드, 체중 감량 효과 '탁월'…지속력은 '관건'
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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.
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- IT/바이오
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케타민 장기 사용 시 뇌 도파민 시스템 변화
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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.
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美 뇌 노화 단백질 발견…기억력 개선 기대
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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.
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식중독 예방 위해 설계된 전자 코 'E-노즈' 개발
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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.
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- 산업
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중앙대, 보행 보조 웨어러블 로봇 출시
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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.
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- 생활경제
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ETH 취리히, 뼈·인대·힘줄 로봇 손 3D 프린팅 성공
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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.
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- 산업
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중국, 인간처럼 협력하는 드론 기술 개발
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[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.
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[퓨처 Eyes(11)] 나노와이어 '두뇌' 네트워크, "즉시 학습하고 기억" 가능성 입증
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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.
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- 생활경제
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美 캘텍, 바이러스만큼 작고 강력한 3D 프린팅 금속 개발
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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.
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암 치료, "일반 화학요법 약물, 예상과 다르게 작용"
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