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2024-11-25 (월)

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[신소재 신기술(97)] 나노스케일 물체 온도 측정 소재 개발⋯초소형 온도계 활용 기대

미국 캘리포니아 대학교 어바인 캠퍼스(UC Irvine) 연구팀이 온도 변화에 따라 색이 변하는 1차원 나노 물질을 개발했다. 이 연구 결과는 나노 크기 물체의 온도를 측정할 수 있는 새로운 가능성을 제시한다. 연구 결과는 학술지 '첨단 소재(Advanced Material)'에 게재됐다. 연구를 주도한 UC 어바인 막스 아르기야 화학 교수는 "이번 연구 결과를 통해 매우 작고 민감한 온도계를 만들 수 있게 됐다"며 "이는 우리 실험실에서 나온 가장 실용적이고 응용 가능성이 높은 연구 중 하나"라고 밝혔다. 아르기야 교수는 이 온도계를 '나노 크기의 무드 링'에 비유했다. 무드 링은 착용자의 체온에 따라 색이 변하는 장신구다. 하지만 이번에 개발된 나노 물질은 단순히 온도를 질적으로 측정하는 것을 넘어, 색 변화를 통해 나노 스케일에서 온도를 정량적으로 측정할 수 있다. 아르기야 교수는 "많은 생물학적 및 산업 공정이 미세한 온도 변화 추적에 의존하기 때문에 온도 측정은 매우 중요하다"며 "이제 세포 내부 온도까지 측정할 수 있는 온도계를 개발할 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 연구팀의 박사후 연구원 드미트리 코르도바는 이 광학 온도계가 회로와 데이터 저장 장치를 포함한 마이크로 및 나노 전자 장치의 온도를 측정하고 효율성을 평가하는 데에도 잠재적으로 활용될 수 있다고 설명했다. 그는 "이미 산업 분야에서는 컴퓨터 부품 제조 시 광학 온도계를 사용하고 있지만, 이번에 개발된 새로운 물질은 "기존보다 최소 10배 이상 민감하다"고 강조했다. 이번 연구의 핵심적인 발견은 코르도바와 동료 연구원들이 실험실에서 나노미터 길이 규모에서 나선형 '슬링키'와 유사한 결정을 성장시키는 과정에서 이루어졌다. 연구팀은 처음에는 이 결정이 어떤 온도에서 분해되는지 확인하기 위해 열 스트레스를 가했다. 코르도바와 학부 연구원 레오 청은 그 과정에서 결정의 색이 온도에 따라 노란색에서 주황색으로 체계적으로 변화하는 것을 발견했다. 연구팀은 색이 나타내는 온도 범위를 정밀하게 측정했고, 옅은 노란색은 영하 190도, 붉은 주황색은 영상 200도 정도의 온도에 해당한다는 사실을 확인했다. 아르기야 교수는 "측정의 정확성을 확보하기 위해 많은 노력을 기울였다"고 말했다. 연구팀은 나노 스케일의 물질 샘플을 얻기 위해 벌크 규모의 결정에 접착 테이프를 붙이고 떼어낸 후, 테이프에 붙은 나노 스케일 샘플을 투명 기판에 옮겼다. 아르기야는 "이 구조들을 떼어내 나노 스케일 온도계로 사용할 수 있으며, 다른 재료나 표면에 옮기거나 재구성하여 결합할 수 있다"고 설명했다. 그는 이번 발견이 나노미터 스케일에서 온도를 측정하는 새로운 종류의 물질을 발견하는 첫걸음이라고 말했다. 다음 단계로, 연구팀은 더 넓은 온도 범위를 측정할 수 있는 온도계를 개발하기 위해 다른 나노 스케일 물질을 테스트할 계획이다. 아르기야는 "이제 더 민감한 물질을 만들기 위해 재료 설계 규칙을 해킹하려고 노력하고 있다"며 "벌크 스케일에서 나노 스케일까지 광학 온도 측정을 위한 도구 상자를 열려고 한다"고 밝혔다.
- 포커스온
2024-08-19
[먹을까? 말까? (51)] 적당한 음주도 건강에 해롭다…와인도 예외 없어

가벼운 음주나 적당한 음주도 노년층의 건강에 해롭다는 연구 결과가 나왔다. 미국의사협회저널(JAMA)의 최근 연구 결과, 적당한 음주가 노년층의 건강에 도움이 되지 않는다는 사실이 밝혀졌다고 CNN, 뉴욕타임스 등이 전했다. 이는 하루 한두 잔의 술, 특히 와인이 건강에 좋다는 기존 통념을 뒤집는 연구 결과들이 늘어나는 가운데 나온 것이다. 지난 12일 JAMA 네트워크 오픈에 발표된 대규모 연구에 따르면, 적당한 수준의 음주는 노년층에게 아무런 이점을 제공하지 않으며 오히려 질병 관련 사망 위험을 높이는 것으로 나타났다. 이러한 연구들은 알코올이 강력한 발암물질이며 우울증, 간 및 신장 질환 등 여러 질병의 잠재적 원인이 될 수 있음을 보여주고 있다. 캐나다 빅토리아 대학교 물질 사용 연구소 소장 티모시 나이미 박사는 "알코올은 발암물질이며 약 50가지 유형의 사망에 기여한다"고 경고하며 "전반적으로 알코올은 건강에 해롭다"고 강조했다. 나이미 박사는 적당한 음주나 얼마나 마셔야 해로운지에 대한 논의가 시작되면 이러한 사실이 간과되는 경향이 있다고 지적했다. 그는 알코올에 관해서는 "덜 마실수록 좋다"는 것이 모든 과학적 연구 결과의 일관된 결론이라고 말했다. 이번 연구는 영국 바이오뱅크 등록 자료를 통해 60세 이상 성인 13만5000여 명의 건강 결과를 추적 조사했다. 첫 번째 조사(2006~2010년)에서 참가자들은 음주 습관에 대한 자세한 질문을 받았고, 연구진은 이를 바탕으로 참가자들을 가끔 또는 저위험, 중위험, 고위험 음주자로 분류해 암 관련 및 모든 원인 사망률 증가를 확인했다. 이러한 연구는 과거를 회고하여 개인의 습관과 건강 사이의 패턴과 관계를 찾는 방식으로, 결과를 왜곡할 수 있는 편향이 존재할 수 있다. 연구진은 음주 습관 연구에서 가장 큰 편향 중 하나인 비음주자와의 비교를 피하려고 노력했다. 비음주자들은 건강 문제나 약물 복용 등으로 인해 술을 마시지 못하는 경우가 많기 때문에, 음주자와 비음주자를 비교하면 음주가 덜 해롭거나 심지어 유익하게 보일 수 있다. 이번 연구에서는 주당 약 20g 미만의 알코올을 섭취하는 가끔 음주자들을 기준 집단으로 삼았다. 미국국립보건원(NIH)에 따르면 미국 표준 음료 한 잔에는 약 14g의 알코올이 포함되어 있다. 사회경제적 또는 건강 관련 위험 요인이 없는 중간 정도의 음주자들에게서는 특별한 연관성이 발견되지 않았다. 그러나 이 그룹에서도 저위험 음주는 여전히 암 사망 위험 증가와 관련이 있었고, 중간 정도의 음주는 암 및 기타 원인으로 인한 사망 가능성을 높이는 것으로 나타났다. 이 연구에는 몇 가지 한계도 있었다. 예를 들어, 대부분의 정보는 자가 보고에 의존했으며, 사람들은 자신이 마신 술의 종류나 양을 정확하게 기억하지 못할 수 있다. 또한, 연구 대상의 다양성이 부족했다. 94% 이상의 참가자가 백인이었기 때문에 다른 인종이나 민족 집단의 경험을 반영하지 못할 수 있다. 연구 결과, 모든 수준의 규칙적인 음주에서 위험이 발견됐다. 저위험 범주에 속하는 사람들은 가끔 음주하는 사람들보다 암으로 사망할 확률이 약 10% 더 높았다. 중위험 음주자들은 모든 원인으로 인한 사망 및 암 사망 위험이 가끔 음주자들보다 약 10~15% 높았고, 고위험 음주자들은 암, 심장병 및 기타 모든 원인으로 인한 사망 위험이 가끔 음주자들보다 약 33% 더 높았다. 연구진은 참가자들의 거주 지역(소득 수준 대리 변수)과 기저 질환(49개 건강 상태 각각에 1점 부여)을 기반으로 점수를 매겼다. 음주와 관련된 위험 증가는 저소득층과 더 많은 건강 문제를 가진 사람들에게서 더욱 뚜렷하게 나타났다. 그러나 주로 와인을 마시거나 식사와 함께 술을 마신다고 답한 사람들은 사회경제적 및 건강 관련 위험에도 불구하고 암 및 사망 위험이 가끔 음주하는 사람들보다 약간 낮았다. 연구진은 이러한 예외적인 경우는 와인의 항산화 성분이나 식사 중 음주 간격 조절 등 알코올 이외의 요인에서 비롯된 것일 수 있다고 추측했다. 즉, 와인을 마시거나 식사와 함께 술을 마시는 사람들은 삶의 다른 영역에서도 절제를 중시하거나 신체 활동과 같은 건강한 행동을 할 가능성이 더 높을 수 있다는 것이다. 나이미 박사는 "적당한 음주는 건강한 생활 방식의 반영일 수는 있지만, 그 원인은 아니며, 이는 매우 중요한 차이점"이라고 강조했다. 이러한 연구 결과들은 적당한 음주조차 건강에 해로울 수 있다는 점을 강조하며, 기존의 통념에 대한 재고를 촉구하고 있다.
- 생활경제
2024-08-16
[먹을까? 말까?(48)] 대마초 사용, 두경부암 발병 증가?⋯인과관계 규명 위한 연구

대마초를 자주 피우면 두경부암 발병 위험이 증가한다는 연구 결과가 나왔다. 미국 서던캘리포니아 대학교(USC) 케크(Keck) 의대와 USC 카루소 이비인후과-두경부외과 산하 USC 두경부 센터의 연구에 따르면, 대마초가 두경부암 발병을 높인다는 가능성이 제기됐다고 CNN과 메디컬 익스프레스 등 다수 외신이 전했다. USC 두경부 센터의 연구에 따르면, 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 불법 물질인 대마초가 두경부암 발생 증가와 연관될 수 있다는 가능성이 제기됐다. 8일(현지시간) JAMA 이비인후과학-두경부외과학(JAMA Otolaryngology—Head & Neck Surgery)에 발표된 대규모 다기관 연구 결과, 대마초 사용 장애를 가진 성인은 대마초를 사용하지 않는 사람들보다 두경부암 발생 위험이 3.5배에서 5배까지 높은 것으로 나타났다. 미국 질병통제예방센터에 따르면 '대마초 사용 장애'는 대마초 갈망, 대마초 효과에 내성화, 의도한 것보다 많이 사용, 생활에 문제를 일으키는데도 마리화나 사용, 고위험 상황에서 사용, 금단 증상 및 끊지 못하는 증상 중 두 가지 이상이 있는 경우 진단한다. 이 연구는 400만개의 전자 건강 기록 데이터베이스를 분석해 두경부암 환자 중 11만6000건 이상이 대마초 사용 장애와 연관됐음을 발견했다. 연구의 책임 저자인 USC 두경부 센터의 두경부 외과 의사 니엘스 코코트(Niels Kokot) 박사는 "이번 연구는 두경부암과 대마초 사용의 연관성을 밝힌 최초의 연구 중 하나이며, 현재까지 알려진 가장 큰 규모의 연구다. 사람들이 어떤 행동이 암 위험을 증가시키는지 알게 되면 두경부암을 예방할 수 있기 때문에 이러한 위험 요인을 파악하는 것이 중요하다"고 말했다. 코코트 박사는 USC 케크 의과대학의 이비인후과-두경부 외과 교수이기도 하다. 세계에서 여섯 번째로 흔한 암인 두경부암은 구강, 인두, 후두, 구인두(혀, 편도선, 목 뒤쪽 벽) 및 인접한 침샘의 암을 포함한다. 미국에서 두경부암은 전체 암의 4%를 차지한다. 미국 국립암연구재단에 따르면 2024년에는 7만1000건의 이상이 신규 발병하고, 1만6000건 이상의 사망이 예상된다고 CNN은 전했다. 미국 국립암연구소에 따르면 구강암 또는 인후암 진단을 받은 사람의 약 69%가 진단 후 5년 이상 생존한다. 그러나 암이 대사되면 그 비율은 14%로 떨어진다. 후두암 진단을 받은 사람의 약 61%는 5년 후에도 생존하지만, 암이 전이되면 그 비율은 16%로 떨어진다. 케크 의과대학의 MD/MPH 후보자이자 연구의 주 저자인 틸러 갈라거(Tyler Gallagher)를 포함한 연구진은 대마초 사용 장애를 가진 사람들이 모든 유형의 두경부암 발생률이 더 높다는 것을 발견했다. 또한, 대마초 사용 장애 환자의 두경부암 유병률은 연령, 성별, 인종 등 다른 요인과 무관하며, 두경부암과 관련이 있는 것으로 알려진 알코올 및 담배 사용도 이번 연구 결과에 영향을 미치지 않았다. 코코트 박사와 그의 동료 연구원들은 대마초가 두경부암 위험을 높이는 주된 이유는 연기의 해로운 영향 때문이라고 추정했다. 대마초는 주로 흡입을 통해 소비(이번 연구에서는 소비 방법을 구분하지 않았지만)된다. 연구에 따르면 담배 연기에는 DNA 손상 및 염증을 유발하는 수많은 화학 물질이 포함되어 있으며, 이러한 염증이 방치될 경우 암으로 이어질 수 있다. 연구진은 대마초 연기도 유사한 해를 끼칠 수 있다고 추측했다. 실제로 코코트 박사는 대마초 연기가 담배 연기보다 더 해로울 수 있다는 몇 가지 증거가 있다고 주장했다. 그는 "대마초 흡연은 일반적으로 필터 없이 이루어지며 담배보다 더 깊이 흡입하는 경향이 있다. 또한, 대마초는 담배보다 더 높은 온도에서 연소되어 암을 유발하는 염증 위험을 증가시킨다"라고 말했다. 코코트 박사는 대마초와 두경부암 사이의 연관성을 조사하는 추가 연구가 필요하다고 강조했다. 이번 연구가 사람들이 더 많은 정보를 바탕으로 선택하고 두경부암과 대마초 사용 사이의 연관성에 대한 인식을 높이는 데 도움이 되기를 기대한다. 연구진은 9000만 명 이상의 개인을 대상으로 하는 64개 의료 기관의 건강 연구 네트워크를 통해 20년간의 데이터를 수집하고, 대마초 사용 1년에서 5년 사이의 암 발생 사례를 추적해 이번 연구 결과를 도출했다.
- 생활경제
2024-08-09
[기후의 역습(37)] 기후 변화로 커피 원두 가격 급등

멕시코 남부 치아파스의 산악 지대에서 150여 명의 에델만 가족 농장 커피 농부들은 몇 시간씩 수작업으로 일한다. 농부들의 몸과 한여름 뜨거운 태양 사이에는 나무가 유일한 그늘막이다. 기후 변화로 일기가 불순해지면서 커피 농사가 큰 타격을 입고 있다고 CNN이 보도했다. 4대째 커피 농부이자 국제 커피 농부 협동조합의 부사장인 토마스 에델만은 CNN과의 인터뷰에서 "그늘에서 재배하는 커피 생산 방식은 가뭄에 더 강하지만 기후 변화로 건기가 평소보다 길어지면서 올해는 커피 농사가 피해를 입었다"고 말했다. 그는 "날씨가 좋지 않으면 적절한 생산량을 기대할 수 없고, 수확량이 적으면 당연히 생산 비용이 올라간다"고 우려했다. 높은 생산 비용은 커피 가격 인플레이션으로 이어질 수 있다. 그러면 최종 소비자인 커피 애호가들은 커피를 마시기 위해 앞으로 더 큰 비용을 지불해야 할 것이다. 커피 전문가들은 기후 변화로 인해 커피의 글로벌 공급이 감소함에 따라 높은 가격이 더 오래 지속될 수 있다는 신호를 보내고 있다. 1963년 유엔의 지원을 받아 설립된 정부 간 기구인 국제커피기구(ICO)는 지난달 글로벌 커피 산업의 주요 기준 가격인 ICO 복합 지표 가격이 13년 만에 최고치인 226.83센트(파운드당 약 2.27달러)를 기록했다고 보고했다. 커피 무역 아카데미(Coffee Trading Academy) 설립자이자 수석 분석가인 라이언 델라니는 "커피는 매우 복잡한 상품이다. 그 이유 중 하나는 가격에 영향을 미치는 여러 공급 및 수요의 복잡한 구조(프레임워크)가 있기 때문"이라고 말했다. 그는 지금의 가장 큰 문제는 세상에 커피가 충분하지 않다는 것이라고 지적했다. 기후 변화가 커피 가격을 올리고 있다. 코넬 대학교 농업 및 생명 과학 대학의 마이클 호프만 교수는 "커피는 다른 많은 작물보다 기온 변화에 더 민감한데, 최근의 기후 관련 징후는 커피 생산에 도움이 되지 않는다“고 밝혔다. 그는 "기후 변화에 관한 한 상황은 악화되고 있다. 더 심한 날씨, 상승하는 기온, 커피 농장에서 일하는 사람 등 모두에 미치는 직접적인 영향을 감안하면 소비자들이 부담할 커피 가격은 더 비싸질 것"이라고 우려했다. 커피 업계 관계자들은 "브라질이 재채기를 하면 전 세계가 감기에 걸린다"고 말한다. 이는 브라질이 모든 커피 생산량의 60% 이상을 차지하는 고급 커피 품종인 아라비카의 최대 생산국이라는 지위를 감안한 것이다. 지난 2021년 여름 비정상적으로 강한 서리가 커피 농사를 파괴했을 때, 아라비카를 추적하는 미국 커피 선물이 파운드당 260센트의 고가를 기록했다. 커피 시장은 즉각적인 공급 충격을 받았다. 델라니에 따르면 커피 가격은 일반적으로 100~140센트 사이이지만 지난 3년 동안 지속적으로 이보다 높게 유지됐다. 서리의 영향은 아라비카에서 끝나지 않았다. 커피 구매자가 아라비카를 인스턴트 커피에 사용되는 저렴한 원두 로부스타로 대체하는 것이 드문 일이 아니게 됐다. 더 많은 사람들이 로부스타 시장에 뛰어들면서 가격도 영향을 받았다. 종전에는 로부스타 수요가 아라비카를 앞지르는 일은 드물었다. 그러나 아라비카 가격이 계속 오르면서 그런 일이 벌어졌다. 로부스타는 건조 기간을 오래 견디는 등 아라비카보다 훨씬 강한 식물이지만, 최근에는 더 심해진 가뭄과 정상보다 높은 기온으로 어려움을 겪으면서 수확도 타격을 받고 있다. 미국 농무부는 지난 5월 로부스타의 최대 생산국인 베트남이 수년간 악천후로 인해 수출이 7% 감소했다고 보고했다. 2023년 연례 보고서에서는 기후 변화로 인해 이러한 기상 조건이 더 나빠질 것으로 예상한다고 언급했다. 커피 소매업체들은 이미 압박을 느끼고 있다. 이탈리아 커피 제조업체 라바짜는 다양한 이유로 올해 커피 가격을 인상했다고 밝혔다. "수확 불량, 기후 변화, 우크라이나 전쟁, 홍해 갈등, 투기꾼 개입, 달러 강세가 결합돼 커피 산업에 '완벽한 폭풍'이 발생해 가격이 급등했다"는 것이다. 라바짜 사장은 지난 6월 파이낸셜타임즈 논평에서 영국의 슈퍼마켓 커피 가격이 10% 더 오를 것으로 예상한다고 말했다. 네스카페 소유주인 네슬레는 2023년 이익이 감소한 것은 로부스타 비용 증가 때문이라고 밝혔다. 네슬레는 현재의 가격 환경은 더 어려워지고 있다고 고백했다. 다만 커피를 미리 사들여 충분히 재고를 확보하고 있는 스타벅스는 가격 방어력이 아직은 있는 것으로 평가된다. 일정 가격으로 장기간 커피 구매 계약을 하는 것도 긍정적이다. 가격 헤지 전략을 사용해 가격을 고정하고, 고객을 시장 변동으로부터 보호하기 때문이다. 그러나 가격이 계속 높게 유지되면 커피 가격 인상은 시간 문제다. 물론 가격 인상에도 불구하고 커피에 대한 수요는 쉽게 줄어들지 않는다. 커피를 대체할 마땅한 음료가 없기 때문이다. 그러나 소비자들의 주머니는 커피로 인해 조금이라도 얄팍해질 가능성은 높아지고 있다.
- 산업
2024-08-05
로봇 보조 보행 훈련, 뇌성마비 아동 운동 능력 향상에 효과

웨어러블 로봇을 사용한 지상 로봇 보조 보행 훈련(RAGT) 시스템이 뇌성마비(CP) 아동의 전반적인 운동 기능과 보행 능력을 개선해 주는 것으로 나타났다고 메디컬익스프레스가 보도했다. 한국에서 진행된 이 연구 결과는 미국 의사협회저널 네트워크 오픈(JAMA Network Open) 온라인판에 게재됐다. 대전 충남대학교 병원 최자영 박사 연구팀은 맹검(편향성을 막기 위해 실험이 끝날 때까지 실험자나 피실험자에게 특정 정보를 공개하지 않는 실험) 방식의 무작위 시험에서 고정되지 않은 토크 보조 웨어러블 외골격 로봇을 사용, 뇌성마비 아동을 대상으로 지상 (RAGT)의 효과를 조사, 웨어러블 로봇의 보조 효과를 분석했다. 시험 대상으로 90명의 아동이 선발됐고, 그중 78명이 참여해 37명과 41명으로 두 그룹을 편성, 각각 RAGT 그룹과 대조군으로 무작위 배정됐다. RAGT 배정 그룹은 6주 동안 18회의 RAGT 훈련을 거쳤고, 대조군은 같은 횟수만큼 일반적인 표준 물리 치료를 받았다. 연구팀은 RAGT 그룹의 변화가 걷기와 달리기 등 운동 기능을 측정하는 'GMFM-88(Gross Motor Function Measure 88)' 총점 및 소아 장애 인벤토리 평가-컴퓨터 적응 테스트 책임 영역 점수에서 대조군을 크게 능가한다는 사실을 발견했다. GMFM-88 수치는 RAGT 그룹에서 4.04점이 오른 반면, 일반 재활치료 대조군 그룹은 1.5점이 오르는 데 그쳤다. 이는 웨어러블 로봇의 개입으로 일상 생활에서의 독립성이 크게 향상됨을 나타낸다. 4주 추적 조사에서 RAGT 그룹의 균형 제어와 보행 편차 지수는 대조군에 비해 평균 차이가 각각 1.48 및 6.48로 더욱 큰 개선이 이루어진 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 "이 새로운 웨어러블 로봇 착용형 RAGT 시스템은 뇌성마비 증상의 어린이에게 큰 도움이 되며, 필요에 따라 힘을 제어하고, 어린이가 잘 걷고자 하는 동기를 부여하며, 집중적인 보행 훈련을 제공한다"고 보고서에서 썼다.
- IT/바이오
2024-08-01
[신소재 신기술(87)] 하버드 중퇴생 출신 개발자, AI 목걸이 'Friend'로 외로움 해소 나서

대화형 인공지능(AI)이 목걸이 형태로 출시돼 사람들의 외로움 달래기에 나선다. 코로나19 추적 웹사이트를 개발해 웹비 어워드(Webby Award)를 수상한 아비 쉬프만(Avi Schiffmann, 21)이 이번에는 AI 기반 목걸이 형태의 기기 '친구(Friend)'를 선보였다고 테크크런치가 30일(현지시간) 보도했다. 쉬프만은 카페인 캐피털의 레이몬드 톤싱, Z 펠로우즈 설립자 코리 레비, 솔라나 설립자 아나톨리 야코벤코와 라지 고칼, 모닝 브루 CEO 오스틴 리프 등으로부터 5000만달러의 기업 가치 평가를 받으며 250만달러의 투자금을 유치했다. 회사는 30일 99달러에 판매되는 기본 흰색 버전의 Friend 사전 예약을 시작했으며, 2025년 1월 배송될 것이라고 밝혔다. Friend는 생산성 향상 보다는 외로움 해소에 초점을 맞춘 제품이다. 블루투스를 통해 스마트폰과 연결되어 사용자의 음성을 상시 듣고 반응한다. 사용자는 기기의 버튼을 눌러 대화를 시작할 수 있으며 Friend는 앱을 통해 문자 메시지 형태로 응답한다. 또한 Friend는 사용자의 음성을 계속 듣고 있기 때문에 면접 전 행운을 빌어주는 등 능동적인 메시지도 전송할 수 있다. 쉬프만은 앱을 사용하는 것보다 목걸이 형태의 기기를 통해 AI 동반자와 대화하는 것이 더욱 쉽다고 말했다. 그는 "Friend는 감정적인 장난감과 같다. 대규모 언어모델의 성공적인 활용사례는 인공지능 가빈 챗봇 앱 리플리카(Replika)나 캐릭터 AI(Character AI)와 같은 도구에 자신의 하루와 감정을 이야기하는 것이라고 생각한다. 하지만 하드웨어가 존재하면 감정적인 연결이 더 잘 이루어진다고 믿는다"고 말했다. 쉬프만은 Friend가 치료사나 업무 보조 도구가 아닌, 대화를 나눌 수 있는 AI 친구라고 강조하며, 지속적인 동반 관계가 AI의 핵심 활용 사례 중 하나라고 덧붙였다. Friend가 처음부터 외로움 해소를 목표로 한 것은 아니었다. 작년에 쉬프만은 사람들을 추적하고 회의하는 내용을 기록하는 데 도움을 주는 600달러짜리 펜던트 '탭(Tab)'을 개발하려 했으며, 약 10만달러의 사전 주문을 받았다. 그러나 그는 올해 초 Friend 개발로 방향을 전환했다. Tab 사전 예약자들에게는 Friend 사전 예약 또는 환불 옵션을 제공하고 있다. 쉬프만은 '항상 듣고 있다'는 슬로건을 내세우며 AI 동반자 입장을 강조하고 있다. 하지만 그는 회사가 어떤 녹음도 저장하지 않으며 사용자가 언제든지 문자를 삭제할 수 있다고 밝혔다. 아비 쉬프만은 미국의 개발자이자 기업가로, 특히 공익과 기술을 결합한 프로젝트로 잘 알려져 있다. 2020년 초, 당시 고등학생이었던 쉬프만은 코로나19 팬데믹 초기 단계에서 전 세계 확진자 수를 실시간으로 추적하는 웹사이트(ncov2019.live)를 개발했다. 이 웹사이트는 정확하고 신뢰할 수 있는 정보를 제공해 큰 호응을 얻었고, 언론의 주목을 받았다. 그는 하버드 대학교에 입학했지만 중퇴하고 자신의 사업에 집중하고 있으며, 여러 투자자들로부터 투자를 유치하는 등 기업가로서의 역량도 인정받고 있다. 그러나 코로나19 추적 웹사이트 개발 과정에서 다른 개발자들의 기여를 제대로 인정하지 않았다는 비판을 받기도 했다. 또한, 'Friend'와 같은 AI 기반 제품이 개인 정보 보호 및 윤리적인 문제를 야기할 수 있다는 우려도 제기되고 있다. 오픈AI는 지난 30일 대화형 인공지능 챗GPT에 고급 음성 지원을 시작한다고 밝혔다. 외로움 해소용 AI 목걸이까지 등장해 대화형 인공지능이 어디까지 발전할지 귀추가 주목된다.
- 포커스온
2024-07-31
구글 딥마인드 AI 시스템, 수학 올림피아드 은메달 수준 달성

AI 모델은 에세이를 비롯한 다양한 유형의 텍스트를 쉽게 생성할 수 있지만 논리적 추론을 포함한 수학 문제를 해결하는 데는 그다지 능숙하지 않다. 그러나 AI 모델이 그 벽을 넘어서기 시작했다고 MIT테크놀로지리뷰가 전했다. 구글 딥마인드(Google DeepMind)가 고급 추론을 포함하는 복잡한 수학 문제를 해결하기 위해 훈련한 두 개의 AI 시스템 알파프루프(AlphaProof)와 알파지오메트리2(AlphaGeometry2) 연합 팀이 올해의 국제 수학 올림피아드(IMO)에서 6개 문제 중 4개를 푸는 데 성공했다. IMO는 고등학생을 위한 권위 있는 대회로, 이들의 셩과는 은메달에 해당한다. AI 시스템이 수학 문제를 해결하는 데에서 이렇게 높은 성공률을 달성한 것은 처음이다. 이 프로젝트에 참여한 구글 딥마인드의 푸시미트 콜리 부사장은 "이는 머신러닝과 AI 분야에서 큰 진전이다. 지금까지 이 정도의 성공률로 문제를 해결할 수 있는 시스템은 개발되지 않았다"라고 말했다. AI 시스템이 고급 추론을 포함하는 수학 문제를 풀기 어려운 이유가 몇 가지 있다. 이런 유형의 문제는 종종 추상이 필요하고 이를 활용해야 한다. 또 복잡한 계층적 계획과 하위 목표 설정, 역추적, 새로운 경로 시도가 필요하다. 이 모든 것이 AI에게는 어려운 일이다. 온라인에 공식 수학 데이터가 적기 때문에 수학 모델을 훈련하는 것도 쉽지 않다. 이를 해결하기 위해 구글 딥마인드는 수학적 진술을 증명하도록 스스로 훈련하는 강화 학습 기반 시스템 알파프루프를 개발했다. 시스템의 핵심은 자연스럽고 비공식적인 언어로 표현된 수학 문제를 AI가 처리하기 쉬운 공식 표현으로 자동 번역하도록 조정된 제미니(Gemini) AI 버전이다. 이를 통해 다양한 난이도의 공식 수학 문제 라이브러리가 대량으로 생성되었다. 에든버러 대학교의 웬다 리 AI 담당 교수는 “수학 데이터를 공식 언어로 번역하는 프로세스를 자동화하는 것은 수학계의 큰 진전”이라고 평가했다. 제미니 모델은 구글 딥마인드가 바둑이나 체스와 같은 게임을 훈련시킨 강화 학습 모델 알파지로(AlphaZero)와 함께 작동해 수백만 개의 수학 문제를 증명하거나 반증한다. 성공적으로 해결한 문제가 많아질 수록 알파프루프는 더욱 복잡한 문제를 능숙하게 해결할 수 있게 된다. 올해 기능을 개선해 발표한 알파지오메트리2는 각도, 비율, 거리를 포함하는 물체의 움직임과 방정식과 관련된 문제를 해결하도록 최적화되었다. 이전 모델보다 훨씬 더 많은 합성 데이터로 훈련되었기 때문에 더욱 어려운 기하학 문제를 처리할 수 있었다. 올해 IMO에서 부여된 6가지 문제를 두 시스템에 과제로 부여한 결과 알파프루프는 대수 문제 2개와 수론 문제 1개를 풀었다. 그중 하나는 대단히 어렵다고 평가된 문제였다. 알파지오메트리2는 기하 문제를 성공적으로 풀었지만, 조합론에서 출제된 2개의 문제는 풀지 못했다. 알파프루프 팀의 엔지니어인 알렉스 데이비스는 알파프루프의 경우 조합론보다는 대수와 수론에서 더 나은 성과를 보였다고 설명했다. 그리고 그 이유를 분석하고 있으며, 이를 통해 시스템을 개선할 수 있을 것이라고 밝혔다. 두 명의 수학자가 답안지를 검토했으며, 4개의 정답에 각각 만점(7점)을 주었고 42점 만점 중 28점을 받았다. 같은 점수를 받은 IMO 참가자는 은메달을 받았다. 채점을 담당했던 고워스는 "수학자로서 매우 인상적이었다. 시스템의 능력이 상당히 도약한 것 같다"라고 말했다. 다른 채점자 마이어스 역시 수학 부문에서 AI가 이전에 달성할 수 있었던 것보다 상당히 발전했다는 데 동의했다. 인간이 아직 모르는 복잡하고 어려운 수학 문제를 해결할 수 있는 AI 시스템에 대한 기대감도 높이고 있다. 인간-AI 협업의 길을 열어 수학 발전에 기여할 수 있을 것이라는 기대다.
- IT/바이오
2024-07-29
[기후의 역습(31)] 남극 빙하 녹는 경로, 센서 부착 물개와 드론으로 밝혀내

과학자들이 센서가 장착된 물개와 드론을 활용해 남극 빙하의 녹는 경로를 확인했다. 미국 캘리포니아 공과대학(칼텍, Caltech) 연구팀이 남극 빙하가 녹은 물이 이동하는 경로를 센서를 부착한 물개와 해저 드론 등을 활용해 추적하는 데 성공했다. 이는 남극 빙하 유실과 해수면 상승 예측에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 연구팀은 남미에 가장 가까운 남극 대륙의 벨링하우젠 해로 알려진 지역에서 지금까지 알려지지 않은 해류를 발견하고, 각기 다른 빙붕에서 발생한 녹은 물이 두 갈래의 경로로 흐른다는 사실을 확인했다. 그 중 하나는 해안선을 따라 이동하며 다른 빙붕의 융해를 가속화하는 반면, 나머지 하나는 멀리 외해로 빠져나가는 것으로 밝혀졌다. 또한 물개가 수집한 데이터를 통해 '물개 해구(Seal Trough)'라는 새로운 지형을 발견하기도 했다. 나사(NASA)의 위성 데이터에 따르면 그린란드와 남극은 1년에 각각 283기가톤과 145기가톤의 속도로 질량을 잃고 있다. 1기가톤은 10억미터톤, 또는 완전히 적재된 미국 항공모함 1만척에 해당한다. 뉴욕 센트럴 파크의 길이는 4km, 폭은 0.8km다. 이곳에 1기가톤의 얼음을 쌓으면 높이가 341m에 이른다. 남극의 빙붕은 오늘날 유래없는 속도로 녹고 있으며, 대부분의 피해는 빙붕 아래에서 따뜻한 물이 유입되면서 발생하고 있다. 육지의 따뜻한 물은 바다로 유입되면 남극 연안으로 운반돼, 하류에 있는 빙붕이 녹는 속도가 가속화된다. 빙붕이 녹으면서 발생하는 해수면 상승을 이해하고 예측하기 위해서는 빙붕이 녹는 경로에 대한 지도가 필요하다. 센서 장착된 물개 활용 여러 기관의 연구진이 협력해서 먹이를 찾아 바다를 이동하는 물개에게 잠수할 때 해양의 특성을 측정하는 소형 센서를 장착다. 이 프로그램은 MEOP(해양 포유류 극지에서 극지까지 탐험하기)라고 하며, 수집된 데이터는 연구자들에게 공개적으로 제공된다. 톰슨 연구소의 선임 연구 과학자인 마르 플렉사스와 그녀의 연구팀은 이 데이터와 톰슨 연구소의 해저 해양 글라이더에서 수집한 데이터를 결합해 벨링하우젠과 아문젠 해역의 수은, 염분, 산소함량, 입자 농도와 같은 특정 정보를 수집했다. 이번 연구는 개별 빙붕의 융해가 남극 전체 해류 순환과 다른 빙붕의 융해에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 데 중요한 발판을 마련했다는 평가를 받는다. 나아가 전 지구적 해수면 상승 예측 모델의 정확성을 높이는 데도 기여할 것으로 전망된다. 엔디 톰슨 칼렉 교수는 "이전에는 각 빙붕이 독립적인 시스템이라고 생각했지만, 이제는 남극 해안을 따라 흐르는 해류를 통해 여러 빙붕이 연결되어 있다는 것은 알게 됐다"며 "한 빙붕에서 일어나는 일이 다른 빙붕에 연쇄적인 영향을 미치므로 정확한 변화 예측을 위해서는 이러한 상호작용을 이해해야 한다"고 강조했다.
- IT/바이오
2024-07-24
중국, 지구-달 연결 위성 정보 고속도로 건설 계획

중국이 지구와 달 사이(Cislunar, 시스루나)의 우주 공간 지배에 본격적으로 나섰다고 인터레스팅엔지니어링이 전했다. 지구와 달 사이의 통신, 내비게이션 및 모니터링 기능을 혁신하기 위한 포괄적인 위성 네트워크 구축 계획을 공개한 것이다. 시스루나는 지구 주위의 위성 궤도, 달 궤도 내의 공간 및 그 사이의 영역을 포괄하는 ‘지구와 달 사이의 모든 영역’을 나타낸다. 지구와 달 사이에 고속도로를 건설하는 것과 유사한 개념의 통신 네트워크를 구축해 전 세계 사용자에게 서비스를 제공한다는 야심찬 계획이다. 이 아이디어는 중국 우주기술원(CAST)과 베이징 우주선 시스템 공학연구소(Institute of Spacecraft System Engineering)의 연구원들이 제시한 것이다. 목표는 20명 이상의 우주 여행자들이 이미지, 오디오 또는 동영상을 통해 지구와 동시에 통신할 수 있도록 하는 것이다. 또 지구-달 비행은 물론 달 표면에서의 작업을 위한 정확한 위치 확인, 내비게이션 및 타이밍을 제공하는 용도로도 이용한다. 사우스차이나모닝포스트 보도에 따르면, 지난 6월 중국 우주과학기술 저널에 실린 설명에서 연구원들은 이 네트워크를 통해 지구와 달 사이의 우주 공간에서 1m 정도로 작은 움직이는 표적까지도 관찰하고 추적할 수 있다고 한다. 중국 창어 5호 임무의 수석 설계자인 양밍페이 연구팀은 "시스루나 우주 공간은 인간 활동의 새로운 개척지로 부상하고 있다"고 말했다. 팀은 "이 지역에서의 인간 활동은 향후 10년 동안 급속히 확대돼 새로운 글로벌 경쟁의 물결을 불러일으킬 것"이라고 예상했다. 지구와 달 궤도에서의 무선 주파수 등 자원에 대한 경쟁은 이미 진행되고 있으며 상황은 더욱 치열해지고 있다. 그런 가운데 중국이 시스루나 우주 인프라를 개발하고 경쟁 우위를 확보하기 위한 로드맵 수립 및 실행에 나선 것이다. 게다가 이 공간은 군사적으로도 의미가 크다. 최근 몇 년 동안, 특히 군사 부문에서 시스루나 공간의 중요성이 더욱 커지고 있다. 예를 들어, 미국 공군은 지구에서 달까지의 43만 7000km를 순찰하면서 인공 물체를 탐지, 추적 및 식별하도록 설계된 위성 시스템을 개발하고 있다. 이 시스템은 기존 정지궤도 위성의 탐지 범위인 3만5785km를 10배 초과한다. 미국, 유럽, 일본의 민간 우주 기관들도 달에서의 과학적 탐사와 상업적 운영을 지원하기 위해 유사한 인프라를 제안했다. 중국은 달 및 심해 우주 탐사의 핵심 국가로 부상했다. 한편에서는 향후의 우주 임무를 위해 "중복 건설을 피하고 자원 할당을 최적화하기 위한 전략 계획이 필수적"이라고 지적하면서 기득권을 암시하고 있다. 여기에는 유인 달 착륙, 국제 달 연구 기지 건설, 외부 태양계 탐사가 모두 포함된다. 한편 양밍페이 팀에 따르면 중국의 시스루나 네트워크는 단계적으로 발전하게 된다. 첫 번째 단계에서는 최대 10명의 사용자와 통신할 수 있는 위성 2개와 달 제어 기지를 사용해 달 임무를 지원한다. 두 번째 단계에서는 10개의 위성과 두 번째 달 관측소를 추가해 데이터 속도를 초당 5GB(기가바이트)로 높이고 내비게이션 정확도를 100m로 향상시킨다는 계획이다.
- IT/바이오
2024-07-24
[먹을까? 말까?(40)]"적게 먹는 쥐가 장수한다?"...비밀은 에너지 균형에

적게 먹는 쥐가 오래 사는 이유가 밝혀졌다. 100년 전부터 쥐를 적게 먹이면 더 오래 산다는 것은 잘 알려진 사실이다. 미국과 영국 연구팀은 섭취한 에너지와 소비한 에너지 사이의 불균형이 장수 비결일 수 있다는 새로운 연구 결과를 발표했다고 사이언스얼러트가 보도했다. 연구팀은 동일한 식단을 제공받은 쥐들을 연구한 결과, 더 추운 환경에 사는 쥐들이 더 오래, 더 건강하게 사는 것을 발견했다. 중요한 차이는 추운 환경의 쥐들이 체온 유지를 위해 더 많은 에너지를 사용해야 한다는 점이었다. 미국 앨라배마 대학교의 영양학자 다니엘 스미스와 영국 에버딘 대학교의 생물학자 샤론 미첼이 이끄는 공동 연구팀은 이번 연구 결과가 식단이 건강과 노화에 미치는 영향을 이애하기 위해서는 에너지 섭취량만 고려하는 것으로는 충분하지 않다는 것을 시사한다고 밝혔다. 이 발견은 언젠가 사람들이 엄격한 식단 없이도 동일한 장수 효과를 얻을 수 잇도록 하는 데 도움이 될 수 있다. 연구팀은 서로 다른 온도 환경에서 쥐를 사육하고, 따뜻한 환경의 쥐들은 하루 12시간 동안 무제한으로 먹이를 먹도록 했다. 추운 환경의 쥐들은 따뜻한 환경의 쥐들과 동일한 칼로리, 단백질 및 기타 영양소를 섭취하도록 '짝지어 먹이기' 방식으로 식단을 조절했다. 단기 실험에서는 11주 동안 10℃, 21℃, 30℃ 환경에서 사육된 쥐들을 비교 분석했다. 그 결과 더 추운 환경에서 생활하는 쥐들이 호르몬, 신진대사 및 생리학적 이점을 경험하고, 체중 감소 효과가 지속되는 것을 확인했다. 장기 실험에서는 12주령부터 남은 생애동안 쥐들을 추적 관찰했다. 22℃ 환경에서 사육된 쥐들은 27℃ 환경에서 사육된 쥐들보다 20% 오래 살았다. 또한 추운 환경의 쥐들은 균형, 조정 및 신경 기능 저하가 더 느리게 나타나는 등 건강하게 노화되는 것으로 나타났다. 연구팀은 "따라서 에너지 균형(에너지 섭취량-에너지 소비량)이 관찰된 이점의 주요 원인이었다"라고 밝혔다. 이번 연구는 약물이나 운동의 영향 없이 추운 온도를 통해 에너지 불균형을 유도했지만, 추위 자체가 장수에 영향을 미칠 수 있다는 점은 추가 연구가 필요하다. 연구팀은 일부 약물과 같이 신체 에너지 균형을 깨뜨려 건강을 개선할 수 있는 다른 요인이 있을 수 있다고 추측했다. 또한 오젬픽과 같은 GLP-1유사 약물이 장기적인 건강 개선 효과를 가져올 수 있는지에 대한 추가 연구가 필요하다고 밝혔다. 이 연구 결과는 '제로사이언스(GeroScience)' 저널에 게재됐다. 한편, GLP-1 유사 약물은 글로카곤 유사 펩타이드-1(Glucago-Like Peptide-1)이라는 호르몬과 유사한 작용을 하는 약물이다. GLP-1은 우리 몸에서 식후 혈당 조절에 중요한 역할을 하는 호르몬인데, GLP-1 유사 약물은 이 호르몬의 작용을 모방해 혈당을 낮추는 효과를 나타낸다. GLP-1 유사 약물은 주로 제2형 당뇨병 치료에 사용되지만, 최근에는 체중 감량 효과가 입증돼 비만 치료에도 활용하고 있다.
- 생활경제
2024-07-23
'영원한 화학물질' 과불화화합물(PFAS) 분해하는 박테리아 발견

자연적으로는 분해되지 않는다고 해 '영원한 화학물질(forever chemicals)'이라고 불리는 과불화화합물(PFAS)은 발암성 오염물질이다. 식품 포장재, 조리기구 등 생활용품에 널리 사용되는 플라스틱 재료로 인간의 건강에 치명적인 영향을 미치며 최근의 연구에서는 인간의 피부를 뚫고 혈관에까지 침투할 수 있는 것으로 밝혀져 충격을 안겨주기도 했다. 커피나 물 한 잔 속에도 영원한 화학물질의 위협이 숨겨져 있는 것이다. 그런 가운데 영원한 화학물질인 PFAS를 파괴하는 박테리아가 한 연구진에 의해 발견돼 큰 관심을 모은다고 환경 전문 어스닷컴이 전했다. 캘리포니아 주립대 리버사이드 캠퍼스(UC Riverside)의 유지 멘 교수 연구팀은 아세토박테리움(Acetobacterium) 속의 박테리아가 PFAS를 파괴한다는 사실을 규명했다. 이 연구는 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 저널에 게재됐다. PFAS는 매우 강력한 탄소-불소 결합으로 인해 '영원한 화학물질'로 불린다. 자연환경(특히 수자원)에서 오랜 기간 분해되지 않고 머물러 있으면서 자연을 파괴하고 인간 건강애 치명적인 영향을 미친다. 장기 지속성으로 인해, 지하수를 비롯한 오염된 수자원 처리는 큰 고민거리였다. 그런데 연구팀은 아세토박테리움 박테리아가 탄소-불소의 강한 결합을 끊는 능력이 탁월하며, 이 박테리아는 전 세계적으로 폐수에서 흔히 발견된다고 밝혔다. 멘 교수는 "이는 PFAS 구조를 해체하고 탈 불소를 달성할 수 있는 첫 번째 발견된 박테리아“라고 말했다. 다만 이 박테리아에게는 한 가지 한계도 있다고 한다. PFAS 중에서도 탄소-탄소 이중 결합을 포함한 불포화 PFAS 화합물에만 효과를 나타냈다는 것이다. 멘 교수팀은 이번 탄소-불소 분리 박테리아 발견에 앞서 지난해에는 PFAS 화합물의 탄소-염소 결합을 끊는 미생물도 찾아냈다. 연구팀은 또 이번 박테리아 조사 과정에서 탄소-불소 결합을 절단하는 특정 효소도 규명해 냈다. 연구팀의 가장 큰 성과가 여기에 있다는 지적도 나온다. 효소는 생화학 반응의 촉매 역할을 하는 단백질로, 발견된 효소는 PFAS 분해의 게임 체인저가 될 수도 있다는 기대다. PFAS 분해 효소를 생산할 수 있는 길을 열 수 있기 때문이다. 오염된 지하수를 정화하는 데 박테리아를 사용하는 것은 충분히 비용 효율적이다. 박테리아는 영양분 주입을 통해 개체수를 늘리는 것도 가능하다. 미생물의 힘을 빌리기 때문에 ‘자연자원 솔루션’이기도 하다. 최근 미 환경보호국(EPA)이 마련한 새로운 PFAS 강화 규정으로 인해 박테리아를 이용한 분해 솔루션의 필요성은 더욱 높아졌다. EPA의 새 규정은 수돗물에 존재하는 특정 PFAS 화합물을 1조 분의 4까지로 제한한다. 새로운 규정에 부응하기 위해 물 공급업체는 PFAS 분해 솔루션을 찾는데 온 힘을 기울이고 있다. 그러나 저비용 고효율 솔루션을 찾기가 어려운 상황이었다. 이런 고민을 이번 연구 결과가 해결해 줄 수 있을 것으로 보인다. 박테리아 및 미생물학적 솔루션에 의한 PFAS 분해 성공은 다른 잔류성 화학물질에 대한 해법 연구로도 확대될 것으로 예상된다. 악명 높은 두 가지 환경 오염 물질인 폴리염화비페닐(PCB)과 다이옥신 등의 분해에 활용할 수 있다는 것이다. 다양한 산업 분야에 사용된 PCB는 자연 분해가 어렵고 토지 및 해수에 오래 잔류하면서 인간 건강과 생태계 모두에 심각한 위험을 초래한다. 산업 공정의 부산물인 다이옥신은 독성이 매우 높으며 암 및 생식 등 질병을 일으킨다. 전 세계 연구팀이 PCB와 다이옥신에 대해 효과적일 수 있는 다른 미생물 균주를 조사하고 있다. 전문가들은 미생물을 이용한 화학물질 분해 솔루션이 혁신적이고 지속 가능한 해법이 될 것이라고 낙관하고 있다. 미생물학과 환경 과학의 융합이 자연을 복원하고 유지하는 중추적인 역할을 담당할 것이며, 희망적인 미래를 예고하고 있다는 지적이다.
- IT/바이오
2024-07-22
[신소재 신기술(78)] 유기 태양 전지 패널, 햇빛 20% 전기 변환 성공…실리콘 대체 가능성 높여

미국 과학자들이 새로운 유기 태양 전지 패널을 개발해 햇빛의 20%를 전기로 변환하는 데 성공했다. 유기 태양 전지판(Organic Solar Cell)은 빛을 흡수해 전기를 생산하는 태양 전지의 한 종류다. 기존의 실리콘 태양 전지판과 달리 탄소 기반의 유기 반도체 물질을 사용해 제작된다. 캔사스대학교 연구진이 유기 반도체에 햇빛의 20%를 전기로 변환해, 태양 에너지 분야에 혁신을 가져올 수 있는 가능성을 제시했다고 인터레스팅엔지니어링이 보도했다. 수년 동안 실리콘은 태양 에너지 환경을 지배해왔다. 실리콘의 효율성과 내구성 덕분에 태양광 패널에 가장 많이 사용하는 소재가 된 것. 하지만 실리콘 기반 태양전지는 딱딱하고 생산 비용이 비싸서 곡면에 적용하는 데 한계가 있었다. 유기 반도체는 실리콘 태양 전지 패널보다 저렴하고 유연하며, 다양한 색상과 투명도를 구현할 수 있어 차세대 태양 전지 소재로 주목받고 있다. 유기 태양 전지판은 얇고 가벼우며, 플라스틱 기판 등 다양한 소재에 적용할 수 있어 곡면이나 불규칙한 표면에도 설치가 가능하다. 게다가 유기 물질은 실리콘보다 독성이 적고 재활용이 용이해 환경 친화적이다. 유기 반도체는 이미 휴대전화, TV, 가상현실(VR)헤드셋과 같은 가전제품의 디스플레이 패널에 사용되지만 상업용 태양광 패널에는 아직 널리 사용되지 않는다. 유기 반도체인 탄소 기반 소재는 더 낮은 비용과 더 큰 유연성으로 실행가능한 대안을 제공한다. 하지만 지금까지는 빛을 전기로 변환하는 효율성이 낮아 실리콘 태양 전지 패널을 대체하기 어렵다는 한계가 있었다. 연구를 주도한 캔자스 대학교의 물리학 및 천문학 부교수인 와이런 챈 박사는 "이러한 재료는 벽에 페인트를 칠하는 것처럼 용약 기반 방법을 사용해 임의의 표면에 코팅할 수 있기 때문에 태양광 패널의 생산 비용을 잠재적으로 출 수 있다"고 설명했다. 이러한 유기 반도체는 단순히 비용 절감에만 그치지 않는다. 특정 파장의 빛을 흡수하도록 조정할 수 있어 새로운 가능성을 열어준다. 챈은 "이러한 특성 덕분에 유기 태양 전지 패널은 차세대 친환경적이고 지속 가능한 건물에 사용하기에 특히 적합하다"고 덧붙였다. 이번 연구는 유기 반도체의 일종인 비풀러렌 악셉터(NFA)의 높은 효율성에 대한 의문에서 시작됐다. 연구진은 NFA가 기존 유기 반도체보다 뛰어난 성능을 보이는 이유를 규명하는 과정에서 예상치 못한 현상을 발견했다. 특정 조건에서 NFA의 전자가 에너지를 잃는 대신 주변 환경으로부터 에너지를 얻는 현상을 관찰한 것이다. 이는 뜨거운 커피가 주변으로 열을 잃는 것과는 반대되는 현상으로 양자역학과 열역학의 결합으로 설명될 수 있었다. 연구진은 첨단 기술인 시간 분해 이광자 광전자 분해법을 활용해 1조분의 1초보다 짧은 시간 동안 전자의 에너지 변화에 추적했다. 그 결과 NFA의 전자가 양자역학적 특성으로 인해 여러 분자에 동시에 존재하는 것처럼 보이며, 이러한 현상이 열역학 제2법칙과 결합해 열흐름의 방향을 역전시키는 것을 확인했다. 이러한 역전된 열 흐름은 NFA의 전자가 주변 환경으로부터 에너지를 흡수하고 전하 분리 과정을 촉진해 전류 생성 효율을 높이는 데 기여한다. 연구진은 이번 발견이 태양 전지 효율을 20%까지 끌어올려 실리콘 태양 전지와의 격차를 좁히는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대하고 있다. 또한 이러한 에너지 획득 메커니즘은 태양 전지 뿐만 아니라 이산화탄소를 유기 연료로 변환하는 광촉매 등 다른 재생 에너지 분야에도 적용될 수 있을 것으로 전망했다. 이는 유기 반도체 기반 기술의 잠재력을 극대화하고, 지속가능한 에너지 시스템 구축에 기여할 수 있는 중요한 발견으로 평가된다. 이번 연구는 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)' 저널에 게재됐다.
- 포커스온
2024-07-16
[우주의 속삭임(27)] '어두운 혜성', 과거 지구에 물 공급 가능성 제기

지구 근처에서 혜성처럼 움직이며 물과 얼음을 포함할 수 있는 소행성인 '어두운(Dark) 혜성'은 대부분 화성과 목성 사이에서 왔으며 지구 근처에 있는 모든 물체의 최대 60%를 차지할 수 있다는 연구 결과가 나왔다고 스페이스닷컴이 전했다. 더불어 이들 어두운 혜성이 과거 지구에 물을 공급했을 가능성도 제기됐다. 어두운 혜성은 2023년 코넬 대학의 대릴 셀리그먼이 이끄는 연구팀이 6개를 식별하면서 처음으로 드러났다. 소행성은 태양의 중력에 따라 궤도를 돈다. 그러나 여섯 개의 어두운 혜성은 태양의 중력만으로는 설명할 수 없는 궤도를 나타낸다. 일반적으로 혜성은 가열될 때 얼음이 승화되어 추진력을 받아 속도를 높이며 가스를 방출해 궤도를 변경할 수 있다. 방출된 가스는 혜성을 안개와 같은 물질로 덮고 꼬리를 형성한다. 그러나 셀리그먼 팀이 발견한 6개의 어두운 혜성은 가스 방출로 인한 안개나 꼬리가 없다. 눈에 보이는 가스 방출이 없음에도 불구하고, 혜성의 얼음이 승화되는 방출은 있을 것으로 추정됐고, 이 때문에 어두운 혜성이라는 별명이 붙었다. 셀리그먼 교수가 포함된 미시간 대학의 아스터 테일러 교수 연구팀은 계속해서 컴퓨터 시뮬레이션에 동적 모델링 기술을 적용함으로써 어두운 혜성의 궤도를 추적, 이 혜성이 어디에서 왔는지를 알아냈다. 이 어두운 혜성이 지구 근처 궤도에 도달할 수 있음도 확인했다. 연구 결과는 이카루스 저널에 발표됐다. 연구 결과, 어두운 혜성은 거의 화성과 목성 사이의 소행성대에서 유래한 것으로 나타났다. 또한 이번 연구는 소행성대에 있는 어두운 혜성 표면 아래에 많은 얼음이 존재할 것이라고 예측했던 1980년대의 초기 이론을 증명했다. 나사의 다운(Dawn) 임무는 왜행성 세레스에서 얼음을 발견했고 소행성 베스타에서 얼음이 있을 것이라는 강한 증거를 발견했는데, 이들 둘 다 주요 소행성대다. 그러나 세레스와 베스타는 대부분의 소행성보다 훨씬 크며, 태양계 초기에 완전한 행성으로 성장하지 못한 원시행성의 잔해로 추정된다. 훨씬 더 작은 소행성에도 얼음이 존재하는지 여부는 확실하지 않았지만, 이번 어두운 혜성 연구에 따르면 실제로 얼음이 존재하는 것으로 나타났다. 활성 소행성(꼬리까지 달려 혜성처럼 움직이는 소행성대의 물체)과 어두운 혜성 사이의 연관성에 대해서는 여전히 논쟁이 있지만, 테일러 박사는 어두운 혜성 및 활성 소행성이 지구의 물 공급원이었을 가능성이 있다고 추정했다. 테일러는 "어두운 혜성이 지구에 물을 공급했는지를 확신할 수는 없지만, 지구의 물 공급에 대한 논쟁이 여전히 남아 있으며, 우리의 연구는 어두운 혜성이 태양계의 나머지 부분 어딘가에서 지구가 얼음을 얻는 또 다른 경로라는 것을 보여준다"고 말했다. 연구팀의 계산과 모델링에 따르면 지구 근처 물체의 최대 60%가 어두운 혜성일 수 있다. 나사의 오시리스 렉스(OSIRIS-REx) 탐사선이 최근 샘플을 채취했던 소행성 베누(Bennu)도 가스 방출 활동을 했음이 드러났으며, 이는 지구에서는 볼 수 없지만 미세한 가스를 방출하는 소행성이 흔할 수 있음을 암시한다. 지구 근처를 공전하는 물체의 수명은 중력에 의해 태양이나 목성 또는 행성으로 흩어지기까지 약 1000만 년 정도다. 따라서 지구 근처의 물체가 현재 숫자를 유지하려면 어두운 혜성이 소행성대에서 나오는 새로운 물체로 지속적으로 보충되어야 한다. 테일러는 "우리가 생각했던 것보다 소행성대에 더 많은 얼음이 있을 수 있다"고 말했다. 어두운 혜성은 '2003 RM'을 제외하고 일반적으로 크기가 수십m 정도에 불과하며 빠르게 회전하고 있다. 파악하지 못하는 상당히 적은 양의 가스 방출은 어두운 혜성의 빠른 회전과 작은 크기의 원인이다. 얼음 조각이 승화하기 시작하면 생성된 증기가 소행성 표면을 통해 폭발하며 가스 방출 기둥을 생성한다. 가스 방출에 의해 전달된 추진력은 소행성을 결국에는 부서질 만큼 빠르게 회전하도록 한다. 그 결과 생성된 파편도 가스를 배출하면서 회전하기 시작하고 점차 오늘날 우리가 볼 수 있는 작은 어두운 혜성의 크기로 작아진다고 연구팀은 밝혔다.
- IT/바이오
2024-07-16
[신소재 신기술(75)] 땀으로 혈당 측정하는 소형 레이저 장착 밴드, 당뇨 관리 혁신 이끌다

땀으로 혈당 등 건강상태를 측정할 수 있는 소형 레이저가 장착된 밴드(일종의 반창고)가 개발됐다. 싱가포르 난양공과대학(NTU) 연구진은 땀을 통해 건강 지표를 추적할 수 있는 혁신적인 미세 레이저 장착 밴드를 개발했다고 메디컬 익스프레스와 인터레스팅엔지니어링 등 다수 외신이 전했다. 이 혁신적인 밴드는 마이크로레이저 기술을 부드러운 하이드로겔 필름에 통합해 실시간으로 정밀한 바아오마커(생체 지표)를 감지한다. 특히 이 기술은 당뇨병 환자의 경우, 채혈 없이 혈당 수치를 실시간으로 확인할 수 있어 편의성을 크게 높였다. NTU 전자전기공학부(EEE) 연구팀은 액정 방울에 마이크로레이저를 캡슐화하고 액체를 부드러운 하이드로겔 필름에 내장함으로써 석고처럼 작고 유연한 빛 기반 감지 장치를 만들어 팔에 부착함으로써 몇 분 안에 매우 정확한 바이오마커 판독값을 제공할 수 있었다. 인간의 땀에는 포도당, 젖산, 요소와 같은 건강 상태를 나타내는 바이오마커가 포함되어 있으며, 이를 통해 다양한 건강 상태를 파악할 수 있다. 기존에는 당뇨병 환자들이 혈당 수치를 모니터링하기 위해 손가락 채혈과 같은 침습적인 방법에 의존해 왔다. 하지만 이런 방법은 통증과 불편함을 야기할 수 있다. 센서 기반 장치도 있지만 비용이 많이 들고 장시간 피부에 부착하면 불편함을 느낄 수 있다는 단점이 있다. NTU 연구팀은 미세 레이저 기술을 부드러운 하이드로겔 필름에 통합하여 유연하고 컴팩트한 센서 장치를 개발했다. 이 장치는 땀 속 생체 지표 수준을 빠르고 정확하게 감지해 채혈 등의 침습적인 절차 없이 건강 상태를 모니터링 할 수 있다. 연구팀은 이 밴드가 건강 모니터링 기술의 중요한 발전이라고 강조했다. 밴드의 각기 다른 색깔의 점들은 포도당, 젖산, 요소를 나타내며 동시에 세 가지를 모두 모니터링할 수 있도록 설계됐다. NTU의 EEE 조교수이자 바이오디바이스 및 바이오인포매틱스 센터 첸 유청 소장은 "저희의 혁신은 당뇨병 환자가 건강을 모니터링하는 비침습적이고 빠르고 효과적인 방법을 나타낸다. 마이크로레이저와 소프트 하이드로겔 필름을 결합함으로써 환자에게 보다 즐거운 건강 모니터링 경험을 제공하는 웨어러블 레이저의 실현 가능성을 입증했다"고 말했다. 실험 결과, 이 밴드는 기존 기술보다 100배 더 민감하게 0.001mm의 미세한 생체 지표 변화를 감지하는 놀라운 성능을 보였다. 이러한 정밀도는 생체 지표 추적 정확도를 높여 사용자의 건강 상태를 자세히 파악할 수 있게 한다. 연구의 제1저자인 NTU 박사 후보생 니 닝위안은 "저희 기기는 바이오마커 수치의 높고 낮은 범위를 모두 감지할 수 있다. 이는 현재 유사한 건강 모니터링 기기가 높은 포도당 수치만 추적하는 데 초점을 맞추고, 다른 건강 합병증을 나타낼 수 있는 비정상적이거나 낮은 포도당 수치는 추적하지 않기 때문에 당뇨병 환자에게 특히 유익하다. 기존 기기와 비교했을 때 저희 기기는 다양한 판독값을 나타내 사용자의 건강 상태를 명확하게 보여준다"고 설명했다. 연구팀은 이 장치를 더욱 발전시켜 땀에 존재하는 약물 및 기타 화학 물질과 같은 추가적인 물질을 감지하는 데에도 활용할 계획이다. 이번 연구 결과는 학술지 '분석 화학(Analytical Chemistry)에 게재됐다.
- 포커스온
2024-07-11
[기후의 역습(24)] 극심한 산불, 기후 변화로 20년 만에 2배 급증

지구가 불타고 있다. 최근 그리스에서는 70건이 넘는 산불이 동시에 발생했다. 2024년 초 칠레는 역사상 최악의 산불 시즌을 겪었고, 130명 이상이 사망했다. 지난해 캐나다에서는 3~11월까지 기록적인 산불이 일어났고, 8월에는 하와이 마우이 섬이 불길로 휩쓸렸다. 지금도 산불은 계속되고 있다. 재앙적인 극심한 산불이 점점 더 자주 일어나고 있다는 사실이 수치로 확인됐다. '네이처 생태 및 진화(Nature Ecology & Evolution)'에 최근 발표된 연구에 따르면 지구상에서 가장 극심한 산불의 횟수와 강도가 지난 20년 동안 두 배로 늘어났다. 이 연구는 호주 태즈매니아 대학이 수행한 것이다. 연구팀은 2003~2023년까지 21년 동안 전 세계에서 발생했던 대형 화재에 의해 방출된 에너지를 처음으로 계산해 냈다. 연구팀은 화재에서 열에너지를 추적하는 위성 센서를 사용, 불길이 분출하는 에너지량을 측정했다. 연구팀이 조사한 화재 건수는 무려 3000만 건에 달한다. 이들을 전수조사해 가장 많은 에너지가 방출된 상위 2913개, 즉 0.01%의 '가장 극단적인' 산불을 선정했다. 분석한 결과, 극심한 산불은 점점 더 빈번해지고 있으며, 지난 20년 동안 그 횟수가 두 배로 늘어났다. 2017년부터 현재까지, 2022년 한 해를 제외한 최근 6년 동안은 지구에 가장 많은 극심한 산불이 발생한 기간이었다. 심각한 문제는 이러한 극심한 산불이 더욱 격렬해지고 있다는 사실이다. 최근 몇 년 동안 극단으로 분류된 산불은 조사 초기, 즉 2003년 언저리에 발생했던 극단적인 산불보다 두 배나 많은 에너지를 방출했다. 강도가 2배 이상 늘었다는 의미다. 이는 산불이 악화되고 있다는 최근의 다른 연구 및 관찰과도 일치한다. 예를 들어, 매년 소실되는 산림 면적은 증가하고 있으며, 이에 따라 산림 탄소 배출량도 늘고 있다. 초지 및 농경지 화재의 경우 상대적으로 산불보다 강도가 낮고 탄소 배출량도 적다. 화재가 생태계에 얼마나 심각한 피해를 주는지를 나타내는 지표인 '화상 심각도' 역시 많은 지역에서 악화되고 있다. 심각도가 높은 화재로 인해 피해를 입는 토지의 비율도 전 세계적으로 증가하고 있다. 보고서는 글로벌 화재 상황이 전반적으로 악회되고 있으며, 지역별로 뚜렷한 양상을 보인다고 지적했다. 극북 지역의 아한대 산림과 온대 침엽수림에서 전 세계적으로 극심한 산불 증가 추세를 주도하고 있다는 것이다. 이 지역은 심각한 화재 발생이 더 빈도가 높아지고 시간이 지남에 따라 악화되는 경향을 보였다. 동시에 총 연소 면적과 비율 면에서 심각한 수준을 나타냈다. 특히 동부 시베리아, 서부 미국 및 캐나다 지역의 화재 상황이 두드러졌다. 극심한 산불이 두 배 증가하면 지금까지의 소방 활동으로는 제어하기 어려워진다. 토지 변화, 산림 정책 및 관리, 기후 변화 등 산불 악화 이면에 숨어 있는 근본 원인을 해결하는 것이 시급하다. 전통적인 방법으로는 대처가 거의 불가능한 극심한 화재에 대비하는 근본적인 처방이 필요하다는 지적이다.
- 포커스온
2024-07-09
[파이낸셜 워치(17)]비트코인, 5만5천달러 하회…독일·마운트 곡스 영향 하락세

대표적인 가상화폐 비트코인(BTC) 가격이 독일 정부 보유분과 10년 전 파산한 일본의 가상화폐 거래소 마운트 곡스(Mt. Gox)가 80억 달러(약 11조원) 상당을 반환하기 시작함에 따라 하락세를 면치 못하고 있다. · 8일 암호화폐 전문매체 코인데스크에 따르면, 비트코인은 지난주 13% 하락하며 FTX 파산 당시와 비슷한 수준의 낙폭을 기록했다. 9월 미국 연방준비제도이사회(연준·Fed)의 금리 인하 기대감이 커지면서 추가 하락이 발생하기도 했다. 8일 블룸버그통신에 따르면 비트코인은 싱가포르 시장에서 이날 한때 5.2%까지 하락했으나 이후 일부 낙폭을 만회해 한국 시간으로 오후 4시5분 현재 전일 대비 3.60% 하락해 5만5623달러에서 거래되고 있다. 비트코인은 장중 한때 최저 5만4321달러, 까지 떨어졌다. 이는 지난 3월 최고치보다 약 1만9000달러 낮은 가격이며, 이더리움(ETH)과 리플(XRP)도 24시간 전 대비 각각 4.02%(2910달러)와 4.54%(0.4211달러) 하락하는 등 약세를 보이고 있다. 한때 세계 최대 비트코인 거래소였던 일본 도쿄 소재 마운트 곡스 거래소는 2011년 해킹 사건 이후 2014년 파산했으며, 최근 고객들에게 비트코인 반환을 시작하면서 시장에 대규모 매도 물량이 출회될 가능성이 다시금 주목 받고 있다. 암호화폐 분석기업 아캄 인텔리전스(Arkham Intelligence)에서 추적한 데이터에 따르면 유로존 최대 경제국인 독일은 여전히 22억 달러 상당의 3만9826개의 BTC를 보유하고 있는 것으로 나타났다. 올해 초, 독일 연방 형사 경찰청(BKA)은 2013년 마지막으로 활동했던 개인 정보 보호 웹사이트 Movie2k.to의 운영자로부터 4만9857개의 BTC를 압수했다. 6월 중순 이후 독일 정부는 1만개 이상의 BTC를 청산해 암호화폐 가격 하락에 영향을 미쳤다. 코인데스크 데이터에 따르면 BTC의 현물 가격은 4주 동안 20% 가까이 하락해 5만5490달러까지 떨어졌으며, 지난 7일 동안만 가격이 13% 가까이 하락했다. 게다가 지난 주말 프랑스 총선 결 등으로 암호화폐 시장 전번이 걸쳐 신중론이 일고 있다. 지난 7일 치러진 프랑스 충선 결선투표 결과 과반 정당이 없는 '헝 의회(Hung Parliament)로 향하면서 프랑스 경제가 불확실설이라는 심각한 리스크를 안게 됐다. 특히 좌파연합인 신만중전선(NFP)이 예상을 뒤엎고 1당으로 급부상해, 향후 정부 지출이 크게 늘 수 있다는 투자자들의 우려가 주식과 채권 등 금융 시장에도 부정적으로 작용할 것이라는 분석이다. 가상화폐 시장은 이번 주도 약세가 이어지면 2022년 약세장 이후 최장인 5주 연속 하락세를 기록하게 된다. 비트코인 가격은 올해 들어 미국에서 현물 상장지수펀드(ETF) 승인의 영향으로 70% 가까이 상승하며 주식 등 기존 자산 시장을 크게 능가했으나, 최근 약세를 보이며 기술주 중심의 나스닥 100 지수와의 격차가 줄어들었다. 싱가포르 가상화폐 플랫폼 OSL SG Pte의 트레이딩 책임자인 스테판 폰 해니쉬는 미 연준이 금리 인하를 시작할 때까지 비트코인 가격이 점차 더 하락할 가능성이 있다고 예측했다. 그러나 옵션 시장에서는 비트코인 하락을 일시적인 현상으로 보는 시각이 우세하다. 가상화폐 옵션·선물 거래소 데리빗(Deribit)에 따르면, 많은 투자자들이 비트코인이 올해 10만 달러까지 상승할 것이라는 기대감을 가지고 투자하고 있다. 블룸버그는 이러한 현상이 향후 몇 달 안에 예상되는 연준의 통화 완화 정책과 가상화폐에 우호적인 도널드 트럼프 전 미국 대통령의 재선 가능성 등을 반영한 것이라고 분석했다.
- IT/바이오
2024-07-08
[기후의 역습(21)] 알래스카 주노 빙원, 1980년대보다 5배 빨리 사라져

북미 대륙 최북단 알래스카는 빙하의 땅이다. 무려 1000개 이상의 빙하가 존재한다. 그중에서도 대표적인 알래스카 주노 빙원이 빠르게 녹고 있으며, 그 속도도 가속화되고 있다고 한다. 새로운 연구에 따르면 현재 주노 빙원은 지난 1980년대에 비해 4.6배 빠르게 줄어들고 있다고 연합뉴스가 AP통신을 인용해 3일 전했다. 연구는 영국 뉴캐슬 대학, 미국 매사추세츠주 니콜스 대학 등의 공동 연구팀이 수행했으며, 결과는 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 최신호에 실렸다. 연구는 18세기까지의 데이터를 추가해 지난 1948년부터 약 3855㎢(약 1500평방 마일)에 달하는 빙상의 얼음과 눈의 양을 정밀하게 추적하고 분석했다. 그 결과 이곳 빙하는 1850년경 소빙하기 말기에 정점을 찍고 그 이후 서서히 줄어들었으며, 약 10년 전부터는 녹는 속도가 급속히 빨라진 것으로 나타났다. 뉴캐슬 대학 빙하학자 베단 데이비스 박사는 기후 변화로 인해 겨울이 짧아지고 여름이 점점 길어지고 있으며 얼음이 녹는 계절과 시간이 늘어나고 길어지고 있다고 밝혔다. 니콜스 대학 환경과학과 마우리 펠토 교수도 얼음이 매우 빨리 녹고 있으며, 현재 물로 녹아내리는 얼음의 양이 초당 평균 약 5만 갤런에 달한다고 설명했다. 데이비스는 "알래스카는 2000~2020년까지다른 어느 곳보다 더 많은 얼음이 사라지고 있다"고 우려했다. 분석에서는 1948~2005년 사이에 주노 빙원의 빙하가 4개 녹아서 사라졌는데, 2005~2019년 사이에는 무려 64개가 사라진 것으로 밝혀졌다. 많은 이름 없는 빙하들이 사라진 가운데, 큰 빙하 중 하나인 앤틀러(Antler) 빙하도 완전히 사라진 것으로 확인됐다. 빙하학자들은 빙원이 얇아지는 '죽음의 나선' 현상을 경고하며, 가속이 가장 우려된다고 경고했다. 빙원은 빙하의 집합체인 반면, 빙상은 대륙 전체에 걸쳐 존재하는 얼음으로 그린란드와 남극 대륙 단 두 곳만 남아 있다. 알래스카 주노 빙원에서 가장 유명한 빙하는 관광 명소인 멘덴홀 빙하(Mendenhall Glacier)다. 연방기상데이터에 따르면 북극은 1980년 이후 알래스카의 기온이 섭씨 1.5도 상승하는 등 세계의 다른 지역보다 약 4배 빠르게 온난화되고 있다. 게다가 해마다 일기 변화가 극심해지고 있다. 펠토 교수는 미국 스키 대표팀 구성을 위해 지난 1981년 주노 빙원을 방문한 이후 빙하 연구에 몰두하고 있다. 그는 “1981년에는 빙하를 타고 바닥까지 내려가는 것이 가능했지만 현재는 녹은 눈으로 인해 가장자리에 호수가 생겼고 크레바스가 열리면서 스키를 탈 수 없을 정도가 됐다“고 말했다. 얼음이 녹아내린 곳의 어두운 암석은 태양열을 흡수해 땅을 따뜻하게 만들고, 얼음이 녹는 현상을 증폭하고 가속화하는 피드백 효과를 낸다. 더 많은 눈이 녹아 내린다는 것이다. 핵심은 눈 또는 얼음과 맨땅의 경계선인 스노우 라인(snow line·설선)인데, 이 경계선이 계속 위쪽으로 이동하고 있는 것이 문제라고 보고서는 지적했다. 지구 온난화로 눈으로 덮여 있던 지역이 녹고 있기 때문이다. 특히 주노 빙원의 구조가 다소 평평해 더욱 취약하다는 것. 다만 주노 빙원의 눈이 모두 녹아도 전 세계 해수면 상승에는 큰 영향을 미치지 않을 것이라고 연구진은 예상했다. 자연 관광지이자 문화적인 명소가 사라지는 타격은 피할 수 없다. 전문가들은 이번 연구가 현실적으로 설득력 있으며, 다른 연구팀의 관측과도 일치한다고 밝혔다. 세계빙하모니터링서비스(World Glacier Monitoring Service)의 마이클 젬프 소장은 "빙하를 구하기 위해서는 긴급하고 실질적인 조치가 필요하다"고 강조했다.
- 포커스온
2024-07-04
[퓨처 Eyes(42)] 인간 뇌세포 로봇, 현실로…중국, 뇌-칩 융합 로봇 '메타복' 개발 성공

중국 연구진이 인공 칩 위에서 배양한 뇌세포를 로봇에 연결하여 로봇을 제어하는 획기적인 시스템인 '메타복(MetaBOC)' 개발에 성공했다고 사우스차이나모닝포스트(SCMP)와 뉴아틀라스, 인터레스팅엔지니어링 등 다수 외신이 보도했다. 이는 인간의 뇌와 기계를 연결하는 '뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)' 기술의 새로운 지평을 열었을 뿐만 아니라, 인공지능(AI)과 생물학적 지능의 융합 가능성을 보여주는 중요한 성과로 기록됐다. 메타복은 뇌세포를 이용하여 로봇을 제어하고 학습시키는 시스템으로, 인간의 뇌 기능을 모방하는 인공지능 개발에 한 걸음 더 다가섰다는 평가를 받는다. 텐진대학교와 남방과학기술대학교 연구팀이 개발한 메타복은 뇌-칩 생체 컴퓨터와 다른 전자 장치의 인터페이스 역할을 수행한다. 즉, 인공적으로 배양된 뇌 오가노이드(미니 뇌)가 전기 신호를 통해 외부 환경을 인지하고, 로봇을 제어해 특정 작업을 수행하도록 돕는 것이다. 이는 인간의 뇌세포를 인공 신체에 이식하는 것을 목표로 하는 '바이오 컴퓨팅' 분야의 혁신적인 발전을 의미한다. 바이오 컴퓨팅은 생물학적 시스템, 즉 뇌세포를 이용하여 정보를 처리하고 계산하는 기술이다. 기존의 실리콘 기반 컴퓨터와 달리, 바이오 컴퓨터는 뇌세포의 벙렬 처리 능력과 에너지 효율성을 활용하여 복잡한 문제를 해결할 수 있다. 메타복은 이러한 바이오 컴퓨팅 기술을 로봇 제어에 적용함으로써, 로봇의 학습 능력과 지능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 기능성을 제시했다. 브레인 온 칩 기술, 로봇 학습 능력 향상:인간 뇌 기능 모방 연구팀은 '브레인 온 칩(Brain-on-chip)' 기술을 활용해 로봇의 학습 능력을 획기적으로 향상시켰다. 브레인 온 칩은 작은 칩 위에 살아있는 뇌세포를 배양하고, 이를 통해 뇌의 복잡한 구조와 기능을 연구하는 기술이다. 연구팀은 이 기술을 통해 로봇이 물체를 잡고 장애물을 피하는 등 다양한 작업을 수행하도록 훈련시키는 데 성공했다. 특히, 뇌세포를 3차원 구형 오가노이드 형태로 배양해 더욱 복잡한 신경 연결을 형성하도록 유도했다. 또한 저강도 집속 초음파(LIFU) 자극을 통해 뇌 오가노이드의 지능적 기반을 강화해 뇌세포가 더욱 효과적으로 학습하고 정보를 처리할 수 있도록 했다. 이러한 기술적 진보는 로봇이 인간의 뇌처럼 학습하고 문제를 해결하는 능력을 갖추는 데 기여할 것으로 기대된다. 인공지능과 생물학적 지능의 융합: 새로운 지능 시스템의 탄생 메타복 시스템의 가장 큰 특징은 인공지능 알고리즘을 활용하여 뇌세포의 생물학적 지능과 효과적으로 소통한다는 점이다. 이러한 인공지능과 생물학적 지능의 융합은 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술의 새로운 가능성을 제시하며, 인간과 기계의 상호 작용 방식을 혁신적으로 변화시킬 잠재력을 가지고 있다. 인공지능은 데이터 학습을 통해 스스로 문제 해결 능력을 향상시키는 반면, 생물학적 지능은 직관, 창의성, 감정 등 인간 고유의 능력을 발휘한다. 메타복 시스템은 이 두 가지 지능을 결합하여 새로운 형태의 지능 시스템을 구축하는 것을 목표로 한다. 이러한 시스템은 기존의 인공지능이나 인간의 지능만으로는 해결할 수 없는 복잡한 문제를 해결하는 데 활용될 수 있다. 시뮬레이션 환경에서의 로봇 학습: 안전하고 효율적인 학습 환경 제공 메타복 시스템을 통해 뇌 오가노이드는 시뮬레이션 환경에서 로봇을 제어하고, 장애물 회피, 목표 추적, 물체 파지 등의 작업을 학습하는 데 성공했다. 시물레이션 환경에서의 학습은 실제 뇌세포 손상 없이 효율적인 학습을 가능하게 하며, 다양한 시나리오에서의 학습을 통해 로봇의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 시뮬레이션 기반 학습은 로봇이 실제 환경에 배치되기 전에 다양한 상황에 대한 경험을 쌓을 수 있도록 하며, 로봇의 안전성과 신뢰성을 높이는 데 기여할 수 있다. 또한, 시뮬레이션 환경에서의 학습 데이터를 분석하여 로봇의 성능을 개선하고 새로운 기능을 추가하는 데 활용할 수 있다. 윤리적 문제와 기술적 과제: 인간 존엄성과 안전성 확보 하지만 이러한 뇌-칩 인터페이스 기술은 윤리적인 문제를 야기할 수 있다. 접시에서 배양되는 뇌세포는 과연 의식이 있는 것인가. 인공지능 또한 의식이 있다고 봐야 하는가. 생물학적 지능과 실리콘 기반 지능의 윤리는 다르다고 봐야 하는가 등의 의문을 제기한다. 이러한 시스템이 의식을 발달시킨다고 가정해 보면, 실제로 이 시스템으로 테스트 하는 것이 윤리적으로 옳은 일인지, 아닌지를 결정해야 할 수도 있다. 인공 뇌세포를 이용한 로봇 제어가 인간의 존엄성을 침해할 수 있다는 우려와 함께 뇌세포의 생존 유지 및 시스템 안정성 확보 등 해결해야 할 과제도 많다. 또한 뇌-칩 인터페이스 기술이 발전함에 따라 인공지능과 인간 지능의 경계가 모호해지면서 철학적인 논쟁도 불가피할 것으로 보인다. 따라서 메타복 시스템과 같은 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술 개발 과정에서는 윤리적 문제와 기술적 과제를 충분히 고려해야 한다. 인공 뇌세포 사용에 대한 명확한 윤리적 지침을 마련하고, 뇌세포의 안전한 관리 및 시스템의 안정성 확보를 위한 기술 개발에 힘써야 한다. 또한 인공지능과 인간 지능의 한계에 대한 사회적 논의를 통해 기술 발전에 따른 잠재적 문제점을 예방하고 해결 방안을 모색해야 한다. 미래 사회 변화의 촉매제: 의료, 로봇 공학, 인공지능 분야의 혁신 그럼에도 불구하고, 이번 연구는 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술의 발전 가능성을 보여주는 중요한 성과다. 앞으로 메타복 시스템과 같은 기술은 의료, 로봇공학, 인공지능 등 다양한 분야에 혁신적인 변화를 가져올 것으로 기대된다. 예를 들어, 뇌졸중이나 착수 손상 환자의 제활 치료, 인공지능 로봇 개발, 뇌 질환 연구 등에 활용될 수 있다. 특히, 메타복 시스템은 인간의 뇌 기능을 모방하는 인공지능 개발에 새로운 가능성을 제시한다. 인간의 뇌는 정교한 정보 처리 시스템으로, 현재의 인공지능 기술로는 완벽하게 모방하기 어렵다. 하지만 메타복 시스템과 같은 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술을 통해 인간의 뇌 기능을 더욱 심층적으로 이해하고 이를 인공지능 개발에 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구는 인간과 기계의 융합이라는 새로운 시대를 앞당기는 중요한 발걸음이 될 것이다. 앞으로 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술이 어떻게 발전하고 우리 사회에 어떤 영향을 미칠지 주목된다.
- 포커스온
2024-07-04
[먹을까? 말까?(32)] 뼈째 먹는 작은 생선, 암 위험 크게 줄여

멸치나 빙어, 정어리 등 빼째 먹는 작은 생선이 암 위험을 크게 줄인다는 연구 결과가 발표됐다. 일본 나고야 대학교 의학대학원의 새로운 연구에 따르면 작은 생선을 통째로 섭취하는 것이 일본 여성의 암 및 기타 모든 원인으로 인한 사망 위험을 낮추는 것으로 나타났다고 사이테크데일리가 보도했다. 머리와 뼈. 내장을 포함한 작은 물고기를 통째로 먹는 것은 일본이나 한국에서 일반적이다. 이는 칼슘과 비타민 A와 같은 미량 영양소가 풍부하다. 최근 '공중보건영양' 저널에 「일본인의 작은 생선 섭취와 모든 원인에 의한 사망률 간의 연관성: 일본 다기관 협력 코호트 연구」라는 제목으로 발표된 이 연구 결과는 작은 생선을 식단에 포함시키는 것이 간단하지만 효과적인 수명 연장 방법이 될 수 있음을 시사한다. 수석 연구자인 치나츠 카사하라 박사는 "이전 연구에서는 생선 섭취가 사망 위험을 포함한 건강에 미치는 보호 효과가 밝혀졌다. 그러나 작은 생선 섭취가 건강에 미치는 영향에 초점을 맞춘 연구는 거의 없었다"고 말했다. 그는 "저는 어릴때부터 작은 생선을 먹는 습관이 있었기 때문에 이 주제에 관심이 많았다. 지금은 아이들에게도 작은 생선을 먹이고 있다"고 덧붙였다. 연구팀은 일본인의 작은 생선 섭취와 사망 위험 사이의 연관성을 조사했다. 이 연구에는 일본 전역의 36세~69세 사이의 8만802명(남성 3만4555명, 여성 4만6247명)이 참여했다. 연구 시작 시점에 참가자들의 작은 생선 섭취 빈도는 식품 섭취 빈도 설문지를 사용해 평가했다. 연구팀은 평균 9년 동안 이들을 추적 관찰했다. 이 기간 동안 연구에 참여한 사람 중에서 2482명이 사망했으며, 그 중 약 60%(1495명)가 암과 과련된 사망으로 기록됐다. 작은 생선을 습관적으로 먹는 여성은 모든 원인에 의한 사망률과 암 사망률이 크게 감소했다. 작은 생선을 한 달에 1~3회, 일주일에 1~2회, 일주일에 3회 이상 먹는 여성은 거의 먹지 않는 여성에 비해 모든 원인에 의한 사망 위험이 0.68배, 0.72배, 0.69배, 암 사망 위험은 0.72배, 0.71배, 0.64배로 나타났다. 연구팀은 참가자의 나이, 흡연 및 음주 슴관, 체질량지수(BMI), 다양한 영양소와 음식 섭취량 등 사망 위험에 영향을 미칠 수 있는 요인을 통제한 결과 작은 생선을 자주 먹는 여성은 모든 원인으로 사망할 확률이 낮다는 사실을 발견했다. 남성의 암 및 모든 원인으로 인한 사망 위험은 통계적으로 유의미하지는 않았지만 여성과 비슷한 경향을 보였다. 남성에게서 유의미한 차이가 나타나지 않은 이유는 아직 명확하지 않지만 연구팀은 남성 피험자의 수가 제한적이거나 연구에서 측정되지 않은 다른 요인(예: 작은 물고기의 크기)이 영향을 미쳤을 수 있다고 추정했다. 연구팀은 남녀 간 암 사망률을 유발하는 암 유형 차이가 성별에 따른 연관성과 관련이 있을 수 있다고 설명했다. 카사하라 박사는 "이번 연구 결과는 일본인을 대상으로 한 것이지만, 다른 국적의 사람에게도 중요할 것"이라고 말했다. 실제로 이전 연구에서는 특히 심각한 영양 결핍으로 고통받는 개발도상국에서 저렴한 소형 어류가 잠재적으로 중요한 영양 공급원이 될 수 있다고 강조한 바 있다. 카사하라는 "작은 물고기는 누구나 먹기 쉽고 머리, 뼈, 내장 등 통째로 섭취할 수 있다. 작은 물고기 특유의 영양소와 생리 활성 물질이 건강을 유지하는 데 도움이 될 수 있다. 작은 생선 섭취와 여성의 사망 위험 사이의 반비례 관계는 사람들의 식단에서 이러한 영양이 풍부한 식품의 중요성을 강조한다"고 말했다. 공동 저자인 타무라 타카시 부교수는 "작은 생선을 먹는 습관은 일반적으로 일본과 같은 일부 해안 또는 해양 국가에 국한되어 있다"고 말했다. 그는 "그러나 우리는 어디에서나 작은 물고기를 섭취하는 것이 기대 수명을 연장하는 방법으로 밝혀질 수 있다고 생각한다"면서도 "사망 위험에서 작은 생선 섭취의 잠재적 역할을 밝히기 위해서는 더 많은 증거가 필요하다"고 덧붙였다.
- 생활경제
2024-07-02
[먹을까? 말까? (29)] 저용량 아스피린, 심혈관 질환 없는 노년층에 '독' 될수도

미국 60세 이상 성인 3명 중 1명이 심혈관 질환 예방 목적으로 저용량 아스피린을 복용하는 것으로 나타났다. 그러나 최근 연구에 따르면 이는 심각한 건강 문제를 야기할 수 있다. 특히 심혈관 질환이 없는 노년층에게 아스피린은 치명적인 내출혈 위험을 높이는 '독'이 될 수 있다는 우려가 제기됐다고 야 파이낸스와 STST 등 다수 외신이 25일(현지시간) 보도했다. 24일 '내과학 연보(Annals of Internal Medicine)'에 발표된 이 연구에 따르면 심혈관 질환이 없는 60세 이상 성인 1850만 명이 2021년에 예방적 아스피린을 사용했다고 보고했다. 이 중 330만명은 의학적 조언 없이 약을 복용하고 있었다. 2021년 클리블랜드 클리닉의 조사에 따르면, 40세 이상 미국 성인 중에서 약 20%가 심장마비나 뇌졸중 예방을 위해 아스피린을 복용하고 있었다. 특히 60세 이상에서는 그 비율이 30% 육박했는데, 이는 미국 보건 당국이 심혈관 질환이 없는 경우 저용량 아스피린을 권장하지 않는다는 점과 배치되는 결과이다. 아스피린의 이점과 해악 과거에는 저용량 아스피린이 혈전 생성을 억제해 심혈관 질환 예방에 도움이 된다는 연구 결과가 있었지만, 최근 연구에서는 아스피린의 위험성이 더 부각되고 있다. 클리블랜드 클리닉의 레지던트 의사이자 연구 저자인 모락 굽타는 "이 출혈은 위장관 출혈일 수도 있고 더 두려운 뇌 내부 출혈이나 뇌출혈일 수도 있다"고 말했다. 그는 "아스피린은 60세 이상의 성인에서 이러한 출혈을 더욱 악화시킨다"고 설명했다. 이러한 이해는 1990년대에 수행된 아스피린에 대한 초기 연구를 넘어 아스피린의 이점과 해악을 규명하는 세 가지 임상시험인 어센드(Ascend), 어라이브(Arrive), 아스프리(Aspree)의 결과로 2018년에 전면에 등장했다. 그 이후로 심혈관 질환의 예방 치료가 개선되어 오늘날 아스피린 사용은 위험에 미치는 영향이 적다. 그러나 고령자는 아스피린 복용 시 이전보다 더 많은 출혈을 경험한다. 2018년 연구 결과는 2019년 미국심장학회와 미국심장협회의 지침 변경 사항을 반영하여 70세 이상 성인이나 출혈 위험이 높은 모든 연령의 환자는 1차 예방을 위해 정기적으로 아스피린을 복용해서는 안 된다고 제안했다. 이어 2022년에 미국 예방 서비스 태스크 포스(US Preventive Services Task Force)는 "60세 이상 성인이 'CVD(심혈관 질환)의 일차 예방을 위해 아스피린을 시작'해서는 안 된다"면서 일차 예방 아스피린 사용에 대한 업데이트된 권장 사항을 발표했다. 아스피린 복용 권고안 개정 2012년부터 2021년까지 스타틴(고지혈증 치료제의 한 종류) 사용을 추적한 굽타와 크레이튼 대학교 동료, 미국 내 최고의 병원이자 비영리 의료 시스템인 휴스턴 메소디스트(Houston Methodist)는 2018년 이후 아스피린 사용량이 크게 감소한 것을 확인했다. 굽타는 "2018년 이후 아스피린 사용 중단을 권장하는 의사가 더 많아졌다"고 말했다. 그는 그러나 오늘날 1850만명의 노인들 사이에서 저용량 아스피린의 사용은 여전히 우려할 만큼 높다"고 말했다. 이러한 위험성 때문에 미국 예방 태스크포스(USPSTF)는 2022년 아스피린 복용 권고안을 개정하여, 심혈관 질환이 없는 60세 이상 성인에게는 저용량 아스피린 복용을 권장하지 않도록 했다. 전문가들은 아스피린 복용 전 반드시 의사와 상담하여 건강 상태와 위험 요인을 고려해야 한다고 강조했다. 특히 심혈관 질환이 없는 노년층은 아스피린 복용으로 얻는 이점보다 출혈 위험과 같은 부작용 발생 가능성이 더 크기 대문에 아스피린 복용을 신중하게 결정해야 한다. 심혈관 질환 에방을 위해서는 건강한 식단, 규칙적인 운동, 금연 등 건강한 생활 습관을 유지하는 것이 중요하다. 만약 아스피린 복용을 고려하고 있다면, 의사와 상담하여 자신에게 맞는 최적의 예방 방법을 찾는 것이 필요하다.
- 생활경제
2024-06-25

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