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AI 딥페이크 '주의보', 뉴스에 미치는 영향 분석
- 인공지능(AI) 기술은 아직 콘텐츠 제작이나 정보 검증 과정에서 충분히 신뢰할 수 있는 수준에 도달하지 못했다. 특히 딥러닝 AI 기술 사용으로 인해 딥페이크 기술의 발전 속도가 급증하고 있어 위험성이 더욱 커지고 있다. 딥페이크는 인물의 얼굴, 특정 부위가 담긴 깆노의 영상이나 이미지 파일에다가 CG처럼 합성하는 것을 말한다. 호주 과학 전문 매체 코스모스매거진(cosmosmagazine)은 25일(현지시간) 딥러닝 AI 기술 사용으로 인해 인공지능 딥페이크의 노출 빈도가 급증하고, 조작 가능한 범위와 용이성 측면에서 엄청난 발전을 이뤘다며 인공지능의 오용을 방지하고 정보의 무결성을 유지하기 위해서는 언론, 기술 개발자, 정책 입안자들의 협력이 필요하다고 보도했다. 로열 오스트레일리아 연구소(RiAus)의 윌 베리먼(Will Berryman) 총괄 이사는 "진짜 이미지와 가짜 이미지를 구별하기가 점점 힘들어지고 있으며, 아주 미세한 이미지 변형을 통해 정보 수용 방식을 왜곡하는 데 사용될 수 있다"며 우려했다. AI가 저널리즘에 미치는 영향 RiAus는 AI가 저널리즘과 진실성에 끼치는 영향에 대해 심도 깊은 고민을 하고 있다. 오스트레일리아 기계학습 연구소(AIML)의 소장, 사이먼 루시(Simon Lucey) 교수는 "악의적인 목적으로 대규모로 실행될 경우, 법 집행 기관에게 혼란을 야기하고, 사람들이 의견을 형성하고 행동하는 방식에 심각한 문제를 일으킬 것"이라며, "이는 허위 정보가 널리 퍼지는 또 다른 경로가 될 수 있다"고 경고했다. 루시 교수는 AIML과 같은 기관들이 이미지의 출처를 암호화하여 사람들이 추적하고 검증할 수 있게 하는 '워터마킹' 기술에 대해 연구 중이라고 밝혔다. 그러나 이러한 기술적 대책도 의도적으로 속이려는 시도에는 한계가 있다. 그는 "이 기술은 책임감 있는 행위를 하고자 하는 선의의 사람들에게 유용할 것"이라고 말하면서도, "안타깝게도 가짜 콘텐츠나 딥페이크 콘텐츠가 유포될 가능성을 항상 염두에 둬야 한다"고 덧붙였다. 베리먼 이사는 대중이 현실과 허구를 구별해야 하는 새로운 도전에 직면한 상황에서, 기자들이 검증된 정보의 관리자로서의 역할을 우선시함으로써 도움을 줄 수 있다고 강조했다. 베리먼은 "지난 30년 동안 큐레이션된 미디어가 감소하고 정보가 어디에나 존재하며 쉽게 접근 가능해졌지만, 사회적으로 중요한 큐레이션을 너무 성급하게 포기했다고 생각한다"고 말했다. 시드니 공과대학의 모니카 아타드(Monica Attard) 교수는 최근 호주 주요 뉴스룸의 편집 및 제작 스태프 20명을 대상으로 한 인터뷰 프로젝트를 통해 AI가 뉴스 산업에 미치는 영향을 조사했다. 아타드 교수는 뉴스룸이 기술의 빠른 발전에 적응하기 어려워하는 것을 발견했지만, 많은 편집장들이 기자들이 허위 정보의 유포를 막는 데 중요한 역할을 할 수 있다고 믿고 있다고 밝혔다. 아타드는 "편집장들은 뉴스 미디어 기관이 고품질 뉴스를 제공함으로써 지난 10~15년 동안 저널리즘에 침투한 신뢰성 저하를 반전시키거나 영향을 줄 수 있는 기회를 인식하고 있다"고 지적했다. 그는 AI에 대한 더 광범위한 논의를 하면서, 특히 젊은 기자들 사이에서 직업 상실에 대한 우려가 존재함에도 불구하고, 많은 편집장들이 인터뷰에서 AI가 날씨 보고나 헤드라인 작성 같은 보다 일상적인 작업을 담당함으로써 기자들이 인간의 감성이 더 중요한 콘텐츠 제작에 더 집중할 수 있기를 희망한다고 밝혔다. 그러나 현재 상황에서는 AI가 생성한 가장 기본적인 정보조차 신뢰하는 것이 어렵다는 점이 문제다. 아타드 교수는 "저널리즘의 검증 과정이 훨씬 더 복잡해진다. 이름 없는 다양한 출처로부터 나오는 정보 조각들을 어떻게 신뢰할 수 있을까?"라고 의문을 제기했다. 그는 이어 "편집자들이 전한 가장 현명한 조언은, 제작자 및 기술 라이선스 플랫폼과의 대화를 통해 구현될 수 있는 보호 장치가 마련되기 전까지, 그러한 보호 장치가 구축될 때까지 저널리즘 목적에 충분히 신뢰할 수 있는 기술이라고 볼 수 없다는 것이었다"고 말했다. 선거의 해, AI가짜 콘텐츠 방지 한 목소리 한편, 마이크로소프트, 메타, 오픈AI 등 세계 주요 기술 기업 20곳이 지난 2월 16일 뮌헨 안보회의에서 AI에 의한 가짜 정보 콘텐츠가 올해 세계 각지에서 실시되는 선거를 방해하지 못하도록 협력하기로 합의했다. 한국은 오는 4월 총선을 실시하는 등 2024년은 세계 각지에서 대규모 선거가 잇따르는 '선거의 해'다. 한국에서는 오는 4월 10일 제 22대 국화의원선거가 치러진다. 특히 개정 공직선거법 시행에 따라 딥페이크(특정 인물의 얼굴 등을 영상에 합성) 영상을 활용한 선거운동은 선거일 전 90일부터 선거일까지 전면 금지된다. 미국은 오는 11월에 대통령 선거를 앞두고 SNS(소셜네트워크서비스)에 AI가 생성한 가짜 이미지와 가짜 동영상 등이 유포되고 있어 유권자의 투표 판단에 악영향을 미칠 수 있다는 우려가 제기되고 있었다. 이미 지난 1월에는 미국 동부 뉴햄프셔주 프라이머리(예비경선)를 하루 앞두고 민주당 당원에게 투표 거부를 독려하는 바이든 대통령의 가짜 목소리를 담은 자동 전화가 유포되어 AI를 이용한 선거 정보 조작에 대한 우려가 증폭됐다. 세계 각국 정상들이 외교-안보 문제를 논의하는 뮌헨안보회의에서도 AI 기술이 선거에 미치는 영향은 주요 의제 중 하나였다. 이번 협약에 따라 기술(테크) 대기업들은 AI가 생성한 가짜 콘텐츠를 자동으로 탐지하고 제거하는 기술 개발, 이용자 대상 교육 강화 등에 힘쓸 예정이다. 아마존닷컴, X(구 '트위터'), 틱톡 등 다양한 플랫폼 기업도 이번 협력에 참여했다. 정부와 기업 외에 사용자들도 딥페이크와 같은 허위 정보에 대한 경계와 비판적 사고가 필요하다. 테크놀로지적 해결책, 미디어 리터러시 교육, 인공지능의 발전 및 윤리적 사용에 대한 지침을 아우르는 다면적 접근을 통해 허위 정보 문제에 대응해야 한다.
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- 생활경제
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AI 딥페이크 '주의보', 뉴스에 미치는 영향 분석
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[퓨처 Eyes(24)] 숨겨진 위험, 태반에서 미세 플라스틱 발견…우리 몸은 얼마나 오염되었을까?
- 인체 태반 조직에서 미세 플라스틱이 발견됨에 따라 현재와 미래 세대의 건강에 대한 깊은 염려가 일고 있다. 크기가 5mm 미만인 미세 플라스틱은 주변 환경뿐만 아니라, 현재까지 검사된 인체의 거의 모든 부위에서 발견되어 충격을 주고 있다. 20일(현지시간) 어스닷컴(EARTH.com)에 따르면, 뉴멕시코 대학교 보건과학 대학의 리전트 교수인 매튜 캄펜(Matthew Campen) 박사 연구팀은 62명의 개인의 태반 샘플을 면밀하게 분석한 결과, 모든 샘플에서 미세 플라스틱이 검출되었다고 발표했다. 태반 샘플 조사 결과, 놀랍게도 모든 시료에서 미세 플라스틱이 발견됐다. 검출량은 g당 6.5~790마이크로그램에 달하며, 상당한 차이를 보였다. 캠펜 박사는 "초반에는 수치가 미미해 보일 수 있지만, 환경 내 미세 플라스틱 양의 지속적인 증가는 인체 건강에 상당한 영향을 미칠 수 있다"고 강조했다. 연구팀은 최첨단 분석 방법을 활용하여 인체 조직 내 미세 플라스틱을 정확하게 정량화했다. 검출된 플라스틱 중 가장 높은 비율을 차지한 것은 폴리에틸렌(54%)이었으며, 폴리염화비닐(PVC)과 나일론 등이 각각 10% 가량 차지했다. 연구팀은 1950년대 이후 급증한 플라스틱 사용으로 인해 엄청난 양의 플라스틱 쓰레기가 발생했으며, 이것이 미세 플라스틱으로 분해되어 생태계를 오염시키고 있다고 지적했다. 특히, 태반은 단 8개월만에 형성 및 발달하는 기관임에도 불구하고 미세 플라스틱이 검출된 것은 플라스틱 오염 문제의 심각성을 여실히 보여주는 증거이다. 연구팀은 향후 미세 플라스틱의 인체 건강 영향에 대한 연구를 지속할 계획이지만, 즉각적인 조치가 시급하다고 강조했다. 플라스틱 생산량은 10~15년마다 두 배로 증가할 전망이어서 상황은 더욱 악화될 것으로 예상된다. 인체 태반에서 미세 플라스틱이 검출된 것은 플라스틱 오염의 심각성을 여실히 보여주는 사건이며, 인체 건강에 미칠 수 있는 영향에 대한 경고로 작용한다. 이 중요한 연구 결과는 미세 플라스틱이 우리 몸에 미치는 영향을 부각시키고, 플라스틱 쓰레기를 줄이고 지속 가능한 대안을 모색하기 위한 집단적 노력의 필요성을 강조했다. 전체 연구는 톡시로지컬 사이언스(Toxicological Sciences) 저널에 게재됐다. 건강과 경제에 미치는 플라스틱의 숨겨진 비용 플라스틱에 포함된 유해 화학 물질이 경제 및 건강에 심각한 영향을 미치면서 미국에서는 연간 약 2500억 달러의 비용이 지출되고 있다고 EHN이 보도했다. 연구의 주도는 소아과 의사이자 뉴욕대학교 전염병 및 환경 건강 과학부 교수인 레오나르도 트라산데(Leonardo Trasande) 박사가 맡았다. 간단히 말해서, 이 연구는 PFAS, 프탈레이트, BPA와 같은 화학 물질의 위험성을 강조하며, 이러한 화학 물질이 호르몬 파괴 및 질병 위험 증가를 포함한 다양한 건강 문제와 연결되어 있음을 지적한다. 연구자들은 이러한 건강 위험을 완화하기 위해 플라스틱 사용을 줄이고 재활용 방법을 개선해야 할 긴급한 필요성을 강조한다. 경제적 피해에는 직접적인 의료 비용과 건강 문제로 인한 생산성 감소뿐만 아니라 환경 오염 정화 비용, 의료 시스템 부담 증가 등 광범위한 사회적 영향이 파급된다. 레오나르도 트라산데, 소아과 의사이자 NYU 환경 위험 조사 센터 소장은 "우리 모두는 우리 몸 속에 태평양 쓰레기 지대를 조금씩 가지고 있습니다. 그것은 우리에게 해를 끼치고 호르몬을 교란시키며 질병과 장애를 유발합니다"고 말했다. 나노플라스틱, 바다에서 처음 발견 TCD는 과학자들이 미세 플라스틱보다 더 작은 플라스틱 입자인 나노플라스틱을 바다에서 처음으로 직접 관찰했다고 발표했다. 새로운 연구에서는 새로운 첨단 탐지 기술을 사용하여 바닷물에서 나노플라스틱(길이가 1마이크로미터 미만인 플라스틱 입자)의 존재를 증명했다. 퓨처리티는 연구팀이 중국, 한국, 미국, 멕시코만 연안의 바닷물에서 이 작은 나노 입자의 선명한 이미지를 확보했다고 자세히 설명했다. 퓨처리티에 따르면 연구팀은 나일론, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 만든 나노플라스틱을 발견했다. 이러한 폴리머는 식품 포장, 물병, 의류, 어망에 사용되는 소재다. 이 연구는 나노플라스틱이 이미 우리 식생활에 깊숙이 스며들었다는 사실을 보여주는 중요한 증거다. 최근 연구에 따르면 생수에는 리터당 수십만 개의 나노플라스틱이 포함되어 있는 것으로 나타났다. 또 다른 과학자 팀은 해산물, 돼지고기, 닭고기, 소고기, 두부를 포함한 단백질의 90%에서 나노플라스틱과 더 큰 미세 플라스틱 입자를 발견했다. 나노플라스틱의 위협: 인체와 생태계에 미치는 심각한 영향 블룸버그는 나노 입자가 인체 세포를 뚫고 혈류에 들어갈 수 있을 만큼 작기 때문에 내부 장기에 영향을 미칠 가능성이 있다고 보도했다. 또한 이 작은 입자는 태반을 통과하여 태아의 몸속으로 들어갈 수 있다. 하지만 나노플라스틱의 위험에 처한 대상은 인간뿐만이 아니다. 국제자연보호연맹에 따르면 매년 최소 1400만 톤의 플라스틱 쓰레기가 바다로 유입되고 있다. 플라스틱이 분해되면서 미세 플라스틱과 나노 플라스틱으로 변해 해양 동물과 생태계를 위협할 수 있다. 퓨처리티의 연구원 중 한 명인 텅페이 루오(Tengfei Luo)는 "나노 플라스틱은 더 큰 플라스틱 입자보다 잠재적으로 더 독성이 강합니다"라고 말했다. 루오는 "크기가 작기 때문에 살아있는 유기체의 조직에 더 잘 침투할 수 있다"고 설명했다. 예를 들어, 국제원자력기구에서 2020년 요약한 연구에 따르면 미세 플라스틱과 나노 플라스틱이 물고기의 행동 및 신경 기능, 신진대사, 장내 미생물 다양성, 장 투과성 등 생물학적 기능에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 나노플라스틱 문제 해결을 위한 노력: 개인과 과학의 협력 세계자연보호연맹(IUCN)에 따르면 매년 4억 톤 이상의 플라스틱이 생산되고 있다. 에펠탑의 무게는 약 1만 톤이다. 플라스틱 4억 톤은 에펠탑 4만개가 만들어지는 것과 같은 양이다. 생산된 플라스틱 중 상당량이 바다로 유입된다. 이러한 플라스틱은 분해되어 미세 플라스틱과 나노 플라스틱으로 변해 인체와 생태계에 심각한 위협을 가한다. 페트병은 다른 플라스틱 용기로 대여섯 번 재활용 할 수 있지만 재활용 폴리에스터로 만든 티셔츠나 스커트는 두 번 다시 재활용 할 수 없다. 나노 플라스틱 문제를 해결하기 위해서는 개인과 과학의 협력이 필요하다. 개인은 플라스틱 소비를 줄이는 노력을 실천해야 한다. 가루 비누와 세제로 바꾸기, 빈 제품 용기의 재활용, 일회용 플라스틱 물병과 비닐 식료품 봉투 사용하지 않기 등의 작은 노력들이 모여 큰 변화를 만들 수 있다. 과학자들은 플라스틱 문제를 해결할 수 있는 창의적인 기술을 개발하고 있다. 예를 들어, 최근 연구자들은 일회용 플라스틱 병을 만드는 데 흔히 사용되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 분해하는 인공 슈퍼 단백질을 개발했다. 이러한 기술 개발은 나노플라스틱 오염 문제 해결에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
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[퓨처 Eyes(24)] 숨겨진 위험, 태반에서 미세 플라스틱 발견…우리 몸은 얼마나 오염되었을까?
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MS·메타·오픈AI 등 IT 대기업 20곳, AI 선거 방해 대책 협력…2024년 대규모 선거 대비
- 마이크로소프트, 메타, 오픈AI 등 세계 주요 기술 기업 20곳이 16일(현지시간) 뮌헨 안보회의에서 인공지능(AI)에 의한 가짜 정보 콘텐츠가 올해 세계 각지에서 실시되는 선거를 방해하지 못하도록 협력하기로 합의했다. 2024년은 세계 각지에서 대규모 선거가 잇따르는 '선거의 해'다. 특히 오는 11월에는 미국 대통령 선거를 앞두고 SNS(소셜네트워크서비스)에 AI가 생성한 가짜 이미지와 가짜 동영상 등이 유포되고 있어 유권자의 투표 판단에 악영향을 미칠 수 있다는 우려가 제기되고 있었다. 이미 미국 동부 뉴햄프셔주에서는 AI로 추정되는 바이든 대통령의 목소리를 닮은 자동 전화가 유포되어 문제가 되기도 했다. 세계 각국 정상들이 외교-안보 문제를 논의하는 뮌헨안보회의에서도 AI 기술이 선거에 미치는 영향은 주요 의제 중 하나였다. 이번 협약에 따라 기술(테크) 대기업들은 AI가 생성한 가짜 콘텐츠를 자동으로 탐지하고 제거하는 기술 개발, 이용자 대상 교육 강화 등에 힘쓸 예정이다. 아마존닷컴, X(구 '트위터'), 틱톡 등 다양한 플랫폼 기업도 이번 협력에 참여했다. 구글은 가짜 이미지 등의 유통을 막기 위해 AI로 생성되었음을 나타내는 정보를 이미지에 삽입하는 '전자 워터마크'라는 기술을 개발하고 있다. 뮌헨 회의에 참석한 메타 임원들은 유력한 기술을 각 사가 공유하는 것이 바람직하다는 인식을 보였다. 이번 합의는 세계 주요 기술 기업들이 선거 방해에 대한 공동 대응에 나섬으로써 AI 기술의 악용을 막고 자유롭고 공정한 선거를 위한 중요한 발걸음으로 평가된다. 하지만 기술적인 해결책과 더불어 시민들의 디지털 리터러시 교육 강화, 선거 관리 기관의 역할 강화 등 다각적인 노력이 필요하다는 지적도 나온다. 뮌헨 안보회의 참석자들은 AI 기술이 선거에 미치는 영향에 대해 심도 있게 논의했으며, 이번 협력이 선거의 공정성을 유지하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대하고 있다.
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MS·메타·오픈AI 등 IT 대기업 20곳, AI 선거 방해 대책 협력…2024년 대규모 선거 대비
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토성의 위성 미마스, '지하 바다' 존재⋯생명체 존재 가능
- 토성의 소형 위성 미마스(Mimas)에서 지하 바다가 발견되었다는 사실은 과학계에 큰 파장을 일으켰다. 영화 '스타워즈'에 등장하는 '데스 스타(Death Star)'와 흡사한 외관을 가진 미마스에서 생명체 존재 가능성을 암시하는 바다가 발견되었다는 것은 과학적 흥미뿐만 아니라 대중의 상상력을 사로잡았다. 포브스 재팬은 미마스 내부에 바다가 존재할 수 있다는 발견이 지질학적으로 활발한 천체에만 해당될 것이라는 기존의 생각을 뒤집는, 실로 놀라운 발견이라고 지난 14일 보도했다. 프랑스 파리 천문대의 발레리 레이니 박사팀은 지난 2월 8일 과학 저널 '네이처(Nature)'에 게재된 연구에서 토성 탐사선 카시니(Cassini)의 관측 자료를 분석한 결과, 미마스가 수많은 충돌 분화구로 덮인 얼음 표면 아래에 비교적 최근에 형성되어 여전히 진화 중인 바다가 존재할 가능성이 있다고 발표했다. 지름이 390km로 토성의 주요 위성 중 가장 작으며 가장 안쪽 궤도를 22시간 만에 공전하는 미마스는 표면이 분화구(crater, 운석 충돌 등으로 생기는 거대한 구덩이)로 덮여 있고 변화가 없다는 점에서 지질학적으로 비활성 상태로 여겨져 왔다. 하지만 2010년 카시니 탐사선이 관찰한 미마스의 '흔들림(libration)' 현상은 과학자들의 관심을 끌었다. 이는 미마스 내부에 액체 상태의 물이 존재할 가능성을 시사하는 중요한 증거였다. 미마스는 표면의 광범위한 부분을 차지하는 거대한 충돌 분화구 '허셜'로 인해 영화 '스타워즈'에 등장하는 우주 요새 '데스 스타(Death Star)'와 유사한 외관을 가지고 있다. 허셜은 1789년 미마스를 처음 확인한 천문학자 윌리엄 허셜의 이름을 딴 분화구를 말한다. 하지만 미마스에서는 지질 활동의 징후가 발견됐다. 특히 남극 지역의 크레이터가 다른 지역의 크레이터보다 작게 보이는 것은, 이 지역에서 최근에 융해 현상이나 새로운 표면 형성이 일어나고 있음을 간접적으로 나타내고 있다. 일반적으로 얼음이나 다른 고체 표면 아래 존재하는 바다는 액체 상태로 인한 내부 역학이 표면에 변형을 일으키며 드러나곤 한다. 연구팀은 그러나 미마스의 경우, 표면 변화가 거의 관찰되지 않아, 그 아래에 액체 상태의 바다가 존재할 가능성이 매우 낮은 후보로 여겨졌다고 밝혔다. 카시니 탐사선의 관측 데이터를 활용한 이전 연구에서 미마스의 자전 운동과 궤도상의 흔들림 현상이 관찰됐으며, 이러한 현상을 설명하기 위해 내부에 길게 뻗은 암석 핵이 존재하거나, 심지어는 내부에 전체적으로 바다가 있을 수 있다는 가설이 제시됐다. 지질학적으로 활동하지 않는 것으로 여겨졌던 미마스 이번 연구를 요약한 논문에 따르면, 미마스의 바다는 약 20~30km 두께의 얼음층 아래에 위치하며, 형성 시기는 약 2500만 년 전보다 젊은 것으로 추정된다. 네이처에 따르면 미마스 내부에 전구적 규모의 액체 상태의 물로 이루어진 바다가 존재하는 것으로 확인됐다. 이 바다는 대략 1500만년에서 500만년 전 사이에 형성된 것으로 추정된다. 논문의 공동 저자이자 영국 런던 대학교 퀸 메리 대학의 물리화학 및 천문학 부문 명예 연구원인 닉 쿠퍼는 "이번 발견으로 미마스가 엔켈라두스나 유로파와 같이 내부 바다를 가진 위성 가운데 하나로 자리매김하게 됐다. 미마스의 바다가 특히 눈에 띄는 점은 그 젊은 나이다"라고 말했다. 미마스 내부의 바다는 토성과 미마스 간의 조류력 상호작용을 통해 탐지됐다. 연구 결과, 미마스 궤도의 불규칙성이 지하 바다에 의해 발생할 수 있는 현상이 아님을 밝혀냈다. 이 연구에는 미국 항공 우주국(NASA)의 토성 궤도 탐사선 카시니가 2004년부터 2017년까지 13년 동안 수집한 관측 데이터가 활용됐다. 미마스는 반경이 198km에 불과한 작은 천체이지만, 이번 발견이 큰 파장을 일으킬 수 있다고 포브스 재팬은 강조했다. 활발한 지질 활동의 징후가 없는 작은 위성이 숨겨진 바다를 가지고 있으며, 이로 인해 생명 유지에 필수적인 조건을 제공할 가능성이 있다는 것은, 과학자들이 태양계 어느 곳에서든 생명의 존재 가능성을 탐색할 수 있는 새로운 전망을 열어준다는 것이다. 바다 연대 젊어 생명체 없을 수도 영국의 일간지 가디언은 지난 7일 미마스의 바다 연대가 너무 젊어 생명체가 출현할 충분한 기회가 없었을 수 있다는 주장이 제기됐다고 보도했다. 가디언에 따르면 프랑스 파리 천문대의 천문학자 발레리 레이니는 미마스 내부에 따뜻한 암석과 접촉하는 물이 존재함으로써 생명체가 존재할 가능성을 완전히 배제할 수 없다고 말했다. 그러나 이 숨겨진 바다의 연대가 수천만 년에 불과하다면, 생명체가 출현할 기회가 부족했을 가능성도 있다. 레이니는 "바다의 나이가 생명체 출현에 충분히 오래되었는지 여부에 대해 아무도 확신할 수 없다"고 덧붙였다. 일반적으로 위성의 암석질 핵과 지하 바다 사이의 상호작용으로 인해 생명 유지에 필요한 화학 에너지가 생성될 수 있다고 여겨진다. 쿠퍼는 "최근에 발견된 액체 상태의 물 바다는 생명의 기원을 연구하는 학자들에게 미마스를 주요 조사 대상이 됐다"고 말했다. 미마스에서 바다가 발견되었다는 사실이 예상 밖일 수 있지만, 태양계 내 다른 행성의 위성에서 바다가 발견된 것은 이번이 처음이 아니다. 토성의 위성 엔켈라두스와 타이탄, 그리고 목성의 위성 유로파, 가니메데, 칼리스토에서 이미 행성 해양학자들이 지하 바다를 탐지해 왔다. 미마스에서의 이러한 바다 발견은 예상치 못한 장소에서 이루어졌으며, 이는 태양계 곳곳의 소형 얼음 위성에 대한 철저한 조사가 곧 시작될 것임을 시사한다.
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토성의 위성 미마스, '지하 바다' 존재⋯생명체 존재 가능
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소행성 표면서 물 분자 첫 발견
- 과학자들이 지금은 폐기된 적외선 천문학 성층권 천문대(SOFIA)의 데이터를 활용해 소행성 표면에서 물 분자를 최초로 발견했다고 사이테크데일리가 14일(현지시간) 보도했다. 이 매체에 따르면 사우스웨스트 연구소(Southwest Research Institute, SwRI)의 연구원들은 미 항공우주국(NASA·나사) 과학자들과 독일 우주국 DLR의 공동 프로젝트인 SOFIA 데이터를 활용하여 소행성 표면에서 물 분자를 확인했다. 이는 태양계 형성과 생명체 지원 가능성에서 물의 분포와 물의 역할을 이해하는 데 중요한 진전을 이루었다는 평가를 받고 있다. SOFIA의 포캐스트(FORCAST) 장비는 이전에는 건조하다고 여겨졌던 소행성에서 물을 발견했다. 과학자들은 규산염이 풍부한 소행성 4개를 조사하여 그 중 2개에서 분자 물을 나타내는 중적외선 스펙트럼 시그니처를 분리하기 위해 FORCAST 장비를 사용했다. 해당 연구는 지난 2월 12일 행성과학저널(The Planetaey Science Journal)에 게재됐다. 소행성 물 분포의 중요성 이 발견에 관한 행성 과학 저널 논문의 수석 저자인 SwRI의 아니시아 아레돈도(Anicia Arredondo) 박사는 "소행성은 행성 형성 과정에서 남은 찌꺼기이기 때문에 태양 성운의 형성 위치에 따라 구성 성분이 달라진다"라고 말했다. 아레돈도 박사는 "특히 소행성의 물 분포는 물이 지구에 어떻게 전달되었는지를 밝힐 수 있기 때문에 특히 흥미롭다"고 부연했다. 무수 또는 건조한 규산염 소행성은 태양 가까이에서 형성되는 반면 얼음 물질은 더 멀리 떨어져서 합쳐진다. 소행성의 위치와 구성 성분을 이해하면 태양 성운의 물질이 어떻게 분포하고 형성 이후 어떻게 진화했는지 알 수 있다. 태양계의 물 분포는 다른 태양계의 물 분포에 대한 통찰력을 제공하며, 물은 지구상의 모든 생명체에 필요하기 때문에 태양계와 그 너머에서 잠재적 생명체를 찾을 수 있는 곳을 찾을 수 있게 해줄 것으로 예상된다. 아레돈도는 "소행성 아이리스(Iris)와 마살리아(Massalia)에서 분자 물로 추정되는 특징을 발견했다"고 말했다. 그는 "저희는 달 표면에서 햇빛을 받은 분자 물을 발견한 연구팀의 성공을 바탕으로 연구를 진행했다. 다른 천체에서도 이 스펙트럼 시그니처를 찾기 위해 SOFIA를 사용할 수 있다고 생각했다고 설명했다. 이전에는 달 햇빛이 비추는 표면에서만 분자 물이 발견되었으며, 소행성에서의 물 존재는 처음 확인된 사례다. SOFIA는 달 남반구에서 가장 큰 크레이터 중 하나에서 물 분자를 감지했다. 달과 소행성에 대한 이전 관측에서는 어떤 형태의 수소가 검출되었지만 물과 가까운 화학적 친척인 하이드 록실을 구별하지 못했다. 과학자들은 달 표면에 펼쳐진 1㎥(세제곱미터)의 토양에 화학적으로 결합된 12온스(340g)짜리 물 한 병에 해당하는 양의 물이 광물에 갇혀 있는 것을 발견했다. 아레돈도는 "스펙트럼 특징의 밴드 강도에 따르면 소행성의 풍부한 물은 태양이 비추는 달의 물과 일치한다"며 "마찬가지로 소행성에서도 물이 결합되어 있을 수 있다고 설명했다. 연구팀은 "태양계 물 분포는 다른 항성계 물 분포에도 영향을 미칠 가능성이 있다"고 밝혔다. 또한 "지구 생명체의 필수 요소인 물은 생명체 탐사 시 중요한 기준이 될 것"이라고 덧붙였다. 앞으로 연구팀은 소행성 물의 정확한 양과 분포를 파악하기 위해 추가 관측을 진행할 계획이다.
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소행성 표면서 물 분자 첫 발견
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'물의 행성' 97광년 너머 발견⋯지구형 행성 탐사 '이정표'
- 허블 우주 망원경(HST)이 60억 년 전에 형성된 외계행성을 둘러싼 물이 풍부한 대기를 감지했다. 포브스는 최근 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'를 인용해 이 외계행성 'GJ 9827d'은 태양계에서 불과 97광년 떨어져 있다며 이같이 보도했다. 미국 항공우주국(NASA·나사)에 따르면 외계행성 GJ 9827d는 지름이 지구의 약 2배이며 태양계의 해왕성 및 금성과 유사하다. 현재까지 대기에서 수증기가 감지된 가장 작은 외계행성이다. 지구형 행성은 태양계 내에서 지구와 비슷한 크기와 구조를 가진 행성을 말한다. 이러한 행성들은 지구와 우사한 특징을 가지고 있을 수 있으며, 물이나 기체로 된 대기를 포함한 환경을 가질 수 있다. 지구형 행성은 일반적으로 '금성형'과 '지구형'으로 분류된다. 이러한 행성들은 지구와 비슷한 크기와 질량을 가지며, 가스나 암석으로 이루어진 지표를 가지고 잇을 가능성이 크다. 이러한 지구형 행성 중에서 지구와 가장 비슷한 특성을 가진 것으로는 금성이 유명하다. 지구형 행성 특징 규명에 접근 물고기자리 방향의 외계행성 GJ 9827d에서 물을 발견한 것은 획기적인 사건이다. 물고기자리는 천문학에서 중요한 별자리 중 하나로 우리 은하의 방향을 나타내는 방향 지시자로도 사용된다. 물고기자리에는 명확한 주요 별이 많이 없지만, 여러 개의 밝은 별들이 모여 있는 모양이 물고기의 형상을 형성한다. 이번 연구 결과를 발표한 천문학자 팀 중 한 명인 독일 막스플랑크 천문연구소의 외계행성 대기물리학 부서를 총괄하는 로라 클라이드버그(Laura Klydeberg)는 보도자료를 통해 "진정한 지구형 행성의 특징에 한 발짝 더 다가서게 됐다"고 말했다. 이번 수증기 검출로 은하계에 존재하는 물이 풍부한 행성에 대한 이해가 비약적으로 발전할 수 있을 것으로 보인다. 행성에 물이 있는지 여부는 생명체 존재 가능성을 판단하는 데 매우 중요한 요소로 여겨지기 때문이다. 미국과 중국, 인도 등 우주 강국이 달 남극 탐사에 집중하는 것도 바로 물이 있기 때문이다. 연구팀 중 한 명인 캐나다 몬트리올대 트로티에 외계행성연구소(iREx)의 비욘 베네케는 "물이 풍부한 대기를 가진 행성이 태양계 외곽 항성계에 실제로 존재할 수 있다는 것을 대기 탐지를 통해 직접적으로 증명한 것은 이번이 처음일 것"이라고 말했다. 베케네는 "이는 암석성 행성의 대기 보유율과 다양성을 규명하는 데 있어 중요한 진전이다"라고 평가했다. 이번 연구 결과를 담은 논문은 '천체물리학 저널 레터스(The Astrophysical Journal Letters)'에 게재됐다. 고온다습한 행성 GJ 9827d는 주별(주로 별자리를 의미함)에 가깝기 때문에 금성처럼 고온다습한 행성일 가능성이 있다. 하지만 행성 대기의 주성분이 물인지, 아니면 수소를 많이 함유한 희박한 대기인지는 아직 밝혀지지 않았다. GJ 9827d에 대해 문제가 되는 것은 그 나이와 주별과의 근접성이다. 형성된 지 60억 년이 지났기 때문에 주별의 강력한 복사로 인해 초기부터 존재했던 수소의 대부분을 잃어버렸을 것으로 추정된다. 베케네는 "비교적 작은 행성을 조사하다 보면 어느 순간 행성에서 수소가 사라지고 이산화탄소를 주성분으로 하는 금성에 더 가까운 대기를 갖게 되는 전환점이 있을 것"이라고 설명했다. 절반은 물, 나머지 절반은 암석 추정 또 다른 가능성은 GJ 9827d가 수증기를 포함한 수소가 풍부한 외계행성(슈퍼지구보다 크고 해왕성형 행성보다 작은 외계행성)으로 수증기가 풍부한 외곽 가스층(수소와 헬륨으로 구성된 외곽 가스층)을 여전히 보유하고 있을 가능성이 있다. 그밖에 또 다른 가능성으로는 목성의 위성인 유로파의 온도를 높인 것과 같은 천체일 수도 있다. 유로파의 얼음 껍질 아래에는 지구의 두 배에 달하는 물이 존재한다. 베게네는 "GJ 9827d는 반은 물이고 반은 암석인 행성일 수 있다"고 지적했다. 그는 "작은 암석질 본체 위쪽에는 다량의 수증기가 있을 것"이라고 덧붙였다. 만약 GJ 9827d에 물이 풍부한 대기가 남아있다면, 주성(개별적인 하나의 별)에서 멀리 떨어진 곳에서 형성된 후 주성 근처로 이동한 것이 분명하다. 연구팀은 최근 제임스 웹 우주망원경(JWST)으로 GJ 9827d를 관측해 더 많은 정보를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 클라이드버그는 "이 관측 데이터로 무엇이 밝혀질지 눈으로 확인할 수 있기를 매우 고대하고 있다"고 말했다. 그는 "물의 행성 문제를 완전히 해결할 수 있기를 바란다"고 기대했다. 한편, 나사는 지난 1월 31일 태양보다 작고 차가운 적색 왜성을 도는 지구 질량 1.5배의 '슈퍼 지구'를 발견했다고 공식 발표했다. 나사에 따르면 'TOI-715 b'로 명명된 이 행성은 잠재적으로 생명체 거주 가능한 행성으로 추정된다. 발견 과정은 NASA 주관 트랜짓 엑소플래닛 서베이 위성(TESS)을 통해 이루어졌다. 나사는 발표문을 통해 "추가 조사가 필요한 '슈퍼지구'는 천문학적 기준으로 볼 때 우리와 상당히 가까운 137광년 떨어진 작고 붉은 별을 돌고 있다"면서 "동일한 항성계 내에 지구 크기의 두 번째 행성이 있을 수도 있다"고 설명했다. 이처럼 우주 과학의 발달로 슈퍼 지구 혹은 물이 존재하는 지구와 유사한 별의 존재가 속속 밝혀지고 있다.
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'물의 행성' 97광년 너머 발견⋯지구형 행성 탐사 '이정표'
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러시아, 2미터 거리 탐지 불가능한 '투명 망토' 개발⋯군사 작전 활용
- 러시아가 군대를 위해 투명 망토라는 혁신적인 위장술을 개발했다. 이 투명 망토는 영화 '해리포터와 죽음의 성물'에서 등장한 것과 유사하게 몸을 가려주는 기능을 갖추고 있다. 매국 매체 뉴욕포스트는 전략 군사 정보 분석가이자 푸틴 플레이북의 저자인 레베카 코플러(Rebekah Koffler)가 러시아의 이 혁신적인 망토 '네비딤카'에 대한 인터뷰를 최근 소개했다. 코플러는 "네비딤카는 러시아 및 이전 소련의 '마스키로프카' 교리(문자 그대로 '변장'을 뜻하나, 개념적 어원은 '가장 무도회')의 일부이며, 이는 러시아 군대의 기본 원칙 중 하나로서 당신이 하는 모든 일에 대해 적을 속이는 것이다"라고 설명했다. 그는 이어 "적에게 병력의 존재, 위치, 규모, 공격 시기, 그리고 장소에 대한 오도하고, 군사 하드웨어 유형을 식별하지 못하도록 하는 것이 목표"라며 "그들은 전장에서 일어나고 있는 사건에 대한 적의 인식을 통제하고 조작하는 데 중점을 둔다"고 덧붙였다. 러시아인들은 '마스키로프카' 활동을 실행하는데 엄청난 양의 자원을 투입한다. 예를 들어, 군인들을 따뜻하게 유지하기 위해 적절한 군복을 디자인하지 않을 수도 있지만 투명망토 '네비딤카에는 돈을 쓸 것'이라는게 코플러의 주장이다. 러시아 매체 타스(TASS)는 지난 1월 19일 이 투명 망토를 제작한 러시아 기업 하이더엑스(HiderX)와의 인터뷰를 공개했다. 이 인터뷰에서 하이더엑스는 망토 네비딤카는 350그램(약 3/4 파운드)의 무게로 접어서 사람의 주머니에 넣을 수 있고 열 신호를 숨겨서 작동한다는 점 등 새로운 군사 기술의 여러 측면을 설명했다. 회사 측에 따르면, 투명 망토는 물체의 주변 온도를 차단해 열을 추적하는 적군으로부터 러시아 군인을 효과적으로 위장한다. 하이더엑스는 타스에 새로운 망토에 대해 "우리는 완전히 새로운 제품, 즉 실루엣을 희석시키는 위장복을 디자인했다"라며 "특정 혼합물로 직물을 코팅하는 것은 완전히 러시아 기술이다"라고 말했다. 또한 "우리의 노하우이며 자세한 내용은 공개하지 않겠다"며 "이 슈트는 물체의 주변 온도를 감지한다. 적대적인 열 추적자로부터 러시아 군인을 효과적으로 위장할 수 있다"라고 주장했다. 당시 하이더엑스는 "시험이 진행 중이며 1월 말까지 완료해야 한다"고 말했다. 하이더엑스에 따르면 현재 기술로는 러시아 군대가 열을 차단할 순 있지만 비효율적인 것으로 입증됐다며 그들의 기술은 "직물이 숨을 쉬면서 자연스럽게 발생하는 열 교환을 통해 작동한다"고 말했다. 코플러는 "이 소재 자체는 세 가지 층으로 구성되어 있는데, 첫째는 사용자 몸에서 나오는 적외선(IR)을 반사하는 내부 층, 둘째는 IR 복사를 흡수하는 중간 층, 그리고 외부 환경에서 나오는 IR 복사를 반사하는 외부 층이다"라면서 "클로크-네비딤카는 방사능 화학 생물학 방어를 뜻하는 RKhBZ 아카데미에서 개발됐다"고 설명했다. 한편, 2019년에는 캐나다의 군수 기업이 군인을 위해 '퀀텀 스텔스'라는 특별한 소재로 제작된 투명 망토를 개발했다. 이 망토는 뒤에 가려진 대상 주위의 빛을 조작하여 대상을 사라지게 하고 배경만 보이도록 하는 뛰어난 위장 효과를 자랑한다. 한국의 연구진도 2021년에 이미 투명 망토 제작과 관련된 메타 물질 구현에 성공했다. 이 메타 물질은 벽돌처럼 찍어서 잘라내어 빛의 경로를 조절할 수 있게 만들었다. 이를 통해 모든 방향에서 들어오는 빛을 일반적인 굴절 방향과는 다른 방향으로 휘도록 조절하며, 파장대도 정밀하게 조절할 수 있는 특징을 갖추고 있다.
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러시아, 2미터 거리 탐지 불가능한 '투명 망토' 개발⋯군사 작전 활용
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비탈릭 부테린, 블록체인에 AI 융합 시 '주의' 촉구
- 가상화폐(암호화폐) 이더리움의 공동 창립자 비탈릭 부테린이 블록체인과 인공지능(AI)을 융합을 우려했다. 암호화폐 전문매체 코인텔레그래프는 31일(현지시간) 이더리움의 공동 창립자 비탈릭 부테린은 개발자들에게 인공 지능(AI)과 블록체인 기술을 융합할 때 "조심해야 한다"고 경고했다고 전했다. 이더리움은 비트코인에 이어 세계에서 두 번째로 큰 암호화폐다. 1일 비트코인 시가총액은 8251억달러를 기록했고, 이더리움 시총은 약 2720억달러였다. 이날 비트코인(BTC) 1개당 가격은 전일 대비 2.07% 하락해 약 4만2105달러였고, 이더리움(ETH)은 2.95% 급락해 2268달러에 거래됐다. 부테린은 지난 1월 30일 블로그 게시물에서 AI에 대한 가장 시급한 우려를 분류하며, 특히 가치가 높고 위험성이 높은 상황에서 새로운 애플리케이션을 배포할 때는 "신중하게 접근해야 한다"고 개발자들에게 말했다. 그는 "예를 들어 누군가 AI 오라클을 사용하는 예측 시장이나 스테이블코인을 구축했는데 그 오라클이 공격 가능한 것으로 밝혀지면 엄청난 금액이 한순간에 사라질 수 있다는 점을 주의해야 한다"고 말했다. 부테린은 AI의 활용 가능성이 가장 높은 분야 중 하나는 예측 시장과 같은 메커니즘에 AI가 참여할 수 있도록 하는 것으로, 인간에게는 불가능한 마이크로 스케일이라고 설명했다. 또한 부테린은 AI가 사용자를 위한 암호화폐 지갑 인터페이스에 사용되어 거래와 서명을 설명하거나 사기를 탐지함으로써 사용자가 암호화폐를 이해하고 안전하게 상호작용할 수 있도록 도울 수 있다고 말했다. 그는 "제 개인적인 의견으로는 순수한 AI 인터페이스는 다른 종류의 오류의 위험을 증가시키기 때문에 현재로서는 너무 위험할 수 있지만, 기존 인터페이스를 보완하는 AI는 매우 실용화되고 있다"고 말했다. 전문가들은 암호화폐 시스템의 규칙이나 거버넌스를 시행하기 위해 AI를 활용하는 것을 부테린은 가장 위험한 시도로 보고 있는 것 같다고 지적했다. 오픈소스 AI 모델은 공격자의 공격에 취약할 수 있기 때문이다. 오픈소스 AI는 악의적인 공격자가 코드를 검사하고 이에 대한 공격을 최적화할 수 있기 때문에 공격에 더 취약하다. 부티린은 "클로즈드 소스 AI는 '모호함을 통한 보안'을 제공하지만, 이러한 모델은 작동 방식에 대한 투명성이나 편향되지 않았다는 보장을 제공하지 않는다"고 말했다. 그는 오픈AI에 인접한 암호화폐 스타트업 월드코인이 폐쇄형 AI의 한 예라고 설명하며, 이 회사는 "누구도 AI 모델을 단순히 호출할 수 없도록" 하고 대신 "신뢰할 수 있는 하드웨어"를 사용하고 있다고 설명했다. 블록체인 기술을 기반으로 하는 암호화폐 중 하나인 월드코인(Worldcoin)은 챗 GPT로 유명한 오픈AI의 샘 올트먼 최고경영자(CEO)가 주도하고 있다. 이 프로젝트는 모든 인간에게 고유한 디지털 신원을 부여하고, 이를 통해 암호화폐를 보다 폭넓게 배포하려는 비전을 가지고 있다. 월드코인의 특징 중 하나는 신원 확인 과정에서 사용자의 독특한 생체 인식 정보를 활용하려는 시도다. 이를 위해 특수한 하드웨어 장치를 사용해 개인의 독특한 눈(홍채)을 스캔하고, 이를 통해 각 사용자가 유일한 개인임을 확인한다. 월드코인의 이러한 접근 방식은 프라이버시와 보안에 대한 우려를 불러일으켰다. 개인의 생체 정보를 사용래 디지털 신원을 생성하고 관리하는 과정에서 개인정보 보호, 데이터 보안, 그리고 이러한 정보의 오남용 가능성에 대한 우려가 있다. 프로젝트 측은 이러한 우려를 해소하기 위한 조치를 마련한다고 주장하지만, 이에 대한 공개적이고 투명한 논의가 필요하다. 부테린은 암호화폐와 블록체인을 사용해 다른 애플리케이션이 활용할 수 있는 탈중앙화된 AI를 만드는 것이 가장 큰 과제라고 설명했다. 그는 "블록체인과 암호화 기술을 사용해 '싱글톤', 즉 일부 애플리케이션이 특정 목적을 위해 의존하는 신뢰할 수 있는 단일 분산형 AI를 만들려는 애플리케이션이 가장 어려운 과제다"라고 지적했다. 이러한 애플리케이션은 "기능적인 측면과 해당 문제에 대한 주류 접근 방식과 관련된 중앙 집중화 위험을 피하는 방식으로 AI 안전성을 개선할 수 있는 잠재력을 가지고 있다"고 그는 말했다. 그는 이러한 가정이 실패할 수 있는 방법도 여러 가지가 있다고 덧붙였다. 한편, 비탈릭 부테린(Vitalik Buterin)은 암호화폐와 블록체인 기술 분야에서 가장 영향력 있는 인물 중 하나다. 1994년 러시아에서 태어난 그는 이더리움(Ethereum)의 공동 창립자이며, 프로그래머이자 작가로도 활동하고 있다. 특히 분산형 애플리케이션(dApps)과 스마트 컨트랙트의 개발 및 구현에 크게 기여했다. 부테린은 어린 시절부터 수학과 프로그래밍에 대한 강한 관심을 보였고, 이후 암호화폐에 대한 그의 관심은 그를 이 분야의 선구자 중 한 명으로 만들었다. 그는 2013년에 이더리움을 처음으로 제안했으며, 이는 비트코인의 블록체인 기술을 기반으로 하면서도 더 광범위한 애플리케이션을 지원할 수 있는 플랫폼을 목표로 했다. 이더리움은 특히 스마트 컨트랙트를 사용하여 자동으로 실행되는 계약을 가능하게 함으로써, 금융, 게임, 사회적 네트워킹 등 다양한 영역에서 새로운 형태의 애플리케이션 개발을 촉진했다. 이더리움의 성공은 부테린을 암호화폐 커뮤니티뿐만 아니라 기술 산업 전반에 걸쳐 인정받게 만들었다. 부테린은 또한 그의 기술적 통찰력과 이더리움 생태계에 대한 지속적인 기여로 암호화폐 커뮤니티에서 존경받고 있는 인물이다. 그는 여러 컨퍼런스와 포럼에서 주요 연사로 활동하며, 블록체인 기술의 미래와 그것이 사회에 미칠 영향에 대해 논의하고 있다. 부테린은 또한 오픈 소스 프로젝트와 기술 혁신을 지원하기 위해 다양한 기부 활동에 참여하고 있다.
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비탈릭 부테린, 블록체인에 AI 융합 시 '주의' 촉구
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거대한 늙은 흡연자별, 은하수에서 발견
- 국제 우주과학자들이 우리 은하 중심에서 새로운 유형의 별을 발견했다. 과학 전문매체 스카이 뉴스(sky news)에 따르면 영국 하트퍼드셔 대학교(University of Hertfordshire)의 필립 루카스 교수가 이끄는 국제 과학자팀은 최근 '늙은 흡연자별'로 불리는 새로운 적색 거성을 발견했다. 이 별들은 가스 구름을 방출하는 특징 때문에 늙은 흡연자라는 별명을 얻었다. 연구팀은 10년간 적외선을 이용하여 약 10억 개의 별을 모니터링한 끝에 이 별들을 발견했다. 연구팀이 은하수 중심 부근에서 발견된 21개의 붉은 별은 모호한 밝기 변화를 보였다. 연구팀은 처음에는 이 별들이 활동을 시작한 원시별, 새로운 별을 형성하고 있는 단계, 혹은 먼지 껍질이나 원반에 의한 밝기 변화에서 회복 중인 것인지 분류하기 어려웠다. 분석을 통해 연구팀은 이 별들이 새로운 유형의 적색 거성이라고 결론을 내렸다. 이 별들은 오랜 기간 동안 조용히 있던 상태에서 갑작스레 가스 구름을 방출하는 방식을 보여준다. 이 별들은 우리 은하의 핵심부, 핵 원반으로 알려진 내부 지역에 위치해 있었다. 이 지역은 다른 지역보다 무거운 원소가 풍부하며, 이는 별의 형성과 진화에 영향을 미친다. 과학자들은 이러한 환경이 적색 거성의 상대적으로 차가운 외부층에 있는 가스로부터 먼지 입자가 더 쉽게 응축될 수 있게 만든다고 설명했다. 그럼에도 불구하고, 연구팀이 목격한 짙은 가스 구름의 분출을 어떻게 설명할 수 있는지는 여전히 명확하지 않으며, 몇 가지 가설이 제시되고 있다. 하나의 가설은 핵 원반의 먼지 입자가 적색 거성의 외부층 가스와 결합하여 응축될 수 있다는 것이다. 먼지 입자가 상대적으로 가스보다 더 차가워 응축 과정에서 가스를 냉각시킬 수 있으며, 이는 가스 구름 형성을 촉진할 수 있다. 또 다른 가설은 적색 거성의 외부 가스층이 핵 원반의 먼지 입자와 상호 작용하여 가스 구름을 형성할 수 있다는 것이다. 먼지 입자와 가스의 충돌은 가스를 혼란스럽게 만들어 응축을 유도할 수 있다. 이 두 가지 가설 중 어느 것이 '늙은 흡연자 별'의 가스 구름 형성에 기여하는지는 현재로서는 명확하지 않다. 하지만, 과학자들은 이러한 발견이 핵 원반과 은하 내 다른 금속이 풍부한 지역에서 원소가 분포하는 방식에 대한 이해를 심화시킬 수 있다고 여긴다. 연구팀은 이 발견이 핵 원반 및 은하의 금속이 풍부한 지역에서 원소 분포에 관한 현재의 지식을 변화시킬 수 있다고 말했다. '늙은 흡연자별'은 은하 중심부의 핵 원반에서 발견된 새로운 유형의 별로, 핵 원반은 별들이 무거운 원소를 풍부하게 가지고 있는 지역이다. 이 별들이 핵 원반의 먼지 입자를 은하의 다른 지역으로 전달함으로써, 핵 원소의 은하 내 분포를 변경할 수 있다. 과학자들은 이러한 과정이 은하 중심부의 진화에 변화를 가져올 수 있다고 추정했다. 이 프로젝트에는 영국, 칠레, 한국, 브라질, 독일, 이탈리아 출신의 천문학자들이 참여했다. 이들은 칠레 안데스 산맥의 고지대에 위치한 세로 파라날 천문대(Cerro Paranal Observatory)에서 영국이 제공하는 가시광선 및 적외선 조사 망원경(VISTA)을 활용하여 연구를 진행했다. 연구팀은 '늙은 흡연자' 별뿐만 아니라, 수개월에서 수십 년에 걸쳐 극심한 폭발을 겪는 드문 신생 별, 즉 원시별(protostar)을 포함하여 다양한 신생 별을 탐지했다. 이 새로 발견된 별들 대부분은 우리 은하 내 먼지와 가스에 의해 가시광선에서 가려져 있지만, 적외선을 통해서는 관찰될 수 있어 과학자들은 처음으로 이 별들을 관찰하는 것이 가능했다. 연구팀은 밝기가 최소 40배에서 일부는 300배 이상 증가하는 32개의 분출하는 원시별을 발견했다. 이 연구 결과는 영국 왕립천문학회(Royal Astronomical Society)의 '월간 공지(Monthly Notices Of The Astronomical Society)'에 게재됐다. 이번 발견은 우리 은하 중심부에 대한 새로운 이해를 가능하게 한다. 특히, '늙은 흡연자별'의 발견은 핵 원반의 구성과 진화에 대한 우리의 이해를 전환시킬 수 있는 가능성을 내포하고 있다. 더불어, 분출하는 원시별의 탐지는 태양계 형성 과정에 관한 새로운 통찰력을 제공한다.
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거대한 늙은 흡연자별, 은하수에서 발견
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인도 10대 소년, 치매 환자용 혁신적인 안전 장치 개발
- 인도의 10대 소년 헤메시 차달라바다(Hemesh Chadalavada)가 알츠하이머 환자를 위한 혁신적인 안전장치를 개발했다. 헤메시는 2018년 여름, 할머니와 함께 보낸 시간에서 알츠하이머 환자용 안전장치 개발의 영감을 얻었다. 어느 날 저녁, 그의 63세 할머니 자야스리가 실수로 가스를 켜 놓은 채 잠옷을 입고 남인도 군투르에 있는 집으로 돌아간 일이 발단이 됐다. 그가 기억하는 할머니는 한때 텔랑가나 주에서 유명한 정치인 및 정책 입안자들과 교류하며 활발하고 성공적인 삶을 살았으나, 알츠하이머병으로 인해 크게 달라졌다. 영국 매체 가디언은 인도의 10대 소년 헤메시 차달라바다가 이러한 이유로 알츠하이머 환자를 위한 안전장치인 '알파 모니터(Alpha Monitor)'를 개발했다고 보도했다. 가볍고 컴팩트한 알파 모니터는 배지나 완장 형태로 착용이 가능하며, 착용자가 움직이기 시작하면 알람이 울리고, 환자가 넘어지거나 헤맬 경우 간병인에게 알린다. 이 장치는 알츠하이머 환자의 안전을 도모하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 대다수의 유사 장치가 와이파이나 블루투스에 의존하며 제한된 범위 내에서만 작동하는 반면, 알파 모니터는 '로라(LoRa)'라고 불리는 장거리 통신 기술을 사용하여 도심에서는 1마일(약 1.6km), 시골에서는 5km 이상 떨어진 위치에서도 환자를 감지할 수 있다. 차달라바다는 로봇공학과 전자공학에 관한 유튜브 동영상을 통해 독학하면서 20개의 프로토타입을 개발했다. 그는 인도 알츠하이머 관련 장애 협회가 운영하는 주간 센터에서 시간을 보내며 알츠하이머 환자들의 요구사항을 이해하는 데 중점을 두었다. 인도에서 알츠하이머 환자는 약 880만 명에 이르는데, 이러한 현장 경험이 알파 모니터 개발에 중요한 영감을 제공했다. 해당 지역 사회의 공동 창립자인 아 발라 트리푸라 순다리(A Bala Tripura Sundari)는 그에게 장치는 "신체 어디에든 부착 가능한 경량 제품이 되어야 한다"고 조언했다. 이 모니터는 사용자의 맥박과 체온을 측정하며 약 복용 시기를 알려준다. 차달라바다는 기계 학습 기법을 적용하여 환자의 움직임 패턴을 예측할 수 있도록 자신의 발명품을 지속적으로 개선하고 있다. 2022년에 그는 1만8,000명의 출품작을 제치고 Samsung Solve for Tomorrow 콘테스트에서 1천만 루피(약 1억6,000만원)의 보조금을 받았고 삼성의 최고 엔지니어 중 일부를 멘토로 배정받았다. 그는 2022년 한국의 삼성 희망 어린이 프로그랜인 삼성 솔브 포 투모로우(Samsung Solve for Tomorrow) 공모전에서에서 1만 8000개의 출품작 가운데 선정되어 1000만 루피(약 1억 6000만원)의 보조금을 수여받았으며, 삼성의 주요 엔지니어들로부터 멘토링을 받았다. 그가 12살이었을 때, 친구들과 크리켓 경기를 하며 친구들의 체온을 모니터링하기 위해 '열 감지기'를 만들었다. 그는 "우리 모두 여름의 더위 속에서 크리켓을 즐겼지만, 많은 친구들이 더위 때문에 아팠어요. 몸이 과열되는 시점을 알면 더 오래 동안 안전하게 게임을 즐길 수 있겠다고 생각했어요"라고 열감지기 탄생에 대해 설명했다. 차달라바나는 3월 학교 시험이 끝나면 9월까지 장치를 시장에 출시할 준비를 한다는 목표로 모니터에 대한 마무리 작업을 수행할 예정이다. 그는 그것이 대부분의 사람들에게 적당한 가격에 팔려야 한다고 단호히 주장한다. 차달라바나는 오는 3월 학교 시험 종료 후 9월까지 이 장치를 시장에 출시할 준비를 하고 있다. 그는 이 장치는 대다수의 사람들이 구매할 수 있는 합리적인 가격에 판매되어야 한다고 강조했다. 차달라바나는 해외 대학에서 로봇 공학을 공부하기를 희망한다. 그의 목표는 간단하다. “인도 사람들에게 도움이 되는 제품을 만들고 싶다”는 것이다. 그의 궁극적인 목표는 해외 대학에서 로봇공학을 공부하는 것이다. 그는 "인도 사람들에게 도움이 되는 제품을 만들고 싶다"는 소박한 목표를 가지고 있다.
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- 산업
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인도 10대 소년, 치매 환자용 혁신적인 안전 장치 개발
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포스코이앤씨, AI탑재 드론으로 외벽 균열 탐지 솔루션 '포스비전' 개발
- 포스코이앤씨가 드론을 사용해 불과 0.3mm의 미세한 균열을 파악할 수 있는 혁신적인 아파트 외벽 관리 솔루션을 개발했다. 포스코이앤씨는 23일 고화질 영상 장비를 탑재한 드론으로 아파트 외벽을 촬영해 균열을 식별하는 인공지능(AI) 균열 관리 솔루션 '포스-비전'(POS-VISION)을 개발했다고 밝혔다. 아파트 외벽에 발생한 폭 0.3mm의 미세한 균열까지 탐지할 수 있는 능력을 갖추고 있다. 이는 공동주택 하자 판정 기준에서 0.3mm 이상의 균열을 하자로 간주하는 점을 감안한 것이다. 이 시스템은 균열뿐만 아니라 창호 코킹의 불량, 콘크리트 파손 등 다양한 외벽 품질 문제도 감지할 수 있다. 또한, 포스코이앤씨는 이 드론 기반 탐지 기술을 아파트 외에도 고속도로 슬래브 공사, 화력 발전소의 저탄장 공사 등 9개의 다양한 프로젝트에 적용하여 보다 신속한 보수 작업을 수행하는 데에 큰 성과를 거두었다고 밝혔다. 포스코이앤씨는 정밀도를 더욱 향상시키는 동시에 모든 건설 현장에 이 기술을 광범위하게 적용함으로써, 구조물의 건설 품질을 철저히 관리하겠다는 전략을 세웠다. 이 회사는 "최근 사회적으로 주목받는 외벽 품질 결함으로 인한 누수, 철근 노출 등의 문제를 사전에 방지하고, 더 높은 완성도를 자랑하는 아파트를 공급하는 데 기여할 수 있는 혁신적인 기술"이라고 밝혔다. 한편, 드론은 최근 건설 현장의 다양한 분야에서 활용되고 있다. 먼저 드론은 건설 현장의 전반적인 모습을 촬영해 프로젝트의 진행 상황을 실시간으로 모니터링하는 데 사용된다. 이를 통해 프로젝트 관리자는 현장 상황을 쉽게 파악하고 관리할 수 있다. 또한 드론은 고해상도 카메라와 센서를 이용해 정밀한 3D 맵(map, 지도)을 생성할 수 있다. 이는 건설 전 토지의 상태 파악, 계획 수립, 그리고 건설 후 변화의 측정에 유용하다. 게다가 드론은 건설 현장의 안전 검사를 수행하는 데 사용될 수 있으며, 특히 높은 곳이나 접근하기 어려운 지역에서 유용하다. 드론을 사용하여 위험한 지역을 원격으로 조사하고, 잠재적인 안전 문제를 식별할 수 있다. 그밖에 건설 현장의 장비와 자재를 드론을 사용하여 추적하고 관리할 수 있다. 이는 로지스틱스와 인벤토리 관리를 최적화하는 데 도움이 될 수 있다. 앞서 언급한 포스코이앤씨의 예처럼, 드론은 외벽 균열 검사, 콘크리트의 질 점검, 구조물의 안정성 평가 등 품질 관리에도 활용되는 등 향후 다양한 분야에서 쓰임새가 더 커질 전망이다.
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포스코이앤씨, AI탑재 드론으로 외벽 균열 탐지 솔루션 '포스비전' 개발
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지구와 닮은 행성, 73광년 거리서 발견⋯가장 젊은 행성
- 지구와 닮은 행성이 73광년 거리에서 발견돼 천문학자들을 흥분시키고 있다. 이번에 새롭게 발견된 행성은 미국 항공우주국(NASA·나사)의 천체 탐사 위성 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)에 의해 감지됐다. TESS 위성은 태양계를 넘어서는 광대한 우주 공간에서 다수의 거대 행성들을 탐지해 왔다. 그 중에는 이번 발견을 포함해 같은 행성계 내에 위치한 두 개의 다른 행성들도 포함되어 있다. 영국 매체 인디펜던트(independent)는 나사의 TESS 위성이 발견한 HD 63433d로 명명된 이 신비한 행성이 지금까지 발견된 지구 크기 행성들 중에서 가장 젊고 가장 인접한 위치에 있다고 전했다. 이번 지구형 행성 발견의 의미는 매우 크다. 연구진은 이 행성의 근접성이 지구과학에 중대한 발견을 이끌어낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이번 연구의 공동 책임자 중 한 명인 위스콘신 매디슨 대학의 멜린다 소아레스-푸르타도(Melinda Soares-Furtado) 연구원은 "우리는 지구의 초기 모습을 닮은 이 신세계를 면밀히 관찰할 기회를 가질 것"이라며, "이 행성이 초기 지구의 특성을 갖고 있을 가능성이 있어, 그 가치가 매우 크다"고 말했다. 연구진은 이 행성에 대한 면밀한 관찰을 통해 내부적인 가스 배출 여부와 자기장 작동 메커니즘 등을 파악할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 소아레스-푸르타도 박사는 이 발견의 중요성을 강조하며, "이것은 우리 태양계와 가까운 공간에서 일어나는 매우 흥미로운 현상"이라고 말했다. 그러면서 "이렇게 가까이 있는 복잡한 천체 시스템이 우리에게 어떤 정보를 제공할 수 있을지, 또한 이 젊은 별 그룹에 속한 다른 유사한 별들 중에서 행성을 찾는 연구가 어떻게 우리의 지식을 확장하는데 도움이 될 수 있을지에 대해 깊이 고민하고 있다"고 전했다. 그러나 이 행성과 지구 간의 유사점은 한계가 있다. 이 행성은 별에 대해 조석 고정 상태로 존재하여, 항상 같은 면만을 향하고 있는 것으로 추정된다. 이로 인해 한쪽 면의 온도는 1260℃(화씨 2300도)에 이를 수 있으며, 이는 지표면이 용암으로 뒤덮여 있을 수 있음을 의미한다. 이 신비로운 행성은 HD 63433이라는 별 주변에서 발견된 세 번째 행성으로, 이에 따라 명명되었다. 이 행성은 우리의 태양과 크기와 종류가 유사하나, 연령 면에서 훨씬 젊은 특징을 지니고 있다. 게다가 불과 73광년 거리에 위치한 HD 63433d행성은 쌍안경을 통해서도 관찰이 가능하다는 점이 놀라움을 자아낸다. 이 행성은 지구의 크기와 유사하며, 지름은 지구의 1.1배 정도이다. 이 행성이 공전하는 별은 태양의 크기의 91%, 질량의 99%에 달해 태양과 상당히 유사한 특성을 보인다. 이번 행성 발견은 천문학 저널에 'TESS 젊은 외계 행성 탐사(THYME)'라는 제목의 논문으로 소개됐다. 이 연구는 천문학계에 새로운 지평을 열며, 우주에 대한 인류의 지식 확장에 중요한 기여를 하고 있다.
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- 생활경제
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지구와 닮은 행성, 73광년 거리서 발견⋯가장 젊은 행성
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18가지 암 93% 초기 발견 가능 획기적인 혈액검사 개발
- 미국에서 18가지 유형의 암을 초기 단계에서 발견할 수 있는 새로운 혈액검사가 개발됐다. 영국 매체 더 선(THE Sun)은 미국의 생명공학 회사 노벨나(Novelna) 연구팀이 개발한 획기적인 혈액 검사 방법은 18가지 유형의 암을 초기 단계에서 발견할 수 있다고 최근 보도했다. 이 검사 방법은 혈장 내 단백질의 변화를 감지하여 암세포와 정상 세포를 구분한다. 연구진은 이 검사를 이전에 암을 진단받은 440명과 건강한 헌혈자 44명에게 테스트했다. 그 결과, 이 검사는 초기 단계의 암을 '매우 정확하게' 탐지할 수 있었고, 80%의 사례에서 암세포에서 유래한 단백질을 확인했다. 특히, 1단계 암의 경우 남성은 93%, 여성은 84%를 발견할 수 있었다. 하버드 대학의 보그단 버드닉(Bogdan Budnik) 박사는 이 혈액 검사의 중요성을 강조하며, "우리가 개발한 이 혈액 검사는 암의 조기 발견에 매우 효과적이며, 암세포에서 나오는 특정 단백질을 증상이 나타나기 전에 감지할 수 있다"고 밝혔다. 현재 영국에는 약 300만 명의 암 환자가 있는 것으로 추정되며, 전문가들은 이 숫자가 2040년까지 530만 명 이상으로 증가할 것으로 예측하고 있다. 암은 초기 단계에서 발견될 경우 치료가 상대적으로 용이하지만, 현존하는 다양한 암 조기 발견 검사들이 종류별로 분류되어 있어 신속한 진단에 어려움이 있다. 영국의 국가의료제도(National Health Service, NHS)는 현재 갤러리(Galleri) 테스트를 시범 운영 중이다. 갤러리 테스트는 50가지의 암을 탐지할 수 있는 능력이 있다고 알려져 있지만, 최근 개발된 노벨나(Novelna)의 새로운 테스트는 갤러리 테스트보다 더 높은 민감도를 보이는 것으로 평가받고 있다. 이 새로운 검사 방법은 혈장 내에 존재하는 단백질을 분석하여 암을 탐지한다. 암세포는 정상 세포와는 다른 단백질을 생성하기 때문에, 이러한 차이를 통해 암을 조기에 발견할 수 있다는 것이 핵심이다. 이 새로운 혈액 검사는 성별을 고려하여 진행되는데, 이는 일부 암이 남성과 여성에서 다른 연령대에 영향을 미칠 가능성이 높기 때문이다. 암은 증상이 나타나기 전, 몸 안에서 작은 암세포들이 퍼져 나가는 단계에서 발견하기 어렵다. 이 단계에서는 암세포가 아직 크기가 작고 증상이 나타나지 않기 때문이다. 그러나 암세포는 정상 세포와 다른 단백질을 생성하는 특징을 가지고 있다. 이러한 특성 때문에 혈액 검사를 통해 암을 조기에 발견할 수 있다. 현재 영국 국가의료제도에서 시험 중인 갤러리 테스트와 새로 개발된 노벨나의 검사 모두 혈액 내의 단백질을 분석하여 암을 탐지한다. 특히, 노벨나의 새로운 검사는 성별에 따른 암 발생 가능성을 고려하여 검사를 진행함으로써, 보다 정확하고 맞춤화된 진단이 가능하게 하여, 암 진단의 정확도와 효율성을 높이는 데 기여하고 있다. 런던 퀸 메리 대학의 스티븐 더피(Stephen Duffy) 교수는 최근의 연구 결과에 대해 "이 연구는 암을 조기에 발견할 수 있는 높은 가능성을 보여주며, 잘못된 결과를 낼 확률이 낮다는 것을 시사한다"고 말했다. 암은 초기 단계에서 발견되고 적절히 치료될 경우 완치 가능성이 높지만, 증상이 나타나기 전에는 발견하기 어려운 것이 현실이다. 이러한 맥락에서, 이 새로운 혈액 검사의 상용화는 암 조기 발견과 치료에 큰 진전을 가져올 것으로 기대된다.
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18가지 암 93% 초기 발견 가능 획기적인 혈액검사 개발
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생수 속 나노플라스틱, 리터당 수천 개…체내 침범 우려
- 연구원들이 생수 속에서 이전 추정치보다 10~100배 더 많은 플라스틱 조각이 포함되어 있다는 사실을 발견했다고 CNN이 8일(현지시간) 보도했다. 미국 컬럼비아 대학의 연구원들은 생수에 있는 나노입자의 화학 구조를 보고, 계산하고, 분석할 수 있는 새로운 기술을 제시했다. 새로운 연구에 따르면, 표준 크기 생수 2개에 해당하는 1리터의 물에는 7가지 유형의 플라스틱에서 평균 24만 개의 플라스틱 입자가 포함되어 있으며, 이 중 90%는 나노플라스틱이고 나머지는 마이크로플라스틱인 것으로 확인됐다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences) 저널에 이날 발표됐다. 나노 입자는 너무 작아서 현미경으로 볼 수 없다. 전문가들은 인간 머리카락 평균 너비의 1000분의 1인 나노플라스틱은 너무 작기 때문에 소화관이나 폐 조직을 통해 혈류로 이동하여 잠재적으로 유해한 합성 화학 물질을 몸 전체와 세포에 퍼트릴 수 있다고 지적했다. 미세 플라스틱은 0.2인치(5mm) 미만에서 2만5000분의 1인치(1마이크로미터)에 이르는 폴리머 조각이다. 그보다 더 작은 것은 10억분의 1미터 단위로 측정해야 하는 나노 플라스틱이다. 이 연구를 주도한 연구팀은 미국에서 판매되는 인기 생수 브랜드 3곳의 실제 플라스틱 조각 수가 리터당 300개가 아니라 11만 개에서 37만 개 사이라는 사실을 발견했다. 단, 저자들은 어떤 브랜드의 생수를 연구했는지는 언급하지 않았다. 공동 저자이자 환경 화학자인 컬럼비아 대학교 라몬트-도허티 지구 천문대의 부교수인 베이잔 얀(Beizhan Yan)은 "이 새로운 기술은 실제로 물속에서 수백만 개의 나노 입자를 볼 수 있었으며, 이는 무기 나노 입자, 유기 입자 및 우리가 연구한 7가지 주요 플라스틱 유형이 아닌 다른 플라스틱 입자일 수 있다"고 말했다. 이 연구는 나노 플라스틱이 인간 건강에 미치는 잠재적 위험을 탐구하는 새로운 방향을 제시했다. '건강한 아기, 밝은 미래'라는 비영리단체의 연합체에서 일하는 연구 책임자 제인 헐리한은 이 연구에 직접 참여하지는 않았지만, 나노 플라스틱의 인간 건강에 대한 잠재적 위험을 더 깊이 이해하기 위한 추가적인 연구가 필요하다고 강조했다. 이 단체는 아기들이 신경독성 화학물질에 노출되는 것을 줄이기 위해 노력하는 과학자들과 기부자들로 구성되어 있다. 헐리한은 "이 연구는 미세 플라스틱 입자에 대한 광범위한 인체 노출이 거의 연구되지 않은 위험을 초래할 수 있음을 시사한다"고 말했다. 그녀는 "특히 영유아가 이러한 위험에 가장 크게 노출될 수 있는데, 그 이유는 영유아의 발달이 더디기 때문"이라고 덧붙였다. 펜실베이니아주립대 베렌드 캠퍼스의 지속가능성 책임자인 셰리 '샘' 메이슨(Sherri 'Sam' Mason)은 이 연구에 참여하지 않았지만, "이 연구는 인상적이며, 투입된 노력이 매우 심오하다. 나는 이를 획기적이라고 부르고 싶다"라고 평가했다. 이 새로운 발견은 수돗물 유해 물질 노출을 줄이기 위해 유리나 스테인리스 스틸 용기에 담긴 수돗물을 마시라는 오랜 전문가의 조언을 강조한다고 메이슨은 말했다. 이러한 조언은 플라스틱으로 포장된 다른 음식과 음료에도 적용된다고 그녀는 덧붙였다. 메이슨은 9개국 11개 브랜드에서 판매되는 생수 샘플의 93%에서 마이크로플라스틱과 나노 플라스틱의 존재를 처음으로 발견한 2018년 연구의 공동 저자였다. 과거 연구에서 메이슨은 오염된 물 1리터에 인간의 머리카락보다 넓은 평균 10개의 플라스틱 입자와 300개의 작은 입자가 포함되어 있음을 발견했다. 그러나 5년 전인 2018년 기술로는 그 작은 입자를 분석하거나 더 많은 것이 있는지 알아낼 방법이 없었다. 메이슨은 "우리가 나노플라스틱의 존재를 몰랐던 것은 아니다. (당시) 우리는 그것들을 분석할 수 없었다"라고 설명했다. 나노 플라스틱, 인간 건강 위협 전문가들은 나노 플라스틱이 인류 건강에 가장 큰 위협을 주는 플라스틱 오염 유형 중 하나로 지목하고 있다. 이는 나노 플라스틱의 미세 입자가 주요 기관의 세포와 조직을 침입해 세포 활동을 방해하고, 비스페놀, 프탈레이트, 난연제, 과불소화 물질(PFAS), 중금속 등의 내분비 교란 화학물질을 축적할 수 있기 때문이다. 러트거스 대학교 어니스트 마리오 약학대학의 독성학 박사이자 약리학 부교수인 피오피 스태플튼(Phoebe Stapleton) 박사는 쥐를 대상으로 한 연구에서 임신한 쥐가 플라스틱 입자를 섭취하거나 흡입한 후 24시간 만에 그들의 태아의 뇌, 심장, 간, 신장 및 폐에서 플라스틱 화학물질을 발견했다고 보고했다. 스태플튼 박사는 "이 시점에서 인간 태반에서 마이크로플라스틱과 나노 플라스틱이 발견됐다"고 말했다. 그는 "인간의 폐 조직과 인간의 대변, 인간의 혈액에서 (미세 플라스틱이) 발견됐다"고 덧붙였다. 생수에서 나노입자를 식별하는 새로운 연구 방법은 라만 분광법의 개선된 형태에 기반을 두고 있다. 이 기술은 분자가 빛에 반응하여 진동하는 방식을 측정함으로써 세포의 화학적 구성을 분석한다. 이 기술의 공동 발명자이자 컬럼비아 대학교 화학과 교수인 웨이 민(Wei Min) 교수는 “이 변형된 라만 분광법, 자극 라만 산란 현미경(SRS)은 두 번째 레이저를 추가해 이전에는 감지하기 어려웠던 나노입자를 여러 자릿수로 증폭된 신호를 통해 탐지할 수 있다"고 말했다. 민 교수는 2008년 SRS를 공동 개발했다. 민 교수는 "이 연구는 자극 라만 산란 현미경을 나노플라스틱 세계에 적용한 최초의 연구"라고 말했다. SRS는 이미지를 획기적으로 향상시킴으로써 기존 기술에서 몇 시간이 걸리던 나노 입자의 이미지를 마이크로초 단위로 명확하게 식별하고 캡처할 수 있으며, 촬영 대상 조직에 손상을 주지 않고도 이미지를 캡처할 수 있다. 해당 연구에서 개발된 알고리즘은 출판 당시 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 그리고 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함한 일곱 가지 주요 플라스틱 유형을 식별할 수 있었다. 컬럼비아 대학교 화학 박사과정 학생이자 이 연구의 수석 저자인 나이신 치안(Naixin Qian)은 "다른 연구들을 통해 우리는 생수에 존재하는 대부분의 미세 플라스틱이 주로 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 병에서 누출된 것으로 추정했다"고 말했다. 다양한 유형의 플라스틱 존재 연구팀의 발견에 따르면, 플라스틱 물병 안에는 예상과 달리 다양한 유형의 플라스틱이 존재하며, 각 플라스틱 유형마다 입자 크기가 다르다. 연구팀은 "PET 플라스틱 입자는 크기가 컸지만, 다른 플라스틱 입자는 200나노미터에 불과해 훨씬 더 작았다"고 밝혔다. 연구에 따르면, PET 입자는 병 뚜껑을 반복적으로 여닫거나, 병이 파손되거나, 자동차 안에서 높은 온도에 노출될 때 부서질 수 있는 것으로 밝혀졌다. 컬럼비아 대학교 연구팀은 앞으로 생수에 떠다니는 나노 플라스틱의 출처를 더 깊이 연구할 계획이다. 이들은 나노 플라스틱이 제조 과정 중 오염된 원수에서 유래했을 가능성을 조사하고 있다. 한편, '건강한 아기, 밝은 미래' 재단의 헐리안은 과학이 이와 같은 문제를 탐구하는 동안 사람들이 플라스틱 노출을 줄이기 위해 취할 수 있는 조치들에 대해서도 밝혔다. 그녀는 "플라스틱 용기에 담긴 음식과 음료 섭취를 피하고, 천연 직물로 만든 옷을 입으며, 천연 소재의 소비자 제품을 구매하는 것이 좋다. 일상에서 플라스틱 사용을 줄이고 대안을 찾는 것이 중요하다"고 말했다.
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생수 속 나노플라스틱, 리터당 수천 개…체내 침범 우려
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[CES 2024] 'K-스타트업' 116개 혁신상…'역대 최다'
- 중소벤처기업부는 오는 1월 9일부터 12일까지 미국 라스베이거스에서 열리는 세계 최대 가전-정보기술(IT) 전시회인 'CES 2024'를 앞두고 역대 최다인 116개 국내 벤처-스타트업 기업이 CES 혁신상을 수상했다고 7일 발표했다. 이 수치는 1월 4일까지의 발표를 기준으로 한 것으로, CES 주최 측의 추가 발표에 따라 수상 기업이 더 늘어날 수 있다. CES 혁신상은 미국 소비자기술협회(CTA)가 수여하는 상으로, 세계를 선도할 혁신적인 기술과 제품을 선정하여 시상한다. 올해 혁신상은 인공지능(AI), 디지털 헬스, 스마트시티, 로보틱스 등 28개 부문에서 313개 기업이 총 379개 제품을 출품해 수상의 영예를 안았다. 이 중 한국 기업은 기업 수로는 42.8%(134개사), 제품 수는 41.6%(158개)를 차지했다. 한국 수상 기업 중 중소기업과 벤처기업이 90%(121개사)에 달했다. 전체 전시 분야에서 가장 혁신적인 기술과 제품을 가진 기업에게 주어지는 최고혁신상은 전 세계 27개 기업이 수상했으며, 그중 한국 기업은 8개가 포함됐다. 이들 중 벤처·창업기업은 7개로, 미드바르, 스튜디오랩, 탑테이블, 지크립토, 원콤, 로드시스템, 만드로 등이다. 특히 지크립토는 비밀투표 및 검증을 보장하는 블록체인 기반 오프라인 투표 시스템으로, 2년 연속 최고혁신상을 수상했다. 독일 기업 보쉬는 학교와 같은 공공시설에서 총기 사건을 예방하고 신속하게 대응하기 위한 AI 기반 총기 감지 시스템으로 AI 부문에서 최고혁신상을 수상했다. 이 시스템은 AI를 사용하여 이미지를 분석해 총기 소지자를 탐지하며, 오디오 분석을 통해 총기 발사음을 감지하여 총기의 위치를 찾아낸다. 또한, 최고혁신상을 받은 국내 스타트업 스튜디오랩의 '셀러 캔버스'는 비전 AI를 기반으로 한 솔루션으로, 온라인 마케팅에 필요한 콘텐츠를 자동으로 생성한다. 사용자가 제품 사진을 업로드하면, AI가 색상, 재질 등의 특성을 분석하여 마케팅 문구를 작성하고 페이지를 제작해준다. 인간안보 부문 최고혁신상을 수상한 국내 스타트업 미드바르는 공기 중에서 식물을 재배하는 에어로포닉스(aeroponics) 스마트팜 '에어팜'을 공개한다. 노출된 식물 뿌리에 물과 영양제를 섞어 분무하고, 공기 중 습기를 물로 변환하는 기술까지 적용해 농지와 농업용수 인프라가 없는 곳에서도 식물을 키울 수 있다. HL만도는 CES에서 최고혁신상을 수상한 자율주행 주차 로봇 '파키'를 선보인다고 8일 밝혔다. '파키'는 장애물, 주행 경로, 번호판, 차량의 크기와 무게를 인식하는 고급 발렛 주차 로봇으로, 기존 기계식 주차 방식에 비해 최대 30%까지 주차 공간을 절약할 수 있다. 또한 중기부가 운영하는 'K-스타트업 통합관'에 참가한 91개 창업기업 중 10개 기업이 혁신상을 수상했다. 혁신상을 수상한 두산로보틱스의 '오스카 더 소터'는 AI 머신러닝(기계학습) 기술을 활용한 재활용품 분류 로봇 시스템이다. 이 시스템은 시각적 인식 기술 없이도 협동로봇의 손에 해당하는 '그리퍼'를 이용해 물체를 잡고 전기적 특성과 크기 등을 측정하여, 외형이 유사한 물체들 사이의 미세한 차이를 구별하여 정밀한 분류를 수행할 수 있다. HL클레무브는 이번 전시회에서 휴대용 인식 센서 '비틀'도 공개한다. '비틀'은 CES의 모바일 디바이스 및 스마트 시티 두 부문에서 혁신상을 수상한 제품이다. 이 제품은 자전거, 휠체어 등 다양한 소형 모빌리티에 장착하여 사용할 수 있으며, 최대 20미터까지의 감지 거리를 가지고 실시간으로 위험 상황을 감지하여 사용자에게 경고한다. 또한 국내 기업 CP6는 자율주행차가 주행 중 사고를 냈을 때 보험회사가 자율주행 데이터를 쉽고 신속하게 분석할 수 있도록 돕는 ACAT(Automated-driving Car Accident-analysis Tool)로 혁신상을 수상했다. 오영주 중기부 장관은 "CES를 통해 국내 창업기업들이 전 세계에 우수한 기술력과 혁신 능력을 선보이고, 해외에서 새로운 사업 기회를 창출할 수 있도록 적극 지원하겠다"고 말했다. 과학 기술 전문 매체 톰스 가이드는 이날 올해 CES의 주요 키워드로 인공지능(AI)이 부각되는 가운데, AI는 모빌리티, 헬스케어, 로봇을 비롯한 다양한 산업 분야에 적용되어 AI가 현실 세계 속으로 들어올 것이라고 보도했다. 지난 12개월 동안 구글의 제미나이(Gemini)부터 오픈AI의 챗GPT-4에 이르기까지 제너레이티브 AI 모델의 사용이 폭발적으로 증가했다. 인텔은 AI 기능이 내장된 메테오 레이크 칩을 이미 발표했으며, 삼성은 갤럭시 S24 시리즈에 AI 기능을 추가했다. 톰스 가이드는 "AI 기술의 주요 응용 분야 중 하나는 접근성이며, GPT-4V나 제미나이 울트라(Gemini Ultra)와 같은 AI 비전 모델을 활용하는 시각 장애인을 위한 스마트 안경이 포함될 것으로 예상된다"며 "독립적인 의사결정 능력을 가진 로봇과 차량에 내장된 챗봇도 이번 행사에서 볼 수 있을 것으로 기대된다"고 올해 CES 뷴이기를 전했다.
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[CES 2024] 'K-스타트업' 116개 혁신상…'역대 최다'
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암세포, 근적외선 분자에 99% 파괴
- 과학자들은 근적외선을 사용해 아미노시아닌 분자를 활성화시키면, 이 분자가 진동하여 암세포의 막을 파괴하는 방법을 개발했다. 이 기술은 라이스 대학교, 텍사스 A&M 대학교, 텍사스 대학교의 연구팀에 의해 개발되었으며, 과학 전문 매체 '사이언스얼럿(ScienceAlert)'을 통해 보도됐다. 이 연구는 학술지 '네이처 케미스트리(Nature Chemistry)'에 게재됐다. 아미노시아닌 분자는 이미 바이오이미징 분야에서 합성 염료로 사용되고 있다. 암 탐지를 위해 저용량으로 사용하는 이 물질은 물속에서 안정적으로 유지되고 세포 외부에 부착하는 데 효과적이다. 라이스 대학교의 화학자 제임스 투어(James Tour)는 이 기술을 "분자 착암기"라고 부르며, "완전히 새로운 세대의 분자 기계로 이전의 페링가형 모터보다 기계적 움직임이 100만 배 이상 빠르고, 가시광선이 아닌 근적외선으로 활성화할 수 있다"고 강조했다. 연구팀은 근적외선이 신체 깊은 부분까지 도달할 수 있어, 뼈나 장기의 암을 수술 없이 치료할 수 있는 가능성을 열어준다고 설명했다. 이러한 발견은 암 치료 분야에 중요한 발전을 의미한다. 실험실에서 배양된 암세포에 대한 실험 결과, '분자 착암기'라는 새로운 방법이 세포를 파괴하는 데 99%의 높은 효율을 보였다. 또한 흑색종 종양이 있는 쥐에게 테스트한 결과, 실험에 참여한 쥐의 절반에서는 암이 사라졌다. 아미노시아닌 분자의 구조와 화학적 특성은 근적외선과 같은 적절한 자극이 있을 때 유지된다는 것을 의미한다. 이 분자가 움직일 때, 내부의 전자들은 플라스몬을 형성하고, 이는 전체 분자에 걸쳐 이동을 유도하는 집합적으로 진동하는 실체를 만든다. 라이스 대학의 화학자 키케론 아얄라 오로즈코(Ciceron Ayala-Orozco)는 "중요한 점은 우리가 이 분자들이 어떻게 작동할 수 있는지에 대한 새로운 이해를 얻었다는 것"이라고 강조했다. 그는 또한 "이 방법으로 분자 전체를 흥분시켜 특정 목표를 달성하는 데 사용되는 기계적 작용을 생성하기 위해 분자 플라즈몬을 사용한 것은 이번이 처음이다. 이 경우에는 암세포의 막을 파괴하는 것이 목표였다"고 덧붙였다. 플라스몬은 분자의 한쪽에 있는 팔을 통해 진동의 움직임으로 인해 분자를 암세포의 막에 연결하는 데 도움을 준다. 이 연구는 아직 초기 단계에 있지만, 이와 같은 초기 발견들은 매우 희망적인 결과를 보여주고 있다. 이 기술은 암세포가 어떤 종류의 방어 메커니즘을 진화시키기 어렵게 만드는 간단하고 생체역학적인 접근법이다. 연구팀은 이와 유사하게 작동할 수 있는 다른 종류의 분자들을 탐색하는 것이 다음 목표다. 아얄라 오로즈코는 "이 연구는 분자 차원에서 기계적 힘을 활용하여 암을 치료하는 새로운 방법에 대한 것"이라고 말했다. 이러한 접근은 암 치료 분야에서 새로운 잠재력을 열어줄 수 있는 중요한 발전이다. 한편, 플라스몬(plasmon)은 금속에서 발견되는 자유 전자의 집합적인 진동을 나타내는 물리학적 개념이다. 금속의 전자들은 특정 조건에서 집단적으로 진동할 수 있으며, 이러한 진동은 전기장과 상호작용하여 플라스몬을 생성한다. 플라스모닉스(plasmonics)라는 분야에서는 이러한 플라스몬의 고유한 성질을 이용하여 다양한 응용을 연구하고 있다. 플라스몬은 나노기술, 광학, 센서 기술 등에서 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 플라스몬을 이용한 나노입자는 의료 영상, 암 치료, 화학 센서 등에서 사용된다. 특히, 플라스몬의 능력으로 빛의 파장보다 작은 구조에서도 빛을 조작하고 집중시킬 수 있기 때문에, 고해상도의 광학적 기술 개발에 중요한 기초가 된다.
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암세포, 근적외선 분자에 99% 파괴
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달 뒷면서 발견된 네모난 구조물⋯외계인 하우스?
- 중국 달 탐사선 '창어 4호'에 실린 로버 '위투 2호(Yutu-2, 玉兔2号)'가 달 뒷면에서 정체불명의 네모난 구조물을 발견해 이목을 끌고 있다. 과학 기술 전문 매체 기즈모도 일본어판은 최근 중국의 달 탐사선 창어 4호에 실려온 위투 2호(영어 The rover Jade Rabbit 2·로버 제이드 래빗 2호)가 달 반대편에서 신비한 사각형 물체를 발견했다고 보도했다. 이 매체는 이 구조물은 폰 카르만(Von Kármán) 분화구 너머 약 80m 떨어진 지평선에서 발견했으며 ‘신비한 오두막(Mystic Hut, 미스틱 헛)’으로 명명돼 많은 대중의 관심을 끌었다고 전했다. 이 구조물은 지구에서 보이지 않는 달의 저편에 있기 때문에 인지 능력이 있는 지적인 생명체에 의한 UFO 기지인지, 아니면 영화 2001: 스페이스 오디세이에서 본 모놀리식 물체인지 상상을 자극하고 있다. 그러나 중국 우주 프로그램을 취재하는 저널리스트 앤드류 존스는 "사진만으로는 알 수 없다"며 "분명 조사해야 할 부분이지만, 기념물이나 외계인에 관한 것은 아니다"라고 말했다. 존스는 2013년 12월 창어 3호(嫦娥3号)의 임무에서 본 것처럼, 운석의 충돌로 융기한 큰 암석일 것이라는 현실적인 추측을 내놓고 있다. 실제로 이 구조물의 정체로 가장 가능성이 높은 것은 바위인데, 유투 2호가 탐사 활동 중인 폰 카르만 분화구는 지름 180km에 이르는 충돌 분화구로 뽀죡한 바위들이 많고, 꽤 많은 암석 덩어리 조각들이 있는 것으로 알려졌다. 중국은 2007년에 창어 1호, 2010년에 창어 2호, 2013년에 창어 3호를 발사했다. 2019년 발사된 창어 4호에는 창어 3호와 달리 네덜란드의 저무선주파수 탐지기, 독일의 달 표면 뉴트론과 방사선량 탐지기, 스웨덴의 중성원자 탐지기, 사우디아라비아의 소형 광학 이미징 탐지기 등 4대 과학 탑재체를 탑재했다. 이 구조물은 지난 2023년 11월, 달 뮛면 탐사 미션 36일째 발견됐다. 중국 국가항천국(CNSA) 로버팀은 향후 유투 2호를 분화구 등 장애물을 피하면서 2~3일 후(지구 2~3개월 후)에 이 물체의 정체를 더 가까이서 조사할 것으로 알려졌다. 한편, 지난 2019년 1월 중국의 달 탐사선 ‘창어 4호(嫦娥四號)’가 지구에서 보이지 않는 달의 뒷면에 성공적으로 착륙해 본격적인 탐사에 들어갔다. 인간이 달 뒷면에 착륙한 것은 창어 4호가 처음이다. 탐사 초기 달과 태양계에 관한 중요한 단서를 제공할 것으로 기대를 모았다. 창어 4호는 2020년에는 달 암석과 흙을 지구로 가져왔고, 2021년에는 착륙선과 궤도선, 탐사 로버를 동시에 화성에 안착시켰다. 중국은 2022년에는 독자적으로 달 우주정거장까지 건설했다. 중국은 현재 중국 국가 우주국가운영위원회(CNSA)를 통해 달 우주정거장 프로젝트를 진행 중이다. 이 프로젝트는 '톈궁(Tiangong)'라고 불리는 달 정거장을 구축하는 것을 목표로 하고 있다. 이는 중국의 우주 탐사 및 연구 노력의 일부다. 중국이 단독 건설하는 우주정거장 톈궁은 길이 37m, 무게 90t으로 현재 미국과 러시아 등이 공동 운영하는 국제우주정거장(ISS)의 3분의 1 정도 크기에 해당한다. 중국은 톈궁 건설이 완료되면 향후 10년 동안 매년 두 차례 유인 우주선을 발사해 우주 비행사들이 정거장에 머물며 과학실험을 수행하도록 할 예정이다.
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달 뒷면서 발견된 네모난 구조물⋯외계인 하우스?
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한화시스템, 드론 체계개발사업 수주⋯1433억원 규모
- 한화시스템은 21일 방위사업청과 1433억원 규모의 '함 탑재 정찰용 및 서북 도서용 무인항공기 체계개발사업' 계약을 체결했다고 22일 공시했다. 이 계약은 지난해 한화시스템 연결 매출액의 6.55%에 달한다. 계약기간 시작일은 2023년 12월 21일이고, 종료일은 2028년 12월 20일이다. 이 사업은 한국의 해군·해병대에서 운용 예정인 수직이착륙형 무인기(VTOL)를 연구·개발하는 내용이다. 한화시스템은 오스트리아의 무인기 업체 '쉬벨'의 무인기에 전자광학(EO)·적외선(IR) 센서 및 합성개구레이더(SAR)를 탑재해 해군·해병대에 공급할 예정이다. 한국 군은 납품받은 수직이착륙형 무인기로 전방위 감시 정찰 임무를 수행할 계획이다. 한화시스템이 공급하는 무인항공기는 다양한 센서를 탑재할 수 있고, 자동 이륙과 프로그램된 위치정보 시스템(GPS) 경로로 자동 항법 운항이 가능하다. 또한 수직이착륙형으로, 선박의 헬리콥터 데크에 추가 착륙 장비 없이 착륙할 수 있게 개발해 민간용 및 군용으로 모두 활용 가능할 것으로 기대된다. 아울러 한화시스템은 드론 공격으로부터 중요시설을 방어하는 저고도 대(對)드론 체계 사업 2건을 방위사업청으로부터 수주했다고 22일 밝혔다. 먼저 한화시스템은 전날인 21일 방위사업청과 약 300억원 규모의 '중요 지역 대드론 통합체계' 사업 계약을 체결했다. 공격 드론을 막기 위해 국내 처음으로 전력화 및 군 시범 운용을 하는 사업이다. 중요지역대드론통합체계는 한국군 최초로 전력화되는 '시설형' 드론 방호체계다. 공군 기지와 해군 항만 등 육·해·공군 주요 시설 드론 공격을 방어하기 위한 것으로, 영공을 침투하는 소형 무인기를 탐지·식별한 후 재밍(전파교란)을 통해 작동 불능 상태로 만든다. 한화시스템은 탐지 레이다, 불법드론 식별 및 추적용 전자광학(EO)·적외선(IR) 열상감시장비, 표적 무력화용 재머(Jammer), 통합 콘솔(운용장치) 등으로 구성돼 표적드론 무력화가 가능한 '대드론 통합체계'를 설치하고 운용한다. 해당 시스템은 시설 방호에 특화돼 향후 원자력 발전소, 공항, 데이터센터 등 국가 주요 기반 시설에도 배치될 것으로 한화시스템은 기대하고 있다. 마지막으로 신속시범획득사업인 '드론대응 다계층 복합방호체계'는 50억 달러 규모의 계약이다. 계약 기간은 이번 달부터 2024년 12월이다. 한화시스템의 '드론대응 다계층 복합방호체계'는 원거리 3km 이상 불법 드론을 레이다로 탐지하고, 전자광학(EO)·적외선(IR) 열상감시장비로 자동추적 후에 '3km-2km-1km' 거리별로 다계층 복합 대응으로 표적을 무력화한다. 소프트킬(재밍)과 하드킬(그물 포획 및 레이저) 방식을 합쳐 3km 거리에서는 재밍(전파교란), 3~2km 구간에서는 '그물형' 킬러드론으로 포획, 드론이 중요 및 접적(接敵)지역 1km 이내 진입 시에는 고출력 레이저 장치로 요격하는 체계다. 기동성 보장과 도심·중요 지역 방어를 위해 구성품을 차량에 탑재해 이동형으로 개발했다. 90도 고각(高角) 및 방위각 360도에서 전방위 탐지가 가능하다. 한화시스템 관계자는 "이번 사업을 통해 무인기 체계 및 유무인 복합체계 분야에서 업체에서 더 강화된 지위를 확보할 계획"이라고 말했다.
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한화시스템, 드론 체계개발사업 수주⋯1433억원 규모
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입자물리학, 양자 우주 탐사 위한 10개년 계획 공개
- 입자 물리학 프로젝트 우선 순위 지정 패널(Particle Physics Projects Prioritization Panel·P5)은 최근 향후 5년에서 10년 간의 연구 자금 지원에 대한 권장 사항을 담은 상세한 보고서를 발표했다. 입자물리학은 기본입자의 특성과 상호작용을 탐구하는 물리학의 한 분야이다. 이 권고안은 뮤온, 중성미자, 암흑물질, 힉스 입자 등의 연구를 포함하고 있으며, 비록 구속력은 없지만 미국 입자 물리학 커뮤니티의 의견을 반영한다. 이는 물리학 연구 분야에서 가장 창의적인 아이디어 중 일부를 제시하는 것으로, 해당 분야의 발전 방향을 제안하고 있다. 인터넷 포럼 빅씽크(Big Think)는 최근 보도를 통해 미국 입자 물리학 커뮤니티가 다년간의 검토를 거쳐 향후 5년에서 10년간의 연구 비전을 발표했다고 전했다. 이들은 다양한 프로젝트들이 자금을 지원받을 경우, 연구자들이 자연의 법칙을 더 깊이 이해하는 데 크게 기여할 수 있을 것이라고 강조했다. 이번 권고안은 '양자 우주 탐사: 입자 물리학의 혁신과 발견을 위한 길'이라는 제목의 보고서에서 발표됐다. 이 보고서는 고에너지 물리학 자문 패널(HEPAP)의 하위 패널인 입자 물리학 프로젝트 우선순위 지정 패널(P5)에 의해 작성됐다. 이 권고안은 미국 에너지부 과학국과 국립과학재단 등 자금 지원 기관에 제출되어 향후 10년간의 자금 지원 결정을 안내하는 데 사용될 예정이다. 입자 물리학자들은 실험실에서 달성 가능한 최극단의 조건에서 물질의 거동을 연구한다. 이들은 양성자와 전자와 같은 아원자 입자를 거의 광속에 가까운 속도로 가속시키고, 크고 강력한 입자 가속기를 사용하여 이들을 충돌시킨다. 세계에서 가장 강력한 가속기를 사용하는 과학자들은 약 섭씨 7조도에 달하는, 상상하기 어려운 극도의 고온에 도달할 수 있다. 이는 태양의 핵심보다도 10만 배 더 뜨겁고, 초신성의 중심보다 약 100배 더 뜨겁다. 빅뱅 직후 1조분의 1초도 안 되는 시점부터 우주 전체에 걸쳐 온도가 균일하지 않았다. 미국 입자 물리학 커뮤니티는 약 5년마다 지난 5년 동안의 진전을 평가한다. 이 정보를 바탕으로, 단기적으로 진전을 이룰 가능성이 높은 연구에 우선 순위를 둔다. 커뮤니티는 예산, 필요한 기술의 존재 여부 및 개발 상황과 같은 실질적인 사항을 고려해야 한다. 과학적 영향력도 중요한 고려 대상이다. P5와 HEPAP는 모두 어떤 프로젝트를 추진해야 할지에 대한 권고를 제시하는 자문 및 정부 자금 지원 기관에 불과하다. P5 보고서는 다양한 규모와 영향력을 가진 프로젝트를 권장한다. 이 중 더 큰 프로젝트 중 하나는 우주의 우주 마이크로파 배경을 연구하기 위한 4세대 노력이다. 이 마이크로파는 빅뱅 이후 남은 가장 오래된 탐지 가능한 잔해로, 초기 우주의 모습을 직접 관찰할 수 있게 해 준다. 또 다른 주요 프로젝트는 세계적 수준의 중성미자 연구 프로그램을 강화하기 위해 페르미랩(Fermilab) 가속기 단지를 업그레이드하는 것이다. 페르미랩은 미국의 주요 입자물리학 연구소로, 지구 전체를 통과할 수 있는 드물게 상호작용하는 중성미자의 행동을 연구하기 위해 특별한 노력을 기울이고 있다. 중성미자 연구는 우주가 왜 물질로만 보이는지에 대한 해답을 찾는 데 중요한 역할을 할 수 있으며, 우리가 가진 최고의 이론은 반물질도 동등하게 존재해야 한다고 가정한다. P5 보고서는 또한 일반 물질보다 약 5배 더 널리 퍼져 있을 것으로 추정되는, 형태가 알려지지 않은 암흑물질을 찾기 위한 3세대 실험을 권장하고 있다. 만약 암흑물질이 실제로 존재한다면, 그것은 거의 상호작용 없이 지구를 통과할 것으로 예상된다. 이러한 이론적 형태의 물질을 탐지하기 위해서는 집중적인 연구 노력과 첨단 기술이 필요하다. 보고서는 또한 미국이 유럽이나 아시아에서 개발될 힉스 입자에 대한 심층 연구를 수행할 미래의 가속기 프로젝트에 참여하는 것을 권장한다. 이는 2012년에 발견된 힉스 입자가 다른 아원자 입자에 질량을 부여하는 역할을 한다는 것을 더 상세히 연구하는 데 중요하다. 또한, 고에너지 뮤온 충돌기의 개발 가능성을 탐구하는 것도 야심 찬 제안 중 하나다. 뮤온은 전자보다 무겁고, 빠르게 붕괴하는 특성을 가지고 있다. 뮤온 충돌기를 만들기 위해서는 연구자들이 뮤온을 생성하고 포획한 후, 매우 짧은 시간 내에 가속하고 충돌시켜야 한다. 이러한 시설의 구현 가능성은 아직 확실하지 않지만, 국가 가속기 과학 커뮤니티가 협력하여 이를 확인하는 것이 중요하다. 더 적당한 가격의 미래 시설에는 아이스큐브(IceCube) 감지기의 업그레이드가 포함된다. 아이스큐브는 남극 대륙의 입방 킬로미터 규모의 얼음을 활용하여, 현재까지 발견된 가장 강력한 에너지를 가진 우주 중성미자를 포함해 우주 중성미자를 연구한다. 이러한 연구는 초신성, 중성자별 충돌, 거대한 블랙홀 주변에서 가속되는 물질과 같은 격렬한 천문학적 현상에 대한 중요한 통찰력을 천문학자들에게 제공할 수 있다. 2세대 아이스큐브는 10배 더 많은 얼음을 사용하여 훨씬 더 정밀한 측정이 가능하다. P5 위원회의 권고안은 구속력은 없지만, 미국 입자물리학 커뮤니티의 판단을 반영하고 있다. P5 소집 전에는 수천 명의 물리학자들이 스노우매스 프로세스(Snowmass Process)를 통해 함께 작업했다. 여러 해에 걸쳐 이들은 최고의 아이디어를 제안하고, 이에 대한 토론을 위해 대규모 회의에 모였다. 토론, 비평 및 개선을 거쳐 스노우매스의 제안은 자연 법칙에 대한 우리의 이해를 향상시키는 가장 창의적인 아이디어 중 일부를 제시한다. P5 위원회는 스노우매스의 제안을 검토하여 일부는 개선하고, 나머지는 자금 지원 기관에 제출할 예정이다. 이 과정의 다음 단계는 미국 DOE(에너지부) 및 NSF(국립과학재단)와 같은 기관들이 국제적 차원의 협력을 고려하고 재정적 실제 상황을 반영하는 것이다. 2024년이 되면 미국 입자물리학 연구의 미래 방향이 더욱 명확해질 것으로 기대된다. 반면, 한국의 경우 연구 지원금이 끊기면서 연구진이 어려움을 겪고 있다. 한국의 연구팀은 우주에서 가장 높은 에너지를 가진 것으로 알려진 우주선(cosmic ray) 관측에 성공한 '텔레스코프 어레이(TA) 코퍼레이션' 국제 공동 연구에 참여 하고 있었다. 박일흥 성균관대 물리학과 교수가 이끄는 연구팀은 지난 연구 최종 평가에서 최우수 등급을 받았음에도 불구하고 한국연구재단의 우수연구자교류지원사업에서 탈락하여 연구 중단 위기에 직면했다. 이 연구팀이 관측하는 우주선은 우주공간에서 지구로 끊임없이 도달하는 다양한 입자와 방사선으로, 이를 통해 암흑물질을 비롯한 미지의 우주 구성물질을 규명하는 데 중요한 역할을 할 수 있다. 그러나 아쉽게도 2023년 1월, 연구비 확보의 불확실성으로 인해 박 교수 연구팀의 연구가 중단됐다. 결과적으로 한국 연구팀은 최소 1~2년 동안 TA 코퍼레이션 국제 공동 연구에 기여할 수 없게 됐다.
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입자물리학, 양자 우주 탐사 위한 10개년 계획 공개
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AI, 심장 질환 조기 진단 '게임 체인저'⋯심장마비 예방 가능
- 의료 인공지능(AI)을 활용해 심장 마비를 조기 진단할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 의료 인공지능은 환자의 진단, 치료, 결과 개선을 위해 머신러닝, 자연어처리(NLP), 딥러닝 등의 AI 기술을 활용한다. 미국 폭스뉴스는 의료 인공지능 기술은 이미 미국에서 사용되고 있으며, 미네소타주 로체스터의 메이요 클리닉(Mayo Clinic)에서는 AI를 통한 심장 검사가 일부 생명을 구하는 데 활용되고 있다고 보도했다. 미네소타 덜루스 대학교의 축구팀의 리드 라이언(Reed Ryan)은 운동 후 2023년 11월 21일 심장마비를 겪었다. 당시 22세였던 라이언은 일주일도 채 지나지 않아 희귀 유전적 심장 질환으로 사망했다. 그에 앞서 농구 전설 르브론 제임스(LeBron James)의 아들이자 USC 트로이 목마 대학 농구 선수인 브로니 제임스(Bronny James)는 지난 2023년 7월 운동 연습 중 심장마비를 겪었다. 메이요 클리닉의 마이클 J. 애커먼(Michael J. Ackerman) 박사는 한 달 후 그를 담당한 의사 중 한 명이 되었다. 의료진은 브로니 제임스의 심장마비가 선천성 심장 결함과 관련이 있을 수 있다고 판단했다. 심장마비에 대한 대응의 중요성을 강조하는 옹호론자들은 이것이 공공 장소에서 자동심장충격기(AED)의 수를 늘리고 학교에서 심폐소생술(CPR) 교육을 요구하는 주된 이유라고 말한다. 그러나 선별검사로 심장 질환을 발견하지 못하는 경우에는 빠른 대응만으로는 한계가 있을 수 있다. 애커먼 박사는 "매년 1~35세 사이에서 약 1000~5000명이 급사한다"고 경고하며, "운동선수의 돌연사는 연간 100건 정도에 불과하다"고 말했다. 애커먼 박사는 심장 질환 치료에 사용될 인공지능의 도입이 "게임 체인저"가 될 것으로 기대하고 있다. 의사들은 심장의 전기 활동을 기록하기 위해 12리드 심전도(ECG/EKG)를 사용한다. 애커먼 박사는 인공지능을 훈련시켜 이러한 기록을 스캔하도록 도왔다. AI는 12가지 이상의 심장 상태를 찾을 수 있다. 예를 들어, 치료하지 않으면 심부전으로 이어질 수 있는 약한 심장 펌프를 감지할 수 있다. 애커먼 박사는 익명의 환자의 ECG와 AI 스캔 결과의 예를 폭스뉴스에 공개했다. 그는 일반 심전도 검사에서는 운동과 관련된 호흡 곤란을 호소하는 환자의 비후성 심근병증을 감지하지 못했지만, AI를 사용한 심전도 검사에서는 그 가능성을 확인할 수 있었다고 설명했다. 미국 의과대학 협회에서는 향후 10년 동안 12만 명 이상의 심장 전문의가 부족할 것으로 예측하고 있다. 이에 대해 애커먼 박사는 AI가 심장 문제를 더 빠르고 정확하게 감지함으로써 전문의 부족을 보완할 수 있다고 말했다. 그는 급성 심장사의 위험이 있는 환자를 식별할 수 있는 얼라이브코어(AliveCor)의 카디아모빌(KardiaMobile) 6L EKG 장치를 개발했다. 그는 이 장치는 다양한 심장 상태를 감지하고 긴 QT 증후군 탐지를 위해 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받았다고 말했다. 한편, 메이요 클리닉에서 개발한 AI 기술이 애플워치를 통해 심장의 약한 펌프 기능을 감지하는 데 사용되고 있다. 또한, AI를 지원하는 디지털 청진기를 통해 임신과 관련된 심장병을 감지할 수 있다는 사실도 발견됐다. 이러한 기술 개발은 심부전의 조기 발견과 치료에 중요한 진전을 나타낸다. 전 세계 연구자들과 의사, 그리고 기업은 인공 지능을 활용하여 심부전이 악화되어 병원 입원이 필요해지기 전에 이를 조기에 발견하기 위해 경쟁하고 있다. 이러한 기술은 심부전 환자의 삶의 질을 향상시키고 의료 비용을 절감하는 데 기여할 수 있다. 샌프란시스코의 소프트웨어 회사 비즈AI(Viz.ai)는 비대성 심근병증(HCM)을 탐지하는 AI 알고리즘에 대해 미국 식품의약국(FDA)으로부터 '드 노보(De Novo)' 승인을 받았다. 이는 AI 기반 심장 건강 모니터링 기술의 발전을 증명하는 중요한 이정표다. 피츠버그 대학 의료 센터에서 개발된 새로운 기계 학습 모델은 ECG 판독값을 사용하여 심장마비를 더 빠르고 정확하게 진단하고 분류한다. 이 기술은 아직 직접적인 환자 치료에 사용되지 않았지만, 연구 결과는 매우 희망적이다. 코디오메디컬(Cordio Medical)이 개발한 히어오(HearO) 앱은 최근 긍정적인 임상 연구 결과를 발표했다. 이 앱을 사용하면 환자가 스마트폰에 말하면 AI가 심부전의 악화를 나타낼 수 있는 음성 변화를 감지한다. 이 연구는 미국에서 내년 또는 2년 내에 사용 가능해질 것으로 기대된다. 메이요 클리닉은 12-리드 ECG를 받은 모든 환자가 사용할 수 있는 AI 유도 ECG 기술을 개발하고 있으며, 모바일 장치에서 ECG를 평가하기 위한 알고리즘을 개발하고 검증하는 작업을 진행 중이다. 이러한 기술들은 심장 건강 모니터링 분야에서 혁신을 가져오고 환자 치료에 큰 변화를 가져올 것으로 예상된다.
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AI, 심장 질환 조기 진단 '게임 체인저'⋯심장마비 예방 가능
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