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퀄컴, 'AI 전성비 45% 개선' 스냅드래곤 8 엘리트 공개
- 퀄컴이 전력 대비 인공지능(AI) 성능을 45% 향상한 고성능 모바일 프로세서를 공개했다. 삼성전자와 샤오미, 비보 등 차기 전략 스마트폰에 탑재될 프로세서로 AI 기능 업그레이드가 기대된다. 퀄컴은 21일(현지시간) 하와이 마우이에서 행사를 갖고 '스냅드래곤 8 엘리트'를 출시한다고 밝혔다. 신제품은 지난해 출시된 스냅드래곤 8 3세대 후속작으로, 퀄컴이 만드는 스마트폰 프로세서(SoC) 중 가장 고성능을 구현했다. 전작(4㎚)보다 앞선 3나노미터(㎚) 공정으로 만들어 성능과 전력효율성을 대폭 개선했다는 설명이다.퀄컴에 따르면 와트(W)당 AI 성능이 45% 향상됐다. 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU) 전력효율은 각각 44%와 40% 개선됐다. 퀄컴 측은 "모든 SoC 구성 요소를 포함한 전반적인 전력효율은 27% 향상됐다"고 전했다. 전력은 적게 쓰면서 연산 능력은 커져 'AI 전성비(전력 대비 성능)'가 늘어났다는 설명이다. 퀄컴은 중앙처리장치(CPU)를 기존 '크라이오'에서 2세대 '오라이온'으로 변경한 것을 가장 큰 특징으로 내세웠다. 오라이온 CPU는 퀄컴이 지난 2021년 누비아를 인수한 뒤 올해 초 AI PC용 SoC '스냅드래곤 X 엘리트'에 최초 적용한 CPU로, 모바일용으로 개발해 이번에 적용했다. 오라이온 CPU는 최대 클럭 속도가 4.32기가헤르츠(㎓)로 싱글 코어는 45%, 멀티 코어는 45% 성능이 향상됐다.퀄컴은 '아드레노 그래픽처리장치(GPU)'와 향상된 '헥사곤 신경망처리장치(NPU)' 성능도 동시 개선해 온디바이스 멀티모달 생성형 AI 성능을 대폭 강화했다고 덧붙였다. 이는 사용자로부터 텍스트, 이미지, 음성, 비디오 등의 데이터를 입력받아 기기 내에서 새로운 콘텐츠를 생성하는 것을 의미한다.아울러 AI 추론 역할을 담당하는 헥사곤 NPU는 6코어 벡터 가속기와 8코어 스칼라 가속기로 구성됐고, 게이밍 성능은 40%, 사실적 조명 효과를 구현하는 레이 트레이싱 성능도 35% 개선됐다.이 밖에 카메라는 전작 대비 33% 향상된 초당 4.3기가픽셀(GP) 처리 성능을 지원하며, 헥사곤 NPU와 연계해 이미지와 비디오에서 △AI 기반 객체 분리 △조명 재조정 △객체 제거 등의 기능을 제공한다. 웹브라우징 속도도 62% 개선됐다.퀄컴은 삼성전자와 샤오미, 비보, 오포 등이 스냅드래곤 8 엘리트를 채택한 스마트폰 출시할 예정이라고 전했다. 삼성전자 스마트폰은 내년 초 출시 예정인 갤럭시S25 탑재가 예상된다.크리스 패트릭 퀄컴 모바일핸드셋부문 본부장(수석부사장)은 "스냅드래곤 8 엘리트는 선도적인 CPU, GPU와 NPU 기능으로 향상된 성능과 전력 효율을 지원한다"며 "개인화된 멀티모달 생성형 AI를 온디바이스로 제공해 음성·문맥·이미지 이해가 가능하도록 했는데, 이는 사용자의 프라이버시를 최우선으로 고려하면서도 생산성부터 창의성까지 다양한 작업을 향상시킬 것"이라고 말했다.
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퀄컴, 'AI 전성비 45% 개선' 스냅드래곤 8 엘리트 공개
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월드코인 창업자, "세계 최대 규모 금융·신원 네트워크 구축 목표"
- 생성형 인공지능(AI) '챗GPT)의 아버지' 샘 올트먼과 함께 홍채 인식 기반 가상화폐 '월드코인'을 개발한 알렉스 블라니아 공동 창업자가 17일(현지시간) 미국 샌프란시스코에서 열린 첫 공식 행사 '어 뉴 월드(a new world)'에서 "지구상에서 가장 큰 금융 및 신원 네트워크를 만들겠다"는 야심찬 포부를 밝혔다. 월드코인 개발사 '툴스 포 휴머니티(Tools for Humanity·TFH)'는 17일(현지시간) 전 세계 첫 공식 행사 '어 뉴 월드'에서 월드코인의 개인 인증 방식이 여권 등으로 확대될 예정이며, 월드코인의 자체 블록체인이 구축되고, 정식 명칭은 '월드(World)'로 리브랜딩된다고 밝혔다. 블라니아는 이날 글로벌 기자 간담회를 통해 월드코인이 단순한 가상화폐를 넘어 전 세계 누구나 접근 가능한 금융 및 신원 인증 시스템을 구축하는 것을 목표로 한다고 강조했다. 그는 "우리 프로젝트가 성공하면 전 세계 모든 사람을 위한 신원 인증과 금융 네트워크가 구촉될 것" 이라며 자신감을 내비쳤다. THE는 오픈AI 최고경영자(CEO)인 샘 올트먼이 블라니아와 공동 창업한 재단으로, 지난해 7월 홍채 인식 기반 가상화폐인 원드코인을 출시했다. 월드코인은 현재 세계 최대 가상화폐 거래소인 바이낸스를 포함해 한국 가상화폐 거래소 빗썸 등에서 거래되고 있다. 월드코인은 '오브(Orb)'라는 둥근 공모양의 특수 장치를 사용해 개인의 홍채 정보를 수집하고 이를 고유한 디지털 코드로 변환하여 '월드 ID'를 생성한다. '월드 ID' 160여 개국서 사용 현재 월드코인은 라틴 아메리카를 중심으로 전 세계 41개국에서 개인의 홍채 정보를 수집하고 있으며, 생성된 월드 ID는 160여 개국에서 사용되고 있다. 블라니아는 "월드 ID는 각국의 디지털 ID 시스템을 대체하려는 것이 아니라, 상호 보완적인 관계를 갖도록 설계되었다"고 설명했다. 즉, 은행 대출이나 중요한 계약 등 개인 정보를 요구하는 경우에는 기존의 디지털 ID 시스템을 활용하고, 온라인 상에서 사람임을 증명하거나 간편한 금융 거래를 수행할 때는 월드 ID를 사용할 수 있도록 한다는 것이다. 블라니아는 특히 다가오는 인공지능(AI) 시대에 월드 ID의 중요성을 강조했다. 그는 "AI가 인간의 영역에 깊숙이 들어오면서 사람과 AI를 구분하는 것이 무엇보다 중요해졌다"며 "월드 ID는 온라인 상에서 사람임을 증명함으로써 AI와의 혼동을 방지하고, 안전한 디지털 환경을 조성하는 데 기여할 것"이라고 말했다. "한국 제재는 오해⋯개인 정보 수집 안해" 그러나 월드코인은 홍채 정보 수집 과정에서 개인 정보 침해 우려를 불러일으키며 여러 국가의 제재를 받고 있다. 한국에서도 지난 9월 개인정보보호위원회로부터 개인정보보호법 위반 혐의로 과징금 11억여 원을 부과받았다. 이에 대해 블라니아는 "월드코인 시스템은 개인 정보를 수집하지 않으며, 오브에서 처리된 홍채 정보는 암호화되어 안전하게 보호된다"고 해명했다. 그는 한국에서의 제재는 월드코인 시스템에 대한 오해에서 비롯된 것이라며, 앞으로 한국어 지원 등 현지화 노력을 강화하여 사용자들의 이해를 높이겠다고 밝혔다. 이날 행사에서는 월드코인의 향후 발전 계획도 공개되었다. 월드코인은 '월드'로 명칭을 변경하고 자체 블록체인 플랫폼 '월드 체인'을 구축하여 생태계를 확장할 계획이다. 또한, 홍채 인식뿐 아니라 여권 정보를 통한 인증도 지원해 사용자 편의성을 높일 예정이다. 샘 올트먼 오픈AI CEO는 "월드코인은 모든 사람을 위한 인프라를 구축하고, 플랫폼 변화와 기술 혁명을 선도할 것"이라고 강조했다. 블라니아는 또 월드의 암호화폐가 언젠가 챗 GPT에 통합될 수 있다는 가능성을 배제하지 않았다고 테크크런치는 전했다. 이처럼 월드코인은 전 세계를 연결하는 금융 및 신원 네트워크를 구축하고 AI 시대의 새로운 기준을 제시하려는 야심찬 목표를 향해 나아가고 있다. 하지만 개인 정보 보호 문제 등 해결해야 할 과제도 남아있어 앞으로 월드코인이 어떻게 발전해 나갈지 귀추가 주목된다.
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월드코인 창업자, "세계 최대 규모 금융·신원 네트워크 구축 목표"
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애플, AI기능 지원 태블릿PC 아이패드 미니 출시
- 미국 애플이 15일(현지시간) 음성비서 '시리' 등 인공지능(AI) 기능을 탑재한 태블릿PC인 아이패드 미니(mini)의 새로운 버전을 출시했다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 애플은 이날 2021년 이후 3년 만에 업그레이드된 버전인 신형 아이패드 미니를 새롭게 선보였다. 애플의 신형 아이패드 미니는 기존 모델과 같은 크기의 8.3인치(21㎝)로 애플이 자체 개발한 A17 프로 프로세서가 탑재됐다. 이 프로세서는 지난해 출시한 아이폰15 프로에 장착된 칩과 같은 것으로 기존 아이패드 미니에 비해 중앙처리장치(CPU) 성능이 30% 향상됐다. 아이패드 미니는 휴대성이 좋고 책을 읽거나 메모할 때 사용성이 뛰어나 사용자로부터 인기가 많다. 여기에 새 제품은 올해 초 아이패드 프로와 함께 출시된 최신 글쓰기 기능인 애플 펜슬 프로도 지원한다. 특히 A17 프로 프로세서는 애플의 인공지능(AI) 소프트웨어인 '애플 인텔리전스'를 실행하는 데 핵심적인 역할을 한다. 애플은 아이패드 운영체제(OS) 18.1의 소프트웨어 업데이트를 통해 이번 달에 미국에서 영어 버전의 첫 번째 AI 기능을 출시할 것이라고 밝혔다. 애플은 지난달 최신 스마트폰 아이폰16 시리즈를 출시했지만, AI 기능이 아직 실행되지 못하고 있다. 새 아이패드 미니 가격은 499달러(약 68만원)부터 시작하며 미국을 포함해 29개 국가 및 지역에서 사전 주문할 수 있고 오는 23일 매장에서 출시된다고 애플은 설명했다. 출시 국가가 구체적으로 적시되지는 않았다. 애플은 5월에 새로운 아이패드 시리즈를 출시하면서 지난 2분기(4∼6월) 아이패드 판매가 지난해 같은 기간 대비 약 24% 성장했다고 밝혔다. 애플 주가는 전날보다 1.10%(2.55달러) 오른 233.85 달러에 장을 끝냈다.
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애플, AI기능 지원 태블릿PC 아이패드 미니 출시
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[신소재 신기술(117)] 오징어에서 영감 받은 온도 조절 의류
- 기후 변화의 영향으로 계절의 경계가 모호해지면서, 옷차림에 대한 고민이 깊어지고 있다. 특히 간절기에는 일교차가 커서 옷을 선택하기가 쉽지 않다. 10월 초순의 서울만 하더라도 낮에는 섭씨 20도를 웃도는 온화한 날씨지만, 아침저녁으로는 10도 안팎의 쌀쌀함이 감돌아 옷 입기가 난감하다. 즉, 겉옷을 입고 있자니 덥고, 벗자니 춥다. 게다가 개인마다 추위나 더위를 느끼는 정도가 다르기 때문에, 모두를 만족시키는 의류 소재를 찾기란 더욱 어렵다. 일부 스포츠 의류나 기능성 이너웨어 브랜드에서 온도 조절 소재를 사용했다고 홍보하지만, 진정한 의미에서 개인의 열적 필요에 따라 능동적으로 온도를 조절하는 옷은 아직까지 존재하지 않았다. 그러나 최근 자연에서 영감을 얻은 혁신적인 기술이 개발돼 이러한 한계를 극복할 가능성을 제시했다. 미국 연구진이 오징어 피부에 착안해, 착용자의 체온에 따라 온도를 조절하는 혁신적인 의류 신소재를 개발한 것. 이는 단순한 온도 조절 기능을 넘어, 착용자 개개인의 열적 쾌적성을 극대화하는 '스마트 의류' 시대의 도래를 예고한다. 캘리포니아 대학교 어바인 캠퍼스(UCI) 연구팀은 오징어 피부의 색상 변화 메커니즘을 모방하여 통기성, 세탁성, 유연성을 갖춘 온도 조절 신소재를 개발했다고 밝혔다. 해당 내용에 대해서는 어스닷컴과 인터레스팅엔지니어링 등 다수 외신이 보도했다. 오징어 피부는 여러 층으로 구성되어 있으며, 각 층이 빛을 조작하여 색상과 패턴을 바꾼다. 연구팀은 이러한 원리를 이용하여 적외선 스펙트럼에서 작동하는 복합소재를 만들었다. 사람의 몸에서 열이 방출될 때 적외선 복사 형태로 방출되는 데, 이 신소재는 이러한 적외선 방출을 조절해 온도 조절 기능을 한다. 연구 저자인 알론 고로데츠키는 "오징어 피부는 빛을 조작하고 동물의 전체적인 색상과 무늬를 변화시키기 위해 함께 작동하는 여러 층으로 구성된 복잡한 구조"라고 설명했다. 그는 "일부 층에는 발색단이라는 기관이 있는데, 이 기관은(근육의 작용에 따라) 확장된 상태와 수축된 상태를 전환하여 피부가 가시광선을 투과하고 반사하는 방식을 변화시킨다"고 부연했다. 이 복합 소재는 폴리머로 코팅된 구리 섬(copper islands)으로 구성되어 있다. 이 소재는 열카메라가 작동하는 방식처럼 적외선 스펙트럼을 기반으로 작동한다. 소재를 늘리면 구리 섬들이 분리되면서 적외선 투과 및 반사율이 변화한다. 이를 통해 의류의 온도를 미세하게 조절할 수 있다. 이전 연구에서 연구팀은 복합 소재의 적외선 특성을 모델링했으며, 이번 연구에서는 세탁성, 통기성, 직물 통합성을 향상시켰다. 얇은 필름을 추가하여 세탁 내구성을 높였고, 구멍을 뚫어 면직물과 비슷한 통기성을 확보했다. 또한 메쉬 소재에 부착해 직물에 쉽게 통합될 수 있도록 했다. 연구팀은 "이 소재는 스키 재킷, 양말, 장갑, 모자 등 추운 날씨 의류에 적합할 것"이라며 "세탁 가능한 유기 전자 장치, 신축성 있는 전자 섬유, 에너지 수확 마찰 전기 소재 등 다양한 웨어러블 기술에도 활용될 수 있을 것"이라고 기대했다. 이번 연구 결과는 APL 바이오엔지니어링 저널에 게재됐다.
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[신소재 신기술(117)] 오징어에서 영감 받은 온도 조절 의류
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[신소재 신기술(114)] 상어 장 모방한 3D 프린팅 파이프, 역류 없는 액체 흐름 구현
- 미국 과학자들이 상어의 소화기관에서 영감을 얻어 한 방향으로만 흐르는 파이프를 3D 프린팅 기술로 제작했다. 워싱턴대학교(UW) 연구팀은 상어의 나선형 장 구조를 모방해 3D 프린팅 기술로 '한 방향 흐름 파이프'를 개발했다고 과학 전문매체 뉴아틀라스가 전했다. 이 파이프는 액체가 역류하지 않고 한 방향으로만 흐르도록 설계되어, 상어의 소화기관처럼 효율적인 물질 이동을 가능하게 한다. 인간의 장은 속이 빈 튜브에 불과하지만 상어의 장은 아래쪽 부분에 나선형 판막이라는 것이 있다. 이 나선형 판막은 비교적 짧고 굵은 장의 일부로, 내부에 일종의 코르크 마개와 같은 나선형 구조가 있다. 이 구조는 음식물의 이동 속도를 늦추고 표면적을 넓혀 영양분 흡수 효율을 높이는 역할을 한다. 또한 나선형 장의 구조는 음식물의 역류를 방지하는 데도 도움이 된다. 연구팀은 다양한 형태의 나선형 구조를 가진 파이프를 제작하고 실험을 통해 최적의 구조를 찾아냈다. 그 결과 개발된 파이프는 기존의 무빙 파트가 없는 한 방향 흐름 장치인 태슬라 밸브보다 뛰어난 성능을 보였다. 테슬라 밸브(Tesla Valve)는 니콜라 테슬라가 1920년에 발명한 특수한 형태의 유체 흐름 제어 장치다. 움직이는 부품 없이 유체의 흐름을 제어하는 것이 특징이다. 여러 개의 물방울 모양 루프가 파이프 내부에 배열되어 유체가 순 방향으로 흘르 때는 루프를 따라 부드럽게 통ㅎ과하지만, 약방향으로 흐르려고 하면 루프에 의해 와류가 발생하고 흐름이 저항을 받아 통과가 어려워진다. 특히 부드러운 소재로 제작된 이 파이프는 테슬라 밸브보다 최소 7배 이상 효율적인 흐름을 보였다. 그러나 연구팀은 파이프가 상어의 장 조직보다 100배나 더 단단해 앞으로 개선의 여지가 있다고 밝혔다. 이번 연구는 부드럽고 강하며 프린팅 가능한 폴리머 개발에 대한 화학자들의 동기를 더욱 강화할 것으로 기대된다. 이러한 폴리머는 공학, 의학 등 다양한 분야에서 유체 흐름 제어에 활용될 수 있을 것으로 전망된다. 이번 연구 결과는 미국 국립학회보(PNAS)에 게재됐다.
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[신소재 신기술(114)] 상어 장 모방한 3D 프린팅 파이프, 역류 없는 액체 흐름 구현
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대기 오염, 어린이 뇌 백질 발달에 영향 미쳐
- 대기 오염이 어린이 뇌 백질 발달에도 커다란 영향을 미치는 것으로 나타났다. 바르셀로나 세계 보건 연구소(ISGlobal)가 주도한 연구에 따르면, 대기오염이 어린이의 뇌 백질 발달에 장기적인 영향을 미칠 수 있다는 사실이 밝혀졌다고 뉴로사이언스가 25일(현지시간) 보도했다. 뇌 백질은 뇌의 주요한 구성 요소 중 하나로, 주로 신경 세포의 축삭 다발로 이루어져 있다. 축삭은 신경 세포에서 정보를 전달하는 긴 섬유이며, 백질은 이 축삭들이 모여 있는 부분이다. 백질은 축삭을 둘러싸고 있는 미엘린(myelin)이라는 물질 때문에 흰색을 띤다. 백질은 뇌 전체에 걸쳐 넓게 분포하며, 뇌의 각 영역을 연결하는 복잡한 네트워크를 형성한다. 임산부와 어린이를 위한 대기 오염 문제 해결의 중요성을 강조하고 있는 이 연구 결과는 환경 연구 저널(Environment Resrarch)에 게재됐다. 최근 연구들은 대기오염이 어린이의 신경 발달에 영향을 미친다는 증거를 제시하고 있다. 특히 뇌 영역 간 연결에 중요한 역할을 하는 백질에 대한 대기오염의 영향을 뇌 영상 기술을 통해 확인했다. 그러나 이러한 연구들은 특정 시점만을 관찰하고, 아동기 전체에 걸친 추적 관찰이 부족하다는 한계가 있었다. ISGlobal 연구팀은 네덜란드 로테르담에서 진행된 '제너레이션 R 스터디(Generation R Study)에 참요한 4000명 이상의 출생 코호트를 대상으로 연구를 진행했다. 연구팀은 가족들의 주거지를 기반으로 임신 및 아동기 동안 14가지 대기오염 물질에 대한 노출량을 추정했다. 또한 1314명의 어린이를 대상으로 약 10세와 14세에 촬영한 두 번의 뇌 스캔 데이터를 활용하여 백질 미세 구조의 변화를 조사했다. 분석 결과, 미세먼지(PM2.5)및 질소산화물(NOx)과 같은 특정 오염 물질에 대한 노출은 뇌백질 발달의 차이와 관련이 있는 것으로 나타났다. 특히 임신 중 PM2.5 노출 증가, 아동기 동안 PM2.5, PM10, PM2.5-10, NOx 노출 증가는 뇌 내 물 분자 확산 방식을 측정하는 '분별 이방성' 수치 감소와 연관됐다. 이러한 연관성은 청소년기까지 지속되어 대기오염이 뇌 발달에 장기적인 영향을 미친다는 것을 시사한다. 대기오염 노출 수준이 증가할 때마다 분별 이방성 발달은 5개월 이상 지연되는 것으로 나타났다. 연구팀은 또한 일부 오염 물질이 백질의 무결성을 반영하는 '평균 확산도' 변화와 관련이 있음을 발견했다. 평균 확산도는 뇌가 성숙함에 따라 감소하는 경향이 있다. 임신 중 미세먼지(PM2.5) 내 실리콘과 같은 오염 물질에 대한 노출 증가는 초기에는 평균 확산도를 높였지만, 아이들이 성장하면서 더 빠르게 감소했다. 이는 대기오염의 일부 영향이 시간이 지남에 따라 감소할 수 있음을 나타낸다. 전반적으로 이 연구는 임신 및 초기 아동기의 대기오염 노출이 뇌 백질에 지속적인 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 특히 이러한 결과는 세계보건기구(WHO)가 권장하는 최대 허용치를 초과하지 않지만 유럽연합(EU) 권장치보다는 낮은 PM2.5 및 PM10 농도에 노출된 어린이에게서도 나타났다는 점에서 주목할 만하다. 연구팀은 이 연구 결과가 곧 유럽 의회에서 승인될 것으로 예상되는 더 엄격한 유럽 대기오염 지침의 필요성을 뒷받침한다면서, 대기오염 문제 해결을 위한 정책적 노력의 중요성을 거듭 강조했다.
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대기 오염, 어린이 뇌 백질 발달에 영향 미쳐
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[퓨처 Eyes(52)] 인간 게놈, '5D 메모리 크리스탈'에 담겨 수십억 년 보존
- 영국 과학자들이 인간 게놈(유전자) 전체를 '5D 메모리 크리스털'에 저장하는 데 성공했다고 CNN과 파퓰러 사이언스, 라이브사이언스 등 다수 외신이 보도했다. 이 기술은 미래에 인류 멸종 위기 극복에 기여할 수 있을 뿐만 아니라 멸종 위기 동식물 종 보존에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 사우스햄튼 대학교 연구팀은 열과 화학적으로 가장 안정적인 물질 중 하나인 거의 순수한 실리카로 만든 유리인 용융 석영의 특성을 모방한 합성 소재를 개발해 5D 메모리 크리스털을 만들었다. 이 특수 크리스털은 수십억 년 동안 최대 360테라바이트[Terabyte, 컴퓨터 데이터 저장 용량을 나타내는 단위 중 하나로, 1테라바이트(TB)=1000기가바이트(GB) 또는 약 1조 바이트에 해당]의 정보를 저장할 수 있다. 연구팀이 개발한 동전 크기의 이 메모리 크리스털은 현재 독일 할슈타트에 있는 버려진 소금 광산 깊숙한 곳에 있는 '인류 기억 기록 보관소'에 보관될 예정이다. 이 팀이 개발한 크리스털은 2014년에는 '가장 내구성 있는 디지털 저장 장치'로 기네스 세계 기록에 등재되기도 했다. 섭씨 1천도·우주 방사선 등 극한의 조건 견뎌 사우스햄튼 대학 측은 지난 19일 보도자료를 통해 5D 메모리 크리스털은 섭씨 1000도의 고온, 1제곱센티미터당 10톤(아프리카 코끼리 두 마리의 무게에 해당)의 압력이라는 극한의 환경 조건에서도 견딜 수 있다고 밝혔다. 또한 우주 방사선에 장기간 노출되어도 견딜 수 있어 우주를 통한 긴 여행에도 살아남을 수 있다. 또한 이 크리스털은 영구 보존이 가능하다. 현재 138억 년(우주의 나이와 비슷한 시간) 동안 데이터 유지가 가능한 것으로 알려졌다. 현재 우리가 살고 있는 지구는 50억년 후 태양이 파괴되면 사라질 것으로 추정된다. 단순 계산으로 이 메모리 크리스털은 지구가 파괴된 후에도 데이터 유지가 가능하다. 사우스햄튼 대학교 광전자공학 피터 카잔스키 교수가 주도한 연구팀은 크리스털 결정 내에 정보를 저장하기 위해 초고속 레이저를 사용해 5차원 매트릭스 내에 쌓인 수백만개의 20나노미터(0.0000008인치, 1나노 미터는 10억분의 1미터) 폭의 노드에 데이터를 새겨 넣었다. 정보는 나노 구조의 5가지 차원(높이, 길이, 너비, 방향, 위치)으로 변환되어 저장되므로 '5D'라고 불린다. 팀은 "두 개의 광학 차원과 세 개의 공간 좌표가 포함돼 있다"고 밝혔다. 유기체 복원 가능 게놈 영구 저장 5D 메모리 크리스털은 기존 3D 광학 저장 기술에 '복굴절' 현상을 추가하여 개발됐다. 복굴절은 빛이 매질을 통과할 때 편광 방향에 따라 굴절률이 달라지는 현상이다. 이를 이용해 각각의 미세한 데이터 저장 공간에 1비트가 아닌 8비트(1바이트)의 데이터를 저장할 수 있게 됐다. 카잔스키 교수는 "5D 메모리 크리스털은 미래에 과학 기술이 허락한다면 식물과 동물 등 복잡한 유기체를 복원할 수 있는 게놈 정보의 영구 저장소를 구축할 가능성을 열어준다"고 설명했다. 팀은 DNA의 뉴클레오타이드 또는 염기를 나타내는 네 글자, 즉 아데닌(A), 시토신(C), 구아닌(G) 티민(T)을 사용해 전체 인간 게놈을 설명했다. 국립인간게놈 연구소에 따르면 전체 게놈은 약 30억 글자 길이이다. 또한 연구팀은 먼 미래에 정보를 해독할 존재를 고려하여 시각적 키를 메모리 크리스털에 포함시켰다. 팀은 먼 미래에 누가, 또는 무엇이 정보를 검색할지 고려했다. 그것은 지능(종 또는 기계)일 수도 있고, 너무 먼 미래에 발견되어 참조 프레임이 존재하지 않을 수도 있기 때문이다. 카잔스키는 "크리스탈에 새겨진 시각적 열쇠는 발견자에게 내부에 어떤 데이터가 저장되어 있고 어떻게 사용할 수 있는지에 대한 지식을 제공한다"고 말했다. 현재 과학 기술로는 단일 게놈만으로 종을 부활시키는 것은 불가능하다. 그러나 연구팀은 인간에서 진화했거나 외계에서 온 진보된 문명이 이를 달성하는 데 필요한 지식과 기술을 보유하고 있을 것으로 예상하고 있다. 이번에 사우스햄튼 대학교 연구팀이 개발한 메모리 크리스탈은 5D 메모리 크리스탈의 잠재력을 보여주는 중요한 이정표다. 현재 실험 단계에 있는 이 메모리 크리스탈은 상용화를 위해서는 추가적인 연구 개발이 필요하다. 상용화될 경우, 우리가 데이터를 저장하고 활용하는 방식을 근본적으로 바꿀 수 있을 것으로 기대된다. 한편, 외부 전문가들은 이 연구에 대해 "매우 인상적"이라면서도 미래에 데이터를 읽는 방법에 대한 의문을 제기했다. 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London)의 토마스 헤이니스는 CNN에 "수백 년 후에도 데이터를 읽을 수 있는 장치를 만들 수 있을지, 그 장치가 여전히 작동할지 의문"이라고 지적했다. 이 기술은 2016년 세계인권선언, 대헌장, 킹 제임스 성경과 같은 중요 문서 저장에 사용된 바 있다. 지구의 멸종 위기 종, 달에 보관 지구 종말에 대비해 인류의 유산을 남기려는 과학자들의 노력은 이어지고 있다. 올해 초 과학자들은 지구의 멸종 위기 종을 달에 보관하여 보호하는 계획을 발표하기도 했다. 이는 지구에 대재앙이 발생할 경우를 대비한 것이다. 스미소니언 국립 동물원 및 보존 생물학 연구소의 메리 하게돈 연구팀은 지구상 생물종의 멸종에 대비해 달에 멸종 위기 생물 샘플 저장소를 만드는 것이 가능한가를 탐구했다. 새로운 개념의 냉동 세포 저장소는 궁극적으로 섬유질 세포로 동물 피부 샘플을 냉동 보존해 섬유아세포라고 하는 세계의 멸종 위기종의 다른 조직이나 기관을 연결하는 것이다. 달 생물 저장소는 '냉동 보존'을 통해 가능하다는 주장이다. 달의 극지방에는 20억 년 이상 햇빛이 비치지 않는 분화구 바닥과 같은 영구적으로 그늘진 지역이 있다. 이 지역의 온도는 대개 섭씨 영하 196도 이하로 유지된다. 연구팀은 달의 이러한 낮은 온도를 활용해 장기 냉동보존 저장 시설을 건설하고 샘플을 수동 냉각할 것을 제안했다. 물론 이를 실현하는 데는 앞으로도 수십 년이 걸릴 것으로 예상된다. 이처럼 과학자들은 현재에도 일어나고 있는 멸종 위기 동식물 보존을 위해 다각적인 노력을 기울이고 있다. 또한 DNA 타임 캡슐 역할을 할 것으로 보이는 5D 메모리 크리스털은 인류의 지식과 생물 다양성을 보존하며, 먼 미래 세대에게까지 그 유산을 전달할 수 있는 혁신적인 기술로 기대된다.
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[퓨처 Eyes(52)] 인간 게놈, '5D 메모리 크리스탈'에 담겨 수십억 년 보존
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[신소재 신기술(113)] 美 조지아 공대, 리튬이온배터리 획기적 개선 음극재 개발
- 전기자동차(EV) 시장의 케즘(chasm·일시적 수요 정체) 극복 방안의 하나로 '차세대 배터리'가 거론되는 가운데 미국에서 새로운 음극 소재가 개발됐다. 조지아 공과대학은 홈페이지를 통해 하이롱 첸(Hailong Chen) 교수가 이끄는 다기관 연구팀은 리튬이온배터리(LIBs)를 획기적으로 개선할 수 있는 저렴한 새로운 음극 소재를 개발했다고 밝혔다. 이는 전기자동차 시장과 대규모 에너지 저장 시스템을 변화시킬 가능성이 있다. 조지아공대 우드러프 기계공학부 및 재료과학·공학부 하이롱 첸 부교수는 "오랫동안 사람들은 기존 음극재보다 저렴하고 지속 가능한 대안을 찾고 있었다. 우리가 그걸 찾은 것 같다"고 말했다. 연구팀에 따르면 획기적인 소재인 삼염화철(FeCl3)은 일반적인 음극재 비용의 1~2%에 불과하지만 동일한 양의 전기를 저장할 수 있다. 음극재는 용량, 에너지 및 효율성에 영향을 미치며 배터리 성능과 수명, 경제성에 중요한 역할을 한다. 첸 교수는 "우리 음극재는 게임 체인저가 될 수 있다"며 "이는 전기차 시장 뿐만 아니라 전체 리튬 이온 배터리 시장을 크게 개선할 것"이라고 말했다. 연구 결과는 학술지 네이처 서스테너빌리티(Nature Sustainability)에 게재됐다. 1990년대 초 소니에 의해 처음 상용화된 리튬이온배터리(LIB)는 스마트폰이나 테블릿과 같은 개인용 전자제품의 폭발적인 성장을 촉발했다. 이 기술은 결국 전기자동차에 동력을 공급하는 신뢰할 수 있고 충전 가능한 고밀도 에너지원으로 발전했다. 그러나 개인용 전자 제품과 달리 전기차와 같은 대규모 에너지 사용자는 LIB 비용에 특히 민감하다. 현재 배터리는 전기차 총 비용의 50%를 차지하며, 이로 인해 이러한 청정 에너지 자동차는 내연 기관 자동차보다 더 비싸다. 더 나은 배터리 구축 구식 알카라인 배터리와 납축 배터리에 비해 리튬이온배터리는 더 작은 패키지에 더 많은 에너지를 저장하고 충전 장치에 더 오래 전원을 공급한다. 그러나 리튬이온배터리에는 코발트나 니켈과 같은 희귀 속이 포함되어 있으며 제조 비용이 높다. 지금까지 LIB용으로 네 가지 유형의 음극만 성공적으로 상용화됐다. 기존 LIB는 액체 전해질을 사용하여 에너지 저장 및 방출을 위한 리튬 이온을 운반한다. 저장할 수 있는 에너지 양에는 엄격한 제한이 있으며 누출 및 화재가 발생할 수 있다. 그러나 모든 고체리튬이온배터리는 고체 전해질을 사용하여 배터리 효율성과 안정성을 크게 높이고 더 안전하게 더 많은 에너지를 저장할 수 있도록 한다. 아직 개발 및 테스트 단계에 있는 이러한 배터리는 상당한 개선이 될 것이다. 연구팀이 개발한 FeCl3 음극, 고체 전해질 및 리튬 금속 양극을 사용하면 전체 배터리 시스템 비용이 현재 LIB의 30-40%에 불과하다. 첸 교수는 "이는 전기차를 내연 기관 자동차보다 훨씬 저렴하게 만들뿐만 아니라 새롭고 유망한 형태의 대규모 에너지 저장 장치를 제공해 전력망의 복원력을 향상시킨다"고 말했다. 이어 "또한 우리가 개발한 음극은 전기차 시장의 지속 가능성과 공급망 안정을 크게 향상시킬 것"이라고 기대했다. 음극재로 염화철(FeCl3) 주목 음극재로서의 FeCl3에 대한 첸의 관심은 고체 전해질 재료 연구에서 시작됐다. 그의 연구실은 2019년부터 기존 상용 산화물 기반 음극을 사용해 고체 배터리를 만들려고 시도했다. 결과는 좋지 않았다. 음극과 전해질 재료가 잘 맞지 않았던 것. 연구원들은 염화물 기반 음극이 염화물 전해질과 더 나은 쌍을 이루어 더 나은 배터리 성능을 제공할 수 있다는 점에 착안했다. 첸 교수는 "우리는 시도해볼 가치가 있는 후보(FeCl3)를 찾았다. 결정구조가 리튬이온 저장 및 운송에 잠재적으로 적합했기 때문이다"라고 설명했다. 현재 전기차에서 가장 많이 사용되는 음극은 산화물이며 엄청난 양의 값비싼 니켈과 코발트가 필요하다. 이는 독성이 있을 수 있으며 환경 문제를 야기할 수 있는 중금속이다. 이와 대조적으로 연구팀이 개발한 새로운 음극에는 철(Fe)과 염소(Cl)만 포함되어 있다. 이는 강철과 식용 소금에서 발견되는 풍부하고 저렴하며 널리 사용되는 원소들이다. 초기 테스트에서 FeCl3는 다른 훨씬 더 비싼 음극만큼 또는 더 나은 성능을 발휘하는 것으로 나타났다. 예를 들어 널리 사용되는 음극 리튬철인산염(LiFePO4, LIF)보다 작동 전압이 더 높다. 작동 전압은 배터리가 장치에 연결될 때 제공하는 전기력으로 정원에서 사용하는 호스의 수압과 유사하다. 연구팀은 이 기술이 5년 이내에 전기차에서 상업적으로 실행 가능할 수 있을 것으로 기대했다. 첸은 현재로서는 연구팀이 FeCl3와 관련 소재를 계속 연구할 것이라고 말했다. ◇ 참고: Zhantao Liu, Jue Liu, Simin Zhao, Sangni Xun, Paul Byaruhanga, Shuo Chen, Yuanzhi Tang, Ting Zhu, Hailong Chen. 「모든 고체 리튬 이온 배터리를 위한 저비용 삼염화철 음극」 Nature Sustainability.
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[신소재 신기술(113)] 美 조지아 공대, 리튬이온배터리 획기적 개선 음극재 개발
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엔비디아, 대중제재 강화에도 알리바바와 자율주행 협력 발표
- 미국 인공지능(AI) 반도체 선도기업 엔비디아가 중국 빅테크 알리바바와 손잡고 자율주행 전기차에 탑재될 차량용 소프트웨어(SW) 개발에 나섰다. 미국 상무부가 자율주행차를 포함한 커넥티드카에서 중국과 러시아 기술을 퇴출시키는 내용의 제재안을 발표한 시점에 나온 협력이다. 23일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 알리바바 클라우드가 지난 20일 중국에서 열린 압사라(Apsara) 콘퍼런스에서 엔비디아와 공동 개발한 자동차용 대형멀티모달모델(LMM)을 공개했다고 보도했다. 이 LMM은 알리바바 클라우드가 지난해 4월 자체 개발한 생성형 AI '퉁이첸원'에 적용된 거대언어모델(LLM) '큐원(Qwen)'을 엔비디아의 자율주행 차량용 '드라이브 AGX 오린' 플랫폼에 통합한 것이다. 엔비디아의 최신 SW 플랫폼인 드라이브 AGX 오린은 자율주행차나 로봇에서 동시에 작동하는 수많은 애플리케이션과 심층신경망 연산을 처리하도록 설계된 플랫폼이다. CPU(중앙처리장치)·GPU(그래픽처리장치) 등이 결합된 '오린' 칩을 기반으로 한다. SCMP에 따르면 알리바바 클라우드의 LLM이 엔비디아의 자동차용 플랫폼에 통합된 것은 이번이 처음이다. 엔비디아의 차량용 플랫폼은 리오토, 지리자동차 산하 지커, 샤오미 등 중국 전기차 제조사들의 차세대 전기차 전력 공급을 위해 채택한 솔루션이다. 알리바바 클라우드에 따르면 해당 LMM은 차량 내 음성 비서 역할을 수행 가능하며 운전자가 던진 복잡한 질문에 대답하고, 주변 지역에 대한 정보 제공부터 특정 주행 환경에서 차량 전조등을 켜도록 제안하는 등 다양한 추천 기능도 제공한다. 70억개 이상의 매개변수를 바탕으로 영어와 중국어로 답변을 생성할 수 있고 다양한 크기의 세부 모델도 지원한다. 알리바바는 이를 기반으로 한 '큐원2-7B', '큐원2-VL' 등 세부 모델을 공개했다. 저우징런 알리바바 클라우드 최고기술책임자(CTO)는 "엔비디아의 AI가속기 기술은 이미 알리바바 클라우드의 AI 모델이 복잡한 연산을 실시간으로 처리하는 데 드는 비용과 시간을 줄였다"며 "우린 파트너사와 더 많은 사업을 지원하고 싶다"고 전했다. 양사 협력이 보도된 날 미국 상무부는 중국·러시아산 소프트웨어나 하드웨어가 탑재된 커넥티드카나 자율주행차에 대해 각각 1년 후·4년 후부터 미국 내 수입·판매를 금지한다는 새 규칙 제정안을 발표했다. 이에 앞서 엔비디아는 최근 실적 발표에서 여전히 중국이 전 세계에서 세번째로 큰 시장이라고 밝힌 바 있다. 허타오 엔비디아 글로벌 부사장도 "컴퓨팅 인프라에 대한 급증하는 수요를 충족하기 위해 알리바바 클라우드와 협력하고 있다"고 말했다. 양사는 자율주행 차량용 플랫폼 외에도 기존 회사들이 AI 모델 운영을 자체 서버 등이 아닌 클라우드 인프라로 이전하는 것을 지원하는 맞춤형 솔루션도 공동 개발하고 있다. 다만 미국 정부가 자율주행차 등 첨단 산업 분야에서 대중 제재 조치를 강화해 나가고 있는 추세인 만큼 향후 미국 정부의 중국을 겨냥한 추가 규제 조치가 엔비디아의 발목을 잡을 수 있다는 분석도 나온다.
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엔비디아, 대중제재 강화에도 알리바바와 자율주행 협력 발표
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위기의 인텔, 미국 자산운용사 아폴로에 6.6조원 투자 제안받아
- 미국 자산운용사 아폴로글로벌매니지먼트(이하 아폴로)가 경영난을 겪고 있는 미국 반도체기업 인텔에 최대 50억 달러(약 6조6800억 원)의 투자를 제안했다. 블룸버그통신은 22일(현지시각) 정통한 소식통들을 인용해 아폴로가 최근 인텔에 수십억 달러를 주식 형태로 투자할 의향이 있음을 시사했다고 보도했다. 아폴로가 인텔에 제안한 투자 형태는 '유사 지분 투자(equity-like investment)'인 것으로 전해졌다. 기업의 실적에 따라 이익이나 손실을 함께 얻고 부담하는 구조가 될 것으로 추정된다. 이는 아폴로가 인텔의 최근 경영쇄신 전략에 대한 신뢰를 보여주는 움직이라고 전문가들은 지적했다. 최근 팻 겔싱어 인텔 최고경영자(CEO)는 파운드리 사업부를 자회사로 분사하고, 유럽과 아시아에서 진행 중인 공장 건설을 일시 중단하는 등 대대적인 경영 쇄신에 돌입했다. 겔싱어 CEO는 이에 앞서 2분기 어닝 쇼크 이후에는 100억달러 비용 절감을 위해 15% 감원 및 연간 자본지출 17% 감축 방침도 제시한 상태다. 이들 소식통들은 인텔 경영진이 아폴로의 제안을 검토 중이며, 논의는 아직 초기 단계로 투자 규모는 변경될 수 있으며 논의가 무산될 가능성도 있다고 전했다. 인텔과 아폴로 측은 모두 논평을 거부했다. 이번 소식은 앞서 월스트리트저널(WSJ)이 지난 20일 반도체 기업 퀄컴이 인텔 인수를 타진했다는 소식이 알려진 데 이어 나온 것이다. 다만 퀄컴과 인텔 간 거래가 실제 성사될 가능성은 불투명하다는 전망이 나온다. 초대형 거래이기 때문에 당국의 반독점 심사 등을 넘기가 쉽지 않아서다. 한편 세계 최고의 반도체 기업으로 불렸던 인텔은 최근 실적 부진으로 인해 위기를 겪고 있다. 주가는 올해 들어 약 57% 하락했으며, 대규모 구조조정과 배당금 지급 중단 등의 비용 절감 조치를 취하고 있다. 2020년만 해도 2900억달러에 달했던 인텔의 시가총액은 현재 퀄컴(약 1880억달러)의 약 절반 수준(930억달러)으로 떨어진 상태다. 인텔은 1968년 창립 이래 최대 위기에 직면했다는 평가를 받는다. 1970년대 후반부터 50년 가까이 중앙처리장치(CPU) 설계로 반도체 업계를 호령했던 인텔이었지만 인공지능(AI) 등 신사업 진출에 한 발짝 늦어지면서 도태될 위기에 놓였다. 2분기 실적에선 1년 새 16억1000만달러 순손실로 전환하면서 시가총액이 1000억달러 밑으로 떨어졌다. 2021년만 해도 매출이 인텔의 3분의 1 수준이었던 엔비디아가 시총 3조달러를 돌파했던 것과 대조적이다.
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위기의 인텔, 미국 자산운용사 아폴로에 6.6조원 투자 제안받아
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[신소재 신기술(112)] AI 혁신, 농업 현장에…오렌지 수확 로봇 개발 성공
- 이스라엘 농업 기술 스타트업 나노벨(Nanovel)이 과수원 등 농장의 과실수에서 과일을 따낼 수 있는 새로운 인공지능(AI) 기반 자율 로봇을 제작, 공개했다고 지역 매체 노카멜스가 전했다. 비용 대비 효과가 좋거나 한국과 같은 과수원 환경에서 적용할 수 있다면, 인건비 등으로 인해 천정부지로 치솟고 있는 과일값 안정에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 나노벨은 이 로봇이 농장의 노동력 부족과 급증하는 생산 비용에 대한 전 세계적 솔루션을 제공할 것이라고 자신했다. 노동력과 생산비라는 두 가지 큰 난제는 미국 애리조나, 캘리포니아, 콜로라도, 뉴멕시코의 농장주들과 협력하는 '웨스턴 그로워스(Western Growers)' 조직의 조사를 통해 해결될 수 있는 것으로 확인됐다고 한다. 나노벨에 따르면 이 로봇은 첨단 엣지 컴퓨팅과 AI 기반 데이터 분석을 기반으로 하고 있다. 이를 통해 높은 수준의 기술적 복잡성을 요구하는 '오렌지 수확'에 성공했다. 울창한 잎사귀 사이에서 오렌지를 선별해 따낸 것이다. 회사는 이 로봇이 세계 최초의 과일 자율 수확 시스템이라고 밝혔다. 개발된 오렌지 수확 로봇은 다중 암(팔) 플랫폼으로 구성되어 있으며 지금은 트랙터로 움직인다. 그러나 회사가 계획하는 차세대 로봇 시스템은 내부 구동 장치와 자율주행 시스템을 갖추게 될 것으로 알려졌다. 망원렌즈 구실도 겸하는 암에는 엣지 컴퓨팅, 첨단 비전 시스템 및 AI가 장착돼 시장 품질 기준을 충족하는 정밀도로 과일을 식별, 평가 및 선택적으로 수확한다. 각 암에는 과일을 고정하는 특허받은 진공 그리퍼(과일을 잡는 손의 기능)와 손상 없이 줄기를 다듬는 커터가 있다. 첫 번째 단계에서 로봇은 오렌지를 수확하고 나중에 다른 감귤류로 확장할 예정이며, 회사의 장기 계획은 레몬, 자몽, 아보카도, 망고, 복숭아, 천도복숭아 수확 로봇으로의 전개다. 나노벨 설립자 겸 CEO인 아이작 매조는 "나노벨의 사명은 자율 수확을 통해 신선한 과일의 가격을 확보하는 것"이라고 말했다. 메조는 "목표는 나노벨의 솔루션을 글로벌 감귤류 시장, 특히 미국과 스페인, 이탈리아와 같은 남유럽 국가에 공급하는 것이다. 우리는 신선한 시장 기준에 맞춘 과실 수확의 새로운 글로벌 표준을 만들고 재배자에게 높은 품질과 경제적 실행 가능성을 보장할 것"이라고 밝혔다.
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[신소재 신기술(112)] AI 혁신, 농업 현장에…오렌지 수확 로봇 개발 성공
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퀄컴, 실적부진 경쟁사 인텔 인수 타진-합의에는 거리감
- 미국 반도체업체 퀄컴이 실적부진에 빠진 경쟁사 인텔에 최근 인수를 타진했다고 미국 일간 월스트리트저널(WSJ)이 익명의 소식통들을 인용해 20일(현지시간) 보도했다. WSJ는 퀄컴의 인수 제안은 인텔이 실적 부진으로 강도 높은 구조조정을 추진하고 있는 가운데 이루어졌다고 전했다. WSJ는 퀄컴이 부족한 인수자금 마련을 위해 회사 자산을 매각하거나 인텔의 사업 영역의 부분 매각을 추진할 가능성도 있다고 덧붙였다. 소식통들은 이번 거래가 확실한 것과는 거리가 먼 상황이라며 주의를 당부했다고 WSJ는 언급했다. 소식통들은 인텔이 퀄컴의 인수 제안에 긍정적인 태도를 보인다고 하더라도 이 같은 대규모 딜이 실제로 성사되기까지는 경쟁당국의 기업결합 심사와 반독점금지법 등 장애물이 큰 상황이라고 설명했다. 한때 PC 중앙처리장치(CPU) 중심으로 반도체 업종의 제왕으로 군림했던 인텔은 경쟁력이 뒤처지며 실적 부진이 이어지고 있다. 모바일 칩 분야는 암(Arm)이 압도적인 우위를 점했고 인공지능(AI) 칩의 기본이 되는 그래픽처리장치(GPU)는 엔비디아가 후발 주자의 추격을 따돌리고 있다. 인텔의 핵심 사업인 CPU 부문도 경쟁사인 AMD에 추격을 허용한 상태다. 인수 타진 소식이 전해지면서 이날 뉴욕증시에서 퀄컴 주가는 2.9% 하락했고 인텔 주가는 3.3% 상승했다.
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퀄컴, 실적부진 경쟁사 인텔 인수 타진-합의에는 거리감
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[신소재 신기술(111)] 휴스턴 공대 개발 웨어러블 센서, 눈 움직임으로 뇌손상 진단
- 휴스턴 대학교(HU) 공학팀이 눈의 움직임을 검사해 뇌 질환이나 뇌 손상을 진단하는 웨어러블 센서를 개발했다고 메디컬익스프레스가 전했다. 많은 뇌 질환은 종종 다른 증상이 발현되기 전에 눈 이상으로 나타난다. 눈은 시인들의 표현과 같이 단순히 '영혼을 들여다보는 창'만은 아니다. 인간의 생활을 위해 가장 필요하고 소중한 눈은 또한 뇌의 연장선이며, 뇌 관련 질환의 조기 경고 신호와 그 원인에 대한 정보를 제공할 수 있다. 눈을 검사하면 뇌에 가해지는 신체적, 정신적 충격의 진행과 증상을 추적하는 데 도움이 될 수도 있다. 연구진은 현재의 시선 추적 시스템에는 결함이 있으며, 충분한 양의 데이터를 제공하지 못한다고 지적했다. 게다가 얼굴과 목에 여러 개의 전극이 부착돼 부피가 크고 비싸며 출력이 약하다. 기계공학과 류재현 교수의 UH 연구실에서 박사 후(포스트 닥터) 연구원인 김남인 박사의 도움을 받아 개발한 이 새로운 센서는 비침습적이고 편안하게 착용할 수 있으며 안전하다. 따라서 휴대용 디스플레이 및 컴퓨팅 장치와 결합하면 안구 움직임을 쉽게 지속적으로 측정하고 관찰할 수 있다. 개발된 센서는 특히 매끈하고 유연하며, 구부러지거나 움직일 때 전기를 생성하는 매우 얇은 수정과 같은 필름으로 만들어졌다. 이는 '압전 효과'라는 현상이며, 특정 물질이 적용된 기계적 응력에 반응하여 전하를 생성할 수 있다. 관자놀이 부위에 있는 상단, 중간 및 하단 센서 또는 변환기의 출력 전압은 식별 가능한 전압 패턴을 생성한다. 류 교수는 연구 결과가 실린 국제 학술지 '어드밴스드 헬스케어 머티리얼스(Advanced Healthcare Materials)'에서 "활력 징후 및 생체 의학 매개변수를 관찰하기 위한 피부 부착형 웨어러블 센서는 개인 건강관리 및 휴대용 진단 시스템에서 매우 중요한 구성 요소"라고 보고했다. 이어 "그 중에서도 박막 압전 센서는 저렴한 비용으로 쉽게 제작할 수 있고, 다양한 크기, 경량, 뛰어난 기계적 유연성과 안정성, 빠른 반응 속도, 높은 감도, 높은 신호 대 잡음비, 우수한 장기 안정성과 내구성이라는 고유한 장점을 제공한다"라고 강조했다. 류 교수는 "새로운 센서는 착용하기 쉽고 뇌-눈 관계 연구에 사용해 뇌의 기능적 무결성을 평가할 수 있다"라고 부연했다. 눈 깜박임 패턴에 대한 안과적 평가는 뇌졸중, 다발성 경화증, 파킨슨병 및 알츠하이머병과 같은 질환의 조기 진단에 사용되었다. 또한 안구와 윗 눈꺼풀 조절은 뇌 기능에 영향을 받기 때문에 눈의 움직임은 다양한 뇌 질환과 밀접하게 연관되어 있다. 이전 연구에서는 주의력 결핍 과잉 행동 장애가 있는 어린이의 비정상적인 눈 깜박임 속도와 깜박임 조절을 측정했으며, 자발적인 깜박임은 뇌의 도파민 시스템의 무결성을 측정하는 척도였다. 눈 및 눈의 근육과 관련된 뇌의 운동 뉴런도 자폐증과 관련이 있다. 류 교수는 "우리가 새로 개발한 '유연한 압전 눈 움직임 센서 어레이(F-PEMSA: flexible piezoelectric eye movement sensor array)'가 ADHD(주의력결핍 과다행동장애), 자폐증, 알츠하이머병, 파킨슨병과 같은 뇌 질환 상태뿐만 아니라 뇌진탕 후 증후군 및 외상 후 스트레스 장애와 같은 외상성 뇌 손상의 후유증에 관한 많은 임상 연구에 사용될 수 있다고 생각한다. 잠재적으로 조기에 정확한 진단과 개인화된 치료법의 개발 방향을 제시할 수 있다고 믿는다"고 말했다.
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- IT/바이오
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[신소재 신기술(111)] 휴스턴 공대 개발 웨어러블 센서, 눈 움직임으로 뇌손상 진단
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[퓨처 Eyes(50)] 핵시계, 초정밀 시간 측정의 새로운 지평을 열다
- 상상을 초월하는 정확성, 10억년에 단 1초의 오차도 허용하지 않는 시계가 현실로 다가왔다. 과학자들이 기존 원자시계를 뛰어넘는 핵시계 개발에 성공하며, GPS, 인터넷 동기화, 금융 거래 등 다양한 분야에 혁신을 예고했다. 미국 물리과학 연구기관인 JILA와 국립표준기술원(NIST) 펠로우이자 콜로라도 볼더 대학교 물리학 교수인 준 예(Jun Ye)와 그의 팀이 이끄는 국제 연구팀이 핵시계로 알려진 획기적인 시간 측정 장치를 개발했다. 원자시계 넘어 핵시계로, 시간 측정의 새로운 지평 현재 가장 정확한 시계는 원자시계다. 원자시계는 원자 내 전자의 에너지 변화를 이용해 1초를 정의하고, 1초에 수십억 번 진동하는 신호를 통해 시간을 측정한다. 이번에 개발된 핵시계는 원자핵 내부의 에너지 변화를 이용한다는 점에서 원자시계와 차별화되는 새로운 유형의 시간 측정 장치다. 핵시계는 원자 전체가 아닌 원자핵의 진동을 측정한다. 원자핵은 원자보다 훨씬 작지만, 더 많은 '틱(tick)'을 가지고 있어 더 정확한 시간 측정이 가능하며, 전자기장과 같은 외부 교란에도 안정적이다. 새로운 연구에서 JILA와 그의 연구팀은 핵시계의 모든 필수 부품을 만들었다. 즉 시계의 '틱(tick)'을 제공하는 토륨-229 핵전이, 핵의 개별 양자 상태 사이에 정밀한 에너지 점프를 생성하는 레이저, 이러한 '틱'을 직접 측정하는 주파수 빗 등이다. 연구팀은 이러한 노력으로 이전 파장 기반 측정기보다 100만배 높은 수준의 정밀도를 달성했다. 또한 연구팀은 자외선 주파수를 세계에서 가장 정확한 스트론튬 원자시계 중 하나에 사용되는 광학 주파수와 직접 비교해 핵 전이와 원자시계 사이의 직접적인 주파수를 연결하는데 최초로 성공했다. 이러한 직접적인 주파수 연결과 정밀도 향상은 핵시계를 개발하고 기존 시간 유지 시스템과 통합하는 데 있어 매우 중요한 단계다. 더 작지만 더 강력한 핵시계, 정확성의 한계를 뛰어넘다 원자시계는 수십억 년에 몇 초의 오차만 발생할 정도로 정확하지만, 외부 환경의 영향을 받을 수 있다. 반면, 핵시계는 원자핵의 안정성 덕분에 외부 간섭에 덜 민감하고, 더 높은 주파수에서 진동하여 더 정밀한 시간 측정이 가능하다. JILA 연구팀은 토륨-229 원자핵에 자외선 레이저를 쏘아 핵입자를 여기시키고 '광 주파수 빗' 기술로 핵의 에너지 펄스 주파수를 측정하는 데 성공했다. 이는 일반 시계의 추가 진자 운동을 하는 것과 유사한 원리로, 1초당 더 많은 파동 사이클을 측정하여 더욱 정확한 시간 측정을 가능하게 한다. 이번 연구 결과는 지난 9월 4일자 세계적인 학술지 "네이처' 표지 기사에 게재됐다. 연구팀에는 JILA, 비엔나 양자 과학 기술 센터, IMRA America Inc.의 연구자들이 포함됐다. 물리학의 획기적인 발전, 핵시계 현실화에 한 걸음 더 이번 연구는 핵시계 개발에 중요한 이정표를 세웠다. 1976년 토륨 핵의 저에너지 특성을 발견, 2003년 토륨-299 핵시계 활용 가능성 제시, 2023년 토륨-229 결정 삽입 기술 개발 등 오랜 연구 끝에 마침내 핵시계 프로토타입이 탄생한 것이다. 특히 연구팀은 토륨-229 핵의 에너지 변화를 정밀하게 측정하고, 이를 통해 생성된 신호를 높은 정확도로 측정하는 데 성공했다. 이는 핵시계의 실현 가능성을 입증하는 중요한 성과로 평가받는다. 핵시계, 시간 측정 넘어 과학 혁신 이끌 것 핵시계는 아직 초기 단계지만 상용화될 경우 공식 국제시간 측정뿐만아니라 물리학 연구, 우주 탐사 등 다양한 분야에 혁신을 가져올 것으로 기대된다. 특히 암흑 물질 탐색, 자연 상수 검증 등 기본 물리학, GPS 정확도 향상, 통신 네트워크 안정화 등에도 활용될 수 있다. 연구팀은 "이번 연구는 핵시계의 가능성을 보여주는 중요한 발검음"이라며 "레이저 정렬 및 주파수 조정 등을 통해 정확도를 더욱 향상시킬 수 있을 것"이라고 밝혔다. 또한 "2~3년 안에 핵시계가 원자시계의 정확성을 능가할 것"이라고 전망했다. 핵시계는 휴대성과 안정성도 뛰어나 통신, 인터넷, GPS 등 일상생활에도 영향을 미칠 것으로 예상된다. 물리학 전문가들은 "핵시계는 시간 측정의 새로운 패러다임을 제시하는 혁신적인 기술"이라며 "기초과학 연구부터 첨단 기술 개발까지 다양한 분야에 파급 효과를 가져올 것"이라고 평가했다. 핵시계, 미래를 향한 새로운 추 원자시계는 이미 지진, 중력장, 시공간 연구에 중요한 도구로 활용되고 있다. 핵시계는 이러한 분야에 더 큰 발전을 가져올 수 있으며, 휴대성과 사용 편의성도 높을 것으로 예상된다. 핵시계와 원자시계를 함께 사용하면 기본 물리 상수의 변화 여부를 확인하고 암흑 물질 연구에도 새로운 가능성을 열 수 있다. JILA와 NIST 물리학자 준 예는 "수십억년 동안 켜두어도 1초도 잃지 않는 손목시계를 상상해보라"며 "아직은 그 수준에 이르지 못했지만 이 연구를 통해 그 수준의 정밀도에 더 가까워졌다"고 말했다. 더 정확하고 안정적인 시간 측정을 향한 인류의 도전은 끝없이 계속된다. 핵시계 기술의 발전은 단순히 시간 측정의 정확성을 높이는 것을 넘어, 더 빠른 인터넷 속도, 더 안정적인 네트워크 연결, 더 안전한 디지털 통신을 제공할 수 있다. 또한 대규모 입자 가속기 없이 입자 물리학 이론을 검증할 수 있으며, 우주 구조 탐사 등 우리가 우주와 자연을 이해하는 방식을 근본적으로 바꿀 수 있는 잠재력을 지니고 있다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(50)] 핵시계, 초정밀 시간 측정의 새로운 지평을 열다
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삼성전자, 업계 최초 '1Tb QLC 9세대 V낸드' 양산…AI 시대 초고용량 스토리지 혁신 주도
- 삼성전자는 12일 인공지능(AI) 시대에 필요한 대용량 서버 저장장치(SSD)를 구현하기 위한 '1테라비트(Tb) 4비트(QLC) 9세대 V낸드'를 세계 최초로 대량 생산에 돌입했다고 발표했다. 삼성의 9세대 V낸드는 '채널 홀 에칭' 기술을 통해 두 개의 낸드 층을 수직으로 쌓는 '더블 스택' 구조로 업계 최고 수준의 적층 단수를 달성했다. 채널 홀 에칭은 몰드 층을 차례대로 쌓은 후 한 번에 전자가 지나가는 통로(채널 홀)를 만드는 기술이다. 특히 이번에 개발된 QLC 9세대 V낸드는 데이터 저장 공간(셀)과 주변 회로(페리)의 크기를 최소화하여 이전 세대 QLC V낸드보다 데이터 저장 밀도를 약 86% 향상시켰다. V낸드의 적층 단수가 높아질수록 층과 층 사이, 그리고 각 층 내의 셀 특성을 균일하게 유지하는 것이 더욱 중요하다. 이에 삼성전자는 이번 V낸드 제품에 '디자인드 몰드' 기술을 적용해 이전 제품보다 데이터 보존 성능을 20% 향상시켰다고 설명했다. 디자인드 몰드는 셀의 특성을 균일하게 하고 최적화하기 위해 셀을 작동시키는 워드라인(WL) 사이의 거리를 조정하여 층층이 쌓는 기술이다. 이번 QLC 9세대 V낸드는 셀의 상태 변화를 예측하여 불필요한 동작을 줄이는 '예측 프로그램 기술' 혁신을 통해 이전 세대 제품에 비해 쓰기 성능은 두 배, 데이터 읽고 쓰는 속도는 60% 향상됐다. 또한, 낸드 셀을 구동하는 전압을 낮추고 필요한 비트라인(BL)만 감지하여 전력 소모를 최소화하는 '저전력 설계 기술'을 통해 데이터 읽기, 쓰기에 필요한 전력 소비량도 각각 약 30%, 50% 감소했다. AI 시대에는 초고속 병렬 연산을 지원하는 고대역폭 메모리(HBM)뿐만 아니라 다양한 메모리 솔루션이 필요하다. 특히 언어 모델 데이터 학습을 위해서는 방대한 데이터를 저장할 공간이 필요하며, 추론 단계에서 알고리즘이 빠르게 작동하기 위한 고성능 저장장치가 필수적이다. 삼성전자는 고성능·고용량의 QLC 9세대 V낸드가 AI 서비스의 보편화를 앞당길 수 있는 혁신적인 제품이라고 기대하고 있다. 낸드플래시는 데이터 저장의 기본 단위인 셀에 몇 개의 비트를 저장할 수 있는지에 따라 SLC(1비트), MLC(2비트), TLC(3비트), QLC(4비트) 등으로 구분됩니다. 비트 수가 증가할수록 더 많은 데이터를 저장할 수 있다. 현재 데이터센터의 규모가 커지고 막대한 양의 데이터를 빠르게 처리해야 하는 요구가 증가하면서, 업계의 주류였던 TLC에서 QLC로의 전환이 가속화되고 있다. 시장조사기관 트렌드포스는 올해 낸드플래시 매출이 작년보다 77% 증가한 674억 달러에 이를 것으로 예측했다. 특히 올해 QLC가 낸드 출하량의 20%를 차지하고, 내년에는 이 비중이 크게 증가할 것으로 전망했다. 이러한 흐름에 발맞춰 삼성전자는 AI 서버용 제품을 중심으로 제품 라인업을 강화하고 있다. 중장기적으로는 온디바이스AI, 자동차 전자장비, 엣지 디바이스 등 미래 유망 분야의 제품 라인업을 확대할 계획이다. 허성회 삼성전자 메모리사업부 플래시개발실 부사장은 "9세대 TLC 양산 4개월 만에 9세대 QLC V낸드 또한 양산에 성공함으로써 AI용 고성능, 고용량 SSD 시장이 요구하는 최신 제품군을 모두 갖추게 되었다"며 "최근 AI 용으로 수요가 급증하고 있는 기업용 SSD 시장에서의 선도적인 위치가 더욱 강화될 것"이라고 말했다.
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- IT/바이오
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삼성전자, 업계 최초 '1Tb QLC 9세대 V낸드' 양산…AI 시대 초고용량 스토리지 혁신 주도
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[우주의 속삭임(52)] NASA, 목성 생명체 탐사 위해 유로파 클리퍼 임무 우주선 10월 발사
- 목성의 생명체 탐사를 위한 나사(NASA)의 유로파 클리퍼(Europa Clipper) 임무 우주선이 오는 10월 발사된다고 스페이스닷컴이 전했다. 이를 위해 현재 목성 위성 주변의 혹독한 방사선 환경을 견딜 수 있는지를 확인하는 테스트가 진행되고 있다. 유로파 클리퍼 우주선은 목성의 얼음 위성인 유로파(Europa)를 연구하는 것을 목표로 한다. 유로파는 지구의 모든 바다를 합친 것보다 두 배나 많은 물을 가진 지하 바다를 품고 있는 것으로 알려져 있다. 카메라, 지상 투과 레이더, 분광기 등 9개의 장비를 탑재한 이 우주선은 유로파를 여러 번 근접 비행하고, 유로파의 얼음 지각 아래 환경을 조사하며 생명체의 흔적을 찾을 계획이다. 우주선은 플로리다에 있는 나사 케네디 우주 센터의 39A 발사장에서 스페이스X(SpaceX) 팰컨 헤비(Falcon Heavy) 로켓에 실려 발사될 예정이다. 나사는 오는 10월 10일이 발사 목표일이라고 발표했다. 나사 관계자는 "유로파 클리퍼의 주요 탐사 목표는 유로파 위성의 표면 아래에 생명체가 살 수 있는 곳이 있는지 확인하는 것"이라고 밝혔다. 관계자는 또 "이 임무의 세 가지 주요 목표는 얼음 표면과 그 아래의 바다의 특성, 유로파 위성의 구성 및 지질을 이해하는 것이다. 유로파에 대한 우주선의 자세한 탐사는 과학자들이 지구 너머에 있는 거주 가능한 세계의 천체생물학적 가능성을 더욱 깊이 이해하는 데 도움이 될 것"이라고 부연했다. 이전에는 목성의 강력한 자기장으로 인해 생성된 높은 방사선 환경에서 우주선이 견딜 수 있는가에 대한 우려가 제기됐다. 이때 탐사선의 전기 흐름을 제어하는 장치인 트랜지스터가 예상보다 낮은 방사선량에서도 고장을 일으킨 바 있다. 10월 발사가 예정된 우주선에 대한 방사선 환경 테스트도 이 때문에 시행되고 있는 것. 나사 관계자는 최근의 테스트에서 우주선의 트랜지스터가 기본 임무를 지원할 수 있음이 확인되었다고 밝혔다. 이번에 발사되는 우주선은 2030년 목성에 도착할 예정이며, 2031~2034년 사이에 유로파를 약 50회 비행할 것으로 예상된다. 한편 나사는 오는 9일 실시될 핵심 검토를 통해 유로파 클리퍼 우주선이 최종 발사 준비에 들어갈 수 있는지의 여부를 판단할 방침이다.
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[우주의 속삭임(52)] NASA, 목성 생명체 탐사 위해 유로파 클리퍼 임무 우주선 10월 발사
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중국, 일본에 반도체 수출규제 강화하면 '보복' 경고
- 중국정부는 일본이 중국기업용 반도체제조장치 판매와 서비스 제공을 추가로 제한할 경우 일본에 대해 강력한 경제적 보복조치를 강구할 것이라고 경고했다. 블룸버그통신 등 외신들은 2일 복수의 중국 고위관계자들을 인용해 이같이 보도했다. 외신들은 중국 고위관계자들이 최근 일본과의 수차례 회의에서 일본정부측에 반도해서 이같은 입장을 설명했다고 전했다. 미국은 중국을 첨단반도체 기술로부터 격리시키는 전략으로 일본 등 동맹국에게 보조를 맞출 것을 요구하고 있지만 이같은 대처는 상황을 더욱 복잡하게 만들고 있다. 일본측이 안고 있는 구체적인 우려중 하나는 새로운 반도체 규제에 반발한 중국이 자동차생산에 불가결한 주요광물에 대한 접근을 제한을 할 가능성이 있다는 점이다. 도요타자동차가 이같은 우려를 일본정부 관계자에게 비공개적으로 전했다라고 블룸버그통신이 전했다. 한 소식통은 도요타가 일본의 반도체정책에 깊이 관여하고 있으며 도요타의 대만 TSMC 구마모토(熊本)공장 출자도 그 일례라고 지적했다. 일본이 반도체분야에서 새로운 대중수출 규제를 도입할 경우 심각하게 영향을 받는 것은 도쿄일렉트로닉 등 반도체제조장치 제조업체다. 도쿄일레트로닉 등에 의한 고정밀도의 반도체관련 장치의 중국판매에 대해 미국은 제한 강화를 일본에 요구하고 있다. 중국의 국내 반도체산업 육성을 제한하려고 하는 미국의 장기대책의 일환이다. 미일 양국이 협의하는 가운데 미일 양국 정부의 고위관계자들은 중요광물의 충분한 공급을 확보하는 전략도 준비하고 있다고 소식통은 설명했다. 중국은 지난해 갈륨과 게르마늄, 흑연 수출을 제한했다. 도요타에 대한 규제는 전례가 있다. 중국은 지난 2010년 동중국해에서 중국어선이 해상보안청의 순시함과 접촉해 중국선 선장이 공무집행방해 혐의로 체포되자 일본에 대한 희소금속 수출을 일시적으로 중지했다. 이 조치는 일본의 전자산업에 충격을 주었다. 이같은 보도에 일본 반도체관련주는 이날 거래에서 하락했다. 도쿄일렉트론은 1.9%, 레이저텍과 디스코는 각각 징중 2.8%, 3.3% 떨어졌다. 조 바이든 미국정부는 일본측의 우려를 완화시키는 점에서 올해내에 합의할 수 있다라고 확산하고 있다고 일부 소식통은 말했다. 다만 더 강경한 선택지도 있다. 미국은 수면하에서 해외직접제품규칙(FDPR)으로 불리는 권한을 행사할지 여부를 눈여겨 보고 있다. 이는 반도체·정보통신·센서·레이저·해양·항공우주 등 7개 분야 57개 기술에 대해서는 제3국에서 생산된 제품이라도 미국 기술과 소프트웨어를 사용했다면 미국 상무부의 허가를 받아야 다른 나라에 수출할 수 있다. 미국이 이 규정을 적용한 사례는 아직 없다. 도요타자동차와 중국 외교부는 이에 대한 질의에 응답하지 않았다.
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중국, 일본에 반도체 수출규제 강화하면 '보복' 경고
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레벨4 자율주행 시대 '성큼'…원격 자율주행 표준화 '박차'
- 운전자 없는 레벨 4 자율주행 상용화를 앞두고 업계에서 원격자율주행 표준화에 박차를 가하고 있다. 한국정보통신기술협회(TTA)는 2일 이동통신망을 이용해 배송 로봇, 자율주행 셔틀 등을 원격으로 주행시키기 위한 관제 시스템의 연내 표준화를 추진한다고 밝혔다. 레벨 0부터 5까지 총 6단계 자율주행 가운데 국내에서는 레벨 3 수준의 조건부 자율주행 기술이 점차 상용화되는 중으로 글로벌 자율주행 시장에 도전하는 국내 업체가 늘어날 것으로 예상된다. 레벨 3과 레벨 4 자율주행의 가장 큰 차이는 운전자의 개입 여부 필요성이다. 레벨 3(조건부 자율주행)은 특정 조건 하에서 시스템이 차량 제어를 주도하지만 운전자는 시스템의 요청에 따라 언제든지 운전에 개입할 준비가 되어 있어야 한다. 주로 고속도로나 정체구간 등 제한된 환경에서 작동한다. 현재 국내에서 상용화된 자율주행 기술은 대부분 레벨 3 수준이다. 반면, 레벨 4(고도 자율주행)는 특정 조건하에서 운전자의 개입 없이 시스템이 차량을 완전히 제어한다. 시스템이 처리할 수 없는 상황이 발생해도 운전자에게 제어권을 넘기지 않으며, 예를 들어 비상 정차 등 시스템이 스스로 안전하게 대처하는 것을 말한다. 아직 상용화는 이루어지지 않았지만 일부 지역에서 제한적으로 시범 운행 중이다. 한국정보통신기술협회는 "자율주행 기술에 대한 관심은 높아지고 있지만 안전성 문제는 아직 해결되고 있다"며 "사고 등으로 인해 자율주행이 어려운 상황이 됐을 때 원격으로 차량을 제어할 수 있는 기술이 주목받고 있다"며 표준화 배경을 설명했다. 이번 표준화 작업에는 LG유플러스, LG전자, 파이브지에코, 한국전자통신연구원, 한국전자기술연구원 등 14개 관련 기관이 함께 협력해 프로젝트 그룹을 구성하고 있다. 미국 캘리포니아, 일본, 독일 등에서는 운전자가 필요없는 레벨 4 기술의 상용화를 앞두고 자율주행 관련 법규에 원격 운전 내용을 추가해 개정 작업을 진행 중인 것으로 알려졌다. 특히 이번 표준을 제시한 LG유플러스는 국토교통부의 '자율주행 레벨 4 기반 도시환경관리 서비스 연구개발' 과제를 수행하는 기관으로서, 해당 표준을 적용한 원격주행 스스템 개발에 축사흘 계획이다. 한편, 레벨 5 자율주행 단계는 '완전 자율주행' 단계로, 모든 도로 환경 및 상황에서 운전자의 개입 없이 차량 스스로 안전하게 주행할 수 있는 수준을 의미한다. 핸들, 가속 페달, 브레이크 등 운전 관련 장치가 아예 없거나 사용하지 않아도 된다. 복잡한 도심, 악천후, 예측 불가능한 상황 등 어떠한 조건에서도 안전하게 주행하고 대처할 수 있다. 그러나 레벨 5 자율주행은 아직 개발 및 연구 단계에 있으며, 상용화까지는 기술적, 법적, 사회적 측면에서 해결해야 할 과제들이 많이 남아있다.
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레벨4 자율주행 시대 '성큼'…원격 자율주행 표준화 '박차'
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[신소재 신기술(101)] 버섯 곰팡이 전기 자극으로 바이오하이브리드 로봇 제어
- 코넬 대학교 연구진이 곰팡이 균사체를 배양해 여기서 나오는 전기 신호를 활용, 일반 로봇보다 환경에 더 잘 반응하는 '바이오 하이브리드' 로봇 제어 방법을 새로 발견했다고 테크익스플로러가 전했다. 로봇 제조에 시간과 기술, 재료 정도가 필요했다면, 이제는 곰팡이까지 더해질 수 있게 됐다. 로봇 제어 기술 개발은 코넬 대학교 롭 셰퍼드 교수가 이끄는 유기로봇연구실의 아난드 미슈라 박사팀이 주도했으며, 「곰팡이 균사의 전기 생리학적 측정을 통해 매개되는 로봇의 감각 운동 제어」라는 제목의 논문은 '사이언스 로보틱스(Science Robotics)'에 발표했다. 셰퍼드 교수는 "이 연구는 곰팡이가 내는 생체 전기를 사용해 로봇에 환경 감지 및 명령 신호를 제공, 자율성 수준을 향상시키는 첫 번째 성과"라며 "로봇의 전자 장치에 균사체를 배양함으로써, 바이오 하이브리드 로봇이 환경을 감지하고 이에 대응할 수 있도록 할 수 있었다. 이번에는 입력원으로 빛을 사용했지만, 미래에는 화학 물질이 될 것이다. 개발할 미래 로봇은 작물에서 토양의 화학적 성질을 감지하고 비료를 뿌릴 시기를 결정할 수 있을 것"이라고 말했다. 엔지니어들은 로봇을 설계하면서 동물계에서 많은 단서를 얻었다. 동물이 움직이는 방식을 모방하고, 환경을 감지하고, 심지어 땀을 통해 내부 온도를 조절하는 기계를 만들었다. 일부 로봇은 근육 조직 세포와 같은 살아있는 조직을 통합했지만, 이러한 복잡한 생물학적 로봇 시스템은 기능적으로 유지하기 어렵다. 로봇의 성능과 기능을 살리는 작업은 쉽지 않다. 균사체는 버섯의 지하 식물체이며, 여러 가지 장점이 있다. 혹독한 환경에서도 자랄 수 있다. 또 화학적 및 생물학적 신호를 감지하고 여러 입력에 반응할 수 있다. 미슈라 박사는 "기존의 수동 센서는 한 가지 목적으로만 사용되지만 살아있는 시스템은 촉각에 반응하고, 빛에 반응하고, 열에 반응하고, 신호와 같은 알려지지 않은 것에도 반응한다"면서 "미래 로봇 제작은 예상치 못한 환경에서 어떻게 작동할 수 있을까에 초점이 맞추어질 것이다. 우리 연구팀이 찾아낸 ‘살아있는 시스템’을 활용하면 알려지지 않은 입력이 들어와도 로봇이 그에 반응할 것"이라고 밝혔다. 그러나 버섯과 로봇의 통합에는 기술에 대한 지식 이상이 필요하다. 기계나 전자공학뿐 아니라 균류학, 신경 생물학, 신호 처리에 대한 배경 지식 등도 요구된다. 이 모든 분야가 모여야 시스템을 구축할 수 있다. 그래서 연구팀은 신경 생물학 및 행동 분야(브루스 존슨 연구원)의 자문을 구해 균사체 막의 뉴런과 같은 이온 채널로 전달되는 전기 신호를 기록하는 방법을 배웠다. 농업 및 생명 과학 대학의 통합 식물 과학부(캐시 호지 박사)는 균류에 전극을 붙일 때 우려되는 오염을 방지하기 위해 깨끗한 균사체 배양 방법을 전달했다. 미슈라가 개발한 시스템은 △ 진동과 전자기 간섭을 차단하고 균사체의 전기 생리학적 활동을 실시간으로 정확하게 기록하고 처리하는 전기 인터페이스 △ 일종의 신경 회로인 중앙 패턴 생성기에서 영감을 받은 컨트롤러로 구성되어 있다. 기본적으로 이 시스템은 원시 전기 신호를 읽고, 이를 처리하고, 균사체의 리드미컬한 스파이크를 식별한 다음, 해당 정보를 디지털 제어 신호로 변환해 로봇의 액추에이터로 전송한다. 이를 바탕으로 연구팀은 거미 모양의 소프트 로봇과 바퀴 달린 로봇 등 두 가지 바이오 하이브리드 로봇을 제작했다. 개발된 로봇은 세 가지 실험을 완료했다. 첫 번째 실험에서 로봇은 균사체 신호에서 자연스럽고 연속적으로 급증하는 스파이크에 대한 응답으로 걷고 구르는 동작을 시연했다. 그런 다음 연구팀은 자외선으로 로봇을 자극하여 보행 패턴을 변화시켜 균사체가 환경에 반응하는 능력을 입증했다. 세 번째로 연구팀은 균사체의 원래 신호를 완전히 무시할 수 있었다. 이는 로봇 공학과 균류학 분야를 훨씬 넘어섬을 의미한다고 연구팀은 전했다. 신호를 받아들이면 무슨 일이 일어나고 있는지도 이해할 수 있다는 점에서, 이는 로봇을 제어하는 것만이 아니라 생명체와 진정한 연결을 만드는 것이라는 지적이다. 사람이 시각화할 수 없는 신호를 로봇은 시각화하고 있다는 것이다. 한편, 이 연구에는 이탈리아 피렌체 대학교의 김재석 연구원도 참여했다.
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[신소재 신기술(101)] 버섯 곰팡이 전기 자극으로 바이오하이브리드 로봇 제어
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엔비디아, 예상 웃도는 실적에도 주가 하락⋯시간외서 268조원 증발
- 인공지능(AI) 반도체 선두주자 엔비디아가 시장 예상치를 웃도는 3분기 실적을 발표했지만, 기대에는 못 미치는 결과로 시간 외 거래에서 주가가 8% 이상 하락했다. 특히, 신제품 AI 칩 '블랙웰'의 생산 차질 문제도 영향을 미친 것으로 보인다. 엔비디아가 28일(현지시간) 실적 발표후 미국 뉴욕 증시 시간외 거래에서 주가가 장중 한때 7% 가까이 하락하며 시가총액이 2000억 달러(약 268조원) 넘게 증발했다. 높은 기대치에 미치지 못하는 실적을 발표한 엔비디아는 시간외 거래에서 주가가 8.4%까지 하락했다. 3분기 매출 전망, 최고 기대치에는 못 미쳐 엔비디아는 3분기(8~10월) 매출이 약 325억 달러(43조 4000억 원)에 달할 것으로 예상했다. 이는 분석가들의 평균 예상치인 319억 달러(약 42조 6500억원)를 웃도는 금액이다. 그러나 시장 최고 예상치인 약 379억 달러(50조 7000억원)에는 못 미치는 수준이다. 그동안 시장 기대치를 훨씬 뛰어넘는 실적을 보여왔던 엔비디아였기에, 투자자들의 높은 기대감을 충족시키지 못했다는 평가다. 카슨 그룹의 라이언 디트릭 수석 애널리스트는 로이터통신에 "성장세가 기대에 미치지 못했다"며 "미래 실적 예측도 높아졌지만, 지난 분기만큼은 아니다. 여전히 122%의 매출 성장률을 보이는 뛰어난 기업이지만, 이번에는 기대치가 너무 높았던 것 같다"고 했다. 블랙웰 칩 생산 차질, 주가 하락 부추겨 게다가 엔비디아는 기대를 모으고 있는 AI 칩 블랙웰 칩 생산 문제 해결을 위해 제조 공정을 변경 중이라고 밝혔다. 이는 생산 차질에 대한 우려를 인정한 것으로, 주가 하락을 더욱 부추겼다. 엔비디아는 지난 2분기(5~7월) 실적도 예상치를 웃돌았다. 매출은 300억4천만 달러(40조1천785억원), 주당순이익은 0.68달러(909원)로, 시장조사업체 LSEG가 전망한 월가 예상치 매출 287억 달러와 주당 순이익 0.64달러를 상회했다. 엔비디아의 분기 매출이 300억 달러를 넘어선 것은 이번이 처음이다. 1년 전 대비 122% 늘었다. 하지만 최근 폭발적인 성장세에 대한 투자자들의 기대감에는 미치지 못했다. 하지만 '어닝 서프라이즈'(깜짝 실적) 정도가 약했다는 것이 시장의 반응이다. 3분기 매출 전망치가 시장 기대치와의 차이가 3%밖에 안 된다는 점이 문제가 됐다. 특히 3분기 매출 총이익률이 75%로 시장 전망치(75.5%)보다 낮게 나타난 점이 부정적 요소로 작용했다. 뉴욕 증시 정규장에서 2.1% 하락 마감한 엔비디아 주가는 실적 발표 후 시간 외 거래에서 4%가량 추가 하락했다. 한때 낙폭은 8% 이상 확대되기도 했다. 엔비디아 실적, 증시 영향력 '고용지표급' 전문가들은 미국 증시에서 엔비디아 실적이 고용보고서 같은 주요 경제지표만큼이나 중요해졌다고 FT는 전했다. 도이체방크 애널리스트들은 "엔비디아가 거시 지표 달력에서 매우 중요한 이벤트가 됐다"며 "최근 실적 발표 후엔 미국 고용보고서나 소비자물가지수 발표 때와 비슷한 시장 반응이 나타났다"고 밝혔다. 모닝스타 주식 전략가 마이클 필드는 엔비디아 실적이 시장에 충격파를 보낼 수 있다고 말했다. 그는 게다가 지금은 이달 초 급변동에서는 거의 회복되긴 했지만, 공포지수로 불리는 변동성 지수(VIX)는 여전히 높은 상황이라고 지적했다. 엔비디아 주가는 올해 들어 두 배 이상 상승하며 시가총액 면에서 애플에 이어 2위를 차지하고 있다. 스탠더드 앤드 푸어스(S&P) 500 지수에서도 큰 비중을 차지하며 올해 상승률의 4분의 1 이상에 기여했다. 시장 지배력 92%⋯규제 당국 그럼에도 엔비디아의 시장 지배력은 엄청나다. 엔비디아의 H100 칩은 주문 후 최대 6개월을 기다려야 받을 수 있다, 외신에 따르면 엔비디아가 데이터센터 그래픽 장치(GPU) 시장의 약 92%를 차지하고 있다. 그러나 이같은 엔비디아의 지배력이 규제 기관의 우려로 작용하고 있다. 미국 법무부는 지난 2일 엔비디아가 AI 칩을 판매하는 과정에서 부당한 압력을 행사했다는 경쟁업체들의 신고를 접수하고 반독점법 위반 사실을 확인 중이라고 밝혔다. 한편, 엔비디아는 4분기에 블랙웰 칩이 수십억 달러의 매출을 올릴 것으로 예상했다. 젠슨 황 최고경영자(CEO)는 성명을 통해 블랙웰에 대한 기대감을 드러냈다. 하지만, 시장의 높아진 눈높이를 충족시키고 주가 반등을 이끌어낼 수 있을지는 미지수다.
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엔비디아, 예상 웃도는 실적에도 주가 하락⋯시간외서 268조원 증발
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