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신경과학자, AI 활용해 학습·의사결정 과정 맵핑⋯뇌 작동 방식 밝혀내
- 신경과학자들이 인공지능(AI)을 활용해 강화학습과 의사결정 과정을 매핑해 뇌의 작동 방식을 밝히고 있다. 강아지는 "앉아"라는 명령을 듣고 시행착오와 반복, 칭찬을 통해 무엇을 해야 하는지 배우게 된다. 이것이 바로 '강화 학습(reinforcement learning)'이다. 플로리다 대학 허버트 워트헤임 스크립스 연구소(Herbert Wertheim UF Scripps Institute for Biomedical Innovation & Technology)의 신경과학자 료마 하토리(Ryoma Hattori) 박사는 강화학습에 매료돼 일관적인 연구를 하고 있다. 그는 강화 학습을 이해하고 맵핑하는 연구를 진행하고 있으며 뇌가 어떻게 정보를 통해 결정을 내리는지, 또 뇌가 어떻게 정보를 통합하는지 연구한다. 미국 건강 의학 매체 메디컬익스프레스(MedicalXpress)는 23일(현지시간) 인간의 뇌는 약 860억 개의 뉴런으로 구성되어 있으며, 이 뉴런들은 100조 개 이상의 연결을 형성하고 있는 매우 복잡한 구조라고 전했다. 하토리 박사는 의사 결정 과정에는 많은 요소들이 영향을 미친다고 말했다. 간단한 식당 선택만 해도 기억과 판단의 복잡한 행렬을 통해 이루어지기 때문에 여러 뇌 영역이 동원된다. 어떤 식당은 음식과 서비스가 좋지만, 그렇지 않은 식당도 있다. 가격도 어떤 곳은 비싸고 어떤 곳은 저렴하다. 경험은 결정을 내리는 데 필요한 가치를 부여하고 고려해야 하는 입력 자료를 제공한다. 하토리 박사는 "이 모든 과정을 통합하는 것은 매우 어려운 일이지만, 우리 뇌는 어떻게든 그렇게 한다"며 이 과정의 기저 메커니즘을 이해하는 것이 정신질환 및 자폐 스펙트럼 장애 치료에 중요한 단서가 될 수 있다고 주장했다. 그는 "많은 정신질환과 신경계 질환은 의사결정 기능 일부가 손상되는 것을 특징으로 한다"고 설명했다. 여러 뇌 영역이 상호작용해 보상 경험을 처리하고 의사결정을 유도하는 방식을 모델링하는 것은 흥미로운 도전이다. 하토리 박사는 데이터 수집을 위해 대규모 2광자 이미징, 가상현실 기반 실험, 신경 활동 조작을 위한 빛을 사용하는 방법인 광유전학 등 다양한 연구 기법을 사용한다. 또 계산 모델링이 점점 더 복잡한 동물 행동과 뇌 동태를 이해하는 데 중요한 도구가 되고 있다고 말했다. 하토리 박사와 그의 연구팀은 연구를 돕기 위해 인공지능을 개발하고 있다. 인공지능은 신경과학 발견을 발전시키는 데 도움을 주고, 신경과학 발견은 또한 인공지능 개선에도 도움을 줄 수 있다. 그는 "뇌와 인공지능은 모두 신경 활동 역학과 시냅스 가소성을 이용하여 연산 및 학습을 수행하는 신경망으로 구성되어 있다"며 "이들은 외부 입력을 받고 정보를 처리하여 행동을 출력하고 이 행동의 결과는 네트워크 학습을 유도한다. 이러한 유사성은 특정 행동에 대한 신경망 모델로 인공지능을 사용할 수 있는 기회를 제공한다"고 밝혔다. 하토리 박사는 막스 플랑크(Max Planck)의 과학 감독인 료헤이 야수다(Ryohei Yasuda) 박사와 공동으로 최근 '자연 신경과학(Nature Neuroscience)' 저널에 일반화된 지식 획득에서 궤도전두피질이라는 뇌 영역의 역할에 대한 논문을 발표했다. 연구팀은 쥐가 새로운 환경에 적응하면서 다양한 시간 규모의 다중 레이어 학습이 작용하는 것을 발견했다. 쥐의 학습 메커니즘은 인공지능 연구자들이 개발한 강화 학습 컴퓨터 모델과 유사했다. 하토리 박사는 "우리는 인공지능으로부터 뇌 메커니즘에 대한 통찰력을 얻을 수 있으며 또한 의사결정과 학습을 위한 뇌 메커니즘을 더 잘 이해함에 따라 이 지식을 인공지능 모델로 이전할 수 있다"라며 "내 연구 프로젝트가 뇌 이해에 기여하고 기계 학습 커뮤니티에서 더 나은 성능을 발휘하는 인공지능 개발에 기여하기를 바란다"고 말했다.
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신경과학자, AI 활용해 학습·의사결정 과정 맵핑⋯뇌 작동 방식 밝혀내
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비예나 보물의 비밀? 두 유물의 '운석철' 가능성
- 황금 보물들로 가득 찬 이베리아 청동기 시대 유적에서 두 개의 녹슨 물체가 지구 저편에서 온 운석에서 나온 금속일 가능성이 제기됐다. 과학 전문매체 사이언스얼럿(Science Alert)은 23일 스페인 국립고고학박물관의 연구팀의 검사 결과, 무딘 팔찌와 금으로 장식된 녹슨 중공 반구(가운데가 비어 있는 반구)는 지상에서 채굴된 금속이 아니라 하늘에서 떨어진 운석 철로 만들어졌음을 밝혔다고 보도했다. 이번 발견은 스페인 국립고고학박물관 전 보존부장 살바도르 로비라-요렌스 박사가 이끄는 연구팀에 의해 이루어졌다. 이 발견은 3000년 이상 전 이베리아에서 금속 가공 기술과 기법이 우리가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 발전했음을 시사한다. 66개의 대부분 금으로 된 물체로 구성된 '비예나의 보물'은 1963년 12월 고고학자 호세 마리아 솔러가 비예나에서 5km(약 3.1 마일) 떨어진 현재 스페인 알리칸테에서 발견했다. 이는 이베리아 반도와 유럽 전체 청동기 시대 금세공술의 가장 중요한 사례 중 하나로 여겨져 왔다. '비예나의 보물'(스페인어: 테소로 데 비예나·Tesoro de Villena)은 유럽 청동기 시대 최고의 금 매장지 중 하나다. 금, 은, 철, 호박으로 구성되어 있다. 총 무게는 약 10킬로그램에 달하며 그중 9개는 23.5캐럿 금으로 만들어졌다. 이는 이베리아 반도에서 가장 중요한 선사시대 금 유물이자 그리스 미케네의 왕실 무덤에 이어 유럽에서 두 번째로 발견된 것이다. 금 조각에는 그릇 11개, 병 3개, 팔찌 28개가 포함되어 있다. 그러나 홀(scepter)이나 칼자루(sword hilt)의 일부로 추정되는 작고 속이 빈 반구와 하나의 토르크 유형(torc-like)의 팔찌, 이 두 물체 때문에 비예나의 보물 연대를 정확히 판단하기 어려웠다. 두 물체 모두 고고학자들이 '철분질'이라고 묘사하는 외관을 가지고 있다. 다시 말하면 금을 제외하고 표면이 일부 부식된 속이 빈 이 반구와 거의 대부분이 부식된 팔찌는 철로 만들어진 것처럼 보인다. 이베리아 반도에서 용해된 지상 철이 청동을 대체하기 시작한 철기 시대는 기원전 850년경에 시작됐다. 문제는 금제품의 연대가 기원전 1500~1200년 사이로 추정된다는 것이다. 따라서 철분처럼 보이는 유물이 빌레나의 보물과 어떤 연관성이 있는지 파악하는 것은 난제였다. 하지만 지구 지각의 철광석은 유연한 철의 유일한 공급원이 아니다. 전 세계적으로 철기 시대 이전 시대에 운석 철로 만든 철 유물들이 다수 발견됐다. 가장 유명한 것은 파라오 투탕카멘의 운석 철 단검이지만, 청동기 시대 무기 중 다른 것들도 이 재료로 만들어졌고 매우 높게 평가됐다. 운석 철, 니켈 함량 높아 운석 철인지 아닌지 철의 출처를 구분하는 방법이 있다. 운석 철은 지상에서 채굴된 철보다 니켈 함량이 훨씬 높다. 연구팀은 빌레나 시립 고고학 박물관(컬렉션 소장)의 허가를 받아 두 유물을 신중하게 테스트하고 니켈 함량을 확인했다. 연구팀은 두 유물 모두에서 조심스럽게 시료를 채취해 질량 분광기를 사용하여 성분을 분석했다. 유물의 원소 조성을 변화시키는 높은 부식에도 불구하고 조사 결과는 반구와 팔찌 모두 운석 철로 만들어졌다는 것을 강하게 시사했다. 이것은 두 유물이 나머지 컬렉션과 어떻게 연관되는지에 대한 딜레마를 간단하게 해결했다. 즉, 비예나의 유물은 기원전 1400~1200년경으로 거슬러 올라가는 같은 시대에 만들어졌다. 연구팀은 논문에서 "현재 연구 결과는 비예나의 보물에서 처음으로 운석 철로 만든 것으로 추정되는 반구와 팔찌이며, 이는 지상 철의 대량 생산 시작 이전인 청동기 시대 후반 연대와 일치한다"고 썼다. 두 물체가 운석으로 제작된 것으로 추정되지만, 심한 부식으로 인해 결론을 내리기에는 결과가 명확하지 않다. 그럼에도 불구하고, 연구팀은 최신의 비침습 기술을 사용해 더 정밀한 데이터를 획득함으로써 운석 제작을 확증할 수 있을 것이라고 밝혔다. 이번 연구 결과는 스페인 학술지 '선사시대 논고(Trabajos de Prehistoria)'에 게재됐다. 비침습 기술이란? 한편, 비침습 기술(Non-invasive technology)은 대상의 물리적 구조나 기능을 검사하거나 분석할 때 대상에 물리적인 손상이나 침입을 가하지 않는 기술을 말한다. 이 기술은 인체, 동물, 환경, 문화재 등 다양한 분야에서 사용될 수 있으며, 대상을 직접적으로 접촉하거나 변형시키지 않고 정보를 얻을 수 있어 매우 유용하다. 의료 분야에서 비침습 기술은 MRI(자기공명영상), CT(컴퓨터 단층 촬영), 초음파 검사와 같이 몸 안의 구조나 기능을 마치 투명한 눈으로 살펴볼 수 있는 다양한 진단 도구로 사용된다. 이를 통해 환자에게 통증이나 불편함을 최소화하면서 정확한 진단 정보를 제공할 수 있다. 고고학이나 문화재 보존 분야에서는 X-레이 또는 라이다(LiDAR) 기술 같은 비침습적 방법을 사용해 유물이나 유적의 구조를 파악하고, 보존 상태를 평가하며, 숨겨진 정보를 밝혀낼 수 있다. 이 방법들은 대상을 손상시키지 않으면서 아직 알려지지 않은 귀중한 정보를 얻을 수 있다. 환경 분야에서는 위성 이미지나 드론을 이용한 원격 감지 기술로 지표면의 변화를 관찰하고 분석하는 등의 비침습적 관찰이 이루어 진다. 이를 통해 환경 변화를 모니터링하고, 생태계를 보호하는 데 필요한 데이터를 수집할 수 있다. 이처럼 비침습 기술은 대상에 물리적인 손상을 주지 않으면서도 필요한 정보를 얻을 수 있어, 다양한 분야에서 그 가치가 인정되고 있다. 기원전 1400~1200년경 한반도도 청동기 시대 아울러 기원전 1400~1200년경 한반도는 청동기 시대에 속한다. 이 시기는 청동 도구와 무기의 발달, 농업 발달, 계급 분화 등의 특징을 가진다. 청동은 구리와 주석을 합금하여 만든 금속으로, 돌 도구보다 훨씬 단단하고 날카로워 농업이 발달하는 등 생산력과 군사력 향상에 기여했다. 청동 도끼와 삽 등의 발달로 농경 기술이 발전하고, 벼농사가 확산됐다. 또한 생산력 향상으로 인해 사회 계층이 분화되고, 지배 계층과 피지배 계층이 형성됐다. 청동기 시대 후기에는 대형 무덤이 나타나기 시작하며, 이는 사회 계층 분화와 권력 집중을 보여주는 증거로 해석된다. 한반도 청동기 시대의 주요 유적으로는 돌산리 유적과 서삼릉 유적, 송산리 유적이 있다. 돌산리 유적은 청동기 시대 초기 유적이며, 청동 도구와 무기, 토기 등이 출토됐다. 반면, 서삼릉 유적은 청동기 시대 중기 유적이며, 대형 청동기 유물들이 나왔다. 송산리 유적은 청동기 시대 후기 유적이며, 왕족 무덤과 함께 다양한 청동기 유물들이 출토됐다.
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- 생활경제
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비예나 보물의 비밀? 두 유물의 '운석철' 가능성
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치매의 다섯 가지 징후! 건망증·단기 기억력 저하가 대표적
- 치매는 약 50가지 이상의 질병을 포괄하는 용어다. 모든 치매는 만성적으로 진행되며, 기억력, 사고력, 판단력 등의 인지 기능이 점진적으로 저하된다. 독일 뇌 재단(German Brain Foundation)에 따르면, 치매의 초기 증상 중 하나는 건망증이다. 특히 단기 기억력 감퇴 등의 증상이 나타나면 의사를 찾아가서 상담 받는 것이 좋다. 20일(현지시간) 독일 매체 24비타(24vita)는 독일 뇌 재단의 이러한 경고를 반드시 숙지해야 한다고 전했다. 나이가 들면서 기억하거나 새로운 것을 배우거나 낯선 환경과 상황에 적응하는 데 어려움을 겪을 수 있다. 이러한 상황은 드물지 않다. 노년기에도 스스로 결정하는 삶을 살아가는 것은 가능하다. 그러나 치매는 다르다. 치매에 걸리면 뇌의 기능이 점점 더 약해지고 환자들은 어느 순간부터 다은 사람의 도움을 받아야 한다. 이 질병은 독일에서 점점 더 흔해지고 있으며 몇 년 전에 이미 심각한 문제로 인식되고 있다. 단기 기억력 감퇴 독일 뇌 재단에 따르면, 초기 징후는 건망증이다. 엄밀히 말하자면, 단기 기억력의 저하다. 스트레스는 기억력과 집중력을 방해할 수 있기 때문에 치매가 걸리면 스트레스를 덜 받을 수도 있다. 프라이부르크 대학 메디컬 센터의 전문가들에 따르면, 이는 스트레스 호르몬이 뇌의 기억 중심부에 과부하를 주고, 따라서 막힘과 정지를 유발한다고 한다. 일상 생활에서 열쇠를 어디에 뒀는지 잊는 것은 누구에게나 일어날 수 있는 일이다. 하지만, 냉장고나 침대와 같은 비정상적인 장소에서 열쇠를 찾는다면 주의가 필요하다. 익숙한 활동의 어려움 치매에 걸리면 무언가에 집중하고 계획하고 실행하는 것이 점점 더 어려워진다. 이는 요리하는 것과 같은 익숙한 일상 활동에도 영향을 미친다. 또는 옷을 제대로 입고, 차를 주차하고, 넥타이를 매는 데도 어려움을 겪을 수 있다. 알츠하이머 연구 이니셔티브(AFI)에 따르면, 많은 일을 동시에 해야 할 때 산만하고 압도당하는 느낌은 나이가 들면서 자연스럽게 나타나는 현상이다. 하지만, 익숙한 활동을 수행하는 데 지속적으로 어려움을 겪는다면 치매를 의심해 볼 수 있다. 시·공간에서 방향 감각을 잃은 느낌 지금이 몇 년도인지, 어느 계절인지 기억이 나지 않거나, 시계를 읽는 데 어려움이 있다면, 또 일시적인 방향 감각 상실도 치매의 징후다. 길을 찾는 데 어려움을 겪는 것처럼, 길에 서서 집에 가는 방법을 모를 수도 있다. 그러나, AFI에 따르면, 한 주의 하루를 때때로 혼동하고 노년기에 잠시 후에 그것을 다시 기억하는 것은 드문 일이 아니다. 올바른 단어를 찾고 쓰는 데 어려움 치매의 징후가 될 수 있는 다른 변화로는 단어 찾기의 어려움과 난독증을 들 수 있다. 치매에 걸리면 주변 사람들의 대화를 따라가기가 어렵다. 치매와 난독증은 서로 다른 질병이지만 인지 기능에 영향을 줄 수 있으며 종종 혼동될 수 있다. 난독증은 인지 기능이 손상되어 학습, 기억, 사고, 언어 이해 등에 문제가 있는 질병으로 주로 어린이와 청소년에게 발생하지만 성인에게서도 나타날 수 있다. 난독증은 주로 뇌의 발달 문제, 유전적 요인, 환경적인 요인 등이 원인이다. 난독증의 주요 증상에는 읽기 및 쓰기에 어려움, 언어 이해에 문제, 맞춤법 오류, 글자나 단어를 잘못 인식하는 등이 있다. 치매의 주요 증상에는 기억력 감퇴, 사고력 및 판단력 저하, 언어 장애, 행동 변화 등이 포함된다. 이처럼 난독증은 치매와 직적적인 연관은 없지만 치매의 초기 증상 중 하나일 수 있다. 일부 치매 환자는 읽기 및 쓰기에 어려움을 겪을 수 있다. 또한, 치매가 진행됨에 따라 난독증과 관련된 증상이 더 두드러질 수 있다. 하지만, 모든 치매 환자가 난독증을 경험하는 것은 아니다. 기분과 행동의 급격한 변화 스포츠를 하거나 다른 취미를 추구하고 싶은 욕구를 잃거나, 자신 안에서 변화가 일어나는 느낌이 드는데 정확히 무엇인지 말할 수 없거나, 우울하거나 무력감을 느끼거나, 자신이 변화에 대해 공격적으로 반응하는 것을 알아차릴 수 없다면 이 역시 치매의 징후일 수 있다. 특히 감정의 기복이 무작위로 일어날 때 치매를 의심할 수 있다. 치매의 또 다른 잠재적인 징후는 솔선수범하는 것을 잃고 사회 생활에서 물러나는 것이다. 혹은 일상 생활이 갑자기 변화하면 어려움을 겪을 수도 있다. 노년기에는 이러한 현상이 어느 정도 정상적이지만, 친구를 만나고 싶어하지 않는다면 주의가 필요하다.
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- IT/바이오
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치매의 다섯 가지 징후! 건망증·단기 기억력 저하가 대표적
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올리브 오일, 건강에 정말 좋은 것일까?
- 올리브 오일은 건강에 좋은 식용유로 널리 알려져 있다. 그러나 산화되거나 발효된 올리브 오일은 건강에 유해할 수 있다. 19일(현지시간) 미국 CNN에 의하면 많은 사람들이 올리브 오일을 치매 위험 감소, 심장 건강 개선, 인지 기능 저하 방지 등 다양한 건강상의 이점을 가지고 있어서 건강에 좋은 식용유로 알고 있지만, 실제로 모든 올리브 오일이 건강에 좋은 것은 아니며 건강을 위해 올리브 오일을 구입할 때 고려해야 할 중요한 사항들이 있다. 19일(현지시간) 미국 CNN에 따르면, 많은 사람들은 올리브 오일이 치매 위험 감소, 심장 건강 개선, 인지 기능 저하 방지 등 다양한 건강상의 이점을 가지고 있다고 생각하지만, 실제로 모든 올리브 오일이 건강에 좋은 것은 아니다. 올리브 오일을 구매할 때 고려해야 할 중요한 사항이 있다. 올리브는 완전히 익지 않은 초록색 상태에서 수확해야 한다. 완전히 익지 않은 올리브로 만든 오일은 건강에 유익한 성분이 더 많이 함유되어 있기 때문이다. 올리브의 가공 방법으로 엑스트라 버진 올리브 오일은 고온이나 화학 용제를 사용하지 않고 냉압착 방식으로 가공해야 한다. 이는 올리브의 영양분을 최대한 보존할 수 있는 방법이다. 또한 올리브 오일은 수확 후 3개월 이내에 병입(액체나 가루 등을 병에 넣음)되어야 한다. 오랜 시간 방치된 올리브는 산화되거나 발효될 수 있으며, 이는 건강에 좋지 않다. 유통기한이 지난 올리브 오일은 맛과 영양분이 떨어질 수 있으므로 병입 후 2년 이내에 섭취하는 것이 가장 좋다. 햇빛이나 공기에 노출되면 올리브 오일이 산화될 수 있으며, 이는 건강에 좋지 않다. 따라서 올리브 오일은 서늘하고 어두운 곳에 보관해야 하며, 보관 용기로는 유리 용기에 담아 보관하는 것이 가장 좋다. 플라스틱 용기는 올리브 오일에 냄새가 배거나 오염될 수 있다. 올리브 오일을 구입한 후에는 가능한 빨리 맛을 살펴보는 것이 좋다. 좋은 올리브 오일은 강렬하지 않고 순한 맛을 가지며, 왁스나 상한 견과류와 같은 부정적인 특징이 나타나지 않는다. 올리브 오일을 구입 후 바로 맛을 보는 것이 좋은데 좋은 올리브 오일은 강렬하지 않고 순한 맛을 가지고 있으며, 왁스 크레용이나 상한 견과류 맛이 나지 않는다. 일반적으로 건강에 좋은 올리브 오일은 가격이 비싸지만, 저렴한 올리브 오일은 품질이 낮거나 다른 오일과 혼합된 경우가 많다. 또한 올리브 오일은 생산 국가와 지역에 따라 맛과 향이 다를 수 있으므로, 다양한 올리브 오일을 시도해보고 자신이 선호하는 맛과 향을 찾는 것이 좋다. 예일 공중보건대학(Yale School of Public Health) 타소스 키리아키데스(Thassos Kyriakides) 교수는 "올리브 오일에 함유된 다양한 요인이나 성분이 건강에 도움을 주며 주요 성분인 올레산은 건강에 매우 유익하며, 폴리페놀은 세포 손상과 염증을 예방하는 데 도움이 된다'"고 말했다. 올리브 오일의 건강상의 이점 올리브 오일의 건강상의 이점을 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 치매 위험을 감소시킬 수 있다. 스페인 나바라 대학교 연구에 따르면, 올리브 오일을 섭취하는 사람들은 치매 발병 위험이 40% 감소하는 것으로 나타났다. 둘째, 심장 건강 개선에 도움이 된다. 올리브 오일에 함유된 올레산은 나쁜 콜레스테롤(LDL) 수치를 감소시키고 좋은 콜레스테롤(HDL) 수치를 증가시켜 심장 건강을 개선하는 데 도움이 된다. 또한 혈압을 낮추고 혈전 형성을 예방하는 데 도움이 될 수 있다. 셋째, 올리브 오일은 인지 기능 저하를 방지하고 기억력을 향상시키는 데 도움이 될 수 있으며 올리브 오일에 함유된 폴리페놀은 뇌세포 손상을 예방하고 뇌신경세포 재생을 촉진하는 데 도움이 된다. 넷째, 올리브 오일은 혈당 수치를 조절하는 데 도움이 될 수 있다. 올리브 오일에 함유된 올레산은 인슐린 민감도를 향상시켜 혈당 수치를 안정적으로 유지하는 데 도움이 된다. 다섯째, 염증을 감소 기능으로 올리브 오일에 함유된 폴리페놀은 염증을 유발하는 물질의 생성을 억제하는 데 도움이 된다. 그러나 올리브 오일은 고칼로리 식품으로 과다 섭취는 체중 증가로 이어질 수 있다. 아울러 올리브 오일에 알레르기가 있는 사람은 섭취하지 않는 것이 좋다. 올리브 오일은 건강에 좋은 식용유이지만, 모든 올리브 오일이 건강에 좋은 것은 아니다. 올리브 오일을 구입할 때 위의 사항들을 고려하여 건강에 좋은 올리브 오일을 선택하는 것이 중요하다
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올리브 오일, 건강에 정말 좋은 것일까?
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케네디 우주센터, '괴물 우주선' 로켓 유치 준비
- 기술 억만장자 일론 머스크의 우주 기업 스페이스X는 미국 플로리다의 케네디 우주센터에서 정기적으로 괴물 우주선 스타십 부스터를 발사할 계획이다. 이를 위해 아폴로 시대의 발사장을 개조하고, 새로운 발사장도 건설할 예정이다. 18일(현지시간) 미국의 과학 전문 매체 뉴아틀라스(newatlas)는 이 같은 내용을 담은 스페이스X의 새로운 환경보고서가 발표됐다고 보도했다. 스타십 부스터는 궤도 도달을 시도한 두 번의 시도 모두 실패로 끝나면서 큰 관심을 받고 있다. 스페이스X의 새로운 주력 로켓은 단지 새로운 기술이나 멋진 복고풍 라인을 보여주는 것뿐만이 아니라, 그것은 우주선의 절대적인 괴물 같은 우주선이라는 것이 이 매체의 설명이다. 스타십은 지금까지 날아간 로켓 중에서 가장 크고 강력하며, 완전히 조립된 1단계와 2단계는 높이 120m에 달한다. 이는 최초의 달 착륙 임무에 사용된 아폴로 새턴V의 111m보다 크다. 또한 스타십의 33개 랩터 엔진은 7톤 이상의 추력을 발생시키는데, 이는 새턴V의 두 배에 달하는 수치이다. 심지어 미국 항공우주국(NASA)의 우주 발사 시스템(SLS)보다 더 높이 솟아 있으며, 이 시스템은 높이가 114m에 달하면서도 여전히 두 배의 추력을 갖고 있다. 탑재량과 관련해 스타십은 150톤을 궤도에 올릴 수 있으며, 두 단계 모두 재사용을 위해 지구로 귀환한다. 현재 NASA의 우주 발사 시스템(SLS)은 95톤만 처리할 수 있으며 일회성 부스터로서 스타십과 비교된다. 또 다른 차이점은 스타십이 빈번하고 반복적인 비행을 위해 설계되었지만, SLS는 약 2년에 한 번만 비행한다는 것이다. 2주에 한 번씩 아폴로 11호 이륙 장면을 재현한다고 보면, 스페이스X가 적어도 부분적으로나마 케네디 우주센터를 기지로 삼고 싶은 이유를 알 수 있다. 텍사스에 위치한 스페이스X 시설에서 최초로 궤도 진입을 시도했을 때, 그 장면은 굉장히 멋지기도 하지만 파괴적인 측면도 있었다. 스페이스X 엔지니어들은 발사대 설계가 부족했다고 지적했다. 새턴V 로켓의 발사대는 거대한 콘크리트 구조물과 강철 방폭 통로로 보호되며, 5개의 F1 엔진 열로부터 보호하기 위해 엄청난 물 분사 시스템을 갖추고 있는 반면, 스타십의 발사대는 상당히 기본적이다. 이로 인해 콘크리트 조각들이 뜯겨 나가고 산불이 발생하며 발사대에서 멀리 떨어진 차들이 파괴되고 엄청난 먼지 구름이 형성됐다. 너무 많은 파편이 공중으로 날아가 환경 문제가 발생했으며, 미국 연방항공청(FAA)은 발사 시설 개선과 스타십 설계 모두에 대해 매우 엄격한 입장을 취했다. 결과적으로 두 번째 비행에서는 로켓의 1단계와 2단계 모두 폭발했지만 발사대는 거의 손상되지 않았다. 미국 우주군이 제출한 환경영향평가서에 따르면, 1959년 건설된 초기 아폴로 부스터 시험과 발사 장소로 활용된 우주발사단지 37(SLC-37)을 인수할 것을 제안했다. 이 장소는 무인 아폴로 5호 임무를 위한 것으로 현재 유나이티드 론치 얼라이언스(United Launch Alliance, 록히드 마틴과 보잉의 조인트 벤처)에서 델타 4 헤비(Delta 4 Heavy) 로켓을 운영하는 데 사용되고 있다. 이 로켓은 Vulcan ULA(United Launch Alliance가 개발한 2단 궤도형 소모형 대형 발사체)을 위해 올해 말 퇴역할 예정이다. SLC-37은 스타십을 수용하기 위해 부분적으로 철거되고 재건축될 예정이다. 성명서는 또한 대안으로, 동일한 목적을 위해 인근에 SLC-50이라는 또 다른 발사 단지를 건설할 수 있다고 밝혔다. 최근 몇 년 동안 미 공군과 우주군은 스타십을 화물과 군대를 수송하는 데 한 시간 안에 전 세계 어디든 도달할 수 있는 군사 수송 수단으로 검토해 왔다. 또한 우주군은 스페이스X 참여 없이 운용할 수 있는 스타십 로켓을 구매하거나 임대할 계획도 있다는 제안이 나왔다. 세부 사항이 무엇이든, 이러한 대규모 발사 단지의 확보와 건설은 상업용 발사의 미래가 우주 경쟁의 미래와 매우 다를 것을 보여준다. 미래에는 강력하고 파괴적인 추력을 가진 슈퍼 헤비 로켓과 같은 우주 비행체가 하루에도 여러 번 발사하는 것이 일상적인 제트 여객기 이륙과 같이 익숙한 일이 될 수 있다.
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케네디 우주센터, '괴물 우주선' 로켓 유치 준비
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일본, 우주 오염 방지 위해 세계 최초 목조 위성 개발
- 일본의 과학자들이 우주 오염 문제에 대응하기 위해 세계에서 가장 독특한 우주선 중 하나를 개발했다. 이는 목재로 제작된 소형 위성 리그노샛(LignoSat)으로, 목련 나무를 사용하여 만들어졌다. 18일(현지시간) 야후에 따르면, 리그노샛 위성은 국제 우주 정거장(ISS)에서 실시된 실험에서 안정성과 균열 저항성이 뛰어난 것으로 확인됐다. 올해 여름, 이 목재 위성은 미국의 로켓에 실려 우주로 발사될 예정이다. 교토 대학과 스미토모 임업(Sumitomo Forestry)의 연구팀은 생분해성 재료인 목재를 사용하여 현재 금속으로 제작되는 위성에 대한 환경친화적인 대안을 모색하기 위해 이 위성을 제작했다. 교토 대학의 일본 우주 비행사이자 항공 우주 공학자인 타카오 도이(Takao Doi) 교수는 지구 대기권으로 재진입하는 위성이 연소되면서 작은 알루미나 입자를 생성하고, 이 입자들이 대기 상층부에 오랜 기간 동안 머물면서 결국 지구 환경에 영향을 미친다고 설명했다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 교토 대학의 연구원들은 다양한 목재 종류를 평가하고 우주 발사 및 지구 궤도에서의 장기 비행을 견딜 수 있는지를 검증하는 프로젝트를 시작했다. 첫 번째 실험은 우주 환경을 모사한 실험실에서 진행되었으며, 목재 샘플이 질량 변화나 분해, 손상의 징후 없이 안정적임이 확인됐다. 프로젝트 책임자인 코지 무라타(Koji Murata)는 "목재가 이러한 극한 조건을 견딜 수 있는 능력에 대해 우리는 매우 놀랐다"고 말했다. 이 실험이 끝난 후, 샘플은 ISS로 보내졌고, 그곳에서 거의 1년 동안 노출 시험을 거친 후 지구로 돌아왔다. 이번에도 그것들은 손상의 징후를 거의 보이지 않았는데, 무라타는 우주에 나무를 태울 수 있는 산소가 없고 나무를 썩게 할 수 있는 생물이 없기 때문이라고 설명했다. 이 실험을 마친 후, 샘플은 국제 우주 정거장(ISS)으로 전송되어 거의 1년 동안 우주 환경에 노출된 후 지구로 반환됐다. 반환된 샘플은 손상의 징후를 거의 보이지 않았다. 무라타는 이 현상을 우주에는 나무를 태울 수 있는 산소가 없고, 나무를 분해할 수 있는 미생물이 존재하지 않기 때문이라고 설명했다. 일본 벚나무를 포함한 여러 종류의 목재가 실험에 사용됐고, 특히 목련 나무가 가장 견고한 것으로 입증됐다. 무라타는 "목련 나무는 교토의 나무 위성 제작에 사용되었으며, 이 위성은 궤도상에서 우주선의 성능을 평가하는 다양한 실험을 포함하게 될 것"이라고 밝혔다. 리그노샛의 궤도상 작동이 성공적으로 수행될 경우, 더 많은 위성의 자재로 목재 사용 가능성이 열릴 것으로 전망된다. 매년 약 2000개 이상의 우주선이 발사될 것으로 예상되는 가운데, 재진입 시 연소되면서 대기 상층부에 침착될 수 있는 알루미늄 사용은 곧 심각한 환경 문제를 초래할 수 있다. 캐나다 브리티시 컬럼비아 대학의 과학자들이 실시한 최근 연구에 따르면, 인공위성이 재진입할 때 알루미늄이 오존층에 심각한 피해를 입힐 수 있으며, 지면으로 도달하는 햇빛의 양에도 영향을 미칠 수 있다는 우려가 제기됐다. 하지만, 리그노샛과 같은 목재로 만들어진 위성의 경우, 이러한 문제가 발생하지 않는다. 임무를 마친 후 대기권으로 재진입하며 연소될 때, 오직 생분해성 재료의 미세한 입자만을 생성한다. 목재 위성은 환경에 더 친화적이며, 무게가 가볍고 비용도 저렴하다. 또한, 우주 환경에서의 안정적인 성능이 확인됐다. 이러한 목재 위성 개발은 위성 제작 방법에 혁신을 가져오고 환경 보호에 기여할 수 있는 중요한 단계로 평가된다.
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- IT/바이오
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일본, 우주 오염 방지 위해 세계 최초 목조 위성 개발
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산의 침식 속도 '가속화'⋯인간 활동이 주범
- 인간 활동이 기후 변화보다 더 빠르게 산의 침식을 가속화하고 있다는 연구 결과가 발표됐다. 프랑스 매체 푸투라(FUTURA)는 지난 17일(현지시간) 최근 연구를 인용해 마지막 빙하기 이후 약 1만 년간의 기간 동안 산의 침식 속도가 인간 활동이 본격적으로 시작된 후 2배에서 4배까지 급격히 증가했다고 보도했다. 이러한 침식 속도의 증가는 주로 농업, 산림 벌채, 광업, 도시화 등 인간의 개입이 주된 원인으로 지목됐다. 연구진은 이와 같은 침식 속도의 상승이 토양의 손실, 홍수, 산사태 등 다양한 문제를 일으킬 수 있음을 지적하며, 이를 완화하기 위한 지속 가능한 토지 관리 방안의 필요성을 강조했다. 인간이 자연 과정에 미치는 영향이 지대한 현재 시대를 '인류세(Anthropocene)'라고 부른다. 이는 산업 혁명 이후로 시작된 새로운 지질 시대 개념으로 크뤼천에 의해 2000년에 제안됐다. 새로운 연구 결과에 따르면, 인류세가 시작된 시기는 수천 년 전으로 거슬러 올라갈 수 있음이 밝혀졌다. 지구의 지형 변화는 두 주요 원인, 즉 판 구조론적 움직임과 침식 과정에 의해 주도되어 왔다. 기후 변화는 바람, 비, 얼음, 그리고 온도의 변화를 통해 지형을 조형하는 중요한 요소임에 틀림없지만, 수천 년 전부터 인간의 등장은 지형 변화에 새로운 동력을 부여했다. 인간 활동이 지구 환경에 끼치는 영향은 오염, 생태계의 파괴, 그리고 극심한 토양 침식 등 다양하며, 우리가 살고 있는 이 지구 어디에서나 인간의 영향을 목격할 수 있다. 특히, 인간에 의한 침식은 평야 지역에서조차 기후 변화로 인한 침식보다 훨씬 더 중대한 문제로 드러나고 있다. 산악 지역에서는 이러한 현상이 더욱 두드러진다. 최근 연구는 산악 지역에서 인간 활동에 의한 침식이 기후 변화에 의한 침식보다 훨씬 심각한 수준임을 밝혀졌다. 산악 지역에서 침식이 가속화되는 현상은 산림 벌채, 농업 활동, 도시화 및 인프라 구축, 그리고 기후 변화와 같은 다양한 요인들로 인해 발생하고 있다. 이러한 침식은 생물 다양성의 감소, 토양의 비옥도 저하, 산사태 및 홍수의 증가와 같은 여러 부정적인 결과를 초래하며, 이는 도로, 다리, 건물과 같은 인프라에도 심각한 손상을 입힐 수 있다. 산악 지역은 그 특성상 강한 기후 변화의 영향을 받으며, 동결-해동 작용과 가파른 경사로 인해 토양 침식이 특히 심각한 지역 중 하나다. 과거에는 이러한 침식 현상이 주로 기후 변화에 의한 것으로 여겨졌으나, 현재는 인간 활동이 중요한 역할을 하고 있음이 명백해졌다. 최근 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 학술지에 발표된 연구에 따르면, 인간의 활동이 기후 변화보다도 더 강력한 영향을 지구에 미치고 있다. 프랑스 국립과학연구센터(CNRS) 소속 연구자들은 알프스 지역에 위치한 가장 큰 자연 호수 중 하나인 부르제 호수의 호수 바닥에 쌓인 퇴적물을 분석했다. 이 분석을 통해 지난 3800년 동안 인간 활동에 의해 발생한 침식이 기후 변화로 인한 침식보다 훨씬 더 심각한 것으로 나타났다. 특히, 청동기 시대와 농업이 번성했던 중세 시대, 그리고 20세기 이후 고지대에서 이루어진 목축 활동이 고산 지역의 토양 침식에 크게 기여한 주요 원인으로 지목됐다. 이전에는 인간이 환경에 미치는 영향이 산업 혁명과 함께 시작된 새로운 지질학적 시대로 간주되어 왔다. 그러나 이 최신 연구는 인간 활동이 환경에 미치는 영향이 훨씬 더 오래전, 즉 선사시대에까지 거슬러 올라갈 수 있음을 제시하며, 이는 우리가 인간과 환경의 상호작용을 이해하는 방식에 대한 재고를 요구했다. 산악 지역의 침식 문제를 해결하기 위해서는 다양한 조치가 필요하다. 이에는 산림의 보호와 재조림 활동을 강화하고, 지속 가능한 농업 관행을 도입하는 것뿐만 아니라, 친환경적인 도시 개발 방식을 채택하여 기후 변화에 따른 침식을 줄이는 노력이 포함된다. 산악 지역에서 인간 활동에 의한 침식은 심각한 문제로, 이에 대처하기 위해서는 개인, 커뮤니티, 정부 등 모든 수준에서의 적극적인 참여와 협력이 필수적이다. 이는 지역적인 문제를 넘어서 전 세계적인 관심과 행동을 요구하는 중대한 과제다.
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산의 침식 속도 '가속화'⋯인간 활동이 주범
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커피 마시기 가장 좋은 시간은 언제?
- 한국인에게 있어 커피는 하루 3끼 식사만큼 많이 즐기는 음료로, 에너지를 증가시키고, 인식을 향상 시키는데 효과가 있다고 알려져 있다. 출근 전, 점심 식사 후, 미팅 후, 저녁 식사 후 등 하루 일과 중 대부분은 커피와 함께 하고 있다고 해도 과언이 아닐 정도다. 그런데 한 전문가가 잠에서 깬 직후 커피를 마시지 말 것을 경고하고 나섰다. 16일(현지시간) 영국 일간 더 선(The SUN)은 아침에 커피 한 잔을 마실 수 있는 최적의 시간은 2시간이라고 밝힌 수면 전문가 데보라 리(Deborah Lee) 박사의 내용을 소개했다. 전문가에 따르면, 아침에 가장 먼저 커피 한 잔을 마시는 것이 아침 에너지를 높이는 가장 좋은 방법은 아니라는 것이다. 카페인은 아데노신 수용체라고 불리는 뇌의 수면 촉진 수용체를 차단함으로써 커피를 마시는 사람들이 적절하게 더 경각심을 느끼도록 작용한다. 그러나 리 박사는 알람 시계가 울리고 몇 분 안에 이러한 수용체를 차단하는 것은 건강에 그리 좋지 않다고 경고한다. 영국 런던에 위치한 '겟 레이드 베즈(Get Laid Beds)' 회사의 상주 수면 전문가인 데보라 리 박사는 '코르티솔 수치' 때문에 건강에 좋지 않다는 주장이다. 코르티솔은 주의력과 집중력을 향상시킬 뿐만 아니라 신진대사와 면역체계 반응을 조절하는 호르몬이다. 리 박사는 "잠에서 깨어나면 스트레스 호르몬인 코르티솔 수치가 최고조에 달한다"며 "코르티솔 수치가 상승하면 면역체계에 영향을 미칠 수 있는데, 눈을 뜨자마자 커피를 마시는 것은 득보다 실이 더 클 수 있다"고 경고했다. 이와 함께 아침에 커피를 마시면 혈당이 상승하고 인슐린 감수성이 줄어들며, 카페인이 뇌신경을 자극해 위산분비를 촉진 시킴에 따라 '속쓰림' 증상을 보일 수 있다. 그는 특히, 장기간에 걸쳐 카페인에 대한 면역력을 갖게 할 수도 있다고 우려했다. 수면 전문가에 따르면, 커피 한잔을 마시기에 가장 좋은 시간은 카페인을 최대로 끌어올리는 오전 10시 이후다. 데보라 박사는 “커피를 마시는 가장 좋은 시간은 일반적으로 코르티솔 수치가 훨씬 낮아지고 에너지 침체를 느끼기 시작할 수 있는 늦은 오전에 마시는 것이다”라며 “하지만 너무 늦은 오후에는 수면에 영향을 미칠 수 있으니 그렇게 해서는 안 된다”고 지적했다. 오전 7시에 일어나는 사람이라면 오전 10시에서 12시까지 첫 커피를 마시지 않는 것이 좋으며, 카페인의 혜택을 가장 많이 받을 것이라는 설명이다. 리 박사는 "커피가 당신의 수면을 방해하는 것을 막기 위해 적어도 잠들기 6시간 전에 마시는 것을 멈춰야 한다"며 "수면 패턴을 망치지 않으려면 오후 3시 이후에는 커피, 탄산음료, 에너지 음료, 심지어 차를 포함한 모든 카페인을 피해야 한다"라고 당부했다. 대신, 따뜻하게 지내기 위해 뜨거운 음료가 필요한 경우, 허브차로 바꾸거나, 디카페인 음료로 시도해 보는 것을 권장했다. 아침에 커피 한잔은 각성효과를 통해 집중력 향상과 커피 성분 중 폴리페놀이 활성산소를 잡는 데 도움을 줘 피부 손상을 막아주고, 지방 소비를 증가시켜 내장지방 감소에 도움을 주는 것으로 알려졌다. 즉 다이어트에 효과적이라는 것이다. 하지만 커피는 앞서 얘기한 것처럼 잘 마시는 것이 중요한 만큼, 기상 후 즉시 커피 마시거나 공복에 커피를 마시는 것은 삼가는 것이 좋다. 한편, 한국 커피 소비 주체 10명 중 7명은 40~50대의 중장년층으로 조사됐다. 맛 보다는 커피를 습관적으로 소비한 것으로 풀이된다. 지난 2023년 한국농수산식품유통공사가 발표한 설문조사에 따른 것으로, 커피 소비량은 모든 연령층 가운데 50대 이상의 비율이 무려 35%에 달했다. 그 뒤를 40대(32%)가 차지했다. 또한, 하루에 소비하는 커피량은 '2~3잔' 정도라고 응답한 비율이 거의 절반에 해당하는 48%로 나타났으며, 여성이(57%)이 남성(42%) 보다 커피 음용 비중이 높았다.
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- 생활경제
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아이폰·안드로이드 사용자 '인증 앱' 사용법은?
- 디지털 세계화가 된 오늘날, 온라인 계정에 대한 보안은 가장 중요한 문제가 됐다. 그런데 최근 전문가들이 모든 아이폰과 안드로이드 사용자들에게 '텍스트 코드'로 로그인하는 것을 중단하라고 경고했다. 영국 최대 언론사 더 선(The SUN)은 스마트폰 소유자는 다단계 인증을 켜야 하며 그렇지 않으면 해커가 이를 감시할 위험이 있다고 16일(현지시간) 보도했다. 그러면서 모바일 장치에 추가 보호 계층을 추가하는 한 가지 방법은 다단계 인증(MFA, Multi-Factor Authentication)을 활성화하는 것이라고 강조했다. MFA는 로그인 프로세스에 보호 계층을 더하고 보안 침해로부터 보호하는 것을 말하는데, 로그인하기 전에 문자 확인과 같은 추가 수준의 확인을 통해 계정을 보호한다. 그러나 SMS 메시지는 심(SIM) 스와핑, 중간자 공격 등 다양한 기술을 통한 가로채기에 취약하고, SMS는 네트워크 문제나 지연으로 인해 신뢰할 수 없다. 실제로 지난달 미국 증권거래위원회(SEC)가 공식 X(구 '트위터') 계정에 '비트코인 현물 상장지수펀드(ETF) 승인' 가짜뉴스는 '심(SIM) 스와핑' 해킹 공격으로 이뤄졌다고 밝힌 바 있다. 심 스와핑은 유심칩으로 불리는 휴대전화 심 카드를 복제 또는 옮겨서 설치한 후 피해자의 휴대전화 번호를 통해 개인정보를 빼돌리는 해킹수법이다. 이러한 이유로 전문가들은 인증 앱 사용을 권장하고 있다. 많은 스마트폰과 앱에는 구글, 애플, 메타(구 '페이스북')과 같은 자체 2FA(2단계 인증)가 내장되어 있다. 애플은 자사의 웹사이트에서 아이폰(iPhone)의 2FA를 "누군가가 당신의 비밀번호를 알고 있더라도 당신이 자신의 계정에 접근할 수 있도록 보장하기 위해 설계된 '추가 보안 계층'이다"라고 설명했다. 이러한 앱은 기기에서 직접 시간 기반 코드를 생성해, SMS와 같은 외부 통신 채널이 필요하지 않는다. 또한 잠재적으로 손상된 와이파이(Wi-Fi) 네트워크를 통해 코드가 전송되지 않아 훨씬 더 안전해지고, 많은 인증 앱은 PIN(개인식별 번호)이나 생체 인식 인증과 같은 추가 보안 기능을 제공하여 추가 보호 계층을 추가한다. 애플 인증자 사용법 애플 인증기를 켜려면 아이폰의 설정으로 이동한 다음 비밀번호를 누른다. 얼굴인식이나 ID를 터치해 비밀번호에 액세스한 다음, 2FA를 설정하려는 계정을 누른다. 다만, 이 2FA 방법은 모든 웹사이트나 앱에서 작동하지 않는다는 점에 주의해야 한다. 다음으로 인증코드 설정을 클릭한다. 설정 키 입력 및 QR 코드 스캔이라는 두 가지 옵션 메뉴가 표시되면, 설정 키를 선택한 경우 앱이나 웹사이트 페이지로 이동하여 설정 키를 복사하면 된다. 구글 인증기 설정 구글 인증(Google Authenticator)을 설정하는 것은 어렵지 않다. 애플 앱 스토어 또는 구글 플레이 스토어에서 앱을 다운로드 하면 된다. 기기 상단 구글 계정으로 이동해 보안 탭을 누른다. 구글 로그인에서 2단계 확인을 누르면 된다. '인증 앱'에서 설정을 탭하고 화면에 표시되는 단계를 따르면 된다.
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아이폰·안드로이드 사용자 '인증 앱' 사용법은?
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美 네브래스카 대학교 링컨 팀, 우주에서 수술 로봇 성공
- 네브래스카 대학교 링컨 캠퍼스의 팀이 국제 우주 정거장(ISS)에서 수술용 로봇 팔 작동에 성공했다. 과학 전문 매체 뉴 아틀라스(NEW ATLAS)는 15일(현지시간) 네브래스카-링컨 대학교(UNL) 팀의 이번 시험은 미래 화성 임무나 지구상의 외딴 지역에서의 수술에 큰 가능성을 제시한다고 전했다. 이 로봇 팔, '소형 생체 내 로봇 보조기(spaceMIRA)'는 네브래스카 대학교 링컨팀 주도로 민간 기업인 버츄얼 인시전(Virtual Incision)과의 협력으로 개발됐다. 이 로봇 팔은 약 30cm의 길이와 약 0.9kg(약 2파운드)의 무게를 가지며, 전자레인지 크기의 상자 안에 들어간다. 내장된 카메라를 통해 외과 의사는 실제 인체 조직 대신 10개의 고무 밴드를 절단하는 작업을 할 수 있었다. 6명의 외과 의사들은 네브래스카주 링컨에 위치한 버츄얼 인시전 본사에서 이 테스트를 진행했고, 임무 제어는 앨라배마주 헌츠빌에 위치한 마샬 우주 비행 센터의 미 항공우주국(NASA·나사) 페이로드 운영 센터에서 이루어졌다. 약 2시간에 걸친 테스트 동안 6명의 의사가 이 로봇 팔을 이용한 수술에 참여했다. 0.5~0.75초의 지연시간에도 불구하고, 모든 참가자는 성공적으로 작업을 완료했다. 연구진은 지구상의 큰 움직임이 국제 우주 정거장에서는 더 작은 움직임으로 전환될 수 있도록 다양한 스케일링 요소를 실험했다. 링컨의 대장항문외과 의사 마이클 잡스트는 "움직임을 시작하려면 약간의 지연이 있다. 이는 수술실에서 경험한 것보다 확실히 느린 움직임이다"라고 말했다. 잡스트 박사는 이전에 지구에서 최소 침습적 로봇 보조(Minimally Invasive Robotic Assistance, MIRA) 로봇 팔을 사용해 환자의 결장 일부를 성공적으로 제거한 경험이 있다. 외과 의사들은 고무 밴드에 총 20번의 절개를 내기 위해 높은 정밀도를 요구했을 뿐만 아니라, 로봇 팔이 케이스에 부딪히지 않도록 주의해야 했다. 국제 우주 정거장에 손상을 입혀 파편이 우주로 방출되면 잠재적으로 재앙을 초래할 수 있기 때문이다. 이번 테스트의 성공은 화성과 같은 장거리 임무에서의 우주 수술 가능성을 제시할 뿐만 아니라, 네브래스카 대학교 링컨 팀은 의료 팀의 직접적인 접근이 어려운 외딴 지역에서 의사들이 수술을 수행하는 데 도움이 될 수 있다고 지적했다. 버츄얼 인시전의 공동 창립자이자 네브래스카 대학교 링컨의 셰인 패리터(Shane Farritor) 교수는 "지구 상공 250마일의 궤도를 도는 우주 정거장에서 SpaceMIRA의 성공적인 운용은 지상의 의료 시설에서 이 기술이 얼마나 유익하게 사용될 수 있는지를 보여준다"고 말했다. 버츄얼 인시전은 성명을 통해 "이 실험은 모든 참여한 외과 의사와 연구자들에게 큰 성공으로 평가되었으며, 문제는 거의 또는 전혀 발생하지 않았다"라고 전했다. 또한, 회사는 이번 성과를 "수술 분야의 미래를 변화시킬 것"이라고 강조했다. 이번 성공적인 실험은 미래의 우주 수술 뿐만 아니라 지상의 의료 시설에도 큰 영향을 미칠 것으로 기대되며, 의학 분야에서 중요한 진전으로 평가된다.
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- 산업
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美 네브래스카 대학교 링컨 팀, 우주에서 수술 로봇 성공
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장기 코로나, 어린이와 임산부 위험 증가
- 수백만 명의 사람들이 초기 감염 이후에도 코로나19 증상을 오랫동안 겪고 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 매체 CNN은 12일(현지시간) 임산부와 어린이를 대상으로 한 새로운 연구에서 이 같은 결과가 나타났다고 보도했다. 연구에 따르면 임신했을 때 코로나19에 걸린 사람 10명 중 1명은 장기적인 증상이 나타날 것이라고 한다. 이 결과는 12일 메릴랜드 주 내셔널 하버에서 열린 산모-태아 의학 학회 연례 회의에서 공유됐다. 연구진은 성인과 어린이에게 코로나19가 장기적으로 미치는 영향을 파악하기 위해 만들어진 프로젝트인 국립보건원(NIH)의 회복 이니셔티브(Recover Initiative)의 데이터를 사용했다. 데이터 세트에 포함된 1503명의 임신부 중 9.3%가 감염 후 6개월 이상 증상이 나타났다고 답했다. 가장 흔한 증상은 가벼운 신체적 또는 정신적 활동 후 피곤함을 느끼는 것이었다. 일부는 어지럼증도 보고했다. 일부 연구에 따르면 임신부의 장기 감염자 비율은 일반 미국 인구 비율에 비해 낮은 편이다. 연구마다 '장기' 코로나19에 대한 정의가 다르지만, 장기 코로나19에 걸린 성인의 추정치는 2.5%에서 25%까지 다양하다. 이 연구는 그 수치가 왜 다른 지에 대해서는 설명하지 않았다. 다만, 공동 저자이자 유타대학교 보건대학 산부인과 부교수 겸 산부인과 연구 부의장인 토리 메츠 박사는 다음과 같은 몇 가지 아이디어를 제시했다. 메츠 박사는 "전반적으로 기본적인 의학적 합병증이 적기 때문일 수 있다. 그들은 더 젊다. 또한 면역 반응이 다른 것일 수도 있다"고 말했다. 또 임산부의 면역 체계는 일반적으로 더 관대하기 때문에 엄마의 몸은 다른 유전자를 가진 태아를 수용하고 양육할 수 있다고 덧붙였다. 임신한 사람은 바이러스에 노출되었을 때 면역 체계가 평소처럼 강력하게 반응하지 않기 때문에 더 쉽게 병에 걸리는 경향이 있다. 이는 감염에 대한 면역 체계의 자연스러운 반응인 염증이 임신부의 몸에서 덜 발생한다는 것을 의미할 수 있다. 다른 연구에서는 코로나19 이후 장기간의 염증이 뇌에 미치는 영향과 폐 및 신장 손상과 관련이 있다고 한다. 메츠 박사는 "그래서 아마도 그들은 주변 장기 손상과 다운 스트림의 복잡한 결과를 많이 가지고 있지 않을 것이다"라고 말했다. 코로나를 오래 앓은 임산부들에게도 몇 가지 공통적인 요인이 있었다. 비만이거나 만성 불안 또는 우울증 진단을 받았거나, 저소득층, 아플 때 보충 산소가 필요한 사람들은 장기 코로나 위험이 더 높았다. 연구진은 장기 코로나 증상을 겪는 임산부는 비만, 만성 불안과 우울증, 저소득층이라는 공통점을 가지고 있다고 밝혔다. 또한, 코로나19 백신 접종 여부는 장기 코로나 증상과 관련이 없는 것으로 나타났다. 메츠는 이 연구에서 사회경제적 요인이 장기 코로나 바이러스에 영향을 미친다는 사실을 발견했다고 말했다. 그러면서 임신 중에 코로나에 걸린 사람이 출생 후 8주 후에도 여전히 피곤하다면 신생아와 함께 오는 일반적인 피로가 아닌 장기적인 코로나일 수 있다는 의견을 제시했다. 연구자들은 중요한 다음 단계이자 이미 진행중인 단계는 장기 코로나에 걸린 임산부의 유아를 살펴 보는 것이라고 지적했다. 지난주 소아과 저널에 발표된 또 다른 새로운 연구는 어린이에 대한 다양한 연구를 살펴본 결과 최대 600만 명이 장기 코로나에 걸린 것으로 나타났다. 연구에 따르면 장기간 코로나에 걸린 대부분의 젊은이들은 회복되었지만, 3분의 1은 초기 감염 후 1년이 지난 후에도 증상이 나타났다. 어린이의 장기 코로나 증상에는 기침, 숨가쁨, 가슴 답답함과 같은 호흡 문제와 피로가 포함됐다. 유니버시티 호스피탈스 레인보우 소아병원(UH Rainbow Babies & Children's Hospital) 소아 감염 통증 에이미 에드워즈(Amy Edwards) 박사와 그의 연구팀은 장기 코로나 증상이 어린이의 성장과 발달에 심각한 영향을 미칠 수 있다고 우려했다. 또한, 코로나19가 경미하거나 무증상이었던 어린이도 장기 코로나 증상을 겪을 수 있다는 것을 발견했다. 이번 연구 결과는 코로나19가 단순한 바이러스 감염이 아니라 전신 질환이라는 것을 다시 한번 확인시키며 장기 코로나 증상은 어린이와 임산부에게 더욱 심각한 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여준다. 전문가들은 장기 코로나 증상에 대한 정확한 진단과 치료법 개발이 절실하다고 강조했다. 코로나19 백신 접종은 중증 질환 예방에는 효과적이나, 장기 코로나 증상 방지에는 제한적일 수 있다고 덧붙였다. 장기 코로나19로 고통받는 수백만 명의 사람들에 대한 연구 결과는 코로나19 팬데믹이 여전히 진행 중임을 시사한다. 코로나19의 위험을 경시하거나 무시해서는 안 되며, 장기 코로나에 대응하기 위한 전략을 세워야 한다는 것이다.
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- 생활경제
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장기 코로나, 어린이와 임산부 위험 증가
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단식, 염증 예방 효과 입증
- 단식은 염증 감소에 도움이 될 수 있다는 연구결과가 발표됐다. 케임브리지의 과학자들은 단식이 많은 만성 질환의 근본 원인인 염증을 감소시키는 데 유용한 새로운 방법을 제시할 수 있다는 것을 발견했다. 이는 신체 면역 체계의 잠재적으로 해로운 부작용을 줄일 수 있는 가능성을 나타낸다. 미국 건강 의학 매체 메디컬익스프레스(MedicalXpress)는 단식이 아라키돈산이라고 알려진 혈액 내의 화학 물질 수치를 증가시키는 방식으로 염증을 억제한다는 연구 논문을 소개했다. 이 연구는 'NLRP3 인플라마솜의 아라키돈산 억제가 단식의 항염 효과를 설명하는 메커니즘'이라는 제목으로 국제 저명 학술지 '셀 리포트(Cell Reports)'에 실렸다. 연구원들은 아스피린과 같은 약물의 유익한 효과 일부를 설명하는 데 이 연구가 도움이 될 수도 있다고 지적했다. 과학자들은 오랫동안 고칼로리 서구식 식단이 비만, 제2형 당뇨병, 심장병 등 만성 염증과 관련된 질병의 위험을 증가시킬 수 있다는 사실을 인식해 왔다. 이러한 식단은 우리의 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 염증은 우리 몸이 부상이나 감염에 대응하는 자연스러운 방식이다. 그러나 이 반응은 인플라마솜(염증 조절 복합체)을 포함한 여러 메커니즘을 통해 촉발될 수 있으며, 이는 세포 내에서 경보 역할을 하여 신체가 손상을 감지하고 염증을 유발하여 보호하도록 한다. 그러나 인플라마솜은 의도치 않게 염증을 유발할 수 있으며, 그 중 하나의 기능은 원하지 않는 세포를 제거하고 세포 내용물을 방출하여 염증을 유발하는 것이다. 케임브리지 대학교 의과대학의 클레어 브라이언트(Clare Bryant) 교수는 많은 인간 질병에서 만성 염증의 원인과 특히 인플라마솜의 역할에 대한 깊은 관심을 표했다. 브라이언트 교수는 "최근 몇 년 동안 드러난 바에 따르면, NLRP3 인플라마솜은 비만, 죽상동맥경화증, 알츠하이머병, 파킨슨병과 같은 다양한 주요 질병뿐만 아니라 서구 세계에서 노년층에게 흔한 여러 질병에서 매우 중요한 역할을 한다는 것이다"라고 말했다. 단식이 염증 감소에 도움을 줄 수 있다는 것은 알려져 있지만, 그 이유는 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 이러한 질문에 답하기 위해, 브라이언트 교수의 연구팀은 케임브리지 대학교와 미국 국립 보건원과 함께 24시간 동안 단식한 후 500kcal의 식사를 한 사람과 단식하지 않고 500kcal의 식사를 한 21명의 참가자들의 혈액 샘플을 분석하는 연구를 진행했다. 연구팀은 칼로리 섭취를 제한할 때 아라키돈산(일종의 다불포화지방산)이라는 지질 수치가 상승한다는 것을 발견했다. 지질은 에너지 저장, 세포 간 정보 전달 등 우리 몸에서 중요한 기능을 수행하는 분자다. 참가자들이 식사를 재개하자 아라키돈산 수치가 감소하는 현상도 관찰했다. 이 연구진은 아라키돈산이 면역 세포의 NLRP3 인플라마좀 활동을 억제한다는 사실을 실험실에서의 연구를 통해 발견했다. 이러한 발견은 연구팀에게 큰 놀라움을 주었는데, 이전에는 아라키돈산이 염증을 감소시키는 것이 아니라 증가시킨다고 추정했기 때문이다. 하지만 단식은 모든 사람에게 적합한 것은 아니다. 특히 당뇨병 환자나 저혈당증 환자는 단식을 하지 않도록 주의해야 한다. 그러므로 단식을 시작 하기 전 의사와 상담하는 것이 중요하다. 한편, 간헐적 단식은 건강 유지에 도움을 줄 수 있다. 우리 몸은 주로 포도당을 주요 에너지 원으로 활용하지만, 음식 섭취가 없는 긴 시간 동안에는 지방 조직에 저장된 지방산을 에너지로 사용하기 시작한다. 이는 간헐적 단식이 몸을 지방 사용에 더 효율적인 상태로 전환시키는 주요 효과 중 하나다. 이 방법은 또한 인슐린 저항성 개선에도 효과적이다. 단식을 함으로써 인슐린 분비가 쉬어 혈당 조절에 필요한 인슐린의 양이 감소하므로, 공복 상태에서도 혈당 조절이 필요 없게 되고, 이는 인슐린 민감도를 향상시켜 인슐린 저항성을 개선할 수 있다고 알려져 있다. 단식 시 주의해야 할 사항도 있다. 의료 전문가들은 단식이 근육 손상을 초래할 수 있기 때문에, 충분한 단백질 섭취와 함께 근력 운동을 병행할 것을 권장하고 있다.
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- 생활경제
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단식, 염증 예방 효과 입증
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자전거 타면 전립선암 35% 감소 효과
- 남성의 경우 자전거를 타면 전립선에 부정적인 영향을 준다는 주장이 있다. 이는 자전거를 타게 되면 전립선 부분이 압박을 받아서 발생한다는 내용인데, 최근의 연구 결과에 따르면 오히려 자전거를 타거나 조깅, 수영과 같은 운동을 더 많이 하면 전립선암 발병 가능성을 크게 낮출 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 글로벌사이클링네트워크(globalcyclingnetwork)는 1년 동안 체력이 3% 향상된 남성은 체력이 감소된 남성에 비해 전립선암 발병 가능성이 35% 낮았다는 연구 결과를 보도했다. 2024년 1월 30일 영국 스포츠 의학 저널에 발표된 이 연구는 스웨덴 스포츠 및 건강 과학대학교에서 수행됐으며 5만7652명의 남성으로부터 얻은 데이터를 기반으로 한다. 이러한 결과는 연구자들이 남성들의 심폐 체력을 향상시키도록 장려하고자 하는 동기를 부여했다. 연구자들은 이러한 결과가 "일반 대중이 자신의 만성호흡부전(CRF)을 증가시키거나 적절한 체력 수준을 달성하는 데 도움을 줄 수 있는 중요한 역할을 한다"고 강조했다. 이번 연구의 공동 저자인 케이트 볼람(Kate Bolam) 박사는 이러한 연구 결과를 고려할 때, 남성들은 "일주일 동안 추가할 수 있는 즐거운 활동을 생각해보며 심박수를 높일 수 있는 활동을 선택해야 한다"고 설명했다. 연구진은 각 참가자에 대해 최소 두 번의 심폐 체력 테스트 결과, 신체 활동 수준, 키, 체질량 지수(BMI), 생활 방식 및 인지된 건강 상태를 분석했다. 연간 심폐 체력 측정치는 최대한 열심히 운동하는 동안 신체가 사용하는 산소량을 나타내는 지표로 사용된다. 평균 7년 동안의 추적 관찰 기간 동안, 연구에 참가한 남성 중 592명이 전립선암으로 진단됐으며, 46명이 해당 질병으로 인해 사망했다. 연구진은 매년 3%씩 체력이 증가한 사람들은 질병에 걸릴 확률이 35% 낮았지만, 질병에 걸릴 경우 사망할 가능성은 낮아지지 않았다고 관찰했다. 이는 운동을 전립선 암의 위험 감소와 연관시키는 첫 번째 결정적인 연구다. 실제로, 이전의 보고서들은 심혈관 건강이 더 좋은 남성들에게서 전립선암의 위험이 약간 증가한다는 것을 발견했다. 과학자들은 이것이 자전거를 타는 사람들이 암 검진을 받을 가능성이 높기 때문이며, 이는 진단율이 인위적으로 더 높다는 것을 의미한다. 영국 전립선암 연구 부국장인 사이먼 그리브슨(Simon Grieveson)은 새로운 연구를 발표하면서 "이것은 운동과 전립선암에 걸릴 가능성이 낮다는 것을 보여주는 이전의 연구들에 더해진 흥미로운 연구다"라고 말했다. 규칙적인 운동과 균형 잡힌 식사는 모든 남성의 건강과 웰빙에 도움이 되지만, 신체 활동이 전립선암 발병 또는 사망 위험을 줄일 수 있는지에 대해서는 아직 확실하지 않다. 세계 암 연구 기금(World Cancer Research Fund)의 건강 정보 및 홍보 매니저 매트 램버트는 "높은 수준의 심폐 건강은 건강과 장수에 중요하지만, 특정 질병으로부터 보호할 수도 있다는 것은 널리 알려져 있다"고 말했다. 그는 "이 연구는 건강과 관련된 위험 요소가 전립선암 발병 위험을 줄이는 데 어떤 역할을 하는지에 대한 추가적인 증거를 제공한다"라고 덧붙였다. 30~60분의 자전거 타기는 일반적으로 전립선 건강에 큰 영향을 미치지 않는다. 그러나 오랜 시간 동안 자전거를 타면 전립선 건강에 문제가 발생할 수 있고, 전립선염을 유발할 수도 있다. 자전거를 탈 때 오랜 시간 앉아 있으면 안장이 회음부를 압박하여 혈액순환이 나빠질 수 있고, 심한 경우 신경에 손상을 입힐 수 있다. 그러므로 적절한 휴식이 반드시 필요하다.
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자전거 타면 전립선암 35% 감소 효과
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[퓨처 Eyes(23)] 우주에서 인간을 돕는 로봇, 현실이 되다?
- 미국 항공우주국(NASA·나사)은 우주에서 사용할 휴머노이드 로봇을 연구하고 있다. 나사는 앞으로 수십 년 이내에 인간 우주비행사를 달로 보내고, 달 궤도에 우주 정거장을 건설하고, 달 표면에 영구 기지를 건설하고, 우주 비행사를 화성에 보낼 계획이다. 아울러 심우주 탐사와 외계 거주지를 개발하기 위한 연구의 일환으로 로봇 팔과 멀티 다기능 그리퍼 등도 속속 개발되고 있다. 나사가 연구중인 휴머노이드 로봇 '발키리'는 높이 188cm, 무게 136kg이다. 북유럽 신화에 나오는 여성의 이름을 딴 우주 개발용 휴머노이드 로봇 발키리는 텍사스 휴스턴에 있는 존슨 우주 센터에서 실험 중이다. 나사에 따르면 발키리는 자연재해가 발생한 지역과 같은 '열화되거나 손상된 인체 공학적 환경'에서 작동하도록 설계됐다. 과학자들은 발키리와 같은 휴머노이드 로봇은 언젠가 우주에서 작동할 수 있을 것으로 전망했다. 휴머노이드(humanoid·인간형 로봇)는 일반적으로 인간과 마찬가지로 몸통, 머리, 두 팔, 두 다리를 가지고 있다. 휴머노이드 로봇은 사람의 동작을 모방하거나 일정한 작업을 수행하는 데 사용될 수 있다. 휴머노이드 로봇은 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 서비스 분야에서는 응대, 안내, 보조 및 도움을 제공하여 인간의 업무 효율성을 높이고 고객 만족도를 향상시킨다. 또한, 제조업이나 건설 현장과 같은 위험하거나 인간이 작업하기 어려운 환경에서도 활용되어 안전성을 높이고 생산성을 향상시킨다. 인간과의 자연스러운 상호작용 역시 휴머노이드 로봇의 주요 장점이다. 의료 분야에서는 환자 돌봄이나 재활 치료, 교육 분야에서는 맞춤형 학습 환경 제공, 엔터테인먼트 분야에서는 몰입형 경험을 제공한다. 또한 우주 탐사 분야에서 휴머노이드 로봇은 위험한 환경에서 인간 대신 작업을 수행하는 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 로이터에 따르면 엔지니어들은 올바른 소프트웨어를 활용해 휴머노이드가 인간과 동일한 수준의 인지 능력, 작업 수행 능력, 사회적 상호작용 능력을 달성하도록 돕고 있다. 여기에는 인간과 동일한 언어 사용, 문제 해결 능력, 감정 표현 능력 등을 포함하며, 휴머노이드가 컴퓨터, 스마트폰, 생산 도구, 의료 기기 등 다양한 도구와 장비를 사용할 수 있게 될 것으로 예상된다. 나사의 덱스트로스 로봇공학팀(Dexterous Robotics Team·숙련된 로봇공학팀)의 리더인 숀 아지미(Sean Azimi)에 따르면 휴머노이드는 태양 전지판을 청소하거나 우주선 외부의 결함 있는 장비를 검사하는 것과 같은 우주에서 위험한 작업을 수행할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 아지미는 "우리는 휴머노이드로 인간 우주 비행사를 대체하려는 것이 아니다. 지루하고 더럽고 위험한 일에서 해방시켜 그들이 더 발전된 활동에 집중할 수 있도록 하는 것"이라고 말했다. 또한 나사는 텍사스 오스틴에 본사를 둔 로봇 회사인 앱트로닉(Aptronic)과 파트너십을 맺고 지상용으로 개발된 휴머노이드가 향후 우주에서 어떤 작업을 도울 수 있는지에 대해서도 연구하고 있다. 아폴로 휴머노이드 앱트로닉의 휴머노이드 '아폴로'는 지상의 창고 및 제조 공장에서 상품을 옮기고, 팔레트를 쌓고, 기타 공급망 관련 작업을 수행할 수 있을 것으로 기대된다. 아폴로는 빠르면 2025년 초에 기업에서 사용할 수 있을 것으로 예상된다. 닉 페인(Nick Payne) 앱트로닉 최고기술책임자는 아폴로가 인간과 비교했을 때 내구성과 기타 측면에서 강점을 가지고 있다고 말했다. 페인은 "우리는 이 시스템을 하루 22시간 온라인 상태로 유지하는 것을 목표로 하고 있다"라고 말했다. 그는 "아폴로에는 교체 가능한 배터리가 있어서 4시간 동안 작업하고 배터리를 교체한 다음 계속 작업할 수 있다"라고 설명했다. 제프 카르데나스(Jeff Cardenas) 앱트로닉 최고경영자(CEO)는 새로운 소프트웨어의 개발로 아폴로의 역량이 향상됨에 따라 가능성은 무한하다고 말했다. 카르데나스 CEO는 "우리는 창고와 제조 현장으로 시작했지만 소매, 배송, 심지어 비정형 공간이라고 불리는 구조화되지 않은 공간으로 확장하고 있다"라며 아폴로의 활동 영역이 다양한 분야로 확장가능하다고 설명했다. 나사의 아지미(Azimi) 연구원은 앞으로 몇 년 안에 비정형 영역인 우주에 로봇에 포함될 수 있을 것으로 예상했다. 그는 "아폴로와 같은 로봇은 모듈성을 염두에 두고 설계되어 많은 응용 분야에 적용할 수 있다"라고 말했다. 이어 "나사가 알아내려고 노력하는 것은 바로 이 부분이다. 중요한 부족 부분은 무엇인지, 지상 시스템을 우주로 가져가고 우주에서 작동할 수 있다는 확신을 갖기 위해 미래에 어디에 투자해야 합니까?"라고 되물었다. 멀티 모드 그리퍼 개발 테크 익스플로어에 따르면 하버드 존 A. 폴슨 공학 및 응용과학 대학(SEAS)의 연구원 그룹이 탄력 있고 자율적인 심우주 및 외계 거주지를 개발하기 위한 연구의 일환으로 지난 4년 동안 로봇 팔과 그리퍼 개발을 진행했다. 회복력 있는 외계 서식지 연구소(RETHi)는 퍼듀 대학교가 주도하며, SEAS, 코네티컷 대학교, 샌안토니오 텍사스 대학교와 협력하고 있다. 이 연구소의 목표는 "예상되는 장애와 예상치 못한 장애에 적응하고 흡수하며 신속하게 복구할 수 있는 탄력적인 심우주 서식지를 설계하고 운영하는 것"이다. SEAS의 로봇공학 선임 연구원인 저스틴 워펠은 자율 로봇이 서식지의 손상된 부품을 수리하거나 교체할 수 있는 기술을 개발하는 팀을 이끌고 있다. 워펠은 "임무 수행 중에 운석이 서식지를 침범했는데 승무원이 수리할 수 없다면 어떻게 될까요?"라고 반문했다. 그는 "또는 우주비행사들이 근무하는 시간 중에 이런 일이 발생하면 우주비행사들은 다른 긴급 상황으로 바빠질 수 있다. 일상적인 상황에서도 마찬가지로, 필터 교체부터 청소까지 우주비행사의 소중한 시간을 빼앗는 정기적인 유지보수 작업이 많이 있다. 이는 로봇이 이러한 작업을 수행한다는 것을 의미한다"고 설명했다. 2019년에 프로젝트가 시작된 이래, 로버트 우드, 해리 루이스 및 말린 맥그라스 SEAS 공학 및 응용과학 교수를 포함한 워펠과 그의 팀은 새로운 로봇 팔과 그리퍼, 인간과 로봇의 협업을 개선하는 새로운 시스템, 로봇 친화적인 장비를 설계하는 새로운 방법을 개발해 왔다. 심우주 거주지용 다기능 도구 개발 인공지능(AI) 기반의 습관 형성 앱인 '스마트햅(SmartHab)'을 위한 로봇을 설계할 때 가장 큰 과제 중 하나는 심우주 거주에 필요한 다기능성이다. 자동차나 창고 건설에 사용되는 로봇과 같은 대부분의 산업용 로봇은 고도로 전문화되어 있으며 몇 가지 특정 작업만 수행한다. 하지만 심우주 거주지에는 수십 대의 특수 로봇을 설치할 공간이 없다. 대신 한 대 또는 몇 대의 다기능 로봇이 긴급 수리를 비롯한 다양한 작업을 수행할 수 있어야 한다. 이를 위한 한 가지 프로젝트는 다양한 유형의 물체를 다양한 방식으로 잡을 수 있도록 모양을 바꿀 수 있는 '멀티 모드 그리퍼'를 개발하는 것이었다. 우드는 "사람의 손은 높은 정밀도가 필요하거나 큰 힘을 필요로 하거나 규정 준수를 통해 이점을 얻을 수 있는 등 다양한 기능에 적응할 수 있다"고 말했다. 그는 멀티 모드 그리퍼에 대해 "이 디자인은 이와 유사한 적응형 동작을 포착하여 하나의 그리퍼로 가능한 작업의 범위를 늘리려고 시도한다"고 설명했다. IEEE에 게재된 논문에서 워펠과 하버드 디자인 대학원(HGSD) 및 한국 부산대학교의 공동 연구진이 포함된 연구팀은 손가락의 관절 수를 변경할 수 있도록 재구성할 수 있는 소위 '가위 링크'로 만든 손가락이 달린 그리퍼를 개발했다. 이 그리퍼에는 세 가지 모드가 있다. 첫 번째 모드에서는 손가락이 짧고 구부러지지 않아서 물체를 강력하고 안전하게 잡을 수 있다. 두 번째 모드에서는 손가락에 관절이 생겨 그리퍼가 손으로 조작할 수 있어 물체를 놓지 않고도 이동하고 회전할 수 있다. 마지막 모드에서는 관절이 두 개 더 추가되어 손가락이 물체의 모양에 수동적으로 적응하고 접촉 압력을 분산할 수 있어 불규칙한 모양이나 섬세한 물체를 잡을 때 유용하다. 이처럼 미래 우주 탐사에 필요한 휴머노이드 로봇과, 로봇 팔, 멀티 다기능 그리퍼 등이 속속 개발되고 있다. 그리퍼 관련 논문은 부산대학교의 권정한, SEAS 대학원생인 데이비드 봄바라와 클락 티플, HGSD의 이준행과 척 호버만, 그리고 우드가 공동 저자로 참여했다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(23)] 우주에서 인간을 돕는 로봇, 현실이 되다?
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다낭성 난소증후군과 인지 기능 저하, 인과 관계 존재할까?
- 10명 중 1명의 여성에게 영향을 미치는 다낭성 난소증후군(PCOS)은 생리 불순이나 과도한 체모 등의 증상으로 잘 알려져 있다. 최근 연구에 따르면 다낭성 난소증후군은 인지 기능 저하와도 관련이 있을 수 있다는 가능성이 제기됐다. 미국 CNN 방송에 따르면, 시카고 일리노이 대학 연구팀은 18세에서 30세 사이의 여성 907명을 30년 동안 추적 조사한 결과 다낭성 난소증후군을 가진 여성들은 주의력, 기억력, 언어 능력 테스트에서 다른 여성들보다 낮은 점수를 받았다. 또한, 뇌 스캔 결과에서도 다낭성 난소증후군 여성들은 뇌 노화의 지표가 더 좋지 않았다. 연구 책임자인 헤더 G. 허들스턴(Heather G. Huddleston) 박사는 "다낭성 난소증후군은 심장 질환, 당뇨병 등 대사 질환과 관련이 있지만, 뇌 건강에 미치는 영향은 잘 알려져 있지 않았다. 이번 연구 결과는 다낭성 난소증후군 여성들이 중년에 인지 기능 저하와 뇌 변화를 겪을 위험이 있다는 것을 보여준다"고 말했다. 다낭성 난소증후군은 인지 기능 장애를 유발하는 것은 아니며, 치료를 통해 인지 기능 저하를 예방하거나 개선할 수 있다는 의견도 있다. 생리 불순, 과도한 체모, 여드름, 불임 등의 증상이 있다면 다낭성 난소증후군을 의심해 볼 수 있다. 정확한 진단과 치료를 위해서는 산부인과 전문의와 상담하는 것이 중요하다. 다낭성 난소증후군을 앓고 있는 여성들은 인지 기능 저하 위험을 줄이기 위해 건강한 식단과 규칙적인 운동을 통해 체중 관리하기, 스트레스 관리, 충분한 수면, 정기적인 검진 및 치료와 같은 노력이 필요하다. 연구 결과 해석의 고려 사항 전문가들은 모든 다낭성 난소증후군을 가진 여성이 인지 기능 저하를 경험하는 것은 아니며, 연구 결과를 해석할 때 몇 가지 한계점을 고려해야 한다고 강조했다. 연구 결과 해석에서 고려할 사항은 첫째, 이 연구는 다낭성 난소증후군과 인지 기능 저하의 연관성을 보여주지만, 인과관계는 아직 밝혀지지 않았다. 즉, 다낭성 난소증후군이 인지 기능 저하를 일으켰는지, 또는 다른 요인이 두 가지 모두에 영향을 미쳤는지 확실하지 않다. 둘째, 이 연구에서 다낭성 난소증후군 진단은 의사의 진단보다는 안드로겐 수치와 참가자의 증상 기억에 의해 이루어졌다. 이는 진단의 정확도를 떨어뜨릴 수 있다. 셋째, 다낭성 난소증후군과 인지 기능 저하 사이의 연관성 뒤에 있는 잠재적인 과정에 대한 연구는 아직 초기 단계다. 인슐린 저항성, 염증, 내당능 손상과 같은 대사 이상이 뇌를 포함한 모든 기관에 영향을 미칠 수 있으며, 유전적 요인 등의 가능성들이 제시되고 있지만, 더 많은 연구가 필요하다. 한국의 다낭성 난소 증후군 현황 대한산부인과학회지에 발표된 연구결과를 보면 한국 가임기 여성(15-44세)의 약 7~10%가 다낭성 난소 증후군을 가지고 있는 것으로 추정된다. 이는 약 70만~110만 명의 여성에 해당된다. 최근 연구에 따르면, 한국 여성의 다낭성 난소 증후군 유병률은 서구 국가보다 높은 것으로 나타났다. 유병률은 연령, 체질량지수, 인종, 가족력 등에 따라 다를 수 있다. 정부는 여성 건강 증진과 국가 경쟁력 강화를 위해 질병관리청, 보건복지부, 과학기술정보통신부 등을 통해 다낭성 난소 증후군 연구를 지원하고 있으며, 다낭성 난소 증후군 진단 및 치료 지침을 개정하고, 의료기관의 역량 강화를 지원하고 있다. 또한 다낭성 난소 증후군에 대한 사회적 인식을 개선하기 위해 '다낭성 난소 증후군과 함께 사는 여성' 캠페인 등을 진행하고 있다. 여성의 삶에 여러 가지 영향을 미칠 수 있는 다낭성 난소 증후군은 적절한 관리를 통해 건강하게 생활할 수 있다.
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다낭성 난소증후군과 인지 기능 저하, 인과 관계 존재할까?
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UNIST, 실시간 변형 가능 메타 물질 개발
- 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 실시간으로 모양과 성질을 바꿀 수 있는 물질을 개발했다. 5일 UNIST 발표에 따르면, 신소재공학과 김지윤 교수와 제1저자 최준규 연구원 등 연구팀은 세계 최초로 실시간으로 물질의 모양과 특성을 조절할 수 있는 메타 물질을 개발했다. 기존 메타 물질은 설계된 모양과 특성을 바꿀 수 없거나 제한적으로만 변화할 수 있었지만, 이번 연구에서 개발된 메타 물질은 실시간으로 적재적소에 사용할 수 있다는 점이 특징이다. 메타 물질은 자연에 존재하는 물질과는 달리 특별한 물리적 특성을 가지도록 설계된 인공 물질이다. 예를 들어, 젤리와 같은 일반적인 물질은 세로 방향으로 누르면 가로가 늘어나지만, 메타 물질은 세로 방향으로 눌러도 가로가 줄어들 수 있다. 이러한 특성은 건축, 항공, 로봇 등 다양한 분야에서 응용될 수 있다. 다시 말하면, '메타 물질'은 일반적인 물질과는 다르게 극미세한 구조나 특수한 물성을 가진 물질을 지칭하는 용어다. 이러한 물질은 전자파 등의 에너지를 특별한 방식으로 상호 작용하거나 제어할 수 있는 특성을 갖고 있다. 최근의 연구에서는 메타 물질을 사용하여 광학 장치, 플렉서블 전자기기, 에너지 효율적인 소자 등의 다양한 응용 분야에서 혁신적인 기술이 개발되고 있다. 메타 물질은 주로 나노 기술이나 메타물질 공학을 통해 디자인되며, 다양한 형태와 특성을 갖추고 있다. UINST 연구팀은 메타 물질의 기본 단위 구조인 메타 픽셀에 액체 또는 고체로 변하게 만드는 녹는 점이 낮은 합금을 융합했다. 이어 융합된 합금의 상태가 변화하는 것을 픽셀 단위로 조절하면서 메타 물질의 다양한 성질을 구현했다. 또한, 융합된 합금을 활용하여 디지털 패턴의 정보(0=액체, 1=고체)를 표현하며, 사용자는 실시간으로 디지털 패턴 명령어를 입력할 수 있도록 설계됐다. 입력된 디지털 패턴을 통해 메타 물질의 모양, 강도, 변형 비율 등이 실시간으로 조절된다. 연구팀은 개발한 메타 물질의 활용하여 '적응형 충격 에너지 흡수 물질'을 시연했다. 이 물질은 예측하지 못한 상황에서 발생하는 충격에 따라 성질을 적절히 변형하고, 보호하는 대상에 전달되는 힘을 최소화해 손상이나 부상의 가능성을 줄였다. 연구팀은 또 메타 물질을 원하는 장소와 시간에 힘을 전달할 수 있는 '힘 전달 재료'로 성공적으로 활용했다. 김지윤 교수는 "개발한 메타 물질은 기존의 다양한 디지털 기술과 기기뿐만 아니라 딥러닝 등 인공지능 기술과도 원활하게 호환될 수 있다"며 "스스로 학습하고 주변 환경에 적응할 수 있는 혁신적인 신소재의 첫걸음이 될 것"이라고 말했다. 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼스'에 표지 논문으로 선정돼 지난달 25일 정식 출판됐다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단, 한국재료연구원 지원을 받았다.
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UNIST, 실시간 변형 가능 메타 물질 개발
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달, 수축 현상과 강력한 '월진' 발생⋯미래 탐사 영향은?
- 과학자들이 달이 지속적으로 줄어들고 있다는 사실을 발견했다. 미국 매체인 크론(CHRON)은 워싱턴 스미소니언 연구소의 연구 결과를 인용해 달이 지속적으로 수축하고 있으며, 이로 인해 강력한 '월진'이 발생하고 있다고 최근 보도했다. 워싱턴 스미소니언 연구소의 토마스 R. 와터스(Thomas R. Watters) 박사가 이끄는 연구팀은 달 표면의 지형 변화를 분석해 지난 수억 년 동안 달의 둘레가 약 46미터 이상 줄어들었다는 것을 밝혀냈다. 이는 달 내부가 점차 냉각되면서 수축하기 때문이라는 설명이다. '추력 단층' 절벽 현상 연구팀에 따르면 수축으로 인해 달 표면에는 주름이 생기고, '추력 단층'이라고 불리는 절벽이 나타났다. 특히 문제는 달 남극 지역에서 나타나는 뒤틀림으로, 이 지역은 미 항공우주국(NASA·나사)가 미래 유인 아르테미스 임무를 위해 제안한 지역 중 하나다. 과학자들은 이 지역의 뒤틀림이 미래 인간 탐사에 위험을 초래할 수 있다고 지적했다. 달에서는 지진과 유사한 현상인 '월진'이 발생한다. 월진은 달 내부의 단층으로 인해 발생하며, 건물과 장비 등을 손상시킬 수 있는 위험이 있다. 문제는 월진이 지진보다 훨씬 긴 기간 동안 지속될 수 있다는 것이다. 1970년대에 기록된 규모 5의 월진은 오후 내내 계속되었다고 전해졌다. 달 수축이 미래 탐사 계획에 미치는 영향 와터스 박사는 "젊은 추력 단층의 전 지구적 분포, 활동 가능성, 그리고 진행 중인 전 지구적 수축으로 인해 새로운 추력 단층을 형성할 수 있는 가능성은 달에 영구적인 전초 기지의 위치와 안정성을 계획할 때 고려해야 한다"고 강조했다. 과학자들은 달 표면과 지진 활동을 철저히 조사해 인간 탐사에 위험한 지역을 식별하고 있다. 니콜라스 슈머(Nicolas Schmerr) 연구원은 "곧 다가올 유인 아르테미스 임무에서는 우주 비행사, 장비, 그리고 기반 시설을 안전하게 지키는 것이 중요하다"고 말했다. 그는 "이 연구를 통해 달에서 우리를 기다리고 있는 위험 요소들을 미리 파악하고 대비할 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 아르테미스 임무는 2025년까지 남성과 여성 우주 비행사를 포함한 인간을 달 표면에 보내는 NASA의 계획이다. 이는 1972년 아폴로 17호 이후 처음으로 인간이 달에 발을 디딘 역사적인 사건이 될 것으로 보인다. 와터스 박사의 연구팀은 달 표면의 지형 변화를 분석하기 위해 레이저 고도계, 이미지, 지진 데이터를 사용했다. 그들은 달 표면에 있는 '만곡선'이라는 특징을 중점적으로 연구했다. 만곡선은 달 표면의 수축으로 인해 형성된 주름을 나타낸다. 연구팀은 만곡선의 크기와 분포를 분석하여 달이 얼마나 많이 수축했는지를 정밀히 계산했다. 뿐만 아니라, 연구팀은 달 궤도선에 장착된 지진계 데이터를 활용해 달 남극 지역에서 발생한 월진을 조사했다. 그들은 월진이 지진보다 훨씬 오랜 기간 동안 지속되고 더 많은 에너지를 방출한다는 결론을 도출했다. 이러한 연구 결과는 미래 달 탐사 계획에 상당한 영향을 미칠 것으로 예상된다. 과학자들은 달 탐사 임무를 계획할 때 안전한 착륙 지점을 선택하고, 강력한 월진으로부터 우주 비행사와 장비를 보호할 수 있는 방법을 개발해야 한다는 중요한 고려사항을 확인했다. 과학자들이 발견한 달의 수축과 강력한 월진은 미래 달 탐사에 새로운 도전 과제를 제시하고 있다. 과학자들은 이러한 문제를 지속적인 연구를 통해 해결하고, 안전하며 성공적인 달 탐사를 가능케 하는 방법을 모색해야 할 것이다.
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달, 수축 현상과 강력한 '월진' 발생⋯미래 탐사 영향은?
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포도, 매일 먹으면 건강에 이로운 이유
- 당뇨병 환자와 체중 감량 희망자 사이에서 포도 섭취에 대한 우려가 있음에도 불구하고, 포도가 건강에 미치는 긍정적인 영향이 주목받고 있다. 전문가들은 포도가 심장 건강을 지원하고, 에너지와 수분 공급을 증가시키는 등 여러 건강상의 이점을 제공한다고 강조하고 있다. 이에 따라, 당뇨병 환자조차도 적절한 섭취를 통해 포도의 혜택을 누릴 수 있다는 의견이 힘을 얻고 있다. 미국의 식품 전문 매체 '이팅웰(EatingWell)'은 영양사들과 함께 포도의 장점을 소개했다. 샤우 심플 스웹스의 창립자이자 영양사인 엘리자베스 샤우는 "포도는 균형 잡힌 건강한 식단의 일부로 확실히 포함될 수 있는 과일"이라고 강조했다. 하지만, 포도를 매일 또는 자주 섭취할 경우의 영향에 대해서도 논의가 이루어지고 있다. 마이애미의 스포츠 영양사 록사나 에사니(Roxana Ehsani)는 "포도는 필수 탄수화물, 수분, 비타민, 미네랄, 항산화제 및 폴리페놀을 함유하고 있으며, 이 중 대부분의 에너지는 뇌의 주요 에너지원인 탄수화물에서 비롯된다"고 설명했다. 이러한 성분들은 포도가 다양한 건강상의 이점을 제공할 수 있는 이유를 뒷받침한다. 미국 농무부(USDA)의 ’심품 데이터 센터(FoodData Central)‘의 자료에 따르면, 포도 1컵에는 칼로리 104kcal, 탄수화물 27g, 식이섬유 1.5g, 총 설탕 23g, 단백질 1g, 총 지방 0g, 포화지방 0g, 나트륨 3mg, 칼륨 288mg(일일 권장량의 8%), 비타민 C 5mg(일일 권장량의 6%), 비타민 K 22μg(일일 권장량의 18%) 등의 영양소를 제공한다. 신선한 포도는 약 82%의 높은 수분 함량을 자랑하며, 이는 일일 수분 섭취에 크게 기여한다. 포도를 통한 섬유질과 필수 비타민, 미네랄의 섭취는 대부분의 사람들이 충족하지 못하는 영양소 섭취 목표(10명 중 1명 미만 달성)에 도움을 줄 수 있다. 포도를 일일 과일 섭취의 일환으로 포함시킴으로써, 위에서 언급한 탄수화물로부터 에너지를 얻는 것뿐만 아니라, 정기적으로 식단에 포함시킬 때 건강상의 다양한 혜택을 기대할 수 있다. 포도에 함유된 영양소는 다음과 같다. 항산화제 섭취 증가 다양한 색상의 포도는 만성 염증, 당뇨병, 일부 암 종류 및 심장 질환 예방에 도움이 될 수 있는 폴리페놀과 안토시아닌 같은 항산화제를 함유하고 있다. 이들 성분은 장 건강을 증진하고 혈액 순환을 개선하는 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 사이언스에 따르면 특히 검은색 콩코드 포도와 보라색 포도는 빨간색이나 녹색 포도에 비해 더 높은 총 항산화 능력을 가지고 있는 것으로 나타났다. 그럼에도 불구하고, 모든 종류의 포도는 우수한 항산화제 공급원으로서 그 가치가 인정되고 있다. 뇌와 심장 건강 향상 포도는 뇌와 심장 건강에 기여할 수 있다. 항산화제는 시간이 흐름에 따라 심장과 혈관에 미치는 손상을 줄이는 데 중요한 역할을 하며, 이는 신체 내 자유 라디칼과의 전투를 돕는다. 2021년 12월 '푸드 케미스트리 엑스(Food Chemistry X)' 저널에 게재된 연구에 따르면, 포도 섭취는 심장 질환 및 고혈압의 위험을 감소시키는 데 도움이 되는 것으로 나타났다. 이 연구는 포도를 '기능성 식품'으로 분류했다. 이는 포도가 건강 증진 및 특정 건강 문제를 위한 의료 영양 요법의 일부로 고려될 수 있음을 의미한다. 즉, 포도는 고혈압 환자의 치료에 도움이 될 수 있는 식품으로 사용될 수 있다. 건강한 혈관은 뇌로의 적절한 산소 공급을 보장하는 데 필수적이다. 한 연구에 따르면, 인지 기능 저하와 기억 상실의 초기 증상을 보이는 사람들이 하루에 2¼컵의 포도를 섭취했을 때, 그 증상이 개선되었다고 한다. 이러한 결과는 포도가 뇌 건강에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 비타민과 미네랄 공급원 포도는 짙은 녹색 잎채소에서 주로 찾아볼 수 있는 비타민 K의 우수한 공급원이다. 이 비타민은 혈액 응고와 뼈 건강 유지에 중요한 역할을 하여 건강에 기여한다. 또한 포도에는 심장 건강과 건강한 근육 기능을 촉진하는 데 도움이 되는 것으로 밝혀진 칼륨이 포함되어 있다. 참고로 포도 1컵에는 중간 크기 바나나 3분의 2 정도의 칼륨이 들어 있다.또 약간의 면역 체계를 지원하는 비타민 C를 얻을 수 있다. 수면의 질 향상에 기여 포도는 숙면을 도울 수 있다. 멜라토닌은 우리 몸의 수면 주기를 조절하는 주요 호르몬으로, 낮 시간 동안 점차 증가하여 밤에 최고조에 이르며, 이는 취침 시간이 다가오고 있음을 신체에 알린다. 멜라토닌은 타트 체리와 타트 체리 주스, 계란, 고지방 생선, 키위, 견과류 등 특정 음식과 음료에 자연적으로 존재한다. 포도 역시 이러한 멜라토닌을 함유하고 있어, 숙면을 취하는 데 도움을 줄 수 있다. 알레르기나 과민증, 포도 섭취 주의 포도의 장점은 많지만 알레르기나 과민증 진단을 받은 사람들은 포도 섭취를 피해야 한다. 특히 5세 미만의 어린이에게 포도 한 알을 다 주는 것은 질식 위험을 높일 수 있으므로 주의가 필요하다. 미국인을 위한 2020~2025 식생활 지침에 따르면, 필수 비타민을 섭취하기 위해 성인은 일일 과일 섭취량으로 2~2½컵을 목표로 설정하는 것이 좋다. 포도에는 자연적으로 발생하는 당분이 포함되어 있으며 첨가된 설탕은 전혀 없다. 또 포도에는 섬유질 형태의 탄수화물이 들어 있다. 그렇지만, 당뇨병 전증이나 당뇨병 환자에게 섭취 시 주의가 필요할 수 있다. 이러한 경우, 공인 당뇨병 교육자와 상담하여 식단에 포도를 어떻게 포함시킬 수 있을지 조언을 구하는 것이 좋다. 알레르기가 없다면, 포도를 건강한 식단의 일부로 적절히 포함시키는 것이 당뇨병 예방에 도움이 될 수 있다. 포도는 수분 함량이 높고 칼로리가 상대적으로 낮아(컵당 약 104칼로리) 체중 관리에 유리하며, 섬유질(컵당 약 1.5g) 또한 포함되어 있어 포만감을 제공한다. 포도는 때때로 당분 함량이 높다는 이유로 부정적인 평가를 받기도 하지만, 실제로는 영양가가 풍부한 과일로, 건강한 식단에 포함시킬 수 있다. 포도 섭취는 뇌와 심장 건강을 지원하며, 포도가 제공하는 비타민과 미네랄은 면역력과 뼈 건강을 강화하는 데 기여할 수 있다. 또한, 포도의 탄수화물과 높은 수분 함량은 에너지를 증가시키는 효과적이고 경제적인 방법이다.
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포도, 매일 먹으면 건강에 이로운 이유
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美 MIT, 액체 금속 이용한 고속 3D 프린팅 기술 개발
- 미국 매사추세츠 공과대학(MIT) 연구진이 액체 금속을 사용해 대형 알루미늄 부품을 몇 분 만에 제작할 수 있는 새로운 3D 프린팅 기술을 개발했다고 미국 기술 전문 매체 엔가젯(Engadget)이 최근 보도했다. 액체 금속을 활용한 이 3D 프린팅 기술은 기존 금속 3D 프린팅 기술에 비해 상당한 시간 단축이 가능하며, 대형 알루미늄 부품을 빠르게 제작할 수 있다. 이 기술은 이미 테이블 다리와 의자 프레임 등 가구 부품 제작에 사용되고 있다. '액체 금속 프린팅(Liquid Metal Printing, LMP)'으로 불리는 이 기술은 용융된 알루미늄을 미리 정의된 경로를 따라 작은 유리 비드 층 위로 분사하는 방식으로 작동한다. 이 유리 비드들은 알루미늄이 빠르게 굳어지며 3D 구조를 형성하도록 한다. 연구팀은 이 기술이 기존 금속 제조 공정보다 최소 10배 더 빠르다고 밝혔다. 그러나, 해상도가 낮은 한계로 인해 복잡한 형상의 부품 제작보다는 저해상도의 부품 제작에 더 적합하다는 설명이다. 연구팀은 저해상도 한계가 미세한 디테일이 필수적이지 않은 더 큰 구조물의 구성 요소 제작에는 심각한 문제가 되지 않을 것이라고 말했다. 이러한 구성 요소에는 가구 부품뿐만 아니라 건설 및 산업 디자인 부품도 포함된다. 예를 들어, 액체 금속 프린팅 기술을 통해 테이블 다리 등과 같은 가구 부품을 몇 분 만에 제작할 수 있다. 이와 함께, 건물이나 공장 구조에 필요한 대형 알루미늄 부품의 제작도 가능하다. 이 기술이 아직 초기 단계임에도 불구하고, 금속 제조 분야에서 혁신적인 가능성을 제시하고 있다는 평가를 받고 있다. 액체 금속 프린팅의 한계 액체 금속 프린팅으로 제작된 부품은 해상도가 낮음에도 불구하고 높은 내구성을 지니며 추가 가공을 견딜 수 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 이 기술로 제작된 제품이 기존의 와이어 아크 적층 제조 방식으로 제작된 제품보다 내구성이 뛰어나다고 보고했다. 또한, 연구팀은 빠른 속도와 높은 해상도가 동시에 필요한 작업에 대해 액체 금속 프린팅 기술을 다른 기술과 결합하는 것을 권장했다. 이 기술은 알루미늄 외에도 다양한 금속에 적용 가능하다. 연구팀은 알루미늄을 선택한 주된 이유로 건축 분야에서의 인기와 재활용 용이성을 들었다. 연구팀은 가열 과정의 일관성을 향상시키고, 금속의 고착 문제를 방지하며, 용융 금속의 흐름을 더 정밀하게 제어하기 위해 이 기술을 지속적으로 개선하는 작업을 계획하고 있다. 특히, 더 큰 노즐 직경으로 인해 불규칙한 인쇄를 일으키는 문제를 해결하는 것도 연구 과제 중 하나다. 연구팀은 이 기술이 금속 제조 분야에서 중대한 변화를 일으킬 수 있는 '게임 체인저'가 될 것으로 기대하고 있다. 최근 몇 년 동안 3D 프린팅 기술은 눈에 띄게 발전했다. 과학자들은 신체에 삽입되어 손상된 조직을 복구하고 청소할 수 있는 작은 3D 프린터를 개발했다. 또한 인간 심장의 작동 가능한 부분을 3D 프린팅하는 데 성공했다. 액체 금속 인쇄 기술이 상용화되면 기존 금속 제조 방식보다 부품을 훨씬 빠르고 효율적으로 제작할 수 있는 가능성을 열게 된다. 이는 제조업체의 생산성을 크게 향상시키고, 제품 비용을 절감하는 데 기여할 것으로 예상된다. 한국의 액체 금속 3D 프린팅 현황 그렇다면 한국의 액체 금속 3D 프린팅 기술은 어느 단계까지 왔을까. 국내 액체 금속 3D 프린팅 기술에 대한대표적인 연구기관으로는 한국과학기술원(KAIST), 한국생산기술연구원(KITECH), 한국전자통신연구원(ETRI) 등이 있다. KAIST에서는 액체 금속을 활용한 3D 프린팅용 합금 개발에 주력하고 있다. 이 합금은 기존의 금속 프린팅 합금에 비해 내구성과 인장 강도가 뛰어난 것으로 평가되어, 건설, 자동차, 항공우주 등의 분야에서의 응용 가능성이 기대된다. KITECH에서는 액체 금속 프린팅 기술을 통해 자동차 부품 제작에 관한 연구를 수행 중이다. 이 연구는 자동차 부품의 제조 공정 단축과 품질 개선을 목표로 하고 있다. 한국전자통신연구원의 경우, 인공지능(AI)을 적용한 3D 프린팅 시스템 개발에 착수했다. 이 시스템은 AI를 활용해 3D 프린팅 공정을 최적화하고, 부품 제조의 효율성 및 품질을 향상시키는 데 중점을 두고 있다. 이러한 연구 개발 노력을 바탕으로, 한국에서의 액체 금속 인쇄 기술 상용화 가능성이 점점 더 커지고 있다.
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美 MIT, 액체 금속 이용한 고속 3D 프린팅 기술 개발
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NASA, 지구 밖 첫 동력비행 화성 헬리콥터 날개 손상으로 임무 종료
- 화성에서 동력 비행에 성공한 미국항공우주국(NASA·나사)의 우주 헬기 '인저뉴어티(Ingenuity)'가 최근 임무를 종료했다. 인저뉴어티의 화성 비행은 2021년 4월 19일 첫 비행에 성공했으며, 나사가 당초 예상했던 30일을 훌쩍 넘겨 약 3년간 임무를 지속했다. 이는 설계도보다 14배 길게 비행한 것이다. 미 CNN에 따르면 나사는 인저뉴어티 화성 헬기가 프로펠러에 손상을 입고 지난 18일 마지막 비행을 끝으로 화성에서의 임무를 종료했다고 지난 25일(현지시간) 발표했다. 나사는 성명을 통해 '인저뉴어티'가 로터 손상으로 '비상 착륙'을 수행해야 했다고 밝혔다. 이는 더 이상 비행할 수 없음을 의미하며, 임무 수행을 마쳤다는 뜻이다. 나사는 2021년 2월 탐사 로버 '퍼서비어런스(Perseverance)'를 화성에 보내면서 비행체를 활용한 탐사 가능성을 탐색하기 위해 인저뉴어티를 함께 실어 보냈다. '인저뉴어티'의 화성 비행은 인류가 지구 외 행성에서 '제어가 되는 동력체'를 비행시킨 첫 번째 사례로, 라이트 형제의 인류 최초 동력 비행과 견주는 것이었다. 태양열 충전으로 가동되는 높이 49㎝, 무게 1.8㎏(화성에서의 무게 0.68㎏)의 이 우주 헬기는 당시 이륙 후 3ｍ 높이까지 상승해 39초간 정지비행을 한 후 착륙했다. 대기 밀도가 지구의 100분의 1수준에 불과해 공기 힘으로는 양력을 만들어내기 힘든 화성에서 헬기가 성공적으로 비행하자 금성이나 토성, 타이탄 위성과 같은 태양계 천체에서의 탐사 방식에 새로운 길이 열릴 것이라는 기대가 커졌다. 화성의 대기 밀도는 지구의 100분의 1 수준으로 매우 낮아 공기의 힘만으로는 양력을 생성하기 어려운 조건에서 헬리콥터의 성공적인 비행이 이루어지자, 금성, 토성, 타이탄과 같은 태양계 내 다른 천체들 위에서의 탐사 방식에 대한 새로운 가능성이 열렸다는 기대가 높아졌다. 나사의 빌 넬슨은 “작은 헬리콥터인 인저뉴어티는 의도했던 것보다 훨씬 더 많은 비행을 했다”며 “우리 태양계에서 미래 비행 가능성을 탐색하기 위한 길을 열었다”고 평가했다. 넬슨은 소셜미디어를 통해 공유한 영상 메시지에서, 인저뉴어티와 같은 임무가 태양계 내 미래 비행의 새로운 가능성을 제시했으며, 화성을 포함한 그 너머의 세계로 향하는 보다 스마트하고 안전한 인간 탐사의 기반을 마련했다고 설명했다. 그는 또한, 이 놀라운 헬리콥터가 상상했던 것보다 더 높고 멀리 비행함으로써, 나사가 불가능해 보이는 것을 가능하게 만드는 데 중요한 역할을 했다고 강조했다. 4번의 비행을 성공적으로 마친 인저뉴어티는 퍼서비어런스 과학 팀과 로버의 운전을 지원하기 위한 공중 정찰의 역할을 수행하는 새로운 임무, 즉 작전 시연에 착수했다. 이 장비는 화성의 흥미로운 지역을 미리 조사해 지구에서 제어되는 바퀴 달린 로봇과 운전자가 '제제로 분화구(Jezero Crater)' 탐사에서 올바른 경로를 선택할 수 있도록 퍼서비어런스를 효과적으로 지원했다. 퍼서비어런스 로버는 제제로 분화구 가장자리에 도달하기 위해 길고 빠른 주행을 시도할 계획이다. 인저뉴어티는 단지 30일 동안 최대 5회의 실험적 테스트 비행을 목표로 하는 기술 시연 목적으로 설계됐다. 그러나 약 3년 간 화성 표면에서 운영되며, 예상을 훨씬 뛰어넘는 72회의 비행을 성공적으로 수행했고, 계획된 거리보다 14배 이상 멀리 비행했다. 총 비행 시간은 2시간을 초과했다. 한편, 인저뉴어티 팀은 이 헬리콥터가 이전 비행에서 비상 착륙을 수행한 후 위치를 확인하기 위해 지난 2024년 1월 18일 수직 비행을 할 계획이었다. 계획대로 최대 12미터에 도달했고 4.5초 동안 호버링한 후 초당 1미터의 속도로 하강을 시작했으나, 화성 표면 약 1미터 높이에서 로버와의 통신이 끊어졌다. 다음날 통신이 이뤄졌지만 프로펠러에 해당하는 로터 블레이드가 손상됐다. 인저뉴어티는 탄소섬유로 만든 날개 4개가 보통 헬기보다 8배 정도 빠른 분당 2400회 안팎 회전하도록 설계됐는데, 나사는 날개 중 하나가 부러진 것을 확인했다. 나사는 인저뉴어티 성공을 발판으로 2027년 태양계에서 생명체가 존재할 가능성이 높은 천체 중 하나로 꼽히는 타이탄에 로봇 회전날개항공기인 '드래곤플라이(Dragonfly)'를 쏘아올릴 예정이다.
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NASA, 지구 밖 첫 동력비행 화성 헬리콥터 날개 손상으로 임무 종료
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