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2024-11-22 (금)

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[신소재 신기술(130)] AI 기술 접목한 로봇, 비디오만 보고 외과 수술 성공

인공지능(AI) 기술을 접목한 로봇 시스템이 비디오 영상을 통해 외과 수술 방법을 훈련하고, 수술을 성공적으로 수행했다. 인간 의사가 수술을 집도하려면 수년간의 집중적인 연구와 꾸준한 노력이 필요하지만, 로봇은 오늘날의 AI 기술을 통해 이를 더 쉽게 습득할 수 있을 것으로 보인다. 미국 존스홉킨스 대학(JHU)과 스탠포드 대학의 연구진이 개발한 로봇 수술 시스템은 수술 과정을 담은 비디오를 통해 훈련하는 것만으로 인간 의사만큼 능숙하게 여러 수술 작업을 수행하도록 훈련된 것이다. 연구 결과는 JHU 공식 홈페이지에 소개됐다. 게시글에 따르면 연구진은 이 연구에서 다빈치 수술 시스템을 활용했다. 이는 일반적으로 해부, 흡입, 혈관 절단 및 봉합과 같은 작업을 위한 기구를 조작하는 팔이 달린 로봇을 외과 의사가 원격으로 조작하는 시스템이다. 이 시스템은 외과의에게 훨씬 더 큰 제어력과 정밀도를 확보하고, 수술대 위의 환자를 자세히 들여다볼 수 있는 기능을 제공한다. 최신 버전의 로봇 수술 시스템 가격은 200만 달러(약 28억원) 이상으로 추정되며, 액세서리, 멸균 장비 또는 훈련 등은 별도다. 연구진은 모방 학습이라고 알려진 머신러닝을 사용하여 다빈치 수술 시스템이 수술 과정과 관련된 세 가지 작업, 즉 바늘 조작, 신체 조직 리프팅, 봉합을 스스로 수행하도록 훈련했다. 이 외과 로봇 시스템은 인간 의사가 할 수 있는 것처럼 수술을 잘 수행했을 뿐만 아니라 스스로 실수를 바로잡는 법도 배웠다. 연구원인 악셀 크리거 JHU 교수는 "예컨대 바늘을 떨어뜨리면 자동으로 집어 올려 수술을 계속한다. 사람이 가르쳐서 한 게 아니다"라고 설명했다. 연구진은 챗GPT와 같은 생성형 AI 챗봇이 구축된 머신러닝 아키텍처와 모방 학습을 결합해 AI 모델을 훈련했다. 일반 챗봇은 텍스트로 작업하도록 설계된 반면, 이 모델은 숫자나 방정식과 같은 수학적 요소로 동작을 설명하는 데 사용되는 언어인 운동학을 통해 수술 시스템의 팔 동작을 지시한다. 모델은 수술 과정 중에 다빈치 로봇의 팔에 부착된 손목 카메라로 녹화된 수백 개의 비디오를 사용해 훈련됐다. 연구진은 이 모델이 수술 로봇의 동작을 지시하는 데 필요한 모든 단계를 수동으로 코딩하는 기존 방법보다 훨씬 더 빠르고 쉽게 모든 유형의 수술 절차를 수행하도록 로봇을 훈련시킬 수 있다고 주장했다. 이는 자동화된 수술을 더 빨리 현실화하는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 크리거 교수는 "새로운 모델의 장점은 다양한 절차의 모방 학습만 수집하면 며칠 안에 로봇이 이를 학습하도록 훈련시킬 수 있다는 것"이라며 "이를 통해 의료 실수를 줄이고 더 정확한 수술을 수행하는 동시에 자율성이라는 목표를 가속할 수 있다"고 밝혔다. 이 연구는 최근 몇 년 동안 로봇 지원 수술 분야에서 가장 큰 혁신 중 하나로 꼽힌다. 복잡한 수술에 사용할 수 있는 자동화된 장치가 몇 가지 있는데, 예를 들어 심혈관 수술을 위한 코린더스(Corindus)의 코패스(CorPath) 시스템이 그렇다. 그 기능은 일반적으로 해당 수술의 특정 단계에만 제한된다. 크리거 연구팀은 과거 수술 작업을 자동화하는 다른 접근 방식도 연구했다. 연구진은 2022년, 스마트 조직 자율 로봇(STAR)을 개발했다. 구조적 광(光·빛) 기반 3차원 내시경과 머신러닝 기반 추적 알고리즘의 안내를 받는 로봇은 인간 의사의 개입 없이 돼지 장의 양쪽 끝을 봉합했다. JHU 연구진은 현재 모방 학습 방법으로 로봇이 전체 수술을 수행할 수 있도록 훈련시키는 작업을 진행하고 있다. 로봇이 외과의를 완전히 대체하는 데는 몇 년이 걸릴 수 있지만, 이와 같은 혁신을 통해 환자들은 복잡한 치료를 더 안전하고 쉽게 받을 수 있을 것으로 기대된다.
- IT/바이오
2024-11-14
[기후의 역습(85)] 셸, 네덜란드 기후 소송 항소심 승소

네덜란드 항소 법원은 “글로벌 에너지 그룹 셸(Shell)이 2030년까지 지구 온난화를 일으키는 오염을 급격하게 줄일 의무는 없다”고 판결했다. 이는 에너지 회사들이 화석 연료에서 벗어나도록 하려는 환경 운동가들의 노력에 찬물을 끼얹었다고 CNN 등 외신이 전했다. 아제르바이잔 수도 바쿠에서 COP29 연례 기후 회담이 진행되는 가운데 내려진 이 판결은 영국의 석유 및 가스 거대 기업 셸에 대한 급격한 탄소 배출 감축을 명령한 이전 판결을 뒤집은 것이다. 셸의 CEO 와엘 사완은 "법원의 결정을 환영한다. 이는 글로벌 에너지 전환은 물론 네덜란드와 회사를 위한 올바른 결정“이라고 말했다. 셸은 2030년까지 탄소 배출량을 2019년 수준에서 45% 줄이도록 명령한 2021년의 판결에 불복해 항소했다. 여기에는 자체 운영 및 판매하는 에너지 제품에서 발생하는 배출이 모두 포함됐다. 헤이그 항소법원은 셸이 위험한 기후 변화로부터 지구를 보호하기 위해 탄소 배출을 제한해야 할 의무는 있다고 판결하면서도, 셸과 같은 개별 회사가 준수해야 할 구체적인 감축 비율에 대한 합의는 충분하지 않다고 밝히고 이전 판결을 기각했다. 판결에서 법원은 셸이 이미 자체 운영에서 발생하는 배출량을 줄이기 위해 노력하고 있으며, 여기에 더해 자사 제품 사용으로 인한 훨씬 더 많은 배출을 줄이라고 강요하는 것은 효과적이지 않다고 언급했다. 셸을 상대로 소송을 제기한 글로벌 환경운동단체 '지구의 벗(Friends of the Earth)' 네덜란드는 판결에 큰 실망감을 표했다. 도날드 폴스 이사는 "결과는 아프다"면서도 "그래도 판결에서 몇 가지 긍정적인 점은 있었다"고 평가했다. 대표적인 것은 법원이 기업에 대해 기후 변화로 인한 인권 침해에 대해 책임이 있다고 확언했다는 점이다. 판결은 또 800개가 넘는 화석 연료 프로젝트(셸의 파이프라인)가 인권 원칙에 따라 행동해야 할 책임과 모순된다고도 밝혔다. 이는 모두 미래의 법정 사건에서 활용될 수 있는 중요한 법적 판결이다. 폴스는 내용을 점검한 후 판결에 불복해 네덜란드 대법원에 항소할지의 여부를 결정할 것이라고 말했다. 셸에게 탄소 배출을 줄이라는 초기 판결에도 불구하고, 셸은 재정적 수익을 늘리기 위해 실제로 기후 목표 중 일부를 축소했다. 올해 초, 셸은 2016년 대비 2030년까지 에너지 제품의 순 탄소 집약도를 15~20% 줄이는 것을 목표로 한다고 밝혔다. 과거에는 20% 감축을 목표로 했었다. 또한 2035년까지 순 탄소 강도를 절반으로 줄이겠다는 목표도 철회했다. 동시에 셸은 2030년까지 자체 운영에서 배출량을 절반으로 줄이고 2050년까지 순 제로 배출 에너지 사업이 되겠다고 약속했다. 셸은 청정에너지보다 화석 연료에 훨씬 더 많은 투자를 계속하고 있다. 지난해에는 저탄소 에너지에 56억 달러를 투자했는데, 이는 총자본 지출의 23%에 해당한다. 이에 비해 석유 및 가스 사업에 160억 달러 이상을 투자했다. 지구의 벗 네덜란드에 따르면, 셸은 전 세계 온실 가스 배출량의 3%를 차지하는데, 이는 대부분의 국가가 개별적으로 배출하는 배출량보다 많다. 폴스는 이번 판결이 COP29에 미치는 영향에 대해 "국제 기후 협약이 대규모 오염 기업을 제외한다면 기후 변화에 대처하는 데 효과가 없을 것"이라고 우려했다. 그는 파리 협정이 체결된 2015년 이후 약 50개 기업이 전 세계 탄소 오염의 80%를 차지했다고 지적했다. 주주총회를 통해 에너지 대기업의 탄소 배출을 줄이고자 하는 단체인 '팔로우 디스(Follow This)'는 이번 판결로 투자자들의 석유 대기업 개혁에 대한 책임이 더욱 무거워졌다면서 "법원의 결정은 기후 위기에 맞서는 싸움에서 크게 후퇴한 것"이라고 비판했다.
- 포커스온
2024-11-14
[먹을까? 말까?(78)] 정제된 씨앗 기름, 오메가 3·6의 보고인가? 논란의 진실

최근 미국 대선 이후 씨앗 기름에 대한 논쟁이 재점화되면서, 사실과 허구를 분리하는 것이 중요해졌다. 미국 정치인이자 환경운동가인 로버트 F. 케네디 주니어는 옥수수, 해바라기, 콩, 쌀겨 등에서 추출한 정제유가 당뇨병, 비만, 만성 질환 증가의 원인이라고 주장하며 논란을 일으켰다. 정제유 혹은 '종자유'라고도 알려진 씨앗 기름은 한국뿐만아니라 인도 등 세계 여러나라에서도 널리 사용되고 있다. 인도 맥스병원 심장과학과 발비르 싱 박사는 최근 인디언 익스프레스와의 인터뷰에서 "씨앗 기름은 가장 저렴한 요리 재료 중 하나이며, 그로 인해 기득권의 공격을 받기 쉽다. 중요한 것은 현재까지 이들이 우리에게 해를 끼칠 수 있다는 과학적 증거는 없다는 것이다"라고 말했다. 씨앗 기름이란 무엇인가? '씨앗 기름'은 해바라기씨, 호박씨, 참깨, 아마씨 등 다양한 씨앗에서 추출한 기름이다. 일반적으로 식용유로 사용되며, 참기름처럼 종류에 따라 독특한 향과 맛을 지니고 있다. 대부분 오메가-6 지방산이 많고 오메가-3 지방산이 적다. 이상적인 오메가 6/오메가 3 지방산 비율은 1:1 또는 2:1이다. 오메가-6는 신체에 필요하지만 스스로 생산할 수 없는 다중 불포화 지방산으로, 음식을 통해 섭취해야 한다. 오메가-6는 체내 나쁜 콜레스테롤 수치를 낮추고 혈액 순환을 원활하게 하여 심장병, 뇌졸중 등의 위험을 낮추는 데 기여할 수 있다. 씨앗 기름 논란의 핵심은? 비판론자들은 정제유가 오메가-3 지방산에 비해 오메가-6 지방산 함량이 높아 체내 염증을 증가시킬 수 있다고 주장한다. 오메가-6는 열을 가하면 독소로 빠르게 분해되기 때문이다. 하지만 실제로는 손상을 일으킬 정도의 큰 불균형은 존재하지 않는다. 오메가-6는 자방산 함량이 높아 과다 섭취할 경우 염증을 유발할 수 있다. 그러나 연구 결과 이와 관련된 염증 수준이 해로운 것으로 나타나지는 않았다고 인디언 익스프레스는 전했다. 또한 오메가-6는 버터와 같은 포화 동물성 지방보다 건강에 유익하다. 정제유의 올바른 사용법은? 이상적으로 모든 씨앗 기름은 올리브 오일처럼 냉압착 방식으로 추출해야 한다. 씨앗을 가공하거나 정제하여 고온 조리에 더 잘 견디도록 만들면(높은 발연점), 일부 항산화제와 미량 영양소가 손실된다. 따라서 냉압착 및 비정제 겨자 기름, 해바라기씨 기름, 심지어 올리브 오일보다 포화 지방 함량이 절반 이하인 유채씨(카놀라유) 기름도 심장 건강에 좋은 선택이다. 포장마차나 식당처럼 불포화 기름을 포함해 어떤 기름(올리브 오일 포함)이든 고온에서 반복적으로 가열하는 것은 건강에 좋지 않다. 가정에서 씨앗 기름으로 요리하는 것은 문제가 되지 않는다. 씨앗 기름은 다른 식용유와 마찬가지로 칼로리가 높다. 과다 섭취 시 체중 증가로 이어질 수 있으므로 적정량을 섭취하는 것이 중요하다. 또한 불포화지방산 함량이 높아 산화되기 쉽다. 산화된 기름은 건강에 해로울 수 있으므로, 직사광선을 피하고 서늘한 곳에 보관해야 한다. 씨앗에 알레르기가 있는 경우, 씨앗 기름 섭취 시 알레르기 반응이 나타날 수 있다. 씨앗 알레르기가 있다면 씨앗 기름 섭취를 피하거나 주의해야 한다. 씨앗 기름과 심장 건강과의 관계는? 씨앗 기름이 심장 건강에 결정적인 요인은 아니다. 가공식품이나 포장 식품에 함유된 설탕, 옥수수 시럽, 나트륨 섭취를 줄이는 것이 더 중요하다. 모든 가공식품과 초가공식품을 식단에서 배제시키는 것이 건강에 더 도움이 될 수 있다. 지방/기름 1g은 9kcal를 생성한다. 즉, 기름 한 숟가락(5g)은 45kcal를 생성한다. 따라서 기름을 적게 사용고 볶음, 굽기, 그릴에서 굽기(grilling) 등 조리 방법을 다양하게 바꾸는 것이 좋다. 오메가-6 지방산은 적정량 섭취 시 건강에 도움이 되지만, 과다 섭취할 경우 염증 반응을 일으킬 수 있다. 따라서, 오메가-3 지방산과 오메가-6 지방산의 균형 있는 섭취가 중요하다.
- 생활경제
2024-11-13
트럼프 당선에 뉴욕증시 3대지수 최고치 마감…국내 증시는 하락

도널드 트럼프 전 대통령의 미국 대선 승리 소식에 6일(현지시간) 뉴욕증시 3대 주요지수가 모두 사상 최고치로 마감했다. 트럼프는 7대 경합주 가운데 최대 승부처인 펜실베이니아를 비롯해 조지아·노스캐롤라이나·위스콘신 4개 주에서 승리를 거머쥐었다. 나머지 미시간·애리조나·네바다에서도 승기를 잡고 최종 '콜'을 기다리고 있다. 트럼프는 전날 밤 자정 무렵, 당선에 필요한 최소 선거인단 수(270명)를 확보하고 자택 소재지 플로리다주의 팜비치 컨벤션 센터에서 승리 선언 연설을 했다. 트럼프는 이번 승리를 '미국 역사상 가장 위대한 시민 정치운동'으로 일컬으면서 "국경 문제를 비롯 시급한 현안들을 해결하고 모든 미국인을 위한, 위대한 미국을 다시 만들어가겠다"고 말했다. 트럼프 당선에 달러화는 주요 통화 대비 강세를 보였고, 비트코인은 하루 만에 최고기록을 경신했다. 이날 비트코인은 장중 한때 7만6460.15달러(코인마켓캡 기준)까지 치솟았다. 인플레이션 우려에 미 국채 금리는 크게 올랐다. 이날 뉴욕증시에서 다우존스30 산업평균지수는 전장보다 1508.05포인트(3.57%) 오른 4만3729.93에 거래를 마쳤다. 스탠더드앤드푸어스(S&P) 500 지수는 전장보다 146.28포인트(2.53%) 오른 5929.04, 기술주 중심의 나스닥 지수는 전장보다 544.29포인트(2.95%) 오른 1만8983.47에 각각 마감했다. 트럼프 전 대통령의 대선 승리로 지난 수개월간 지속돼 온 대선 관련 불확실성이 걷힌 게 투자심리에 긍정적인 영향을 미쳤다는 분석이다. 투자자들은 트럼프 행정부의 감세 및 규제 완화 정책이 기업 활동에 긍정적으로 작용할 것이란 데 기대를 걸었다. 나아가 공화당이 연방 상·하원까지 모두 장악하는 '레드 스윕(공화당 싹쓸이)' 시나리오가 현실이 될 수 있다는 전망에 트럼프 수혜주가 오르는 이른바 '트럼프 트레이드'가 강하게 나타났다. 보호무역주의 정책으로 내수 중심의 중소기업이 수혜를 볼 것이란 기대는 소형주 강세를 이끌었다. 트럼프 행정부에서 예상되는 내수 진작 정책의 수혜가 예상되는 중소형주들로 구성된 러셀2000지수는 무려 5.84% 상승했다. 규제 완화를 기다리는 금융 업종이 6% 넘게 폭등한 것을 비롯해 대부분 업종이 올랐다. 투자자문업체 제니 몽고메리 스콧의 마크 루시니 최고투자전략가는 "투자자들은 박빙 승부를 예상하며 포트폴리오를 조정하고 있었다"며 "그런데 상황이 빨리 전환되면서 오늘 매우 큰 위험투자 선호 현상으로 이어졌다"고 진단했다. 기술주와 경기순환주가 두루 강세를 보인 가운데 일론 머스크 최고경영자(CEO)가 이끄는 테슬라는 이날 14.8% 급등했다. 머스크 CEO가 이번 대선 승리의 일등 공신으로 꼽히며 향후 테슬라의 사업이 도약할 수 있을 것이라는 기대감이 반영된 것이다. 엔비디아(4.07%)도 사우디아라비아의 인공지능(AI) 투자계획과 함께 새 정부의 반독점 규제 완화 기조에 힘입어 급등했다. 국내 증시, 무역분쟁 가능성 우려 고조 국내 증시는 7일 트럼프 재집권 시나리오의 현실화에 따른 무역분쟁 가능성에 대한 우려가 고조되고 있다. 이와 함께 2기 트럼프 행정부 정책에 따른 업종·종목별 유불리에 대한 셈법이 복잡해질 것으로 보인다. 전날 코스피는 전장 대비 0.52% 내린 2563.51로 거래를 마감했다. 지수는 미 대선 개표 직후 카멀러 해리스 후보가 치고 나오던 오전에만 해도 상승세를 보였으나, 오후 들어 일부 경합주에서 트럼프 당선인의 우세가 이어지자 하락세로 돌아섰다. 트럼프 당선인의 보호무역 정책에 따른 피해가 예상되는 이차전지와 신재생에너지, 자동차 종목들이 일제히 하락했다. 반면 지정학적 리스크 심화의 수혜주로 꼽히는 방산주와 금융규제 완화 기대심리가 유입된 금융주, 원자력발전 관련주 등은 급등했다. 국내 기업 이익 전망이 올해 들어 내내 하향되는 가운데 이차전지와 신재생에너지, 자동차 등이 미국 정부의 보조금 철폐와 관세 부과로 타격을 입을 경우 투자심리는 더욱 악화할 수 있다. 한지영 키움증권 연구원은 "올해 미국 증시와 연동되지 않고 움직이는 상황(디커플링)에서 무역분쟁이 재개될 시 내년뿐만 아니라 2기 트럼프 행정부 내내 국내 증시가 침체될 것이라는 우려가 나올만 하다"며 "공화당이 상하원을 모두 장악하는 레드 스위프 구도가 유력해진 것도 무역분쟁의 걱정을 가중시키고 있다"고 말했다. 다만, 국내 중간재 산업이 1기 트럼프 행정부 당시 프렌드쇼어링(friendshoring·우방국끼리 공급망 구축) 전략으로 관세 부과에 대비하고 있는 점, 강달러에 따른 수출 산업의 호조 가능성 등이 지수 하단을 지지할 수 있다. 오는 8일 미국 연방준비제도(연준·Fed)이 연방공개시장위원회(FOMC)에서 예상대로 기준금리를 0.25%포인트 인하하고 금리인하 사이클을 재확인할 경우 투심 개선에 도움이 될 수 있다.
- 경제
2024-11-07
[먹을까? 말까?(73)] 가을철 보약, 늙은 호박의 풍부한 영양 가치

쌀쌀한 가을바람이 불어오면서, 노랗게 익은 늙은 호박이 시장에 나오고 있다. 예로부터 '가을 보약'으로 불려온 늙은 호박은 맛과 영양을 모두 갖춘 귀한 식재료다. 특히 겨울철 부족하기 쉬운 비타민과 무기질이 풍부하여 건강 관리에 도움이 될 수 있다. 미국 유타주립대학교(USU) 확장 프로그램에 따르면, 호박에는 눈 건강에 필수적인 비타민 A가 풍부하게 함유되어 있다. 비타민 A는 황반변성과 같은 안구 질환 예방에 효과적이며, 어린이의 홍역 예방에도 기여할 수 있다. 미국 국립보건원(NIH)은 비타민 A가 특정 암 발생률 감소와 연관성을 보인다는 연구 결과를 발표했으며, 추가적인 연구를 통해 그 효과를 명확히 규명할 필요가 있다고 밝혔다. 호박에 함유된 카로티노이드 성분 역시 항산화 작용을 통해 암 예방에 도움을 줄 수 있는 것으로 알려져 있다. USU는 또한 호박에 면역 체계 강화에 중요한 역할을 하는 비타민 C가 함유되어 있다고 밝혔다. 비타민 C는 환절기 감기와 독감 예방에 효과적이며, 심혈관 건강 증진에도 도움을 줄 수 있다. △ 베타카로틴 늙은 호박의 노란색을 나타내는 이 성분은 체내에서 비타민 A로 전환되어 시력 보호, 면역력 증진, 피부 건강 유지에 중요한 역할을 수행한다. 늙은 호박은 단호박이나 적색 파프리카보다 베타카로틴 함량이 월등히 높아 겨울철 건강 관리에 유익하다. △ 식이섬유 펙틴이라는 수용성 식이섬유가 풍부하여 장 운동을 활발하게 하고 변비를 예방하며 콜레스테롤 수치를 낮추는 데 기여한다. 또한, 포만감을 높여 과식을 방지하는 효과도 있다. △ 칼륨 칼륨은 체내 나트륨 배출을 도와 혈압 조절에 효과적이다. 미네랄: 칼슘, 철분, 아연 등 다양한 미네랄을 함유하여 뼈 건강 증진, 빈혈 예방, 면역력 강화에 도움을 준다. 또한 늙은 호박은 소화 흡수가 용이한 당분을 함유하고 있어 위장이 약한 사람이나 회복기 환자에게도 좋은 식품이다. 다양한 조리법을 통해 늙은 호박을 맛있게 즐길 수 있다. 호박죽은 늙은 호박을 삶아 으깬 후 찹쌀가루 등을 넣어 끓여 만든 전통 음식이다. 호박전은 늙은 호박을 얇게 썰어 밀가루를 묻혀 부쳐낸 음식이다. 호박떡은 늙은 호박을 삶아 으깬 후 멥쌀가루 등을 넣어 찐 떡으로, 쫄깃한 식감과 달콤한 맛이 일품이다. 이처럼 늙은 호박은 맛과 영양, 그리고 다양한 조리법까지 갖춘 가을철 대표 식재료다.
- 생활경제
2024-10-30
"페니실린계 항생제 복용하면 파킨슨병 발병 위험 줄어든다"

페니실린 항생제를 여러 차례 복용한 사람들은 파킨슨병 발병 위험이 15% 낮았다는 새로운 연구 결과가 발표됐다고 뉴로사이언스뉴스가 전했다. 럿거스 헬스(Rutgers Health) 연구진이 주도한 이 연구는 ‘파킨슨증 및 관련 장애(Parkinsonism & Related Disorders)’ 저널에 게재됐다. 연구진이 9만 3000명 이상의 의료 기록을 분석한 결과, 장 건강과 파킨슨병 사이에 연관이 있음을 발견했으며, 장내 미생물군을 변화사키는 것이 파킨슨병 위험에 영향을 미칠 수 있음을 시사했다. 연구진은 이것이 소화관 내 박테리아와 뇌 건강 간의 복잡한 관계를 나타내고 있다고 말한다. 이 연구에서는 흥미롭게도 항진균제를 복용한 사람들은 파킨슨병에 걸릴 위험이 16% 더 높았다. 항진균제가 페니실린 항생제와는 반대되는 현상이 나타난 것. 이 연구는 신경 퇴행성 질환에서 장-뇌 상호 작용과 그 역할을 탐구하는 것이 매우 중요하다는 점을 강조하고 있다. 연구진은 파킨슨병 진단 전 5년 동안 페니실린 항생제를 5회 이상 복용한 사람들은 항생제를 전혀 복용하지 않은 사람들에 비해 파킨슨병 발병 위험이 약 15% 낮았다는 것을 발견했다. 연구를 이끈 럿거스 로버트 우드 존슨 의과대학 신경과 전문의 지안 팔 박사는 “연구진은 페니실린 투입 횟수와 기간에 걸쳐 파킨슨병 발병 위험 사이의 관계를 추적했다”라며 “이 발견은 예상치 못한 것이었고 일부 선행 연구와는 대조되는 결과다”라고 말했다. 이 발견은 인간의 소화기관에 사는 수조 개의 미생물이 신체의 운동과 균형에 영향을 미치는 진행성 뇌 질환인 파킨슨병에 중요한 역할을 할 수 있다는 증거의 하나다. 일부 전문가들은 특정 장내 세균의 염증이나 독소가 파킨슨병 발병에 영향을 미친다고 주장했고, 일반적으로 질병은 장에서 시작되고 장의 염증에 따른 독소가 신경을 통해 뇌로 전달된다는 생각이었다. 장내 세균과 파킨슨병 사이의 연관성을 조사하기 위해 연구진은 영국의 대규모 데이터베이스에서 익명으로 처리된 의료 기록을 조사했다. 연구진은 파킨슨병 진단을 받은 1만 2557명과 파킨슨병이 없는 8만 804명을 비교했다. 페니실린 사용과 관련된 위험이 감소하는 것과는 달리 진단 전 5년 동안 두 가지 이상의 항진균제를 복용한 사람들이 파킨슨병에 걸릴 위험이 약 16% 더 높다는 것을 발견했다. 이는 과거 핀란드에서의 연구 결과와 일치한다. 그러나 팔 박사는 그런 연관성이 상대적으로 작기 때문에 의학적 결정에 영향을 미쳐서는 안 된다고 말했다. 그는 "결과는 모두 매우 경미하므로 항생제나 항진균제를 언제 사용할지에 대한 결정에 영향을 미치지 않을 것"이라고 말하고 "이 연구의 중요성은 장내 미생물 군집에서 일어나는 일이 파킨슨병에 영향을 미칠 수 있다는 것을 시사한다는 것이지, 약의 복용에 영향을 미치는 것은 아니다"라고 부연했다. 연구진은 그럼에도 불구하고 "미생물 군집을 변화시키기 위해 며칠 동안 복용하는 약물이 파킨슨병 위험을 바꿀 수 있다는 사실은 매우 중요하다. 이는 미생물 군집이 파킨슨병과 관련돼 있다는 강력한 증거"라고 강조했다. 파킨슨병은 전 세계적으로 1000만 명 이상이 앓고 있으며 인구가 고령화됨에 따라 발병은 증가할 것으로 예상된다. 정확한 원인은 아직 불분명하지만 연구진은 유전적 요인과 환경적 요인이 결합되어 발생한다고 추정한다. 팔 박사 연구진은 향후 장내 특정 진균 또는 박테리아가 파킨슨병 발병과 관련이 있는지를 후속으로 연구한다는 계획이다. 연구진은 또 특정 장내 미생물 수치를 변경하면 파킨슨병 위험을 줄이거나 질병의 진행을 늦출 수 있는지 확인하는 연구도 진행할 예정이다.
- IT/바이오
2024-10-30
[우주의 속삭임(75)] 태양계 밖 황소자리에서 처음으로 복합 탄소 발견

지구에서 430광년 떨어진 황소자리 분자 구름 내에 위치한 심우주에서 거대 복합 탄소가 발견됐다고 스페이스닷컴이 전했다. 이는 천체화학의 오랜 미스터리, 즉 '생명의 핵심 구성 요소인 탄소가 어디에서 왔는가'를 해결하는 데 도움이 될 수 있는 추가 단서를 제공할 것으로 기대된다. 피렌(pyrene)이라고 불리는 이 분자는 탄소의 4개의 융합된 평면 탄소 고리로 구성되어 있다. 따라서 다환 방향족 탄화수소(PAH)로 분류되며, 이는 가시 우주에서 가장 풍부한 복합 분자 중 하나다. PAH는 1960년대에 탄소질 콘드라이트로 알려진 운석에서 처음 발견되었는데, 이는 우리 태양계를 형성한 원시 성운의 잔해이다. 매사추세츠 공과대학(MIT) 화학과 브렛 맥과이어 교수는 "별과 행성 형성의 큰 의문 중 하나는 초기 분자 구름에서 추출한 화학 물질 중 얼마나 많은 부분이 유전되어 태양계의 기본 구성 요소를 형성하는가 하는 것이다"라고 말했다. PAH는 우주에서 발견되는 탄소의 약 20%를 차지하는 것으로 추정되며, 별의 형성에서 사멸까지의 별의 일생 여러 단계에서 존재한다. PAH는 자외선(UV) 방사선에 대한 안정성과 복원력으로 인해 심우주의 혹독한 환경에서도 생존할 수 있다. 연구진은 지구 근처에서 발견된 소행성 류구(Ryugu)로부터 수집한 샘플에서 피렌이 높은 수준으로 발견된 후, 황소자리 구름에서도 다른 PAH를 찾기 시작했고 이번에 복합 탄소 분자를 발견하게 된 것이다. 태양계의 발상지에서 이런 분자를 발견한 것은 천문학자들이 오랫동안 찾아왔던 직접적인 연결 고리를 제공한다. 맥과이어는 "이는 초기 분자 구름에서 나온 이 물질이 우리 태양계를 구성하는 얼음, 먼지 및 암석체로 들어간다는 매우 강력한 증거"라고 설명했다. 이 발견은 전파 천문학을 이용한 것으로, 전파 천문학은 별, 행성, 은하, 먼지 구름과 같은 천체를 전파의 파장으로 관찰하는 천문학의 주요 분야다. 천문학자들은 다양한 천체에서 발생하는 전파를 연구함으로써 특정 대상의 구성, 구조 및 운동을 파악한다. 우주에서 분자를 식별하는 데 사용되는 다른 장비와 비교해, 전파 망원경은 일반 분자 그룹이 아닌 개별 분자를 관찰할 수 있는 기능을 제공한다. 전파 망원경은 분자가 특정 주파수에서 방출하거나 흡수하는 전자기파의 고유한 ‘지문(특성)’을 감지하고 출력한다. 각 분자는 고유한 회전 및 진동 에너지 레벨을 갖는다. 특성 전파는 분자가 이러한 레벨 사이를 전환할 때 생성된다. 전파 망원경은 이를 탐지해 연구에 제공하는 것이다. 이번 탄소 분자에 대해 UBC 화학과의 일사 쿡 교수는 "이는 2021년 처음 발견한 이후 우주에서 확인된 일곱 번째 개별 PAH"라고 말했다. 그는 "PAH는 생명의 구성 요소와 유사한 화학 구조를 갖고 있다. 이 분자가 어떻게 형성되고 우주로 운반되는지에 대해 더 많이 알게 되면 우리 태양계와 그 안의 생명에 대해 더 많이 알게 될 것이다"라고 부연했다. 태양계의 기원지에서 피렌을 발견한 것 외에도, 연구팀에게 더욱 흥미로웠던 것은 구름의 온도가 단지 10켈빈(섭씨 영하 263도)으로 측정되었다는 사실이다. 지구에서 PAH는 화석연료의 연소와 같은 고온 과정을 통해 형성된다. 따라서 이 추운 환경에서 PAH를 발견한 것은 놀라운 일이었다. 쿡 교수는 "향후 연구는 PAH가 극도로 추운 곳에서 형성될 수 있는지, 아니면 우주의 다른 곳에서 오래된 별의 죽음을 통해 형성돼 이동할 수 있는지 여부를 탐구하는 것이 목표"라고 말했다.
- IT/바이오
2024-10-29
운동화 신은 로봇, 고비 사막 질주! 시속 13km 돌파

휴머노이드 로봇 분야에서 부상하는 기업 로봇에라(Robot Era)가 새로운 달리기(스턴트) 로봇으로 기술 마니아들의 관심을 다시 사로잡았다고 엔지니어링 전문 인터레스팅엔지니어링이 전했다. 수개월 전 만리장성을 따라 걷는 휴머노이드 로봇 XBot-L을 선보였던 로봇에라는 최근 두 대의 휴머노이드 로봇 Star1 모델이 고비 사막을 질주하는 영상을 공개했다. 달리는 로봇의 실연을 촬영해 발표한 것. 고속으로 사막을 달리는 로봇은 거친 실제 환경에 맞게 설계된 휴머노이드 로봇의 미래를 엿볼 수 있는 기회를 제공한다. 지난 9월 말 촬영된 이 영상은 두 대의 Star1 휴머노이드 로봇이 고비 사막의 다양한 지형을 질주하는 모습을 보여주고 있다. 영상에서 이 로봇들은 바위투성이의 길은 물론 풀밭이나 구불구불한 길을 질주하고 있다. 한 로봇은 맨발로 달리고 다른 한 로봇은 운동화를 신고 있었는데, 이 운동화가 로봇의 달리기 경주 결과에 중요한 역할을 한 것으로 나타났다. 로봇에라는 Star1 휴머노이드 로봇에 대한 자세한 내용을 공개하지 않았지만 몇 가지 주요 사양은 밝혀졌다. 로봇의 키는 한국 일반 사람들의 평균에 가까운 171cm이고 무게는 65kg으로 매우 독특한 걸음걸이로 움직인다. 등을 곧게 펴고 있는 똑바로 선 자세는 일정하게 유지되며, 관절이 있는 다리를 앞으로 미는 동작은 영국의 코미디 영화 몬티 파이튼의 ‘바보같은 걸음걸이’를 연상시킨다. 사막 경주에서 운동화를 신은 로봇은 맨발 로봇보다 뒤에서 출발했지만 빠르게 격차를 좁혔다. 로봇에라는 운동화를 신은 Star1은 신속하게 시속 8마일(초당 3.6m)의 속도에 도달했으며, 무려 34분 동안 선두를 유지했다. 신발을 신은 로봇이 고르지 않은 지형을 더 쉽게 달리는 능력을 보여주었다. 로봇에라의 휴머노이드 로봇은 최첨단 기술로 구동돼 다양한 환경에서 인상적인 성능을 발휘했다는 평가다. 두 Star1 모델 모두 ‘정밀 행성 감속기, 고정밀 인코더 및 드라이버’를 포함한 독자적인 295lb.ft(피트 파운드: 400Nm(뉴튼미터)에 해당) 모터를 장착하고 있다. 이 고급 모터는 고비 사막과 같은 험한 지형을 달리는 데 중요한, 부드럽고 효율적인 움직임을 보장한다고 한다. 또 로봇에는 실시간으로 정보를 처리할 수 있는 고속 통신 모듈이 장착돼 있다. 최대 275탑(초당 수조 건의 연산)의 AI 컴퓨팅 성능을 통해 로봇은 주변 환경을 인식하고 다양한 환경에 적응할 수 있다. 이는 휴머노이드 로봇이 균형이나 속도를 잃지 않고 다양한 지형에 대응할 수 있게 해주기 때문에 큰 장점이다. 고비 사막 경주는 이러한 로봇이 어떻게 어려운 조건에 적응할 수 있는지를 보여주는 시연이며, 실용적인 실제 환경에 휴머노이드 로봇을 배치하겠다는 로봇에라의 목표를 명확히 보여주고 있다. 로봇에라는 "이번 달리기 시연은 로봇이 여러 상황에 배치될 수 있는 길을 열어줄 것"이라고 밝혔다. 로봇에라는 가정이나 직장에서 AI로 구동되는 범용 휴머노이드 로봇 출시를 목표하고 있다. 로봇에라는 휴머노이드 로봇 산업에 뒤늦게 참여한 신입 업체이지만 이미 상당한 영향을 미치고 있다. 회사는 2023년 8월 칭화대학교에서 탄생했고, 단기간 내에 능숙하고 인간과 유사한 로봇 손을 포함해 여러 휴머노이드 로봇을 개발했다. 회사의 홍보 영상은 로봇의 역량에 대한 주목을 성공적으로 이끌어 냈으며, 이번 고비 사막에서의 달리기 경쟁도 예외는 아니다. 휴머노이드 로봇 시장 경쟁 치열 휴머노이드 로봇 시장을 장악하기 위한 경쟁은 치열하다. 테슬라(Tesla), 피규어(Figure), 유니트리(Unitree), 푸리에(Fourier)와 같은 회사들도 일상 업무에 적합하도록 설계된 휴머노이드 로봇을 개발하고 있다. 이들 회사는 로봇이 가정과 직장 환경 모두에 깊이 침투하면서, 수익성이 높을 것으로 예상되는 이 시장을 개척하기 위해 총력을 기울이고 있다. 로봇에라의 휴머노이드 로봇은 빠르게 성장하는 이 분야에서 가장 최근에 진입한 제품이며, 첨단 기술과 인간과 유사한 동작의 조합을 통해 강력한 경쟁자로 자리매김했다. 더 많은 휴머노이드 로봇이 시장에 진출하면서 경쟁은 더욱 치열해질 전망이다.
- IT/바이오
2024-10-21
[우주의 속삭임(70)] 달 내부에 녹은 암석층 존재 가능성…중력 측정 분석 결과 뒷받침

달의 지각 아래 내부 구조는 무엇으로 이루어져 있을까. 지구 내부에는 녹은 암석층이 존재하며, 이는 지표면의 지각판 운동을 일으키는 원인으로 알려져 있다. 과학자들은 그동안 달에도 지구처럼 핵과 고체 외층 사이에 녹음 암석층이 존재하는 지에 대한 연구를 진행해왔다. 미 항공우주국(나사·NASA) 고다드 우주 비행 센터와 애리조나 대학의 연구팀은 최근 지구와 태양의 중력에 대한 달의 반응을 분석한 결과, 달 내부의 깊은 곳에 녹은 암석층이 존재할 가능성을 뒷받침하는 새로운 증거를 제시했다. 해당 내용에 대해서는 사이언스얼라트와 스페이스닷컴 등이 보도했다. 이번 연구를 통해 지구의 바닷물이 달과 태양의 중력에 의해 주기적으로 상승하고 하강하는 것처럼, 달도 조석력의 영향을 받는다는 것이 밝혀졌다. 다만, 지구처럼 바다가 없기 때문에 달의 조석 현상은 미묘하지만 모양과 중력의 변화를 통해 확인할 수 있다. 연구 결과 달의 맨틀은 조수처럼 오르락내리락하는 두껍고 끈적끈적한 영역을 갖고 있는 것으로 드러났다. 달의 조석력에 반응하는 방식은 내부 구조와 밀접한 관련이 있다. 연구팀은 지구와 태양에 대한 달의 조석 반응으로 분석하면 표면 아래에 무엇이 있는 지 단서를 얻을 수 있다는 점에 주목했다. 기존 연구에서는 한 달 동안 달의 조석 변화를 측정했지만, 이번 연구에서는 나사의 위성 기반 GRAIL(Gravity Recovery and Interior Laboratory) 미션과 달 정찰 궤도선(Lunar Reconnaissance Orbiter)을 통해 1년 동안의 데이터를 수집했다. 연구팀은 달의 월별 및 연간 형태 변화, 중력장 변화, 평균 밀도 등의 정보를 종합해 내부 구조를 시뮬레이션했다. 그 결과 달의 맨틀 하부에 부드러운 층을 포함했을 때 관측된 중력 측정값을 더 정확하게 재현할 수 있었다. 이는 달 내부 깊은 곳에 점성을 가진 물질 층이 존재할 가능성이 높음을 시사한다. 연구팀은 달 내부의 이러한 녹은 층이 티타늄이 풍부한 광물인 일메나이트(ilmenite)로 구성되었을 것으로 추측하고 있다. 하지만 이 층의 열원이 무엇인지, 정확한 구성 성분은 무엇인지 등이 여전히 풀어야 할 과제로 남아 있다. 해당 연구는 AGU 어드밴시스(AGU Advances)에 게재됐다. 한편, 일메나이트는 티타늄과 철의 산화 광물로 화학식은 FeTiO3이다. 일메나이트는 티타늄의 주요 광석이며, 이산화 티타늄(TiO2) 생산의 주원료다. 이산화 티타늄은 페인트, 잉크, 플라스틱, 종이, 선크림, 식품, 화장품 등 다양한 분야에서 사용된다. 일메나이트는 러시아의 일멘 산맥에서 처음 발견되어, 이름이 붙여졌다. 아폴로 우주선이 가져온 달에서 채취한 암석에서 상당량의 일메나이트가 발견됐다.
- IT/바이오
2024-10-11
[우주의 속삭임(68)] 샤플리 초은하단 발견으로 우리가 속한 우주 경계 확장

하와이 대학교의 연구진이 라니아케아(Laniākea) 초은하단의 일부인 우리 은하가 실제로는 더 거대한 샤플리 중심 구역(Shapley concentration)을 중심으로 하는 훨씬 더 큰 초은하단 안에 존재할 수 있다고 밝혔다. 사이테크데일리에 따르면, 5만 6000개의 은하에 대한 연구를 통해 규명된 하와이 대학교 천문학연구소가 이끈 국제 연구진의 발견은 우리가 속해 있는 우주의 이웃이 종래 추정됐던 것보다 10배 더 샤플리 초은하단으로 확장될 수 있음을 시사하며, 우주 구조에 대한 기존의 모델 이론에도 이의를 제기하는 것이다. 10년 전, 천문학계는 우리 은하계가 5억 광년에 걸쳐 펼쳐진 라니아케아라는 거대한 초은하단의 분지에 위치하고 있다고 결론지었다. 그러나 새로운 데이터는 이 결론이 피상적일 수 있다는 의문을 제기했다. 연구진 분석에 따르면, 우리가 샤플리 집중 지역을 중심으로 하는, 10배 더 큰 부피를 가진 훨씬 더 거대한 구조의 일부일 가능성이 60%에 달한다. 이 영역은 엄청난 양의 질량과 중력으로 가득 차 있다. 이 발견은 최근 네이처 천문학(Nature Astronomy)에 게재됐다. 연구진의 브렌트 툴리 박사는 "우주는 거대한 거미줄과 같으며, 중력에 의해 서로 끌어당기는 노드에 모여 있다"면서 "물이 유역 내에서 흐르는 것처럼 은하도 우주의 인력 분지 안에서 흐른다. 이러한 더 큰 분지의 발견은 우주 구조에 대한 우리의 이해를 근본적으로 바꿀 수 있다"고 설명했다. 우주의 기원은 130억 년 전으로 거슬러 올라간다. 그때 밀도의 미세한 차이가 우주를 형성하기 시작했으며, 중력의 영향으로 오늘날 우리가 보는 거대한 구조로 성장했다. 그러나 우리 은하가 하와이어로 광대한 천국을 의미하는 라니아케아보다 훨씬 더 큰 인력 분지(Basin of Attention)의 일부라면, 이는 우주 구조의 초기는 현재의 모델을 훨씬 넘어서 성장했음을 시사한다. 천문학연구소의 에산 쿠르키는 "이 발견은 도전해야 할 과제를 제시한다. 우리의 우주 탐사는 아직 이 거대한 분지의 전체를 그리기에 충분하지 않을 수 있다"고 말했다. 거대한 시각으로 관찰하고 있지만, 이 시각조차도 우리 우주의 전체를 포착하기에 충분히 크지 않을 수 있다는 것이다. 연구진은 이러한 대규모 구조가 은하의 운동에 미치는 영향을 조사하고 평가한다. 이러한 두 구조 사이에 있는 은하계는 주변의 거대한 구조로부터 나오는 중력의 균형이 은하계의 운동을 결정하는 중력의 줄다리기에 휘말리게 된다. 연구진은 우리의 우주 전체에 걸쳐 은하계의 속도를 매핑함으로써, 각 초은하단이 지배하는 우주 영역을 정의할 수 있다고 밝혔다. 연구진은 우주가 우리가 상상했던 것보다 훨씬 더 광대하고 상호 연결된 시스템의 일부일 가능성에 무게를 두고 우주의 가장 큰 구조를 매핑하는 조사를 이어나갈 계획이다.
- IT/바이오
2024-10-08
[먹을까? 말까?(66)] 크레아틴, 운동선수만 먹는다고?⋯효능과 부작용은?

최근 운동 열풍이 불면서 근육량 증가에 도움이 되는 크레아틴 보충제가 주목받고 있다. 과거 운동선수나 '헬스 마니아'의 전유물로 여겨졌던 크레아틴은 이제 안전하고 효과적인 건강 보조제로서 긍정적인 이미지를 구축하고 있다. 크레아틴은 우리 몸의 근육과 뇌에 자연적으로 존재하는 물질이다. 생선, 붉은 고기, 가금류 등에 함유되어 있지만 일반적으로 보충제 형태로 섭취하고 있다. 생선 약 28g(1온스)에는 약 1~2g의 크레아틴이 들어 있다. 보충제는 대부분 1회 제공량에 크레아틴 3~5g이 들어 있다. 크레아틴은 근육에 빠른 에너지를 공급해 고강도 운동을 할 경우 근력 향상, 피로 회복, 근육량 증가 등에 도움을 줄 수 있다. 크레아틴, 누구에게 필요할까? 크레아틴은 단거리 달리기, 역도, 농구 등 폭발적인 힘을 필요로 하는 운동 선수에게 효과적이다. 또한 근육량 증가나 근력 운동을 하는 사람들에게 도움이 된다. 뿐만 아니라 노화로 인한 근육 감소를 예방하고, 낙상 위험을 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 남성 보다는 체내 크레아틴 생산량이 적은 여성, 특히 폐경기 여성의 근육 및 골밀도 감소 예방에 효과적이다. 크레아틴은 뇌 기능에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 인지 기능, 기억력, 집중력 향상에 도움이 될 뿐만 아니라 수면 부족시에도 뇌 기능을 지원한다. 최근 연구에서는 불안, PTSD, 우울증 등 정신 건강 문제 개선에도 효과가 있을 수 있다는 가능성이 제기되고 있다. 크레아틴 보충제 부작용은? 크레아틴은 일반적으로 안전하지만, 과다 섭취시 부작용이 나타날 수 있다. 크레아틴 부작용으로는 설사, 복부 팽만, 변비, 탈수 등이 발생할 수 있다. 신장 질환이 있는 경우 크레아틴 섭취는 신장 기능을 악화시킬 수 있으므로 주의해야 한다. 크레아틴은 근육 세포 내 수분을 끌어 들이기 때문에 충분한 수분 섭취가 필요하다. 크레아틴 보충제 섭취 전, 특히 신장 질환이나 다른 질환이 있는 경우 의사와 상담하는 것이 좋다. 임산부, 수유 중인 여성, 청소년은 크레아틴 섭취를 피해야 한다. 크레아틴 보충제, 안전하게 섭취하려면? 크레아틴은 안전하고 효과적이지만 복용량이 중요하다. 크레아틴 보충제는 제품 라벨에 표시된 권장량을 지켜서 섭취해야 한다. 이전에는 전문가들은 근육을 '포화'시키기 위해 약 일주일 동안 매일 20~25g의 크레아틴을 섭취한 다음 더 낮은 복용량으로 낮추는 '로딩 단계(loading phase, 탑재 단계)'를 권장했다. 그러나 현재 대부분 전문가들은 하루에 3~5g으로 시작해 지속적으로 복용하는 것이 더 낫다고 한다. 탈수 증상을 예방하기 위해 크레아틴 섭취 시 물을 충분히 마셔야 한다. ◇ 본 기사는 일반적인 정보 제공을 목적으로 하며, 의학적 조언을 대체할 수 없다. 자신에게 맞는 섭취량과 방법을 확인하기 위해 크레아틴 보충제 섭취 전에 반드시 의사와 상담해야 한다.
- 생활경제
2024-10-04
하수구 박테리아, 플라스틱 분해해 '먹이'로 활용⋯플라스틱 오염 해결 가능성 제시

하수구에서 서식하는 박테리아가 플라스틱을 분해하는 것으로 밝혀져 플라스틱 오염 해결 가능성을 제시했다. 미국 노스웨스턴 대학 연구팀이 코마모나스(Comamonas) 박테리아가 플라스틱을 분해하여 영양분으로 활용하는 메커니즘을 밝혀냈다고 PHYS.org가 3일(현지시간) 보도했다. 이 연구 결과는 환경 과학 분야 저명 학술지 '환경 과학 및 기술(Environmental Science & Technology)'에 게재됐다. 연구팀은 하수구에서 흔히 발견되는 코마모나스 박테리아가 플라스틱을 작은 조각(나노플라스틱)으로 분해한 다음, 특수 효소를 분비하여 플라스틱을 더 작은 단위로 분해하는 것을 확인했다. 박테리아는 이 과정에서 플라스틱에서 얻은 탄소 원자를 먹이로 사용한다. 코마모나스는 그람 음성균으로, 극성 편모를 이용하여 운동하는 호기성 세균이다. 다양한 유기물을 분해할 수 있는 능력을 가지고 있어, 환경 정화에 중요한 역할을 한다. 연구를 이끈 루드밀라 아리스틸드 교수는 "이번 연구는 하수구 박테리아가 플라스틱을 분해하고, 이를 탄소원으로 사용하는 전체 과정을 체계적으로 보여준 첫 번째 사례"라며 "플라스틱 분해에 관여하는 핵심 효소를 파악했으며, 이를 활용하여 환경 오염을 일으키는 플라스틱을 제거하는 기술 개발에 기여할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 플라스틱 오염 문제 해결 기대 플라스틱, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 자연 분해가 어려워 환경 오염의 주범으로 꼽힌다. PET는 전 세계 플라스틱 사용량의 12%를 차지하며, 하수구에 존재하는 미세 플라스틱의 최대 50%를 차지한다. 미세 플라스틱은 크기가 최대 5mm에 달하며, 나노 플라스틱은 그보다 더 작은 크기로 10억분의 1미터 단위로 측정한다. 이번 연구 결과는 코마모나스 박테리아를 이용하여 PET를 포함한 플라스틱 오염 문제를 해결하는 데 새로운 가능성을 제시한다. 미세 플라스틱 생성 과정 이해에 도움 연구팀은 코마모나스 박테리아가 플라스틱을 나노 크기의 입자로 분해하는 것을 확인하고, 이 과정에서 박테리아가 어떤 도구를 사용하는지 밝혀냈다. 아리스틸드 교수는 "이번 연구는 하수 처리 과정에서 미생물 활동으로 나노플라스틱이 생성될 수 있음을 보여준다"며 "하수구에서 강과 호수로 이어지는 플라스틱의 이동 경로를 이해하는 데 중요한 정보를 제공한다"고 강조했다. 연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 플라스틱 분해 효소의 효율성을 높이는 연구를 진행할 계획이다. 또한, 코마모나스 박테리아를 이용한 플라스틱 오염 정화 기술 개발에도 박차를 가할 예정이다.
- 생활경제
2024-10-04
[우주의 속삭임(61)] NASA, 지구 근접 통과한 거대한 눈사람 모양 소행성 이미지 공개

나사(NASA)의 천문학자들이 지구에 근접해 통과한 눈사람 모양의 매혹적인 소행성 이미지를 공개했다고 라이브사이언스가 전했다. '2024 ON'이라는 이름의 이 소행성은 지난 17일 지구에서 100만km 떨어진 거리에서 안전하게 지구를 지나갔다. 이는 달과 지구 사이의 거리의 약 2.6배에 해당하는 거리다. 이 소행성은 시속 3만1933km로 이동 중이었으며, 이는 음속의 약 26배이다. 나사가 공개한 새로운 이미지는 16일 캘리포니아 중부 바스토우 근처의 골드스톤 태양계 레이더(Goldstone Solar System Radar)에 의해 포착됐다. 이미지는 고층 빌딩 크기의 이 소행성이 땅콩과 매우 닮았다는 사실을 보여주었다. 그러나 실제로 눈사람 또는 땅콩 모양의 소행성은 아니었다. 2024 ON은 사실은 두 개의 소행성이 서로 밀접하게 가까워진 후 자체 중력에 의해 접촉한 쌍성의 형태로 고정되었기 때문에 일어난 모양이었다. 과거 유명한 다른 접촉 쌍성으로는 화성과 목성 사이의 주요 벨트에 있는 소행성 딘키네시(Dinkinesh)를 공전하는 소행성 '인 셀람(Selam)'과 2015년 나사의 뉴 호라이즌 탐사선이 연구한 명왕성 궤도 너머의 극저온 천체인 '아로코스(Arrokoth)'가 있었다. 나사는 이와 관련 "발견된 소행성은 잠재적으로 위험한 천체로 분류되었지만 가까운 미래에 지구에 위험을 초래하지는 않는다"라며 "골드스톤 태양계 레이더 측정을 통해 천문학자들은 수십 년 동안 지구와 소행성 사이의 거리 측정과 함께 소행성의 미래 운동에 대한 불확실성을 크게 줄일 수 있었다"고 밝혔다. 나사는 지구에서 750만km 이내에 들어오는 모든 우주 물체들이 지구에 즉각적인 위협이 되지 않더라도 '잠재적으로 위험하다'고 간주한다. 그 이유는 그러한 소행성의 궤도를 조금만 움직여도(예를 들어 다른 소행성과 부딪히는 경우) 지구와 충돌할 수 있기 때문이다. 나사는 24시간마다 밤하늘 전체를 스캔해 약 2만 8000개에 달하는 소행성의 위치와 궤도를 추적한다. 나사는 이 모든 지구 근처 소행성의 예상되는 향후 궤적을 추정해 냈는데, 그 결과 지구는 앞으로 최소한 100년 동안은 종말론적인 소행성 충돌 위험에 직면하지 않을 것임을 발견했다.
- IT/바이오
2024-09-25
[먹을까? 말까?(63)] 통풍 예방, 육류·알코올 섭취 줄여야

과거 왕족이나 귀족들이 과식과 과음으로 겪었던 '왕의 병' 통풍이 현대 사회에서 증가하고 있다. 특히 퓨린 함량이 높은 소고기나 돼지고기 등 육류 섭취와 알코올이 통풍 발병을 높인다. 최근 연구에 따르면 1990년부터 2019년까지 통풍의 발생률과 유병률이 모두 증가했으며, 특 미국과 캐나다, 호주에서 그 증가세가 뚜렸했다고 야후 라이프가 전했다. 비만, 인슐린 저항성, 대사 증후군, 고혈압, 신장 질환 등이 증가 원인으로 지목된다. 통풍의 원인과 증상 통풍은 체내 요산 축적으로 인해 발생하는 관절염의 일종으로 극심한 통증을 동반한다. 바람만 스쳐도 아프다고 해서 '통풍(痛風·Gout)'이라는 이름이 붙었다. 서울아산병원은 '통풍은 요산이라는 물질이 몸밖으로 빠져나가지 못하고 몸안에 과도하게 축적되어 발생하는 질환"으로 정의했다. 요산은 세포가 DNA와 RNA를 형성하는 데 사용하는 화학 물질인 퓨린이 분해될 때 생성되는데, 육류나 육류로 만든 제품에는 퓨린이 많이 함유되어 있다. 다시 말하면 퓨린은 음식을 통해 섭취되어 몸 안에서 요산이라는 찌꺼기로 대사되고, 다시 소변으로 빠져나간다. 이 요산이 몸 밖으로 빠져나가지 목하고 몸 안에 쌓이면 통풍이 생긴다. 요산은 바늘처럼 날카로우며, 관절 주변에 결정을 형성하여 심한 통증, 부기, 발적(피부나 점막이 빨갛게 변하는 현상)을 유발한다. 통풍은 가장 흔하게 엄지 발가락이나 무릎에 발생하지만, 어떤 관절에서도 나타날 수 있다. 통풍 위험 요인 통풍은 누구에게나 발생할 수 있지만, 40~60세 사이의 중년 및 노년 남성에게 흔히 나타난다. 남성은 여성보다 통풍에 걸릴 가능성이 3~10배 더 높다. 그러나 최근 20년 동안 여성 통풍 환자도 두 배 이상 증가했다. 여성의 경우 엄지발가락 보다는 무릎, 손목, 손가락 끝, 발가락 등 여러 관절에 걸쳐 서서히 증상이 나타나는 경향이 있다. 폐경후 여성의 경우 에스트로겐 호르몬 감소로 인해 요산 수치가 증가해 통풍 위험이 높아진다. 또한 아시아인은 백인보다 통풍 발생률이 두 배나 높으며, 가족력도 영향을 미친다. 통풍 치료 및 예방 통풍은 관절 검사와 혈액 검사를 통해 진단할 수 있다. 치료에는 통풍과 염증을 완화하는 약물과 요산 수치를 낮추는 약물이 사용된다. 통풍을 예방하고 재발을 방지하기 위해서는 생활 습관 개선이 중요하다. 퓨린 함량이 높은 붉은 육류, 곱창 등 고기의 내장, 술, 조개류와 고과당 옥수수 시럽 등의 섭취를 제한하고, 바나나, 커피, 유제품, 달걀 등 요산 수치를 낮추는 데 도움이 되는 식품을 적당히 섭취하는 것이 좋다. 또한 물을 충분히 마시는 것과 규칙적인 운동, 건강한 체중 유지도 통풍 예방에 도움이 된다. 특히 고혈압 환자에게는 혈압과 요산 수치를 낮추는 대시(DASH) 식단이 권장된다. DASH 식단은 '고혈압을 멈추기 위한 식이요법(Dietary Approaches to Stop Hypertension)'의 약자로, 고혈압을 예방하고 관리하기 위해 개발됐다. DASH 식단의 핵심은 혈압을 높이는 주요 요인인 나트륨 섭취를 줄이고 건강한 지방인 불포화지방 섭취를 늘린다. 또한 혈압 조절에 도움이 되는 칼슘, 칼륨, 마그네슘이 풍부한 식품과 통곡물 과일, 채소 등 섬유질이 풍부한 식품을 충분히 섭취하는 것 등이 포함된다.
- 생활경제
2024-09-23
[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.
- IT/바이오
2024-09-20
[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.
- 포커스온
2024-09-12
[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.
- IT/바이오
2024-08-30
국제유가, 중동 지정학적 리스크 고조 등 영향 3거래일 연속 상승세

국제유가는 26일(현지시간) 중동의 지정학적 리스크 고조와 리비아 원유생산 중단 등 영향으로 급등했다. 국제유가는 3거래일 연속 상승세다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 뉴욕상품거래소에서 미국 뉴욕상업거래소에서 서부텍사스산중질유(WTI) 10월물 가격은 전거래일보다 3.5%(2.59달러) 오른 배럴당 77.42달러로 마감됐다. 이는 8월 16일 이후 최고치다. 북해산 브렌트유 11월물은 런던 ICE선물거래소에서 전장보다 2.7%(2.07달러) 상승한 배럴당 80.22달러에 거래됐다. 브렌트유가 배럴당 80달러대 위로 올라선 것은 지난 16일 이후 10일 만이다. 국제 유가는 리비아 원유생산이 중단되고 이스라엘을 둘러싼 중동 정세가 악화되면서 급등세를 나타내고 있다. 이스라엘과 레바논 친이란 무장정파 헤즈볼라 간 25일 대규모 무력 충돌 이후 중동 지역의 지정학적 긴장감도 한층 고조됐다. 이스라엘군은 25일 새벽 헤즈볼라의 대규모 공격 징후를 포착했다며 전투기 100여 대를 동원해 레바논 내 헤즈볼라의 로켓·미사일 발사대 1000 곳 등 표적을 선제타격했다. 그 직후 헤즈볼라는 이스라엘을 향해 로켓, 드론 등 약 320발을 발사하고, 지난달 30일 레바논 수도 베이루트에서 암살당한 고위급 지휘관 푸아드 슈크르의 보복을 위한 '1단계' 공격을 성공적으로 완수했다고 선언했다. 리비아 동부 정부가 지난 25일 모든 유전을 폐쇄하고 추가 공지가 있을 때까지 생산과 수출을 중단한다고 밝혀 공급 우려를 키운 점도 국제유가를 끌어올린 주요요인으로 꼽힌다. 이는 유전 지대가 많은 동부를 장악한 국가안정정부(GNS)와 수도 트리폴리를 비롯한 서부를 통치하는 통합정부(GNU) 사이에 리비아 중앙은행 총재의 거취를 놓고 불거진 갈등의 연장선상에서 이뤄진 조처로 풀이된다. 이에 앞서 서남부의 리비아 최대 유전 중 하나인 샤라라 유전은 이달 초 시위로 가동이 중단된 바 있다. 리비아에서는 2011년 중동과 북아프리카를 휩쓴 민주화 운동 '아랍의 봄' 여파로 무아마르 카다피 정권이 무너진 뒤 무장세력의 난립 등으로 혼란이 이어지고 있다. 리비아는 하루에 약 120만배럴을 생산하고 있으며, 이중 100만배럴이 수출되고 있다. UBS의 조바니 스타우보노 애널리스트는 "석유 시장 관련 가장 큰 위험은 리비아의 정치적 긴장에 따른 석유생산의 추가 감소일 것"이라며 "현재 하루 100만 배럴인 생산량이 0으로 떨어질 위험이 있다"라고 지적했다. 케플러의 미주 수석 원유 분석가인 매트 스미스는 "리비아의 수출 중단은 세계 시장에 상당한 영향을 미칠 가능성이 있다"고 말했다. 한편 대표적인 안전자산인 국제금값은 중동의 지정학적 리스크 고조와 미국의 금리인하 기대감 등에 상승세를 지속했다. 이날 뉴욕상품거래소에서 12월물 금가격은 0.3%(8.9달러) 오른 온스당 2552.2달러에 거래를 마쳤다.
- 산업
2024-08-27
[신소재 신기술(99)] 뇌파 읽는 로봇, 뇌졸중 환자 재활 돕는다

영국 스코틀랜드에서 로봇이 신경 활동을 감지하는 헤드셋을 사용해 환자와 소통하는 시스템을 개발 뇌졸중 환자의 재활 치료에 도움을 줄 전망이다. 뇌졸중에서 회복하는 과정은 오랜 시간이 걸릴 수 있으며, 마비된 팔다리의 기능을 회복하려면 수시간 동안 반복적인 훈련과 운동이 필요하다. 영국 스코틀랜드 에든버러에 있는 공립 종합대학 해리엇와트 대학교 연구팀 과학자들이 뇌파 감지 헤드셋을 통해 환자와 로봇이 소통할 수 있는 시스템을 개발했다고 과학전문매체 인터레스팅엔지니어링과 BBC 등 다수 외신이 전했다. 이 시스템은 '로봇 코치'가 환자의 뇌 신호를 해석하여 의도된 움직임을 이해하고 재활 운동을 돕는 역할을 수행할 수 있도록 한다. 연구팀은 AIT 오스트리아 기술연구소와 협력해 영국 국립로보타리움(National Robotarium)의 인간-로봇 상호작용(HRI) 팀이 주도하는 바이탈리스(VITALISE) 국제 파일럿 연구의 일환으로 이 시스템을 개발해, 오스트리아 수도 비엔나에서 성공적으로 시험된 바 있다. 이 로봇은 사용자의 뇌신호를 처리해 사용자의 의도된 움직임을 이해할 수 있다. 따라서 로봇 재활 코치 역할을 할 수 있다. 이러한 시스템은 노졸중 및 뇌 손상 환자의 팔다리 기능 회복에 활용될 수 있다. 연구진이 개발한 헤드셋은 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)기술을 사용해 수술 없이 뇌 활동을 읽을 수 있다. 뇌졸중 및 뇌 손상 환자의 약 80%가 팔다리 기능 장애를 겪는데, 이는 삶의 질에 큰 영향을 미칠 수 있다. 이 헤드셋은 일론 머스크의 뇌과학 스타트업 뉴럴링크의 BCI 기술과 달리, 수술 없이 사용할 수 있다는 점이 장점이다. 연구에 사용된 로봇은 인간 의료 종사자의 개입 없이 환자가 재활 루틴을 실행하도록 돕기 위해 프로그래밍됐다. VITALISE 연구팀은 3개월동안 뇌졸중 및 뇌 손상 환자 16명을 대상으로 로봇 코치 시스템을 시험했다. 6명의 치료사가 참여해 로봇이 홤자의 의도를 이해하고 동기를 부여하는 능력을 평가했다. 또한 환자들에게 로봇의 효과에 대한 설문 조사를 진행했다. 이 프로젝트를 진행한 연구원에 따르면, 급성 뇌졸중과 뇌 손상 생존자의 약 80%가 상지(upper limb, 어깨와 손목 사이의 부분) 장애를 겪는다. 이는 삶의 질에 엄청난 영향을 미칠 수 있다. 그러나 팔다리 운동의 재활에는 오랜기간 반복적인 운동을 해야한다. 뇌손상 환자들은 종종 건망증으로 고통 받으며, 그로 인해 환자 중 약 70%가 처방된 재활 루틴을 완료하지 못한다. 인간-로봇 상호작용을 위한 영국 내셔널 로보타리움의 학술 책임자인 린 베일리(Lynne Baillie)는 보도자료에서 "환자가 개인화된 맞춤형 로봇 코치를 이용할 수 는 미래를 상상한다. 이 코치는 임상의와 전문가가 더욱 성공적인 재활 여정을 제공할 수 있도록 지원한다"고 말했다. AIT 오스트리아 공과대학 기술 경험 센터의 과학자이자 에이에이엘 오스트리아(AAL AUSTRIA)의 부사장인 마르쿠스 가르샬은 보도자료에서 "특히 e헬스 분야에서 공동 설계 방법은 매우 유용하고 효과적이다"라고 말했다. 가르샬은 또한 "반신 마비 환자와 물리 치료사 모두에게 사용자 경험과 접근 방식의 타당성을 검토하는 것이 중요했다"며 "동시에 스코틀랜드 과학자들과 국경을 넘나드는 협력도 매우 고무적이었다. 특히 의료 분야에서 훨씬 더 많은 유럽 협력과 교류가 필요하다"고 밝혔다. 이번 연구는 로봇이 뇌파를 읽고 실시간으로 환자에게 필요한 운동을 제시하며 재활 과정을 돕는 가능성을 보여줬다. 향후 추가 연구를 통해 시스템의 효과와 안전성을 검증하고, 실제 재활 현장에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
- IT/바이오
2024-08-23
[신소재 신기술(98)] 지속가능한 플라스틱? 친환경 대체 소재 개발

영국에서 친환경 플라스틱 소재가 개발돼 플라스틱 오염 문제 해결에 한 걸음 더 가까이 다가서고 있다. 워릭 대학교 연구진은 플라스틱과 유사하지만 환경 파괴를 일으키지 않아 보다 지속 가능한 소재인 유기 공융체를 테스트했다고 테크 타임스가 20일(현지시간) 보도했다. 이 신소재는 플라스틱을 대체하고 전 세계의 플라스틱 의존도를 낮출 잠재력을 가지고 있다고 연구팀은 밝혔다. 수년 동안 플라스틱 폐기물은 기하급수적으로 증가했다. 특히 오랜 시간 분해되지 않고 매립지에 축적되거나 바다로 흘러들어가 환경 문제를 야기해왔다. 플라스틱 해양 투기는 미세 플라스틱(5mm미만인 플라스틱)으로 쪼개져 심해 오염으로 이어져 해양 식량 사슬을 오염시키고, 조개류나 해산물 등을 통해 인체에 재침투되는 결과를 낳고 있다. 특히 인체에 침투한 미세 플라스틱은 심장마비나 뇌졸중 발병 위험을 높이고, 사망률을 높이는 요인이 되고 있다. 전 세계적으로 플라스틱 제품 사용 감축을 위한 노력이 이어져왔지만 가볍고 내구성이 뛰어난 강점을 지닌 플라스틱은 여전히 다양한 산업에서 중요한 소재로 사용되고 있다. 유럽 플라스틱 산업 협회인 플라스틱스유럽(Plastics Europe)에 따르면, 2020년 세계 플라스틱 생산량은 2018년보다 800만 톤 증가한 3억 6700만 톤에 달했다. 프랑스 파리 에펠탑의 무게는 약 1만톤에 달한다. 2020년 전 세계 플라스틱 생산량은 에펠탑이 3만6700개가 만들어진 것과 맞먹는 양이다. 전 세계 플라스틱 생산량은 2040년까지 두 배, 2060년까지 세 배로 증가할 것으로 예상되며, 그 증가분의 대부분은 일회용 플라스틱에서 발생한다. 워릭 대학교 연구팀은 혼합하면 새로운 "유기 및 점성 액체"를 형성하는 특정 유기 분자를 발견했으며, 이를 '(지속가능한 플라스틱) 유망 후보'라고 불렀다. 또한 시차 주사 열량계(DSC) 및 UV-Vis 분광법과 같은 첨단 기술을 사용해 새로운 소수성 물질을 정확하게 측정했다. 연구팀은 결정 성분을 혼합해 '유기 공융체'라고 불리는 새로운 물질을 개발했다. 팀은 이 물질리 폴리머를 대체할 잠재력을 가진 '소수성 공융 분자 액체'를 개발하는 데 성공했다고 여긴다. 매우 짧은 수명 한계 그러나 이 소재는 수명이 매우 짧다는 한계를 가지고 있다. 연구팀은 테스트 결과 최대 14개월 동안만 지속될 수 있음을 확인했다. 그럼에도 불구하고 연구팀은 제조 과정에서 안정성과 가공성을 보장할 수 있었다. 플라스틱은 한때 다양한 산업, 특히 제품과 소비재에 널리 사용되면서 혁신적인 소재로 여겨졌다. 그러나 유기 물질과 달리 분해가 되지 않아 폐기와 재활용 등에서 심각한 환경 오염 문제를 일으키고 있다. 일회용 플라스틱 및 기타 형태의 플라스틱 사용을 줄이기 위한 노력이 있지만 문제는 여전히 남아 있다. 재활용 외에도 과학을 이용해 플라스틱을 제거하는 방법을 개발하는 연구가 진행중이다. 한 연구에서는 플라스틱을 분해할 수 있는 유전자 조작 박테리아를 개발해 해양에 적용할 계획을 가지고 있다. 일회용 플라스틱을 줄이기 위해서는 다회용품을 사용하고, 텀블러나 개인 컵을 들고 다니거나 플라스틱 빨대 사용을 줄이는 등 일상 속의 작은 노력이 필요할 때다.
- 포커스온
2024-08-22

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