• [신소재 신기술(170)] 경희대, '2차원 바일 준금속'서 원형 감광 기전 효과 세계 첫 입증

  경희대학교 연구진이 차세대 양자소자 구현을 위한 중요한 단서를 세계 최초로 규명했다. 경희대는 21일 최석호 응용물리학과 고황 명예교수 연구팀이 '2차원 바일(Weyl) 준금속'에서 원형 감광 기전 효과(Circular Photogalvanic Effect, CPGE)가 발생한다는 사실을 입증했다고 밝혔다. 최교수 팀은 세계 최초로 금을 이온주입해 '위상 준금속(Topological semimetal)'인 '디락 준금속(Dirac semimetal)'을 '바일 준금속(Weyl semimetal)으로 영구상전이(phase transition)하는 방법을 개발했다. 바일 준금속(Weyl semimetal)은 최근 몇 년 사이 물리학과 재료과학 분야에서 주목받고 있는 차세대 양자 물질로, 고체 내 전자의 움직임이 고에너지 물리학의 이론적 입자 중 하나인 '바일 페르미온(Weyl fermion)'과 유사한 특성을 보이는 물질이다. 바일 준금속은 결정 구조 안에서 전자의 에너지와 운동량이 특정한 점(바일 노드)에서 선형적으로 교차하는 특성을 갖는다. 이 선형 교차점은 고체 내에서 마치 '질량이 없는 입자'처럼 움직이는 전자를 만들어낸다. 이러한 입자는 이론상 고에너지 물리에서 제안된 바일 페르미온에 해당한다. 다시 말하면, 바일 준금속은 내부 전자가 거의 질량이 없는 상태처럼 움직이며, 자기장의 세기와 방향에 극도로 민감한 양자물질이다. 이러한 전자 이동 특성 덕분에 정밀 자기장 센서, 초고속 전자소자, 나노소자 등 차세대 전자·광전자 기술에서 그래핀을 이을 유력한 후보로 주목받고 있다. 이 물질은 스마트폰과 자기공명영상(MRI) 장치 등 다양한 뷴야에 쓰이는 자기 측정 센서를 정밀하게 만들 수 있다. 특히 바일 준금속은 고유한 양자 역학적 현상들을 기반으로 양자소자 구현 가능성이 제기되며 세계 각국의 연구 경쟁이 치열하게 전개되는 분야다. '위상 물질'은 2차원 물질인 '그래핀'을 대용할 물질로 세계 연구자들의 이목을 집중시키고 있다. 이를 위한 기초 연구는 호라발히 ㅈ니행됐지만 으용ㅇ 연구는 상대적으로 저조한 실정이다. 또한 디락 준금속의 온도를 저온으로 낮추거나 압력을 크게 올릴 경우, 바인 준금속으로 상전이 된다는 연구 결과는 많이 보도횄지만, 소자활용에는 별다른 도움이 되지 못했다. 온도나 압력이 이전으로 바뀌면 원래의 디락 준금속 상태로 돌아갔기 때문이다. 연구팀은 이 가운데 바일 준금속의 핵심 양자 특성 중 하나인 원형 감광 기전 효과에 주목했다. 이 효과는 회전 편광된 빛이 특정한 방향의 전류를 유도하는 현상으로, 지금까지는 오직 3차원 바일 준금속에서만 실험적으로 확인된 바 있다. 경희대 연구진은 이를 2차원 구조로 구현하고자, 두께가 10나노미터(㎚) 이하인 초박막 위상 준금속을 제작해 2차원 바일 준금속으로 활용했다. 이후 회전하는 빛을 비추는 실험을 통해, 빛의 편광 방향에 따라 전류 흐름이 달라지는 CPGE 현상이 명확히 관측됐다. 최 교수는 "기존 3차원 구조는 부피가 크고 두꺼워 소형화와 집적화에 한계가 있었지만, 2차원 구조는 얇고 유연해 초소형 소자 개발에 유리하다"며, "이번 연구는 향후 양자정보처리, 스핀 기반 광전소자 등 핵심 기술 구현에 결정적 기초를 제공할 것"이라고 강조했다. 위상 물질인 디락 준금속을 간단하게 바일 준금속으로 영구상전이 시키고, 같은 물질의 다른 상들이 계면 등을 형성해 소자응용이 가능해졌다는 것이 이번 연구의 핵심 내용이다. 연구팀은 위상물질의 양자물성을 기반으로 실용적인 소자를 개발하려는 목표도 갖고 있다. 연구팀은 이번 성과가 고성능 에너지 변환 장치, 고감도 광전자 센서, 양자컴퓨팅 소자 개발 등 미래 지향적 기술의 실용화에 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구사업 지원을 통해 진행됐으며, 경희대 최석호 교수, 이원준 석사과정생(공동 제1저자)을 중심으로 울산대학교, 호주국립대학교(ANU), 호주 울런공대학교(University of Wollongong) 등의 공동 연구진이 참여했다. 연구 결과는 재료물리 분야의 권위 있는 국제 학술지 '머터리얼스 투데이 피직스(Materials Today Physics)' 최신호에 게재됐다.

  • IT/바이오

  2025-04-21

• [우주의 속삭임(110)] "지구 물의 기원, 소행성 아닌 지구 자체"⋯옥스퍼드대 기존 학설 뒤집는 연구 발표

  지구상의 물이 외부 소행성에서 기원했다는 기존 학설이 뒤집혔다. 영국 옥스퍼드대 연구팀은 지구 형성 초기부터 지구 자체 물질 속에 수소가 풍부하게 존재했으며, 이 수소가 물 생성의 핵심 원천이었다는 가능성을 제시했다. 이번 연구는 국제 학술지 이카루스(Icarus)에 17일(현지시간) 게재됐다. 연구팀은 남극에서 2012년 채집된 희귀 운석 'LAR 12252'를 분석했다. 이 운석은 약 45억 5000만 년 전 지구 형성 당시 구성물질과 유사한 조성을 가진 '엔트사타이트 콘드라이트(enstatite chondrite)'로 알려져 있다. 연구에 사용된 분석 기법은 X선 근접 흡수 구조(XANES) 분광법으로, 옥스퍼드셔주 다이아몬드 라이트 소스 싱크로트론에서 운석 시료에 고강도 X 선을 조사해 원소의 존재와 화학적 결합 상태를 확인하는 방식이다. 분석 결과 운석의 미세 입자 매트릭스에서 풍부한 황화수소(H₂S)를 발견했다. 연구 초기에는 기존 연구처럼 콘드룰(Chondrule, 운석내 구형 결정 구조체)의 비결정 영역에 집중했지만, 우연히 콘드룰 바깥쪽 미세 입자 매트릭스 영역에서 황화수소 농도가 월등히 높다는 사실을 발견한 것. 이는 기존에 알려진 비결정질 영역보다 5배 이상 높은 수치로, 지구 외부에서 유입된 것이 아닌 운석 자체에 내재된 수소일 수 있는 가능성이 높다. 이전 과학계에서는 지구 형성 이후 약 1억 년 간 외부 소행성이 수소를 포함한 수화물질을 운반해왔고, 이로 인해 물이 형성됐다는 '소행성 기원설'이 지배적이었다. 하지만 옥스퍼드 연구팀은 지구 형성 물질 자체가 수소를 풍부하게 함유하고 있었다는 정반대의 결론에 도달한 것이다. 특히 연구팀은 운석의 산화나 균열 등 지구 오염의 흔적이 있는 영역에서는 수소가 거의 검출되지 않았다는 점에 주목했다. 이는 운석 내 수소가 지구내 오염에서 비롯되지 않았다는 강력한 반증이다. 이번 연구를 이끈 옥스퍼드대 지구과학과 박사과정 톰 배럿(Tom Barrett)은 "분석 결과 예상치 못한 위치에서 황화수소를 발견했을 때 흥분을 감추지 못했다"며 "이 수소가 지구 외부에서 온 것이 아니라면, 물은 지구 형성 재료에서 비롯된 고유한 부산물이라는 결정적인 증거가 될 수 있다"고 밝혔다. 공동 저자인 제임스 브라운 옥스퍼드대 부교수는 "이 연구는 지구가 어떻게 지금의 모습으로 진화했는지에 대한 근본적인 질문에 중요한 단서를 제공한다"며 "운석 연구를 통해 확인된 수소 함유량은 기존 추정치를 훨씬 뛰어넌는다"고 설명했다. 이번 연구는 지구의 물이 우연히 외부에서 유입된 것이 아니라, 지구의 구성물질에서 자연스럽게 유래했을 수 있다는 주장을 과학적으로 뒷받침한다. 또한, 유사한 유형의 운석을 통한 추가 연구가 진행된다면, 태양계 내 다른 행성들의 물 존재 가능성에 대한 새로운 통찰을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

  • 포커스온

  2025-04-18

• [신소재 신기술(169)] 빗방울로 전기 생산⋯싱가포르 연구진, '빗물 발전 시스템' 개발

  빗방울이 전기를 생산하는 재생에너지 자원으로 주목받고 있다. 싱가포르국립대학교(NUS) 연구팀은 빗방울이 떨어지는 과정에서 발생하는 전하 분리를 이용해 LED 전구 12개를 밝힐 수 있는 전기를 생산하는 데 성공했다고 밝혔다. 해당 연구에 대해서는 뉴사이언티스트, 뉴아틀라스 등 다수 외신이 지난 16일(현지시간) 보도했다. 연구 책임자인 시오링 소(Siowling Soh) 교수는 "지구에는 매일 비가 내리지만 이를 활용한 에너지 수확 시스템이 부재해 에너지가 그대로 낭비되고 있다"며 "이번 연구는 빗물을 통해 전기를 수확하는 새로운 가능성을 보여준다"고 설명했다. 기존 수력발전은 강, 바다, 수로 등에서 대규모 수량의 운동 에너지를 터빈으로 변환하는 방식이다. 반면 이번 연구는 '전하 분리(charge separation)' 현상을 이용한다. 이는 물 분자의 양성자(proton)는 액체 내에 남고, 전자는 도전성 표면에 전달되는 원리로, 마치 머리카락에 풍선을 문질러 정전기를 발생시키는 것과 유사하다. 하지만 일반적으로 이 방식은 접촉면에만 전하가 형성되며, 표면적을 넓히기 위해 마이크로 채널을 사용할 경우 오히려 에너지 손실이 발생해 비효율적이다. 이번 연구는 중력과 단순한 기하 구조를 활용해 이러한 한계를 극복했다. 연구진은 높이 32cm, 내경 2mm의 수직 튜브를 설치하고, 금속 바늘을 통해 유사 빗방울을 형성했다. 물방울이 튜브 상단과 충돌하면서 공기 방울과 함께 '플러그 흐름(plug flow)' 형태로 낙하하도록 설계됐다. 이 흐름은 물과 공기가 분리된 덩어리 형태로 이동하며, 내부에서 전하가 효과적으로 분리된다. 튜브 상단과 하단에 설치된 전선이 이를 수확해 전기를 생산하는 구조다. 연구 결과, 단일 튜브에서 440마이크로와트(μW)의 전력이 생산됐으며, 4개 튜브를 동시 운용하면 LED 12개를 20초간 점등할 수 있었다. 소 교수는 "이번 실험은 고정된 물줄기보다 플러그 흐름 방식이 약 5배 더 높은 효율을 보였다"며 "총 낙하 에너지의 10% 이상을 전기로 전환하는 데 성공했다"고 밝혔다. 이번 발전 시스템은 단순 구조에 중력을 이용한 수직 흐름만으로 작동해 추가적인 펌프 동력이 필요 없다는 점도 장점이다. 연구진은 도시의 옥상 등에 대량 설치해 실제 빗물 환경에서도 유의미한 발전이 가능할 것으로 보고 있다. 미국 비영리 단체 '저영향 수력 발전소 인증 기관(Low Impact Hydropower Institute)의 섀넌 에임스(Shannon Ames)는 "개별 가정 단위로 적용 가능성이 있다면 매우 유용한 기술이 될 것"이라고 평가했다. 다만, 현재 수준에서 생산 가능한 전력은 제한적이다. 연구팀은 실험에서 사용한 물방울 속도가 실제 강수량보다 느렸기 때문에 실제 빗줄기 환경에서는 발전 효율이 더욱 높아질 수 있다고 전망했다. 이 연구 결과는 미국화학회(ACS)의 오픈 액서스 국제 학술지 'ACS 센트럴 사이언스(ACS Central Science)'에 게재됐다(DOI: 10.1021/acscentsci.4c02110).

  • 산업

  2025-04-18

• [글로벌 핫이슈] 애플, 시리 AI 혁신 '삐걱'…수년간의 기능 장애와 리더십 부재가 발목

  지난달, 애플이 음성 비서 시리의 핵심 임원진을 교체하고 차세대 인공지능(AI) 기반 기능 출시를 연기하면서 그 배경에 관심이 쏠리고 있다. 최근 더인포메이션의 심층 보도에 따르면, 이번 결정은 수년간 지속된 기능적 문제와 AI/ML(인공지능/머신러닝) 그룹과 소프트웨어 엔지니어링 그룹 간의 심각한 갈등이 주요 원인으로 지목된다. 다수의 내부 관계자들은 시리의 더딘 발전의 근본적인 원인으로 '형편없는 리더십'을 지적했다. 특히, 더인포메이션은 "애플이 어떻게 '시리의 AI 혁신에 실패했는지'" 상세하게 분석하며, 지난 몇 년간의 AI 및 시리 개발 과정에서 드러난 애플 내부의 복잡한 역학 관계를 심층적으로 파헤쳤다. 매체는 애플의 AI 분야 난항이 "사용자 개인 정보 보호에 대한 강경한 입장"과 연관이 있지만, 그보다 더 심각한 문제는 "형편없는 리더십"이라고 강조했다. 더인포메이션은 "지안안드레아가 이끄는 AI 및 머신러닝 그룹(약칭 AI/ML)에서 일했던 6명 이상의 전직 애플 직원들은 형편없는 리더십이 실행 문제의 원인이라고 말했다"고 전했다. 이들은 미래 버전의 음성 비서 설계에 있어 "야망과 위험 감수 의지가 부족"했던 로비 워커를 주요 책임자로 지목했다. 내부 고발자들이 지적한 리더십 문제 애플 내부 엔지니어들 사이에서는 AI 그룹의 소극적인 문화와 실행력 부족으로 인해 그들의 이니셜을 딴 'AIMLess(목표 없는)'라는 냉소적인 별명까지 붙었다는 사실도 드러났다. 보도는 구체적인 사례를 통해 워커의 리더십 문제를 지적했다. 워커는 시리의 전반적인 성능 향상보다는 "사용자가 시리에게 질문했을 때와 답변을 받을 때까지의 지연 시간을 아주 작은 비율로 줄이는 것과 같은 '작은 승리'를 자주 축하했다"고 전직 엔지니어들은 증언했다. 또한, '헤이 시리(Hey Siri)' 음성 호출 명령어에서 '헤이'를 제거하는 데 '2년 이상'이 소요된 점도 그의 비효율적인 업무 방식을 보여주는 사례로 제시됐다. 더인포메이션은 워커의 문제점을 "숲 전체가 엉망이고 제대로 작동하지 않는다는 사실을 놓친 채, 한두 그루의 멋진 나무에만 집중하는 시나리오"라고 비유하며, "빠르고 잘못되거나 쓸모없는 (혹은 그저 평범한) 답변은 느리고 잘못되거나 쓸모없는 답변보다는 나을 수 있지만, 전반적인 결과는 손실"이라고 꼬집었다. 엇갈리는 목표와 불협화음 내부에서는 AI 그룹과 소프트웨어 엔지니어링 그룹 간의 불만도 고조되었던 것으로 보인다. 소프트웨어 엔지니어링 그룹의 일부는 AI 그룹 동료들의 '더 높은 급여와 더 빠른 승진'에 불만을 느꼈으며, 일부 AI 그룹 엔지니어들이 '더 긴 휴가를 가거나 금요일에 일찍 퇴근'하는 것에 대해 반감을 가졌다고 한다. 그룹 간의 불신은 극에 달해 올해 초에는 지안안드레아의 부하 직원이 공동 프로젝트 실패 시 AI 팀이 희생양이 되는 것을 막기 위해 엔지니어들에게 개발 과정을 상세히 문서화하도록 지시하는 상황까지 벌어졌다. 설상가상으로 페데리기가 '수백 명의 머신러닝 엔지니어'로 구성된 'Intelligent Systems'라는 자체 팀을 만들어 운영하면서 두 그룹 간의 관계는 더욱 악화되었다. 한편, 워커는 시리 응답 시간 단축과 같은 소소한 개선에 집중하는 모습을 보였다. 그는 또한 엔지니어 팀이 LLM(대규모 언어 모델)을 활용하여 시리에게 감정적인 공감 능력을 부여하려는 시도를 무산시키기도 했다. 더욱 충격적인 사실은 2024년 WWDC에서 공개된 애플 인텔리전스의 핵심 기능 시연이 '사실상 허구'였다는 주장이다. 시리가 사용자의 이메일을 확인하여 항공편 정보를 찾고, 메시지를 통해 점심 약속을 알려주며, 지도 앱에 경로를 표시하는 등의 시연은 '시리 팀 구성원들에게도 놀라움'이었으며, 그들은 '해당 기능의 작동 버전을 본 적이 없었다"고 한다. 이러한 상황 속에서 페데리기는 시리 엔지니어들에게 "최고의 AI 기능을 구축하기 위해 무엇이든 하라"고 지시했으며, 이는 애플 자체 모델뿐만 아니라 '다른 회사의 오픈 소스 모델'을 사용하는 것도 허용한다는 의미로 해석된다. 지안안드레아는 챗봇과 같은 대화형 AI 인터페이스에 대해 회의적인 입장을 취하며, 시리와의 빠른 대화나 상황에 맞는 제안 등 다른 방식을 선호했던 것으로 알려졌다.

  • IT/바이오

  2025-04-17

• "AI와 결혼까지"…로맨스로 번진 인간-AI 관계, 심리학계 경고

  인공지능(AI)을 단순한 기술적 도구가 아닌 감정적·로맨틱한 관계의 대상으로 여기는 사례가 늘고 있다. 일부 이용자는 AI와 사실상 결혼을 선언하기도 했으며, 정신적으로 불안정한 시기에 AI 챗봇을 의지하다 비극적인 선택으로 이어지는 경우도 보고됐다. 미국 미주리과학기술대학교(Missouri University of Science & Technology)의 심리학자들은 최근 발표한 논평을 통해 인간과 AI 간 감정적 유대의 심리적·윤리적 위험성에 대해 경고했다. AI 동반자(컴패니언)와 단순한 대화 수준을 넘어선 장기적 상호작용이 인간의 행동에 영향을 주고, 현실 인간관계에도 왜곡을 초래할 수 있다는 것이다. 해당 내용에 대해서는 신경과학뉴스, 어스닷컴, 가디언 등 다수 외신이 보도했다. AI, 인간관계 대체하며 심리적 '의존' 가능성 논문의 공동 저자인 다니엘 B. 샹크(Daniel B. Shank) 교수는 "AI가 인간처럼 행동하며 장기간 대화를 이어갈 수 있다는 점에서 전혀 새로운 문제가 발생하고 있다"고 지적했다. 샹크 교수는 사회심리학 및 기술과 인간관계 간의 접점을 연구하는 전문가로, 특히 로맨틱한 형태의 AI 관계가 현실 관계에까지 영향을 미칠 수 있다고 분석했다. 실제로 일부 이용자들은 인간보다 AI가 더 안전하고 편안한 관계라고 느끼며, 점차 현실 인간관계로부터 멀어지는 경향을 보이기도 한다. 이로 인해 비현실적인 기대, 사회적 동기 저하, 소통 능력 저하 등의 부작용이 우려된다. MIT 테크놀로지 리뷰 또한 항상 사용 가능하고 비판적이지 않은 완벽한 사람이 되도록 설계된 AI 컴패니언은 소셜 미디어보다 더 깊이 사람들을 끌어들이고 있다면서 "AI 컴패니언은 디지털 중독의 최종 단계"라고 경고했다. 아울러 "AI 동반자와의 상호작용은 챗GPT와의 평균 상호작용 시간보다 4배 더 오래 지속되며 대부분의 사용자들이 Z세대"라고 덧붙였다. 신뢰와 조언, 그리고 'AI 조작'의 위험 AI가 해로운 조언을 제공할 수 있다는 우려도 있다. AI는 사용자의 감정에 공감하는 듯한 반응을 보이며 신뢰를 쌓는다. 그러나 이 같은 신뢰가 과도해지면, 허위 정보에 기반한 조언도 진실로 받아들일 위험이 있다. AI는 때때로 존재하지 않는 사실을 사실처럼 말하는 '환각(hallucination)' 현상을 보이기도 한다. 샹크 교수는 "사람들은 자신을 잘 알고 공감해주는 존재로 AI를 인식하며, 그 조언이 진실일 것이라는 착각에 빠질 수 있다"고 우려했다. 실제로 일부 사례에서는 AI 챗봇의 문제성 높은 대화가 정신적 위기에 빠진 사람들의 극단적 선택으로 이어졌다는 보고도 있다. AI를 통한 조작과 정보 유출 가능성 존재 심리적 위협 외에도, AI와의 사적인 상호작용이 조작과 범죄로 악용될 수 있다는 우려도 커지고 있다. 연구팀은 사람들이 AI에 개인 정보를 공개하면 이 정보가 판매되어 그 사람을 착취하는 데 사용될 수 있다고 지적했다. 즉, AI가 수집하는 개인정보가 악의적인 제3자에 의해 이용될 가능성이 있으며, 그 대화들이 공개되지 않는다는 점에서 문제 상황의 감지와 대응도 어렵다. 샹크 교수는 "AI가 신뢰를 얻은 상태에서 제3자의 이해를 대변하는 도구로 전락할 수 있다"며, "이는 내부 첩자와 같은 구조로, 이용자는 자신도 모르게 외부 조작에 노출될 수 있다"고 말했다. SNS보다 더 강력한 영향력⋯심리학계 역할 강조 AI 챗봇은 트위터나 페이스북 같은 기존 플랫폼보다 더 은밀하고 지속적인 방식으로 사용자의 신념과 의견 형성에 영향을 줄 수 있는 도구다. 사용자와의 대화에서 기본적으로 '동조적'인 태도를 보이도록 설계된 탓에, 자살이나 음모론 등 위험한 주제가 제기돼도 이를 적극적으로 반박하기보다는 동조하거나 묵인하는 방향으로 대화가 이어질 수 있다. 이에 따라 연구진은 심리학자 및 사회과학자들이 AI 기술 발전에 발맞춰 적극적인 연구와 개입에 나설 필요가 있다고 강조했다. 샹크 교수는 "AI가 점점 더 인간을 닮아갈수록, 심리학자들의 역할도 커진다"며, "기술의 속도에 뒤처지지 않고, 악용 가능성에 대응할 수 있는 심리적 이해와 대응책이 필요하다"고 밝혔다. 이 연구는 2025년 4월 11일 세계적 학술지 '인지과학트렌드(Trends in Cognitive Sciences)'에 실렸다. 아직까지 AI와의 감정적 유대에 따른 문제는 이론 수준에 머물러 있지만, 기술의 발전 속도를 고려하면 실질적 대응이 시급하다는 경고의 목소리가 커지고 있다.

  • IT/바이오

  2025-04-17

• [기후의 역습(131)] 북극해 뒤흔드는 해빙과 오염물 확산⋯"시베리아 강 오염물질, 북극 생태계 위협"

  지구 온난화로 인해 북극해의 해빙이 가속화되면서, 시베리아 강에서 유입된 오염물질이 북극해를 넘어 북대서양까지 광범위하게 확산되고 있다는 연구 결과가 발표됐다. 이번 연구는 북극의 해류 흐름과 오염 물질 경로를 정밀 추적하며, 기후 변화가 북극 생태계에 미치는 새로운 위협을 조명했다. 영국 브리스톨대학교가 주도하고 독일 킬대학교, 미국 우즈홀 해양연구소 등이 참여한 국제 공동 연구팀은 북극해의 주요 표층 해류인 '트랜스폴라 드리프트(Transpolar Drift)'를 따라 시베리아 강 유입물이 어떻게 이동하는지를 연중 관측 데이터와 동위원소 분석을 통해 정밀하게 규명했다고 사이테크데일리가 보도했다. 해당 연구는 지난 4월 14일 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 발표됐다. 시베리아 강에서 북극을 넘어⋯이동하는 오염물질 연구팀은 시베리아 대륙붕에서 유입된 담수, 영양염, 미세플라스틱, 중금속 등 오염 물질이 북극해 중심부를 지나 프람 해협을 통해 노르딕해로 유입되는 횡단 북극 이동 경로를 분석했다. 특히 이 물질들이 단순히 해류를 따라 이동하는 것이 아니라, 계절적 해빙 형성과 해류 변화, 대륙붕의 유속 변화에 따라 경로가 크게 달라지는 고도로 역동적인 양상을 보인다고 강조했다. 트랜스폴라 드리프트는 과거 노르웨이 탐험가 프리드쇼프 난센(Fridtjof Nansen)이 1890년대 프람호 탐험 당시 처음 관측한 북극의 주요 흐름으로 알려져 있었으나, 이번 연구는 이 해류조차 시간·공간적으로 예측 불가능한 변동성을 지니고 있다는 점을 처음으로 입증했다. 해빙, 단순한 운반체 아닌 '능동적 확산 매개체' 연구를 이끈 브리스틀대학교 조지 라우커트(Dr. Georgi Laukert) 박사는 "시베리아 강에서 유입된 물질이 해류뿐 아니라 해빙 과정에서도 재분포되며, 특히 트랜스폴라 드리프트에서 생성된 해빙은 다양한 강원(江源)의 물질을 동시에 포착해 복합적으로 운반하는 역할을 한다"며 "해빙이 단순한 운반체를 넘어, 물질 분산 경로를 형성하는 주체로 기능한다"고 설명했다. 해양학자들은 이러한 복합적 경로를 추적하기 위해 산소, 네오디뮴 동위원소, 희토류 원소 등 지화학적 추적 기법을 동원해. 해수·해빙·눈 시료를 분석했다. 이들은 북극 최대 연구 탐사인 MOSAiC(2020~2021)의 일환으로 7척의 쇄빙선과 전 세계 과학자 600명 이상이 참여해 1년간 북극 전역에서 시료를 수집했다. 여름 해빙 축소가 해류 재편 촉진 이번 연구의 공동저자인 독일 알프레드 베게너 연구소 벤자민 라베 교수는 "지속적인 기온 상승과 여름 해빙 축소는 북극해의 표층 순환을 크게 바꾸고 있으며, 이는 담수 및 오염물질의 확산 범위와 속도에 중대한 영향을 미칠 수 있다"고 경고했다. 이어 "이러한 변화는 북극 생태계뿐 아니라 해양 생지화학적 순환, 전 지구적 해양 역학에도 광범위한 파급 효과를 미칠 것"이라고 덧붙였다. 연구팀은 이번 결과가 특정 오염물질의 농도나 영향에 초점을 맞추기보다는, 물질의 운반 메커니즘 그 자체를 밝힌 데 의의가 있다고 강조했다. 라우커트 박사는 "트랜스폴라 드리프트조차 이렇게 가변적이라면, 북극해 전체는 우리가 이전에 생각한 것보다 훨씬 더 민감하고 변동성이 클 수 있다"고 지적했다. 이번 연구는 기후 변화로 인한 극지방 해양 구조의 근본적 변화 가능성을 제시함으로써, 향후 북극 오염 물질의 확산 양상 예측과 생태계 보호 정책 수립에 중요한 과학적 기반을 제공할 것으로 기대된다. ◇ 참고 문헌: "트랜스폴라 드리프트를 따라 역동적인 해빙 경로가 시베리아 물질의 분산을 증폭시킨다(Dynamic ice–ocean pathways along the Transpolar Drift amplify the dispersal of Siberian matter)" 2025년 4월 14일, Nature Communications.

  • ESGC

  2025-04-17

• 나토, 팔란티어 AI 군사시스템 도입⋯방산업계 판도 바꾸나

  미국방산기술 기업 팔란티어 테크놀로지(Palantir Technologies)가 개발한 인공지능(AI) 기반 군사 시스템이 북대서양조약기구(나토·NATO)의 전력에 본격적으로 편입된다. 이는 유럽 방위 체계가 본격적으로 AI 중심의 정보전 체계로 전환되는 중대한 이정표로 평가된다. 14일(현지시간) 나토는 팔란티어로부터 '메이븐 스마트 시스템(MSS)'을 공식 도입한다는 계약을 최종 확정했다고 발표했다. 파이낸셜 타임스에 따르면 계약의 세부조건은 공개되지 않았으나, 나토는 이 시스템을 30일 이내 실전에 배치할 예정이라고 밝혔다. 이 소식에 팔란티어의 주가는 장중 한때 9%까지 급등했다가 상승폭을 일부 반납했으며, 최종적으로 4.6% 오른 채 장을 마감했다. 팔란티어가 공급하는 MSS NATO 시스템은 방대한 실시간 데이터를 분석해 '전장 상황 인식(battlespace awareness)'과 전략 기획을 지원하는 AI 기반 소프트웨어다. 적의 움직임 탐지, 목표 식별, 전술적 의사결정 보조 기능을 포함하고 있으며, 이미 미 육군, 공군, 우주군을 포함한 미군 전력 전반에 적용 중이다. 이번 계약을 통해 팔란티어는 미국을 넘어 유럽 국방 체계의 핵심 기술 파트너로 발돋움하게 됐다. 미국 군당국은 이미 지난해 9월 팔란티어와 5년간 1억 달러(약 1370억 원) 규모의 계약을 체결해 MSS 시스템의 미군 내 적용을 확대하고 있다. AI 국방기술 선도 기업으로 부상…나토의 선택, 업계 판도 바꾸나 시장 전문가들은 이번 계약이 단순한 공급 계약을 넘어 유럽이 미국산 AI 군사 시스템에 대한 의존도를 강화하는 정치·전략적 신호로 보고 있다. 미국 투자은행 윌리엄 블레어(William Blair)의 루이 디팔마 애널리스트는 "이번 계약은 유럽이 미국 방산업체 의존도를 줄이려 한다는 우려를 불식시킨 사건”이라며, “나토의 선택은 미국 전체 방산산업에 긍정적 파급력을 미칠 것"이라고 분석했다고 이날 시킹알파가 전했다. 웨드부시 증권의 애널리스트 대니얼 아이브스도 "팔란티어는 미국과 유럽의 AI 국방 지출 확대 흐름 속에서 핵심 수혜주가 될 것"이라며 12개월 목표 주가를 120달러로 유지하고 '매수' 의견을 재확인했다. 그는 "팔란티어는 정부·상업 부문 모두에서 AI 계약을 빠르게 확보하며, AI 기반 국방 시장의 중심에 위치하고 있다"고 평가했다. 논란 속에도 고속 성장…팔란티어의 AI 전쟁 기술 한편, 팔란티어는 전세계적으로 AI를 활용한 전쟁 기술의 상용화를 주도해 왔으며, 지난해 미국 정부와의 계약에서만 15억7000만 달러(약 2조 1500억 원)의 매출을 기록했다. 그러나 이스라엘군과의 협력에 따른 인권 침해 논란으로 인해, 지난해 북유럽의 한 대형 연기금으로부터 투자 철회를 통보받는 등 윤리적 문제를 둘러싼 비판도 받고 있다. 또 올해 들어 내부 임원진의 주식 매도로 인해 주가가 일시적으로 하락했으며, 트럼프 행정부의 미 국방예산 삭감 추진 보도로도 압박을 받은 바 있다. 그럼에도 불구하고 팔란티어 주가는 올해 들어 22% 상승세를 기록 중이며, 스탠더드 앤드 푸어스(S&P) 500 지수가 8% 이상 하락한 것과 대조적인 흐름을 보이고 있다. AI 국방 기술의 확산, 향후 시장 판도 주목 이번 나토 계약은 AI가 향후 국방·안보의 핵심 기술로 자리 잡을 것임을 시사한다. 과거 미군이 먼저 채택한 AI 기반 정보전 시스템이 동맹국으로 확산되고 있다는 점에서 상징적인 의미를 갖는다. 팔란티어는 나토뿐 아니라 미 해군, 해병대, 공군, 육군, 우주군 등 전 군 조직에 걸쳐 시스템을 배포 중이며, 이는 단순한 소프트웨어 수출이 아니라 국가 안보 전략의 전환을 이끄는 기술 수출로 평가받는다. 시장에서는 향후 독일, 프랑스, 일본 등 다른 주요국 군대도 유사한 AI 기반 시스템 도입에 나설 가능성이 제기되고 있다. 인공지능과 국방기술이 융합되는 이 흐름에서, 팔란티어는 단순한 기술 기업을 넘어 세계 안보 질서 재편의 중심에 서게 될지도 모른다.

  • IT/바이오

  2025-04-15

• [신소재 신기술(168)] "쌀알만 한 뇌, 우주만큼 정밀하게 해부됐다"

  쌀알만 한 생쥐 뇌 조직의 정밀 해부를 통해 신경세포 8만4000개와 5억 개의 시냅스, 5.4㎞에 달하는 신경망이 드러났다. 9년에 걸쳐 진행된 국제 공동 연구가 포유류 뇌를 가장 정밀하게 해부한 커넥톰을 완성 한 것이다. 인공지능(AI) 기술과 인간의 손길이 결합된 이번 프로젝트는 뇌과학의 디지털 전환을 본격화하는 전환점이 될 전망이다. 미국 프린스턴대학교, 스탠퍼드대학교, 텍사스 베일러 의과대학, 시애틀 앨런 뇌과학연구소 등 22개 연구기관 소속 150명 이상이 참여한 국제 공동연구팀은 생쥐 뇌의 1㎣도 채 되지 않는 부위에서 8만4000개의 신경세포와 5억 개 이상의 시냅스 연결, 5.4㎞ 길이의 신경망 구조를 밝혀냈다. 이는 현재까지 포유류 뇌를 대상으로 한 가장 정밀하고 방대한 커넥톰(connectome·신경연결지도)으로 기록됐다. 연구팀은 뇌 지도를 만들면서 수만 개의 개별적인 나무 모양의 뉴런을 디지털 방식으로 풀어내고, 각 뉴런의 고유한 가지 시스템을 추적한 다음, 이를 하나하나 재구성해 광대한 회로 네트워크를 만들었다. 이를 커넥톰이라고 부른다. 프린스턴 대학교는 이번 연구는 9년간 진행됐으며 22개 기관의 150명 이상의 연구자들이 이 프로젝트에 참여했다고 밝혔다. 이번 연구는 미국 베일러 의과대학에서 시작됐다. 과학자들은 특수 현미경을 사용해 생쥐가 러닝머신 위에서 10초 동안 베이스점프, 루지 등 다양한 익스트림 스포츠, 애니메이션, 영화 매트릭스, 매드맥스: 분노의 도로 등의 비디오 영상을 보는 동안 쥐의 시각 피질 1㎣(세제곱밀리미터) 부분의 뇌 활동을 기록하는 방식으로 진행됐다. 이후 앨런 연구소 연구팀은 생쥐 뇌를 2만8000개 층으로 절단하고, 인공지능(AI) 분석과 인간의 수작업 검수를 결합해 신경세포 간 연결망을 일일이 추적해 재구성했다. 연구팀이 진행한 코티컬 네트워크(Cortical Networks)의 머신 인텔리전스인 MICrONS 프로젝트는 지금까지 포유류 뇌의 가장 자세한 배선도를 구축했으며, 이 배선도는 온라인에서 무료로 이용할 수 있다. 이번 연구를 총괄한 데이비드 마코위츠 박사는 "인간 게놈 프로젝트에 비유되는 신경과학의 분수령"이라고 평가했다. 이어 프린스턴 대학교의 또 다른 연구팀은 인공지능과 머신러닝을 사용하여 세포와 연결망을 3D 입체로 재구성했다. 뇌 활동 기록과 함께, 이 입체에는 5억 2300만 개의 시냅스(20만 개의 세포를 연결하는 연결점)와 4km 길이의 축삭(다른 세포로 뻗어 나가는 가지)이 포함되어 있다. 스탠퍼드대학교 신경과학자 안드레아스 톨리아스 교수는 "이 연구는 구조와 기능을 동시에 기록한 최초의 사례"라며 "우리가 세계를 인식하고 감정을 느끼고 결정을 내리는 뇌의 생물학적 구조를 데이터로 포착한 것"이라고 강조했다. 연구팀은 이를 통해 단순한 신경 배치도뿐 아니라, 각 신경세포 간 상호작용과 정보 전달 방식까지 시각화해냈다. 과거 곤충의 뇌를 대상으로 한 연결지도는 존재했지만, 이번처럼 포유류 뇌의 고도 복잡성을 구현한 사례는 처음이다. 프린스턴대 신경과학자 세바스찬 승 교수는 "이번 연구를 통해 구현한 커넥톰(connectome)은 뇌과학의 디지털 전환을 여는 출발점"이라며 "이 기술은 신경 연결의 이상 패턴을 식별하고, 치매 등 뇌 질환의 원인을 규명하는 데 획기적인 전기를 마련할 것"이라고 말했다. 이 연구는 뇌의 새로운 특성, 유형, 조직 및 기능 원리, 세포 분류의 새로운 방식을 밝혀냈다. 특히 뇌 안의 새로운 억제 원리를 발견한 것은 이번 연구의 가장 큰 성과로 평가된다. 과학자들은 이전에 신경 활동을 억제하는 억제 세포를 다른 세포의 활동을 약화시키는 단순한 힘으로 생각했다. 반면 연구팀은 훨씬 더 정교한 수준의 의사소통을 발견했다. 억제 세포는 무작위로 행동하는 것이 아니라, 어떤 흥분 세포를 표적으로 삼을지 매우 선택적으로 결정하여 네트워크 전체에 걸친 조정 및 협력 시스템을 구축한다. 어떤 억제 세포는 함께 작용하여 여러 흥분 세포를 억제하는 반면, 어떤 억제 세포는 특정 유형의 세포만을 표적으로 삼아 더욱 정밀하게 작용한다. 뇌의 형태와 기능을 이해하고, 뉴런 간의 세부적인 연결을 전례 없는 규모로 분석할 수 있는 능력은 뇌와 지능 연구에 새로운 가능성을 열어준다. 또한 알츠하이머병, 파킨슨병, 자폐증, 조현병과 같이 신경 전달 장애를 수반하는 질환에도 영향을 미칠 수 있다. 공개된 이번 데이터는 인공지능 연구는 물론, 뇌 질환 조기 진단, 치료법 개발 등 다양한 분야에 활용될 수 있다. 특히 인간의 뇌가 정보 처리 속도나 효율성 측면에서 현존하는 어떤 AI보다도 앞선 이유를 설명하는 데 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 앨런 연구소 부연구원인 누노 다 코스타 박사는 "고장 난 라디오가 있는데 회로도를 가지고 있다면 수리하기가 더 수월할 것"이라고 이번 연구의 성과를 비유했다. 그는 "우리는 이 모래알(뇌 세포)에 대한 일종의 구글 지도 또는 청사진을 제시하고 있다. 앞으로 이를 활용하여 건강한 쥐의 뇌 배선과 질병 모델의 뇌 배선을 비교할 수 있을 것이라고 강조했다. 이 연구 결과는 과학저널 '네이처(Nature)'에 일련의 논문으로 발표됐다.

  • IT/바이오

  2025-04-14

• AI가 전력 수요 지형 바꾼다…2030년까지 데이터센터 전력 소비량 2배 증가 전망

  인공지능(AI)이 글로벌 데이터센터의 전력 소비를 급격히 끌어올리는 한편, 에너지 산업 전반에 구조적 변화를 초래할 가능성이 있다는 국제에너지기구(IEA)의 분석이 나왔다. IEA는 10일(현지시간) 발간한 특별보고서 '에너지와 AI(Energy and AI)'에서 "AI의 확산은 세계 전력 수요에 중대한 변화를 일으킬 것"이라며 "2030년까지 데이터센터의 전력 소비량이 현재의 2배 이상인 945테라와트시(TWh)에 이를 것"이라고 전망했다. 이는 현재 일본 전체 전력 소비량을 넘어서는 수준이다. 특히 AI 최적화 서버에서의 전력 수요는 같은 기간 4배 이상 증가할 것으로 예상된다. 보고서는 이번 전망이 정책 입안자, 기술 업계, 에너지 기업, 국제 전문가들과의 광범위한 협의를 바탕으로 수집된 신규 데이터를 토대로 작성됐다고 밝혔다. IEA에 따르면 미국은 2030년까지 자국의 전력 수요 증가분의 약 절반이 데이터센터에서 발생할 것으로 보인다. 제조업 전반의 에너지 집약 산업(알루미늄, 철강, 시멘트, 화학 등)을 모두 합친 것보다 AI 기반 데이터 처리에 더 많은 전력이 쓰일 것이란 예측이다. 선진국 전체로 보면 데이터센터가 전력 수요 증가의 20% 이상을 차지할 것으로 나타났다. 그간 정체 상태에 머물렀던 전력 산업이 다시 성장 궤도로 진입할 수 있다는 분석도 나온다. 전력 공급원은 태양광, 풍력 등 재생에너지와 천연가스가 중심이 될 것으로 예상되며, 이는 주요 시장에서의 경제성과 접근성에 기반한 결과다. 파티 비롤 IEA 사무총장은 "AI는 현재 에너지 산업에서 가장 중요한 이야기 중 하나"라며 "AI는 도구일 뿐이며, 이를 어떻게 활용하느냐에 따라 미래가 달라질 것"이라고 강조했다. 다만 보고서는 여러 불확실성도 함께 지적했다. AI 기술의 발전 속도, 채택 수준, 효율 향상 여부, 에너지 인프라 병목 현상의 해소 가능성 등은 모두 예측에 변수를 줄 수 있는 요소다. 에너지 안보 측면에서도 복합적인 영향이 예상된다. AI 기술은 사이버 공격의 정교화를 초래해 에너지 유틸리티 대상 해킹이 최근 4년간 3배 증가한 반면, 동시에 이를 방어하는 중요한 수단으로도 활용되고 있다. 또한 AI가 사용되는 서버, 반도체 등 핵심 장비에 들어가는 희귀 광물 수요도 증가하고 있어, 광물 공급망 집중도와 관련한 새로운 도전 과제를 낳고 있다. IEA는 "AI가 초래할 전력 소비 증가로 인한 탄소배출은 전체 에너지 부문 내에서는 제한적인 수준이 될 수 있으며, 오히려 AI를 활용한 효율성 제고와 배출 감축이 그 효과를 상쇄할 수 있다"고 덧붙였다. AI는 또한 배터리, 태양광(PV) 등 차세대 에너지 기술 분야의 혁신을 앞당기는 도구로 활용될 가능성도 높다고 평가했다. 이번 보고서는 2024년 12월 IEA가 개최한 ‘글로벌 에너지·AI 회의’를 기반으로, 프랑스와 인도가 공동 주재한 'AI 액션 서밋'에서의 논의를 반영해 작성됐다. IEA는 조만간 '에너지·AI·데이터센터 관측소(Observatory on Energy, AI and Data Centres)'를 출범시켜, AI 전력 수요와 에너지 부문에서의 AI 활용 현황을 정기적으로 모니터링할 예정이다. 또한 보고서와 함께 제공되는 AI 기반 대화형 요약 시스템도 도입돼, 독자들이 내용을 쉽게 이해할 수 있도록 했다. 한편, 10일 그린피스에 따르면 암스테르담 VU대학의 디지코노미스트 설립자 알렉스 드 브리스는 IEA 보고서가 AI의 전력 수요 추정치에 다소 보수적이라며 "보고서가 AI 관련 데이터 측면에서 다소 모호하다"고 평가했다. 드 브리스는 "정확한 수치와 상관없이, 이들 데이터센터가 세계 전력의 몇 퍼센트 이상을 소비하고 있다는 사실은 분명하다"며, 관련 감시와 정책적 대응의 필요성을 강조했다. IEA는 현재 글로벌 데이터센터 전력 소비의 85%가 미국, 유럽, 중국 등 3대 경제권에 집중돼 있으며, 2030년까지 선진국이 전체 수요 증가의 20% 이상을 차지할 것으로 예측했다. 반면 개발도상국의 비중은 약 5%에 그칠 것으로 보인다.

  • IT/바이오

  2025-04-11

• 2024년 세계 전력의 41%는 청정에너지… 태양광, 3년 연속 최대 기여

  2024년 전 세계 전력 생산량 가운데 청정에너지가 차지한 비중이 사상 처음으로 40%를 넘어섰다. 에너지 분석기관 엠버(Ember)가 9일(현지시간) 발표한 보고서에 따르면, 지난해 청정에너지로 생산된 전력은 전체의 40.9%로 집계됐다고 폭스비즈니스가 보도했. 이는 1940년대 이후 처음으로 청정에너지 비중이 40%를 돌파한 역사적 전환점이라는 평가다. 보고서에 따르면 지난해 전 세계 전력 생산량은 총 3만 856TWh(테라와트시)였으며, 이 중 청정에너지는 1만 2,609TWh를 기록해 전년 대비 9.6% 증가했다. 같은 기간 재생에너지 부문만 놓고 보면 9,842TWh로 역시 9.6%의 성장률을 보였다. 세부적으로는 수력이 전체의 14.3%를 차지하며 가장 높은 비중을 보였고, 원자력이 9%, 풍력과 태양광은 각각 8.1%, 6.9%를 차지했다. 바이오에너지, 지열, 조력 등 기타 재생에너지는 3% 미만으로 집계됐다. 특히 태양광은 2022년부터 3년 연속 재생에너지 부문에서 가장 큰 기여를 한 에너지원으로 기록됐다. 엠버는 "2024년 한 해 동안 태양광은 다른 어떤 에너지원보다 두 배 이상 많은 전력을 추가로 생산했으며, 12년 전과 비교해 그 규모가 20배 이상 커졌다"고 분석했다. 필 맥도널드(Phil MacDonald) 엠버 전무는 "태양광은 전 세계 에너지 전환의 엔진 역할을 하며, 배터리 저장 기술과 결합될 경우 막을 수 없는 동력이 될 것"이라고 밝혔다. 전 세계 전력 수요 역시 전년 대비 4% 증가해 총 3만 856TWh에 달했다. 수요 증가에는 기록적인 폭염, 인공지능(AI) 및 데이터센터 운영, 전기차 보급 확대, 히트펌프 사용 증가 등이 복합적으로 작용했다. 엠버는 이 가운데 AI, 전기자동차(EV), 히트펌프 등이 전체 수요 증가의 약 0.7%를 차지했다고 분석했다. 전체 전력 수요 증가분 중 4분의 3 이상은 청정에너지로 충당된 것으로 나타났으며, 폭염에 따른 냉방 수요 급증 등의 영향으로 화석연료 기반 전력 생산도 1.4% 증가했다. 지난해 세계 발전량 중 화석연료가 차지한 비중은 59.1%(1만 8,247TWh)로, 기후 요인이 없었더라면 사실상 정체 수준에 머물렀을 것이라는 분석도 덧붙였다. 이번 보고서는 2024년 한 해 동안 전 세계 전력 수요의 93%를 차지하는 88개국의 최신 데이터를 바탕으로 작성됐으며, 나머지 국가들에 대해서는 추정치를 반영했다. 한편, 미국의 경우 청정에너지가 전체 전력 생산의 42%를 차지한 반면, 화석연료 비중은 58%로 집계됐다. 이 중 가스 발전이 42.5%, 석탄 발전은 14.9%를 기록해 처음으로 15% 이하로 떨어졌으며, 풍력과 태양광은 합산 17%를 차지했다. 특히 태양광은 64TWh가 늘어나 미국 역사상 최대 증가폭을 기록했다. 엠버는 보고서를 통해 "청정에너지가 이제 세계 전력 공급의 핵심으로 자리잡았다"며 "특히 태양광은 기후 변화 대응과 전력 수요 증가 해결의 중심축이 될 것"이라고 전망했다.

  • ESGC

  2025-04-11