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[우주의 속삭임(85)] 우주 거대 은하 생성, 미스터리 해결 근접
- 오랫동안 천문학자들의 궁금증을 풀어주지 못했던 은하 생성의 비밀이 풀릴 수 있을까. 수십 년 동안 전문가들을 당혹스럽게 했던 우주에서의 거대 은하 생성에 대한 미스터리를 해결할 실마리가 잡혔다고 PHYS가 전했다. 천문학자들이 거대한 타원 은하의 탄생지를 발견했으며, 이것이 은하가 어떻게 만들어졌는지에 대한 새로운 단서를 제공한다고 밝혔다. 고대 은하의 생성은 평평한 원반과 같은 우리 은하수에 비해 부풀어 오른 축구공처럼 보이며, 이는 천체물리학자들에게 여전히 미스터리로 남아 있다. 그런데, 전 세계 전문가들과 협력하는 영국 사우샘프턴 대학교의 천체 연구팀이 새로운 연구를 통해 이 수수께끼가 마침내 풀릴 수 있을 것이라고 밝혔다. 연구팀원인 사우샘프턴 대학교의 안나그라지아 풀리시 박사는 초기의 우주에서 차가운 가스의 대량 흐름과 은하 간의 충돌이 이러한 거대한 시스템을 만들었을 가능성이 있다고 말했다. 풀리시는 "두 개의 원반형 은하가 충돌하면서 별이 형성되는 연료인 가스가 중심부로 가라앉았고, 수조 개의 새로운 별이 생성되었다. 이러한 우주의 충돌은 약 80억~120억 년 전에 일어났는데, 당시 우주는 훨씬 더 활발한 진화 단계에 있었다"고 설명했다. 그녀는 "연구팀의 발견은 천문학에서 오랫동안 미스터리로 남아 있던 문제를 해결하는 데 한 걸음 더 다가가게 했다. 이는 초기 우주에서 은하가 어떻게 만들어졌는지에 대한 우리의 이해를 재정의할 것"이라고 덧붙였다. 네이처에 게재된 이 연구는 사우샘프턴 대학교, 중국 퍼플마운틴 천문대, 중국과학원 등이 협력해 수행했다. 연구팀은 칠레 아타카마 사막에 있는 세계 최대의 전파 망원경 ALMA를 사용해 먼 우주에서 별을 형성하는 100개 이상의 은하를 분석했다. 퍼플마운틴 천문대의 연구 책임자인 칭화 탄 박사는 팀이 멀리 떨어진 매우 밝은 은하에서 방출되는 빛의 분포를 살펴보는 새로운 기술을 사용해 이를 발견하게 됐다고 말했다. 그녀는 "이것은 멀리 떨어진 은하의 핵에 위치한 강렬한 별 형성 에피소드를 통해 구형 은하체가 직접 형성된다는 최초의 실제 증거다. 천체물리학자들은 수십 년 동안 이 과정을 이해하려고 노력해 왔다"고 부연했다. 그녀는 또 "이 은하들은 빠르게 형성된다. 가스가 블랙홀에 공급되도록 내부로 빨려 들어가 별의 폭발을 촉발시키는데, 별들은 우리 은하보다 10~100배 빠른 속도로 생성된다"고 설명했다. 연구진은 오픈소스 아카이브 프로젝트를 사용해 많은 먼 은하에 대한 고품질 관측 데이터를 수집했다. 연구팀은 JWST 및 유클리드(Euclid) 위성에 탑재된 망원경과 중국 우주정거장에서 수집한 데이터 및 연구 결과를 통합해 은하의 별 구성을 매핑할 것이라고 밝혔다. 풀리시 박사는 "이 연구는 초기 은하 형성에 대한 보다 완전한 그림을 제공하고, 우주가 태초부터 어떻게 진화해 왔는지에 대한 이해를 심화시킬 것"이라고 덧붙였다.
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[우주의 속삭임(85)] 우주 거대 은하 생성, 미스터리 해결 근접
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2025년, 구글 검색의 대격변…AI로 신뢰와 맞춤형 경험 강화
- 구글 검색이 2025년, AI 중심으로 새롭게 변모하며 IT 업계의 이목을 집중시키고 있다. 혁신적 기술을 통해 사용자 경험을 개선하고, 정보 신뢰성을 높이는 구글의 도전이 본격화된다. 순다르 피차이 구글 및 알파벳 CEO는 최근 뉴욕타임스 딜북 서밋에서 "2025년 초, 구글 검색은 지금과는 비교할 수 없을 정도로 새롭고 다양한 기능을 선보일 것"이라며 AI와의 융합을 통한 검색 엔진의 근본적인 변화를 예고했다. 더 복잡한 질문에 대한 해답을 제공하고, 사용자 경험을 혁신적으로 개선할 구글의 새로운 검색 엔진은 과연 어떤 모습일까? 피차이 "AI, 더 복잡한 질문 해결하는 도구로 진화할 것" 피차이는 "구글 검색이 단순한 검색을 넘어 사용자가 직면하는 복잡한 문제를 해결하는 도구로 진화할 것"이라고 강조했다. 이는 기존의 키워드 중심 검색에서 벗어나, 사용자 맞춤형 솔루션을 제공하려는 구글의 방향성을 보여준다. 특히, 구글이 개발한 BERT(자연어 처리 모델)와 MUM(다중 작업 통합 모델)은 텍스트, 이미지, 음성 등 다양한 정보를 통합해 처리하는 다중 모달(multimodal) 방식으로 검색의 품질을 끌어올리고 있다. 피차이는 이를 통해 "이전보다 복잡한 질문도 더욱 정교하게 처리할 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 제미나이 모델, 10억 명 사용자 대상 검색 결과 개선 중 피차이는 AI 기술이 검색 엔진에 미친 변화를 강조하며, 현재 사용되고 있는 제미나이(Gemini) 모델이 이미 10억 명 이상의 사용자를 대상으로 검색 결과를 개선하고 있음을 언급했다. 그는 "지난 몇 년간 AI 개요(Overview)를 통해 제미나이가 검색에서만 수억 명에게 사용되었다"며 "이제 막 시작 단계"라고 평가했다. 제미나이는 단순히 정보를 찾는 것을 넘어, AI가 생성한 요약과 답변을 제공하는 Search Generative Experience(SGE)로 대표된다. 이는 방대한 데이터를 분석해 신뢰할 수 있는 정보를 요약, 사용자에게 제시하는 방식이다. 정보 과잉 시대, 신뢰성 있는 정보 제공에 초점 피차이는 "정보가 넘쳐나는 세상에서 신뢰할 수 있고 이해 가능한 방식으로 제공되는 콘텐츠를 찾는 것이 점점 중요해지고 있다"며 "검색은 더욱 가치 있는 도구가 될 것"이라고 강조했다. 이는 방대한 정보 속에서 사용자에게 필요한 신뢰성 있는 정보를 효율적으로 제공하려는 구글의 의지를 보여준다. 그는 또한 유튜브와 페이스북 같은 플랫폼이 제공하는 정보 소비 방식을 제한하는 반면, 구글 검색은 이를 보완할 수 있는 도구임을 시사했다. 콘텐츠 창작자 보상 문제, 해결 과제로 남아 한편, 구글 검색이 콘텐츠 창작자들에게 충분한 보상을 제공하고 있는가에 대한 논란도 여전하다. 인터뷰에서 앤드류 로스 소킨은 구글이 콘텐츠 창작자들에게 더 많은 트래픽과 보상을 제공해야 한다고 지적했다. 이에 대해 피차이는 구글이 일부 콘텐츠에 대해 라이선스 계약을 맺고 있다고 답했다. 그는 "현재 레딧(Reddit), AP, 뉴욕타임스 등과 라이선스 계약을 체결하고 있으며, 이는 전 세계적으로 다양한 방식으로 이루어지고 있다"고 설명했다. 또한 "앞으로는 AI 모델을 위한 콘텐츠를 창작하고 이에 대한 보상을 받을 수 있는 시장이 생길 것"이라고 덧붙였다. 그러나 현재로서는 구글이 모든 콘텐츠를 라이선스하는 것은 아니라는 점도 인정했다. AI 기반 검색 생성 경험(Search Generative Experience) 등장 구글 검색은 2025년 새로운 전환점을 맞이할 것으로 보인다. 특히 AI 기반 검색 생성 경험(Search Generative Experience)이 등장할 것이다. 이는 단순히 AI 기술을 접목하는 수준을 넘어, 정보의 신뢰성과 사용자 맞춤형 결과를 강화하는 데 초점을 맞추고 있다. 그러나 창작자와 공정 사용 규정 문제는 여전히 풀어야 할 과제로 남아 있다. 피차이는 "정보는 인간의 본질"이라며, 구글이 이를 새로운 방식으로 재구성하려는 노력을 지속하고 있다고 말했다. 구글이 AI 시대에서 검색의 본질을 어떻게 정의할 것인지, 그 결과가 사용자와 창작자 모두에게 어떤 영향을 미칠지는 앞으로도 지속적인 관심을 받을 것이다. 2025년, 구글 검색은 AI 시대의 새로운 지평을 열겠다고 선언했다. 단순한 기술적 진보를 넘어 정보의 신뢰성, 사용자 맞춤형 결과, 그리고 창작자와의 공존이라는 과제를 동시에 안고 있다. 과연 구글은 이 험난한 도전을 성공적으로 헤쳐나가 사용자와 창작자 모두에게 만족스러운 결과를 선사할 수 있을까? AI 시대, 검색의 미래를 써내려 갈 구글의 행보에 IT 업계의 시선이 집중되고 있다.
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2025년, 구글 검색의 대격변…AI로 신뢰와 맞춤형 경험 강화
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오픈AI, 텍스트-비디오 AI 도구 소라 등 새로운 추론 모델 출시
- 챗GPT로 생성형 AI 시장을 선도하고 있는 오픈AI(OpenAI)가 풍성한 연말연시 상품을 출시했다. AI 스타트업이자 유니콘인 오픈AI는 5일부터 12일 동안 새로운 기능, 제품 및 데모로 구성된 '십마스(shipmas)' 기간을 진행한다. 더버지에 따르면, 오픈AI는 이 행사 중 이용자들이 오랫동안 기다려온 텍스트-비디오 AI 도구인 소라(Sora)와 새로운 추론 모델을 발표한다고 오픈AI의 상품 출시 계획에 정통한 소식통이 전했다. 오픈AI의 CEO인 샘 알트먼은 지난 4일 뉴욕타임스(NYT)의 딜북(DealBook) 콘퍼런스 무대에서 12일 동안의 행사 계획을 발표했다. 다만 행사에서 정확히 무엇을 선보일지는 밝히지 않았다. 오픈AI는 12일 동안 매일 신상품을 출시하거나 시연할 계획이다. 출시를 앞두고 오픈AI의 개발자를 비롯한 직원 몇몇이 소셜 미디어를 통해 출시 예정 제품에 대한 티저를 시작했다. 한 기술 직원은 "크리스마스 선물 목록에 뭐가 있나요?"라고 게시했고 다른 직원이 "십마스 트리를 세울 시간에 맞춰 돌아왔다"라고 적었다. 소라 책임자인 빌 피블스는 오픈AI가 "믿을 수 없는 것으로 돌아왔다"고 게시한 직원에게 "맞다"라는 한 마디로 답했다. 오픈AI의 수석 부사장도 IYKYK(If you know, you know)라고 대응했다. 임박한 소라의 출시는 아티스트들이 오픈AI가 "자신들의 작품을 무료 R&D 및 홍보에 사용한다“고 주장하는 데 항의해 모델을 유출한 지 몇 주 만에 이루어졌다. 수백 명의 아티스트들은 소라로 동영상을 생성할 수 있는 (초대 전용) 연구 미리보기를 활용해 2024년 내내 소라를 알파 테스트했다. 오픈AI의 전 CTO인 미라 무라티는 지난 3월 월스트리트저널에 소라가 연말까지 출시될 것이라고 말한 바 있다. 구글도 오픈AI의 소라 출시에 앞서 최신 생성형 AI 동영상 생성 모델을 선보였다. 구글 비오(Veo)는 이제 기업이 콘텐츠 생성 파이프라인에 통합할 수 있다. 원래는 오픈AI가 소라를 발표한 지 3개월 후인 5월에 공개되었지만, 비오는 현재 구글의 버텍스(Vertex) AI 플랫폼을 통해 비공개 미리보기로 제공되고 있다. 오픈AI가 12일 동안 발표하는 제품 중 하나로, 산타에서 영감을 받은 새로운 음성이 챗GPT에 포함될 수 있다. 일부 챗GPT 사용자는 음성 모드 버튼을 눈송이 모양으로 바꾸는 코드를 발견했다.
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오픈AI, 텍스트-비디오 AI 도구 소라 등 새로운 추론 모델 출시
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[퓨처 Eyes(61)] 10억 년 전 고대 유전자, 생쥐 탄생 혁명 주도
- 10억 년 전 지구를 지배했던 단세포 생물의 고대 유전자가 오늘날 생쥐 탄생을 가능하게 했다. 과학계를 놀라게 한 이번 연구는 줄기세포와 진화의 관계를 새롭게 조명하며 재생의학의 미래를 열 획기적인 발견으로 평가받고 있다. 홍콩 대학교와 독일 막스 플랑크 육상 미생물학 연구소의 공동 연구진은 단세포 생물에서 유래한 유전자를 생쥐 세포에 도입해 줄기세포를 생성했으며, 이를 통해 살아있는 생쥐를 탄생시키는 데 성공했다고 사이언스 얼럿(Science Alert)과 IFL사이언스 등 다수 외신이 전했다. 연구팀은 편모조류에서 발견되는 유전자를 쥐의 유전자와 교환함으로써 두 편모조류가 기능적으로 얼마나 유사한지 확인할 수 있었다. 홍콩 대학의 야 가오 박사와 데이지린 세나 탄, 독일 막스 플랑크 육상 미생물학 연구소의 마티아스 기르빅 박사가 이끄는 연구팀은 복제된 쥐의 줄기세포를 배양하고 게놈을 재프로그래밍하여 포유류의 Sox2 유전자를 동물과 가까운 단세포 생물인 동정편모충류[choanoflagellate, 후생동물의 가장 가까운 친척으로 여겨지는 생물로, 긴 편모(flagellum)를 가지고 있으며, 이 편모 주변을 둘러싼 깃(collar) 모양의 구조를 가지고 있는 게 특징] Sox 유전자로 대체해, 연구를 진행했다. 이 세포를 배아 쥐(마우스) 배반포에 주입한 다음, 임신한 쥐 대리모에 이식하는 임신, 출산, 양육 환경에서 배양했다. 영국 퀸 메리 대학의 유전학자 알렉스 드 멘도사는 사이언스얼럿에 "단세포 친척인 쥐에서 얻은 분자 도구를 사용해 성공적으로 쥐를 만들어냄으로써 우리는 거의 10억 년 전의 진화 과정에서 놀라운 기능의 연속성을 목격하고 있다"고 말했다. 멘도사는 "이 연구는 줄기세포 형성에 관여하는 핵심 유전자가 줄기세포 자체보다 훨씬 일찍 생겨났을 수 있음을 시사하는데, 아마도 우리가 보는 다세포 생명체의 길을 닦는 데 도움이 되었을 것"이라고 설명했다. 고대 유전자가 오늘날 동물 발달에 핵심적인 역할을 한다는 점을 실증한 이번 연구는 줄기세포의 기원과 재활용 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 제공한다. 고대 유전자, 다세포 생물 진화의 토대가 되다 약 10억 년 전, 지구에는 동물이나 식물 같은 다세포 생물이 존재하지 않았다. 당시 지구를 지배하던 단세포 생물 가운데 동정편모충류(choanoflagellates)는 오늘날 동물의 가장 가까운 친척으로 여겨진다. 동정편모충은 현미경으로 관찰할 정도로 작은 단세포 생물이지만, 이들의 유전체에는 포유류 줄기세포 형성을 돕는 것으로 알려진 Sox와 POU라는 유전자의 초기 버전이 포함되어 있다. 기존에는 줄기세포가 다세포 생물에서만 진화했을 것이라 여겨졌지만, 이번 연구는 단세포 생물에도 줄기세포 형성에 중요한 유전자가 존재했음을 보여준다. 연구진은 이 유전자들이 다세포 생물로 진화하는 과정에서 재활용되고 확장되었을 가능성을 제시하며, 고대 유전자의 가치를 새롭게 조명하고 있다. 생쥐 탄생의 비밀, 동정편모충류 유전자 연구진은 동정편모충류의 Sox 유전자를 생쥐 세포에 도입해 생쥐의 Sox2 유전자를 대체했다. Sox2는 포유류 줄기세포의 다능성(모든 세포로 분화할 수 있는 능력)을 유지하는 데 중요한 유전자다. 놀랍게도 동정편모충의 Sox 유전자 역시 생쥐 세포에서 동일한 기능을 수행할 수 있었다. 동물은 '다능성'이라고 알려진 특징을 가지고 있다. 다능성은 배아 줄기세포가 분화하여 완전히 발달된 유기체를 구성하는 다양한 조직으로 발달할 수 있는 능력을 말한다. 동물에 인접한 미생물에 대한 이전 연구에 따르면 다능성의 기원은 다세포성보다 앞선 것으로 나타났다. 이것이 사실이라면, 이는 동물의 진화 결과가 아니라 동물 진화의 원동력 중 하나일 수 있다. 생쥐 세포는 동정편모충 유전자의 도움으로 유도만능줄기세포(iPSC) 상태로 전환되었으며, 이를 발달 중인 생쥐 배아에 주입한 결과 키메라 생쥐(마우스)가 탄생했다. 키메라 생쥐는 서로 다른 유전자를 가진 두 세포 집단이 공존하는 동물로, 이번 실험에서는 줄기세포의 영향을 받아 맨 위의 사진에서 보이는 것처럼 검은 털 반점과 어두운 눈 등의 특징을 가진 생쥐가 만들어졌다. 이 발견은 단세포 생물의 간단한 유전자가 다세포 생물의 복잡한 발달에 얼마나 중요한 역할을 할 수 있는지 명확히 보여준다. 고대 유전자, 재생의학의 미래를 열다 줄기세포는 손상된 조직을 복원하거나 질병 치료에 사용될 수 있는 '만능 세포'로, 재생의학의 핵심이다. 일본의 야마나카 신야(山中 伸弥) 박사가 2012년 노벨 생리학·의학상을 수상한 연구를 통해, 일반 세포를 줄기세포로 변환하는 기술이 세상에 알려졌다. 그는 Sox와 POU 유전자를 포함한 4가지 인자를 활용해 줄기세포를 유도했다. 이번 연구는 야마나카 박사의 연구를 기반으로 더 나아가, 고대 단세포 생물의 유전자를 활용해 줄기세포를 생성했다. 이는 줄기세포 형성 메커니즘이 생명 진화 초기 단계부터 존재했음을 강력히 뒷받침한다. 진화에서 재활용된 유전자, 재생의학의 열쇠 연구진은 동정편모충 유전자들이 초기 생명체의 기본적인 세포 기능을 조절하는 역할을 했으며, 이후 다세포 생물이 출현하면서 더 복잡한 기능으로 진화했을 가능성을 제시한다. 이를 "10억 년에 걸친 기능적 연속성"이라 설명하며, 진화생물학과 재생의학이 맞닿은 접점임을 강조한다. 홍콩대 랄프 야우흐(Ralf Jauch) 박사는 "고대 유전자 연구는 다능성 메커니즘을 더욱 정밀하게 조정하고 최적화할 방법을 제시할 것"이라며, 동정편모충 유전자의 합성 버전을 개발해 기존 유전자보다 효율적으로 작동할 가능성도 시사했다. 이번 연구는 고대 단세포 생물이 현대 생명공학에 얼마나 큰 영감을 줄 수 있는지 보여준다. 단세포 생물의 유전자가 다세포 생물의 기원과 발전에 중요한 역할을 했다는 사실은 줄기세포 연구와 재생의학의 새로운 가능성을 열고 있다. 줄기세포와 진화라는 두 축이 만들어갈 생명과학의 미래가 더욱 기대된다. 한편, 이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 게재됐다.
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[퓨처 Eyes(61)] 10억 년 전 고대 유전자, 생쥐 탄생 혁명 주도
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[우주의 속삭임(83)] 금성, 생명체 존재했던 '푸른 행성'이었을까? 연구 결과는 '회의적'
- 지구와 쌍둥이처럼 흡사한 금성에 과연 생명체가 존재하고 있었을까. 최근 과학계에서는 금성이 과거 생명체가 있었을 가능성에 대한 논쟁이 뜨겁다. 금성은 태양계의 두 번째 행성이지만 금속 눈, 이산화탄소 대기, 수많은 화산과 산성비가 내려 지구의 '사악한 쌍둥이'로 불리고 있다. 지구와 질량 및 태양과의 거리가 비슷한 금성은 현재 납도 녹일만큼 뜨거운 표면 온도(섭씨 약 500도)와 황산 구름으로 뒤덮인 '지옥의 행성'이다. 하지만 고대에는 지구와 훨씬 유사한 환경이었을 것이라는 추측이 지배적이었다. 새로운 연구 "금성은 탄생부터 뜨거웠다" 최근 영국 케임브리지 대학교 연구팀은 금성의 대기 화학 조성을 분석한 결과, 금성 표면에 물로 이루어진 바다가 존재했을 가능성이 낮다는 연구 결과를 발표했다고 스페이스 닷컴이 2일(현지시간) 보도했다. 이는 '금성은 탄생부터 뜨거웠다'는 가설에 힘을 실어주고 있다. 연구팀은 금성 대기 중 물, 이산화탄소, 카르보닐황화물의 파괴 속도와 화산 활동을 통한 보충 속도를 분석했다. 화산 활동은 행성 내부 물질을 표면으로 운반하고 가스 형태로 방출하기 때문에 행성 내부 상태를 파악하는 중요한 지표가 된다. 지구의 화산 폭발은 물이 풍부한 내부 구조 때문에 대부분 수증기로 이루어져 있다. 반면, 금성의 화산 가스에서 수증기가 6%에 불과하다는 사실을 연구팀은 발견했다. 이는 금성 내부가 매우 건조하며, 표면에 바다를 형성할만큼 충분한 물을 가지고 있지 않았음을 시사한다. 금성은 극도로 두꺼운 대기를 가지고 있으며, 이산화탄소가 풍부한 대기에 의해서 온실효과가 발생해 금성 표면의 온도를 섭씨 약 460도까지 높인다. 이산화탄소에 의한 온실효과가 없다고 가정한다면 금성의 온도는 현재 지구의 표면 온도와 비슷하게 된다. "금성, 지구와 다른 진화 과정을 거친 행성" 이번 연구를 이끈 테레자 콘스탄티누 케임브리지 대학 천문학 연구소 박사 과정 연구원은 "금성은 태양계 외행성 연구에 중요한 의미를 지닌다"며 "생명체 거주 가능 구역의 경계에서 지구와 매우 다른 진화 과정을 거친 행성을 탐구할 수 있는 기회를 제공하기 때문"이라고 설명했다. 2029년 발사 예정인 미 항공우주국(나사·NASA)의 다빈치(DAVINCI) 미션은 금성 대기 탐사를 통해 이러한 의문에 답을 제시할 것으로 기대된다. 다빈치 탐사선은 금성 대기를 통과하며 중요한 데이터를 수집하고, 착륙 과정에서 7초간 금성 표면을 관측할 수 있을 것으로 예상된다. "생명체 존재 가능성 낮지만, 외계 행성 연구에 중요한 단서 제공" 콘스탄티누 연구원은 "과거 금성에 생명체가 살 수 있었다면, 이미 발견된 외계 행성들에도 생명체가 존재할 가능성이 높아진다"면서도 "하지만 이번 연구 결과는 금성과 유사한 외계 행성들이 생명체 거주 가능성이 낮음을 시사한다"고 밝혔다. 연구팀은 금성이 과거 지구와 유사한 환경이었기를 바랐지만, 이번 연구 결과는 그렇지 않았음을 보여준다. 이에 연구원은 "실망스럽지만, 최소한 우리가 아는 생명체가 존재할 가능성이 높은 행성에 탐사를 집중하는 것이 더욱 효율적"이라고 강조했다. 이번 연구 결과는 천문학 및 천체물리학 분야의 온라인 국제전문학술지 '네이처 천문학(Nature Astronomy)'에 게재됐다. 금성은 왜 지구의 '사악한 쌍둥이' 행성일까? 금성은 지구와 질량과 크기, 구성 성분 등이 비슷한 행성이다. 그로 인해 종종 금성은 '지구의 사악한 쌍둥이'라는 별명으로 불리고 있다. '사악한 쌍둥이'는 비록 쌍둥이로 태어났지만 살면서 서로 다른 길을 걸어 결국에는 다른 운명을 맞이한 사람을 부를 때 쓰는 용어다. 그렇다면 행성인 금성을 지구의 사악한 쌍둥이라고 부르는 이유는 무엇 때문일까. 금성과 지구는 태양계 행성 중에서 마치 쌍둥이처럼 크기와 질량이 가장 비슷하다. 금성의 지름은 지구의 약 95%이고, 질량은 81%정도다. 밀도도 비슷해서 중력도 거의 같다. 그로 인해 초기 태양계 형성 당시 지구와 금성은 비슷한 구성성분으로 이루어져 있었을 것으로 추정된다. 암석형 행성이라는 공통점도 있다. 이와 같이 쌍둥이처럼 닮은 점도 있지만, 금성과 지구의 환경은 극명하게 다르다. 지구는 생명체가 번성하는 푸른 행성이지만, 금성은 표면 온도가 464℃에 달하고 대기압이 지구의 92배에 달하는 고온 고압의 환경이다. 게다가 금성의 대기는 이산화탄소로 가득차 있고 황산 구름이 뒤덮고 있어 생명체가 살 수 없는 마치 '지옥'과 같은 환경이다. 이처럼 금성은 지구와 쌍둥이처럼 닮았지만 전혀 다른 운명을 맞이한 '사악한 쌍둥이'와 같은 양상을 보이고 있다. 즉, 금성은 지구와 전혀 다른 극단적인 환경으로 인해 생명체가 살 수 없어서 '사악한 행성'이 된 것이다.
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[우주의 속삭임(83)] 금성, 생명체 존재했던 '푸른 행성'이었을까? 연구 결과는 '회의적'
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[신소재 신기술(139)] 중국, 소행성 탐사용 고양이 닮은 4족 로봇 개 개발
- 중국 연구원들이 소행성의 울퉁불퉁하고 중력이 낮은 표면을 뛰어넘을 수 있는 인공지능(AI) 기반 로봇 개를 제작했다. 하얼빈 공업대학 연구진은 고양이가 몸을 비틀고 발로 착지하는 능력에 영감을 받아 강화 학습을 이용한 소행성 탐사용 4족 로봇 개를 개발했다고 인터레스팅엔지니어링이 보도했다. 중국의 한 온라인 매체에 따르면 이 로봇은 네 다리를 무거운 안정화 하드웨어에 의존하는 대신 '모델 없는' 제어 시스템을 사용해 동작을 조정한다. 이러한 설계 덕분에 로봇은 공중에서 자세를 조정하고 기울기를 수정하며 방향을 바꿀 수 있다. 이는 작은 천체를 탐사하는 방식을 변화시켜 우주 탐사의 새로운 가능성을 제시하고 멀리 떨어진 천체에 대한 이해를 높일 수 있다. 저중력 혁신 저중력은 현재 연구중인 소행성 탐사에서 로봇이 해결해야 할 중요한 난제다. 태양계 생성의 유물인 이 행성들은 백금과 같은 자원이 풍부해 미래 우주 연구에 도움이 될 수 있다. 또한 태양계의 기원에 대한 중요한 통찰력을 제공할 수 있다. 그러나 기존의 바퀴 달린 탐사선은 중력이 지구의 수천 분의 1에 불과해 견인력을 얻기 어렵기 때문에 큰 어려움에 직면해 있다. 연구팀은 충돌, 제어할 수 없는 회전 또는 로봇이 땅에서 튕겨져 나갈 수 있는 다리 힘의 불균형 문제를 해결하는 데 집중했다. 에어 서스펜션 기술을 사용하여 미세중력 시뮬레이션 플랫폼을 개발하여 제어 기술을 테스트하고 로봇이 안전하게 착륙하고, 후속 도약을 위해 요(yaw)를 수정하거나 자유 낙하 중 고도 편차를 수정할 수 있는지 확인했다. 그동안 우주 기관이 소행성에 우주선을 착륙시켜 샘플을 채취하는 데 성공한 적은 있지만, 장기적으로 표면 탐사를 수행할 수 있는 탐사선을 보낸 임무는 아직 없다. 홍콩 매체 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 이 점핑 로봇의 성공은 소행성 탐사를 변화시켜 소멸 소행성에 대한 새로운 연구의 길을 열고 우주 자원 활용을 개선할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 점프 안정화 연구팀은 중력이 낮은 천체에서 점프하는 동안 스스로 안정화할 수 있는 로봇을 개발했다. 이러한 환경에서는 점프할 때마다 로봇이 최대 10초 동안 공중에 떠 있는 상태가 유지되는 데, 이는 다리 힘의 불균형으로 인해 로봇이 제어되지 않고 회전하거나 심지어 우주로 표류하고도 남는 시간이다. 이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 강화 학습, 특히 근거리 정책 최적화를 사용해 가상 시뮬레이션에서 로봇을 훈련시켰다. 7시간에 걸쳐 AI는 안정적인 착륙을 위해 움직임을 개선하고 몇 초 내에 피치(pitch), 롤(roll), 요(yaw)를 수정하는 방법을 학습했다. 예를 들어 140도의 가파른 전방 기울기로 발사했을 때 로봇은 단 8초만에 안정화되었고, 공중에서는 최대 90도까지 회전해 방향을 바꿀 수 있었다. 저중력을 이겨내고 점프 동작을 안정화시킨 중국의 로봇 개가 소행성 탐사 현장에 언제 투입될지 귀추가 주목된다.
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[신소재 신기술(139)] 중국, 소행성 탐사용 고양이 닮은 4족 로봇 개 개발
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[기후의 역습(93)] AI, 역사적 기후 극단 현상 발견
- 인공지능(AI)으로 지구의 극한 기온을 분석한 연구 결과가 나왔다. 전 세계에는 3만 개가 넘는 기상 관측소가 있다. 관측소는 매일 기온, 강수량 및 기타 기상 관련 지표를 측정한다. 이 자료는 기상학자들이 월별 및 연간 기후 정보를 생성하기 위해 분석해야 할 엄청난 양의 데이터이다. 기상학자들이 최근 기상 데이터 세트에 AI 기술을 적용해 유럽의 극한 기온을 분석했다. 이를 기존의 분석과 비교한 결과 일치도가 탁월한 것으로 나타났다. 나아가 AI 분석은 과거에 알려지지 않은 기후 극한 현상도 추가로 발견했다고 PHYS가 전했다. 기상학자들의 이번 연구는 네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐다. 기후 변화로 인해 일부 지역에서는 비가 더 많이 내리거나 더위의 극한도 증가하고 있다. 현재 전 세계 육지 면적의 30% 이상이 매년 2-시그마 통계 수준을 넘는 월별 기온을 기록하고 있으며, 이는 1950년의 약 1%에서 대폭 증가한 수치다. 기온을 분석하는 데 있어 중요한 문제는 일부 기상 관측소의 데이터가 부족하다는 것이다. 유인 기상 관측소는 손상되거나, 관측자가 바뀌거나 교체되지 않는 등 연속성이 떨어진다. 관측 기술은 이전 계측과 상관관계가 있어야 하는데, 예컨대 아프리카와 극지방 등의 지역은 충분한 정보를 제공하지 않는다. 함부르크 소재 독일 기후 컴퓨팅 센터의 연구팀은 극한 기온이 AI의 신경망 기술을 적용하기에 적합한 영역이라고 판단했다. 연구팀은 전 세계 다른 곳보다 더 오래 전부터 기상 관측소가 밀집된 유럽에 초점을 맞췄다. 연구진은 AI를 사용해 유럽의 기후 극한 상황에 대한 기상 관측치를 재구성했다. 유럽의 기온 관측소는 밀도가 높기 때문에 기존의 통계적 방법은 효과적일 수 있다. 한 관측소에 온도계가 없어도 인근의 관측소를 통해 예측할 수 있기 때문이다. 관심 지점에서 인근 관측소까지의 거리와 함께 측정된 값을 사용해 관심 위치의 온도를 예측하는 방법이며, 계산에서 거리나 각도에 가중치를 부여해 산정한다. 그러나 근처 관측소의 데이터가 부족하거나 누락되면 성능이 떨어진다는 문제가 있다. 연구팀이 적용한 AI 방법론은 지난 몇 년 동안 누락된 기후 정보를 적정 가중치를 적용해 재구성하고 불확실성을 정량화해 빈 데이터 공간을 채우는 것이었다. 그 결과 기존의 통계 방법에 의한 채우기보다 성능이 우수한 것으로 나타났다. 연구팀이 사용한 AI 모델은 CMIP6 아카이브(결합 모델 상호 비교 프로젝트: 과거 기후, 현재 기후 및 미래 기후를 계산하는 대기와 해양을 결합한 기후 모델의 글로벌 협업)의 지구 시스템 모델을 사용, 과거 시뮬레이션을 통해 훈련을 받고 비교했다. 연구팀은 CRAI(기후 재구성 AI)라고 부르는 딥러닝 기술이 따뜻한 날(일일 최고 기온이 90번째 백분위수보다 높은 날의 비율), 시원한 날(일일 최고 기온이 10번째 백분위수보다 낮은 날의 비율)을 계산하는 데 여러 기존의 방법보다 성능이 뛰어나다는 것을 발견했다. 따뜻한 밤과 시원한 밤에 대해서도 마찬가지였다. 연구진은 또 이를 유럽 도메인의 HadEX3 데이터 세트에 있는 모든 필드를 재구성하는 데 적용했다. HadEX3는 1901~2018년까지 격자로 구분한 지구 표면의 극한 기온과 강수량에 대한 80개 이상의 지수로 구성되어 있다. 여기에서도 AI 기술은 과거의 극단적인 기상을 재구성하고, 소위 '재분석 데이터 세트'에서 다루지 않은 시간 간격에 걸친 공간적 추세를 드러내는 능력을 보여주었다. 기후 재분석은 기후 모델과 사용 가능한 관측치를 함께 활용해 관측 데이터베이스의 격차를 메워주었다. CRAI는 1929년의 한파와 1911년의 폭염 등 이전에는 알려지지 않았던 유럽의 극단적인 기상 상황도 밝혀냈다. 연구팀은 "우리의 연구는 이 접근법을 글로벌 규모 또는 데이터가 부족한 지역에 적용해야 할 필요성과 장점을 모두 보여준다"라며 "실제로 우리의 AI 기반 재구성은 특히 데이터 부족이 심한 지역에서 기존 통계적 방법보다 더 높은 정확도를 보여주었다"라고 셜명했다. 연구팀은 이러한 CRAI 모델을 학습하면 더 많은 양의 정보를 활용할 때 정확도가 향상될 것이라고 덧붙였다.
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[기후의 역습(93)] AI, 역사적 기후 극단 현상 발견
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삼성전자, 국내 ETF 시장서 퇴출 잇달아…AI 반도체 경쟁력 약화로 '위기 신호'
- 삼성전자가 국내 상장지수펀드(ETF) 시장에서 지속적으로 외면받고 있다. 금융정보업체 연합인포맥스에 따르면, 삼성전자가 올해 연초 대비 7개의 ETF에서 제외되며 시장의 경고등이 켜졌다. 고대역폭 메모리(HBM) 기술 경쟁력 약화와 AI 반도체 공급망에서의 입지 축소가 주요 원인으로 분석된다. 반면 경쟁사인 SK하이닉스는 같은 기간 8개의 ETF에 새롭게 편입되며 시장에서의 입지를 확고히 하고 있다. 전문가들은 이는 글로벌 반도체 시장에서의 권력 이동을 보여주는 단면이라고 평가한다. [미니해설] ETF 시장이 보여주는 반도체 '權力' 이동… 삼성전자, 위기 탈출 '묘수'는? 'KODEX K-메타버스액티브', 'TIGER 글로벌AI액티브' 등… 삼성전자, ETF서 줄줄이 '낙방'AI 반도체·HBM 주도권 뺏긴 삼성전자… "기술 경쟁력 회복이 '관건'" 올해 들어 삼성전자를 제외한 ETF는 ▲'KODEX K-메타버스액티브' ▲'TIGER 글로벌AI액티브' 등 전략형 ETF뿐 아니라 ▲'KODEX 배당성장'과 같은 배당형 ETF에 이르기까지 다양하다. 특히 한국거래소의 6월 정기변경 심사를 통해 '코스피 배당성장 50지수'에서 제외된 점이 주요한 배경으로 작용했다. 이는 삼성전자가 AI 반도체 시장에서의 경쟁력을 상실하고, HBM 기술에서도 SK하이닉스와의 격차를 좁히지 못한 결과로 풀이된다. SK하이닉스와의 대비 반면, 경쟁사 SK하이닉스는 ETF 시장에서 강세를 이어가고 있다. 삼성전자가 올해 4개의 신규 ETF에 편입된 데 비해 SK하이닉스는 8개의 ETF에 새로 포함됐다. 특히 'ACE 글로벌반도체TOP4 Plus SOLACTIVE'는 메모리 반도체 부문 주요 종목을 삼성전자에서 SK하이닉스로 변경하며 삼성전자의 비중을 18.63%에서 3.21%로 대폭 축소하는 대신, SK하이닉스의 비중은 18.95%까지 확대했다. 'UNICORN 생성형AI강소기업액티브'에서도 SK하이닉스는 연초 포함되지 않았으나, 현재는 9.33%의 비중을 차지하며 새로운 AI 반도체 강자로 인정받고 있다. 이는 AI 반도체 관련 ETF의 리밸런싱 과정에서 SK하이닉스가 삼성전자보다 더 높은 경쟁력을 인정받았음을 보여준다. 반도체 산업의 지각변동 한 자산운용사 관계자는 "ETF 구성 종목의 조정은 투자자들의 수익 극대화를 위한 필수 과정"이라며, "SK하이닉스의 비중 확대는 반도체 산업 트렌드 변화에 따른 자연스러운 결과"라고 설명했다. ETF 시장은 산업 구조 변화를 빠르게 반영하는 지표로 작용한다. AI 반도체 테마가 글로벌 증시를 강타하면서 관련 ETF가 국내외에서 잇달아 출시되는 상황에서, 삼성전자는 이 흐름에서 소외됐고 SK하이닉스는 선두 주자로 부상했다. 삼성전자의 과제와 향후 전망 삼성전자는 전통적으로 안정적인 배당 정책과 세계 1위 반도체 기업의 위상을 바탕으로 ETF 시장에서 주요 종목으로 자리 잡아 왔다. 하지만 최근 AI 반도체 분야에서의 입지 약화와 메모리 반도체 경쟁력 하락이 부정적인 영향을 미치고 있다. ETF 시장에서의 신뢰를 회복하려면 삼성전자가 기술 경쟁력을 회복하고 AI 반도체 분야에서 주도권을 다시 확보해야 한다는 지적이 나온다. 한 증권 애널리스트는 "ETF 시장은 미래 산업의 방향성을 보여주는 중요한 지표"라며, "삼성전자의 경우 기술 혁신을 통해 장기적인 신뢰를 회복하는 것이 중요하다"고 강조했다. ETF 시장의 변동, 투자자들에게 주는 메시지 ETF는 산업 트렌드의 변화를 실시간으로 반영하며 투자자들에게 새로운 투자 기회를 제공한다. 삼성전자의 ETF 편출은 단순한 지표 이상으로, 국내 증시와 반도체 산업의 변화를 반영하는 중요한 신호로 해석된다. 이는 투자자들에게 종목 구성 변화 흐름을 주시하고, 장기적 관점에서의 전략적 접근을 요구하는 메시지를 던진다. 삼성전자의 위기와 SK하이닉스의 부상은 국내 반도체 산업의 구조적 변화를 상징적으로 보여준다. 앞으로 삼성전자가 기술 혁신과 공급망 확충을 통해 이 위기를 어떻게 극복할지 귀추가 주목된다.
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- 경제
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삼성전자, 국내 ETF 시장서 퇴출 잇달아…AI 반도체 경쟁력 약화로 '위기 신호'
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[먹을까? 말까?(81)]"끓인 물 마시면 미세 플라스틱 걱정 뚝?"…간단한 방법으로 식수 오염 줄인다
- 물을 끓여서 마시면 미세 플라스틱을 현저히 낮출 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 식수에서 미세 플라스틱을 아주 간단하게 제거할 수 있는 방법이 공개됐다. 바로 끓인 물이다. 생수에서 미세 플라스틱이 발견됐다는 보도가 나온 후 물을 마실 때마다 '이 물은 과연 안전할까?'라고 끝없이 되묻게 된다. 미세 플라스틱은 특히 음식과 물을 통해 우리 몸속 깊숙이 침투하여 건강에 대한 우려를 높이고 있기 때문이다. 중국 광저우 의과대학과 지난 대학의 연구진은 최근 물에서 미세 플라스틱을 제거하는 간단하고 효과적인 방법을 발견했다고 사이언스얼라트가 보도했다. 연구진은 연수와 경수(미네랄 함량이 높은 물)를 사용하여 실험을 진행했다. 지난 2월 발표된 논문에서 연구진은 "중앙 집중식 정수 시스템을 통과하는 나노/미세 플라스틱(NMP)은 식수를 통해 인체에 잠재적인 건강 위험을 초래할 수 있어 전 세계적으로 우려가 커지고 있다"고 밝혔다. 물 끓이면 나노 플라스틱 최대 90% 제거 연구진은 물에 나노 플라스틱과 미세 플라스틱을 넣고 끓인 후 침전물을 걸러내는 방식으로 실험을 진행했다. 그 결과, 물의 종류에 따라 효과는 다르지만, 끓이고 거르는 과정을 통해 최대 90%의 나노 플라스틱이 제거되는 것으로 나타났다. 나노 플라스틱은 크기가 1마이크로미터(㎛) 미만인 아주 작은 플라스틱 입자를 말한다. 눈에 보이지 않을 정도로 너무 작아서 '눈에 보이지 않는 플라스틱'이라고도 부른다. 바다나 강에 버려진 플라스틱 쓰레기, 플라스틱 미세 섬유 등이 햇빛과 바람, 파도 등에 의해 작게 분해되어 나노 플라스틱이 된다. 미세 플라스틱은 나노 플라스틱보다 큰 약 5mm 미만으로 쪼개진 플라스틱 조각을 말한다. 미세 플라스틱과 나노 플라스틱은 뇌와 혈액, 생식기 등 인체 곳곳에서 발견되어 건강에 악영향을 미치고 있다. 광저우 의과대학의 생물의학 엔지니어 유지민과 연구진은 "이 간단한 물을 끓이는 전략은 가정의 수돗물에서 NMP를 '제거'할 수 있으며, 식수를 통한 인체 NMP 섭취를 무해하게 줄일 수 있는 잠재력이 있다"고 설명했다. 경수, 가열 시 석회질 생성으로 미세 플라스틱 제거 효과 높아 특히 경수는 가열하면 자연적으로 석회질(탄산칼슘)이 생성되어 미세 플라스틱 제거 효과가 더 높은 것으로 나타났다. 주방에서 물을 끓이는 주전자나 전기 포트(주전자)에 하얗게 남아 있는 석회질은 온도 변화에 따라 용액에서 탄산칼슘이 빠져나오면서 플라스틱 표면에 형성되는데, 이 과정에서 플라스틱 조각들이 석회질에 효과적으로 갇히게 된다. 연구진은 "실험 결과, 끓일 때 물의 경도가 증가할수록 나노 플라스틱 침전 효율이 증가하는 것으로 나타났다"며 "예를 들어 탄산칼슘 농도가 80mg/L일 때 34%였던 침전 효율은 180mg/L과 300mg/L에서 각각 84%와 90%로 증가했다"고 밝혔다. 탄산칼슘이 적게 용해된 연수에서도 약 25%의 NMP가 물에서 제거되었다. 연구진은 석회질이 붙은 플라스틱 조각들은 차를 거르는 데 사용하는 스테인리스 스틸 망과 같은 간단한 필터를 통해 제거할 수 있다고 설명했다. 끓인 물 마시기, 미세 플라스틱 노출 줄이는 현실적 전략⋯"일상생활 속 실천 중요" 과거 연구에서는 식수에서 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 미세 플라스틱 조각들이 검출된 바 있다. 이는 우리가 모르는 사이에 매일 다양하게 많은 양을 섭취하고 있는 것들이다. 연구진은 끓인 물 전략을 최종적으로 검증하기 위해 더 많은 나노 플라스틱 입자를 추가했으며, 그 결과 효과적으로 입자 수가 감소하는 것을 확인했다. 연구진은 "끓인 물을 마시는 것은 전 세계적으로 NMP 노출을 줄이는 현실적인 장기 전략"이라며 "끓인 물을 마시는 것은 지역적 전통으로 여겨지며 일부 지역에서만 행해지고 있다"고 지적했다. 플라스틱이 전 세계를 뒤덮고 있는 가운데, 연구진은 끓인 물을 마시는 것이 더욱 널리 보편화되기를 희망하고 있다. 미세 플라스틱, 장내 미생물 변화 및 항생제 내성과 연관⋯추가 연구 필요 아직 플라스틱이 우리 몸에 정확히 어떤 손상을 주는지 확실하지 않지만, 건강에 해롭다는 것은 분명하다. 플라스틱은 이미 장내 미생물 변화 및 신체의 항생제 내성과 연관된 것으로 밝혀졌다. 이번 연구를 진행한 연구진은 끓인 물이 인체 내 인공 물질 유입을 막고, 미세 플라스틱의 부정적인 영향에 대응할 수 있는 방법에 대한 추가 연구가 필요하다고 강조했다. 연구진은 "이번 연구 결과는 인간의 NMP 노출을 줄이는 매우 실현 가능한 전략을 입증했으며, 더 많은 샘플을 사용한 추가 연구의 기반을 마련했다"고 밝혔다. 이 연구는 환경 과학 및 기술 레터(Environmental Science & Technology Letters)에 게재됐다.
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- 생활경제
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[먹을까? 말까?(81)]"끓인 물 마시면 미세 플라스틱 걱정 뚝?"…간단한 방법으로 식수 오염 줄인다
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[기후의 역습(91)] 기후 변화로 인한 산불, 새로운 치매 원인으로 급부상
- 기후가 더 따뜻하고 건조해지면서 산불 발생이 빈번해지고 지역적으로도 대폭 확대되고 있다. 이로 인해 수천만 명이 치매 위험에 처할 수 있다는 연구가 발표돼 주목받는다고 데일리메일이 전했다. 펜실베이니아 대학교와 캘리포니아의 카이저 퍼머넌트 공동 연구진의 분석 결과 산불로 인한 대기 오염에 노출된 사람들은 단 3년 동안의 노출만으로 치매에 걸릴 위험이 18% 더 높아지는 것으로 나타났다. 산불이 아닌 산업용 제조 또는 자동차 등의 오염에 노출된 사람들은 치매 위험이 1% 더 높아졌을 뿐이다. 초미세먼지(PM2.5)로 알려진 오염 물질에 장기간 노출되는 것이 치매에 걸릴 위험을 높인다는 사실은 이미 알려져 있다. 그러나 산불로 인해 생성되는 미세한 오염 물질(재, 일산화탄소 및 이산화탄소, 포름알데히드, 휘발성 화합물, 기타 발암 물질)이 사람들의 뇌에 어떤 영향을 미치는지는 알려진 바가 적다. 연구진은 2008~2019년까지 캘리포니아에서 평균 3년 동안 산불 오염에 노출된 120만 명의 의료 기록을 분석했다. 캘리포니아 산림 화재 보호국(CAL FIRE)에 따르면 그동안 9만 157건의 산불이 발생했으며, 약 8만 1000명이 치매 진단을 받았다. PM2.5는 지름 2.5마이크로미터 미만의 초미세먼지로 흡입을 통해 폐로 들어갈 만큼 작다. 연구진은 이 입자가 혈류로 들어가 몸 전체를 순환하면서 뇌의 보호 장벽을 관통한다고 추정했다. 그리고 이것이 뇌의 악화를 가속화하고 치매로 이어질 수 있다고 결론지었다. 이 연구는 알츠하이머병, 루이소체 치매, 혈관성 치매, 전두측두형 치매, 파킨슨 치매 및 불특정 치매 진단을 두루 분석하고 있다. PM2.5는 가스, 디젤, 목재, 제조 및 정유 공장의 연소 등으로 발생하지만, 산불로 인해 방출되는 것이 더욱 해롭다고 연구진은 밝히고 있다. 2020년 65세 이상의 미국인 700만 명이 치매를 앓고 있었고, 2019년 70세 이상의 성인 중 치매를 앓고 있는 비율은 10%였다. 현재 추세가 계속된다면 2030년까지 900만 명 이상의 미국인이 치매를 앓고, 2040년까지 그 숫자는 1200만 명까지 늘어난다. 그러나 이번 연구는 다른 결과를 보여 준다. 산불이 흔해짐에 따라 치매 진단이 더욱 늘어날 것이라는 예측이다. 연구진은 이에 대한 추가 연구가 반드시 필요하다고 주장했다. 또 소수 민족과 빈곤 지역 주민 등 취약한 인구 집단에 대해서는 대기 오염을 완화하기 위한 노력이 배가되어야 한다고 지적했다. 한편 메릴랜드 대학 연구진에 따르면 전국적으로 산불로 인해 소실된 면적은 2001~2023년까지 매년 약 5.4%씩 증가했다. 이로 인해 PM2.5의 발생도 크게 늘었다. PM2.5의 과도한 증가는 뇌세포의 방어 시스템을 무력화해 세포 손상, DNA 돌연변이 및 세포 기능 장애로 이어질 수 있다. 또한 심장병, 암 및 알츠하이머병 발생 위험을 높인다. 연구진은 또 산불로 발생하는 PM2.5가 뇌의 건강한 균형을 유지하고 감염과 싸우며 뇌에서 유해물질을 제거하는 면역 세포를 과도하게 활성화시킬 수 있다고 말했다. 과도한 활성화는 뇌와 척수에 해로운 영향을 미칠 수 있다. 나아가 세포독성 인자를 대량으로 생성해 건강한 세포를 손상시키거나 죽인다. 연구진은 PM2.5의 과도한 노출은 신체의 정상적인 대사를 방해해 간접적으로 치매를 유발함은 물론, 혈전, 과도한 출혈, 뇌혈관 기능 장애 및 뇌졸중의 위험을 증가시킬 수 있다고 지적했다. 이는 치매의 근본적인 위험 요인이 될 수 있다. 연구에 따르면 2018년 산불로 인한 경제적 피해는 막대했으며, 그중 의료비도 약 1490억 달러에 달했다.
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- IT/바이오
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[기후의 역습(91)] 기후 변화로 인한 산불, 새로운 치매 원인으로 급부상
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[신소재 신기술(138)] 세포가 쓴 일기, 이젠 읽을 수 있다!
- 과학자들이 세포가 스스로 역사를 기록할 수있도록 돕는 혁신적인 기술인 'DNA 타자기'를 개발했다고 뉴욕타임스가 지난 25일(현지시간) 보도했다. 이 기술은 세포가 자신의 DNA에 정보를 기록하는 방식으로, 세포 분열과 환경 변화 등 다양한 생물학적 사건을 추적할 수 있는 방법을 제시한다. 스위스 바젤 대학교의 알렉스 시어 박사는 "이 기술은 발달생물학자들이 오랫동안 꿈꿔온 도구"라며, "세포 분열뿐만 아니라 환경 변화나 단백질 생성 등 중요한 생물학적 이벤트까지 기록할 수 있다"고 밝혔다. DNA 타자기란? DNA 타자기는 세포가 자신의 DNA에 일종의 '기록'을 남길 수 있도록 고안된 기술이다. 이는 DNA 편집 기술인 CRISPER(크리스퍼)를 기반으로 개발됐다. CRISPER은 DNA의 특정 부위를 절단하거나 삽입할 수 있는 유전자 가위 기술로, 이를 활용해 세포가 다양한 생물학적 정보를 스스로 추가하며 자신의 '역사'를 저장할 수 있도록 만든 것이다. 다시 말해 이 기술은 세포 내부의 DNA를 메모장처럼 사용한다고 보면 된다. 세포는 자신의 생애 동안 경험한 일을 이 메모장에 적어두고, 후손 세포에도 이를 전달한다. 마치 세포가 스스로 일기를 쓰는 것과 비슷한다. 현재 연구팀은 실험 단계로, 쥐의 세포에 DNA 타자 기술을 적용 중인 것으로 알려졌다. 이 기술이 성공하면, 모든 세포가 수정란 단계에서부터 분열과 경험의 기록을 보유하는 '기록 쥐'가 탄생할 전망이다. 연구를 주도한 미국 워싱턴대학교의 제이 쉔듀어 박사는 이를 "생물학을 시간의 관점에서 이해하는 새로운 패러다임"이라고 설명하며, "이 기록으로 질병의 초기 징후를 발견하거나 환경적 요인을 분석할 수 있다"고 기대했다. [미니해설] 세포를 스스로의 역사가로 만드는 기술 'DNA 타자기' 수정란이 두 개로, 네 개로 분열하며 형성된 인체의 36조 개 세포는 각각의 독특한 궤적을 지닌다. 하지만 과학자들은 그 과정을 전체적으로 추적하는 데 어려움을 겪어왔다. 스냅샷처럼 특정 시점의 세포만을 관찰하는 것이 한계였기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 'DNA 타자기'다. 이 기술은 세포가 DNA에 유전적 흔적을 남겨 스스로의 역사를 기록하도록 설계됐다. 쉔듀어 박사는 이를 "완전히 새로운 생물학 측정 방식"이라며 "세포 분열뿐만 아니라 특정 단백질 생성이나 바이러스 감염 같은 사건도 기록할 수 있다"고 설명했다. 기술 개발의 배경 DNA 타자기는 DNA 편집 기술인 CRISPER에서 출발했다. CRISPER은 세포 유전체의 특정 지점을 찾아 DNA를 잘라내거나 삽입할 수 있는 기술이다. 쉔듀어 박사는 이를 활용해 제브라피쉬 세포를 변형, 유전체의 여러 지점을 편집할 수 있게 했다. 이 과정에서 세포는 무작위로 특정 부위를 수정하며 이를 후대 세포로 전달했다. 연구팀이 DNA를 분석한 결과, 비슷한 바코드를 지닌 세포들은 동일한 계보임을 나타냈다. 예를 들어 물고기의 혈액세포는 단 5개의 전구체 세포에서 유래한 것으로 밝혀졌다. 시어 박사는 "이 기술을 통해 심장을 만드는 방법처럼 발달의 규칙성을 밝혀낼 수 있기를 바란다"고 말했다. 응용 가능성과 미래 이 기술은 실험실 밖에서도 응용 가능성을 보이고 있다. 미래에는 '감시자 세포'를 인체에 주입해 질병의 초기 징후는 추적하거나 환경 독소의 영향을 분석할 수 있을 것으로 기대된다. 시어 박사는 "지금 몸 상태가 이상하다면 3개월 전에 감염이 있었는지, 7개월 전에 중독이 있었는지를 알 수 있다"고 말했다. 현재 캘리포니아 공과대학교 연구팀은 세포가 유전적 정보를 빛으로 표시하도록 설계해 세포를 파괴하지 않고도 기록을 확인할 수 있는 방법을 개발 중이다. 또한 쉔듀어 박사 연구팀은 세포가 DNA 흔적을 추가적으로 남길 수 있는 'DNA 타자기'를 이용해 쥐의 모든 세포가 분열과 경험의 기록을 보유한 '기록 쥐'를 개발하고 있다. 이 기술이 상용화되면 인체 발달 과정의 규칙성뿐만 아니라 암이나 퇴행성 질환 같은 병리학적 변화를 초기에 발견할 수 있을 것으로 기대된다. "저는 이 기술에 모든 것을 걸었다." 쉔두어 박사의 이 한마디는 DNA 타자기 기술이 생물학의 새로운 지평을 열 것이라는 확신을 담고 있다.
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[신소재 신기술(138)] 세포가 쓴 일기, 이젠 읽을 수 있다!
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앤스로픽, AI 시스템과 데이터 직접 연결하는 '모델 컨텍스트 프로토콜' 공개
- 인공지능(AI) 안전 및 연구 기업 앤스로픽(Anthropic)이 AI 시스템과 데이터를 직접 연결하는 새로운 오픈소스 도구, '모델 컨텍스트 프로토콜(MCP, Model Context Protocil)'을 출시했다고 IT 전문 매체 더 버지가 25일(현지시간) 보도했다. MCP는 AI 시스템이 응답을 생성하거나 작업을 수행하는 데 필요한 정보에 직접 접근할 수 있도록 다양한 데이터 소스에 대한 범용 연결을 제공한다. 앤스로픽은 이를 통해 개발자들이 각 데이터 세트마다 맞춤형 코드를 작성해야 하는 번거로움을 없애고 AI 성능을 향상시킬 수 있다고 설명했다. 최근 오픈AI가 챗GPT의 Mac 버전에서 특정 코인 앱에 직접 연결하는 '앱 연동 작업(Work with Apps)' 기능을 테스트하기 시작한 것과 달리, 앤스로픽의 MCP는 모든 AI 시스템 및 데이터 소스에서 작동하도록 설계됐다. 앤스로픽의 클라우드 관계 책임자인 알렉스 알버트(Alex Albert)는 "개발자들은 MCP를 한 번만 AI 도구와 통합하면 표준 프로토콜을 통해 어디서든 데이터 소스와 연결할 수 있다"고 밝혔다. 리플릿(Replit, 다른 사람과 코드를 공유, 수정, 테스트해 볼 수 있는 온라인 IDE), 코디움(Codeium, 무료 AI 스마트 코드 도우미 서비스), 소스그래프(Souregraph)와 같은 코딩 소프트웨어는 이미 MCP를 사용하여 사용자를 대신해 작업을 완료할 수 있는 AI 에이전트를 구축하고 있다. 앤스로픽은 "개발자는 이제 각 데이터 소스에 대한 별도의 커넥터를 유지 관리하는 대신 표준 프로토콜을 기반으로 구축할 수 있다"며 "AI 시스템은 다양한 도구와 데이터 세트 간에 이동하면서 컨텍스트를 유지하여 현재의 단편적인 통합을 보다 지속 가능한 아키텍처로 대체할 것"이라고 강조했다. 이처럼 MCP는 AI 시스템이 다양한 데이터 소스에 쉽게 접근하고 활용할 수 있도록 지원함으로써, AI 에이전트 개발 및 생태계 확장에 크게 기여할 것으로 전망된다.
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앤스로픽, AI 시스템과 데이터 직접 연결하는 '모델 컨텍스트 프로토콜' 공개
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[신소재 신기술(137)] 혈액으로 만든 맞춤형 3D 프린팅 임플란트, 재생 의료의 새 지평 열까
- 영국에서 자신의 혈액을 사용해서 재생 치유 능력을 60% 이상 높인 3D 프린팅 임플란트가 개발됐다. 우리 몸의 면역 체계는 재생 혈종(RH)을 조절하여 작은 파열이나 골절을 효과적으로 치료하는 능력을 가지고 있다. RH는 다양한 분자 및 세포 과정을 조율하는 복잡하고 역동적인 환경으로 완전한 조직 복구를 보장한다. 최근 영국 노팅엄 대학교 약학 및 화학 공학 연구팀은 이러한 자연 치유 과정을 활용하여 개인 맞춤형 재생 소재를 만드는 '생체협력적' 접근법을 제시했다. 혈액을 기반으로 하는 이 기술은 부상 및 질병 치료에 효과적인 맞춤형 재생 혈액 제품 개발로 이어질 수 있다. 해당 논문에 대해서는 테크 익스플로리스트와 뉴아틀라스 등 다수 외신이 보도했다. 연구팀은 자연 조직 치유에 관여하는 필수 과정을 유도하는 펩타이드 분자 조직을 사용해 조직 재생을 촉진하는 생체 소재를 개발했다. 대부분의 신체 조직은 복잡한 치유 과정을 통해 작은 파열이나 골절을 효율적으로 재생시킬 수 있다. 초기 단계에서는 액체 혈액이 고체 RH를 형성하는 데, 이는 재생에 필수적인 세포, 거대 분자와 요소를 포함하는 살아 있는 미세 환경이라 할 수 있다. 팀은 합성 펩타이드와 환자의 혈액을 결합하는 자가 조립 기술을 개발해 자연 치유 과정의 핵심 분자, 세포 및 메커니즘을 포착하는 소재를 만들었다. 이를 통해 RH를 모방하고 구조적 및 기능적 특성을 향상시키는 재생 소재를 제작할 수 있었다. 이러한 소재는 정상적인 혈소판 행동, 성장 인자 생성, 치유에 필수적인 세포 모집 등 RH의 자연적 기능을 유지하면서 쉽게 조립하고 조작 및 3D 프린팅이 가능하다. 연구팀은 이 방법을 사용해 동물 모델에서 동물 자신의 혈액을 활용하여 뼈를 성공적으로 복구하는 것을 입증했다. 팀은 두개골에서 뼈 일부를 수술로 제거한 쥐를 대상으로 실험을 진행했다. 쥐의 혈액에서 새로운 RH 구조물을 배양해 제거된 두개골 뼈 틈새에 이식한 결과, 부상 부위가 재생의 징후를 보였다. 6주 후 새로운 RH 구조물이 투입된 쥐는 새로운 뼈가 최대 62% 생성됐다. 반면, 시중에서 판매되는 뼈 대체물을 사용한 쥐는 50%가 재생됐다. 아무 것도 처리하지 않은 대조군 쥐는 뼈가 30%만 재생되는 데 그쳤다. 알바로 마타 노팅엄 대학교 생체 의학 공학 및 생체 재료 교수는 "수년 동안 과학자들은 자연 재생 환경을 재현하기 위한 합성적 접근 방식을 연구해 왔지만, 고유한 복잡성으로 인해 어려움을 겪었다"며 "이번 연구에서는 재생 환경을 재현하는 대신 생물학적 시스템과 협력하는 방식을 택했다"고 설명했다. 코시모 리고리오 공학부 박사는 "사람들의 혈액을 고도로 재생 가능한 임플란트로 쉽고 안전하게 바꿀 수 있는 가능성은 매우 흥미롭다"며 "혈액은 사실상 무료이며 환자로부터 비교적 많은 양을 쉽게 얻을 수 있다. 우리의 목표는 환자의 혈액을 풍부하고 접근 가능하며 조정 가능한 재생 임플란트로 빠르고 안전하게 변화하기 위해 임상 환경에서 쉽게 접근하고 사용할 수 있는 도구 키트를 구축하는 것이다"라고 밝혔다. 이 연구는 어드밴스트 머티리얼(Advanced Materials) 저널에 게재됐다.
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- IT/바이오
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[신소재 신기술(137)] 혈액으로 만든 맞춤형 3D 프린팅 임플란트, 재생 의료의 새 지평 열까
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[먹을까? 말까?(79)] 감자 vs 고구마, 건강에 더 좋은 것은?
- 감자와 고구마 중 어떤 것이 우리 몸에 더 좋을까. 감자와 고구마는 땅속에서 자라는 뿌리 채소라는 공통점을 지니지만 서로 다른 식물군에 속하며 서로 다른 독특한 맛과 풍미를 자랑한다. 둘 다 탄수화물이 풍부하고 병충해에 강해 구황 작물(흉년 등으로 기근이 심할 때 주식물 대신 먹을 수 있는 농작물)로 여겨졌으며, 현재에도 건강 식품으로 사랑받고 있다. 감자는 가지과에 속하며 페루, 칠레 등 안데스 산맥 원산으로 온대 지방에서 주로 재배한다. 주로 흰색과 연한 주황색(자주감자)의 과육이 있다. 반면 고구마는 메꽃과에 속한다. 남아메리카가 원산지로 알려졌으며 과육이 주로 연한 주황색과 선명한 주황색을 띄며, 달콤한 맛이 특징이다. 감자와 고구마 모두 복합 탄수화물의 공급원이며 섬유질, 항산화제, 비타민, 무기질을 제공하지만 고구마는 비타민 A 함량이 더 높다. 감자의 영양학적 이점 감자와 각종 비타민과 무기;질이 풍부하다. 껍질이 황갈색인 러셋 감자(약 114g)에는 일일 권장량의 11%에 해당하는 비타민 C가 들어 있다. 비타민 C는 면역 기능, 콜라겐 생성, 철분 흡수를 돕는 항산화제다. 감자는 일일 권장량의 25%에 달하는 비타민 B6를 함유하고 있다. 비타민 B6는 적혈구 생성, 음식의 에너지 전환, 기분과 수면을 조절하는 신경전달물질 생성에 필수적이다. 또한 소화를 돕고 포만감을 높이는 섬유질과 혈압 조절, 신경 및 근육 기능을 지원하는 칼륨을 함유하고 있다. 감자는 저항성 전분이라는 탄수화물을 함유하고 있다. 파스타나 흰 쌀밥의 단순 탄수화물과 달리 저항성 전분은 소장에서 분해되지 않고 대장으로 이동하여 유익한 박테리아에 의해 발효되어 단쇄 지방산(SCFA)을 생성한다. 단쇄 지방산은 체중 관리, 혈당 조절, 장 건강 개선 등의 잠재적 건강 효능과 관련이 있다. 구운 감자는 삶은 감자보다 저항성 전분이 더 많고, 차가워진 구운 감자는 뜨거운 감자나 재가열한 감자보다 저항성 전분이 더 많아. 또한 감자를 껍질 째 섭취하는 것이 섬유질 함량과 영양학적 이점을 극대화하는 가장 좋은 방법이다. 고구마의 영양학적 이점 고구마는 섬유질, 비타민, 무기질, 항산화제가 풍부한 식품이다. 특히 고구마 껍질의 섬유질은 프리바이오틱스 효과를 지니고 있어 유익한 박테리아의 성장을 촉진하고 장 건강을 증진하는 것으로 알려져 있다. 과육이 주황색인 고구마는 항산화제이자 프로비타민 A인 베타카로틴이 풍부하게 함유되어 있다. 베타카로틴은 장에서 비타민 A로 전환된다. 중간 크기의 고구마(114g) 하나는 일일 권장량의 122%에 달하는 비타민 A를 제공하며, 이는 세포 성장 및 발달, 면역 체계 기능, 생식, 눈 건강에 중요한 역할을 한다. 고구마에는 염증 감소, 콜레스테롤 수치 개선, 혈당 조절과 관련된 항산화제인 폴리페놀이 풍부하다. 특히 자색 고구마에 함유된 안토시아닌은 염증을 줄이고 신진대사를 돕는 효과가 있다. 고구마는 비타민 A 외에도 비타민 C, 비타민 B6, 저항성 전분의 좋은 공급원이다. 저항성 전분은 장 건강, 혈당 관리, 포만감 증진에 도움을 줄 수 있다. 감자와 고구마의 영양 성분 비교 흔히 고구마가 감자보다 건강에 더 좋다고 여겨지지만, 두 가지 모두 균형 잡힌 식단에 건강하게 추가될 수 있다. 감자와 고구마는 칼로리, 단백질, 지방, 탄수화물 함량이 유사하다. 비타민 B6와 칼륨 함량 또한 비슷한 수준이다. 가장 큰 영양학적 차이점은 고구마가 감자보다 비타민 A 함량이 훨씬 높다는 것이다. 또한 고구마는 섬유질, 비타민 C, 망간, 구리, 판토텐산 함량이 감자보다 약간 더 높다. 고구마는 흰 감자보다 혈당 지수(GI)가 약간 낮은데, 이는 고구마의 높은 섬유질 함량 때문일 가능성이 높다. 삶은 흰 감자의 평균 GI는 71인 반면, 삶은 고구마는 63으로 약간 낮다. 혈당 지수는 식품이 혈당을 얼마나 빨리 높이는지 측정하는 지표이며, 점수가 낮을수록 혈당이 더 느리고 점진적으로 상승함을 의미한다. 감자와 고구마 모두 항산화 화합물을 함유하고 있다. 감자는 페놀산(주로 클로로겐산)이 풍부한 반면, 고구마는 강력한 항산화 작용을 하는 카로티노이드인 베타카로틴이 풍부하다. 어떤 것이 건강에 더 좋을까? 감자와 고구마는 모두 건강에 좋은 식품이며 복합 탄수화물, 섬유질, 비타민, 무기질, 항산화제를 제공한다. 고구마는 시력과 면역 기능에 중요한 비타민 A 함량이 높다는 점에서 감자보다 약간의 우위를 점하고 있다. 균형 잡힌 식단의 일환으로 감자와 고구마를 모두 섭취하면 건강에 필요한 영양소를 얻는 데 도움이 된다. 단백질, 채소, 건강한 지방과 함께 다양한 식단을 구성하는 것이 건강 유지에 좋다.
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- 생활경제
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[먹을까? 말까?(79)] 감자 vs 고구마, 건강에 더 좋은 것은?
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[퓨처 Eyes(59)] 햇빛 먹는 동물? 광합성 동물 세포 탄생!
- 햇빛을 받아 에너지를 만드는 동물, 상상이나 해봤는가? '광합성을 하는 동물'은 마치 SF 영화 속 이야기 같지만, 이제 현실이 되고 있다. 일본 도쿄대학교 마츠나가 사치히로 교수 연구팀은 동물 세포에 조류(藻類)의 엽록체를 이식해 광합성을 가능하게 하는 혁신적인 기술을 개발했다. 이는 동물과 식물의 생물학적 경계를 허물며 의학, 식량 생산, 환경 개선 등 다양한 분야에서 획기적인 변화를 예고한다. 50년 넘는 난제, 마침내 해결! 광합성은 햇빛, 물, 이산화탄소를 이용해 산소와 포도당을 생성하는 과정으로, 지구 생태계를 유지하는 핵심이다. 식물, 조류, 일부 박테리아가 광합성을 통해 스스로 영양분을 만들고 산소를 생성한다. 이는 동물의 생존에 필수적인 요소다. 동물 세포에 광합성 기능을 도입하려는 시도는 1970년대부터 있었지만, 동물 세포가 엽록체를 이물질로 인식하고 파괴하는 면역 반응 때문에 번번이 실패했다. 마츠나가 교수 연구팀은 이러한 난제를 해결하기 위해 동물 세포의 고온 환경(37℃)에서도 생존 가능한 홍조류(紅藻類)인 시아니디오시존 메롤래(Cyanidiochyzon merolae) 엽록체를 선택하고, 동물 세포가 엽록체를 '먹이'로 섭취하도록 유도해 면역 반응을 우회하는 전략을 사용했다. 이 홍조류는 이탈리아의 화산 온천에서 자라고 37℃ 이상의 온도에서 광합성을 할 수 있었다. 연구팀은 이 엽록체를 동물 세포에 강제로 주입하는 대신 배양액에 첨가한 다음 중국 햄스터 난소 세포에 먹였다. 동물 세포, 엽록체와 공존하며 광합성하다! 그 결과, 동물 세포는 엽록체를 파괴하지 않고 최대 48시간 동안 공존하며 광합성 초기 반응을 성공적으로 나타냈다. 뿐만 아니라 엽록체로부터 추가적인 에너지를 공급받아 성장 속도가 증가하는 현상도 확인됐다. 연구팀은 이틀간의 공동 배양 직후 세포의 1%가 "엽록체가 풍부해졌다"고 밝혔다. 이는 엽록체를 7개 이상 흡수했다는 의미다. 추가로 20%의 세포는 엽록체가 1개에서 3개 사이인 것으로 밝혀졌다. 중요한 것은 이들 엽록체가 이틀 동안 더 활동했으며, 이 기간 동안 숙주 세포가 빠른 속도로 성장했다는 점이다. 이는 엽록체가 잠재적으로 탄소 공급원으로 작용하면서 광합성이 실제로 일어나고 있음을 나타난다고 IFL 사이언스가 전했다. 마츠나가 교수는 "50년 동안 모든 생물학 연구자들이 포기했던 일을 해냈다는 사실에 놀랐다"며 이번 연구 성과에 대한 소감을 밝혔다. 생물학의 경계를 허물다 연구팀은 이러한 동물-식물 잡종 세포를 영어의 식물(plant)과 동물(animal)을 합성한 신조어인 '플래니멀(planimal)' 세포라고 이름을 붙였다. 이 기술은 동물 세포가 스스로 에너지를 생성하는 가능성을 열며 생명과학의 패러다임을 바꾸고 있다. 엽록체를 통해 공급받은 에너지로 동물 세포의 성장 속도가 증가하는 현상이 확인되면서, 자율적인 에너지 생산 시스템 구축에 대한 기대감이 높아지고 있다. 의학·식량·환경, 응용의 무한 가능성 이번 기술은 바이오산업의 여러 분야에서 실질적인 변화를 가져올 것으로 예상된다. 먼저, 의료 분야에서는 심장병 환자의 손상된 심장에 광합성 세포를 이식하여 빛으로 산소를 공급, 회복을 돕는 치료법이 개발될 수 있다. 또한, 산소 공급의 한계를 극복해 대형 조직 배양 및 이식 기술을 크게 발전시킬 수 있다. 식량 생산 분야에서는 배양육 생산에 광합성 동물 세포를 활용하여 외부 산소 공급 없이 자체적으로 산소를 생성, 생산 비용을 절감하고 효율성을 극대화할 수 있다. 이는 지속 가능한 식량 생산의 돌파구가 될 전망이다. 환경 문제 해결에도 기여할 수 있다. 광합성 동물 세포는 이산화탄소를 흡수하고 산소를 배출하는 기능을 통해 탄소 배출 감소와 환경 복원에 기여할 수 있으며, 탄소 중립 목표를 추구하는 기업들에게 획기적인 솔루션을 제공할 수 있다. 남은 과제와 미래 전망 물론 아직 넘어야 할 산도 있다. 추가 관찰 결과 이 이식된 엽록체는 2일 후에 분해되기 시작해 4일째 완전히 파괴됐다. 이 기술을 완성하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하지만, 연구팀은 "이미 합성 생물학 기반 접근법이 인공 광합성 동물 세포를 만드는 데 기초가 될 수 있다"며 이번 연구 성과에 대해 기대감을 드러냈다. 그럼에도 불구하고 광합성 기능을 안정적으로 유지하려면 엽록체의 장기 생존 및 효율적인 공생 메커니즘 구축이 필수적이다. 또한, 이 기술이 대규모로 활용되기 위해서는 사회적 수용성과 윤리적 검토도 병행되어야 한다. 광합성 동물 세포 기술은 생명공학의 새로운 문을 열며, 지속 가능한 미래를 위한 혁신적인 도구로 자리매김할 전망이다. 이 기술이 의학, 식량, 환경 등 다양한 분야에서 어떠한 변화를 가져올지, 앞으로의 발전이 더욱 기대된다. 이번 연구는 단순한 학문적 성과를 넘어, 미래 바이오산업의 초석이 될 기술적 기반을 제공했다는 점에서 주목할 만하다. "동물이 햇빛을 먹는다"는 발상이 이제는 더 이상 SF 영화 속 이야기가 아닌, 현실로 다가오고 있는 것이다. 이 연구 결과는 '일본 학술원 회보 B(proceedings of tje Japan Academy, Series B)' 저널에 게재됐다.
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[퓨처 Eyes(59)] 햇빛 먹는 동물? 광합성 동물 세포 탄생!
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[신소재 신기술(134)] UC 버클리, '뜨거운 이산화탄소 가스 포집' 획기적 기술 개발
- 산업 공정에서 발생하는 뜨거운 이산화탄소를 포집할 수 있는 혁신적인 기술이 개발됐다. 시멘트나 강철을 생산하는 산업 플랜트는 강력한 온실가스인 이산화탄소를 대량으로 배출하지만, 배기가스가 너무 뜨거워 최첨단 탄소 제거 기술을 사용할 수 없다. 배기가스를 냉각하려면 많은 에너지와 물이 필요하며, 이는 일부 가장 오염이 심한 산업에서 이산화탄소 포집 기술을 도입하는 장벽으로 작용한다. 그런데 UC 버클리의 화학자 연구진이 스펀지처럼 작용해 산업 배기가스와 비슷한 높은 온도에서 이산화탄소를 포집할 수 있는 소재를 발했다. UC 버클리 공식 홈페이지에 따르면, 발견된 소재는 금속-유기 프레임워크(MOF)의 일종으로, 사이언스 저널에 게재됐다. 발전 또는 산업 플랜트 배기가스에서 탄소를 포집하는 주요 방법은 액체 아민을 사용하여 이산화탄소를 흡수하는 것이다. 그러나 이 방법은 섭씨 40~60도 사이에서만 효율적으로 작동한다. 시멘트 제조 및 제강 공장은 200도를 넘는 배기가스를 생성하고 일부 산업 배기가스는 500도에 달한다. 아민이 추가된 MOF 하위 분류를 포함해 현재 시범 운영 중인 새로운 소재는 150도 이상의 온도에서는 분해되거나 덜 효율적이다. 이렇게 뜨거운 이산화탄소를 가져와 기존의 탄소 포집 기술을 적용하려면 적절한 온도로 냉각해야 하고, 비싼 인프라가 필요하다. 이번 연구를 진행한 UC 버클리 커티스 카쉬 박사는 "우리 기술이 탄소 포집 방식을 근본적으로 바꿀 수 있을 것"이라며 "개발된 MOF가 전례 없이 높은 온도에서 이산화탄소를 포집할 수 있다는 것이 입증됐다. 과거의 다공성 소재로는 불가능했던 것"이라고 설명했다. 아민 기반 탄소 포집에 대한 일반 연구에서 벗어나 고온에서도 작동하는 MOF의 새로운 매커니즘을 수립했다는 것이다. 개발된 소재는 다공성 결정질 금속 이온 및 유기 링커 배열을 특징으로 하며, 내부 면적은 스푼당 약 6개의 축구장 크기에 달해 이산화탄소를 흡착하기에 충분히 넓은 면적이다. 연구진은 시뮬레이션에서 새로운 MOF가 평균 20%~30%의 이산화탄소 농도를 보이는 시멘트 및 철강 제조 플랜트의 배출가스와 약 4% 농도의 이산화탄소를 포함한 천연가스 발전소의 배출가스에서 뜨거운 이산화탄소를 포집할 수 있음을 보여주었다. 포집된 이산화탄소를 지하에 저장하거나 연료 또는 기타 부가가치 화학 물질을 만드는 데 사용하는 것은 온실가스를 줄이는 핵심 전략이다. 지구 온난화와 기후 변화에 대응하는 유력한 솔루션으로 각광받고 있다. 재생 에너지 발전과 달리 화석연료를 주로 사용하는 산업 플랜트는 지속 가능성을 확보하는 것이 더욱 어렵기 때문에 이산화탄소 포집이 매우 중요하다. 아민 기반 흡착제는 수십 년 동안 탄소 포집 연구의 초점이었다. MOF는 원래 독일 아우크스부르크 대학교의 연구진이 발견했다. MOF가 이산화탄소로 채워지면 이산화탄소의 분압을 낮추어 제거하거나 탈착할 수 있다. MOF는 재사용한다. 연구진은 MOF를 변형해 다른 가스를 흡착할 수 있는지 추가 확인 작업에 나서고 있다. 이 소재가 더 많은 이산화탄소를 흡착할 수 있도록 기능 개선도 진행하고 있다.
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[신소재 신기술(134)] UC 버클리, '뜨거운 이산화탄소 가스 포집' 획기적 기술 개발
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미국 법무부, 구글 크롬 강제매각 명령 요구 결정
- 미국 법무부가 구글의 온라인 검색 시장 독점을 깨기 위해 웹브라우저 ‘크롬’의 매각을 요구하기로 결정했다. 이에 따라 크롬을 통해 구글이 세계 최대 검색 엔진으로 성장한 만큼 매각이 현실화하면 구글의 시장 지배력이 크게 약화할 것이란 전망이 나온다. 블룸버그통신은 18일(현지시간) 미국 법무부가 구글의 반독점법 위반 소송을 담당하고 있는 워싱턴 연방법원에 크롬 매각 명령을 요청하기로 결정했다고 보도했다고 연합뉴스가 19일 보도했다. . 지난 8월 아미트 메흐타 워싱턴 연방법원 판사는 구글이 불법적인 행위를 통해 검색 시장에서 "독점 기업처럼 행동하고 지배력을 유지하려 했다"고 판결했고, 구글에 대한 처벌 방안을 추가 심리를 통해 결정하기로 했다. 구글을 반독점법 위반으로 제소, 재판에서 승소한 법무부가 판결이후 구체적인 처벌 조치를 정해 재판부에 요청하게 된 것이다. 법무부 관계자들은 크롬의 높은 웹브라우저 시장 점유율을 통해 구글이 검색 시장을 독점하기 때문에 크롬 매각이 필요하다는 입장인 것으로 알려졌다. 시장조사업체 스탯카운터에 따르면 전 세계 웹브라우저 시장에서 크롬의 점유율은 66.7%에 이르고, 미국 시장에 한해서도 61%에 이른다. 크롬을 실행하면 처음으로 뜨는 화면이 구글 검색창이고, 크롬에 구글 계정으로 로그인하면 메일과 드라이브 등 구글의 모든 서비스를 이용할 수 있다. 크롬의 사용자가 늘어날수록 구글 검색 엔진 사용자도 함께 늘어나는 구조다. 법무부는 크롬 매각 외에도 구글이 검색 데이터를 경쟁업체와 공유하도록 하고, 구글의 인공지능(AI) 서비스에 검색 데이터를 사용할 수 없게 하는 방안도 함께 제안할 예정이라고 블룸버그는 전했다. 또 구글이 자사 검색엔진을 스마트폰의 ‘기본값’으로 설정하는 독점 계약을 맺지 못하게 하는 조치도 법원에 요청했다. 구글은 삼성전자, 애플 등에 연간 30조원 이상의 돈을 지불하며 이 같은 독점 계약을 맺고 검색 시장 지배력을 키워왔다. 법원이 법무부의 요청을 수용할 경우 온라인 검색·광고 시장뿐 아니라 급성장 중인 AI 시장도 재편하는 효과를 낳을 수 있다고 블룸버그는 분석했다. 실제로 크롬은 구글 광고 사업의 ‘핵심’으로 꼽힌다. 구글은 크롬을 통해 로그인한 사용자의 활동을 추적, 해당 데이터를 이용해서 더욱 정교하게 타기팅된 광고를 게시한다. 구글의 지난 3분기 전체 매출 882억7000만달러 가운데 광고 매출은 70%인 658억5000만달러였다. 1, 2분기에도 646억달러와 616억달러의 광고 매출을 올렸다. 4분기 예상치까지 합치면 1년간 광고 매출은 최소 2500억달러(약 348조원)에 달한다. 뿐만 아니라 크롬은 구글의 생성형 AI ‘제미나이’로 사용자를 안내하는 핵심 통로이기도 하다. 구글이 크롬을 잃게 된다면 오픈AI의 챗GPT 등 선두주자와 경쟁하는 생성형 AI 시장에서 성장 동력에 큰 타격을 입을 것이란 분석이 나온다. 항소를 예고한 구글은 강력 반발했다. 구글의 규제 담당 부사장 리앤 멀홀랜드는 "법무부가 이 사건의 법적 문제를 훨씬 뛰어넘는 급진적인 의제를 계속 추진하고 있다"며 "정부가 이런 식으로 손을 대는 것은 소비자, 개발자, 미국의 기술 리더십에 해를 끼친다"고 비판했다. 다만 재판의 최종 결과는 미지수다. 구글의 항소로 소송이 연방대법원까지 가게 된다면 빅테크(거대기술) 기업 규제에 소극적인 도널드 트럼프 미국 대통령 당선인의 재집권에 따라 재판 결과가 뒤바뀔 수 있다는 전망도 나온다. 트럼프 당선인이 재임 시절 임명한 대법관이 다수를 차지하고 있는 연방대법원은 트럼프 당선인의 의중에 맞는 판결을 내릴 가능성이 크다고 평가받는다. 트럼프 당선인은 지난 10월 구글의 반독점법 위반 소송에 대해 "(해체를 통해) 구글을 파괴할 것인가"라며 신중한 태도를 보였다. 이에 따라 로이터통신은 트럼프 2기에서 빅테크를 향한 반독점 당국의 '철퇴'가 다소 누그러질 것으로 전망했다.
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- 포커스온
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미국 법무부, 구글 크롬 강제매각 명령 요구 결정
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CJ제일제당, 신사업 진출 위해 '글로벌 1위' 그린바이오 매각
- CJ제일제당이 그린바이오 분야 세계 1위인 바이오사업부 매각에 나섰다. 예상 몸값은 5조~6조원대에 달할 전망이다. 18일 투자은행(IB) 업계에 따르면 CJ제일제당은 바이오사업부를 매각하기 위해 복수 글로벌 사모투자펀드(PEF)와 물밑 접촉을 추진하고 있다. 매각 주관 업무는 글로벌 IB인 모건스탠리가 맡고 있으며 이르면 다음달 중 본입찰을 진행할 것으로 전망된다. CJ제일제당이 매각을 추진하는 바이오 부문은 미생물을 원료로 식품 조미 소재와 사료용 아미노산 등을 생산하는 그린바이오 사업이 주력이다. 라이신, 트립토판 등 사료용 아미노산 부문 시장 점유율이 세계 1위에 올라 있다. 관련 업계에서는 CJ제일제당이 신사업에 투자하기 위한 실탄을 마련하는 차원에서 바이오사업부 매각을 검토하는 것으로 보고 있다. 인수·합병(M&A) 업계 관계자는 "CJ그룹은 바이오 부문을 매각해 확보하게 될 거액의 자금을 활용해 식품 본업의 경쟁력을 확대하거나 다른 업종의 기업을 인수해 신사업에 뛰어들 가능성도 있다"고 말했다. CJ제일제당의 바이오 부문은 '캐시카우'로 꾸준히 수익을 창출해왔다. 지난해 상각전영업이익(EBITDA)은 5259억원에 달한다. 올 들어 3분기까지 EBITDA는 4875억원으로 집계됐다. 일반적으로 식품 기업의 기업가치가 EBITDA의 7~8배 수준인 점을 감안하면, CJ제일제당 바이오사업부 기업가치는 5조~6조원대로 평가된다. CJ제일제당의 사업은 크게 설탕·밀가루·식용유 등을 생산하는 식품과 바이오, 물류 부문으로 구성돼 있다. 지난해 바이오 부문 매출은 4조1343억원으로 CJ제일제당 전체 매출에서 약 23%를 차지했으며 라이신, 트립토판 등 사료용 아미노산 품목 등을 생산하는 기업 간 거래(B2B) 사업이 주력이다. 매출 90% 이상이 해외에서 창출되는 글로벌 기업이다. 라이신은 면역 증강 역할을 하는 물질로 알려져 있으며 양돈 사료에 첨가해 사료 영양분의 균형을 맞춰주는 기능을 한다. 트립토판은 체내에서 단백질의 구성 요소인 아미노산 균형을 유지하고 항체 생성을 증진해 면역력을 높여준다. CJ제일제당의 바이오 사업은 '햇반' '비비고' 등 식품 사업에 비해 대중적 인지도가 낮지만 설탕과 함께 회사를 글로벌 식음료 기업으로 키운 부문이다. 일본 감미료사인 아지노모토에서 기술 이전을 받아 1963년 '미풍'으로 출시했던 MSG(글루탐산나트륨) 사업이 시초다. 1988년 인도네시아에 첫 현지 법인을 설립하며 사료용 아미노산 라이신 시장에 진출한 것이 도약의 계기가 됐다. 그린바이오 사업은 현재 미국, 중국, 인도네시아, 말레이시아, 브라질 등 해외 주요 국가에 11개 대형 생산설비를 갖추고 있다. 글로벌 1위 사료용 아미노산 브랜드인 라이신과 트립토판, 발린을 포함해 8종의 대표 브랜드를 보유하고 있다. CJ제일제당 그린바이오 사업은 코로나19 사태를 전후로 실적이 가파르게 개선됐다. 경쟁사가 물류난으로 배송에 어려움을 겪는 사이에 CJ제일제당이 글로벌 네트워크를 활용해 세계 시장에서 점유율을 빠르게 확대했기 때문이다. 2020년 2조9817억원 수준이던 바이오 사업 매출은 2021년 3조7312억원, 2022년 4조8540억원으로 가파르게 상승했다. 다만 지난해부터 다소 상황이 바뀌었다. 글로벌 경기 침체로 인해 축산 수요가 줄면서 그린바이오 수요도 감소하고 있기 때문이다. 그린바이오 사업은 현재 글로벌 1위지만 업황에 따라 부침이 크다. 이 때문에 시장에선 이재현 CJ그룹 회장이 바이오사업부를 매각해 마련할 실탄으로 신사업을 모색할 것으로 내다보고 있다. 실제로 CJ그룹은 2018년 CJ헬로비전을 LG그룹, 제약사업(CJ헬스케어)을 한국콜마에 각각 매각했다. 매각대금으로 CJ제일제당은 미국 냉동 식품 2위 업체인 슈완스컴퍼니를 인수했고 슈완스컴퍼니 실적이 개선된 바 있다. 그 결과 2018년 3649억원 수준이었던 CJ제일제당의 미국 식품 매출은 4조356억원으로 급증했다. 시장에서는 CJ제일제당이 그린바이오 사업 매각대금으로 '제2의 슈완스' 등 초대형 M&A에 나설 것으로 전망하고 있다.
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CJ제일제당, 신사업 진출 위해 '글로벌 1위' 그린바이오 매각
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[신소재 신기술(132)] 플라스틱 폐기물, 고부가가치 화학물질과 수소 에너지로 재활용하는 기술 개발
- 플라스틱 폐기물을 분해해 벤조산과 청정에너지인 수소로 재활용하는 기술이 개발됐다. 독일 연구팀이 가장 흔한 플라스틱 폐기물인 폴리스티렌 폐기물을 효율적으로 재활용하는 전기화학적 방법을 개발했다. 이 기술은 저렴한 철 촉매를 사용하여 폴리스티렌을 분해해 벤조산과 그 부산물로 수소를 생성하며, 태양 에너지를 사용하여 작동할 수 있는 장점이 있다고 사이테크 데일리가 보도했다. 플라스틱은 우리 생활에 필수적인 요소가 되었지만, 매립지와 자연 환경에 축적되는 막대한 양의 플라스틱 폐기물은 심각한 문제를 야기한다. 전 세계적으로 생산되는 플라스틱은 재활용율이 겨우 10% 미만에 불과하다. 2025년에는 플라스틱 폐기물이 400억톤에 이를 것으로 예상된다. 특히 포장재와 건축 자재에 널리 사용되는 폴리스티렌(PS)은 매립지에 버려지는 폐기물의 약 33%를 차지하지만, 재활용율은 1%에 불과하다. 2022년 폴리스티렌의 전 세계 생산량은 1540만톤에 달했다. 그 중에서 재활용된 폴리스티렌은 겨우 15만4000톤에 불과했다. PHYS는 캘리포니아 대학교 버클리와 캘리포니아 대학교 산타바바라의 연구자들이 수행한 '2050년까지 전 세계 플라스틱 폐기물 관리 불량과 온실 가스 배출을 줄이기 위한 경로'라는 연구를 인용해 지금처럼 경제 활동을 게속한다면 세계는 2011년부터 2050년까지 엠파이어 스테이트 빌딩 높이의 10배에 달하는 플라스틱 더미로 맨해튼을 덮을 만큼의 쓰레기를 배출할 것이라고 지적했다. 이러한 문제를 해결하기 위해 독일 괴팅겐의 프리드리히 뵐러(Friedrich Wöhler) 지속가능 화학 연구소의 루츠 아커만 교수가 이끄는 연구팀은 폴리스티렌을 효율적으로 분해하는 전기화학적 방법을 개발했다. 이 방법은 폴리스티렌을 분해하여 화학 공정의 원료로 사용할 수 있는 단량체 벤조일 생성물과 짧은 고분자 사슬을 생성하고 그 부산물로 수소를 만들어냈다. 이 기술의 핵심은 헤모글로빈과 유사한 철 포르피린 복합체인 철 기반 촉매이다. 철은 다른 촉매 활성 금속에 비해 독성이 없고 저렴하며 쉽게 구할 수 있다는 장점이 있다. 전기 촉매 반응 과정에서 철 화합물은 Ⅳ, Ⅲ, Ⅱ의 다른 산화 단계를 순환하며, 일련의 반응 단계와 중간 생성물을 거쳐 폴리스티렌의 탄소-탄소 결합을 분해한다. 주요 생성물은 벤조산과 벤즈알데히드이며, 벤조산은 향료 및 방부제 생산 등 다양한 화학 합성의 원료로 사용된다. 연구팀은 실제 플라스틱 기물을 그램 단위로 효율적으로 분해함으로써 이 새로운 전기 촉매 기술의 견고성을 입증했다. 이번 연구 결과는 독일 저명 학술지 '앙게반테 케미(Angewandte Chemie, 응용화학)'에 개재됐다.
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[신소재 신기술(132)] 플라스틱 폐기물, 고부가가치 화학물질과 수소 에너지로 재활용하는 기술 개발
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신한은행, 인공지능 미래형 영업점 'AI 브랜치' 서소문에 개설
- 신한은행이 '인공지능(AI)과 사람의 공존'을 콘셉트로 AI 기술을 적용한 미래형 영업점 'AI 브랜치'를 이날 서울 중구 서소문에 오픈한다고 18일 밝혔다. AI 브랜치는 신한은행이 지난 6월 효성티엔에스, LG CNS와 미래은행 구현을 위한 업무협약식을 체결한 이후 3사 공동 태스크포스팀을 운영해 만들어졌다. 신한은행 AI 브랜치는 현재 활용 가능한 디지털금융 서비스에 AI 기술을 더해 구현된 미래형 영업점의 테스트 베드다. 신한은행은 올해 금융권 최초로 금융업무에 AI를 도입하기 위한 자체 대형언어모델(LLM) 개발을 시작해 AI가 고객 업무 관련 데이터를 점진적으로 학습하고 스스로 성능을 개선할 수 있도록 했다. 고객 편의성을 높이기 위해 토요일, 공휴일 포함 365일 오전 8시부터 오후 8시까지로 업무 시간도 크게 확대했다. AI 브랜치의 가장 큰 특징은 자주 발생하는 주요 업무들을 AI 은행원 및 디지털 기기들이 수행한다는 점이다. AI 브랜치를 방문하는 고객은 입구에서 AI 은행원을 통해 창구를 안내받고 계좌 및 체크카드 신규, 외화 환전, 제신고 등 자주 발생하는 업무들을 AI 은행원 창구에서 처리할 수 있다. AI 브랜치에서 만날 수 있는 AI 은행원에는 LLM이 반영된 생성형 AI가 적용돼 있다. 고객들은 기존 디지털데스크와는 달리 AI 은행원과 대화를 통해 자연스럽게 상담하고 업무를 처리할 수 있으며 시니어 고객 등 디지털기기 조작이 익숙하지 않거나 조작을 어려워하는 금융취약계층 고객들도 쉽게 업무를 처리할 수 있다. 신한은행 관계자는 "AI 브랜치는 단순히 기술 혁신에 그치지 않고 신한은행의 전반적인 디지털 전환을 가속화하는 중요한 역할을 할 것으로 기대된다"며 "앞으로도 'AI 은행원'을 더욱 발전시키고 금융서비스의 정확성과 효율성을 높여 고객경험을 지속적으로 개선해 나갈 계획이다"라고 말했다.
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신한은행, 인공지능 미래형 영업점 'AI 브랜치' 서소문에 개설
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