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2025-08-24 (일)

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코로나19 후 '자연 치유' 움직임 확산

"자연의 흐름을 따라 살면, 대부분의 질병으로부터 멀어질 수 있다." 이는 일본 도치기현 나스가라스야마시 소재 국민건강보험 7합 진료소에서 활약 중인 혼마 신지로 박사의 주장이다. 코로나19 팬데믹을 겪은 사람들에게 혼마 박사의 메시지는 많은 공감을 얻고 있다. 올해 혼마 박사는 '많은 이론보다 한 가지 실천'을 중요시하며, 봄부터는 다른 사람들에게 의존하지 않는 삶을 추구하기 시작했다. 자연 치유를 추구하는 그의 주장에는 음식, 물, 그리고 전기와 같은 기본적인 것들을 스스로 준비하는 자급자족의 삶을 지향한다는 메시지가 담겨있다. 일본의 유명 매체 '겐다이(Gendai, 現代)'는 혼마 박사와의 인터뷰를 통해 "우리의 생활이 자연에 얼마나 부합하는지는 장내 미생물의 상태로 판단 가능하다"며 "코로나19 이후 강조되는 마스크와 백신보다 중요한 것은 이러한 자연의 흐름을 따르는 것"이라는 그의 견해를 전했다. 바이러스에 효과적인 '약'은 없다 혼마 박사는 자연 치유에 대해 이해하기 쉽도록 감기에 대한 비유를 들었다. "소아과 감기 환자가 최근 늘었다"고 입을 뗀 혼마 박사는 "대부분의 감기는 바이러스에 의해 발생한다. 하지만 바이러스를 직접 치료하는 특별한 약은 존재하지 않는다"며, 의사들이 처방하는 약들은 대부분 증상을 완화시키기 위한 것이라고 강조했다. 그의 주장에 따르면 감기 등의 증상은 약으로 조절되고, 환자 자신의 자연 치유력이 결국 감기를 치료한다는 것. 여기서 '감기'라는 단어를 '인플루엔자' 또는 '신종 코로나'와 같은 다른 전염병으로 바꿔도 비슷한 치료 효과가 나타난다. 즉, 의사가 약을 주지 않더라도 사람들은 자신이 가진 치유력으로 대부분의 경우 질병에서 자연스럽게 회복된다. 질병을 멀리하는 간단한 예방법 많은 사람들이 건강을 지키기 위해 약을 복용하거나, 올바른 식사나 운동에 주력하곤 한다. 하지만, 진정한 건강의 기반이 되는 것은 무언가를 과하게 하는 것이 아닌, 오히려 '절제'에서 시작된다. 신체의 본래 기능을 극대화하려면 일상을 가능한 한 자연스럽게 유지하는 것이 핵심이다. 더욱이, 우리 몸의 건강은 크게 장내 미생물에 의해 좌우된다. 이 미생물을 건강하게 유지하는 것이 질병에서 멀어지는 생명의 원칙이다. 자연에 가까운 생활을 추구하는 것은 물론 중요하지만, 그와 동시에 포괄적이고 장기적인 시각을 갖고 자신의 건강을 과신하지 않는 접근법도 필요하다. '스스로 주도하는 건강' 최근 몇 년 동안 우리는 신종 코로나 바이러스의 확산, 디지털화 시대의 급속한 진전, 그리고 AI(인공 지능)의 등장과 같은 극적인 변화들을 목격했다. 혼마 박사는 "이 기간 동안 수많은 교훈을 얻었으며, 변화하는 세상 속에서 어떻게 적응할 것인가에 대한 도전을 받았다"며 "팬데믹과 그것이 초래한 사회적 변화들로 인해 무엇이 중요한지 더욱 명확하게 되었다"고 밝혔다. 그 핵심은 다른 사람들에게 너무 의존하기보다는 자신이 주도해야 한다는 것이다. 코로나 감염이나, 발병과 병이 악화되는 것뿐만 아니라 심지어는 사망 여부는 바이러스 등 외적 요인 결정하는 것이 아니라, 바로 자신의 면역력에 따라 달라진다. 그럼에도 불구하고 지난 2~3년 동안 우리는 '사람 간의 접촉 최소화', '손소독', '마스크 착용', '백신 접종' 등 외부적인 대응 방안에 크게 의존했다. 이러한 조치들이 감염 예방에 기여한 것은 사실이지만, 자기 주도적 건강관리의 중요성을 잊어서는 안된다. 아울러 이러한 조치들이 우리의 면역력과 저항력을 약화시킬 수 있는 부작용도 있다는 점도 간과해서는 안 된다. 일본은 한때 '세계 최고'의 마스크 착용률과 예방 접종률을 자랑했으나, 이후에 코로나19 감염률이 높아지는 것을 막지 못했다. 거듭 강조하지만, 단순히 외부적인 조치에 의존하기보다는 자신의 면역력을 강화하는 것, 즉 '자기 주도적인 대응'이 가장 효과적이라는 것이 혼마 박사의 주장이다. '자연을 따라가며 살아가자'는 메시지는 혼마 박사의 지금까지의 활동을 통해 꾸준히 확산돼 왔다. 그가 추구하는 자급자족의 삶은 "자신을 중심으로 살아가는 방식"을 의미한다. 이것은 스스로 생각하고, 스스로 결정하며, 직접 문제에 대처하고 그 결과를 스스로 책임지는 것이다. 최근 혼마 박사는 이상적인 환경을 찾아내어 그곳으로 이사를 결정했다. 사토야마 지역에 위치한 60년 된 주택을 구입한 것. 그는 숲과 같은 환경에서 새들의 노래를 들으며 다양한 생물들의 생명력을 바로 옆에서 느낄 수 있는 평온한 장소라고 설명했다. 자연 속에서 깨달은 삶의 원칙 혼마 박사는 "이 땅에서는 자연과 조화롭게 생활하고, 다른 이들과의 교류를 활발히 추구하면서 현재 건강한 몸을 가진 것에 감사하고, 그 힘을 최대한 발휘하고 싶다"며, "자연과의 조화로운 삶은 세상을 넓은 시각으로 바라보게 해주며, 자급자족의 실천은 다양한 문제를 해결하는 첫 걸음이 될 수 있다"고 강조했다. 그는 "모든 사람들이 자연의 방식을 따라 자신만의 풍요로운 삶을 디자인하고, 그것을 실천해서 행복과 건강을 찾기를 바란다"라고 말했다. 혼마 박사는 "여러분 한 사람 한 사람이 자연에 따라 자신의 방식으로 쾌적한 삶을 생각하고 실천하며 행복하고 건강하게 살기를 바란다"며 "인간뿐만 아니라 동물, 식물, 미생물, 심지어 지구 자체에도 좋은 것이 건강에도 좋다. 그것이 바로 자연과 조화를 이루는 삶의 본질이다"라고 강조했다.
- IT/바이오
2023-09-22 15:05:00
플라스틱 먹는 '효소' 연구 활성화⋯고비용 과제

플라스틱을 먹는 효소가 개발이 활성화돼 폐플라스틱 처리에 힘을 보탤 전망이다. 환경오염 주범으로 꼽히는 지구를 뒤덮은 폐플라스틱을 재활용하기 위해 수 많은 연구팀들은 다양한 해결책을 찾고 있다. 특히, 벌집나방 애벌레와 같은 생물학적 자원 활용은 소각이나 매립보다 환경친화적으로 플라스틱을 처리하는 유용한 도구가 될 수 있다. 미국 생화학·분자 생물학 매거진 'ASBMB 투데이'에 따르면, 스페인 생물학자 페데리카 베르토치니(Federica Bertocchini)는 약 10년 전 벌집나방의 애벌레가 플라스틱의 일종인 폴리에틸렌을 먹어 치운다는 사실을 발견했다. 폴리에틸렌은 플라스틱 용기 등을 만드는 데 흔하게 이용되지만, 잘 분해 되지 않는 특성이 있어 폐기가 어렵다는 단점이 있다. 최근 과학자들은 매립지나 자동차폐차장 등을 찾아다니면서 플라스틱을 분해할 수 있는 유기체를 찾고 있다. 이를 채취해 플라스틱의 구성 요소를 회수하는 효율적인 방법을 찾길 기대하고 있는 것. 이후 새로운 재료를 조합해 ‘무한 재활용’이 가능하도록 한다는 계획이다. 영국 포츠머스대 효소혁신센터 존 맥기한(John McGeehan)은 "놀랍게도 전 세계의 수백 개 그룹과 수천 명의 과학자들이 이 문제를 연구하고 있다"고 설명했다. 폐플라스틱, 환경오염 주범 플라스틱은 1950년대 들어 본격적으로 생산됐고 생산량도 급증했다. 매년 약 4억6000만 톤에 가까운 플라스틱이 생산되는 것으로 추정된다. 하지만 이렇게 생산된 플라스틱은 아쉽게도 소각하거나 매립지에 묻히고 있다. 플라스틱은 지구상의 심해나 극지방을 비롯해 비를 타고 내려오거나, 심지어 태반이나 모유, 사람의 혈액에서도 흔적이 보고 되는 등 우리 눈에 보이지 않는 구석구석까지 침투했다. 이처럼 플라스틱은 건강과 환경 문제와 직접 연결되어 있다. 그럼에도 수요는 줄어들지 않고 있으며, 생산량은 오는 2050년까지 10억 톤을 넘길 것으로 예상된다. 플라스틱은 가볍고, 형태를 잡기 쉬운 특성 때문에 이를 대체할 마땅한 소재가 없기 때문이다. 현실적으로 모든 플라스틱을 교체하거나 재활용할 수 없다는 점에서 차선책은 덜 만드는 것이다. 또 약 9%에 불과한 전 세계 플라스틱 재활용률을 높이는 것이 과제다. 하지만, 재활용 과정에서 유해한 화학물질을 흡수할 수 있으며, 수천 가지의 플라스틱 유형에는 각각 고유한 구성과 화학 첨가물이나 착색제가 들어 있어 대다수는 재활용할 수 없는 것이 문제다. 효소 재활용 회사 버치 바이오사이언스(Birch Biosciences) 공동 창립자이자 합성 생물학자인 요한 커스(Johan Kers)는 "우리는 심각한 플라스틱 순환성 문제를 안고 있다"며 "알루미늄과 종이 등은 재활용할 수 있지만 플라스틱 재활용은 힘들다"고 지적했다. '자연'에서 착안한 '효소' 주목 캘리포니아대학교 버클리 캠퍼스 고분자 과학자 팅 쉬(Ting Xu)는 "효소를 통한 접근법은 폐플라스틱을 폐기물의 원천이 아닌 귀중한 자원으로 전환시킬 수 있다"고 설명했다. 이미 1970년대에 플라스틱을 먹는 효소에 대한 연구가 시작됐다. 그러다가 2016년 일본 과학자팀이 사이언스 학술지에 플라스틱을 먹는 획기적인 박테리아의 새로운 변종에 대한 논문을 발표하면서 효소 연구에 다시 불을 지폈다. 교토공과대학 미생물학자 코헤이 오다(Kohei Oda)가 이끄는 연구팀은 이데오넬라 사카이엔시스(Ideonella sakaiensis) 201-F6이라고 불리는 미생물이 음료수병과 섬유에 널리 사용되는 폴리에스터인 PET 플라스틱을 주요 에너지와 식품 공급원으로 사용한다는 사실을 발견했다. 그 이후로 과학자들은 독일 라이프치히 묘지의 퇴비 더미, 그리스 하니아(Chania) 해변 등 전 세계 여러 장소에서 플라스틱을 먹는 미생물을 발견했다. 그리고 바다, 북극 툰드라 표토, 사바나 및 다양한 숲을 포함한 환경에서 자유롭게 떠다니는 DNA에서 발견된 2억 개 이상의 유전자에 대한 대규모 분석을 통해 플라스틱 분해 가능성이 있는 3만 개의 다양한 효소가 있다는 것을 찾아냈다. 맥기한은 콜로라도를 포함해 다른 지역의 국립 재생 에너지 연구소(National Renewable Energy Laboratory)의 동료들과 함께 이데오넬라 사카이엔시스의 플라스틱 섭취 능력을 담당하는 두 가지 효소를 조작해 성능을 높이고 연결해 플라스틱을 분해할 수 있는 효소 칵테일을 만들었다. 그 결과 이전보다 6배 더 빠르게 PET를 분해할 수 있었다. 최근 과학자들은 인공지능(AI)을 사용해 플라스틱을 더 빠르게 해중합[해중합은 유색 페트(PET)병이나 폴리에스터 섬유 등 플라스틱 분자를 화학적으로 분해하는 기술]하고, 표적 기질에 대해 덜 까다롭고, 더 높은 온도를 견딜 수 있는 효소를 찾아내고 있다. 초기 데이터에 따르면 생물학적 효소를 이용한 재활용은 플라스틱을 새로 만드는 것보다 탄소 배출량이 더 적은 것으로 알려졌다. 탄소와 산소가 얽혀 있는 PET 재활용 플라스틱은 생물학적 재활용에 가장 적합하다. 영국 포츠머스 대학교의 분자 생물물리학자 앤디 픽포드(Andy Pickford)는 이 물질이 '일종의 아킬레스건'이라고 말했다. PET은 탄소가 산소와 얽혀 있다. 직물과 음료수병에서 흔히 발견되며 매년 생성되는 플라스틱의 약 5분의 1을 차지하는 PET는 생물학적 재활용 업체들 사이에서 인기 있는 대상이자 상업적으로 이용 가능한 제품이기도 하다. 실제로 프랑스 회사 카르비오(Carbios)는 연간 5만 톤의 PET 폐기물을 재활용하는 것을 목표로 2025년 프랑스 북부에 바이오 재활용 공장을 열 계획이다. 호주에 본사를 둔 삼사라에코(Samsara Eco)는 2024년 멜버른에 PET에 초점을 맞춘 2만 톤 규모의 재활용을 계획하고 있다. 플라스틱 유형을 연구하고 있는 픽퍼드(Pickford)는 "PET와 유사한 화학적 구성을 가진 폴리아미드와 폴리우레탄도 본질적으로 효소에 의해 분해되기 쉬워 효소 재활용의 유망한 대상"이라고 말했다. 삼사라에코는 합성 폴리아미드의 일종인 나일론을 연구하고 있다. 지난 5월 버려진 옷으로 '세계 최초의 무한 재활용' 나일론-폴리에스테르 의류를 생산하기 위해 인기 운동복 브랜드 룰루레몬(Lululemon)과 다년간의 파트너십을 발표했다. 아직은 연구가 미진하지만 연구원들은 폴리우레탄을 분해하는 미생물에 대해서도 연구 중이다. '슈퍼웜' 유충 활용 기술 향상 효소 재활용은 순수 탄소 골격을 가진 플라스틱의 경우 전망은 흐리다. 비닐봉지를 만드는 데 사용되는 폴리염화비닐(PVC), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리스티렌 및 폴리에틸렌을 포함하는 제품은 기름기가 많아 투입된 효소를 붙잡을 수 없기 때문이다. 그런데 페데리카 베르토치니는 데메트라(Demetra)와 세레스(Ceres)라는 이름을 붙인 왁스 벌레 타액에서 플라스틱 분해 효소를 확인했다. 이 효소는 탄소 골격에 산소를 주입해 실온에서 몇 시간 내에 폴리에틸렌을 분해하는 것으로 나타났다. 폴리스티렌을 연구하는 호주 퀸즈랜드 대학교의 미생물학자 크리스 린케(Chris Rinke) 박사는 '슈퍼웜(Superworm)'이라고 불리는 미국왕딱지벌레(Zophobas morio) 유충을 발견했다. 플라스틱을 기계적으로 작은 조각으로 파쇄하고 산소 원자를 투입해 '노화'한 다음 특수 기술을 사용해 해당 조각을 해중화하는 두 가지 과정을 통해 폴리스티렌을 분해한다. 린케 박사는 "곤충에서 발견되는 효소가 열쇠를 쥐고 있을 수 있다"고 말했다. 반면, 일부 전문가들은 생물학적 재활용 전망에 대해 낙관적이지 않다. 픽포드는 "아직 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, PVC와 같은 폴리올레핀이 대규모 효소 재활용을 위한 현실적인 목표가 될 것이라고 확신하지 못했다"며 "이런 경우 재활용이 가능한 새로운 플라스틱을 만드는 방향으로 전환하는 것이 더 현실적"이라고 말했다. 한국의 경우, 2020년 포스텍의 차형준 교수 팀은 '산맴돌이거저리(Plesiophthalmus davidis)'라고 불리는 검은 딱정벌레의 유충에서 폴리스티렌 소화 능력을 부여한 장내 세균인 '세라티아 폰티콜라(Serratia Fonticola)'에 대해 보고했다. 또 다른 그룹은 PLA를 포함한 특정 유형의 생분해성 플라스틱을 분해할 수 있는 두 가지 저온 적응성 곰팡이 균주[고산 토양과 북극 해안에서 분리된 라크네룰라(Lachnellula)와 네오데브리에시아(Neodevriesia)]를 발견했다고 보고했다. 하지만 효소를 활용하는 프로세스를 확장하는 것이 얼마나 쉬울지, 그리고 확장된 환경이 어떤 모습일지는 불분명하다. 한편, UN은 오는 2024년 세계 최초의 글로벌 플라스틱 오염 조약을 만들 예정이다. 플라스틱 오염을 억제하는 것을 목표로 하며, 특히 재활용을 더 쉽게 하기 위해 플라스틱 제품의 생산 과 설계에 대한 새로운 규칙을 도입할 것으로 예상된다. 다음 해에는 워싱턴과 캘리포니아, EU에서 플라스틱 용기와 음료수병 재료의 25%를 재활용 플라스틱으로 규정하는 법률이 시행될 예정이다. 그러나 추가적인 변화와 인센티브가 없다면 이러한 노력은 물거품이 될 수도 있다는 지적이다. 화석 연료의 저렴한 가격으로 인해 순수 플라스틱이 저렴하게 유지되는 한 생물학적 효소 활용은 비용 면에서 경쟁력이 없기 때문이다. 맥기한은 "과거 석유 및 가스 산업이 혜택을 누렸던 방식으로 PET 또는 기타 생분해성 공정에 인센티브를 부여해야 한다"며 "생물학적 재활용 기술이 향상되면 새로운 플라스틱과 경쟁할 수 있을 만큼 비용면에서 효율적일 것"이라고 강조했다. 그럼에도 그는 "효소가 전체 플라스틱 문제를 해결하지 못하지만 이제 막 첫 걸음을 뗐다"며 향후 발전에 기대감을 드러냈다.
- IT/바이오
2023-09-21 08:48:00
달, 고대 얼음 없다..."달 탐사 전략 수정"

달의 영구음영 지역에 존재하는 것으로 알려진 얼음이 탄생 초기에 생성된 '고대 얼음'이 아니라는 연구 결과가 공개됐다. 달의 영구음영 지역(permanently shadowed regions, PSR)은 달의 남극과 북극 등 햇빛이 전혀 들지 않는 영원한 음지를 말한다. 과학 기술 전문 매체 인터레스팅엔지니어링에 따르면 행성과학연구소의 새로운 연구 결과, 달의 얼음이 우리가 알고 있는 것보다 훨씬 '젊다'는 사실이 밝혀졌다. 이번 발견으로 달 탐사 전략이 크게 수정될 전망이다. 행성과학연구소의 노버트 쇼르호퍼 선임 연구원이 이끄는 연구팀은 최근 '사이언스 어드밴스(Science Advances)' 학술지에 발표한 논문에서 달의 영구음영 지역(PSR)에 저장된 얼음은 약 34억년 전에 형성된 것으로 기존 추정치인 45억년보다 훨씬 '젊다'는 연구 결과를 공개했다. 쇼르호퍼 박사는 "이번 연구 결과로 달의 지질학적 이해뿐만 아니라 얼음 발견 예측에 대한 전략도 크게 수정될 것"이라고 말했다. 특히, 이 얼음은 달에서의 인간 생명 유지와 연료 생산 자원으로의 활용 가능성 때문에 많은 주목을 받고 있다. 달은 지구로부터 점점 멀어지면서 중요한 스핀 축 방향의 변화를 겪었다. 이 변화 이후에 영구적으로 그림자가 드리운 지역(PSR)이 등장하고 확장됐다. 달의 얼음은 수십억 년에 걸쳐 보존된 것으로 알려져 왔으며, 이로 인해 태양빛에서 가려진 PSR 지역은 여러 탐사 임무의 핵심으로 여겨져 왔다. 그러나 이번 연구 결과는 달 탐사의 궤도를 크게 변경할 필요가 있다는 점이 밝혀졌다. 지난해 발표된 프랑스의 한 연구와도 일치하는 이번 연구 결과는 지구와 달 사이의 거리 변화를 중심으로 진행됐다. 쇼르호퍼 박사는 이에 대한 깊은 통찰을 얻고 즉각 이를 달의 얼음 탐사에 반영하기 위한 조사를 시작했다고 밝혔다. 랄루카 루푸 공동 저자와 논문 작업을 협업한 쇼르호퍼는 지구와 달 사이의 거리 변화 모델을 바탕으로 달의 스핀 축 방향을 추정하고 PSR 지역을 정확하게 매핑했다. 11억년 '젊은' PSR 얼음 일반적으로는 달이 45억 년 전 초기에 혜성과 화산 활동으로 물이 생기거나 수증기를 내뿜었다고 믿어져 왔다. 그러나 이 연구에서는 PSR이 실제로는 약 34억 년 전에 형성되기 시작했다는 사실을 밝혀냈다. 쇼르호퍼는 "현재 극지방에서 발견되는 물은 달 초기의 물이 아니다. 데이터를 기반으로 PSR의 평균 연령은 최대 18억 년으로 추정된다. 따라서 달에는 실제로 '고대 얼음 저장소'가 없다"라고 강조했다. 또한 2009년에 달의 분화구 관측 및 감지 위성을 통해 발견된 물이 위치한 지점의 PSR은 10억 년보다 더 젊다. 쇼르호퍼는 이것이 긍정적인 발견이라고 지적하며, 젊은 PSR에도 얼음이 있을 가능성이 높다는 것을 시사했다. 한편, 이 연구는 얼음이 풍부하게 있는 것으로 보이는 수성의 극지방에 대한 관심을 증대시키고 있다. 쇼르호퍼는 "수성의 PSR이 오래되었을 것이며, 초기에 물을 포착했을 수 있다. 이것이 두 행성 간의 불일치를 설명할 수 있을 것"이라고 추측했다. 쇼르호퍼의 이번 연구는 NASA의 달 데이터 분석 프로그램 보조금과 태양계 탐사 연구 가상 연구소(SSERVI)의 GEODES 노드 지원을 받아 진행했다. 한국 달 탐사선 '다누리' 한편, 한국 달 탐사선 '다누리'도 달의 영구음영 지역 사진을 전송해 우리나라 달 탐사 위상을 높이고 있다. 다누리가 담은 달의 북극 지역 관측 사진은 지난 8월 7일 공개됐다. 달의 북극 지역에 있는 직경 약 20km의 분화구 에르미트-A는 내부에 영원히 태양빛이 닿지 않는 영구음영 지역을 포함하고 있다. 아울러 다량의 물이 얼음 형태로 존재할 것으로 예상되는 지역이기도 하다. 이외에도 다누리는 지구에서 관측하기 쉽지 않은 남극 지역 대형 분화구 드라이갈스키, 미국 아르테미스 III 계획의 착륙 후보지 중 하나인 아문센 분화구 영역 등의 고해상도 이미지를 담아 달의 민낯을 적극 탐사하고 있다. 이들 사진은 지난 8월 7일 대전 한국항공우주연구원에서 열린 '다누리 발사 1주년 기념식 및 우주탐사 심포지엄'에서 공개됐다. 다누리는 작년 8월 5일 오전 8시 8분 미국 플로리다주 케이프커내버럴 우주군 기지에서 발사된 후, 145일 간의 지구-달 항행을 통해 2022년 12월 27일 달 임무궤도에 진입했다. 이후 약 1개월의 시운전을 거쳐 2월 4일 정상 임무운영에 들어갔다. 다누리는 6개의 탑재체로 달 착륙후보지 탐색, 달 과학연구, 우주인터넷기술 검증 등 과학기술 임무를 수행 중이다. 지난 3월에는 우리나라 최초로 달 뒷면 촬영 사진을 전송하기도 했다. 지난 6월 다누리는 잔여 연료량과 본체 영향성 분석을 거쳐 임무운영기간을 2025년까지 연장했다.
- 포커스온
2023-09-19 10:25:00
도시바, AI로 '포트홀' 감지해 중대 사고 예방

비가 쏟아지면 도로 표면에 구멍이 생기는 포트홀(pot hole)은 자칫 중대 사고로 이어질 확률이 높다. 이 포트홀은 일반적으로 사람의 눈으로 직접 확인하고 보수해야 했기 때문에, 많은 시간과 노동력이 소모되어왔다. 그런데 일본의 전기기기 회사 도시바와 도시바 디지털 솔루션즈가 포트홀을 해결할 수 있는 '노면 변화 감지 AI(인공지능)'를 개발해 실용화에 나섰다. 일본 IT전문 매체 지디넷(ZD NET)에 따르면, 도시바와 도시바 디지털 솔루션즈는 NEXCO 중일본과의 협력 하에 고속도로 일상 점검의 효율성을 향상시키기 위한 검증실험을 진행했다. 그 결과, 이 AI 기술은 일상 점검의 자동화와 노동력 절감 뿐만 아니라, 긴급 보수가 필요한 포트홀을 조기에 발견하는 데 큰 효과가 있음이 밝혀졌다. 이로써 고속도로의 유지보수와 장기적인 안정적 운영에도 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 지난 2019년 NEXCO 중일본 지역 내의 고속도로에서 약 3200건의 포트홀이 발견됐다. 이 중 30년이 경과한 도로가 전체의 60%를 차지하며, 노면의 변화로 인해 포트홀 발생 빈도가 증가했다. 이로 인해 적시에 이루어지는 점검 및 유지보수가 절실하게 필요한 상황이었다. 기존의 점검 방식은 점검원이 순찰 차량을 이용하여 정기적으로 도로를 순회하며 육안으로 포트홀을 확인하는 방식이었다. 긴급 보수가 필요한 포트홀을 발견할 경우, 점검원은 안전한 정차 지점을 찾은 후, 다시 포트홀이 있는 장소로 돌아와 사진 촬영을 해야 했다. 이후 해당 사진을 도로관제센터에 보고하는 과정을 거쳤다. 도시바 연구개발센터의 미디어 AI 실험실 전문가 노다 레이코 씨는 "노면 변화 감지 AI는 점검원이 탑승한 차량에 설치된 카메라로 이미지를 수집하며, 이 이미지를 AI로 분석한다. 이를 통해 주행 중에도 실시간으로 포트홀을 자동으로 파악하고, 바로 도로관제센터에 보고가 가능하다. 이로써 점검 품질의 일관성과 작업의 안전성이 보장되며, 긴급 보수에 소요되는 시간도 크게 줄일 수 있다"고 말했다. 이번 AI의 눈에 띄는 특징은 '약교사 학습형' 기술이 탑재된 것이다. '약교사 학습형' 기술은 영어로 'Weakly Supervised Learning'이라고도 하며, 머신러닝에서 사용되는 학습 방식 중 하나다. 도시바는 AI가 딥러닝 모델을 통해 입력 이미지에서 비정상 패턴의 스코어 맵을 생성한다고 설명했다. 이 모델은 스코어 맵의 최대값이 입력 이미지의 변화와 일치하도록 학습되어, 정상 이미지와 비정상 이미지 사이의 차이점을 높은 스코어로 표시한다. 이 기술의 도입으로 이미지 분석 시간이 기존 1분 40초에서 단 1초로 줄어들었다. 이로 인해 작업 부담을 줄이고 다양한 도로 환경에서의 적용이 용이해졌다. 향후 두 회사는 NEXCO 중일본과 실증 실험을 진행해 긴급 보수가 필요한 포트홀의 검출 정밀도를 향상시키고 오는 2024년 실용화를 목표로 하고 있다. 2024년 이후로는, 네쿠스코(NEXCO 일본도로공단 후계의 민영기업으로, 동일본, 중일본, 서일본의 3개 회사로 구성)는 각 점검 항목별로 내부에서 AI 모델을 개발할 수 있는 서비스를 제공할 계획이다.
- 산업
2023-09-17 09:12:00
美 샌디아 국립연구소, 내구성 높인 분자 개발 성공⋯장단점은?

미국 샌디아 국립연구소(Sandia National Laboratories)의 연구팀이 내구성을 높인 획기적인 분자 구조를 개발했다. 일반적으로 열을 가하면 팽창하는 대부분의 재료와 달리, 이 새로운 분자는 열을 가할 경우 수축한다는 놀라운 특성을 보인다. 과학 및 기술 전문 매체 '사이테크데일리(SciTechDaily)'에 따르면, 이 연구팀이 개발한 분자는 폴리머와 결합될 경우 뛰어난 내구성을 발휘한다. 이러한 특성 덕분에 휴대폰 케이스부터 미사일에 이르기까지 다양한 분야에서 활용 가능성이 높아 보인다. 폴리머는 작은 분자들이 결합해 만들어진 고분자로, 섬세한 구성 요소를 보호하는 이상적인 재료로 알려져 있다. 그러나 재료가 오래 사용되거나 다양한 환경에 노출될 경우 성능이 저하되는 문제가 있다. 이와 관련해 대부분의 물질이 가열될 때 팽창하고, 냉각될 때 수축하는 반면, 이 새로운 분자는 그렇지 않다. 일반적으로 폴리머는 가장 높은 팽창률과 수축률을 보이며, 금속이나 세라믹은 상대적으로 낮은 수준을 보인다. 샌디아 연구팀의 이번 발견은 물질의 온도에 따른 변화율을 조절할 수 있는 새로운 가능성을 열어놓았다. 이로써 다양한 산업 분야에서의 응용이 기대된다. 샌디아 연구팀을 이끄는 재료 과학자 에리카 레드라인(Erica Redline)은 "많은 제품들이 플라스틱, 유리, 금속 등 여러 재료로 구성되어 있는데, 이 재료들이 서로 다른 속도로 팽창하거나 수축하기 때문에 시간이 지날수록 제품이 갈라지거나 뒤틀리는 현상이 발생한다"고 지적했다. 레드라인은 이 문제점을 극복하기 위한 새로운 아이디어를 생각하게 되었고, 그 아이디어를 팀원들과 함께 실제로 구현하는 데 성공했다고 말했다. 그는 "우리 팀은 고분자와 잘 결합하면서 그 특성을 바꿀 수 있는 새로운 분자를 개발했다. 이 분자는 흥미롭게도 가열될 때 팽창하는 대신 수축하는 특징을 가진다"고 설명했다. 레드라인은 "이 분자를 폴리머에 첨가하면, 폴리머의 팽창과 수축이 금속과 유사한 수준으로 조절되게 된다. 실제로 금속과 같은 특성을 갖게 만든 이 분자의 개발은 큰 도전이었다"고 강조했다. 이 새로운 분자는 다양한 방식으로 활용될 수 있는 잠재력을 보여주고 있다. 폴리머는 전자부터 통신 시스템, 태양광 패널, 자동차 부품, 인쇄 회로 기판, 항공우주 응용, 국방 시스템, 바닥재 보호 코팅에 이르기까지 광범위한 분야에서 사용되는데, 이 분자가 그 활용성을 더욱 확장시킬 것으로 보인다. 화학 엔지니어인 제이슨 더거(Jason Dugger)는 "이 분자는 국방 시스템에서 특히 큰 잠재력을 발휘할 것"이라며 미래의 혁신을 위한 길을 열 것으로 기대하고 있다. 더거는 또 3D 프린팅 분야에서의 활용성에 대해서도 언급했다. 그는 "하나의 영역에서는 특정한 열적 반응을 보이는 반면, 다른 영역에서는 다른 열적 반응을 보이게끔 인쇄하는 것이 가능하다"며 "재료의 무게를 줄일 수 있어 위성 등에도 적용될 수 있다"고 덧붙였다. 또한, 한 에폭시 제조 회사가 이 분자를 접착제로 활용하려는 시도를 했다는 소식이 전해졌다. 물론, 이 기술에도 단점이 있다. 유기 화학자 샤드 스티커(Chad Staiger)에 따르면, 7~10그램(g)의 분자를 합성하는데 약 10일이 소요된다. 이런 점은 대량 합성 시에 추가적인 시간과 비용이 들 수 있다는 것을 의미한다. 현재 연구팀은 시장에 출시될 제품을 준비하는 과정에서 10만 달러(한화 약 1억3276만원)를 투자해 분자 합성 시간을 단축시키는 연구에 집중하고 있다. 이 분자의 활용 가능성은 무궁무진해 보인다.
- 산업
2023-09-14 13:03:00
[퓨처 Eyes(3)] 양자 컴퓨터, AI·챗GPT보다 더 큰 기술 혁신 온다

미래 기술에서 양자 컴퓨터를 빼고 이야기할 수 없다. 양자 컴퓨터는 독특한 도전과제를 제시하고 전례 없는 연산 능력을 약속하는 최첨단 기술이다. 양자 컴퓨터는 양자역학의 원리를 이용하여 작동한다. 이진 논리(0과 1)와 순차적 계산으로 작동하는 기존 컴퓨터와 달리, 양자 컴퓨터는 무한한 수의 가능한 결과를 나타낼 수 있는 양자 비트, 즉 '큐비트(qubit)'라는 정보 단위를 사용해 계산을 수행한다. 이를 통해 양자 컴퓨터는 양자역학의 확률적 특성을 활용하여 엄청난 수의 계산을 동시에 수행할 수 있다. 인공지능(AI) 챗 GPT보다 더 큰 기술혁신을 몰고 올 것으로 기대되는 양자 컴퓨터의 장점은 첫째, 기존 컴퓨터보다 어떤 작업도 더 빠르게 수행할 수 있다. 양자 컴퓨터에서는 원자가 기존 컴퓨터보다 더 빠르게 움직이기 때문이다. 둘째, 높은 수준의 정밀도로 국가 보안 및 메가데이터 처리에 적합하다. 셋째, 에너지 낭비가 적다. 양자 컴퓨터는 아직 초기 단계에 있지만 암호화부터 신약 개발에 이르기까지 다양한 분야에 혁신을 가져올 잠재력을 가지고 있다. 양자 컴퓨터를 사용하면 부작용이 적고 더 효과적인 신약을 개발할 수 있다. 또한 IT 보안의 주요 도전 과제이기도 하다. 연구자와 기술 기업은 양자 컴퓨터의 성능을 견딜 수 있는 새로운 암호화 방법을 모색해야 한다. 여기에는 새로운 암호화 알고리즘을 개발하거나 양자역학의 원리를 사용하여 '양자 암호화'로 알려진 것을 만드는 게 포함될 수 있다. 프랑스 일간 경제지 라 트리뷘(LATRIBUNE)에 따르면 2030년까지 2000~5000대의 양자 컴퓨터가 작동할 것으로 보인다. 이 매체는 양자 컴퓨터 퍼즐에는 많은 조각이 있기 때문에 가장 복잡한 문제를 처리하는 데 필요한 하드웨어와 소프트웨어는 2035년 이후에나 존재할 수 있다고 전망했다. 또 대부분의 기업은 2035년까지 양자 컴퓨터를 통해 상당한 가치를 창출할 수 없겠지만, 일부 기업은 향후 5년 동안 이득을 볼 수 있을 것으로 내다봤다. 양자 컴퓨터 시장 규모는 2022년 약 10억 달러에서 2030년 80억 달러로 증가할 것으로 추정된다. 퓨처 아이즈에서는 양자 컴퓨터 작동 원리와 금융이나 생명공학, 공급망 등의 적용 분야, 향후 양자 컴퓨터 개발 과제 등을 점검해본다. 양자 컴퓨터의 작동 원리 1) 중첩 양자컴퓨터의 '중첩(Quantum superposition)'은 양자역학의 기본 원칙 중 하나로, 양자시스템이 두 개 이상의 상태를 동시에 가질 수 있다는 개념을 의미한다. 전통적인 컴퓨터에서 비트는 0 또는 1의 값을 갖는다. 그러나 양자컴퓨터에서 '큐비트'는 중첩의 원칙 덕분에 0과 1의 상태를 동시에 가질 수 있다. 이러한 특성은 양자컴퓨터가 복잡한 계산을 전통적인 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 수행할 수 있게 해준다. 2) 양자 얽힘 양자 얽힘은 큐비트가 서로 결합하여 한 큐비트의 상태가 다른 큐비트의 상태에 즉각적으로 영향을 미칠 수 있게 함으로써 큐비트 사이의 거리에 관계없이 큐비트를 연결할 수 있게 한다. 이 특성 덕분에 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 복잡한 문제를 더 효율적으로 해결할 수 있다. 3) 양자 게이트 양자 게이트는 큐비트 집합에서 수행할 수 있는 연산이다. 양자 게이트는 고전 컴퓨팅의 논리 게이트와 유사하지만, 중첩과 얽힘 덕분에 양자 게이트는 가능한 모든 입력을 동시에 처리할 수 있다. 양자 컴퓨터의 적용 잠재력 양자 컴퓨터의 잠재력은 방대한 양의 정보를 병렬로 처리할 수 있어 기존 컴퓨터에 비해 계산 능력이 기하급수적으로 증가한다는 데 있다. 기존 컴퓨터는 한 사람의 경주 결과를 계산할 수 있지만, 양자 컴퓨터는 서로 다른 경로를 가진 수백만 명의 참가자가 참여하는 경주를 동시에 분석하고 확률 기반 알고리즘을 사용하여 가장 가능성이 높은 우승자를 결정할 수 있다. 양자 컴퓨터는 특히 여러 가지 확률적 결과가 나오는 최적화 문제와 시뮬레이션을 해결하는 데 적합하며 물류, 의료, 금융, 사이버 보안, 날씨 추적, 농업 등의 분야에 혁신을 가져올 수 있다. 양자 컴퓨터의 영향력은 지정학까지 확장되어 전 세계적으로 힘의 역학 관계를 재편할 수 있다. 양자 컴퓨터는 금융과 생명공학, 공급망 등 많은 산업 분야에 혁신을 가져올 것이다. ◇ 금융 금융 및 투자 산업은 양자 AI(퀀텀 AI)의 혜택을 크게 받을 수 있는 분야 중 하나다. 대량의 데이터를 실시간으로 분석할 수 있는 양자 AI 알고리즘은 금융회사가 보다 정보에 입각한 투자 결정을 내리고 리스크를 보다 효과적으로 관리하는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 양자 AI는 시장 동향을 분석하고 주식, 채권 및 기타 금융상품의 움직임을 예측하는 데 사용될 수 있다. 이는 투자자가 투자 시점에 대해 더 많은 정보를 바탕으로 구매, 판매 또는 보유 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있다. 또한 금융회사가 새로운 투자 기회를 파악하는 데도 도움이 될 수 있다. 양자 AI 알고리즘은 대량의 데이터를 분석하여 새로운 트렌드와 성장 가능성이 있는 산업을 파악할 수 있다. 이를 통해 투자자는 새로운 산업의 초기 단계에 진입하고 잠재적으로 상당한 투자 수익을 얻을 수 있다. ◇ 생명공학 양자 AI는 유전자 데이터와 기타 복잡한 의료 정보를 분석할 수 있는 능력을 통해 질병에 대한 새로운 치료법과 치료법을 찾아내는 데 도움을 줄 수 있다. 예를 들어, 양자 AI는 대량의 유전자 데이터를 분석하여 암과 같은 질병의 근본적인 원인을 파악하는 데 사용될 수 있다. 이는 연구자들이 이러한 질병을 유발하는 특정 유전자 돌연변이를 표적으로 하는 새로운 치료법을 개발하는 데 도움이 될 수 있다. 또한 의료진이 환자 개개인에게 맞춤화된 치료를 제공하는 데 도움이 될 수 있다. 양자 AI 알고리즘은 환자의 유전자 데이터를 분석하여 해당 환자의 특정 질환에 가장 효과적인 치료법을 찾아낼 수 있다. 이를 통해 의료진은 보다 효과적인 치료를 제공하고 환자 치료 결과를 개선할 수 있다. ◇ 공급망 및 물류 물류 및 공급망 관리는 양자 AI의 혜택을 크게 받을 수 있는 또 다른 분야다. 복잡한 물류 네트워크를 최적화함으로써 기업은 비용을 절감하고 효율성을 개선할 수 있다. 양자 AI는 배송 경로와 배송 시간을 분석하여 가장 효율적인 상품 운송 방법을 파악하는 데 사용될 수 있다. 양자 AI 알고리즘은 판매 데이터 및 기타 요인을 분석하여 제품 수요를 예측하고 기업이 재고 수준을 최적화할 수 있도록 도울 수 있다. 이를 통해 기업은 낭비를 줄이고 수익성을 개선할 수 있다. ◇ 기후 및 환경 모델링 양자 AI는 기후 및 환경 모델링에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 연구자들은 대량의 환경 데이터를 분석함으로써 기후 변화의 영향을 더 잘 이해하고 그 영향을 완화하기 위한 전략을 개발할 수 있다. 양자 AI는 위성 데이터를 분석하여 해수면 변화를 추적하고 해수면 상승이 해안 지역 사회에 미치는 영향을 예측하는 데 사용될 수 있다. 또 기상 조건을 분석하고 허리케인이나 토네이도와 같은 자연재해의 발생 가능성을 예측하는 데에도 사용될 수 있다. 양자 컴퓨터의 개선점 양자 컴퓨터는 큐비트 수정과 양자 오류 등의 수정, 양자 알고리즘 개발 등이 문제점으로 거론된다. 이를 개선하면 양자 컴퓨터는 상상할 수 없는 혁신적인 단계로 접어들 것으로 보인다. 1) 큐비트 개선 양자 컴퓨팅의 기본 단위인 큐비트는 고전적인 비트에 해당한다. 연구자들은 양자 정보를 보다 안정적으로 저장하고 조작할 수 있는 더 안정적이고 일관된 큐비트를 개발하기 위해 노력하고 있다. 초전도 큐비트, 갇힌 이온 기반 큐비트, 광자 기반 큐비트 등 다양한 기술이 연구되고 있다. 2) 큐비트 수 증가 양자 계산의 규모와 복잡성은 사용 가능한 큐비트 수에 따라 달라진다. 연구자들은 더 강력한 양자 알고리즘을 실행하기 위해 큐비트 수를 크게 늘리고자 한다. 큐비트 수가 많은 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터로는 접근할 수 없는 계산을 수행할 수 있게 해준다. 3) 양자 오류 수정 양자 시스템은 노이즈, 간섭, 불안정성 등의 요인으로 인해 오류가 발생하기 쉽다. 양자 오류 수정은 양자 오류를 감지하고 수정하는 기술을 개발하여 실제 시스템에서 양자 계산의 신뢰성을 보장하는 것을 목표로 하는 활발한 연구 분야다. 4) 양자 알고리즘 연구원들은 양자 컴퓨터에서 실행되도록 설계된 특정 알고리즘을 개발하기 위해 노력하고 있다. 이러한 알고리즘은 양자 속성을 활용하여 기존 알고리즘보다 복잡한 문제를 더 빠르게 해결한다. 유망한 양자 알고리즘의 예로는 쇼 인수분해 알고리즘, 그로버 검색 알고리즘, 양자 시뮬레이션 알고리즘 등이 있다. 5) 양자 머신 러닝과 양자 인공 지능의 사용 연구자들은 양자 시스템의 고유한 특성을 활용할 수 있는 새로운 머신러닝 및 인공 지능 알고리즘을 개발하기 위해 양자 컴퓨팅의 활용을 모색하고 있다. 6) 양자 클라우드 서비스의 부상 큐비트 수와 일관성 시간이 증가함에 따라 많은 기업이 사용자에게 양자 클라우드 서비스를 제공하여 자체 양자 컴퓨터를 구축하지 않고도 양자 컴퓨팅의 성능을 이용할 수 있도록 하고 있다. 7) 양자 오류 수정의 발전 양자 컴퓨터를 실질적으로 유용하게 사용하려면 계산 중에 발생하는 오류를 최소화하는 양자 오류 수정 기술이 필요하다. 이 목표를 달성하기 위해 많은 새로운 기술이 개발되고 있다. 양자 컴퓨팅은 아직 개발 초기 단계에 있으며, 널리 사용 가능하고 상업적으로 실행 가능한 양자 시스템이 현실화되려면 많은 기술적 과제를 극복해야 한다. 하지만 이러한 혁신 분야의 지속적인 발전은 가까운 미래에 양자 컴퓨팅에 대한 흥미로운 전망을 열어줄 수 있다. 양자 컴퓨팅은 새로운 논리 패러다임으로 인해 프로그래밍에 완전히 다른 접근 방식이 필요하다. 이 기술의 잠재력을 효과적으로 활용하려면 불확실성과 반복적인 휴리스틱 접근 방식을 수용하는 것이 필수적이다. 그러나 양자 컴퓨팅의 한 가지 중요한 과제는 오류 확률을 높이지 않고 여러 큐비트를 연결해야 한다는 점이다. 이는 양자 컴퓨팅 기술의 상업적 성장을 가로막는 중요한 장애물로 남아 있다. 양자 상태를 저하시키는 디코히어런스를 피하기 위해 큐비트를 실제 환경으로부터 격리해야 한다는 현실적인 제약이 있다. 현재는 극도로 낮은 온도로 냉각하는 것이 격리에 사용된다. 현재 진행 중인 연구에서는 양자 프로세서의 확장성과 상업적 실용성을 높이기 위해 포토닉스 및 다양한 소재를 포함한 다양한 방법론을 모색하고 있다. 또한 양자 컴퓨터는 '1000큐비트'의 강력한 성능이 필요하다. 지난 10년 동안 양자 컴퓨팅은 괄목할 만한 발전을 이루었다. 예를 들어 IBM은 2017년에 50큐비트 칩을 출시했으며, 2019년에는 특정 계산에서 가장 빠른 기존 슈퍼컴퓨터를 능가하는 성능을 보였다고 주장했다. 1000큐비트 양자 컴퓨터 개발 경쟁이 이미 진행 중이며, 더 많은 발전이 기대된다. 양자 컴퓨터의 잠재력을 최대한 발휘하려면 오류 수정 큐비트의 개발이 필수적이다. 현재의 양자 프로세서는 하나의 오류 수정 큐비트를 구현하기 위해 상당한 수의 표준 큐비트가 필요한 경우가 많다. 그러나 이 문제는 향후 몇 년 내에 해결될 것이라는 낙관적인 전망이 나오고 있다. 현재 거론하는 양자 컴퓨터에 대한 단기적인 전망은 과장된 것일 수 있지만, 장기적인 결과는 판도를 바꿀 가능성이 높다. 다양한 분야에서 전 세계적으로 관심이 높아지면서 상당한 자본이 투입되고 있으며, 향후 몇 년 동안 놀라운 실용적 혁신이 이루어질 수 있는 기반을 마련하고 있다. 양자 컴퓨터는 전례 없는 연산 능력을 제공하고 다양한 산업과 분야에 혁명을 일으켜 세상을 변화시킬 수 있는 가능성을 지니고 있다. 아직 해결해야 할 과제가 남아 있지만, 양자 기술의 지속적인 발전은 언제든 획기적인 발전이 일어날 수 있음을 시사한다. 양자 컴퓨터의 잠재력을 활용하면 모든 첨단 기술 중에서 가장 영향력 있는 기술이 되어 우리 사회에 큰 발전을 가져올 것으로 기대된다.
- 포커스온
2023-09-14 12:08:00
전기차 시장, '전고체 배터리'가 뜬다…10대 리드 기업 어디?

최근 전기차 업계가 주목하는 기술 중 하나는 '전고체 배터리'다. 이 기술은 기존 리튬 이온 배터리보다 에너지 저장 용량이 뛰어나고, 충전 시간도 단축되는 등 탁월한 성능을 자랑한다. 그렇다면 이 전고체 배터리는 기존 배터리와 다른 점은 무엇일까. 전고체 배터리는 이름에서도 알 수 있듯이 액체 전해질이 아닌 고체 전극과 고체 전해질을 사용한다. 이로 인해 배터리의 누출이나 열 문제가 크게 줄어들어 사용자의 안전을 더욱 보장한다. 게다가 작은 크기로도 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있어 휴대성과 효율성 모두에서 높은 점수를 받는다. 시장의 변화에 민감하게 반응하는 글로벌 자동차 기업들도 전고체배터리 개발에 발빠르게 뛰어들었다. 토요타와 폭스바겐은 이미 전고체 배터리 기술 개발에 속도를 내고 있다. 이러한 대기업들이 전고체 배터리의 선봉에 서게 될 것인가, 아니면 다른 참여 기업들이 이를 따라잡거나 앞질러 나갈 것인가. 전기차 시장의 미래는 어떻게 전개될지 기대된다. 폭스바겐과 퀀텀스케이프는 전기 자동차용 고체 상태 배터리 기술 개발에 손을 잡았다. 전기차의 두 가지 큰 걸림돌인 '주행 거리'와 '충전 시간'을 해결하기 위해서는 향상된 '에너지 저장 능력'과 '빠른 충전'이 선결과제다. 이 두 마리 토끼를 잡을 수 있는 전고체 배터리는 소비자의 전기차에 대한 인식을 크게 바꿔놓을 것으로 보인다. 전고체 배터리 개발 진행중인 선도적인 10개 기업은 다음과 같다. 1. 도요타 토요타는 21세기 자동차 혁신의 핵심으로 전고체 배터리를 지목하며, 2027년까지 상용화를 목표로 연구개발을 가속화하고 있다. 도요타의 이러한 움직임은, 배터리가 전기차 업계의 핵심 부품임을 감안하면, 전기차 시장에서의 선두 주자로의 복귀를 알리는 신호로 해석된다. 그들은 이미 2012년부터 전고체 배터리 기술 개발에 뛰어들었고, 현재 200명 이상의 전문가로 구성된 팀이 이를 주도하고 있다. 그 결과, 토요타는 1000개 이상의 특허를 보유하게 되었다. 이 기업의 최종 목표는 전고체 배터리의 장점을 살려 완충 상태에서 약 700km (435마일)의 주행 거리를 달성하는 전기차와 하이브리드 차량을 출시하는 것이다. 2. 폭스바겐(Volkswagen) 폭스바겐은 전고체 배터리 연구의 선구자 중 하나인 퀀텀스케이프와 파트너십을 맺고 전기 자동차용 고에너지 밀도 배터리를 개발하고 있다. 2018년 폭스바겐은 퀀텀스케이프와 함께 전기차용(EV) 배터리 기술 개발을 추진했고, 2020년 추가적으로 2억 달러의 투자를 통해 이 연구의 가속화를 선언했다. 퀀텀스케이프는 기존 배터리 대비 전고체 배터리가 약 80% 더 긴 주행 거리와 80% 더 많은 충전량을 제공한다고 주장했다. 2022년 말 현재, 퀀텀스케이프는 전고체 배터리 셀의 시험을 진행 중이다. 폭스바겐은 다른 기업들과 협업하여 고체 상태 기술 및 전극 건조 코팅 공정과 같은 다양한 배터리 기술을 연구 중이며, 이를 2030년에 대량 생산에 투입할 계획이다. 3. 파나소닉(Panasonic) 전세계적인 전기차 시장의 확대와 함께 배터리 기술의 중요성이 강조되는 가운데, '파나소닉'과 '도요타'의 조합이 눈길을 끈다. 두 기업은 2020년 '프라임 플래닛 에너지 솔루션(Prime Planet Energy & Solutions, Inc.)'이라는 이름의 합작기업을 설립, 생산성과 용량 모두에서 우수한 배터리 솔루션을 제공하기 위해 노력하고 있다. 도요타는 이미 전고체 배터리 기술 관련 1000개 이상의 특허를 보유하고 있으며, 파나소닉도 445개의 특허로 그 기술력을 과시하고 있다. 파나소닉은 지난 수십 년 동안 배터리 기술을 선도해 왔다. 특히 전고체 배터리 기술 연구에 주력하며, 액체 전해질로 인한 화재, 폭발 위험 등의 문제점을 해결하고자 고체 상태 배터리로의 전환에 큰 희망을 걸고 있다. 파나소닉은 기술에 대한 구체적인 일정을 제공하지는 않았지만, 연구 및 개발에 적극적으로 투자하고 있다. 특히 도요타, 테슬라, 포드와 같은 국제적인 자동차 기업들과의 협력은, 전고체 배터리의 시장 출시 때 그들이 이 분야의 혁신을 주도할 가능성을 제시한다. 4. 베이징 웨이란신에너지기술(Beijing WeLion New Energy Technology) 중국 기업 니오(Nio)는 배터리 제조업체인 중국 베이징 웨이란신에너지기술(北京卫蓝新能源科技·Beijing WeLion New Energy Technology, 이하 '웨이란'-WeLion)과 파트너십을 맺어 새로운 배터리 기술을 선보였다. 이들 두 기업은 전기 자동차에 대한 반고체 상태 배터리 셀을 생산했다. 반고체 상태 배터리는 리튬 이온 배터리의 젤 전해질과 고체 전해질을 결합한 것이다. 니오는 특히 이번 파트너십을 통해 웨이란으로부터 150 kWh 용량의 반고체 배터리 셀을 공급받게 되었으며, 이 배터리는 'Nio ET7' 전기자동차에 적용될 예정이다. 이러한 혁신적인 기술을 탑재한 세단 'Nio ET7'은 CLTC 기준으로 약 1000킬로미터(621 마일), EPA 기준으로는 740킬로미터(460 마일)의 높은 주행 거리를 자랑한다. 또한, 이 배터리는 'Nio ES6 SUV'에도 적용되어, 약 689킬로미터(428 마일)의 주행 거리를 제공하게 된다. 5. 중국 CATL(Amperex Technology Co. Limited) 중국 배터리 대기업 CATL은 2023년 4월 전기 항공기 전동화를 향한 새로운 움직임을 위해 고체 상태 배터리 기술의 한 형태인 압축형 배터리 셀을 출시했다. 이 배터리 셀은 에너지 밀도가 500 Wh/kg로 매우 높다. 중국의 배터리 대기업 'CATL'은 2023년 4월 전기 항공기의 전동화를 목표로 고채 상태 배터리 기술의 한 형태인 압축형 배터리 셀을 출시했다. 이번에 선보인 배터리 셀은 무려 500 Wh/kg의 높은 에너지 밀도를 자랑한다. 반면, 테슬라가 자랑하는 4680 배터리 셀의 에너지 밀도는 244 Wh/kg에 불과하다. 이를 비교하면 CATL의 신제품은 기존 리튬 이온 배터리에 비해 약 두 배의 충전량을 가지고 있음을 알 수 있다. 이렇게 혁신적인 배터리 기술은 중국 지리자동차(Geely)의 2023년 형 전기차 '지커-001(Zeekr-001 EV)'에도 적용될 수 있으며, 해당 차량은 CLTC 기준으로 641 마일의 주행 거리를 달성할 수 있다. CATL의 압축형 배터리 셀은 이보다 훨씬 더 긴 주행 거리를 제공할 전망이다. 6. 혼다 혼다는 2050년까지 탄소 중립을 목표로 하고 있으며, 이를 위해 제너럴 모터스(GM)와 소니 같은 기업들과 파트너십을 맺어 고체 상태 배터리 기술을 연구하고 있다. 또한 혼다는 일본의 사쿠라에 4300억 엔 (약 2950만 달러)을 투자해 2028년까지 전기 자동차에 고체 상태 배터리 셀을 도입하는 생산 라인을 구축하는 작업을 진행 중이다. 고체 상태 배터리 기술의 가장 큰 단점은 세포의 무결성을 위협하는 덴드라이트(dendrites)의 존재다. 혼다는 덴드라이트 문제를 해결하기 위한 새로운 연구를 진행하고 있다. 이를 통해 2030년까지 연간 200만 대의 배터리 전기 자동차 생산을 목표로 하고 있다. 7. 닛산 닛산은 2028년까지 고체 상태 배터리로 구동되는 차량을 시장에 선보이기 위한 연구를 본격화했다. 가나가와에 위치한 닛산의 연구 센터에서는 2024년까지 고체 상태 셀 프로토타입을 생산하기 위한 공장 건립 작업이 진행 중이다. 고체 상태 배터리 기술 도입 후, 닛산은 EV 배터리 비용을 최소 50% 절감하며, 충전 능력을 현존하는 기술의 세 배로 향상시키고, 에너지 밀도를 두 배로 늘리는 것을 목표로 삼고 있다. 시장에서 현재 주목받는 최고 성능의 배터리 셀은 에너지 밀도 240 Wh/kg을 제공하는데, 닛산의 목표는 이를 480~500 Wh/kg로 높이는 것이다. 이외에도 닛산은 액체 전해질을 사용하지 않는 올 고체 상태 배터리와 나트륨을 활용한 셀에 대한 연구를 활발히 진행하고 있다. 8. 솔리드에너지시스템(SolidEnergy Systems) 솔리드에너지시스템(SES)은 치차오 후 박사(Dr. Qichao Hu)가 2012년에 매사추세츠주 워본(Woburn)에 설립했다. 이 회사는 리튬 금속 기술을 사용하며, 리튬 이온 배터리 셀에서 발견되는 전통적인 젤 대신 분리 막으로 사용한다. SES 리튬 금속 배터리 셀은 에너지 밀도가 400 Wh/kg이며, 전통적인 리튬 이온 배터리 셀의 주행 거리를 두 배로 늘릴 수 있다. SES는 안전하고 효율적인 배터리 개발에 중점을 둔다. 인공 지능 알고리즘을 활용해 배터리의 안전성을 향상시켰고, 가볍고 비용 효율적으로 제작될 수 있다. 게다가 15분만에 배터리의 80%까지 빠르게 충전할 수 있다는 것은 큰 강점이다. 차량 제조업체들과의 협력도 활발한 편이다. 제너럴 모터스(GM), 혼다, 현대자동차, 지리, 기아와 같은 주요 자동차 기업들과 파트너십을 체결하고 있다. 특히 2021년에는 GM이 SES에 1억 3900만 달러를 투자했으며, 2025년부터는 SES의 리튬 금속 배터리 셀을 자동차에 적용할 계획이다. 9. 솔리드 파워(Solid Power) 솔리드 파워는 2011년 콜로라도 대학의 스핀오프로 탄생했으며 현대자동차, BMW, 포드와 같은 글로벌 자동차 제조업체들의 후원을 받으며 빠르게 성장했다. 2021년에는 콜로라도 주의 손턴(Thornton)에 7만5000평방 피트(약 6967제곱미터) 규모의 최첨단 생산 공장을 설립했다. 솔리드 파워의 주요 기술은 전통적인 리튬 이온 배터리의 액체 전해질을 황화물 기반의 고체 전해질로 교체하는 것이다. 이 고체 전해질은 액체 전해질보다 안전하며, 안정적인 성능을 제공한다. 이 회사는 2028년까지 연간 80만 대의 전기차 배터리 셀 생산을 목표로 하고 있으며, 그를 위한 생산 확장 계획을 세우고 있다. 또한, 솔리드 파워는 미국 에너지부의 "전기 자동차를 위한 미국 저탄소 생활 (EVs4ALL)" 프로그램에서 총 4200만 달러 중 560만 달러의 지원을 받아 연구 및 개발 활동을 지속적으로 진행하고 있다. 10. 실라 나노 테크놀로지스(Sila Nanotechnologies) 실라 나노 테크놀로지스는 BMW, 다임러 AG(Daimler AG), 지멘스(Siemens), CATL과 같은 세계적인 기업들과 전략적 파트너십을 체결해 전기 자동차용 고체 상태 배터리의 상용화를 위한 강력한 투자 지원을 확보했다. 산업 내 주요 플레이어들의 지원 아래, 이 회사는 2028년까지 150 GWh 이상의 대규모 배터리 셀 생산을 목표로 하는 로드맵을 구축하고 있다. 특히, 실라 나노는 20% 더 긴 주행 거리와 20분만에 10-80%까지 충전이 가능한 타이탄 실리콘(Titan Silicon) 배터리 셀을 선보였다. 이 기술은 메르세데스-벤츠의 EQG 모델에 적용될 예정이다. 더욱이, 회사는 기존 고체 상태 배터리 기술의 덴드라이트 현상과 부피가 큰 세라믹 전해질의 한계를 극복하기 위한 방안으로, 중간 온도에서 다공성 분리막-양극 스택에 고체 전해질을 용융 침투시키는 방식을 도입할 계획이다.
- IT/바이오
2023-09-14 10:13:00
로봇공학, 맞춤형 학습 제공으로 교육 환경 혁신

교육과 로봇공학은 서로 긴밀하게 연관되어 있다. 로봇공학은 교육 방법론에 로봇 기술을 결합해 교육 환경을 혁신하고 학습 효과를 높이는 데 활용된다. 과학 전문 매체 애널리틱스 인사이트(Analytisc Insight)는 2023년에 로봇공학의 발전 덕분에 학생들이 최첨단의 교육 경험을 누릴 수 있게 되어 교육 분야에 새로운 시대가 열렸다고 최근 보도했다. 이 매체는 올해 교육 분야에서 로봇공학이 교육과 창의력을 높이는 10가지 방법을 제시했다. 1. 맞춤형 학습 로봇공학이 교육 분야에서 주목받는 기여 중 하나는 바로 맞춤형 학습이다. 맞춤형 학습은 각 학생의 학습 능력과 목표를 고려해 개별적인 학습 계획을 세우고, 교육 자료를 최적화한다. 디지털 기술을 통해 학습 환경을 맞춤 설정하고, 학습 과정을 지속적으로 추적하여 개선해 나간다. 학생마다 다른 피드백을 제공하여 학습의 방향성을 미세 조정한다. 인공지능을 탑재한 로봇은 학생의 개별적인 필요에 맞춰 교육을 제공한다. 이로 인해 모든 학생이 동등한 교육 기회를 가지며, 이해도와 기억력을 향상시킬 수 있다. 2. STEM 교육의 활성화 STEM 교육은 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 수학 (Mathematics) 분야의 통합 교육을 말한다. 이 교육은 학생들의 과학적, 기술적 능력 개발과 함께 문제 해결 능력을 향상시킨다. 로봇은 학생들에게 이론을 실제로 적용하는 실습 기회를 제공한다. 이러한 접근 방식은 STEM 분야에 대한 학생들의 관심을 높여, 미래의 직업 준비에 더욱 도움을 준다. 3. 코딩과 프로그래밍 스킬 현대의 디지털 시대에서 코딩과 프로그래밍 능력은 더욱 중요해지고 있다. 레고 그룹에서 만든 '마인드스톰(LEGO Mindstorms)'은 로봇 제작 및 프로그래밍을 통해 다양한 작업을 수행하게 한다. 또 교육용 로봇 플랫폼으로 설계된 '라즈베리파이(Raspberry Pi)'는 학생들의 코딩 교육에 인기 있는 도구로 자리 잡았다. 이런 도구들은 프로그래밍의 진입 장벽을 낮춰 다양한 연령대의 학습자들이 쉽게 접근할 수 있게 만든다. 4. 비판적 사고력 강화 로봇은 실제 세계의 시나리오를 통해 학생들의 비판적 사고력을 강화한다. 이를 통해 학생들은 문제를 깊게 분석하며, 혁신적인 해결책을 찾아내고 변화하는 상황에 적응하는 능력을 키운다. 이 경험은 교실을 넘어서서도 유용하게 활용될 수 있는 문제 해결 능력을 학생들에게 배움의 기회로 제공한다. 5. 접근성과 포용성 강화 로봇 기술은 장애를 가진 학생들까지 포함하여 더 포괄적인 교육 환경을 제공한다. 특수 교육이 필요한 학생들에게 로봇은 맞춤 지원을 통해 그들이 본인의 속도와 방식에 맞게 학습하도록 돕는다. 이렇게 포용성을 강화함으로써 모든 학생에게 평등한 교육의 기회를 제공하는 중요한 단계를 밟게 된다. 6. 가상 학습 동반자 디지털 교육의 확산에 따라, 로봇 기반의 가상 학습 동반자는 중요한 역할을 시작하게 되었다. 학생들이 느낄 수 있는 외로움이나 고독감을 해소하는 데 도움을 주며, 학습을 상호작용적으로 만들어 학생의 동기를 부여하고 온라인 교실 참여를 높인다. 7. 교사 보조 로봇은 교사를 대체하는 것이 아닌, 그들의 업무를 지원하고 보완하는 역할을 한다. 숙제 채점, 교실 자원 관리, 학생 관리 등의 업무를 로봇이 수행하게 되면 교사는 학생들의 교육과 멘토링에 더욱 집중할 수 있다. 8. 문화와 언어 교육 로봇은 문화와 언어 교육에서 몰입도 높은, 상호작용적인 경험을 제공한다. 언어 교육 로봇은 학생들이 의미 있는 대화를 나누게 하여 언어 능력을 향상시키는 동시에 다른 문화에 대한 이해를 깊게 한다. 이 로봇들은 현실 세계 상호 작용을 시뮬레이션 하여 언어의 장벽을 줄이고 다양한 문화에 대한 이해를 높이게 함으로써, 학생들이 글로벌한 사회에서 더 잘 연결될 수 있게 도와준다. 9. 팀워크와 협력 강화 현대의 직장에서는 팀으로의 협업 능력이 중요한 역량 중 하나이다. 로봇은 학생들에게 프로젝트를 통한 협업의 중요성을 실감하게 해주며, 이를 통해 의사소통 및 협업 능력을 향상시키도록 도와준다. 이는 현대 사회에서 성공하기 위한 필수 기술을 갖추는 데에 기여한다. 10. 미래 직업을 위한 준비 교육 분야의 로봇공학은 학생들에게 최신 기술의 트렌드를 직접 경험하게 해 줌으로써 미래의 직업에 대비할 수 있게 한다. 로봇 관련 공모전이나 프로젝트 중심의 학습을 통해, 학생들은 기술 중심의 직업 시장에서 요구되는 핵심 능력과 경험을 얻게 된다. 이와 같이 로봇공학은 현재 교육 분야의 변화를 주도하고 있다. 맞춤형 학습에서부터 미래 직업 준비에 이르기까지, 로봇은 학생들의 학습 방식과 그들이 세상과 어떻게 상호작용하는지를 새롭게 정립하고 있다. 기술의 발전에 힘입어, 로봇공학은 교육 분야에서의 중요성을 지속적으로 확대하며 학습자들에게 밝고 혁신적인 미래의 가능성을 제시하고 있다. 이런 변화를 적극적으로 받아들이는 교육자와 기관들은 끊임없이 발전하는 세상에서 학생들이 성공적으로 나아갈 수 있도록 지원할 수 있다.
- IT/바이오
2023-09-13 11:47:00
스위스 연구지원회사(BTRY), 전고체 배터리 시장 진출

스위스 연방재료 과학기술연구소(EMPA)가 혁신적인 배터리 기술로 전고체 배터리 시장에 진출한다. 금속산업 및 광업 전문 매체인 '마이닝(MINING)'에 따르면, EMPA는 전고체 배터리 시장 진입을 목표로 새 회사 'BTRY'를 설립할 예정이다. 이 매체에 따르면, '전고체 배터리(solid state battery)'는 기존 리튬 이온 배터리와 달리 1분 이내의 빠른 충전과 방전이 가능하고 수명이 10배 이상 지속된다. 게다가 온도 변화에도 안정적인 성능을 보인다. 또한 전고체 배터리는 인화성이 없어 안전하다. 기존의 리튬 이온 셀은 부주의하게 취급하거나 손상될 경우 유독한 가스가 방출되거나, 진화가 어려운 위력적인 화재가 발생하기도 했다. 전고체 배터리의 한 예로 박막 배터리(Thin Film battery)가 있다. 이는 반도체 공정기술인 진공증착 방식을 사용해 얇은 기판 위에 양극재, 고체 전해질, 음극재를 순차적으로 적층하여 제작하는 2차 전지를 지칭한다. 고비용으로 대량 생산 난항 박막 배터리는 두께가 단지 0.15mm로, 종이처럼 휘어지는 특성을 가지고 있다. 기존 전지에 비해 고온에서의 안정성이 우수하며, 수명도 매우 길다. 그러나 단위 부피당 충전 용량은 리튬 이온 배터리보다 낮고, 제조 비용은 3배 이상 더 비싸기 때문에 대량 생산에 어려움이 있다. 마이닝에 따르면 BTRY의 책임 연구원인 압데살렘 아리비아(Abdessalem Aribia)와 모리츠 푸셔(Moritz Futscher)가 개발한 이 새로운 배터리는 에너지 저장 용량을 늘리는데 성공했다. 푸셔 연구원은 "박막 배터리 제조 시 사용되는 박막셀의 생산 방법은 현재 반도체 칩과 유리 코팅 제작 기술을 활용하므로, 새로 개발한 박막 배터리의 제조에 큰 어려움이 없을 것"이라고 설명했다. 박막 배터리 저장 용량 향상 박막 배터리는 고정밀 제조 방식을 사용을 하는데 독성 용매가 필요하지 않은 환경 친화적인 장점을 가지고 있으나 아직까지 대량 생산 하기엔 원가 대비 효율성이 낮은 부분이 있다. 이에 아리비아 연구원은 "스마트폰이나 스마트워치처럼 배터리 전체를 구동하는 것이 아니라 일부만을 담당하는 제품에 적합하다"고 밝혔다. BTRY사의 연구원들은 박막 배터리의 에너지 저장 용량 향상을 기반으로 원가 대비 효율성을 개선해 대량 상용화를 목표로 연구에 더욱 매진할 계획이다.
- 산업
2023-09-12 11:25:00
AI의 판도를 바꾸는 MIT의 '액체 신경망'

오픈AI의 챗GPT는 자연어 처리 분야에서 혁명적인 변화를 가져왔다. 이를 바탕으로 중국, 한국 등 전세계 여러 국가들이 생성형 인공지능(AI) 개발에 본격적으로 나섰다. 프랑스 기술 전문 매체 르빅데이터프랑스에 따르면 MIT의 컴퓨터과학 및 인공지능 연구소(CSAIL) 팀은 AI, 로봇공학, 자율주행차 분야의 혁신이 가능한 '액체 신경망(LNN, Liquid neural network)'이라는 새로운 딥 러닝 모델을 선보였다. 전통적인 딥 네트워크는, 예를 들어 차선 유지 같은 기능을 수행하기 위해 약 10만 개의 인공뉴런과 50만 개의 매개변수가 필요했다. 그러나 액체 신경망을 이용하면 불과 19개의 뉴런만으로 동일한 작업을 처리할 수 있을 정도로 효율적이다. 더불어 기존 딥 러닝 시스템이 인과 관계 파악에 한계가 있었던 반면 액체 신경망은 인과 관계를 더욱 깊게 이해하며, 다양한 상황에 유연하게 대응할 수 있다. 이러한 액체 신경망 개발의 배경은 로봇이 대규모 언어 모델을 실행하기에는 필요한 컴퓨팅 능력과 저장 공간이 부족하다는 점에서 출발했다. MIT CSAIL의 다니엘 러스(Daniel Rus) 이사는 로봇에 적합하며 실시간으로 실행 가능한 효율적인 신경망 개발의 필요성을 강조했다. 기존 신경망과는 다르게, 동적으로 조절 가능한 미분 방정식을 활용하여 새로운 상황에 유연하게 대응할 수 있게 됐다. 이는 기본적인 수학 방정식과 함께 새로운 하드웨어 구조를 통해 동적 학습이 가능하도록 설계된 결과이다. 연구팀은 여름 동안 숲에서 촬영한 비디오 스트림에서 물체를 인식하기 위해 LNN 및 다양한 딥 러닝 모델을 훈련시켰다. LNN은 높은 정확도를 유지했지만, 다른 신경망 모델들의 성능은 크게 저하되었다. 이러한 차이는 유동 네트워크가 작업 자체에 중점을 두는 반면, 다른 모델들은 작업의 맥락과 테스트 환경 분석에 지나치게 의존하기 때문으로 해석된다. 실제로 LNN에서 분석한 어텐션 맵을 보면, 도로 감지를 위한 운전 작업이나 객체 감지를 위한 작업에서 주요 요소에 높은 값을 할당했다. 이러한 특징이 상황 변화에도 과제를 유연하게 적응할 수 있었던 배경이다. 이들의 핵심적인 용도는 바로 비디오, 오디오 스트림, 온도 측정 시퀀스 등 지속적인 데이터 스트림 지원이다. 이러한 특성 덕분에 로봇공학이나 자율주행차와 같은 강력한 보안이 필요한 애플리케이션에 적합할 것으로 예상하고 있다. MIT 연구팀은 앞으로 다중 로봇 시스템과 다양한 데이터 유형에 대한 연구를 통해 이 네트워크의 새로운 기능과 한계를 탐색할 예정이다.
- IT/바이오
2023-09-11 08:52:00
G20 정상회의 뉴델리서 개막…중국 중심 '브릭스' 대항 아프리카 연합 눈독

주요 20개국(G20) 정상회의가 인도 뉴델리에서 9일(현지시간) 개막했다. 선진국과 개발도상국을 아우르는 주요 20개국(G20)의 올해 회의에는 한국을 포함한 G20 회원 20개국 뿐만 아니라 스페인 등 9개의 초청국과 유엔을 비롯한 여러 국제기구 대표들이 참석했다. 그러나 중국과 러시아 지도자 시진핑과 블라디미르 푸틴은 불참했다. G20은 세계 19대 경제 대국에 유럽연합을 더한 국가를 말한다. 그들은 지구촌의 주요 현안사항인 기후변화, 우크라이나 전쟁 등에 대한 논의를 진행할 예정이다. 중국 시진핑 주석은 한 번도 G20 회의를 거르지 않았으나. 이번이 첫 불참이다. 닛케이 아시아에 따르면 시진핑의 불참은 내적으로는 중국의 부동산 위기와 청년실업 등 경제문제가 꼽힌다. 외적으로는 우크라이나를 침공한 러시아와 북한과의 밀착으로 악의 축을 형성했다는 국제사회의 비난을 들 수 있다. 이번 G20 정상회의는 뉴델리 시내의 프라가티 마이단에 위치한 바라트 만다팜 국제컨벤션센터에서 양일 동안 개최될 예정이다. 오늘, 첫날 회의의 주제는 '하나의 지구', '하나의 가족'으로, 이를 중심으로 지구촌의 미래와 연대에 대한 논의가 진행될 것으로 전망된다. 올해 G20 정상회의에서는 지속 가능한 발전과 선진국 및 개발도상국 간의 균형 있는 성장에 대한 논의가 주요한 안건으로 잡혀있다. 주요 논의사항으로는 기후변화, 채무국의 채무 조정, 그리고 가상화폐 규제와 같은 이슈들이 중점적으로 논의될 것으로 예상된다. 더불어 '글로벌 사우스'(Global South·주로 남반구에 위치한 신흥국과 개도국을 지칭)와의 지원 및 협력에 관한 문제가 중요한 토론 주제로 떠오를 것으로 보인다. 기후변화와 우크라이나 전쟁과 같은 글로벌 현안에 있어 주요 7개국(G7)과 중국, 러시아 사이의 대립 구도가 보이고 있지만, 의장국인 인도의 적극적인 중재 노력 덕분에 회의 종료 시 공동선언 발표의 가능성도 엿보인다. 공동선언에는 우크라이나 전쟁, 기후변화, 글로벌 거버넌스 관련 내용이 포함될 예정이며, 의장국인 인도가 강조하는 인간 중심의 포용적 발전에 대한 내용도 반영될 것으로 예상된다. 한편, G20 국가는 전 세계 경제 생산량의 85%와 세계 무역의 75%를 차지한다. 이들 국가에는 전 세계 인구의 3분의 2가 거주하고 있다. 인도는 G20에 속하지 않은 국가들에 대한 책임이 있다고 반복해서 말해왔으며, 이를 통해 글로벌 사우스의 중요성을 줄곧 강조해왔다. 브루킹스 연구소의 탄비 마단 선임연구원은 BBC에서 "부채, 식량 및 에너지 가격 상승과 같은 문제는 전쟁과 팬데믹으로 인해 더욱 악화되었다. 인도와 G20의 다른 개발도상국들은 이러한 문제를 해결하기 위해 선진국이 자본을 제공해주기를 원한다"라고 말했다. 그러나 이번 G20에서 이 문제에 대한 합의도 확실하지 않다. 부채 재융자를 예로 들면, 인도와 다른 개발도상국들은 부유한 국가와 국제통화기금(IMF)과 같은 기관이 대출 상환에 어려움을 겪고 있는 국가를 구제해야 한다고 주장해 왔다. 중국에 대한 논의 없이는 이에 대한 어떠한 협상도 이루어질 수 없다는 지적이다. 최근까지 세계은행 총재였던 데이비드 맬패스는 12월에 세계 최빈국들이 채권자들에게 연간 620억 달러의 빚을 지고 있으며, 이 중 3분의 2가 중국에 빚을 지고 있다고 말했다. G20 국가들은 2020년에 빈곤국 부채 구조조정을 위한 공동 프레임워크(CF)에 합의했지만 진전이 더디게 진행되고 있다. 서방은 중국이 발목을 잡고 있다고 비난했지만 중국은 이를 부인하고 있다. 식량 및 에너지 안보도 논의 대상이며 이에 대해 어느 정도 합의에 도달 할 수있을 것으로 예상되지만 이는 우크라이나 곡물이 국제 시장에 도달할 수 있도록 키예프와의 거래 재개에 모스크바가 동의하는 데 달려 있다. 분석가들은 G20 프레임워크 내에서 이 문제에 대한 돌파구가 마련될 가능성은 거의 없다고 말했다. 농업, 팬데믹 대비, 의료 및 글로벌 공급망에 대한 합의가 이루어질 가능성이 높지만 공동 선언문에 포함될지는 확실하지 않다고 BBC는 덧붙였다. 외신에 따르면 중국 중심의 브릭스에 대항해 G20 국가들은 아프리카 연합에 주목하고 있는 것으로 알려졌다. 중국은 브릭스(브라질, 러시아, 인도, 중국, 남아프리카공화국)와 상하이협력기구(SCO)와 같은 다른 대안을 장려하고 있다. 브릭스는 최근 중국과 좋은 관계를 맺고 있는 아르헨티나, 이집트, 에티오피아, 이란, 사우디아라비아, 아랍에미리트연합을 이 그룹에 가입시켰다. G20에서 아프리카 연합의 존재는 개발도상국의 필요에 대한 인도의 입지를 더욱 강화했다.
- 경제
2023-09-09 15:01:00
AI 드론 '스위프트', 인간 드론 전문가 3명 상대 압승

인공지능(AI) 드론과 숙련된 인간 드론 조종사가 시합을 벌이면 과연 누가 이길까. 2016년부터 시작된 자율 비행 시스템의 연구는 AI 기술의 발전으로 현재에 이르러, 최근 '스위프트(Swift)'라는 AI 드론이 숙련된 조종사 3명을 제치고 드론 경주에서 화려한 승리를 거두었다. 기술 전문 매체 '트렌딩 토픽스(TRENDING TOPICS)'에 따르면, 취리히 대학의 엘리야 카우프만(Elia Kaufmann) 박사를 중심한 연구 팀은 '네이처(Nature)' 저널에 '스위프트'라는 AI 기반 드론 시스템을 발표하며 학계의 주목을 받았다. 이 드론은 시뮬레이션과 현실 세계의 데이터를 결합하여, 세계 최고 수준의 쿼드로콥터 조종 능력을 보여주었다. 연구팀은 AI 드론 '스위프트'와 숙련된 드론 조종사인 드론 레이싱 세계 챔피언 알렉스 바노버(Alex Vanover), 스위스 챔피언을 세 번 차지한 마빈 샤퍼(Marvin Schäpper), 2019년 멀비 GP 우승자 토마스 비트마타(Thomas Bitmatta) 등 3명과 총 25회 경주를 펼쳤다. 그 결과, AI 드론 스위프트는 열다섯 번의 경주에서 인간 조종사들을 앞서 1위를 차지하는 쾌거를 이뤘다. 시합에 참여한 드론 조종사 토마스 비트마타는 "스위프트 드론의 뛰어난 잠재력을 목격하게 되어 감명 받았다"고 전했다. 이러한 연구 성과는 항공 산업을 넘어 자율주행 차량, 항공기, 개인용 로봇 등의 분야에서도 큰 혁신을 가져올 것으로 예상된다. AI 기술의 발전은 앞으로 우리 일상에서 더욱 큰 변화와 기여를 할 것으로 보인다.
- IT/바이오
2023-09-09 08:30:00
건강수명 늘리는 장수의 식단, 당신도 따라할 수 있다

최근 효모를 활용한 실험에서 식단을 조절함으로써 건강한 노화 예방 효과를 볼 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 과학기술 전문매체 사이테크데일리(SciTechDaily)에 따르면, 웰컴트러스트(Wellcome Trust)와 영국 생명공학연구위원회(BBSRC)의 지원을 받은 영국 바브라함 연구소(Babraham Institute)의 과학자들이 효모를 기반으로 한 노화 예방 연구를 수행하고 결과를 발표했다. 바브라함 연구소의 존 하우슬리(Jon Houseley) 박사와 그의 연구팀은 식단의 조절을 통해 건강한 노화를 추구할 수 있으며, 건강 저하가 노화 과정에서 필연적인 것이 아니라는 점을 확인했다. 과학자들은 오랜 시간 동안 의도적으로 칼로리 섭취를 줄임으로써 노화와 관련된 건강 문제를 감소시키고 수명을 연장할 수 있다는 것을 알고 있었다. 생쥐를 대상으로 한 연구에서는 이러한 효과를 얻기 위해서는 평생 동안 식단을 조절해야 한다는 것을 발견했다. 효모 식단으로 칼로리 제한 그러나 하우슬리 박사의 최근 효모 연구는 칼로리 제한 대신 다른 방법으로 수명 주기 내내 건강을 향상시킬 방법을 발견했다. 도롯타 호카이(Dorottya Horkai) 수석 연구원은 “어린 시절의 식단 조절이 효모를 건강한 상태로 이끌 수 있음을 확인했다”고 전하며, "칼로리 제한 없이 다른 종류의 식사를 통해 효모의 노화와 세포 피로감을 줄일 수 있었다"고 덧붙였다. 연구팀은 평상시 포도당이 풍부한 식단에서 효모를 길렀던 것을 갈락토오스(단순 단당류 중 하나로, 생물체 내에선 주로 유당의 형태로 발견) 기반의 식단으로 전환했다. 실험 결과 일반적으로 노화와 함께 나타나는 다양한 분자 변화가 관찰되지 않았다. 갈락토오스에서 성장한 효모 세포는 노화 후에도 젊은 세포와 유사한 건강 상태를 보였고, 수명은 늘어나지 않았으나, 노화로 인한 건강 저하 기간이 크게 감소했다. 지속적인 올바른 식단 유지가 중요 중요한 점은, 식단 변화의 효과는 주로 세포가 어린 단계에서 발현되며, 늙은 효모 세포에서는 크게 차이가 나타나지 않는다는 것이다. 효모와 인간 사이의 젊음의 정의를 해석하는 것은 복잡할 수 있으나, 여러 연구들이 공통적으로 지적하는 것은, 건강한 삶을 유지하기 위해선 어릴 때부터 올바른 식단이 중요하다는 점이다. 효모 세포의 노화 과정은 동물이나 인간의 노화 메커니즘과 유사하므로 이상적인 연구로 간주된다. 이러한 효모 연구는 더 많은 연구가 필요하겠지만, 극단적인 칼로리 제한보다는 식단 조절을 통한 건강한 노화 추구가 바람직할 것으로 보인다.
- 생활경제
2023-09-08 15:05:00
진화하는 로봇 개, '스팟' 이후 무슨 일이?…인간과 감정 교류 단계

보스턴 다이내믹스에서 2019년 공개한 네 발로 걷는 로봇 '스팟(Spot)'이후, 전 세계적으로 사족 보행 로봇개의 개발이 속속 진행되고 있다. 세계적인 IT 전문 매체 기즈모도(GIZMODO)은 최근 취리히 공과대학(ETH Zurich)의 연구팀이 '애니멀(ANYmal)'이라는 사족 보행 로봇개를 개발, 우주 탐사 프로젝트에 활용할 계획이라고 전했다. 중국 로봇 기업 '유니트리 로보틱스(Unitree Robotics: 宇树科技)'는 '유니트리 고2(Unitree Go2)'라는 로봇을 선보였다. 이 로봇은 최소 감지 거리 0.05m, 좁은 사각지대를 피하는 능력, 반구형 초광각 인식 기능을 제공한다. 또한 '유니트리 고2'는 자연어 명령을 처리하며, 영상 실시간 전송과 레이더 고도 지도 제공으로 어디에서나 주변 상황을 모니터링할 수 있다. 이처럼 뛰어난 기능을 갖춘 이 로봇은 산업 운송 수단부터 위험한 환경에서의 작업, 건설 현장, 지하 환경 탐사 등 다양한 임무 수행이 가능할 것으로 기대된다. 중국의 IT 기업 샤오미도 로봇 개 '사이버 독2(CyberDog 2)'를 지난 8월 출시했다. 이 로봇 개는 실제 개의 모습을 똑닮은 디자인과 함께 높은 운동 능력을 자랑한다. 특히 '사이버독 2'는 강화된 운동 능력을 통해 공중제비를 할 수 있으며 넘어져도 손쉽게 일어날 수 있고, 음악에 맞춰 춤을 출 수 있다. 특히, 샤오미의 사이버독 2는 AI 카메라, TOF(Time of Flight, 비행 시간) 센서, 라이다(LiDAR, 레이저 펄스를 발사하여 그 빛이 대상 물체에 반사되어 돌아오는 것을 받아 물체까지 거리 등을 측정하고 물체 형상까지 이미지화하는 기술), 초음파 센서 등 총 19 종류의 센서를 탑재해 주인의 얼굴 표정을 인식하고 AI 음성 대화 시스템을 활용해 주인의 감정을 파악하는 등 인간과 상호작용할 수 있다. 이처럼 로봇개의 진화는 인간의 일상생활에 다양한 변화를 가져올 것으로 예상되며, 로봇 기술의 발전은 미래에 더욱 혁신적인 역할을 해낼 것으로 보인다. 한편, '스팟(Spot)'은 미국 공학회사 보스턴 다이내믹스(Boston Dynamics)가 개발한 사족 보행 로봇이다. 스팟의 프로토타입은 2015년에 처음 공개됐다. 이후 보스턴 다이내믹스는 스팟의 기능과 성능을 계속 개선했고, 다양한 버전의 스팟이 나왔다. 2019년에는 스팟의 상업용 버전이 출시됐다.
- IT/바이오
2023-09-08 10:20:00
AI가 바라 본 디스플레이 향후 50년, AR·VR 통합…무료 지각장치 시대 도래

디스플레이 산업이 50년의 역사를 거둔 가운데, 다음 50년은 "New FPD(Free Perception Device, 무료 지각장치)" 시대가 될 전망이다. 이 주제에 대한 해답은 일본의 기술 매체, 엑스테크가 ‘AWE USA 2023(Augmented World Expo)’에서 해답을 찾았다. 전시회에는 이스라엘 IT기업 사이트풀(Sightful)이 AR 노트북 데모를 선보였으며, 애플(Apple)은 비전 프로(Vision Pro)를 통해 New FPD 시대의 디스플레이 트렌드를 조명했다. AWE는 AR(증강현실), VR(가상현실), XR(확장현실) 관련 기업들이 참여하는 세계 최대 가상융합기술 전시회로, 이번에는 5월 31일부터 6월 2일까지 미국 캘리포니아에서 개최됐다. 엑스테크는 이 전시회에서 디스플레이 산업의 전망을 소개하며, 'New FPD' 시대가 다가오고 있음을 강조했다. 디스플레이 필요 없는 AR 글라스 엑스테크는 사이트풀이 선보인 AR 노트북을 평가했다. 이 기기는 AR 글라스를 착용하기만 하면 여러 모니터 화면이 가상으로 등장하며, 키보드를 통해 이 화면들을 자유롭게 조작할 수 있다. 따라서 별도의 디스플레이가 필요 없다. 한편, 애플은 'AWE-USA 2023'에 이어 'WWDC23'에서 차세대 AR 헤드셋 '애플 비전 프로(Apple Vision Pro)'를 공개했다. 엑스테크에 따르면, 이 제품이 대중화되면 전통적인 디스플레이는 물론, 키보드와 컴퓨터 본체도 필요 없어질 것이다. 애플 비전 프로는 초소형 유기발광다이오드(OLED)인 마이크로 OLED를 탑재하고 있어, 4K(가로 해상도 약 4000픽셀)의 높은 해상도로 현실감 있는 영상을 제공할 것으로 전망된다. 디스플레이는 2000년대까지는 주로 대화면 액정화면이 주류를 이루었고, 2010년대부터는 소화면이 강세를 보이며 발전해왔다. 이러한 변화 속에서도 스마트폰과 스마트 워치는 여전히 '평면 디스플레이(Flat Panel Display)'를 통해 이미지를 표현하고 있다. 무엇보다 중요한 것은, 앞으로의 디스플레이가 AR 및 VR을 통해 공중에 나타나게 될 것이라는 점이다. 이러한 혁신적인 디스플레이는 'New FPD'로 칭해지며, 디스플레이 산업의 향후 주요한 발전 방향이 될 것으로 예상된다. 특히, 2023년 애플은 미래의 스마트폰을 대체할 가능성이 있는 AR 글라스를 선보였다. 이것은 2023년이 '디스플레이 새 시대의 개막'으로 기록될 수 있다는 점을 엑스테크 매체는 강조했다. AR과 VR 해결사 '비디오 패스 스루' 그렇다면 디스플레이의 미래는 어떠한 모습일까? 최근 주목받는 생성 AI를 활용하여 다양한 AR/VR 기술과 산업 트렌드에 대해 물었을 때 "AR과 VR은 결국 통합될 것"이라는 예상 가능한 답변을 받았다. VR은 사용자를 완전히 가상의 세계에 빠트리는 반면, 현실을 볼 수 없다는 제한점이 있다. 이 문제를 해결하기 위한 기술이 비디오-패스스루(Video-Passthrough)이다. VR 장치에 카메라를 탑재하여 현실과 가상을 동시에 보여주는 이 기술은 미래 디스플레이의 중요한 발전 방향으로 보인다. 생성 AI는 '디스플레이의 미래'에 대해 "다양한 기술들이 서로 경쟁하며, 통합 기술이 출현해 시너지를 만들 것"이라고 예상했고, 이를 SID/Display Week 2023에서도 확인할 수 있었다. 엑스테크의 분석에 따르면, "퀀텀닷은 LCD, OLED, 마이크로 LED 등 모든 디스플레이 기술에서 핵심적인 요소로 작용하며, 퀀텀닷을 활용하면 성능 향상 효과가 크다"라고 말했다. LCD에서는 이미 하이엔드 제품에 사용되고 있으며, 삼성디스플레이에서 개발한 QD-OLED도 시장에 나와 있다. 더욱이, QD와 마이크로 LED의 조합, 그리고 OLED를 대체할 수 있는 QD-EL의 개발도 진행 중에 있다.
- IT/바이오
2023-09-08 08:15:00
EU '초강력 빅테크 규제안' 확정…삼성전자 제외

유럽연합(EU)이 글로벌 IT 플랫폼 기업의 시장 독점을 막기 위한 목적으로 추진 중인 규제 법안의 대상이 6개 기업으로 확정됐다고 더 버지가 6일(현지시간) 보도했다. EU 집행위원회는 위반할 경우 수조(兆)원대 벌금을 물어야 하는 엄격한 새 디지털 시장법(DMA)인 '초강력 빅테크 규제안'에 애플, 구글 등은 포함시켰고 한국의 삼성전자는 제재 대상에서 제외했다. 위원회는 미국 거대 기술 기업인 애플·알파벳(구글 모기업)·메타·아마존·마이크로소프트와 중국의 바이트댄스 등 모두 6개 기업을 플랫폼 규제 법안인 '디지털 시장법(DMA)'의 적용 대상으로 확정했다고 공식적으로 밝혔다. DMA는 글로벌 IT 플랫폼 시장 독점 방지가 목적으로 EU가 소수 거대 플랫폼 사업자 중 몇몇 기업을 '게이트키퍼(gatekeeper·문지기)'로 지정해, 사용자 제한 행위에 특별 규제를 적용하는 법안이다. 지난 7월, EU 당국의 기준에 따라 7개 기업이 규제 대상으로 지목되었으나, 삼성은 최종적으로 명단에서 제외됐다. DMA는 여러 기준을 바탕으로 특정 기업과 서비스를 게이트키퍼로 지정할지를 결정한다. 이 기준에는 유럽 내 연간 매출액이 75억 유로(약 80억 달러) 이상, 시가총액이 750억 유로(약 805억 달러) 이상, 그리고 EU 내 월간 활성 사용자 수가 4500만 명 이상인지 여부 등이 포함된다. 위의 도표에 상세히 게재된 게이트키퍼가 제공하는 22개의 핵심 플랫폼 서비스는 이제 2024년 3월까지 DMA의 의무를 준수해야 한다. 예를 들면 주요 메시징 앱인 틱톡이나 페이스북은 경쟁사와 상호 운용이 가능하도록 해야 할 의무가 있으며, 운영체제는 타사 앱 스토어를 제공하고 개발자가 대체 인앱 결제 옵션을 제공할 수 있도록 설계되어야 한다. 지정된 게이트키퍼가 DMA의 규정을 준수하지 않을 경우, EU 집행위원회는 해당 기업의 전 세계 총 매출액의 최대 10%의 벌금을 내야한다. 특히 상습 위반자의 경우 최대 20%의 벌금을 부과할 수 있다. 위원회는 게이트키퍼에게 사업 일부를 매각하도록 강제하는 등 구조적인 구제책을 부과할 수도 있다. 위원회는 또 규제 대상 기업에서 조직적인 위반 행위가 확인될 경우 해당 기업의 사업 부문 일부를 강제로 매각하도록 하는 등 더 강력한 제재를 가할 수 있다고 밝혔다. 위반 정도가 심각할 경우 유럽 시장에서 사업 철수까지 이어질 수 있다. 삼성전자는 자사의 갤럭시 스마트폰에 선탑재했던 '삼성 인터넷' 브라우저 앱에서 얻은 사용자 데이터를 자사의 다른 서비스에 활용한 점이 제재 대상으로 거론됐다. 그러나 EU 당국은 "삼성이 규제 요건에 해당하지 않는 정당한 논거를 충분히 제시했다"며 규제 명단에서 제외했다. 게이트키퍼로 지정된 기업들이 준수해야 할 정확한 규칙은 위원회가 규제 기준에 부합하는 것으로 간주한 서비스(이를 '핵심 플랫폼 서비스'라고 함)에 따라 달라진다. 예를 들어, 메타의 인스타그램과 페이스북은 온라인 소셜 네트워킹 서비스로서 규제를 받게 되며, 구글(Google) 검색은 검색 엔진으로, 마이크로소프트의 윈도우(Windows)는 운영 체제로서 규제를 받게 된다. 또 게이트키퍼는 플랫폼에서 다른 회사에 비해 자사 제품 및 서비스를 자체적으로 선호하는 것이 금지된다. 따라서 구글 검색(혹은 빙-Bing이 포함될 경우)은 사용자에게 다른 검색 엔진을 선택할 수 있는 권한을 부여해야 하며, 운영 체제 제공업체는 사전 설치된 앱을 제거하고 가상 비서 및 웹 브라우저와 같은 시스템 기본값을 변경할 수 있는 기능을 제공해야 한다. 구글의 올리버 베델은 블로그 게시물에서 구글의 지정을 검토하고 그 의미를 평가하고 있다고 말했다. 베델은 "우리의 목표는 사용자 경험을 보호하고 유럽 사람들에게 유용하고 혁신적이며 안전한 제품을 제공하면서 새로운 요구 사항을 충족하는 변화를 만드는 것"이라고 적었다. 아마존의 대변인 샘 배럿은 유럽위원회와 협력하여 이행 계획을 마무리하고 있다고 말했다.
- 산업
2023-09-07 15:38:00
한국전기연구원(KERI), 차세대 '리튬황배터리' 개발 성공

기존 배터리가 전기 저장만을 목적으로 했다면, 미래의 배터리는 단순 저장을 넘어서 부가가치 있는 화학물질 생산 기능을 갖는 하이브리드 배터리로 변화할 것으로 보인다. 한국의 연구팀은 아연과 망간을 활용해 이러한 하이브리드 배터리를 개발했고, 그 결과 기존 배터리에 비해 10% 이상의 향상된 전압과 에너지 효율을 보였다. 과학·기술 매체 '사이테크데일리(SciTechDaily)'에 따르면, 최근 과학자들은 단순 전기 저장 외에도 유용한 화학물질을 생성하는 하이브리드 배터리 시스템의 개발에 성공했다고 발표했다. 이 하이브리드 배터리는 전기 에너지를 저장하는 동시에 유용한 화학물질도 생성한다. 전통적인 2차 배터리는 전극 재료에 전기 에너지를 저장하는 방식을 사용한다. 반면, 레독스 흐름 전지(Redox Flow Battery)는 전극에 연결된 탱크에 보관된 화학물질을 활용한다. 이는 산화와 환원의 화학적 반응을 통해 전자가 전해액을 통해 음극에서 양극으로 이동하며 전기에너지를 발생시키는 원리를 기반으로 한다. 이번에 연구자들이 개발한 하이브리드 배터리는 사용 과정에서 푸르푸랄(나일론 합성에 사용되거나 살충제로 활용되는 액체)을 기반으로 한 니켈 수산화물 배터리이다. 이 배터리는 바이오매스(생물 유기체)에서 추출한 푸르푸랄을 푸르푸릴 알코올이나 푸로산 중 하나로 변환할 수 있다. 푸르푸랄 자체는 농업용 바이오매스에서 흔히 발견되는 오탄당에서 형성되는 작은 분자이며, 다양한 화학 분야에서 중요한 중간체로 사용되는 플랫폼 화학물질로 알려져 있다. 이물질은 푸로산으로 산화될 때 식품 방부제, 약물, 향료 합성의 중간체가 될 수 있으며, 환원될 때는 레진(수지), 향료, 약물의 전구체로서의 역할을 하는 푸르푸릴 알코올로 변환된다. 중국 베이징의 청화대학(Tsinghua University)에서 활동하는 하오홍 두안(Haohong Duan) 박사를 포함한 연구팀은 하이브리드 흐름 배터리를 사용해 두 종류의 부가가치 화학물질을 추출함으로써 배터리 시스템의 비용 효율성을 개선하는 데 성공했다. 기존의 충전식 배터리는 충전 과정에서 전극에 전기를 저장하고, 방전 시에는 해당 전기를 회로로 전달한다. 반면 레독스 흐름 전지라는 다른 타입의 배터리는 특정 화학물질에 전기를 저장하며, 해당 화학물질은 두 상태 사이에서 순환하면서 배터리 내에 계속 보관된다. 한국전기연구원(KERI) 차세대전지연구센터 박준우 박사팀과 부산대학교의 박민준 교수팀은 아연과 망간을 주요 소재로 사용하여 고성능 '레독스 흐름 전지' 기술을 개발했다. 레독스 흐름 전지는 큰 용량 저장이 가능하며, 배기가스를 발생시키지 않아 화재나 폭발 위험에서 상대적으로 안정적이다. 이러한 특성으로 인해 에너지저장장치(ESS) 용도로서 많은 관심을 받는 차세대 전지로 평가받고 있다. 연구자들은 에너지 저장 및 제공과 동시에 추가 화학물질을 생산하는 능력을 결합하여 이를 조사했고, 그 과정에서 흥미로운 결과를 발견하게 되었다고 한다. 양극용 이중 기능성 금속 촉매의 혁신적인 발전이 관찰되었는데, 로듐(백금족 금속의 일종)과 구리를 단일 원자 합금으로 조합하여 만들어진 촉매가 등장했다. 이 촉매는 배터리가 충전될 때 푸르푸랄(전해액 포함)을 푸르푸릴 알코올로 효과적으로 변환하며, 방전 시에는 푸로산을 생성한다. 또한 연구원들은 음극에서 니켈-아연 또는 니켈-금속 수소화물 배터리에서 사용되는 음극 재료와 유사한 특성을 가진 코발트-도핑 수산화니켈 재료를 확인했다. 이러한 조합을 통해 참신한 이중용 배터리 시스템이 개발되었다. 태양 전지로 충전된 이 배터리는 4개를 직렬로 연결하여 사용되며, LED 조명과 스마트폰 등의 장치를 작동시키면서도 지속적으로 푸르푸릴 알코올과 푸로산을 생성한다. 이 화학물질들은 흐름 시스템을 통해 전달된다. 이 새로운 하이브리드 배터리는 일반 배터리와 비교하여 에너지 밀도와 전력 밀도에서 유사한 성능을 보이면서도, 동시에 전력과 부가가치 있는 화학물질을 생산한다는 점이 새로 확인되었다. 1kWh의 에너지 저장 시, 0.7kg의 푸르푸릴 알코올이 생성되고, 0.5kWh의 전력 공급 시에는 1kg의 푸로산이 생산된다. 단, 푸르푸랄은 지속적으로 시스템에 공급되며, 최종 제품은 전해질에서 분리해야 한다. 이 연구팀이 제시한 하이브리드 방식은 2차 전지의 지속 가능성과 경제성을 높이는 첫걸음이지만, 이를 더욱 발전시키기 위한 지속적인 노력이 필요하다.
- IT/바이오
2023-09-07 08:48:00
애플, 3D 프린팅 기술 실험…'애플 워치 울트라' 적용?

글로벌 기술 기업 애플이 3D 프린팅 기술을 실험하고 있는 것으로 알려졌다. 지난 3일(현지시간) 세계적인 IT 전문 매체 '기즈모도(GIZMODO)'에 따르면, 애플이 3D 프린팅 기술에 진지하게 눈독을 들이고 있다는 소식이 전해졌다. 아이폰에 'USB-C' 도입, 아이패드에는 'OLED' 패널 적용 등 애플의 기기 변화에 관한 루머는 다양하다. 그러나 이번에 유출된 정보 중 가장 주목받는 점은 애플이 3D 프린팅 기술을 이용해 일부 기기를 제작할 계획이라는 것이다. 애플이 3D 프린터를 활용하는 것은 그 자체로 기술 및 제조 전략의 큰 변화를 시사한다. 특히, 현재 강철로 제작 중인 '애플 워치(Apple Watch)' 케이스에서 이 기술이 시험적으로 적용 중이라는 보도가 있으며, 3D 프린팅은 환경적 측면에서의 장점도 갖추고 있다는 평가를 받고 있다. '3D 프린팅'은 고도의 정밀성이 필요한 기술로, 폴리락트산 등의 특수 재료를 사용해 다양한 형태의 제품을 제작한다. 애플이 이 기술을 본격 도입한다면, 제품 제작 과정에서의 재료 낭비를 줄이고 생산 시간도 단축시킬 수 있을 것으로 전망된다. '애플 워치'의 3D 프린팅 테스트가 성공적으로 마무리되면, '바인더 분사'라는 고급 3D 프린팅 기술이 애플의 다른 제품 라인에도 확대 적용될 가능성이 크다. 특히, 2024년에 출시될 것으로 예상되는 '애플 워치 울트라(Apple Watch Ultra)'에서 티타늄을 사용한 3D 프린팅 실험이 진행될 것이라는 소식도 전해졌다. 애플이 바인더 분사 기술로 금속 부품을 대량으로 제작하게 되면 이는 산업 내에서의 큰 혁신으로 평가될 것으로 보인다. 또한 이러한 변화는 애플의 '2030년 탄소 중립' 목표와도 일치하는 방향이다. 앞으로 애플의 3D 프린팅 기술 도입이 어떻게 진행될지, 그리고 그 결과가 어떻게 될지 기대감이 커진다.
- 산업
2023-09-05 16:10:00
코로나19 백신 부작용, 결국 밝혀져…생리 주기 변화는 스트레스·나이·흡연 등 연관?

코로나19 백신 부작용에 대한 논란이 쉽사리 사그라들지 않는 가운데, 국내 여성 중 일부가 백신 접종 후 생리 주기의 변화를 경험한다는 사실이 주목받고 있다. 이에 대한 정확한 원인은 무엇일까? 49세 유 모씨는 아스트라제네카 백신 3차 접종 후 기존 4주 간격의 생리 주기가 3주로 단축됐다고 말했다. 백신 부작용이 원인으로 여겨졌지만 생리 주기가 짧아진 정확한 이유를 확인할 방법이 없었다. 30대 김 모씨는 코로나19 백신 1차 접종 후 몸에 이상을 느꼈지만, 대수롭지 않게 생각하다가 결국 숨졌다. 사인은 급성심근경색이었다. 평소 열심히 운동했고 나이도 젊기에 김씨의 배우자는 백신이 원인으로 의심했다. 하지만 당시 병원 측에서는 연관성이 없다며 정확한 사인을 밝히길 꺼려했다. 과학·기술 전문매체 사이테크데일리(SciTechDaily)에 따르면, 덴마크 오르후스 대학교(Aarhus University)는 덴마크 바이코백(BiCoVac) 집단에 기초해 두 가지 코로나19 백신의 급성 부작용을 조사한 연구 사례를 최근 발표했다. 이 연구에 따르면 코로나 19 백신 접종 후 부작용은 체온 상승, 피로 등 가벼운 증세에서부터, 흔하지 않지만 안면마비나 알레르기 등의 심각한 증상까지 나타났다. 아울러 생리 중인 여성 30%는 백신 접종 후 생리 주기 변화를 경험했다고 보고했다. 어깨에 코로나19 백신 1차 주사를 맞은 후 가장 많이 보고된 부작용은 주사 부위의 발적과 통증으로 이는 20%의 사람들이 경험했다. 2차와 3차 백신 접종 후에는 피로가 가장 많이 보고됐는데, 각각 22%와 14%에 해당됐다. 덴마크 오르후스 대학교의 연구팀은 덴마크 바이코백(BiCoVac) 집단을 대상으로 백신의 급성 부작용에 대한 연구를 진행했다. 연구 결과, 아스트라제네카 백신을 접종한 사람들은 다른 백신 접종자보다 1차 접종 후 부작용을 더 자주 경험했다. 특히, 모더나 백신을 접종한 사람들은 화이자 백신 접종자에 비해 2차 및 3차 접종 후 더 많은 부작용을 보고했다. 다만, 생리 주기 변화의 원인에 대해서는 여러 가지 요인이 작용하는 것으로 분석됐다. 연구진은 스트레스, 나이, 흡연 등이 백신 접종 후 생리 주기 변화와 관련이 있을 수 있다고 지적했다. 이와 관련, 연구의 제1 저자인 크리스토퍼 토르프 한센 교수는 "여성, 25~35세, 백신 접종 전 코로나19 확진자들은 남성이나 노인, 코로나19에 걸린 적이 없는 다른 집단보다 부작용을 더 자주 경험했다"고 설명했다. 또 어떤 백신을 접종하느냐에 따라 부작용도 달라지는 것으로 나타났다. 아스트라제네카(AstraZeneca) 백신을 접종받은 사람들은 다른 백신을 접종받은 사람들보다 1차 접종 후 부작용을 느낀 것으로 나타났다. 또 모더나(Moderna) 백신을 접종한 사람들은 화이자바이오앤테크(Pfizer-BioNTech)의 백신을 접종한 사람들에 비해 2차 및 3차 접종 후 더 많은 부작용이 발생한 것으로 조사됐다. 다만, 이 연구의 제1 저자인 크리스티나 비스가드 옌센(Christina Bisgaard Jensen)은 "자가 보고된 생리 주기 변화의 인과 관계와 임상적 중요성을 확립하기 위해서는 추가 연구가 필요하다"고 강조했다. 이번 연구를 통해 백신의 부작용과 생리 주기 변화 간의 관계가 조금 더 명확해진 가운데, 관련 부작용에 대한 정확한 원인 규명과 대응 방안 마련이 시급하다는 지적이 제기되고 있다. 한편, 미국 바이오기업 모더나는 올해 가을 유행할 것으로 예상되는 코로나19 변이에 보다 효과적으로 대응할 수 있는 백신을 개발했다. 아스트라제네카 역시 코로나19 정복을 위해 mRNA(메신저 리보핵산) 연구에 적극 나서고 있는 상황이다.
- IT/바이오
2023-09-05 11:30:00
'리튬 이온 배터리' 단점 고가와 불안정성에 '고체 전해질' 주목

전기자동차부터 휴대폰, 가전제품까지 다양한 분야에서 활용되는 리튬 이온 배터리. 그러나 이 배터리의 높은 가격과 안정성 문제로 고체 전해질 배터리가 대안으로 급부상하고 있다. 현재 국내에서는 SK온이 주도하는 가운데, 세계적으로도 도요타 등 주요 기업들이 고체 전해질 배터리의 연구와 개발에 박차를 가하고 있다. 특히 일본 도호쿠 대학의 연구팀은 이 분야의 연구에서 큰 진전을 이루며 주목받고 있다. 일본 에너지 전문 매체 '에너진'에 따르면, 도호쿠 대학 연구원들은 물리 화학분야 국제 저명 학술지인 '재료 화학(Chemistry of Materials)'에 고체 전해질의 구조가 배터리 성능에 어떤 영향을 주는지 예측 가능한 프레임워크를 공개했다. 고체 전해질(Solid Electrolyte)은 전기를 전도하는 역할을 유지하는 물질 중 하나다. 고체 전해질의 주요 특징은 리튬 이온 배터리의 액체 전해질에 비해 화학적 안정성이 탁월하다. 다시 말하면, 고체 전해질은 배터리의 양극과 음극 사이에서 리튬 이온을 전달하는 역할을 하는 전해질을 고체 형태로 만든 것이다. 액체 전해질에 비해 고체 전해질은 화재 위험이 없고, 온도 변화나 외부 충격에도 강한 장점이 있다. 또한, 분리막이 필요 없어 배터리의 구조를 단순화하고, 에너지 밀도를 높일 수 있다. 고체 전해질은 크게 황화물계, 산화물계, 폴리머계 세 가지 종류로 나눌 수 있다. 황화물계 전해질은 리튬 이온 전도도가 높고, 전극과의 접촉면을 넓게 형성할 수 있는 특징이 있다. 산화물계 전해질은 리튬 이온 전도도는 낮지만, 전기화학적 안정성이 우수하다. 폴리머계 전해질은 기존 액체 전해질과 유사한 제조 공정과 비용 경쟁력을 가지고 있다. 하오 리(Hao Li) WPI-AIMR의 부교수는 "에너지 저장 장치의 개발은 지속 가능한 미래를 보장하는 데 필수"라며 "클로소형 2차 복합 수소화물(CTCH, 리튬 이온 기술을 대체할 고체 전해질)은 리튬 이온 기술의 안전성 및 에너지 밀도 한계를 극복할 수 있는 귀중한 대안"이라고 강조했다. 한편, SK온은 단국대 신소재공학과 박희정 교수 연구팀과 공동으로 새로운 고체 전해질 기술을 선보여 관심을 모았다. 이 연구 팀은 산화물계 고체 전해질 소재인 리튬·란타넘·지르코늄·산소(LLZO)의 첨가물질을 추가해 리튬이온전도도를 기존보다 무려 70% 개선한 것으로 알려졌다. 이러한 기술적 진보는 배터리의 화재 위험 감소와 용량 증대 효과가 있을 것으로 예상된다. 국내외 기업들도 전고체 배터리 시장에 본격 진출하고 있다. SK온과 함께 삼성SDI, LG에너지솔루션은 각각 연구와 개발에 나서고 있으며, 일본의 토요타와 중국의 칭다오에너지 역시 전고체 배터리 기술 개발에 힘쓰고 있다. SK온을 비롯해 삼성SDI는 지난 2022년 국내 최초로 전고체 배터리 파일럿 라인을 착공했다. LG에너지솔루션은 오는 2026년 고분자계 전고체 배터리, 2023년 황화물계 전고체 배터리 양산을 목표로 연구를 진행 중이다. 일본 도요타는 전고체 배터리 관련 특허만 약 1000여개에 달할 만큼, 전고체 배터리 연구에 전념하고 있다. 중국에서는 칭다오에너지가 지난 2018년 100메가와트시 규모의 전고체 배터리 파일럿 생산 공장을 건설한 바 있다. 전고체 배터리는 고체 전해질을 사용한 차세대 배터리로, 꿈의 배터리라고도 불린다. 고체 전해질은 전기차와 에너지 저장 분야의 향후 기술적 파장을 주도할 핵심 기술로 떠오르며, 그 가능성이 무궁무진함을 입증하고 있다.
- IT/바이오
2023-09-05 08:48:00

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