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AI 농부의 탄생: 농장을 달리는 혁명│선을 넘는 과학자들

현대 사회에서 식량은 단순히 먹거리의 차원을 넘어 국가의 생존을 결정짓는 핵심 전략 자원이 되었습니다. 기후 변화와 국제 정세의 급격한 변동 속에서 안정적인 식량 공급망을 확보하는 일은 국방 기술만큼이나 중대한 국가적 과제입니다. 과거의 농업이 인간의 고된 노동에 전적으로 의존해 왔다면, 이제는 인공지능과 로봇 기술이 결합한 스마트 농업이 그 자리를 대신하며 혁신을 주도하고 있습니다. 인공지능 농부의 탄생은 농업 현장의 패러다임을 근본적으로 바꾸며 식량 안보를 지키는 강력한 대안으로 떠올랐습니다. 농업 로봇의 진화는 가장 먼저 이동의 자유를 확보하는 '발'의 기능을 갖추는 것에서 시작되었습니다. 흥미로운 사실은 자율주행 기술이 일반 승용차보다 농기계인 트랙터에서 훨씬 먼저 실용화되었다는 점입니다. 예측 불가능한 변수가 많은 일반 도로와 달리, 농경지는 경로가 일정하고 돌발 상황이 적어 GPS를 이용한 자율주행의 효율이 매우 높기 때문입니다. 자율주행 트랙터는 정밀한 작업 경로를 유지함으로써 토지 활용도를 높이고, 밤낮을 가리지 않고 작업할 수 있어 농업 생산성을 비약적으로 향상시키는 데 기여하고 있습니다. 이동 기술의 완성에 이어 인공지능은 로봇에게 사물을 인지하는 '눈'을 선사했습니다. 과거에는 사람이 일일이 규칙을 입력해야 했으나, 이제는 수만 장의 데이터를 스스로 학습하는 딥러닝 기술이 적용되어 로봇 스스로 판단이 가능해졌습니다. 이를 통해 로봇은 복잡한 잎사귀 사이에 숨겨진 익은 토마토를 정확히 식별하고, 병충해 발생 여부를 90% 이상의 높은 정확도로 판별해냅니다. 실시간 모니터링으로 수확 시기와 예상 물량을 정밀하게 예측하는 기능은 농가 운영의 경제성과 효율성을 극대화하는 핵심 기술로 자리 잡고 있습니다. 로봇이 '손'을 이용해 작물을 직접 수확하는 과정은 기술적으로 가장 높은 난이도를 요구하는 단계입니다. 인간은 1~2초 만에 수행하는 수확 작업이 로봇에게는 위치 인식, 경로 계산, 적절한 악력 조절 등 수많은 하위 단계를 완벽하게 수행해야 하는 복잡한 공정이기 때문입니다. 작물이 상하지 않게 부드럽게 잡으면서도 줄기를 정밀하게 절단하는 기술은 로봇공학의 정수라 할 수 있습니다. 현재는 방울토마토나 사과를 수확하는 로봇들이 개발되어 실제 현장 적용을 위한 반복적인 테스트와 정교한 수정 작업을 거듭하며 완성도를 높여가고 있습니다. 해외의 선진 농기계 기술을 무분별하게 도입하는 것은 국내 환경에 맞지 않아 한계가 명확합니다. 미국의 광활한 평야나 유럽의 규격화된 대형 온실과 달리, 한국의 농업 환경은 지형이 다양하고 우리만의 독특한 재배 방식이 존재하기 때문입니다. 따라서 우리 땅의 특성과 우리 품종의 생육 주기 등에 최적화된 한국형 농업 로봇 개발은 반드시 추진되어야 할 과제입니다. 국내 연구진들은 현장 농민들의 노하우를 체계적으로 데이터화하고, 한국형 온실의 좁은 공간에서도 민첩하게 움직일 수 있는 전용 로봇 시스템을 구축하는 데 연구 역량을 집중하고 있습니다. 농업 로봇 연구의 궁극적인 목적은 기술적 성취를 넘어 농촌의 심각한 인력 부족과 고령화 문제를 해결하는 데 있습니다. 현재 농가 인구는 과거에 비해 급격히 감소했으며, 그나마 남아있는 인력조차 외국인 노동자에 의존하지 않고서는 농사를 지속하기 어려운 실정입니다. 농업 로봇은 결코 인간의 일자리를 빼앗는 경쟁자가 아니라, 고된 노동을 분담함으로써 사람이 더 오래 안정적으로 농업에 종사할 수 있도록 돕는 든든한 조력자입니다. 로봇 기술을 통해 농업을 지속 가능한 산업으로 유지하고 식량 자급률을 지탱하는 것이 이 연구의 본질입니다. 미래의 농장은 다양한 로봇들이 협력하며 하나의 유기체처럼 작동하는 통합 자동화 시스템이 될 것입니다. 방제와 운반, 모니터링과 수확 로봇이 서로 실시간으로 데이터를 공유하며 농작업 전체를 스스로 수행하는 시대가 다가오고 있습니다. 이러한 미래를 현실로 만들기 위해서는 로봇공학과 인공지능 기술뿐만 아니라 작물학 등 다양한 기초 과학 분야의 전문가들이 머리를 맞대는 융합적 협력이 필수적입니다. 기술과 자연이 조화를 이루는 스마트 농업이 정착될 때, 우리는 비로소 환경을 보호하면서도 인류의 먹거리를 안정적으로 책임지는 풍요로운 미래를 맞이할 수 있을 것입니다.

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생명과학
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왜 바닷물에서 금을 추출하기 어려울까?

해수의 짠맛은 육지의 강물이 암석을 녹여 바다로 실어 나른 다양한 원소들에서 비롯됩니다. 수십억 년의 세월 동안 이 과정이 반복되면서 바다에는 지구상의 거의 모든 원소가 녹아들게 되었습니다. 많은 이들이 궁금해하는 금 역시 예외는 아닙니다. 하지만 해수 1kg에 들어있는 약 34g의 염류 중 대부분은 나트륨과 염소 같은 주요 성분이며, 금과 같은 귀금속은 극히 미량으로만 존재합니다. 바다라는 거대한 보물창고에 과연 얼마나 많은 금이 숨겨져 있을지는 오랫동안 과학자들의 호기심을 자극해 온 주제였습니다. 초기 해수 연구에서는 금의 농도가 상당히 높게 측정되어 세상을 놀라게 했습니다. 19세기 말에는 해수 톤당 65mg의 금이 들어있다는 보고가 있었고, 노벨상 수상자 아레니우스도 톤당 6mg 정도의 수치를 제시했습니다. 독일의 화학자 프리츠 하버는 전쟁 배상금을 갚기 위해 국가적 차원에서 해수 금 추출 연구에 뛰어들기도 했습니다. 그러나 정밀한 분석이 이어지면서 실제 농도는 예상보다 훨씬 낮다는 사실이 드러났습니다. 결국 하버는 톤당 0.004mg이라는 실망스러운 결과를 확인한 채 연구를 중단해야만 했습니다. 이처럼 과거의 측정치가 높았던 이유는 분석 과정에서의 오염 때문이었습니다. 해수를 채취할 때 사용하는 배나 와이어, 실험 용기에서 나온 미세한 성분들이 시료를 오염시켰던 것입니다. 오늘날 해양학자들은 테플론과 티타늄으로 제작된 청정 장비를 사용하며, 선상에 마련된 클린룸에서 매우 조심스럽게 시료를 다룹니다. 리터당 10⁻¹²~10⁻⁹ 몰에 불과한 극미량의 농도를 측정하기 위해서는 시약의 순도조차 극도로 높아야 합니다. 이러한 기술적 발전 덕분에 우리는 비로소 해수의 정확한 성분을 알게 되었습니다. 현대 과학이 밝혀낸 해수 속 금의 농도는 1kg당 약 50펨토몰에 불과합니다. 이는 1억 톤의 해수를 처리해야 겨우 1g의 금을 얻을 수 있는 수준으로, 현재의 금 시세와 비교하면 경제성이 전혀 없습니다. 전 세계 바다에 녹아 있는 금의 총량은 약 1만 4,000톤으로 추정되는데, 이는 각국 중앙은행이 보유한 전체 금의 절반에도 미치지 못하는 양입니다. 즉, 바다는 금의 원천이라기보다는 아주 희박한 용액이 거대한 규모로 모여 있는 상태라고 볼 수 있습니다. 비록 해수에서 직접 금을 캐내는 것은 어렵지만, 관련 연구는 공학 분야에서 새로운 가능성을 열어주고 있습니다. 특정 금속을 선택적으로 흡수하는 유기물 중합체 기술은 전자기기 공장의 폐수에서 귀금속을 회수하는 데 유용하게 쓰일 수 있습니다. 또한 우유니 사막의 사례처럼 자연적으로 농축된 염수를 활용하는 방식은 이미 리튬 추출 등에서 실효성을 거두고 있습니다. 당장 바다에서 금부자가 될 수는 없겠지만, 미량 원소를 다루는 정밀한 기술은 인류의 자원 문제를 해결하는 중요한 열쇠가 될 것입니다.

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화학
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노벨상을 이끈 마이크로RNA의 비밀은 무엇일까?

노벨 생리의학상은 인류의 보건과 안녕에 크게 기여한 중요한 발견을 한 과학자들에게 그 공로를 돌립니다. 2024년 수상자인 빅터 앰브로스와 게리 러브컨의 업적 또한 이전 세대 과학자들이 일구어 놓은 연구 성과들이 있었기에 가능한 일이었습니다. 그 시작은 1963년 시드니 브레너의 예쁜꼬마선충 분석에서 시작되었습니다. 그는 단순한 생물 모델을 통해 세포의 복잡한 발생 과정을 규명하고자 했으며, 이는 훗날 프로그램된 세포 사멸을 발견하는 결정적인 계기가 되었습니다. 1980년대 후반, 빅터와 게리는 로버트 호비츠 연구실에서 발생 단계의 시기를 조절하는 유전자를 탐구하기 시작했습니다. 그들은 특정 발생 단계가 반복되거나 생략되는 이종시성 돌연변이에 주목했습니다. 연구 과정에서 lin-4 유전자의 기능이 상실되면 발생이 지연되고, lin-14 유전자가 억제되면 발달 속도가 빨라진다는 사실을 발견했습니다. 이는 생명체의 발생 시간조차 유전적으로 정밀하게 조절된다는 놀라운 통찰을 제공했으며, 두 과학자가 각자의 길에서 심화 연구를 이어가는 계기가 되었습니다. 독립적인 연구를 이어가던 두 과학자는 lin-4 유전자가 단백질 정보를 담고 있지 않은 아주 작은 RNA 서열로 이루어져 있다는 사실을 알아냈습니다. 이것이 바로 마이크로RNA의 발견이었습니다. 연구 결과, lin-4 RNA는 lin-14 mRNA의 끝부분에 결합하여 단백질로 번역되는 과정을 직접 억제했습니다. 1993년 학술지 셀(Cell)에 발표된 이 결과는 유전자가 단백질이 아닌 RNA를 통해서도 정교하게 조절될 수 있다는 새로운 생물학적 패러다임을 제시했습니다. 초기에는 이러한 현상이 예쁜꼬마선충이라는 특정 생물에게만 국한된 것이 아니냐는 회의적인 시각도 존재했습니다. 그러나 2000년 게리 러브컨 연구팀이 진화적으로 잘 보존된 let-7 마이크로RNA를 발견하면서 상황은 반전되었습니다. 이 유전자는 사람을 포함한 다양한 생물체 내에도 존재한다는 사실이 밝혀졌습니다. 이로써 마이크로RNA는 지구상의 수많은 생명체가 공통으로 사용하는 보편적인 유전자 조절 메커니즘임이 입증되었고, 생물학계에 엄청난 파장을 불러일으켰습니다. 마이크로RNA의 발견은 단순한 학술적 성과를 넘어 현대 의학에 새로운 지평을 열어주었습니다. 이는 암, 심혈관 질환, 파킨슨병과 같은 난치성 신경 질환의 유전적 메커니즘을 규명하는 데 결정적인 역할을 하고 있습니다. 현재 마이크로RNA는 차세대 치료제 개발 분야에서 핵심적인 연구 대상으로 주목받으며 인류의 건강 증진에 크게 기여하고 있습니다. 아직 우리가 모르는 유전자 서열이 많이 남아 있는 만큼, 두 교수의 위대한 발견은 미래의 과학자들이 새로운 진리를 찾는 데 든든한 등불이 될 것입니다.

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생명과학

북극에 있는 이 망원경은 우주가 아니라 지구를 잽니다

북극의 혹독한 추위 속에 서 있는 거대한 접시 모양의 전파 망원경은 우주의 등대라 불리는 퀘이사를 관측합니다. 퀘이사는 은하 중심의 초대질량 블랙홀이 주변 물질을 빨아들이며 내뿜는 강력한 에너지가 수십억 광년을 날아와 점처럼 보이는 천체입니다. 워낙 먼 거리에 위치해 있기에 지구가 어떻게 움직이더라도 하늘의 같은 자리에 고정된 것처럼 보이며, 이는 과학자들에게 우주의 정밀한 기준점 역할을 수행합니다. 극한의 북극 땅에 이러한 관측소가 세워진 이유는 전파를 통해 우주의 가장 깊은 과거와 조우하며 지구의 위치를 정확히 파악하기 위함입니다. 전파는 가시광선보다 파장이 길어 선명한 이미지를 얻기 위해서는 망원경의 구경이 매우 커야 합니다. 하지만 단일 망원경의 크기를 무한정 키울 수 없기에, 과학자들은 멀리 떨어진 두 망원경을 연결하는 간섭계 기술인 VLBI를 활용합니다. 이를 통해 마치 지구 전체 크기만 한 거대한 가상의 망원경을 가진 것과 같은 효과를 낼 수 있으며, 이는 달 표면에 서 있는 사람을 식별할 수 있을 정도의 놀라운 분해능을 제공합니다. 전 세계에 흩어진 망원경들이 하나의 네트워크로 묶여 우주의 미세한 신호를 동시에 포착함으로써 우리는 블랙홀의 그림자나 먼 은하의 비밀을 밝혀낼 수 있게 되었습니다. 수천 킬로미터 떨어진 관측소들의 신호를 정렬하기 위해서는 극도의 정밀도가 필요합니다. 이를 위해 니알레순 관측소 심장부에는 수소 메이저 시계가 위치합니다. 수소 원자의 에너지 차이를 활용하는 이 장치는 세슘 원자시계보다도 일정한 진동 박자를 유지하며 시간을 세분화합니다. 이 초정밀 시계는 데이터를 결합하기 위한 기준이 되며, 전 세계 망원경이 수집한 파형을 하나의 완벽한 데이터로 묶어주는 결정적인 역할을 수행합니다. 극한의 환경에서도 박자를 놓치지 않는 이 시계 덕분에 우리는 1조 분의 1초라는 찰나의 시간 차이를 계산해낼 수 있습니다. 천문학자들이 퀘이사의 위치를 알기 위해 VLBI를 사용한다면, 측지 과학자들은 이를 역으로 활용하여 지구 자체를 측정합니다. 절대 움직이지 않는 퀘이사를 기준으로 삼으면 두 망원경 사이의 거리를 밀리미터 단위로 산출할 수 있으며, 이를 통해 대륙 지각이 1년에 몇 센티미터씩 이동하는지, 지구의 자전 속도가 어떻게 변하는지를 파악할 수 있습니다. 이는 단순히 학문적 호기심을 넘어 우리가 매일 사용하는 GPS 좌표의 오차를 보정하고 지구 자전축의 미세한 흔들림을 추적하는 유일한 방법입니다. 우주를 바라보는 망원경이 지구의 변화를 읽어내는 가장 정밀한 자가 되는 셈입니다. 북극 니알레순의 관측소는 위성 레이저 거리 측정(SLR) 장비와 결합하여 지구 중심점과 좌표계를 확립하는 핵심 거점입니다. 특히 이곳에서는 빙하가 녹아 가벼워진 지각이 매년 약 8mm씩 솟아오르는 놀라운 현상을 퀘이사를 기준으로 정밀하게 관측하고 있습니다. 우리가 스마트폰 지도를 보며 맛집을 찾아갈 수 있는 평범한 일상의 배경에는 수십억 광년 밖의 우주 등대에 기대어 지구의 움직임을 감시하는 이 극지의 망원경들이 존재합니다. 인류가 지구의 위치와 변화를 놓치지 않도록 북극의 설원 위에서 묵묵히 움직이는 이 거대한 눈은 우리 삶을 지탱하는 과학의 경이로움을 보여줍니다.

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지구환경과학
천문학
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“KISTI 신입사원들은 이렇게 삽니다” 🤫 연구·기술·행정 신입들의 리얼 회사생활 | 알아두면 쓸 데 있는 KISTI 잡학수다 '알쓸K잡'

KISTI는 국가 과학기술 데이터 생태계를 선도하는 기관으로, 다양한 분야의 인재들이 모여 협업하는 곳입니다. 최근 입사한 신입사원들은 초거대 AI 모델 개발부터 인력 관리, 연구 물품 조달, 바이오 데이터 플랫폼 구축까지 폭넓은 업무를 수행하고 있습니다. 각자의 전공은 다르지만, 이들은 과학기술 발전을 위해 자신의 자리에서 최선을 다하고 있습니다. 입사 전 상상했던 모습과는 조금 다를 수 있지만, 실제 현장에서 마주하는 경험들은 이들을 진정한 전문가로 성장시키는 밑거름이 됩니다. 채용 과정에서 겪은 에피소드들은 KISTI만의 독특한 문화를 잘 보여줍니다. 행정직의 경우 인바스켓 면접과 같은 까다로운 절차를 거치며 직무 역량을 증명해야 하고, 기술직과 연구직은 전공 지식을 바탕으로 심도 있는 평가를 받습니다. 예상치 못한 주제로 논술 시험을 보거나 선배 박사님의 권유로 지원하게 된 사연 등 입사 경로는 다양합니다. 하지만 공통적으로 도전성과 창의성을 강조하는 기관의 철학에 매료되어 이곳을 선택했다는 점은 모두가 일치하는 부분입니다. 실무에 투입된 신입사원들은 KISTI의 촘촘한 규정과 절차를 몸소 체험하며 책임감을 배웁니다. 대규모 장비 도입을 위한 국제 입찰이나 정밀한 예산 집행 과정에서 겪는 실수는 당혹스럽기도 하지만, 이를 통해 꼼꼼한 업무 처리의 중요성을 깨닫습니다. 특히 결재 문서의 작은 수치 오류로 식은땀을 흘렸던 아찔한 순간은 잊지 못할 추억이자 성장의 계기가 됩니다. 이러한 경험들은 단순히 업무 지식을 습득하는 것을 넘어 공공 연구기관 종사자로서 갖춰야 할 자세를 확립해 줍니다. KISTI의 조직 문화는 수평적이면서도 따뜻한 배려가 넘칩니다. 파티션 너머로 느껴지던 선배들의 위엄은 함께 고민을 나누고 체육 활동을 즐기며 신뢰로 바뀝니다. 전문 용어가 난무하는 회의실 분위기에 처음에는 위축되기도 하지만, 질문을 장려하고 신입의 의욕을 보듬어 주는 선배들 덕분에 빠르게 적응해 나갑니다. 젊은 연구자들이 주축이 된 부서에서는 자유로운 토론이 활발하게 이루어지며, 이는 창의적인 연구 성과를 도출하는 강력한 원동력이 되고 있습니다. 흔히 KISTI를 IT 전문 기관으로만 생각하기 쉽지만, 실제로는 바이오, 양자 컴퓨팅, 보안 등 국가 인프라 전반을 다루는 핵심 중심축입니다. 신입사원들은 해외 유수 기관과의 협업을 통해 글로벌 역량을 키우고, 주도적으로 연구를 이끌어갈 기회를 얻습니다. 대한민국의 과학기술 연구가 원활히 이루어질 수 있도록 보이지 않는 곳에서 데이터와 네트워크를 지탱하는 이들의 자부심은 대단합니다. 미래의 동료들에게도 자신의 역량과 직무 간 접점을 잘 찾는다면 멋진 기회가 열릴 것입니다.

한국과학기술정보연구원

융합
공학·기술

[과학다방] 목넘김이 시원한 증류주 개발부터 두피 건강에 좋은 하수오 원물까지! 열정이 담긴 증류주 이야기│과학 기술, 다(多) 알게 되는 방, 과학다방 6편

약 11년 동안 하수오를 연구해 온 강영민 박사는 하수오의 뿌리를 대표적인 애장품으로 소개하며 그 효능을 설명했습니다. 하수오는 머리를 검게 만든다는 의미를 지니고 있으며, 항노화 효과와 더불어 장기적으로 면역력 강화와 혈액순환 개선에 도움을 주는 약재입니다. 흔히 알려진 백수오가 여성 갱년기에 주로 사용되는 것과 달리, 하수오는 재배가 까다롭지만 그 약리적 가치가 매우 높습니다. 이러한 하수오의 원료 표준화와 생산 기술 보급은 현대인의 건강을 돕는 '슬로우 에이징' 연구의 핵심적인 기반이 되고 있습니다. 김태완 박사는 10년 넘게 주류 개발 업무에 매진하며 대중적으로 알려진 소주 브랜드와 프리미엄 증류식 소주인 '여유'를 탄생시킨 장본인입니다. 특히 지역 농산물인 쌀과 꽃향기를 내는 현미 강화 균주를 활용하고, 증류기 디자인부터 숙성 기술까지 포함된 통합 패키지를 전수하며 전통주의 현대화를 이끌었습니다. 연구자로서 본인의 첫 작품을 자식처럼 아끼는 그의 열정은 기술 개발 과정에 담긴 수많은 고민과 노력을 통해 증명되었습니다. 이러한 노력은 전통적인 증류 방식에 과학적 데이터를 결합하여 세계적인 수준의 증류주를 만드는 원동력이 됩니다. 과학 연구 현장에서는 전문적인 교육과 글로벌 협력도 활발히 이루어지고 있습니다. 강영민 박사는 과학기술연합대학원대학교(UST)에서 외국인 학생들에게 전통 의학을 가르치며 한국 한의학의 위상을 높인 공로로 과학의 날 장관상을 받기도 했습니다. 전 세계적으로 대체보완의학(CAM)에 대한 관심이 높아지는 가운데, 아프리카나 인도네시아 등 다양한 국가의 학생들과 함께 전통 의학을 연구하는 활동은 우리 과학 기술의 글로벌 영향력을 확장하는 계기가 됩니다. 이러한 교육적 성과는 학문적 기초를 탄탄히 다지는 밑거름이 되며 전통 가치의 현대화를 가속화합니다. 미래에는 스마트팜 기술을 활용해 한약 자원과 주류 산업이 더욱 유기적으로 결합될 전망입니다. 스마트 허발로믹스(Smart Herbalomics)를 통해 표준화된 고품질 한약재를 공급하고, 이를 주류의 주원료나 기능성 부원료로 활용하는 협업 시스템이 구축될 수 있습니다. 특히 곶감 표면의 하얀 당분인 '시설'은 글루코스 덩어리로, 이를 술 제조의 당원으로 활용하면 독특한 향과 풍미를 지닌 새로운 증류주 개발이 가능합니다. 이처럼 자원 선별과 공정 자동화 기술의 만남은 전통 자원의 새로운 부가가치를 창출하는 혁신적인 모델이 될 것입니다. 전통을 단순히 과거의 유산으로 보지 않고 '오래된 미래'이자 '온고창신'의 대상으로 정의하는 자세는 매우 중요합니다. 과거의 미생물 자원과 증류 기술은 당대의 혁신이었으며, 이를 현대 과학으로 발전시키는 과정 자체가 미래를 향한 새로운 창조입니다. 과학은 딱딱한 이론에 머무는 것이 아니라, 우리가 즐기는 술 한 잔과 건강을 지켜주는 약재 속에 살아 숨 쉬고 있습니다. 앞으로도 식품과 한의학의 융합 연구를 통해 우리 전통의 가치를 세계에 알리고, 더욱 풍요로운 삶을 위한 과학적 결실을 맺기를 기대해 봅니다.

국가과학기술연구회

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[2026 대한민국 에너지대전] 대한민국 에너지대전에 인공태양이 떴다!🌞

2026 대한민국 에너지대전 현장에서 가장 주목받는 기술 중 하나는 바로 ‘꿈의 에너지’라 불리는 인공태양입니다. 한국핵융합에너지연구원은 기후 위기 극복이라는 시대적 과제를 해결하기 위해 핵융합 기술 개발에 앞장서고 있습니다. 최근 데이터 센터의 급증으로 전력 수요가 폭발적으로 증가함에 따라, 안정적인 에너지 공급원의 확보는 국가적 생존 문제로 떠올랐습니다. 한국핵융합에너지연구원은 1995년부터 핵융합 연구를 수행하며 미래를 대비한 에너지 안보의 핵심 기틀을 다져오고 있습니다. 이번 전시의 핵심 전시물은 세계적인 기술력을 자랑하는 초전도 핵융합 연구장치 KSTAR의 모형입니다. 토카막이라 불리는 이 장치는 강력한 자기장을 이용해 초고온 플라즈마를 가두는 핵심 설비입니다. 내부를 진공 상태로 유지하는 용기와 온도를 극저온으로 낮추는 저온 용기, 그리고 영하 270도에서 초전도 현상을 일으키는 자석이 유기적으로 결합되어 있습니다. 이는 실제 태양에서 일어나는 핵융합 반응을 지상에서 구현하기 위한 가장 정교한 공학적 결과물입니다. KSTAR의 가장 놀라운 성과는 태양 중심 온도보다 훨씬 뜨거운 1억 도의 온도를 구현하고 이를 안정적으로 유지하는 기술력에 있습니다. 최근 한국핵융합에너지연구원은 1억 도의 플라즈마를 50초 동안 유지하며 세계 기록을 경신하는 쾌거를 이루었습니다. 이러한 성과는 핵융합 발전의 상용화 가능성을 한 단계 높인 것으로 평가받습니다. 극한의 온도를 견디고 통제하는 기술은 전 세계가 주목하는 대한민국의 독보적인 기술력이며, 미래 청정 에너지 시대를 여는 중요한 열쇠입니다. 첨단 기술의 향연 속에서 관람객들의 눈길을 끄는 것은 친근한 마스코트 ‘억돌이’입니다. 핵융합 반응을 위해 반드시 도달해야 하는 온도인 1억 도에서 이름을 따온 억돌이는 태양을 형상화한 귀여운 디자인으로 연구원의 가치를 전달합니다. 자칫 어렵게 느껴질 수 있는 과학 기술을 대중에게 쉽고 재미있게 알리기 위해 마련된 캐릭터 굿즈와 이벤트는 많은 인기를 끌고 있습니다. 이는 에너지 문제에 대한 대중의 관심을 높이고 미래 세대에게 핵융합의 중요성을 각인시키는 역할을 합니다. 한국핵융합에너지연구원의 시선은 이제 실질적인 전력 생산을 향해 있습니다. 향후 10년 내에 핵융합 실증로 시스템을 구축하고, 2040년대 중반까지는 실제로 전기를 생산하는 핵융합 발전소를 완공한다는 장기적인 비전을 가지고 있습니다. 이를 위해 정부와 연구기관, 그리고 산업계가 하나로 뭉쳐 기술적 난제를 극복해 나가고 있습니다. 1억 도의 뜨거운 열정으로 무장한 연구자들의 노력은 대한민국이 에너지 강국으로 도약하고 탄소 중립을 실현하는 든든한 밑거름이 될 것입니다.

한국핵융합에너지연구원

물리학
융합
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왜 멀리 있는 배가 마치 유령선처럼 떠다니는 걸까?

뉴질랜드 해안에서 발견된 공중에 뜬 배는 오랫동안 유령선으로 불리며 공포의 대상이 되었습니다. 하지만 이 신비로운 현상은 유령이나 환상이 아닌 '파타 모르가나'라고 불리는 신기루 현상의 일종입니다. 신기루는 대기층에서 빛의 경로가 휘어져 물체가 실제 위치와 다른 곳에 보이는 자연스러운 과학 현상입니다. 일반적으로 빛은 매질 속에서 직진하지만, 온도가 균일하지 않은 공기층을 만나면 매질의 성질에 따라 굴절하게 됩니다. 즉, 우리가 보는 것은 단순한 환영이 아니라 굴절된 빛이 만들어낸 실체적인 이미지라고 할 수 있습니다. 사막의 오아시스나 여름철 도로 위의 물웅덩이 현상도 지표면의 뜨거운 복사열 때문에 발생합니다. 지표 근처의 공기가 가열되면 상대적으로 밀도가 낮아지고 빛의 속력이 빨라지면서 진행 경로가 아래로 꺾이게 됩니다. 이러한 빛의 굴절 원리는 집에서도 간단한 설탕물 실험을 통해 확인할 수 있습니다. 농도에 따라 밀도가 달라지는 설탕물 층에 레이저를 비추면 빛이 곡선을 그리며 휘어지는 것을 볼 수 있습니다. 이처럼 신기루는 우리 주변의 대기 환경과 빛의 속력 차이가 만들어내는 정교하고도 과학적인 광학 현상입니다. 빛이 휘어지는 현상은 지구를 넘어 거대한 우주 공간에서도 일어납니다. 알베르트 아인슈타인은 일반 상대성 이론을 통해 질량이 시공간을 휘게 만들며, 빛 또한 그 휘어진 시공간을 따라 운동한다고 설명했습니다. 1919년 개기일식 관측을 통해 증명된 이 이론은 현대 천문학의 핵심이 되었습니다. 은하처럼 질량이 큰 천체의 중력이 렌즈 역할을 하여 멀리 있는 별의 빛을 휘게 만드는 '중력 렌즈 효과'는 퀘이사가 네 개로 보이는 '아인슈타인 십자가' 같은 경이로운 우주적 신기루를 만들어내며 우리에게 과학의 놀라움을 실감하게 합니다.

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물리학
지구환경과학
천문학

과학자들이 수컷을 암컷으로 태어나게 만들었다

최근 일본 연구진은 수컷 생쥐의 배아를 활용하여 암컷 복제 생쥐를 탄생시키는 획기적인 실험에 성공했습니다. 전통적인 생물학적 관점에서는 수컷 세포를 복제할 경우 수컷만이 태어나는 것이 원칙이지만, 연구 과정에서 우연히 발생한 돌연변이를 통해 Y 염색체가 소실된 XO형 암컷이 복제된 것입니다. 인간의 경우 이러한 XO형 염색체 구성은 터너 증후군을 유발하여 대부분 불임으로 이어지지만, 생쥐는 해부학적으로 정상적인 생식 능력을 유지하는 독특한 특성을 보였습니다. 실제로 이 암컷 복제 생쥐는 일반 수컷 생쥐와의 자연 교배를 통해 건강한 새끼를 낳음으로써 수컷 세포로부터 번식 가능한 암컷을 얻을 수 있다는 놀라운 가능성을 입증했습니다. 이러한 우연한 발견을 정밀한 기술로 승화시킨 성과가 바로 야마나시 대학교 연구팀의 'Y-컷' 기술입니다. 연구진은 크리스퍼 유전자 가위를 활용하여 세포 분열 과정에서 수컷의 상징인 Y 염색체만을 선택적으로 제거하는 방식을 도입했습니다. 이를 통해 초기 수컷 배아에서 유동적으로 성별을 전환하여 건강한 XO형 암컷을 만들어내는 데 성공했습니다. 특히 주목할 점은 냉동 보존된 수컷 세포 시료를 활용해서도 암컷 복제 생쥐를 생성할 수 있었다는 사실입니다. 이는 단순한 복제를 넘어 멸종 위기에 처한 종의 복원이나 생태계의 유전적 균형을 맞추는 데 있어 매우 강력한 도구가 될 수 있음을 시사하며 과학계의 큰 주목을 받고 있습니다. 물론 이 기술이 완성 단계에 이르기 위해서는 타종의 난자가 필요하다는 점과 유전적 다양성 확보라는 숙제가 남아 있습니다. 하지만 과학자들은 단순히 성별을 바꾸는 것을 넘어, 세포에 X 염색체를 추가하여 완벽한 XX형 암컷을 구현함으로써 번식 능력을 극대화하는 연구를 지속하고 있습니다. 하야시 교수의 연구처럼 이러한 시도는 인간의 불임 문제, 특히 터너 증후군을 겪는 환자들에게 새로운 희망을 주기 위한 의학적 목적을 지니고 있습니다. 향후 수컷 세포 자체를 난자로 변환시키는 기술과 이번 복제 기술이 결합된다면, 성별의 경계를 허물고 생명의 탄생을 돕는 보조 생식 기술 분야에서 유례없는 혁신이 일어날 것으로 전망됩니다.

지식인미나니미나니의 스낵교양

생명과학
융합
공학·기술

미래에는 옷 사이즈가 사라진다면?

2040년 서울의 의류 매장 풍경은 지금과는 사뭇 다를 것입니다. 기성복 표준 사이즈인 S, M, L 대신 고객의 신체 치수와 취향을 입력하는 키오스크가 그 자리를 대신합니다. 화면에 정보를 입력하는 즉시 개인의 체형에 완벽하게 들어맞는 3D 의상 설계가 진행되며, 용도에 따라 전극과 배선의 위치까지 세밀하게 조정됩니다. 이는 단순히 기성복을 수선하는 수준을 넘어, 데이터에 기반해 한 사람만을 위한 고유한 의류를 실시간으로 재설계하고 생산하는 진정한 개인 맞춤형 스마트 웨어의 시대를 의미합니다. 하지만 이러한 개인 맞춤형 스마트 웨어를 대량으로 생산하는 과정에는 기술적 난제가 존재합니다. 기존 의류 생산은 디자인, 패턴 설계, 재단 및 봉제 공정이 각각 분리되어 있어, 제품 정보가 바뀔 때마다 전체 공정을 일관되게 관리하기가 매우 어렵습니다. 특히 유연한 원단은 금속 부품과 달리 형태가 일정하지 않아 로봇이 이를 정확히 인지하고 다루는 것조차 쉽지 않은 도전이었습니다. 결국 미래 의류 매장을 현실화하기 위해서는 옷을 설계하는 방식은 물론, 공장의 생산 시스템 전반을 혁신해야 합니다. 한국생산기술연구원은 이러한 한계를 극복하기 위해 마이크로팩토리 기반 제조 프로세스 통합 솔루션을 개발했습니다. 이 기술을 활용하면 사용자의 신체 치수와 디자인을 입력하는 즉시 3D 의상 설계와 2D 패턴 설계가 동시에 이루어집니다. 특히 근육에 전기 자극을 주는 EMS 스마트 웨어처럼 전극의 정밀한 위치 선정이 중요한 경우, 사용자가 원하는 부위에 맞춰 전극 위치를 변경하면 화면상에서 패턴이 자동으로 수정됩니다. 이를 통해 설계 단계에서부터 개인별 특성을 완벽하게 반영한 의류 제작이 가능해졌습니다. 가상 환경에서 설계를 마친 후에는 '디지털 트윈' 기술을 통해 실제 공장 설비와 작업 과정을 컴퓨터 속에서 완벽하게 재현합니다. 연구팀은 가상 공장에서 기계 배치와 작업 순서를 최적화하여 생산 효율을 극대화하는 운영 방법을 찾아냈으며, 실제 공장과 네트워크를 연결해 실시간 데이터를 동기화하는 데 성공했습니다. 또한, 머신 비전을 도입해 로봇이 원단의 모양과 위치를 정확히 인식할 수 있도록 '눈'을 달아주었습니다. 이는 가상 세계의 제조 정보가 실제 생산 현장으로 정밀하게 전달되는 핵심 고리가 됩니다. 실제 생산 라인에서는 다자유도 니들형 그리퍼를 장착한 로봇이 유연한 원단을 정밀하게 이송하며 자동 봉제 공정을 수행합니다. 봉제가 끝난 직후에도 머신 비전이 실시간으로 품질을 확인하여 완성도를 보장합니다. 이러한 전 공정의 자동화는 규모는 작지만 유연한 생산이 가능한 '마이크로팩토리'를 통해 구현되었습니다. 이제 의류 산업은 대중을 위한 규격화된 생산 방식에서 벗어나, 단 한 사람의 체형과 목적에 맞춘 '개인 맞춤형 스마트 웨어'를 주문 즉시 생산하는 새로운 전환점을 맞이하고 있습니다.

한국생산기술연구원🔬What if Technology

융합
공학·기술

달로 날아간 디노와 싸돌이의 운명은...?🌕

밤하늘의 보름달이 유난히 크게 느껴지는 날이 있습니다. 이는 달이 지구 주위를 타원 궤도로 돌기 때문입니다. 달이 지구와 가장 가까운 지점인 근지점에 위치할 때 보름달이 뜨면 이를 슈퍼문이라고 부르며, 평소보다 더 밝고 크게 보입니다. 반대로 지구에서 가장 멀리 떨어진 원지점에 있을 때의 보름달은 마이크로문이라 불리며 슈퍼문보다 작게 관찰됩니다. 단순히 기분 탓이 아니라 지구와 달 사이의 물리적인 거리가 변하면서 생기는 자연스러운 우주 현상 중 하나입니다. 달은 스스로 빛을 내지 못하고 태양의 빛을 반사하여 우리 눈에 보입니다. 지구에서 달을 바라보는 각도가 계속 변하기 때문에 초승달에서 상현달, 그리고 보름달로 모양이 바뀌는 주기가 나타납니다. 때로는 특별한 이름으로 불리는 달도 만날 수 있습니다. 한 달에 보름달이 두 번 뜰 때 두 번째 달을 일컫는 블루문이 대표적입니다. 또한 개기월식 중에 달이 붉게 변하는 블러드문은 지구 대기가 파란빛은 산란시키고 붉은빛만 달에 도달하게 하여 만들어지는 신비로운 현상입니다. 달 표면의 달의 바다는 물이 가득한 바다가 아니라 과거 화산 활동으로 흘러나온 용암이 굳어져 만들어진 지형입니다. 망원경으로 보면 보이는 수많은 구덩이는 크레이터라고 불립니다. 우리는 항상 달의 같은 면만 보게 되는데, 이는 달이 스스로 도는 자전 주기와 지구를 도는 공전 주기가 정확히 일치하기 때문입니다. 이러한 현상 덕분에 지구에서는 달의 뒷면을 직접 관찰할 수 없습니다. 달의 크레이터와 광활한 평원은 여전히 인류에게 신비로운 탐험의 대상으로 남아 있습니다.

국립과천과학관🤖AI싸돌이

천문학

해커의 공격을 막는 진짜 방법은? 🛡️ 학생들도 이해하는 사이버보안 | KISTI 눈높이과학 2화

사이버 보안은 우리 일상에서 현실의 방범 카메라나 톨게이트와 같은 중요한 역할을 수행합니다. 디지털 세계에서 일어나는 활동을 면밀히 모니터링하고, 사용자를 대상으로 하는 악의적인 행위를 조기에 발견하여 차단하는 것이 그 핵심입니다. 해킹 기술을 보호의 수단으로 삼아 소중한 데이터와 계정을 지키기 위해 연구하는 과정은 매우 복잡하고 정교하게 이루어집니다. 우리가 항상 몸에 지니고 다니는 스마트폰이나 컴퓨터 또한 이러한 보안 기술 덕분에 안전하게 사용할 수 있는 것입니다. 우리가 누리는 디지털 편의성은 보이지 않는 곳에서 작동하는 보안 기술의 결실이라 할 수 있습니다. 최근 기승을 부리는 피싱은 상대방을 속여 금전적인 정보나 개인정보를 가로채는 대표적인 수법입니다. 계정이 정지되었다는 식의 문자 메시지에 포함된 URL을 클릭하는 것만으로도 매우 위험한 상황에 처할 수 있습니다. 이는 사용자를 원래 목적지가 아닌 해커가 의도한 악성 사이트로 유도하는 '리다이렉션' 현상을 일으키기 때문입니다. 일단 링크를 누르는 순간 기기가 감염되거나 소중한 정보가 유출될 가능성이 매우 커지므로, 출처가 불분명한 메시지에 포함된 링크는 절대 열어보지 않는 신중한 태도가 무엇보다 중요합니다. 기기가 감염되면 해커들이 몰래 정보를 빼갈 수 있는 '백도어'가 생성되거나, 모든 파일을 암호화하여 금전을 요구하는 '랜섬웨어' 공격을 받을 수 있습니다. 이러한 위협으로부터 자신을 지키는 가장 기본적인 예방책은 강력한 비밀번호를 설정하는 것입니다. 단순히 숫자만 사용하는 것보다 알파벳과 특수문자를 조합하면 경우의 수가 비약적으로 늘어나 해킹이 훨씬 어려워지기 때문입니다. 자동 로그인 기능에만 의존하기보다 번거롭더라도 복잡한 비밀번호를 사용하는 습관을 들이는 것이 자신의 소중한 디지털 자산을 지키는 가장 확실한 첫걸음임을 명심해야 합니다. 최근에는 인공지능 기술이 보안 분야에도 적극적으로 도입되어 새로운 국면을 맞이하고 있습니다. 인공지능은 해커에게도 유용한 도구가 될 수 있지만, 방어자 입장에서는 가상의 네트워크 환경을 복제하여 취약점을 미리 진단하는 '종합 병원' 같은 시스템을 구축하는 데 활용됩니다. 이를 통해 시스템의 약점을 조기에 발견하고 마치 엑스레이를 찍듯 적절한 처방을 내릴 수 있습니다. 한국과학기술정보연구원(KISTI)과 같은 기관에서는 이러한 인프라를 기반으로 보안 기술을 더욱 똑똑하게 고도화하며, 다른 연구 시설들이 안전하게 연구에 매진할 수 있는 환경을 제공합니다. 공공장소에서 컴퓨터나 네트워크를 사용할 때도 각별한 주의가 필요합니다. 공용 PC에 꽂았던 USB가 악성 코드에 감염되어 개인 컴퓨터로 전파될 수 있으며, 보안이 취약한 공용 와이파이는 계정 정보 탈취의 통로가 되기도 합니다. 따라서 가급적 통신사에서 제공하는 보안 와이파이를 사용하고, 의심스러운 상황이 발생하면 즉시 주변 전문가나 어른들에게 도움을 요청해야 합니다. 사이버 보안은 단순히 누군가를 감시하거나 혼내기 위한 것이 아니라, 우리 모두의 안전한 디지털 삶을 보장하기 위해 존재한다는 사실을 잊지 말아야 합니다.

한국과학기술정보연구원KISTI로 알아보는 과학기술💡

공학·기술

한국식품연구원 식품히스토리 '나물이 컵라면이 되기까지'

우리 조상들은 예로부터 제철에 나는 나물을 오랫동안 즐기기 위해 데치고 말려 저장하는 지혜를 발휘해 왔습니다. 나물은 한국인의 밥상을 오랫동안 지켜온 대표적인 식문화이지만, 현대에 이르러서는 몇 가지 현실적인 어려움에 직면하게 되었습니다. 나물은 종류마다 손질법이 제각각이고 세척부터 데치기, 양념까지 조리 과정이 매우 복잡하여 요리에 익숙하지 않은 사람들에게는 진입 장벽이 높았기 때문입니다. 또한, 수분 함량이 높아 품질 유지가 까다롭다는 점도 극복해야 할 과제였습니다. 나물의 신선도를 유지하기 위해 일반적인 냉장이나 냉동 관리를 하면 유통 과정에서 많은 비용이 발생하며, 고온 살균 시에는 고유의 조직감과 색이 변하는 문제가 있었습니다. 특히 해외로 수출할 때는 장거리 운송 과정에서 품질을 본연의 상태 그대로 보존하기가 매우 까다로웠습니다. 한국식품연구원은 이러한 기술적 제약을 해결하고자 나물 고유의 맛과 식감을 유지하면서도 보관과 조리가 훨씬 쉬운 나물 가정간편식 기술 개발에 착수하여 전통 식문화의 현대화와 세계화를 적극적으로 도모하게 되었습니다. 한국식품연구원이 개발한 기술의 핵심은 나물 맞춤형 전처리 및 동결 건조 방식에 있습니다. 고사리나 시금치처럼 나물마다 다른 조직의 특성을 세밀하게 고려하여 최적화된 데치기 공정을 적용함으로써 건조 후에도 부드러운 식감을 유지하도록 했습니다. 뜨거운 물만 부으면 갓 조리한 나물과 차이가 없는 본연의 색과 맛이 복원되는 이 기술은 단순히 보관 기간을 늘리는 차원을 넘어, 나물 고유의 미식 가치를 보존하는 혁신적인 성과입니다. 이를 통해 소비자들은 언제 어디서나 고품질의 나물을 접할 수 있습니다. 이번 연구 성과의 또 다른 장점은 상온 유통과 소분 포장 기술을 통한 물류의 혁신입니다. 동결 건조 기술을 적용하여 기존 대비 중량을 6분의 1 수준으로 획기적으로 줄임으로써 운송 효율을 극대화하고 상온에서도 안전하게 보관할 수 있는 기반을 마련했습니다. 1회 섭취량만큼 소분 포장되어 있어 필요한 만큼만 깔끔하게 사용할 수 있고, 음식물 쓰레기 발생도 효과적으로 줄일 수 있습니다. 이러한 가벼운 무게와 긴 유통 기한은 해외 마트에서 한국 나물이 현지 제품들과 경쟁할 수 있는 든든한 가격 경쟁력이 됩니다. 전 세계적으로 건강식과 비건 트렌드가 확산되는 가운데, 한국의 나물은 서구권 중심의 식물성 식단에 새로운 대안으로 주목받고 있습니다. 복잡한 한식 조리법이나 양념 배합을 몰라도 뜨거운 물만 부어 바로 먹을 수 있는 완성형 가정간편식의 개발은 한식의 세계화에 큰 기여를 할 것입니다. 과거 조상들의 정성이 담긴 전통 음식이 첨단 식품 공학 기술을 입고 뉴욕의 마트 등에 진열되는 풍경은 이제 현실이 되었습니다. 우리 고유의 식문화는 K-푸드의 새로운 미래를 열어가며 전 세계인의 식탁을 매료시킬 준비를 마쳤습니다.

한국식품연구원

생명과학
융합
공학·기술

[KIMM TV] 주변 먼지는 잡고 배출 먼지는 줄이고, 자동차로 만드는 깨끗한 도심

자가 도로를 달리며 주변의 미세먼지를 직접 정화하는 획기적인 기술이 개발되었습니다. 이 기술의 핵심 중 하나는 차량 전면 그릴에 설치된 전기 집진 장치입니다. 주행 시 그릴로 유입되는 미세먼지에 전기적 성질을 부여하고, 강력한 정전기적 힘을 이용해 집진판에 부착시키는 방식을 사용합니다. 특히 머리카락 굵기의 10분의 1에 불과한 정교한 탄소섬유 방전극을 활용하여 전력 소모를 줄이면서도 오존 발생을 최소화했습니다. 공기 저항이 적은 특수 구조 덕분에 별도의 송풍 장치 없이 주행풍만으로도 효율적인 공기 정화가 가능하다는 점이 가장 큰 특징입니다. 타이어 제동 과정에서 발생하는 브레이크 마모 먼지를 해결하기 위해 캘리퍼형 집진 장치도 함께 고안되었습니다. 브레이크 패드와 디스크가 마찰할 때 발생하는 먼지가 자연스럽게 전하를 띠게 된다는 물리적 특성을 영리하게 이용한 기술입니다. 별도의 흡입 팬이나 하전 장치 없이 전기 집진 장치만 장착하여, 미세먼지가 대기 중으로 확산되기 전에 즉각적으로 포집합니다. 구조가 매우 단순하고 기존 제동 장치의 큰 변경 없이도 손쉽게 설치할 수 있어 경제적입니다. 이는 향후 강화될 비배기 미세먼지 규제인 유로 7 등에 선제적으로 대응할 수 있는 핵심 기술로 평가받고 있습니다. 실제 차량에 적용하여 성능을 검증한 결과, 시속 30km의 주행 속도에서 초미세먼지 포집 효율이 95% 이상이라는 놀라운 수치를 기록했습니다. 자동차 한 대가 도심을 한 시간 동안 주행할 때 약 1,800세제곱미터의 공기를 정화할 수 있는 셈입니다. 기존 필터 방식의 한계였던 공기 저항과 동력 소모 문제를 해결함으로써, 추가적인 부품 수정 없이도 양산 차량에 즉시 적용할 수 있는 수준의 안정성을 확보했습니다. 연구팀은 앞으로 실도로 주행을 통한 장기 안정성 검증과 기술 고도화를 통해 도심의 공기질을 개선하는 한국기계연구원의 대표 기술로 발전시켜 나갈 계획입니다.

한국기계연구원[KIMM TV]

지구환경과학
융합
공학·기술

동물실험의 한계를 넘는, 독성·오가노이드·NAMs 이야기! | 치명적 수다 ep.2

현대 과학은 화학물질 10만여 개가 공존하는 환경 속에서 인류의 안전을 지키기 위해 끊임없이 발전하고 있습니다. 그 중심에는 동물 실험을 대체하거나 보완하는 신기술인 '신규 접근 방법론(NAMs)'이 자리 잡고 있습니다. 이는 단순히 동물을 사용하지 않는 것을 넘어 오가노이드, 장기 칩, 그리고 인 실리코(in silico) 기술을 활용한 컴퓨터 시뮬레이션까지 포함하는 포괄적인 개념입니다. 기존의 실험 방식을 탈피하여 더욱 정교하고 과학적인 방식으로 인체의 독성과 안전성을 평가하려는 시도가 활발히 이루어지고 있습니다. 동물 실험이 오랜 시간 표준으로 자리 잡았음에도 불구하고, 인간과 동물 사이의 근본적인 생물학적 차이는 여전히 극복해야 할 과제로 남아 있습니다. 실제로 동물 실험에서는 독성이 발견되지 않았으나 임상 시험에서 부작용이 나타나는 사례가 약 25%에 달하며, 반대로 효능이 증명되었음에도 사람에게 효과가 없는 경우는 절반을 넘습니다. 이러한 종간 차이로 인해 수만 개의 신약 후보 물질 중 최종 승인을 받는 것은 극소수에 불과합니다. 따라서 인간의 반응을 더욱 정확하게 예측할 수 있는 새로운 시험법의 필요성이 대두되었습니다. 과거 탈리도마이드 사건이나 TGN1412 임상 사고는 동물 실험 결과만 맹신했을 때 발생할 수 있는 비극을 여실히 보여주었습니다. 원숭이에게 500배의 고용량을 투여해도 안전했던 약물이 사람에게는 치명적인 염증 반응을 일으켰던 사례는 우리에게 큰 교훈을 남겼습니다. 이에 따라 국제사회는 동물을 대체하고, 수를 줄이며, 고통을 완화하자는 '3R 원칙'을 수립하였습니다. 현재 화장품 분야를 시작으로 의약품 분야에서도 동물 실험 의무 조항을 제외하는 등 제도적인 변화가 전 세계적으로 확산되고 있습니다. NAMs의 핵심 기술 중 하나인 오가노이드는 줄기세포를 배양하여 만든 '장기 유사체'입니다. 이는 실제 장기의 구조와 기능을 정교하게 모사하여 약물이 체내에서 어떻게 대사되고 작용하는지를 관찰할 수 있게 해줍니다. 예를 들어 간 오가노이드는 실제 간세포와 유사한 반응을 보여주어 간독성을 예측하는 데 탁월한 성능을 발휘합니다. 비록 아직은 의식을 가진 생명체 수준은 아니지만, 신경 세포 간의 전기 신호 전달이나 심장 박동과 같은 생리적 기능을 재현하며 신약 개발의 효율성을 높이고 있습니다. 기술의 발전은 신약 개발의 시간과 비용을 획기적으로 절감할 것으로 기대됩니다. 통상 10년이 넘게 걸리던 개발 기간이 절반 수준으로 단축되고, 임상 비용 또한 크게 줄어들 수 있습니다. 이는 환자들이 양질의 약품을 더 저렴하고 신속하게 공급받을 수 있음을 의미하며, 특히 희귀 질환 치료제 개발에 새로운 희망이 될 것입니다. 단순히 윤리적 차원을 넘어 인류의 건강과 안전을 보다 과학적으로 수호하기 위한 NAMs 연구는 우리가 맞이할 미래의 필수적인 토대가 될 것입니다.

국가독성과학연구소[치명적 수다]

생명과학
융합
공학·기술

한국식품연구원 과학교실 '빨간색의 소름 돋는 정체'

우리가 일상에서 즐겨 먹는 새빨간 사탕은 과연 단 한 가지 색소로만 이루어져 있을까요? 우리 눈에는 단순한 하나의 색깔처럼 보일지라도, 실제로는 여러 가지 물질이 복합적으로 섞여 있는 경우가 많습니다. 이처럼 두 가지 이상의 물질이 각자의 고유한 성질을 유지한 채 섞여 있는 것을 '혼합물'이라고 정의합니다. 공기나 소금물은 물론, 우리가 매일 마시는 우유나 주스 역시 다양한 성분이 어우러진 혼합물의 대표적인 사례라고 할 수 있습니다. 사탕 속의 숨겨진 비밀을 밝히는 과정은 마치 탐정이 되어 단서를 찾는 일과 같습니다. 혼합물을 이루는 성분들은 각자 다른 특징을 가지고 있어 이를 활용하면 다시 하나씩 분리할 수 있습니다. 알갱이의 크기가 서로 다른 모래와 자갈은 체를 이용해 걸러내고, 용해도 차이를 이용해 소금과 모래를 분리하기도 합니다. 소금물에서 물을 증발시켜 소금을 얻는 염전의 원리 역시 이러한 혼합물의 분리를 활용한 것입니다. 하지만 사탕처럼 모든 성분이 액체에 녹아 있거나 입자가 매우 작은 경우에는 일반적인 도구만으로는 그 내부의 성분을 정밀하게 파악하기 어렵습니다. 그래서 우리는 눈에 보이지 않는 작은 세계를 들여다볼 방법이 필요합니다. 이때 활용되는 것이 바로 '크로마토그래피'라는 기술입니다. 이는 여과지에 색소를 찍고 용매가 스며들게 하여 성분을 분리하는 방식으로 이루어집니다. 섞여 있는 각 성분이 여과지를 타고 이동하는 속도가 다르다는 점을 이용하는데, 이는 마치 달리기 시합을 하는 선수들이 각기 다른 속도로 결승선을 향해 달려가는 모습과 비슷합니다. 이동 속도가 빠른 성분과 느린 성분이 서로 다른 위치에 멈추게 됨으로써, 우리는 비로소 혼합물 속에 숨어 있던 여러 가지 색깔과 물질을 명확하게 확인할 수 있습니다. 이러한 크로마토그래피의 원리는 전문적인 과학 연구 현장에서도 활발하게 활용되고 있습니다. 한국식품연구원에서는 첨단 분석 장비인 '컬럼'을 사용하여 식품 속에 섞여 있는 수백 가지의 첨가물을 정밀하게 분석합니다. 아주 미세한 향기 성분까지도 분석이 가능하여, 그것이 자연에서 유래한 향인지 아니면 인공적으로 만들어진 합성 향료가 사용되었는지까지 구분해낼 수 있습니다. 눈에 보이지 않을 만큼 작은 성분들까지 놓치지 않고 찾아내는 이 기술은 식품 속에 숨겨진 모든 단서를 찾아내는 강력한 탐정의 돋보기와 같습니다. 과학적인 분석을 통해 밝혀진 식품의 성분 정보는 우리 식탁의 안전을 책임지는 중요한 기초 자료가 됩니다. 식품이 정말 안전한지 확인하고, 나아가 더 건강하고 맛있는 식품을 개발하기 위한 연구의 토대가 되기 때문입니다. 우리가 매일 안심하고 간식을 먹을 수 있는 배경에는 보이지 않는 곳에서 성분을 꼼꼼하게 분석하는 과학자들의 노력이 숨어 있습니다. 교과서 속 이론으로만 느껴졌던 크로마토그래피 원리가 실제로는 우리의 건강을 지키고 식생활의 질을 높이는 데 필수적인 역할을 수행하고 있는 셈입니다.

한국식품연구원

화학
공학·기술

[역사 속 화학사전] 굶주림과 싸워온 인류의 역사

불과 200년 전만 해도 인류에게 굶주림은 전쟁만큼이나 거대한 위협이었습니다. 1800년대 10억 명 미만이었던 세계 인구는 20세기 초 16억 명을 넘어 기하급수적으로 증가하기 시작했습니다. 맬서스의 경고처럼 인구 증가 속도를 식량 생산이 따라가지 못하는 절체절명의 위기 상황에서 인류는 생존을 위한 해답을 화학에서 찾기 시작했습니다. 초기 화학자들은 질소와 인, 칼륨 등의 영양소를 작물이 흡수할 수 있는 비료로 합성하며 농업 생산성을 높이는 새로운 시대를 열었습니다. 1900년대 초 프리츠 하버는 공기 중의 질소를 이용해 암모니아를 합성하는 데 성공하며 혁신적인 전환점을 마련했습니다. 하지만 실험실 수준의 성과를 대량 생산 체계로 바꾸는 것은 또 다른 도전이었으며, 이를 현실화한 인물이 바로 카를 보슈였습니다. 하버의 화학적 발견과 보슈의 공학적 설계가 결합한 하버-보슈 공정은 단위 면적당 곡물 수확량을 극대화하며 인류를 기아의 공포에서 해방시켰습니다. 이 공로로 두 사람은 각각 노벨 화학상을 수상하며 과학이 인류의 생존에 기여한 위대한 사례를 남겼습니다. 비료의 발전과 더불어 작물 보호제 또한 농업 생산성 향상에 결정적인 역할을 했습니다. 19세기 말 포도 노균병을 막아낸 보르도액을 시작으로 1930년대부터는 합성 살충제와 살균제, 제초제가 본격적으로 보급되었습니다. 이러한 화학 기술의 발전은 작물을 해충과 질병으로부터 보호하여 안정적인 식량 공급을 가능하게 했습니다. 오늘날 우리가 누리는 풍요로운 식탁은 자연의 한계를 극복하기 위해 끊임없이 연구해 온 수많은 과학자의 집념과 농업 기술이 어우러져 만들어낸 값진 결과물이라 할 수 있습니다. 최근에는 작물 보호제가 환경과 인체에 미치는 영향을 최소화하기 위한 노력이 이어지고 있습니다. 한국화학연구원은 막대한 비용과 시간이 소요되는 작물 보호제 분야에서 국가적 차원의 연구를 주도하며 친환경 신물질 개발에 앞장서고 있습니다. 특히 2004년부터 시작된 순수 국내 기술 연구를 통해 메타미포프와 같은 혁신적인 제초제를 탄생시켰습니다. 이 물질은 잡초만을 효과적으로 제거하면서도 벼에 대한 안전성을 획기적으로 개선하여 중국과 동남아시아 등 해외 시장에서도 그 기술력을 널리 인정받고 있습니다. 한국화학연구원은 저항성 잡초 문제를 해결한 신물질 테라도를 통해 글로벌 시장에서의 경쟁력을 한층 더 강화했습니다. 테라도는 미국과 브라질을 포함한 전 세계 10여 개국에 출시되어 막대한 매출을 기록하며 한국 화학 기술의 위상을 높이고 있습니다. 기후 변화와 지정학적 위기로 인해 식량 안보의 중요성이 그 어느 때보다 강조되는 지금, 독자적인 원제 개발 기술은 우리 식탁을 지키는 든든한 방패가 됩니다. 공기에서 빵을 만들어낸 역사적 도전처럼 실험실에서의 작은 발견이 미래 식량 혁명의 소중한 씨앗이 될 것입니다.

한국화학연구원

화학
지구환경과학
공학·기술

「2026 글로벌 기계기술 포럼」기계연 휴머노이드 카이로스(KAIROS) 시연

한국기계연구원의 '카이로스(KAIROS)'는 본격적인 개발에 착수한 지 불과 1년 만에 대중 앞에 모습을 드러냈습니다. 짧은 기간임에도 불구하고 뛰어난 완성도를 보일 수 있었던 배경에는 한국기계연구원이 오랜 시간 축적해 온 부품 설계 능력과 하드웨어 제어 기술, 그리고 최신 인공지능 역량이 있었습니다. 기존의 협동로봇과 양팔로봇 연구를 통해 다져진 기술적 토대는 휴머노이드라는 복합적인 시스템으로 결집되어 단기간에 비약적인 성장을 이뤄내는 밑거름이 되었습니다. 현장에서 선보인 로봇들은 1호기부터 4호기까지 각기 다른 하드웨어 특성을 보유하고 있습니다. 연구팀은 감속기와 모터의 사양을 다양하게 조합하여 여러 버전을 동시에 개발함으로써, 로봇이 수행해야 할 특정 임무에 최적화된 성능을 발휘할 수 있도록 연구를 지속하고 있습니다. 이는 단일 모델에 국한되지 않고 실제 현장의 다양한 요구 사항에 유연하게 대응하기 위한 전략적인 개발 방식이며, 로봇 기술의 범용성을 넓히는 중요한 과정입니다. 이번 시연은 단 12시간이라는 극한의 준비 시간 속에서 이루어진 도전적인 과정이었습니다. 연구실이라는 통제된 환경을 벗어나 낯선 공간에서 로봇이 스스로 균형을 잡고 복잡한 명령을 수행하게 만드는 작업은 연구진에게 엄청난 압박이자 과제였습니다. 실시간으로 변하는 환경 변수에 대응하며 로봇의 안정성을 확보하는 과정은 매우 까다롭지만, 이러한 실전 경험은 로봇의 신뢰성을 검증하고 기술적 한계를 극복하는 데 있어 무엇보다 값진 자산이 됩니다. 로봇들은 국민체조를 시작으로 역동적인 댄스와 문워크를 소화하며 정교한 전신 제어 능력을 입증했습니다. 음악에 맞춰 팔다리를 유기적으로 움직이며 무게 중심을 완벽하게 이동시키는 모습은 카이로스의 하드웨어와 소프트웨어가 얼마나 조화롭게 상호작용하는지를 잘 보여줍니다. 단순히 보행하는 수준을 넘어 인간과 유사한 부드럽고 복잡한 동작을 구현해 내는 기술은 향후 로봇이 인간의 일상 공간에 자연스럽게 녹아들기 위한 핵심적인 발판이 될 것입니다. 휴머노이드 로봇 기술의 진보는 인간의 노동을 효과적으로 보조하고 생활의 편의를 획기적으로 개선하는 미래를 예고하고 있습니다. 카이로스가 보여준 역동적인 움직임은 우리나라의 로봇 기술이 이제 실험실의 단계를 지나 실질적인 현장 적용과 상용화를 향한 전기를 마련했음을 시사합니다. 인공지능과 정밀 기계공학의 융합이 더욱 가속화됨에 따라, 로봇은 멀지 않은 미래에 우리 삶의 중요한 지점들을 함께 지탱해 나가는 든든한 동반자가 될 것입니다.

한국기계연구원

융합
공학·기술

장 건강이 뇌 건강까지? '목단피'가 주목받는 이유_요즘 한의LAB

장과 뇌는 우리 몸에서 아주 긴밀하게 연결되어 있는 기관입니다. 흔히 장을 '제2의 뇌'라고 부르기도 하는데, 이는 두 기관이 신경계와 면역 체계를 통해 복잡한 신호를 쉴 새 없이 주고받기 때문입니다. 만약 장 내부에 만성적인 염증이 발생하면 단순히 소화 기능의 저하에 그치지 않고, 그 유해한 신호가 혈액을 타고 이동하여 뇌의 인지 기능이나 정서적 상태에까지 부정적인 변화를 일으킬 수 있습니다. 실제로 많은 환자가 신체적 고통과 함께 심리적 위축을 동시에 경험하는 이유가 바로 여기에 있습니다. 한국한의학연구원 박기선 박사 연구팀은 이러한 연결 고리에 주목하여 전통 한약재인 목단피의 효능을 과학적으로 분석했습니다. 목단피는 모란의 뿌리껍질로, 예로부터 다양한 염증성 질환을 다스리는 데 사용되어 왔습니다. 연구팀은 대장염을 유도한 실험용 생쥐와 사람의 장상피세포를 대상으로 목단피 추출물을 투여하는 실험을 진행했습니다. 이를 통해 목단피가 장내 염증 수치를 낮출 뿐만 아니라, 염증으로 인해 유발된 뇌 기능 저하와 정서적 불안 행동까지 함께 완화할 수 있다는 사실을 확인했습니다. 실험 결과에 따르면, 목단피 추출물을 투여한 생쥐는 대장염으로 인한 체중 감소와 대장 길이 단축 증상이 확연히 완화되는 모습을 보였습니다. 특히 뇌의 변화가 인상적이었는데, 장 염증이 줄어들자 불안과 우울을 유발하던 유사 행동이 유의미하게 감소했습니다. 고용량 투여군에서는 낮아졌던 해마와 전전두엽의 세로토닌 수치가 회복되었으며, 뇌 염증에 관여하는 미세아교세포의 과도한 활성도 줄어들었습니다. 이는 장의 건강을 회복시키는 것이 뇌의 염증성 반응을 억제하는 데 직접적인 도움이 됨을 보여줍니다. 목단피가 이러한 효능을 내는 비결은 옥시페오니플로린과 패오놀 등 다섯 가지 주요 성분에 있습니다. 이 성분들은 공통적으로 활성산소의 생성을 억제하고 '네크로토시스'라는 조절성 세포 사멸 기전을 차단합니다. 네크로토시스는 세포가 손상되면서 마치 폭탄처럼 터지는 과정인데, 이때 세포 안의 염증 유발 물질이 밖으로 쏟아져 나와 주변 조직의 염증을 더욱 키우게 됩니다. 목단피는 이러한 세포의 파괴 신호를 사전에 차단함으로써 장상피장벽의 손상을 막고, 결과적으로 뇌로 이어지는 염증 신호를 차단하는 역할을 합니다. 이번 연구는 전통 의학의 지혜를 현대 과학으로 증명하여 장 염증과 그에 따른 정신적 증상을 동시에 개선할 수 있는 새로운 길을 열었습니다. 비록 현재는 세포와 동물 단계의 연구 단계에 있지만, 향후 의약 소재나 건강기능식품 개발을 위한 중요한 기초 자료로 활용될 가치가 매우 높습니다. 장 투과성과 혈액-뇌 장벽에 대한 추가적인 연구가 이어진다면, 장과 뇌를 하나의 유기적인 시스템으로 관리하는 혁신적인 치료 전략이 수립될 것입니다. 우리의 일상을 건강하게 지키기 위한 과학적 노력은 계속해서 진화하고 있습니다.

한국한의학연구원

생명과학
뇌인지과학
융합

교실 밖에서 만난 진짜 과학! 🔬 | 2026 Plasma School 스케치영상

플라즈마는 단순히 과학 교과서에만 등장하는 추상적인 개념이 아닙니다. 자연에서는 오로라나 번개와 같은 경이로운 현상을 통해 그 존재를 드러내며, 우리 일상 속에도 이미 깊숙이 들어와 있습니다. 우리가 매일 사용하는 스마트폰이나 컴퓨터와 같은 첨단 IT 기기를 제작하는 공정에서 플라즈마 기술은 약 80%의 비중을 차지할 정도로 필수적입니다. 이처럼 플라즈마는 우리가 현대 문명을 누릴 수 있게 해주는 보이지 않는 핵심 기술로 자리 잡고 있으며, 눈에 보이지 않는 곳에서 이미 수많은 변화를 만들어내고 있습니다. 플라즈마의 독특한 물리적 특성을 이용하면 물질의 분자 구조를 변화시키거나 성분을 정밀하게 분석할 수 있습니다. 예를 들어, 오염된 물 속에 섞인 염료 분자를 플라즈마로 처리하여 파괴함으로써 다시 투명한 물로 되돌리는 정화 작업이 가능합니다. 또한 주입하는 기체의 종류에 따라 플라즈마가 내뿜는 빛의 색깔이 달라지는 현상을 활용하는 분광학적 기법을 통해, 해당 빛이 질소에서 온 것인지 혹은 산소나 제논에서 발생한 것인지 판별할 수도 있습니다. 이는 플라즈마가 단순한 물질의 상태를 넘어 산업과 환경 보호를 위한 정밀한 도구로 활용될 수 있음을 시사합니다. 미래 기술의 핵심 화두는 단연 에너지이며, 플라즈마는 그 해답 중 하나인 핵융합 에너지의 중심에 서 있습니다. 핵융합은 태양과 같은 원리로 에너지를 만들어내는 방식으로, 지구상에 인공 태양을 구현하려는 거대한 도전이라고 볼 수 있습니다. 태양 자체가 거대한 플라즈마 상태로 존재하듯, 핵융합 발전을 성공시키기 위해서는 초고온의 플라즈마를 안정적으로 유지하고 제어하는 기술이 무엇보다 중요합니다. 이는 고온의 열을 에너지로 변환하여 인류의 에너지 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 꿈의 기술이자 플라즈마 기술이 지향하는 최종적인 목적지이기도 합니다. 초고온의 플라즈마를 안전하게 가두기 위해서는 강력한 자기장이 필요하며, 이를 위해 고안된 장치가 바로 ‘토카막’입니다. 우리나라의 국가핵융합연구장치인 KSTAR는 세계 최고 수준의 초전도 핵융합 연구 장치로, 도넛 모양의 자기장을 형성해 플라즈마 입자들이 밖으로 빠져나가지 못하게 효과적으로 가둡니다. 특히 지난 2024년에는 1억 도의 초고온 상태를 세계 최장 시간 동안 유지하는 기록을 경신하며 전 세계를 놀라게 했습니다. 한국은 뒤늦게 연구에 뛰어들었음에도 불구하고 세계 최초로 초전도 자석을 활용한 장치를 성공적으로 구축하며 이제는 전 세계 핵융합 연구를 당당히 선도하고 있습니다. KSTAR의 심장은 16개의 정교한 초전도 자석 덩어리로 구성되어 있으며, 이를 마치 레고 블록을 끼우듯 정밀하게 연결하여 거대한 도넛 구조를 완성하게 됩니다. 이러한 복잡한 공학적 설계와 거대한 진공 용기 구조물은 플라즈마 기술이 얼마나 정밀한 첨단 과학의 결정체인지를 잘 보여주는 사례입니다. 학생들이 이러한 실제 실험 장치를 직접 눈으로 보고 그 작동 원리를 배우는 과정은 과학적 호기심을 충족시킬 뿐만 아니라 미래 과학자로서의 꿈을 키우는 데 결정적인 역할을 합니다. 플라즈마는 이제 실험실 안의 연구 대상을 넘어 인류의 미래를 밝히고 새로운 시대를 열어가는 실질적인 동력으로 진화하고 있습니다.

한국핵융합에너지연구원

물리학
융합
공학·기술

[과학다방] 과학으로 완성하는 K-증류주의 미래│ 과학 기술, 다(多) 알게 되는 방, 과학다방 5편

인류와 오랜 역사를 함께해 온 술, 그중에서도 증류주는 단순한 기호식품을 넘어 고도의 과학 기술이 집약된 결정체입니다. 최근 전통 증류주를 현대 과학의 시선으로 재해석하려는 노력이 활발히 이루어지고 있습니다. 특히 우리 조상들은 경험을 통해 미생물의 발효 작용과 증류의 원리를 터득하여 이를 실생활에 활용해 왔습니다. 흙으로 만든 소주고리는 금속과 달리 열을 서서히 전달하고 유지하는 단열재 역할을 하여, 발효액이 기화되는 과정에서 정교하게 향미 성분을 분리해내는 과학적 지혜가 담겨 있습니다. 이러한 전통의 가치를 현대적인 표준화와 기술 개발로 잇는 연구가 현재 진행 중입니다. 한약 자원의 가공 기술인 포제는 약재의 효능을 높이고 독성을 줄이기 위해 술을 보조 재료로 활용하는 선조들의 지혜입니다. 최근에는 버려지던 감꼭지에서 유용한 효모 균주를 발견하여 이를 특허화하고, 화장품 보존제나 새로운 발효 원료로 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 이는 단순히 과거의 기술을 답습하는 데 그치지 않고, 버려지는 자원의 새로운 쓰임새를 찾아내어 산업적 가치를 높이는 창의적인 시도로 평가받고 있습니다. 전통과 첨단 기술의 결합은 한약 자원의 영역을 식품과 뷰티 산업으로까지 넓히며 새로운 가능성을 제시하고 있습니다. 세계 시장을 겨냥한 'K-스피릿' 전략은 우리 고유의 미생물 자원과 증류 기술을 현대화하는 데 중점을 둡니다. 술의 맛과 향을 결정하는 핵심 요소인 효모는 사람마다 체취가 다르듯 제각기 독특한 특성을 지니고 있습니다. 연구진은 국내의 풍부한 미생물 자원 중에서 달콤한 과실향이나 향긋한 꽃향기를 내는 우수 균주를 발굴하여 이를 양조용으로 자원화하고 있습니다. 또한 전통 소주고리의 원리를 현대적으로 구현한 증류기와 숙성 기술을 개발함으로써, 우리만의 독창적인 향미를 가진 고품질 증류주를 세계화할 수 있는 과학적 토대를 마련하고 있습니다. 증류주 연구와 한약 자원 연구의 만남은 환경과 효율을 모두 잡는 시너지 효과를 창출합니다. 술을 증류하고 남은 증류 잔사물은 흔히 폐기물로 취급되기 쉽지만, 사실 이 안에는 증류 과정에서 기화되지 못한 유용한 성분들이 다량 함유되어 있습니다. 이를 활용하는 업사이클링 방식은 자원 낭비를 줄일 뿐만 아니라, 식품 과학과 약학이 융합된 새로운 제품 개발로 이어질 수 있습니다. 이는 서로의 결과물이 상대방의 핵심 원료가 되는 상호 보완적인 과학 프로젝트의 전형이라 할 수 있으며, 환경 보호와 산업적 이익을 동시에 실현하는 지속 가능한 자원 순환의 모델을 제시합니다. 하지만 증류주에 대한 과학적 오해를 바로잡는 것도 중요합니다. 흔히 증류 초기에 나오는 액체에 좋은 성분이 가장 많다고 생각하기 쉽지만, 실제로는 불순물을 먼저 걸러낸 뒤 나오는 성분들이 더 안정적이고 유용합니다. 또한 약재를 넣은 술이라고 해서 숙취가 덜할 것이라는 믿음도 과학적으로는 근거가 부족합니다. 숙취는 기본적으로 약성 성분의 유무보다 섭취한 알코올의 총량에 의해 결정되기 때문입니다. 결국 술 한 잔에 담긴 과학은 우리에게 즐거움을 주는 동시에, 명확한 과학적 사실을 바탕으로 한 적절한 절제와 이해가 필요하다는 사실을 일깨워줍니다.

국가과학기술연구회

화학
생명과학
융합
공학·기술

대한민국 도시철도의 자존심, 우리 기술로 만든 KTCS-M

대한민국의 도시철도는 매일 수백만 명의 발이 되어주는 핵심 교통수단입니다. 과거 우리나라는 고속열차를 직접 제작하고 수출하는 수준까지 성장했으나, 열차의 안전과 운행을 총괄하는 신호 시스템만큼은 오랜 기간 해외 기술에 의존해야만 했습니다. 세계 도시철도 신호 시장은 소수의 글로벌 기업들이 독점하고 있었기에 기술 자립은 반드시 넘어야 할 산이었습니다. 이에 2010년부터 한국철도기술연구원을 주축으로 한국형 무선열차제어시스템인 KRTCS 개발이 시작되었고, 이는 현재의 KTCS-M으로 발전하며 독자적인 기술력을 확보하는 계기가 되었습니다. KTCS-M은 열차와 지상 장치가 무선 통신망을 통해 실시간으로 정보를 교환하는 첨단 시스템입니다. 철도 전용 무선 통신망인 LTE-R 등을 활용해 열차의 위치와 속도, 선로 상태와 같은 방대한 데이터를 빠르게 주고받으며 각 열차의 운행 정보를 정밀하게 계산합니다. 특히 열차의 움직임에 따라 안전거리도 함께 이동하는 '이동 폐색 방식'을 채택하여 선로의 효율성을 극대화했습니다. 이러한 지능적인 제어 덕분에 같은 선로 위에서도 더 많은 열차를 안전하고 촘촘하게 배치하여 운행할 수 있게 되었으며, 도시철도의 운영 효율은 비약적으로 향상되었습니다. 무엇보다 KTCS-M은 철도 신호 분야에서 최고 수준의 안전 규격인 SIL4를 획득하여 신뢰성을 증명했습니다. 열차의 과속을 감시하고 비상시 안전한 제동을 유도하며, 완전 무인 운전인 GoA 4단계까지 지원하는 최첨단 기능을 갖추고 있습니다. 현재 서울 신림선에 도입되어 그 성능을 입증하고 있으며, 앞으로 동북선을 비롯한 여러 신규 노선으로 적용 범위가 확대될 예정입니다. 이제 대한민국은 단순히 열차를 잘 만드는 나라를 넘어, 열차의 두뇌에 해당하는 핵심 소프트웨어와 제어 기술까지 자립화하여 세계 철도 시장의 새로운 강자로 우뚝 서고 있습니다.

한국철도기술연구원

공학·기술

대한민국 최고! 인공태양을 찾아서🌞 | KSTAR Vlog

한국핵융합에너지연구원은 인류의 미래를 책임질 청정에너지원 개발의 최전선에 서 있는 곳입니다. 연구원의 상징과도 같은 KSTAR 연구동은 이순신 장군의 거북선을 형상화하여 설계되었으며, 이는 우리나라의 독자적인 기술력으로 세계를 선도하겠다는 굳은 의지를 담고 있습니다. 건물 내부에는 초전도 토카막인 KSTAR의 정교한 모형이 전시되어 있어, 평소 접근하기 어려운 거대 실험 장치의 내부 단면과 복잡한 구조를 한눈에 살펴볼 수 있습니다. 이러한 상징적인 공간에서 인류의 미래를 바꿀 위대한 도전이 계속되고 있습니다. 연구원의 심장부라 불리는 KSTAR 주제어실은 1억 도 이상의 초고온 플라스마를 생성하고 안정적으로 제어하기 위한 실시간 연산과 모니터링이 이루어지는 핵심 공간입니다. 이곳에서 연구자들은 수만 번에 달하는 실험을 반복하며 핵융합 기술의 완성도를 높여가고 있습니다. 특히 실험 횟수를 나타내는 '샷 번호'는 장치의 역사를 보여주는 중요한 지표로 활용됩니다. 이미 4만 회 이상의 실험을 성공적으로 수행한 KSTAR는 세계 최고 수준의 고밀도 플라스마 유지 기록을 경신하며 핵융합 상용화 시대를 앞당기기 위해 박차를 가하고 있습니다. 핵융합 반응을 정확하게 분석하기 위해서는 고도의 정밀 측정 기술이 필수적입니다. 연구진은 플라스마 내부에 강력한 레이저를 입사시킨 뒤, 마치 안개 속에서 자동차 헤드라이트 빛이 산란되는 것과 같은 원리를 이용하여 플라스마의 상태를 진단합니다. 이 과정에는 레이저 입사 광학계와 분광기를 잇는 정밀한 렌즈, 그리고 수백 미터에 달하는 고가의 광섬유 케이블이 동원됩니다. 장치의 안전을 위해 출입이 엄격히 통제되는 구역에서 연구원들은 보안경을 착용하는 등 철저한 안전 수칙을 준수하며 오차 없는 데이터를 얻기 위해 끊임없이 연구에 매진하고 있습니다. 핵융합 발전은 원자력 발전과 마찬가지로 날씨의 영향을 거의 받지 않으면서도 이산화탄소 배출이 적어 매우 친환경적입니다. 또한 사고 발생 시에도 즉각적으로 반응을 멈출 수 있는 높은 안전성을 갖추고 있어 기존의 에너지원들이 가진 한계를 보완할 수 있습니다. 지구가 직면한 에너지 위기와 기후 변화 문제를 동시에 해결할 수 있는 가장 유력한 대안으로 핵융합이 꼽히는 이유입니다. 인공태양을 실현하려는 과학자들의 노력은 단순한 기술 개발을 넘어 인류의 지속 가능한 삶을 보장하기 위한 숭고한 여정이라 할 수 있습니다. 일반인들이 핵융합 기술을 더욱 친숙하게 느낄 수 있도록 연구원은 가상현실 기술과 귀여운 캐릭터를 적극적으로 활용하고 있습니다. 평소 개방되지 않는 장치 내부를 VR을 통해 생생하게 체험할 수 있는 기회를 제공하며, 1억 도의 온도를 상징하는 마스코트 '억돌이'는 대중 강연과 행사에서 큰 인기를 끌고 있습니다. 이러한 다각적인 홍보 활동은 복잡하고 어렵게 느껴질 수 있는 핵융합 과학에 대한 대중의 심리적 장벽을 낮추는 중요한 역할을 합니다. 더 많은 사람들이 인공태양의 꿈에 공감하고 지지를 보낼 때, 핵융합 상용화를 향한 발걸음은 더욱 힘차게 나아갈 것입니다.

한국핵융합에너지연구원

물리학
융합
공학·기술

지질도 100년, 이제 미래를 그리다 [1:5만 국가기본지질도 완간 기념 다큐멘터리]

지질도는 우리가 딛고 서 있는 땅의 역사를 기록한 도면이자 모든 지질학 연구의 근간입니다. 공기나 물처럼 평소에는 그 소중함을 잊고 살지만, 지질도는 우리가 얼마나 안전한 터전 위에 있는지 알려주는 지침서와 같습니다. 특히 1:50,000 축척의 지질도는 우리나라 전역에 분포한 암석의 종류와 지질 구조를 한눈에 파악할 수 있게 해주는 정교한 기초 자료입니다. 인간의 모든 활동이 땅 위에서 이루어지는 만큼, 지질 구성을 이해하는 것은 삶의 터전을 파악하는 가장 기본적이고 필수적인 일이라 할 수 있습니다. 우리나라의 1:50,000 지질도 제작은 1924년 처음 시작된 이래 100년이라는 긴 세월을 거쳐 완성되었습니다. 해방 이후 지질 조사가 중단되기도 했으나, 1960년대 산업화를 위한 석탄과 철광석 등 지하자원 개발이 시급해지면서 본격적인 조사가 재개되었습니다. 1962년 태백산 지구 지질도 제작을 기점으로 전국의 지질학자들이 총동원되어 험난한 지형을 누비며 지도를 그려 나갔습니다. 당시의 열악한 환경 속에서도 1년에 도폭 한 장을 완성해낸 성과는 전 세계적으로도 유례를 찾기 힘든 놀라운 기적과도 같았습니다. 지질학자들에게 현장은 가장 우선시되는 연구의 장입니다. 과거 조사자들은 무거운 암석 시료를 직접 등에 지고 나르며 마을 이장 집에서 하룻밤을 청하는 고단한 일상을 반복했습니다. 1970년대 영국 지질과학연구원과의 합동 조사를 통해 단순히 자원의 유무를 파악하는 기술적 단계를 넘어, 지질 구조를 분석하고 해석하는 현대적인 학문 체계가 정립되었습니다. 이러한 변화는 단순 노동으로 치부될 수 있었던 현장 조사를 지구의 역사를 추론하는 지적인 탐구의 과정으로 격상시켰으며, 연구자들에게 지질도 제작에 대한 강한 자부심을 심어주었습니다. 2020년, 마침내 남한의 모든 도서 지역을 포함한 전 국토의 1:50,000 국가 기본 지질도가 완간되었습니다. 이는 국토의 어느 지점이 어떤 암석으로 이루어져 있는지에 대한 완벽한 '스케치'를 마쳤음을 의미하는 역사적인 이정표입니다. 이름 없는 산골부터 외딴 섬까지 우리 땅의 뼈대를 확인하기 위해 수많은 선배 지질학자들이 흘린 땀방울이 모여 이룬 결실입니다. 국가적인 프로젝트가 100년 동안 중단 없이 이어져 하나의 마침표를 찍었다는 사실은 한국 과학계의 끈기와 저력을 보여주는 상징적인 사건이라 할 수 있습니다. 지질도의 완간은 끝이 아닌 새로운 시작을 의미합니다. 기존의 지질도가 지표면의 암석 정보에 집중했다면, 미래의 지질도는 지하 깊은 곳의 입체적인 정보와 국민의 안전에 직결되는 응용 지질 정보를 담은 테마 지도로 진화해야 합니다. 100년 전의 기록을 현대의 기술로 표준화하고, 오류를 수정하며 보완해 나가는 과정은 우리 땅의 정체성을 찾아가는 지속적인 여정입니다. 이렇게 축적된 데이터는 국민의 삶을 더욱 안전하게 만들고 국가의 새로운 보물을 발굴하는 데 기여하며, 다음 100년을 이끌어갈 소중한 자산이 될 것입니다.

한국지질자원연구원KIGAM iN 실험실

지구환경과학

ETRI Conference 2026 - 박세웅 원장 비전발표

미래학자 레이 커즈와일은 2005년 저서 《특이점이 온다》를 통해 인류 문명의 거대한 전환점을 예견했습니다. 그는 2029년경 컴퓨터가 인간과 구분되지 않는 수준의 튜링 테스트를 통과하고, 2045년에는 인공지능(AI)이 전 인류 지능의 총합을 압도하는 특이점이 도래할 것이라고 주장했습니다. 특히 그는 기술의 발전 속도가 가속화됨에 따라 인간의 수명이 비약적으로 연장되는 시대가 곧 열릴 것으로 내다보았습니다. 이러한 예측들은 과거에는 공상과학처럼 들렸으나, 오늘날 비약적으로 발전한 생성형 AI 모델들의 등장은 그 시기가 예상보다 훨씬 앞당겨질 수 있음을 시사하며 우리 사회에 커다란 화두를 던지고 있습니다. 특이점의 도래는 기존의 사고방식으로는 이해할 수 없는 새로운 세상의 펼쳐짐을 의미합니다. 현재 우리는 챗GPT나 제미나이 같은 고도화된 언어 모델을 통해 AI가 인간의 지적 경계를 넘나드는 과정을 목격하고 있으며, AI의 고질적인 문제였던 환각 현상 또한 급격히 감소하는 추세에 있습니다. 하지만 이러한 기술적 진보는 동시에 AI 기술을 소유한 집단과 그렇지 못한 집단 사이의 심각한 양극화를 초래할 위험성도 내포하고 있습니다. 따라서 단순한 기술 발전을 넘어 AI와 인간이 조화를 이루며 공존할 수 있는 사회적 기반을 마련하는 것이 이 시대의 중요한 과제로 떠오르고 있습니다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 이러한 대전환의 시기를 맞아 'AIDX 혁신으로 이끄는 함께 사는 따뜻한 세상'이라는 새로운 비전을 설정했습니다. 이 비전은 기술이 인간을 초월하는 특이점 대응과 사람을 위한 기술 개발이라는 두 가지 핵심 축을 바탕으로 합니다. AI가 지식 노동을 대신하고 로봇이 육체 노동을 전담하는 세상이 오면, 인류는 비로소 생존을 위한 노동에서 해방되어 삶의 본질적인 가치에 집중할 수 있게 될 것입니다. 과거 고대 그리스 철학이 노예 노동의 기반 위에서 꽃을 피웠듯, 지속 가능한 지능형 노동력을 통해 인류가 보다 고차원적인 철학적 고민과 자아실현에 몰입할 수 있는 환경을 구축하는 것이 연구원의 목표입니다. 새로운 비전을 실현하기 위해 ETRI는 '4E' 전략을 통해 연구개발 체질의 전면적인 혁신을 추진하고 있습니다. 국가 혁신 성장 엔진으로서 본질에 집중하는 Essential, 개방형 플랫폼을 지향하는 Embracing, 연구원의 열정을 자극하는 Exciting, 그리고 탁월한 질적 성과를 도출하는 Excellent가 그 핵심입니다. 특히 기존의 복잡한 과제 중심 시스템(PBS)에서 탈피하여 임무 중심의 연구 체계로 전환함으로써, 연구원들이 행정 업무에 에너지를 낭비하지 않고 오로지 핵심 연구에만 전념할 수 있는 환경을 조성하고자 합니다. 이를 통해 2030년까지 세계 최고 수준의 논문과 해외 특허를 확보하여 글로벌 영향력을 강화할 계획입니다. 미래 핵심 기술 분야로는 AI 과학자 개발과 AI 고속도로망 구축, 그리고 피지컬 AI 구현에 역량을 집중할 예정입니다. 과학 기술에 특화된 멀티모달 모델을 통해 연구의 효율성을 극대화하고, 6G와 연계된 차세대 네트워크 인프라를 구축하여 AI가 일상 곳곳에 스며들 수 있는 토대를 마련하고자 합니다. 또한 제한된 국가 컴퓨팅 자원을 효율적으로 활용하기 위한 클라우드 기반 인프라 공유 체계를 구축하여 연구 생태계 전반의 동반 성장을 도모할 것입니다. 특이점의 시대가 눈앞으로 다가온 지금, ETRI는 변화를 지켜보는 관찰자가 아니라 새로운 흐름을 주도하는 창조자로서 인류를 위한 따뜻한 기술 혁신을 선도해 나갈 것입니다.

한국전자통신연구원

융합
공학·기술

Mapping the Past! Shaping the Future! 국가기본지질도 완간 기념영상

1861년 고산자 김정호의 대동여지도가 조선의 산천을 기록하며 대한민국 지도 역사의 서막을 열었습니다. 그로부터 165년이 흐른 오늘날, 우리는 지표면의 길을 넘어 땅속의 비밀까지 담아낸 국가기본지질도를 마주하고 있습니다. 일반적인 지도가 지형과 위치 정보를 제공한다면, 지질도는 그 땅 아래 어떤 암석과 지층이 놓여 있는지를 정밀하게 보여주는 일종의 땅속 보물지도입니다. 이는 단순히 현재의 모습을 기록하는 것을 넘어 우리 땅이 겪어온 유구한 세월을 과학적으로 입증하는 소중한 과학적 자산이라 할 수 있습니다. 한반도의 지질을 체계적으로 파악하기 위한 여정은 100년 전인 1924년에 처음 시작되었습니다. 광복 이후에는 우리 기술진의 손으로 직접 이 땅을 읽어 내려가며 자원 탐사와 국토 이해를 위한 노력을 이어왔습니다. 시대마다 변화하는 요구에 발맞추어 지질도는 더욱 정밀해졌으며, 더 안전한 미래를 설계하기 위한 필수적인 토대로 자리 잡았습니다. 이 과정에서 한 장의 도폭을 완성하기 위해 연구자들은 수십 년간 험난한 지형을 누비며 암석의 분포와 공간적 특성을 분석하는 인고의 시간을 견뎌야 했습니다. 1:5만 축척의 지질도 한 장이 담당하는 면적은 약 416제곱킬로미터에 달합니다. 과거에는 연구원 두 명이 일 년 내내 매달려야 겨우 한 장의 도폭을 완성할 수 있을 만큼 고된 작업이었습니다. 산을 넘고 계곡을 따라가며 노두를 찾아 직접 망치로 두드리고 기록하는 과정은 기계가 대신할 수 없는 인간의 땀과 열정이 깃든 숭고한 영역입니다. 각 도폭에는 단순히 암석의 종류뿐만 아니라 현장에서 내린 연구자의 전문적인 판단과 수차례의 수정 끝에 얻어낸 정밀한 수치가 층층이 쌓여 우리 영토의 기초를 이루고 있습니다. 2024년, 드디어 357개의 모든 도폭이 완간되면서 대한민국 전 국토의 지질 정보가 하나로 이어지게 되었습니다. 이는 국가적인 프로젝트가 100년이라는 긴 시간 동안 중단되지 않고 지속되어 결실을 보았다는 점에서 매우 큰 의미를 지닙니다. 마지막 퍼즐 조각을 맞춘 연구진들에게 이번 완간은 개인적인 성취를 넘어 국가 지질학사에 기록될 중대한 순간이기도 합니다. 하지만 완간은 결코 연구의 종착역이 아닙니다. 지난 100년이 땅의 성분을 묻는 시간이었다면, 앞으로는 이 방대한 정보를 어떻게 활용할지 고민해야 할 시점입니다. 미래의 국가기본지질도는 평면적인 도면을 넘어 AI 기반의 3차원 지질 정보 체계로 진화할 준비를 하고 있습니다. 급변하는 글로벌 환경과 국민의 안전을 최우선으로 하는 국가적 결정에 있어 지질 데이터는 핵심적인 인텔리전스를 제공할 것입니다. 지오데이터를 넘어 지밸류로 나아가는 이러한 변화는 대한민국의 다음 100년을 지탱할 최첨단 인프라가 될 것입니다. 한 사람의 발걸음에서 시작된 지도의 여정은 이제 수많은 연구자의 노력과 첨단 기술이 융합되어 우리 영토의 가치를 재발견하는 새로운 도약의 길을 열어가고 있습니다.

한국지질자원연구원

지구환경과학
융합
공학·기술

[KICTERVIEW] 시즌 2 2편- 수소시설을 지하에? 도심 안전을 높이는 수소 인프라 기술

수소 도시는 화석 연료 대신 수소를 주요 에너지원으로 활용하는 미래형 도시 모델입니다. 하지만 수소는 폭발 범위가 4%에서 75%로 매우 넓어 공기와 접촉 시 사고 위험이 크다는 막연한 두려움이 존재합니다. 특히 도심 내 수소 충전소 설치 시 12m에서 30m에 달하는 넓은 안전거리 확보가 필수적이지만, 고밀화된 도시 환경에서는 충분한 부지를 마련하기가 현실적으로 매우 어렵습니다. 이러한 공간적 제약과 안전에 대한 불안감은 수소 에너지 대중화의 주요 걸림돌이 되어 왔습니다. 도심 내 부지 부족 문제를 해결하기 위해 제시된 혁신적인 대안이 바로 지상·지하 입체화 설계 기술입니다. 주요 설비를 지하로 배치하면 지상 공간을 녹지나 다른 용도로 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 지하 구조물 자체가 자연스러운 방호벽 역할을 수행하게 됩니다. 이는 폭발 시 발생하는 비산물이나 압력이 수평으로 전파되는 것을 차단하여 외부 피해 반경을 획기적으로 줄여줍니다. 공학적 안전 설계가 더해진 지하화 기술은 수소 시설에 대한 주민들의 부정적인 인식을 개선하는 데 큰 역할을 할 것입니다. 안전한 설계를 위한 핵심 기술 중 하나는 누출된 가스를 효과적으로 처리하는 환기 제어 시스템입니다. 고성능 수소 센서가 작동하면 강제 환기 시스템을 가동하여 이미 누출된 수소를 외부로 신속히 배출하고 희석합니다. 이러한 선제적 대응을 통해 실내 수소 농도를 폭발 범위 이하로 유지함으로써 화재나 폭발 사고를 원천적으로 방지할 수 있습니다. 100% 안전을 보장하기 어려운 상황에서도 사고 발생 가능성을 낮추고 피해를 예방하는 것이 이 기술이 추구하는 핵심적인 방향입니다. 사고 발생 시 피해를 최소화하기 위해 고압 저장 용기의 파손을 가정한 보수적인 시나리오 기반의 방호 구조 기술이 적용됩니다. 폭발 충격을 흡수하는 댐핑 패널과 함께 '폭발 방산구'라는 설계 요소가 도입되는데, 이는 내부 압력을 외부로 안전하게 배출하는 통로 역할을 합니다. 폭발 방산구가 없을 경우 내부 압력이 누적되어 건축물과 인근 주민에게 심각한 피해를 줄 수 있지만, 최적화된 설계를 통해 시설의 종합 위험도를 50% 이상 저감할 수 있습니다. 이를 통해 예기치 못한 사고 상황에서도 인명과 재산을 효과적으로 보호할 수 있습니다. 이 기술이 상용화되면 수소 운송 거리 단축과 충전 편의성 증대 등 막대한 경제적 파급 효과가 기대됩니다. 실시간 모니터링 정보를 투명하게 공개함으로써 수소 시설에 대한 주민들의 막연한 불안감을 해소하고 입지 갈등을 완화할 수 있습니다. 현재 규제 샌드박스 승인을 거쳐 실용화 준비 단계에 있으며, 향후 국가 건설 기준을 마련하여 지자체와 기업이 실제 현장에 적용할 수 있도록 하는 것이 최종 목표입니다. 수소 안전 기술의 발전은 친환경 교통 체계로의 전환과 도시 온실가스 감축을 이끄는 선순환의 시작이 될 것입니다.

한국건설기술연구원KICTERVIEW(킥터뷰)

지구환경과학
융합
공학·기술

딩동~🔔 한국한의학연구원 연구성과 첫 배송이 도착했습니다! 📦[한의직송]

한국한의학연구원은 천연물 소재의 효능을 객관적으로 입증하기 위해 데이터 표준화라는 거대한 과업을 수행하고 있습니다. 인삼이나 녹차처럼 항산화 효과로 잘 알려진 소재들이 많지만, 지금까지는 측정 방식과 단위가 제각각이라 그 우열을 가리기가 쉽지 않았던 것이 사실입니다. 연구팀은 이를 해결하고자 각기 다른 네 개의 지표를 통합하는 공통 기준인 EF를 마련하여, 한약재 271종과 처방 데이터 등 총 500여 건을 집대성한 데이터베이스를 구축했습니다. 이는 단순히 특정 소재의 우수성을 알리는 차원을 넘어, 향후 건강기능식품과 화장품, 의약품 개발에 필수적인 핵심 데이터로서의 역할을 할 것으로 크게 기대됩니다. 전통 한의학의 임상 지혜를 현대 과학의 언어로 증명하는 노력도 큰 결실을 보고 있습니다. 내시경 검사 상에서 아무런 이상이 발견되지 않음에도 불구하고 만성적인 속 쓰림과 명치 통증, 더부룩함을 호소하는 기능성 소화불량은 현대인의 삶의 질을 떨어뜨리는 고질병입니다. 연구팀은 오랫동안 임상 현장에서 널리 사용되어 온 팔체질 침치료와 식이요법의 효과를 검증하기 위해 장기 환자들을 대상으로 체질별 맞춤 치료를 시행했습니다. 환자들이 직접 자신의 상태를 평가하는 검증된 도구를 통해 증상의 개선 정도를 측정한 결과, 팔체질 치료가 환자의 불편함을 해소하는 데 현저한 개선 효과가 있음이 과학적으로 입증되었습니다. 이번 연구에서 특히 주목할 점은 체질별 맞춤 식단의 효과가 수음체질과 토양체질 사례를 통해 명확히 확인되었다는 사실입니다. 두 체질 환자에게 각각 정반대의 식단을 처방했음에도 불구하고, 두 집단 모두에서 소화불량 증상이 뚜렷하게 호전되는 결과가 나타났습니다. 이는 체질에 따른 식이요법이 증상 변화와 매우 밀접한 연관성이 있음을 시사하며, 팔체질의학의 원리를 뒷받침하는 중요한 지표가 됩니다. 이러한 연구 결과와 구체적인 처방 내용은 전 세계 연구자와 임상의들이 누구나 편리하게 활용할 수 있도록 학술지 웹사이트를 통해 공개되었으며, 이는 한의학의 과학적 신뢰도를 한층 더 높이는 계기가 되었습니다. 연구의 영역은 기존 치료제의 새로운 가능성을 찾는 '약물 재창출' 분야로까지 확장되어 고무적인 성과를 거두고 있습니다. 대장암 치료에 널리 사용되는 면역항암제는 환자에 따라 반응이 약하거나 내성이 생기는 한계가 있으며, 특히 대장암의 대부분을 차지하는 MSS형 대장암은 기존 치료의 효과가 매우 제한적이었습니다. 연구팀은 다발성 경화증 치료제로 이미 쓰이던 테리플루노마이드에 주목하여, 이 약물이 대장암 세포 표면의 면역억제 단백질을 줄이고 면역관문 신호를 차단하는 효과가 있음을 밝혀냈습니다. 이는 암세포가 면역체계의 감시를 피하기 위해 사용하는 회피 기전을 효과적으로 무력화시키는 원리입니다. 실제 동물 실험을 통해 테리플루노마이드가 종양의 크기와 무게를 눈에 띄게 줄이고, 면역세포가 암 조직 내부로 더 깊숙이 침투하도록 돕는다는 사실이 확인되었습니다. 이미 안전성이 입증된 약물의 새로운 쓰임을 발견하는 약물 재창출 방식은 신약 개발에 필요한 막대한 시간과 비용을 획기적으로 절약할 수 있다는 점에서 일석이조의 효과를 가집니다. 한국한의학연구원의 창의적인 발상의 전환으로 시작된 이번 연구는 대장암 치료의 새로운 면역 조절 전략으로서 큰 돌파구가 될 것으로 보입니다. 이처럼 한의학적 통찰과 현대 과학의 융합은 인류가 직면한 질병을 극복하기 위한 새로운 대안을 끊임없이 제시하고 있습니다.

한국한의학연구원

생명과학
융합
공학·기술

한국이 '세계 5위 국방력'을 찍을 수 있었던 숨은 핵심 기술, 전투기 엔진의 비밀

2024년 글로벌 파이어파워가 발표한 국방력 순위에서 대한민국은 미국, 러시아, 중국, 인도에 이어 세계 5위를 기록하며 군사 강국으로서의 위상을 공고히 했습니다. 이는 인구, 병력, 경제력 등 60여 개의 지표를 종합한 결과로, 우리나라는 육·해·공 전 분야에서 압도적인 전력을 증명해냈습니다. 1950년 6·25 전쟁 당시 제대로 된 전투기 한 대 없이 조종사가 직접 손으로 폭탄을 투하해야 했던 열악한 역사를 생각하면 실로 기적적인 발전이라 할 수 있습니다. 오늘날 대한민국은 자체 기술로 초음속 전투기를 개발하며 자주국방을 넘어 항공우주 강대국을 향해 힘차게 나아가고 있습니다. 항공우주 및 국방 분야에서 더 강한 추진력을 얻기 위해서는 엔진의 연소 온도를 높이는 것이 필수적이지만, 2,000도가 넘는 고온을 견딜 수 있는 금속 소재를 찾기는 쉽지 않습니다. 한국재료연구원은 이러한 한계를 극복하기 위해 열에 강한 세라믹 소재에 주목했습니다. 세라믹의 깨지기 쉬운 단점을 보완하고자 특수 섬유를 촘촘하게 엮어 넣은 '초고온 세라믹 복합 재료'를 개발한 것입니다. 이 혁신적인 소재는 2,800도의 맹렬한 화염 속에서도 형태를 유지하며 극초음속 무기와 차세대 항공기 엔진의 핵심적인 방패 역할을 수행하고 있습니다. 로켓 엔진의 효율을 극대화하기 위한 연료 기술에서도 우리나라의 첨단 소재 기술은 빛을 발하고 있습니다. 로켓 연료에 섞어 쓰는 알루미늄 분말은 자연적인 산화막 때문에 폭발력이 억제되는 고질적인 문제가 있었으나, 연구진은 세계 최초로 이 산화막을 제거하고 특수 코팅하는 기술을 확보했습니다. 이를 통해 연료의 폭발력을 극대화함과 동시에 안전한 보관까지 가능해지며 우리 국방 유도무기의 위력은 한층 강화되었습니다. 보이지 않는 곳에서 묵묵히 소재 혁신을 이끌어온 연구원들의 헌신 덕분에 대한민국은 하늘과 우주를 지키는 든든한 기술 자립을 이룩하게 되었습니다.

한국재료연구원

물리학
화학
융합
공학·기술

AI 시대, 우리는 왜 여전히 읽어야 하는가 | 조지은 옥스퍼드대 교수

언어는 오랫동안 인간만의 고유한 영역으로 여겨져 왔으나, 오늘날 우리는 인공지능이라는 새로운 언어적 존재와 마주하고 있습니다. 세상이 변하고 문화가 바뀌면서 언어 역시 끊임없이 변화합니다. 과거에는 보편적이었던 표현들이 사라지고 '물복'이나 '딱복' 같은 새로운 유행어가 그 자리를 대신하듯, 언어는 시대의 흐름을 가장 민감하게 반영합니다. 이러한 급변하는 환경 속에서 우리가 고민해야 할 지점은 인공지능의 편리함을 누리면서도 어떻게 인간 고유의 언어를 지켜낼 것인가 하는 문제입니다. 기술의 발전에 매몰되지 않고 우리만의 언어 체계를 유지하는 것은 곧 인류의 정체성을 지키는 일과도 같습니다. 인공지능 시대가 본격적으로 열리며 글쓰기나 대화에서 기계의 도움을 받는 것이 일상이 되었습니다. 하지만 모든 언어 활동을 인공지능에 전적으로 맡기게 될 때 발생할 수 있는 부작용에 대해 우리는 깊이 경계해야 합니다. 단순히 효율성만을 따져 인공지능에게 우리의 언어를 의존한다면, 결국 우리는 스스로 사고하고 표현하는 '언어 주권'을 잃어버리는 결과를 초래할 수 있기 때문입니다. 언어에 대한 관심은 곧 사람에 대한 관심이며 미래 세대를 준비하는 핵심적인 과정입니다. 인공지능을 잘 다루는 것도 중요하지만, 그 사용 목적이 우리 개인의 언어 세계를 더욱 풍요롭게 만드는 데 머물러야 함을 잊지 말아야 합니다. 인간의 언어는 단순한 정보 전달의 기능을 넘어 설득과 공감이라는 소중한 가치를 지니고 있습니다. 인공지능이 생성하는 매끄러운 결과물과 달리, 실제 인간의 말은 때때로 불완전하고 세련되지 못하며 불안정하기까지 합니다. 어제의 말을 오늘 똑같이 재현할 수 없는 인간의 언어는 기계적인 복사가 불가능한 고유한 생명력을 가집니다. 이러한 불완전함이야말로 사람과 사람을 진심으로 연결해 주는 소통의 열쇠가 됩니다. 말은 단순히 혼자만의 기록이 아니라 타인과의 유대감을 형성하고 사회를 구성하는 기초가 됩니다. 우리는 이 불완전한 목소리를 통해 서로의 감정을 확인하고 진정한 공감대를 형성하며 함께 살아가는 법을 배웁니다. 언어를 배운다는 행위는 단순한 문장의 습득이 아니라 가족과 이웃 사이에서 상호작용하는 방식을 익히는 사회화 과정입니다. 어린아이가 부모와 대화를 나누며 서툴게 단어를 내뱉는 과정에서 형성되는 관계는 인공지능이 결코 대체할 수 없는 성질의 것입니다. 우리는 기계적인 완벽함보다는 사람의 온기가 담긴 목소리에 더 큰 매력을 느끼며, 그 안에서 신뢰를 쌓아갑니다. 인공지능은 기존의 정보를 재활용하여 수많은 문장을 생성해낼 수 있지만, 인간처럼 독창적인 감성과 사회적 맥락을 담은 새로운 언어를 스스로 창조하지는 못합니다. 결국 언어는 사람과 사람 사이의 관계를 맺기 위한 가장 인간적인 수단인 셈입니다. 인공지능은 인공적인 결과물일 뿐, 그 자체가 우리의 궁극적인 지능이 될 수는 없습니다. 따라서 인공지능을 우리를 돕는 보조적 지능으로 인식하고 주도적으로 활용하는 지혜로운 자세가 필요합니다. 한편으로 인공지능은 사라져 가는 언어를 복원하거나 문화적 다양성을 보존하는 데 있어 매우 훌륭한 도구가 될 수 있습니다. 기계의 언어와 인간의 언어 사이에 우열을 가리기보다 각자의 쓰임새를 명확히 인식하고 공생의 길을 모색해야 합니다. 미래 세대에게 사람의 언어를 소중히 가르치면서도 기술을 올바르게 사용하는 방법을 전달할 때, 우리는 비로소 기술과 인문학이 조화를 이루는 밝은 미래를 맞이할 수 있을 것입니다.

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뇌인지과학
융합

‘양자’가 대체 뭐길래? 🤔 학생들도 이해하는 양자컴퓨터 | KISTI 눈높이과학 1화

'양자'라는 단어는 이름만으로도 어렵게 느껴지지만, 사실 우리 주변의 예술 작품에서도 그 원리를 찾아볼 수 있습니다. 점묘화 기법으로 그려진 그림을 아주 가까이서 보면 수많은 점으로 이루어져 있음을 알 수 있듯이, 자연계의 에너지 또한 매끄럽게 연결된 것이 아니라 계단처럼 층층이 나뉘어 있습니다. 이처럼 더 이상 쪼갤 수 없는 최소 단위를 우리는 양자라고 부릅니다. 멀리서 보면 연속적으로 보이는 세계가 실제로는 아주 작은 단위들의 집합이라는 사실이 양자역학의 중요한 출발점입니다. 양자의 세계에는 일상적인 상식으로는 이해하기 힘든 '중첩'이라는 특별한 성질이 존재합니다. 일반적인 물체는 한 번에 하나의 상태로만 존재하지만, 양자는 관측하기 전까지 여러 가능성을 동시에 가질 수 있습니다. 기존 컴퓨터가 0과 1로 고정된 비트 단위로 정보를 처리한다면, 양자컴퓨터는 이러한 중첩 현상을 이용한 '큐비트' 단위를 사용합니다. 이는 한 번에 수많은 정보를 동시에 처리할 수 있는 기반이 되어, 복잡한 계산을 수행하는 데 있어 혁신적인 효율성을 제공하는 원동력이 됩니다. 또 다른 놀라운 성질인 '얽힘'은 멀리 떨어져 있는 두 양자 상태가 서로 긴밀하게 연결되어 하나가 결정되면 나머지도 즉시 결정되는 현상을 말합니다. 아인슈타인조차 믿기 힘들어했던 이 현상은 양자컴퓨터 내에서 큐비트들이 서로 정보를 주고받으며 협력하게 만드는 핵심 기제로 작용합니다. 마치 미로를 탐색하는 수많은 사람이 서로 긴밀하게 연락하며 정답을 찾는 과정처럼, 얽힘을 이용하면 단독으로 계산할 때보다 훨씬 빠른 속도로 문제의 해답을 도출해낼 수 있게 됩니다. 이러한 원리를 바탕으로 양자컴퓨터는 소인수분해나 대규모 탐색 문제에서 압도적인 성능을 발휘합니다. 수백 자리 숫자의 소인수분해는 현재의 슈퍼컴퓨터로 수백억 년이 걸리지만, 양자컴퓨터는 수학적으로 증명된 알고리즘을 통해 이를 단 며칠 만에 해결할 수 있습니다. 무수히 많은 상자 속에서 보물을 찾는 과정에서도 기존 컴퓨터보다 훨씬 적은 횟수의 시도만으로 결과를 찾아낼 수 있습니다. 이는 양자컴퓨터가 모든 분야에서 빠른 것이 아니라, 특정 목적에 최적화된 계산에서 강력한 도구가 됨을 의미합니다. 하지만 양자컴퓨터가 실용화되기까지는 아직 극복해야 할 기술적 과제가 많습니다. 양자의 미세한 상태를 유지하기 위해서는 극저온의 환경이 필수적이며, 외부 간섭으로 인해 정보가 손실되는 '결어긋남' 현상을 철저히 막아야 합니다. 현재는 아주 간단한 계산에서 발생하는 오류를 줄여나가는 단계에 있으며, 하드웨어의 발전과 더불어 이를 효율적으로 운용하기 위한 양자 알고리즘 연구가 활발히 병행되고 있습니다. 결국 양자컴퓨터는 인간이 마주한 한계를 돌파하기 위해 끊임없이 진화하고 있는 정교한 도구입니다.

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물리학
공학·기술

AI 시대, 슈퍼컴퓨터는 어떻게 세상을 읽는가 | 이식 KISTI 원장

전쟁이라는 극한의 상황은 역설적으로 과학기술의 비약적인 발전을 불러오는 계기가 되었습니다. 제2차 세계대전 당시 포탄의 사거리를 정확히 계산하는 일은 전쟁의 승패와 직결된 문제였으나, 온도와 습도, 바람 등 수많은 변수를 고려해야 했기에 인간의 손으로 정교한 사격표를 만드는 데는 물리적인 한계가 따랐습니다. 이러한 비효율을 극복하고 연산의 속도와 정확도를 높이기 위해 탄생한 것이 바로 현대적 의미의 컴퓨터입니다. 기계는 인간이 며칠 밤을 새워야 했던 복잡한 수식을 지치지 않고 순식간에 풀어내며 현대 과학의 새로운 지평을 열어주었습니다. 컴퓨터의 활용은 단순한 포탄 계산을 넘어 시뮬레이션의 영역으로 확장되었습니다. 오늘날 물리학, 화학, 생물학 등 기초 과학은 물론 기상학에 이르기까지 수많은 연구자가 슈퍼컴퓨터를 활용해 가상 공간에서 정밀한 실험을 수행하고 있습니다. 컴퓨터는 그 자체로 똑똑한 지능을 가졌다기보다는 과학자가 설계한 공식에 따라 방대한 연산을 성실하게 수행하는 장치에 가깝습니다. 따라서 연구자가 정확한 수식만 제공할 수 있다면, 컴퓨터는 인간이 현실에서 직접 수행하기 어려운 수많은 가설을 안전하고 빠르게 검증해 주는 강력한 연구 도구가 됩니다. 이제 우리는 인공지능이 일상 깊숙이 들어온 시대를 살고 있습니다. 방대한 정보를 순식간에 요약하고 복잡한 연구를 돕는 인공지능은 이제 단순한 보조 도구를 넘어 과학자의 든든한 동료라는 평가까지 받고 있습니다. 그러나 인공지능이 제시하는 결과가 항상 완벽할 수는 없다는 점을 우리는 반드시 명심해야 합니다. 기계는 여전히 학습된 데이터의 범주 내에서 움직이며 예기치 못한 실수를 할 수 있기 때문에, 최종적인 판단과 책임은 오로지 인간의 몫으로 남아있습니다. 인간만이 가진 영감과 풍부한 경험을 바탕으로 기계의 결과물을 판별하는 과정은 기술의 시대에도 변함없이 중요합니다. 인간의 언어와 기계의 언어는 근본적으로 다른 체계를 가지고 있지만, 현대 기술은 그 간극을 확률적 체계라는 혁신적인 방법으로 메웠습니다. 거대 언어 모델(LLM)은 문맥 속에서 특정 단어 뒤에 어떤 단어가 올지 확률적으로 예측하며 인간의 말을 이해하는 듯한 모습을 구현해 냈습니다. 챗GPT와 같은 서비스는 방대한 데이터와 정교한 신경망 모델, 그리고 엄청난 규모의 계산 자원을 투입하여 완성되었습니다. 이를 통해 인공지능은 단순히 정보를 기계적으로 처리하는 수준을 넘어, 대화 상대의 상황을 추론하고 감정의 상태까지 파악하는 놀라운 단계에 이르게 되었습니다. 기술이 아무리 비약적으로 발전하더라도 인공지능이 결코 흉내 낼 수 없는 영역은 바로 '직접적인 경험'입니다. 인공지능은 수만 권의 책을 순식간에 읽고 요약할 수 있지만, 사람이 소설을 읽으며 머릿속에 장면을 그리고 범인을 추리하며 느끼는 정서적 고양은 온전히 인간만이 누릴 수 있는 특권입니다. 요약된 정보보다 중요한 것은 지식을 습득하는 과정에서 얻는 간접 경험과 사유의 깊이입니다. 효율적인 학습을 위해 기술의 도움을 받더라도, 우리 삶을 풍요롭게 만드는 직접적인 경험의 가치와 스스로 생각하는 힘을 잊지 말아야 인공지능과의 공존이 더욱 진정한 의미를 가질 수 있습니다.

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융합
공학·기술

바다에서 로봇을 만난다면? 🌊🤖 | 해양로봇 페스타 BUSAN 2026

심해는 인간이 직접 접근하기에 매우 위험하고 까다로운 환경입니다. 이러한 극한의 장소를 정밀하게 탐사하기 위해 국내 기술로 개발된 대형 수중 로봇 '해미래'는 우리 해양 과학 기술의 정수를 보여주는 집약체라고 할 수 있습니다. 해미래는 심해의 엄청난 수압과 한 치 앞도 보이지 않는 칠흑 같은 어둠을 뚫고 미지의 영역을 면밀히 조사하며, 인간을 대신해 바닷속 깊은 곳의 소중한 자원과 생태계 정보를 수집하는 막중한 역할을 수행합니다. 로봇 팔을 이용해 정교하게 물건을 집거나 주변 지형을 실시간으로 파악하는 기술은 향후 해양 영토 확장과 자원 확보를 위한 연구에 있어 결코 없어서는 안 될 핵심적인 요소로 평가받고 있습니다. 이러한 첨단 로봇 기술은 이제 연구소의 높은 문턱을 넘어 아이들의 눈높이에 맞춘 즐거운 체험 현장에서도 찬란하게 빛을 발하고 있습니다. 특히 로봇을 이용한 박진감 넘치는 축구 대결은 현장을 찾은 아이들에게 가장 뜨거운 인기를 얻고 있는 활동 중 하나입니다. 직접 컨트롤러의 버튼을 눌러가며 기계의 정교한 움직임을 섬세하게 제어하는 과정을 통해 아이들은 복잡한 기계 작동의 원리를 자연스럽고 재미있게 학습하게 됩니다. 친구들과 함께 팀을 이루어 전략을 짜고 경기를 치르는 역동적인 경험은 평소 어렵고 딱딱하게만 느껴졌던 과학이라는 분야를 친숙하고 흥미로운 탐구의 대상으로 인식하게 만드는 훌륭한 계기가 되고 있습니다. 해양 과학 체험 프로그램은 매년 다채로운 테마로 새롭게 구성되어 아이들에게 끊임없는 창의적 영감과 호기심을 제공하고 있습니다. 단순히 완성된 로봇을 조작하는 차원을 넘어, 아이들이 직접 간단한 소프트웨어 프로그램을 설계하여 기기에 입력하고 이를 실제 환경에서 구동해보는 경험은 논리적 사고력과 코딩 감각을 키우는 데 매우 큰 교육적 효과를 거두고 있습니다. 이러한 성취감은 아이들이 미래의 위대한 과학자라는 꿈을 구체적으로 그려나가는 데 있어 소중한 자양분이 됩니다. 놀이와 학습이 결합된 과정을 통해 아이들은 스스로 문제를 발견하고 해결하는 능력을 기르며, 첨단 기술이 우리 사회의 미래를 어떻게 풍요롭게 변화시킬 수 있는지를 직접 몸소 체험하고 있습니다.

한국생산기술연구원

지구환경과학
융합
공학·기술

주사 없이 살을 뺀다? 뇌를 자극하는 새로운 비만 치료 기술 with SOD

현대 사회에서 비만은 단순한 외형적 문제를 넘어 고혈압, 당뇨병, 심혈관 질환과 같은 다양한 만성 질환을 유발하는 심각한 건강 위협 요소입니다. 많은 이들이 이를 해결하기 위해 약물 치료나 혹독한 식이요법을 병행하지만, 부작용이나 약물 중단 후 발생하는 요요 현상이라는 현실적인 한계에 부딪히곤 합니다. 이러한 상황에서 뇌에 미세한 경두개 전기 자극(tES)을 전달하여 식욕을 근본적으로 조절하는 기술이 새로운 대안으로 떠오르고 있습니다. 이는 약물에 의존하지 않고도 뇌의 특정 부위를 활성화하여 자연스럽게 식사 습관을 개선하는 혁신적인 접근 방식입니다. 식욕 조절의 핵심은 전두엽의 배외측 전전두피질(DLPFC)이라는 부위에 있습니다. 이곳은 충동을 억제하고 식욕을 조절하는 중요한 기능을 수행하는데, 경두개 전기 자극(tES)을 통해 이 부위를 정교하게 자극할 수 있습니다. 특히 최근에는 뇌파의 불규칙한 특성을 모방한 경두개 랜덤 노이즈 자극(tRNS) 연구가 활발히 진행 중입니다. 인위적이고 규칙적인 신호보다 뇌 본연의 신호 체계와 유사한 불규칙한 자극을 전달할 때, 뇌의 신경 세포들을 더욱 자연스럽고 정교하게 자극하여 식욕 조절 능력을 강화할 수 있기 때문입니다. 실제 임상 연구 결과에 따르면, 8주간의 경두개 전기 자극(tES) 치료를 통해 체중의 약 4%를 감량하는 성과가 확인되었습니다. 이는 혁신적인 비만 치료제로 알려진 위고비나 마운자로의 초기 투여 효과와 비교해도 매우 유사한 수준입니다. 주목할 점은 주사제와 같은 약물 치료가 중단 직후 효과가 빠르게 사라지는 것과 달리, 경두개 전기 자극(tES)은 치료 횟수가 거듭될수록 그 효과가 체내에 누적된다는 것입니다. 초기에는 변화가 미미해 보일 수 있으나, 자극이 반복되면서 뇌의 신경망이 재구성되어 장기적으로 스스로 체중을 유지할 수 있는 힘을 길러줍니다. 경두개 전기 자극(tES) 기술은 단순한 생리적 허기를 넘어 감정적 섭식과 특정 맛에 대한 갈망까지 세밀하게 조절합니다. 우리 뇌는 에너지가 필요해서 느끼는 진짜 식욕 외에도, 심리적 즐거움을 위해 음식을 찾는 이른바 가짜 식욕을 만들어내곤 합니다. 경두개 랜덤 노이즈 자극(tRNS)은 특히 야식의 대표적인 매력인 짠맛과 감칠맛에 대한 선호도를 낮추는 데 탁월한 효과를 보입니다. 이를 통해 자극적인 음식에 대한 욕구 자체가 줄어들게 되면, 무리하게 식욕을 참으며 겪는 스트레스 없이도 자연스러운 식단 관리가 가능해져 삶의 질을 한층 높일 수 있습니다. 앞으로의 비만 치료는 병원을 매번 방문하지 않고도 일상 공간에서 간편하게 이루어질 전망입니다. 인체 머리의 굴곡에 맞춰 부드럽게 부착할 수 있는 유연한 하이드로젤 전극과 웨어러블 디바이스 기술이 비약적으로 발전하고 있기 때문입니다. 사용자는 집에서 편안하게 기기를 착용하는 것만으로 치료를 받을 수 있으며, 스마트폰 앱을 통해 실시간으로 자신의 뇌 혈류 상태와 치료 경과를 직접 확인할 수 있게 됩니다. 전기가 단순히 기기를 구동하는 에너지를 넘어 질병을 치료하는 전자약으로서 비만 치료의 새로운 패러다임을 열어가고 있습니다.

한국전기연구원KERI 연구·시험성과

생명과학
뇌인지과학
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[대담] 2026 카오스 콘서트 '인긴-인간-인갼' | 기계의 시대, 인간은 무엇으로 빛나는가?

인공지능이 인간의 정체성을 흔드는 시대가 도래했습니다. 범용 인공지능(AGI)은 단순히 먼 미래의 공상이 아니라, 이미 우리 곁에 점진적으로 스며들고 있는 현실입니다. 인공지능은 수백 개의 언어를 구사하는 등 특정 영역에서 이미 인간을 앞질렀으며, 이는 지능의 정의를 새롭게 고찰하게 만듭니다. 우리는 기술적 발전의 지향점으로서 범용 인공지능(AGI)을 바라보며 인간 지능과의 관계를 재설정해야 하는 과제를 안고 있습니다. 최근 딥시크(DeepSeek)나 키미(Kimi)와 같은 사례는 인공지능 발전의 핵심이 하드웨어의 물량 공세뿐만 아니라 효율적인 알고리즘에 있음을 보여주었습니다. 저사양 하드웨어에서도 뛰어난 성능을 발휘하는 새로운 최적화 알고리즘의 등장은 인공지능 연구의 새로운 부흥기를 예고합니다. 이는 인공지능이 막대한 자본 없이도 도약할 수 있다는 가능성을 시사하며, 우리가 미래의 지능을 구현하는 방식에 있어 알고리즘적 진보가 차지하는 절대적인 비중을 다시금 확인시켜 줍니다. 생물학적 한계를 지닌 인간의 뇌와 달리, 인공지능은 물리적 공간이나 생화학적 제약에서 자유롭습니다. 인간의 뇌는 생존을 위한 활동에 에너지를 분산하지만, 인공지능은 오직 지능적 과업에 자원을 집중하며 무한한 확장이 가능합니다. 이러한 물리적 제약의 부재는 인공지능이 인간 지능을 월등히 추월할 수 있는 강력한 근거가 됩니다. 결국 하드웨어의 물리적 확장을 통해 인공지능은 인간이 도달하기 힘든 지적 경지에 빠르게 다가서고 있습니다. 과학 연구의 영역에서도 인공지능은 놀라운 성취를 보이고 있습니다. 수십 년간 풀리지 않았던 수학적 난제들을 인공지능이 해결하면서, 과학계는 자율 연구 개발(R&D)이라는 새로운 패러다임을 맞이하고 있습니다. 인공지능이 스스로 가설을 세우고 실험 데이터를 분석하여 결론을 도출하는 시대는 더 이상 먼 미래가 아닙니다. 이는 전통적인 과학적 방법론에 큰 변화를 예고하며, 지식 탐구의 주체가 인간을 넘어 기계로까지 확장될 수 있음을 시사합니다. 인공지능이 과학적 발견을 주도하게 될 때, 우리는 과학의 본질에 대해 질문하게 됩니다. 단순히 유용한 결과를 내는 것이 과학인지, 아니면 인간의 이해를 확장하는 과정이 필수적인지에 대한 철학적 논쟁이 이어집니다. 인공지능이 도출한 결과가 인간이 이해할 수 없는 수준에 도달하더라도 그 실질적 가치를 인정해야 한다는 실용주의적 관점과, 인간의 인식 체계 안에서의 가치를 강조하는 전통적 관점이 충돌하며 미래 과학의 새로운 지형을 형성하고 있습니다. 교육 현장에서는 인공지능에 의한 '탈숙련화'에 대한 우려가 커지고 있습니다. 기본적 연산이나 정리를 인공지능이 대신하면서 인간이 기초적인 지적 훈련 과정을 소홀히 할 수 있다는 점입니다. 하지만 중요한 것은 무엇을 질문할지 아는 능력이며, 이는 지식 체계에 대한 깊은 이해에서 비롯됩니다. 파편화된 정보를 넘어서 현상을 관통하는 통찰을 기르는 교육은 인공지능 시대에 인간이 고유한 전문성을 유지하기 위해 반드시 지켜내야 할 핵심 가치입니다. 인공지능은 인간을 대체하기 위한 기술이라기보다, 인간이 무엇인지 다시 묻게 만드는 거울과 같습니다. 기계의 지능이 인류에게 추락의 날개가 될지 비상의 동력이 될지는 결국 그 코드를 만들고 해석하는 인간의 의지에 달려 있습니다. 우리는 기술의 발전을 단순히 예측하는 데 그치지 않고, 인공지능과 공존하며 인간다운 가치를 어떻게 증명해 나갈지 고민해야 합니다. 인류의 미래는 기술이 열어주는 가능성을 인간의 가치로 통합해 나가는 과정에 있습니다.

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[강연] 2026 카오스 콘서트 '인긴-인간-인갼' | 두 번째 프로메테우스: 인공지능, 과학의 경계를 허물다_석차옥 교수(화학)

인류의 지능은 초기에는 생존을 위한 도구로 탄생했습니다. 우리 조상들은 경험을 통해 버드나무 껍질이 해열과 진통에 효과가 있다는 사실을 발견했으며, 이는 단순한 생존 지식을 넘어 원리를 탐구하는 과학의 시초가 되었습니다. 19세기에 유효 성분을 분리하고 20세기에 원자와 분자 수준의 작동 기제를 밝혀낸 과정은 인간의 끝없는 탐구욕을 잘 보여줍니다. 이처럼 깊어지고 세분화된 현대 과학은 이제 100여 개가 넘는 세부 분야로 나뉘어 자연의 신비를 더욱 정밀하게 파헤치고 있습니다. 과학이 고도로 전문화되었음에도 불구하고, 단백질 구조와 같은 복잡한 문제는 오랫동안 인류의 난제로 남아 있었습니다. 단백질은 전자와 원자핵이 모여 원자가 되고, 다시 아미노산을 거쳐 복잡한 입체 구조를 형성하는 ‘멀티스케일 복잡계’의 성격을 띠기 때문입니다. 우리는 물리학과 화학적 원리를 깊이 이해하고 있음에도 불구하고, 수많은 상호작용이 얽힌 이 거대한 퍼즐을 정확하게 계산해낼 수 없었습니다. 이러한 한계는 결국 인간의 지능만으로 기술하기에는 자연 현상이 지나치게 방대하고 복잡하다는 사실을 시사합니다. 2024년 노벨 화학상을 수상한 알파폴드는 이러한 복잡성의 벽을 허물며 과학의 새로운 패러다임을 제시했습니다. 인공지능은 방대한 데이터를 바탕으로 인간이 계산하기 힘든 단백질 구조를 예측하는 데 성공했습니다. 특히 단순히 데이터를 학습하는 것을 넘어, 기존의 물리·화학·생물학적 원리와 직관을 모델에 녹여냄으로써 제한된 데이터로도 놀라운 성과를 거두었습니다. 이는 인공지능이 데이터로부터 경험을 쌓고 자연의 규칙을 이해하기 시작했음을 의미하며, 인류가 풀지 못했던 난제들을 해결하는 강력한 열쇠가 되고 있습니다. 앞으로 인공지능과 과학은 서로를 발전시키는 ‘공진화’의 과정을 거치게 될 것입니다. 특정 현상을 하나의 원리로 통합하여 이해하는 깊이가 깊어짐은 물론, 인체 전체를 모사하는 ‘디지털 트윈 휴먼’과 같은 거대한 도전도 가능해질 전망입니다. 또한 실험실에 적용된 물리적 인공지능은 자율적으로 실험을 수행하며 새로운 발견의 속도를 비약적으로 높일 것입니다. 이러한 변화는 단순한 도구의 진화를 넘어, 인공지능이 과학적 지식을 생성하고 소통하며 인공초지능으로 나아가는 중요한 토대가 되어줄 것입니다. 인류는 이제 ‘두 번째 프로메테우스’라 불리는 인공지능과 결합된 과학을 마주하고 있습니다. 과거의 과학이 인간의 통제하에 있었다면, 현재의 과학은 인공지능을 통해 인간의 지각 범위를 넘어서는 영역으로 확장되고 있습니다. 우주가 스스로를 이해하기 위해 지능을 탄생시킨 과정의 연장선에서, 인공지능은 어쩌면 우리가 던진 마지막 질문에 답을 줄 존재가 될지도 모릅니다. 이 강력한 과학적 불꽃을 어떻게 다루고 조화를 이루어 나갈 것인가는 이제 우리 인류가 직면한 가장 중요한 숙제이자 새로운 탐구의 여정이 될 것입니다.

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화학
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수학
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[강연] 2026 카오스 콘서트 '인긴-인간-인갼' | 이카로스의 날개: 인간, 낯선 지능과 공존하다_이상욱 교수(철학)

인공지능은 단순히 주어진 기능을 수행하는 '이카루스의 날개' 같은 기술이 아닙니다. 발전 방향과 사회적 영향력이 고정되지 않은 '열린 기술'이자, 때로는 천재적이고 때로는 멍청한 모습을 보이는 '재기드 인텔리전스(Jagged Intelligence)'의 특성을 지닙니다. 이러한 불확실성 속에서 우리는 인공지능을 단순히 도구로 사용할 것인지, 아니면 동반자로 받아들일 것인지에 대한 중요한 선택과 실천의 기로에 서 있습니다. 인류는 역사적으로 공격성을 제어하고 협동 능력을 키우는 '자기 가축화'를 통해 도덕 공동체를 일구어 왔습니다. 호모 사피엔스가 네안데르탈인보다 뛰어난 생존력을 발휘할 수 있었던 비결은 단순히 지능이 높아서가 아니라, 수백 명 규모의 집단을 유지하는 사회적 협력과 이를 뒷받침하는 제도적 장치 덕분이었습니다. 이는 도덕이 생물학적 본성을 넘어 사회적 합의와 제도적 노력을 통해 완성되었음을 시사합니다. 필립 키처가 제안한 '에티컬 프로젝트(Ethical Project)'의 관점에서 볼 때, 윤리는 고정된 불변의 진리가 아니라 더 나은 삶을 향한 끊임없는 고민의 과정입니다. 그리스어 '에토스'에서 유래한 윤리는 시대와 문화에 따라 변화하는 바람직함의 기준을 의미합니다. 인공지능 시대의 윤리 또한 하늘에서 떨어지는 것이 아니며, 우리가 어떤 가치를 우선시하고 어떤 공동체를 지향하는지에 따라 새롭게 정립해 나가야 할 실천적 과제라고 할 수 있습니다. 스스로 목표를 설정하고 행동하는 '에이전틱 AI(Agentic AI)'의 등장은 과학 지식 공동체의 풍경을 바꾸고 있습니다. 인공지능이 과학 연구의 전 과정을 전담한다면 객관적 지식의 양은 폭발적으로 증가하겠지만, 그것을 진정한 '인간의 과학'이라 부를 수 있을지는 의문입니다. 인공지능이 도출한 결과의 원리를 인간이 이해하지 못한 채 그 편리함에만 의존하게 된다면, 지식의 주체성이라는 본질적인 가치를 상실할 위험이 큽니다. 1차 산업혁명 당시 아동 노동을 규제했던 '공장법'이 오히려 기술의 고도화를 이끌어낸 것처럼, 인공지능에 대한 스마트한 규제는 혁신의 저해가 아닌 새로운 진보의 동력이 될 수 있습니다. 17세기에 '미래(Future)'라는 단어가 동사로 쓰였던 적이 있듯, 인공지능의 미래는 이미 정해진 결과가 아니라 우리가 만들어가는 현재 진행형의 과정입니다. 수동적인 생존 전략을 넘어 인문학적 가치를 반영한 공존의 미래를 설계해야 합니다.

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뇌인지과학
융합

[Official] to make an artificial sun, Korea Institute of Fusion Energy(KFE)

에너지는 세상을 움직이는 가장 근원적인 힘이자 우리 삶의 질을 결정짓는 핵심적인 요소입니다. 인류는 오랫동안 환경을 오염시키지 않으면서도 무한하게 사용할 수 있는 이른바 '꿈의 에너지'를 갈망해 왔으며, 그 궁극적인 해답을 우주의 근원인 태양에서 찾아냈습니다. 태양의 중심부에서 일어나는 수소 핵융합 반응은 막대한 양의 에너지를 생성하며 지구상의 모든 생명체에 생명력을 불어넣어 줍니다. 한국핵융합연구소는 이러한 태양의 원리를 지구상에 성공적으로 구현하여, 깨끗한 공기와 푸른 하늘을 지키는 동시에 인류가 직면한 에너지 문제를 해결하고자 끊임없는 혁신을 시도하고 있습니다. 대한민국이 독자적인 기술로 완성한 초전도 토카막 장치인 KSTAR는 현재 전 세계 핵융합 연구의 중심에서 눈부신 성과를 거두고 있습니다. KSTAR는 세계 최초 및 최고 수준의 기록들을 연달아 경신하며 기존 핵융합 연구의 패러다임을 근본적으로 바꾸고 있으며, 전 세계 과학자들이 주목하는 글로벌 표준 장비로 확고히 자리매김했습니다. 이 장치를 통해 확보한 정밀한 데이터와 고도의 초전도 기술력은 핵융합 에너지의 상용화를 앞당기는 중요한 밑거름이 되고 있습니다. 우리가 직접 일궈낸 이러한 성과는 우리나라 과학기술의 위상을 세계에 알리는 자부심의 상징이 되었습니다. KSTAR의 운영을 통해 축적된 독보적인 기술력은 이제 국제핵융합실험로인 ITER 프로젝트를 통해 전 지구적인 가치를 창출하고 있습니다. 인류 공동의 에너지 난제를 해결하기 위해 추진되는 이 거대 다국적 프로젝트에서 대한민국은 선두주자로서 핵심적인 역할을 수행하며 세계 각국의 연구진을 이끌고 있습니다. ITER 사업에 주도적으로 참여함으로써 우리나라의 핵융합 연구 역량은 물론 관련 산업의 전반적인 경쟁력 또한 비약적인 수준으로 향상되었습니다. 이러한 과감한 도전과 국제적 행보는 우리 미래 세대에게 더 밝고 안정적인 에너지 환경을 물려주기 위한 약속과도 같습니다. 핵융합 연구의 과정에서 얻어진 플라스마 기술은 핵융합 발전을 넘어 이미 우리의 일상을 더욱 풍요롭고 건강하게 변화시키고 있습니다. 플라스마 기술은 단순한 실험실 안의 연구 대상에 머물지 않고 식품의 안전, 보건 의료의 질 향상, 환경 정화, 그리고 첨단 산업 공정 등 매우 폭넓은 분야에 적용되어 새로운 사회적 가치를 만들어내고 있습니다. 우리가 누리는 쾌적한 삶과 깨끗한 주변 환경 뒤에는 이러한 보이지 않는 과학기술의 혁신이 든든하게 자리 잡고 있습니다. 기술의 진보가 인류의 행복으로 이어져야 한다는 믿음 아래, 연구진은 플라스마를 활용한 실용적인 솔루션을 끊임없이 연구하고 있습니다. 누군가는 핵융합 에너지의 실현이 실현 불가능한 환상에 불과하다고 말하기도 하지만, 우리는 지금까지 상상을 현실로 바꾸며 그 가능성을 명확히 증명해 왔습니다. 끊임없는 열정과 도전 정신으로 일궈낸 수많은 세계 최초의 기록들은 이제 본격적인 핵융합 에너지 시대가 우리 곁에 다가왔음을 의미합니다. 상용 핵융합 발전으로 가기 위해 해결해야 할 남은 과제들을 극복하고자 한국핵융합연구소의 연구원들은 오늘도 현장에서 땀 흘리고 있습니다. 깨끗하고 안전한 미래 에너지를 향한 우리의 여정은 결국 인류가 꿈꾸던 에너지 자립을 현실로 만들 것이며, 그 찬란한 미래의 중심에는 항상 우리의 기술이 있을 것입니다.

한국핵융합에너지연구원

물리학
융합
공학·기술

[강연] 2026 카오스 콘서트 '인긴-인간-인갼' | 꿈꾸는 인간, 진화하는 지능_윤성로 교수(공학)

인공지능 기술은 이제 우리 삶의 깊숙한 곳까지 들어와 거대한 변화의 물결을 일으키고 있습니다. 과거의 인공지능이 단순히 프로그래밍된 규칙을 따르는 수준이었다면, 현대의 딥러닝 기술은 방대한 데이터를 스스로 학습하며 인간의 지각 능력을 모방하는 단계에 이르렀습니다. 이러한 기술적 진보는 컴퓨팅 파워의 비약적인 발전과 데이터의 폭발적인 증가가 맞물려 가능해졌으며, 현재는 다양한 산업 분야에서 혁신의 핵심 동력으로 자리 잡고 있습니다. 딥러닝의 핵심은 인간 뇌의 신경망 구조를 모방한 인공 신경망에 있습니다. 수많은 층으로 구성된 이 구조는 복잡한 데이터 속에서 유의미한 패턴을 찾아내고, 이를 통해 이미지 인식이나 자연어 처리 등 과거에는 해결하기 어려웠던 과제들을 성공적으로 수행해냅니다. 특히 최근의 대규모 언어 모델은 단순한 정보 검색을 넘어 창의적 답변을 생성하거나 고도의 논리적 추론까지 가능하게 함으로써 인공지능의 지평을 한층 더 넓혔습니다. 산업 현장에서의 인공지능은 생산성을 극대화하는 촉매제 역할을 합니다. 제조업에서는 불량률을 획기적으로 낮추고 공정의 효율성을 높이며, 의료 분야에서는 질병의 조기 진단과 맞춤형 치료법 제안에 큰 기여를 하고 있습니다. 또한 금융 서비스에서는 개인화된 자산 관리를 돕고 사기 거래를 탐지하는 등 실생활의 안전과 편의를 동시에 증진시키고 있습니다. 이러한 변화는 특정 분야에 국한되지 않고 경제 전반의 패러다임을 바꾸고 있습니다. 기술의 발전과 함께 인공지능의 윤리적 문제와 신뢰성 확보에 대한 논의도 중요해지고 있습니다. 인공지능이 내린 결정의 근거를 인간이 이해할 수 있도록 설명하는 '설명 가능한 인공지능' 기술은 신뢰할 수 있는 시스템 구축을 위해 필수적입니다. 또한 학습 데이터에 포함된 편향성이 결과물에 투영되지 않도록 방지하는 윤리적 가이드라인 마련은 기술 개발만큼이나 중요한 과제가 되었습니다. 이는 기술이 사회적 합의 속에서 발전해야 함을 시사합니다. 인공지능은 이제 단독 기술을 넘어 다른 과학 기술 분야와의 융합을 통해 새로운 가능성을 열어가고 있습니다. 신약 개발이나 신소재 설계와 같은 기초 과학 분야에서 인공지능은 수만 번의 실험을 가상으로 시뮬레이션하여 연구 기간을 획기적으로 단축합니다. 이러한 융합은 인류가 직면한 기후 위기나 에너지 문제와 같은 난제를 해결하는 데 결정적인 열쇠를 제공할 것으로 기대되며, 과학 연구의 방식 자체를 근본적으로 변화시키고 있는 추세입니다. 미래 사회를 준비하는 과정에서 인공지능 교육의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 단순히 기술을 사용하는 법을 익히는 것을 넘어, 인공지능의 원리를 이해하고 비판적으로 사고할 수 있는 문해력을 갖추는 것이 필수적입니다. 교육 현장에서는 맞춤형 학습을 제공하는 에듀테크 기술이 도입되어 학습 효율을 높이고 있으며, 차세대 인재들이 인공지능과 협업하며 창의력을 발휘할 수 있는 환경을 조성하는 데 국가적 역량을 집중해야 합니다. 결국 인공지능 기술의 궁극적 지향점은 인간의 삶을 더욱 풍요롭고 가치 있게 만드는 데 있습니다. 인공지능은 인간의 일자리를 완전히 대체하는 경쟁자가 아니라, 인간의 능력을 증폭시키고 한계를 극복하게 돕는 든든한 조력자가 되어야 합니다. 기술적 완성도를 높이는 것과 동시에 인간 중심의 철학을 바탕으로 기술을 발전시켜 나갈 때, 우리는 인공지능과 조화롭게 공존하는 지속 가능한 미래를 비로소 맞이할 수 있을 것입니다.

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[강연] 2026 카오스 콘서트 '인긴-인간-인갼' | 낙관적인 알고리즘을 만나다_오민환 교수(데이터)

인공지능 기술은 우리 삶 깊숙이 들어와 있으며, 알파고부터 대형 언어 모델에 이르기까지 그 핵심에는 ‘의사 결정’이라는 공통점이 있습니다. 이러한 결정의 과정을 학술적으로는 ‘강화 학습’이라고 부릅니다. 강화 학습은 인공지능이 환경과 끊임없이 상호작용하며 장기적인 보상을 최대화하도록 스스로 학습하는 방식입니다. 단순한 정답을 맞히는 것을 넘어, 여러 선택지 중 어떤 행동이 미래에 더 큰 이득을 가져올지 판단하는 능력을 기르는 것이 강화 학습의 궁극적인 지향점이라 할 수 있습니다. 강화 학습의 구조를 살펴보면 의사 결정자와 환경이라는 두 주체가 정보를 주고받습니다. 알고리즘은 환경이 제공하는 현재 상태를 분석하여 행동을 결정하고, 그 결과로 양이나 음의 보상을 받습니다. 여기서 중요한 점은 당장 눈앞의 보상뿐만 아니라 앞으로 받을 모든 보상의 합인 ‘누적 보상’을 최대화하는 방향으로 학습한다는 것입니다. 이는 바둑에서 승리하기 위해 한 수 한 수를 두거나, 챗봇이 사용자에게 유용한 답변을 제공하여 긍정적인 피드백을 얻으려 노력하는 과정과 일맥상통합니다. 강화 학습에서 가장 까다로운 과제 중 하나는 ‘탐색과 이용의 균형’을 맞추는 일입니다. 현재까지의 경험을 토대로 가장 좋아 보이는 행동을 선택하는 것이 ‘이용’이라면, 더 좋은 가능성을 찾기 위해 새로운 시도를 하는 것이 ‘탐색’입니다. 만약 단골 식당만 계속 간다면 새로운 맛집을 영영 발견할 수 없듯이, 알고리즘도 적절한 탐색 없이는 최적의 해답에 도달할 수 없습니다. 따라서 좋은 데이터를 얻기 위해 좋은 행동을 해야 하고, 다시 그 행동을 통해 학습하는 순환 구조를 효율적으로 풀어내는 것이 학습의 핵심입니다. 무작위적인 탐색은 시간과 자원의 낭비가 심해 실제 복잡한 문제에서는 한계가 명확합니다. 이를 극복하기 위해 제안된 것이 바로 ‘낙관의 원리’입니다. 알고리즘이 가보지 않은 길에 대해 ‘더 큰 보상이 있을 것’이라는 낙관적인 가정을 하고, 시도 횟수가 적은 행동에 탐색 보너스를 부여하는 방식입니다. 이러한 방식은 불확실성을 수치화하여 계획적으로 정보를 수집하게 하며, 결과적으로 시행착오를 획기적으로 줄여줍니다. 낙관은 단순히 긍정적인 태도를 넘어, 가장 빠르게 정답에 도달할 수 있게 돕는 정교한 수학적 장치입니다. 우리가 바라는 진보된 인공지능은 단순히 데이터를 학습하는 것을 넘어, 스스로 무엇을 알고 무엇을 모르는지 인지하는 수준에 도달해야 합니다. 직면한 불확실성을 스스로 계산하고 더 나은 정보를 찾기 위해 계획적으로 움직일 때, 비로소 인간의 가치를 반영한 최적의 파트너가 될 수 있습니다. 인공지능 알고리즘이 낙관의 원리를 통해 최적의 상태에 도달하듯, 우리 인간 역시 불확실한 미래 앞에서 낙관을 잃지 않고 함께 발전해 나가는 자세가 필요합니다. 수학이 증명한 낙관의 힘은 인공지능 시대를 살아가는 우리에게도 중요한 이정표가 됩니다.

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아버지가 타고 나간 전동기기가 아무도 없는 곳에서 넘어졌다

2025년 대한민국은 65세 이상 인구가 전체의 20%를 넘어서는 초고령 사회에 진입합니다. 나이가 들수록 병원이나 식당 같은 일상적인 장소로 이동하는 것조차 누군가의 도움이 간절해지곤 하죠. 현재 많은 어르신이 이용하는 전동 이동 기기는 작은 바퀴와 낮은 차체 때문에 도로의 턱이나 요철에 매우 취약합니다. 장애물을 스스로 감지하고 회피하는 기능이 부족해 모든 조작을 탑승자에게만 의존해야 한다는 점은 사고의 위험을 높이는 큰 요인이 됩니다. 이러한 문제를 해결하고자 한국생산기술연구원은 전동 이동 기기의 기본 구조부터 새롭게 설계했습니다. 차체를 네 개의 프레임으로 나누어 충돌 시 충격을 분산하고 탑승 공간을 안전하게 보호하는 설계를 도입한 것입니다. 특히 16인치 대형 바퀴를 장착하고 앞바퀴에는 독립 현가 장치를, 뒷바퀴에는 일체 차축 방식을 적용해 흔들림을 획기적으로 줄였습니다. 덕분에 연석이나 방지턱을 만날 때도 차체의 균형을 유지하며 보다 안정적으로 주행할 수 있게 되었습니다. 하지만 하드웨어의 개선만으로는 복잡한 길 위의 모든 위험을 완벽히 방어하기 어렵습니다. 연구진은 여기에 라이다와 GPS, 카메라를 결합한 자율 주행 기술을 더했습니다. GPS는 현재 위치를 오차 범위 0.5m 이내로 정밀하게 파악합니다. 특히 센서가 수집한 방대한 정보 중 지면 데이터를 제외한 실제 장애물 정보만을 추출해 실시간으로 분석합니다. 이를 통해 전동 이동 기기는 앞에 보행자가 나타나면 즉시 멈추거나 안전한 방향으로 경로를 수정하며 주행을 이어가게 됩니다. 또한 이 시스템은 센서에서 예기치 못한 이상 신호가 발생하더라도 실시간으로 이를 걸러내어 현재 위치를 보정하는 능력을 갖췄습니다. 목적지가 설정되면 최적의 경로를 스스로 계산하고 좌회전이나 우회전이 필요한 지점을 정확히 판단해 주행합니다. 위치 인식과 경로 추정, 그리고 조향과 제동 기술이 하나의 유기적인 흐름으로 연결되어 작동하는 것이죠. 이러한 기술적 통합은 실버타운과 같은 특정 구역 내에서 탑승자의 별도 조작 없이도 안전하게 목적지에 도달하는 환경을 만들어줍니다. 이동의 자유는 단순히 장소를 옮기는 것을 넘어 개인이 자신의 일상을 주도적으로 이끌어가는 권리와 맞닿아 있습니다. 누군가의 도움을 기다리지 않고 스스로 움직일 수 있는 기술은 고령자의 삶의 질을 근본적으로 바꾸어 놓을 것입니다. 나이가 삶의 반경을 제한하지 않는 세상을 만드는 것이 이 연구의 궁극적인 지향점입니다. 기술이 더 안전하고 따뜻한 방향으로 혁신을 거듭할 때, 우리 모두는 제약 없이 자유로운 발걸음을 내디딜 수 있는 미래를 맞이하게 될 것입니다.

한국생산기술연구원🔬What if Technology

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공학·기술

미세플라스틱, 우리 뇌 속까지 이미 들어왔습니다 | 치명적 수다 EP.01

미세 플라스틱은 이제 우리 생활의 일부를 넘어 생태계 전반과 인체 내부까지 침투해 있습니다. 매년 수백만 톤의 플라스틱이 바다로 유입되면서 2050년에는 물고기보다 플라스틱이 더 많아질 것이라는 경고가 나오고 있습니다. 심지어 사람이 거의 살지 않는 북극이나 남극에서도 발견될 만큼 오염은 심각합니다. 인체 또한 식품과 호흡을 통해 매일 수만 개의 미세 플라스틱에 노출되고 있으며, 최근 연구에서는 혈액과 폐, 간은 물론 임신 중인 태반과 뇌 조직에서도 그 존재가 확인되었습니다. 미세 플라스틱의 위험성을 규명하기 위해 과학자들은 실험 동물을 통한 개체 수준의 변화와 세포 수준의 생체 기전 연구를 병행하고 있습니다. 하지만 실제 환경에서 인간이 노출되는 복합적인 변수들을 통제된 실험실 조건과 비교하는 것은 매우 어려운 과제입니다. 아직은 미세 플라스틱이 인체에 얼마나 노출되어야 위험한지에 대한 명확한 안전 기준조차 마련되지 않은 상태입니다. 따라서 직접적인 인과관계를 증명하기 위한 더 많은 연구가 필요하며, 현재로서는 발견된 농도가 실제 질병으로 이어지는지 확인하는 단계에 머물러 있습니다. 일상 속 미세 플라스틱 노출은 생각보다 훨씬 광범위합니다. 아침에 사용하는 치약이나 세안제 속의 마이크로비즈는 규제되고 있지만, 뜨거운 음료를 담는 플라스틱 컵이나 티백에서는 수십억 개의 입자가 방출될 수 있습니다. 또한 배달 음식 용기를 그대로 전자레인지에 돌리거나, 코팅된 영수증을 핸드 로션을 바른 손으로 만지는 행위도 노출을 가속화합니다. 의류 세탁 시 발생하는 미세섬유와 건조기 필터 속의 먼지도 주요한 경로입니다. 특히 생수는 수돗물보다 미세 플라스틱 함량이 약 20배나 높다는 사실은 우리에게 경각심을 줍니다. 체내로 들어온 나노 플라스틱은 세포막을 통과하여 세포 내 '쓰레기 처리장'인 리소좀에 축적됩니다. 플라스틱은 잘 분해되지 않기 때문에 리소좀의 기능을 저하시키고 세포 손상 및 산화 스트레스를 유발합니다. 이러한 염증 신호는 이웃 세포와 조직 전체로 퍼져나가며 면역계 전반에 영향을 미칩니다. 더욱 우려되는 점은 선택적 보호 장벽인 혈액-뇌 장벽(BBB)을 통과하거나 태반을 통해 태아에게까지 전달될 수 있다는 점입니다. 태반 기능이 저하되면 태아의 성장 감소나 영양 공급 장애로 이어질 가능성이 있어 예방적 차원의 주의가 요구됩니다. 플라스틱 제품에 흔히 들어가는 비스페놀 A(BPA)나 프탈레이트 같은 첨가제는 내분비계 교란 물질로 작용하여 호르몬 균형을 무너뜨릴 수 있습니다. '비스페놀 A 프리(BPA FREE)'라고 표시된 제품조차 대체 물질인 BPS나 BPF를 포함하고 있을 수 있어 안심하기 어렵습니다. 따라서 플라스틱보다는 유리나 스테인리스 용기를 사용하고, 실내 환기를 자주 하며 노후된 플라스틱 제품을 교체하는 노력이 필요합니다. 미세 플라스틱은 현대 사회의 편리함이 불러온 대가이지만, 우리의 작은 생활 습관 변화가 다음 세대에게 더 안전한 환경을 물려주는 첫걸음이 될 것입니다.

국가독성과학연구소[치명적 수다]

생명과학
지구환경과학
융합

우울증 환자는 왜 덜 웃을까? [한꼬집] 😢🔍

우울증은 전 세계적으로 높은 유병률을 기록하는 대표적인 정신 질환으로, 특히 여성이 남성보다 발병 위험이 약 두 배나 높습니다. 이는 임신과 출산, 폐경 등 급격한 호르몬 변화와 더불어 여성이 처한 다양한 사회적 스트레스가 복합적으로 작용한 결과입니다. 우울증의 양상은 매우 다양해지고 있으나, 가장 보편적인 특징 중 하나는 감정을 드러내는 웃는 표정이 눈에 띄게 줄어든다는 점입니다. 사람의 얼굴은 내면의 건강 상태를 보여주는 중요한 신호등 역할을 하기에, 한의학에서는 예부터 얼굴의 색과 표정을 살피는 망진을 통해 질병의 징후를 파악해 왔습니다. 최근 국내 연구팀은 여성 우울증 환자군과 건강 대조군을 대상으로 흥미로운 실험을 진행했습니다. 즐거운 영상을 시청할 때 나타나는 표정 변화를 AI 기술로 정밀 측정한 결과, 환자군은 긍정적인 표정 점수가 대조군과 비교했을 때 확연히 낮은 수준에 머물렀습니다. 또한 기능적 자기공명영상(fMRI)을 활용한 뇌 영상 분석을 병행하여 감정 표현과 관련된 특정 부위의 반응을 면밀히 관찰했습니다. 이는 우울증이 단순히 마음의 위축을 넘어 뇌 신경계와 생물학적 수준에서 실질적인 변화를 동반한다는 사실을 구체적인 데이터로 입증한 중요한 사례로 평가받고 있습니다. 유전자 분석 결과에 따르면 우울증 환자는 세로토닌 수송체 유전자의 특정 변화가 건강한 사람보다 뚜렷하게 관찰되었습니다. 이러한 유전적 특성은 뇌 신경 회로의 비정상적인 연결성과 상관관계를 보였으며, 결과적으로 실제 감정 표현 방식의 차이로 이어졌습니다. 이번 연구는 전통적인 진찰법인 망진을 현대 과학과 결합해 객관적인 진단 지표를 제시했다는 점에서 큰 의의가 있습니다. 향후 이러한 디지털 기술이 정밀 의료 시스템과 결합한다면, 개인의 특성을 고려한 맞춤형 우울증 치료의 길을 여는 데 핵심적인 역할을 수행할 것으로 기대됩니다.

한국한의학연구원

생명과학
뇌인지과학
융합

[역사 속 화학사전] 감염병과 인류 끝나지 않은 전쟁

인류의 역사는 눈에 보이지 않는 미세한 적과의 끊임없는 사투였다고 해도 과언이 아닙니다. 1812년 나폴레옹의 프랑스군은 전 유럽을 호령하던 최강의 군대였으나, 러시아 원정에서 그들을 무너뜨린 것은 적의 포탄이 아닌 추위와 굶주림, 그리고 발진티푸스라는 치명적인 세균이었습니다. 이처럼 과거의 인류는 감염병 앞에서 속수무책으로 무너질 수밖에 없었습니다. 하지만 이러한 위기를 겪으며 인류는 점차 소독제와 같은 화학적 수단을 동원해 병원체의 정체를 파악하고 이에 맞서 싸우기 위한 현대 의학의 기틀을 마련하기 시작했습니다. 감염병 극복의 첫걸음은 위생과 화학적 치료제의 등장이었습니다. 제멜바이스는 손 위생의 중요성을 강조하며 소독제의 개념을 정립했고, 살바르산과 설파제는 병원체만을 선택적으로 공격하는 화학 요법의 시대를 열었습니다. 특히 1928년 플레밍이 발견한 푸른 곰팡이의 항균 효과는 현대 의학의 가장 결정적인 전환점이 되었습니다. 이후 플로리와 체인이 페니실린을 실제 치료제로 대량 생산할 수 있는 길을 열면서, 인류는 세균 감염에 의한 사망 공포로부터 비로소 해방될 수 있는 강력한 무기를 손에 넣게 되었습니다. 세균을 넘어 바이러스와의 싸움에서도 인류는 놀라운 성과를 거두었습니다. 대표적인 사례가 바로 C형 간염 치료제의 개발입니다. 간경화와 간암을 유발하는 난치병으로 여겨졌던 C형 간염은 바이러스의 복제 기작을 정밀하게 타격하는 직접 작용 항바이러스제(DAA)의 개발로 이제 먹는 약만으로도 완치가 가능한 질병이 되었습니다. 이러한 성과는 바이러스의 핵심 부품을 차단하는 정밀한 화학적 접근이 얼마나 효과적인지를 증명했으며, 이는 2020년 노벨 생리의학상 수상으로 이어지며 그 가치를 전 세계적으로 인정받는 계기가 되었습니다. 오늘날 감염병은 더 이상 과거의 이야기가 아니며, 코로나19는 전 세계를 빠르게 위협할 수 있는 새로운 위기가 언제든 발생할 수 있음을 보여주었습니다. 이러한 최전선에서 한국화학연구원은 백신 후보물질 발굴과 진단 및 치료제 연구를 통해 적극적으로 대응하고 있습니다. 특히 1995년부터 시작된 에이즈 치료제 연구는 부작용을 획기적으로 낮춘 신약의 상용화로 이어졌으며, 라이노바이러스 치료제 등 다양한 항바이러스 분야에서도 기술 이전을 성공시키며 국내외 감염병 대응 역량을 강화하는 데 중추적인 역할을 담당하고 있습니다. 앞으로의 감염병 위협은 기후 위기와 교류 증가로 인해 더욱 가속화될 전망입니다. 이에 한국화학연구원은 AI 기반의 항원 설계와 방대한 화합물 라이브러리를 활용해 미래 바이러스에 대비한 대응 기술을 선제적으로 확보하고 있습니다. 또한 기존 항생제에 내성을 가진 슈퍼 박테리아와 같은 새로운 위험에 맞서 차세대 항생제 개발에도 매진하고 있습니다. 실험실에서의 작은 도전이 다음 세대의 생명을 구하는 강력한 무기가 될 수 있다는 믿음 아래, 화학은 인류가 눈에 보이지 않는 적과의 싸움에서 승리할 수 있도록 멈추지 않을 것입니다.

한국화학연구원

화학
생명과학
융합
공학·기술

[리더의 한 수 4편] 세계가 주목한 한식의 건강적 측면을 논하다! 바이오 리더들의 만남 | 한식 속 건강의 비밀

한식의 건강함은 무엇보다 영양의 균형에서 비롯됩니다. 단백질, 탄수화물, 지질, 무기질, 비타민이라는 5대 영양소를 어느 한쪽으로 치우치지 않게 골고루 섭취하는 것이 한식의 기본 원리입니다. 여기에 '식약동원'이라는 말처럼 일상에서 먹는 음식이 곧 건강을 유지하고 생명을 연장하는 약과 같다는 한의학적 철학이 깊게 스며들어 있습니다. 이러한 균형 잡힌 식습관은 칼로리 과잉 시대에 현대인이 날씬한 몸매와 건강을 유지할 수 있는 가장 확실한 비결이 됩니다. 최근에는 이러한 한식의 효능을 입증하기 위해 오가노이드와 같은 첨단 바이오 기술이 활용되고 있습니다. 오가노이드는 인체 장기를 모사한 미니 장기로, 손상된 장의 재생 치료나 성분 효능 평가에 쓰입니다. 특히 장과 피부, 장과 뇌를 연결하는 복합적인 시스템 연구를 통해 한식 성분이 인체 내에서 어떻게 상호작용하는지 정밀하게 분석합니다. 이는 동물 실험의 한계를 극복하고 연구 효율을 10배 이상 높여주는 혁신적인 방법으로 국가 차원의 전략 과제로 연구되고 있습니다. 과학적인 한식 연구를 뒷받침하는 핵심은 방대한 바이오 데이터의 구축과 기관 간의 긴밀한 협력에 있습니다. 한국생명공학연구원의 국가생명연구자원정보센터(KOBIC)나 세계김치연구소의 김치자원은행은 전 세계의 실물 자원과 미생물 정보를 집적하여 공유하는 네트워크를 구축하고 있습니다. 이러한 데이터베이스는 산업체와 연구자가 함께 활용할 수 있는 국가적 자산이 됩니다. 각기 다른 분야의 출연연들이 데이터를 공유하고 협력함으로써, 우리 전통식품의 가치를 글로벌 시장에서 과학적으로 증명할 수 있는 토대가 마련되고 있습니다. 김치는 단순히 맛있는 음식을 넘어 체내 미세 플라스틱을 저감하는 혁신적인 가능성을 보여주고 있습니다. 특정 김치 유산균은 세포벽을 통해 미세 플라스틱을 흡착하는 독특한 성질을 가지고 있는데, 이는 살아있는 균뿐만 아니라 사균 상태에서도 유지되는 특징입니다. 따라서 김치찌개처럼 열을 가해 조리한 음식을 통해서도 유산균이 미세 플라스틱을 붙잡아 체외로 배출하는 효과를 기대할 수 있습니다. 이러한 연구 성과는 김치가 환경 오염으로부터 우리 몸을 보호하는 새로운 역할을 할 수 있음을 시사합니다. 마지막으로 한식은 개개인의 체질과 균형을 중시하는 맞춤형 의학의 관점을 견지합니다. 한의학의 전통적인 진단 개념을 현대의 오믹스 연구나 마이크로바이옴 분석과 결합하여 개인에게 가장 적합한 건강 관리 방안을 제시하는 것입니다. 무밥이나 열무김치를 곁들인 콩국수처럼 위장 염증을 완화하고 기력을 보충하는 식단은 과학적 근거를 바탕으로 현대인의 건강 수명을 연장하는 데 기여합니다. 이처럼 한식은 첨단 과학과의 융합을 통해 'K-메디신'이라는 새로운 영역으로 확장되고 있습니다.

국가과학기술연구회

생명과학
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공학·기술

AI 시대의 과학기술과 인문학을 만나다 | ‘두 개의 언어, 하나의 미래’ 토크콘서트 현장

현대 과학 연구는 실험과 이론의 시대를 지나 컴퓨터와 인공지능이 주도하는 새로운 국면에 접어들었습니다. 이제 인공지능은 단순한 계산 도구를 넘어 과학자의 연구를 함께 수행하는 든든한 동료로 인식되고 있습니다. 방대한 데이터를 요약하고 복잡한 문제를 해결하는 과정에서 인공지능은 우리 일상과 연구 현장에 깊숙이 자리 잡았습니다. 이러한 기술적 진보는 과학적 발견의 속도를 비약적으로 높여주며 지식의 경계를 확장하는 데 큰 역할을 하고 있습니다. 인공지능의 능력이 아무리 뛰어나다 할지라도 최종적인 판단과 책임은 여전히 인간의 몫입니다. 인공지능은 데이터에 기반하여 작동하지만 본질적으로 완전하지 않으며 예기치 못한 오류를 범할 가능성이 늘 존재하기 때문입니다. 인공지능이 제공하는 결과물을 판별하고 그 속에서 새로운 영감을 얻어 의미 있는 결론을 도출하는 데는 인간의 풍부한 경험이 필수적입니다. 인공지능은 결코 인간만이 가질 수 있는 고유한 삶의 경험과 통찰력을 대체할 수 없다는 점을 기억해야 합니다. 미래 사회의 핵심은 기술의 언어를 효과적으로 다루는 동시에 인간만이 가진 독창성을 보존하는 데 있습니다. 우리는 인공지능이 생성하는 방대한 정보에 휘둘리지 않고, 그것을 목적에 맞게 통제할 수 있는 비판적 사고력을 길러야 합니다. 기술과 인간이 우열 관계를 따지기보다 각자의 영역에서 서로 보완하며 상생하는 문화를 만들어가는 과정이 필요합니다. 인공지능을 올바르게 이끌고 가르치는 지혜야말로 급변하는 시대를 살아가는 우리에게 가장 요구되는 역량입니다.

한국과학기술정보연구원🧫🧬과학문화 즐기기🔬🧪

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😊2026년 KITECH Family Fun Day💝

한국생산기술연구원에서 개최된 가족 초청 행사는 아침부터 아이들의 설렘으로 가득했습니다. 평소 아빠가 일하는 곳이 궁금했던 아이들은 연구원에 도착하자마자 가족사진을 찍으며 특별한 추억을 남겼습니다. 특히 고사리 같은 손으로 직접 키보드를 두드려보거나 나만의 키링을 만드는 체험 프로그램은 아이들에게 큰 인기를 끌었습니다. 기술과 과학이 멀게만 느껴지는 분야가 아니라, 우리 일상과 맞닿아 있음을 자연스럽게 깨닫는 소중한 시간이었습니다. 가족과 함께하는 활기찬 분위기 속에서 시작된 이번 행사는 단순한 방문을 넘어 연구원의 일상을 공유하는 뜻깊은 출발점이 되었습니다. 행사의 하이라이트는 눈앞에서 펼쳐지는 화려한 마술쇼와 종이비행기 국가대표와의 만남이었습니다. 아이들은 기네스 기록 보유자가 전수해 주는 종이비행기 접기 비법을 배우며 눈을 반짝였습니다. 종이 한 장이 과학적 원리를 만나 하늘을 오랫동안 나는 모습을 보며 과학의 재미를 몸소 체험했습니다. 단순한 놀이를 넘어 공기역학의 기초를 흥미롭게 접할 수 있었던 이 시간은 아이들에게 창의적인 영감을 주었습니다. 국가대표와 함께 하늘 높이 비행기를 날리며 아이들의 꿈도 함께 날아오르는 듯한 광경은 현장의 열기를 더욱 뜨겁게 달구었습니다. 가족들에게는 그동안 막연하게만 알고 있었던 연구원의 실제 모습을 가까이서 지켜보며 자부심을 느끼는 계기가 되었습니다. 최신 설비가 갖춰진 쾌적한 연구실 환경을 직접 확인한 가족들은 연구원들이 새로운 기술을 개발하기 위해 쏟는 열정과 노력을 다시금 실감했습니다. 이번 행사는 가족들에게 잊지 못할 하루를 선물했을 뿐만 아니라, 구성원 간의 유대감을 강화하는 소중한 장이 되었습니다. 앞으로도 10년, 20년 뒤까지 꾸준히 이어져 연구원의 전통으로 자리 잡기를 바라는 참가자들의 응원은 행사의 의미를 더욱 빛나게 했습니다.

한국생산기술연구원

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[KICTERVIEW] 시즌 2 1편 -홍수․가뭄을 하나로 관리한다!

기후변화로 인해 물관리의 복잡성이 증대됨에 따라, 인공지능(AI)과 빅데이터를 활용한 통합물관리 기술이 주목받고 있습니다. 한국형 통합물관리 플랫폼인 IWRM-K는 기후변화 시나리오, 수문수리 모형, 위성 영상 등 다양한 디지털 기술을 융합하여 의사결정을 지원하는 종합적인 시스템입니다. 이는 단순히 물을 저장하고 공급하는 수준을 넘어, 데이터 기반의 정밀한 예측을 통해 홍수와 가뭄이라는 상반된 문제를 동시에 해결하고자 합니다. 급격한 환경 변화 속에서 물 자원을 효율적으로 운영하기 위한 기술적 토대가 마련된 것입니다. 정밀 예측 AI 기반 유역 통합 홍수관리 기술은 관측 데이터를 세밀하게 분석하여 침수 피해를 최소화하는 데 중점을 둡니다. 특히 도시 홍수는 한 시간 전의 예측이 매우 중요하며, 대형 댐은 열 시간 전의 장기적 예측이 필수적입니다. 이전에는 레이더와 위성이 각각 맡은 예측 범위가 달라 중간 시간대에 공백이 발생하기도 했으나, 현재는 두 데이터를 연동하여 상호 보완함으로써 예측 정확도를 획기적으로 높였습니다. 이를 통해 도시와 하천 유역 전체를 하나의 물그릇으로 보고 유기적으로 대응할 수 있게 되었습니다. 방류 결정은 강우량에 따라 댐 자체의 위험도와 하류 지역의 안전을 동시에 고려해야 하는 매우 복잡한 과정입니다. 수시로 변하는 상황 속에서 AI는 방대한 정보를 분석하여 최적의 방류 스케줄을 제안함으로써 의사결정자의 판단을 돕는 핵심적인 역할을 수행합니다. 축적된 데이터를 바탕으로 마치 수도꼭지를 조절하듯 정밀하게 물의 흐름을 관리하는 것입니다. 이는 홍수 시기뿐만 아니라 평상시에도 안정적인 수자원 관리를 가능하게 하는 중요한 기술적 수단이 되며, 더욱 정교한 대응 체계를 구축하는 데 기여하고 있습니다. 홍수 방어뿐만 아니라 물 공급의 원활함, 하천 생태계의 건강성, 수질의 적정성 등을 종합적으로 평가하는 통합물관리 지표도 개발되었습니다. 이 지표는 특정 유역의 물관리 수준을 성적표처럼 하나의 숫자로 시각화하여 보여주는 거시적인 평가 도구입니다. 국내 물관리 제도와 연계된 항목들로 구성되어 있어, 정책 실행의 효과를 객관적으로 측정하고 미래의 기후변화에 따른 변화 양상까지 미리 가늠해 볼 수 있습니다. 이를 통해 지역 간의 수자원 현황을 비교하고, 어느 유역이 취약한지를 명확하게 파악하여 효율적인 대책을 수립할 수 있습니다. 이러한 통합물관리 기술은 국가 정책을 더욱 객관적이고 효율적으로 만드는 밑거름이 됩니다. 한정된 예산과 자원을 지역별 취약성에 따라 우선순위가 높은 곳에 투입할 수 있는 과학적 근거를 제공하기 때문입니다. 궁극적으로는 홍수와 가뭄을 동일한 시간축 위에 놓고 통합적으로 관리하는 시스템을 구축하여 전 세계적인 도전 과제에 대응하는 것을 목표로 합니다. 우리나라가 세계 최초로 통합물관리의 실무 적용성을 확보함으로써, 기후위기 시대에 더욱 안전하고 지속 가능한 물관리 환경을 조성할 수 있을 것으로 기대됩니다.

한국건설기술연구원KICTERVIEW(킥터뷰)

지구환경과학
융합
공학·기술

생각에서 움직임까지│선을 넘는 과학자들

우리가 아침에 눈을 떠 알람을 끄고 물을 마시는 일상적인 동작들은 사실 매우 복잡한 과정을 거칩니다. 왼발을 내딛거나 손을 뻗는 행동 하나하나를 의식적으로 계산하지 않아도 자연스럽게 이루어지는 이유는 뇌와 신경, 근육과 관절이 찰나의 순간에 끊임없이 신호를 주고받기 때문입니다. 이러한 당연한 움직임이 어떻게 가능한지, 그리고 신체 기능이 저하된 이들을 어떻게 다시 걷게 할 수 있을지에 대한 답을 찾는 학문이 바로 신경역학입니다. 신경역학은 인간의 움직임 속에 숨겨진 원리를 과학적으로 파헤치는 분야입니다. 신경역학은 신경과학과 생체역학이 결합된 학문으로, 뇌와 몸 그리고 환경이 서로 상호작용하며 움직임을 만들고 조절하는 원리를 탐구합니다. 여기서 역학이란 질병의 확산을 연구하는 역학(Epidemiology)이 아니라, 힘과 균형, 에너지와 제어를 다루는 물리적인 의미의 역학(Mechanics)을 담고 있습니다. 즉, 인간이 움직이고자 하는 의도를 가졌을 때 뇌에서 내려진 명령이 어떻게 운동신경을 활성화하고 근육의 수축을 유도하여 실제 움직임으로 이어지는지를 분석합니다. 이는 단순한 물리적 운동을 넘어 생명체의 정보 전달 과정을 이해하는 핵심적인 열쇠가 됩니다. 우리 몸은 시각이나 청각 외에도 '고유수용감각'이라는 특별한 감각을 통해 신체 위치와 상태를 실시간으로 파악합니다. 눈을 감고도 손가락으로 코끝을 정확히 짚을 수 있는 것은 근육과 관절이 보내는 정보를 뇌가 즉각적으로 통합하기 때문입니다. 이러한 감각 정보는 운동 계획을 수정하고 학습하는 데 필수적인 역할을 합니다. 신경역학은 이처럼 감각과 운동의 통합 과정을 통해 우리가 다양한 환경 변화에 적응하고 움직임을 정교하게 다듬어가는 원리를 규명하며, 이를 통해 인간의 신체 조절 능력을 더욱 깊이 있게 이해하도록 돕습니다. 신경역학 연구에서는 움직임의 비밀을 풀기 위해 다양한 생체 신호를 측정합니다. 뇌파를 통해 운동 의도를 파악하고, 근전도 센서로 근육이 활성화되는 패턴과 협응 상태를 기록합니다. 또한 모션 캡처 시스템과 지면반력 측정 등을 활용해 관절의 각도와 움직임의 질을 종합적으로 평가합니다. 이러한 데이터는 단순히 수치에 그치지 않고, 특정 질환을 앓고 있는 환자가 어떤 기능을 보충해야 하는지, 로봇이 어느 시점에 얼마만큼의 힘을 도와주어야 하는지를 판단하는 근거가 됩니다. 이는 개인의 신체적 특성을 고려한 맞춤형 기술의 토대가 됩니다. 실제 재활 현장에서 신경역학은 뇌성마비 환아들을 돕는 데 큰 성과를 거두고 있습니다. 뇌성마비 환아들은 근육이 뻣뻣해지거나 감각이 저하되어 걷는 데 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 연구자들은 로봇을 이용해 아이들에게 필요한 부위를 정밀하게 스트레칭하고, 보행 패턴을 교정하는 맞춤형 훈련을 진행합니다. 단순히 많이 움직이는 것보다 각 개인의 취약한 부분을 정량적으로 파악하여 집중적으로 훈련하는 것이 재활의 효율성을 획기적으로 높인다는 점이 입증되었습니다. 이는 과학 기술이 인간의 삶에 어떤 실질적인 변화를 줄 수 있는지 보여주는 사례입니다. 인공지능과 로봇 기술의 발전은 생각만으로 기계를 제어하는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 현실로 가져오고 있습니다. 사용자가 걷거나 물건을 잡는 상상을 할 때 발생하는 특정 뇌파를 인공지능이 분석하여 외골격 로봇이나 의수를 움직이게 하는 방식입니다. 이는 사고로 신체 기능을 잃은 이들에게 새로운 가능성을 열어줍니다. 다만 로봇이 사람과 조화롭게 움직이기 위해서는 사용자의 의도를 정확히 읽어내는 것뿐만 아니라, 예상치 못한 상황에서도 사용자를 안전하게 보호할 수 있는 신뢰성 확보가 무엇보다 중요합니다. 기술은 사람의 의도와 안전 사이에서 균형을 잡아야 합니다. 초고령 사회로 진입하면서 인간의 독립성과 이동성을 유지하는 기술은 더욱 중요해지고 있습니다. 신경역학은 단순한 수명 연장을 넘어, 개인이 일상에서 자유롭게 움직일 수 있는 주권을 지키는 데 기여할 것입니다. 기술이 사람을 대체하는 것이 아니라, 사람의 잠재력을 확장하고 가능성을 넓히는 방향으로 나아가야 합니다. 안전과 윤리를 바탕으로 인간의 선택권을 존중하는 신경역학 기술은 우리 사회를 더욱 건강하고 자유롭게 만드는 미래의 빛이 될 것입니다. 결국 과학의 궁극적인 목표는 인간의 존엄성을 지키고 삶의 질을 향상시키는 데 있습니다.

국립과천과학관선을 넘는 과학자들🔬

생명과학
뇌인지과학
융합

오무아무아는 정말 외계에서 왔을까?

2017년 10월, 하와이의 할레아칼라 천문대에서 이전에는 본 적 없는 기이한 천체가 포착되었습니다. 태양계의 중력에 묶이지 않은 채 엄청난 속도로 이동하던 이 천체는 인류가 발견한 최초의 성간 천체로 기록되었습니다. 하와이어로 ‘먼 곳에서 온 사절’이라는 뜻을 지닌 ‘오무아무아’는 그 이름만큼이나 신비로운 등장이었습니다. 과학자들은 이 이방인의 궤적을 추적하며 우리가 알던 우주의 질서 너머에 또 다른 세계가 존재함을 실감했습니다. 태양계 외부에서 날아온 이 작은 방문자는 발견과 동시에 전 세계 과학계에 커다란 충격과 흥분을 안겨주었습니다. 오무아무아는 처음 발견되었을 때 혜성으로 분류되었으나, 곧 소행성으로 정정되었고 최종적으로는 성간 천체를 뜻하는 ‘1I’라는 독자적인 부호를 부여받았습니다. 일반적인 혜성은 태양에 가까워질 때 가스와 먼지를 뿜어내며 꼬리를 만들지만, 오무아무아는 어떠한 방출물도 관측되지 않았습니다. 더욱 놀라운 점은 보이지 않는 힘에 밀리듯 속도가 갑자기 빨라지는 가속 현상이 나타났다는 것입니다. 기체 방출이라는 추진력 없이 속도가 변하는 이 현상은 기존 천문학의 상식으로는 설명하기 어려운 수수께끼였으며, 학계에 수많은 가설과 논쟁을 불러일으키는 단초가 되었습니다. 망원경으로 직접 관찰하기에는 너무 작고 멀었지만, 빛의 반사율과 회전 주기를 분석한 결과 오무아무아의 형태는 극단적으로 길쭉한 시가형이거나 납작한 판형으로 추정되었습니다. 이는 태양계 내에서 흔히 발견되는 둥근 소행성이나 불규칙한 혜성과는 완전히 다른 모습이었습니다. 또한 고정된 축을 중심으로 회전하지 않고 마치 공중에서 비틀거리는 듯한 불규칙한 움직임은 이 천체의 정체에 대한 궁금증을 더욱 증폭시켰습니다. 지금까지의 관측 데이터는 오무아무아가 우리가 흔히 보아온 단순한 돌덩어리가 아님을 강력하게 시사하고 있었습니다. 이 기이한 현상들을 설명하기 위해 파격적인 가설들이 등장했습니다. 하버드 대학교의 아비 로브 교수는 오무아무아가 외계 문명이 제작한 인공 구조물인 ‘광돛’일 가능성을 제기하며, 빛의 압력을 이용해 추진력을 얻는 탐사선일지도 모른다고 주장했습니다. 반면, 일부 과학자들은 이 천체가 질소 얼음 덩어리이며 태양열에 의해 질소가 승화하면서 자연스러운 가속이 일어났을 것이라는 이론을 내놓기도 했습니다. 인공적인 창조물인지 혹은 우주의 우연이 빚어낸 기이한 산물인지에 대한 결론은 아직 내려지지 않았지만, 이는 인류가 우주를 바라보는 시야를 한 차원 넓혀주는 계기가 되었습니다. 오무아무아는 짧은 방문을 마치고 이제는 관측이 불가능한 태양계 너머 먼 우주로 사라졌습니다. 비록 충분한 관측 시간을 확보하지 못해 명확한 정체를 밝혀내지는 못했지만, 이 성간 천체는 우리에게 우주에 대한 깊은 경외심과 더 많은 질문을 남겼습니다. 우리가 정말 우주를 완벽히 이해하고 있는지, 그리고 또 다른 방문자가 찾아왔을 때 우리는 더 준비된 자세로 맞이할 수 있을지에 대한 성찰입니다. 다시 밤하늘을 올려다보는 우리의 시선에는 이제 단순한 호기심을 넘어선, 미지의 존재에 대한 열린 마음과 과학적 탐구의 의지가 담겨 있습니다.

과학플랫폼 SOAK

천문학

[리더의 한 수 3편] 한식문화의 비밀을 푸는 출연(연) 바이오 수장들의 만남 | 전문가의 시선에서 본 K-푸드의 세계화

최근 전 세계적으로 김치, 라면, 김밥 등 K-푸드의 열풍이 뜨겁습니다. 단순히 맛있는 음식을 넘어, 이제는 그 속에 담긴 과학적 원리에 대한 관심도 높아지고 있습니다. 특히 한국생명공학연구원, 한국한의학연구원, 세계김치연구소의 수장들이 모여 한식의 과학적 가치를 논하는 자리가 마련되었습니다. 이들은 각기 다른 분야의 전문가들이지만, 국민의 건강을 증진하고 바이오 경제를 구현한다는 공통의 목표를 가지고 있습니다. 불닭볶음면이나 실비 김치처럼 강렬한 매운맛을 지닌 음식들이 큰 인기를 끌고 있는데, 이러한 현상은 한식의 다양성과 매운맛에 대한 개인의 역치 및 습관의 차이를 보여주는 흥미로운 사례라고 할 수 있습니다. 한국인의 매운맛 사랑을 상징하는 고추는 조선 시대 임진왜란 전후로 유입되었다는 것이 일반적인 학설입니다. 그 이전의 김치는 고춧가루 없이 소금에 절인 동치미와 같은 형태였으나, 고추가 도입된 이후 점차 지금과 같은 붉은색 김치로 발전하게 되었습니다. 고춧가루를 넣은 김치가 대중화된 배경에는 매운맛이 주는 특유의 개운함과 기분 전환 효과가 큰 역할을 했습니다. 세계김치연구소에 따르면, 김치는 매운 것뿐만 아니라 백김치처럼 고춧가루를 쓰지 않는 종류까지 포함하는 넓은 범주의 음식입니다. 고추의 유입은 단순히 식재료의 추가를 넘어, 한식 전반에 걸쳐 조리법과 풍미를 획기적으로 변화시킨 중요한 역사적 사건이라 할 수 있습니다. 한식의 가장 큰 특징 중 하나는 발효 과학에 기반을 두고 있다는 점입니다. 발효는 미생물의 작용을 통해 영양 성분을 잘게 분해하여 체내 소화 흡수율을 높이고 보존성을 강화하는 과정입니다. 한국생명공학연구원에서는 대규모 미생물 자원 센터를 운영하며 개인 맞춤형 식품 개발을 위한 기초 연구를 수행하고 있으며, 한국한의학연구원에서는 콩을 기반으로 한 발효 한약인 '두시' 등을 통해 약효를 극대화하는 연구를 진행합니다. 세계김치연구소 역시 미생물의 발효 기전을 규명하여 더 맛있는 김치를 제조하고, 이를 건강기능식품으로 발전시키는 데 힘쓰고 있습니다. 이처럼 발효는 우리 조상의 지혜와 현대 과학이 만나 새로운 가치를 창출하는 핵심 기술입니다. 최근 과학계의 화두인 마이크로바이옴 연구는 발효 식품의 중요성을 더욱 부각하고 있습니다. 장내 미생물 총이 유익균 중심으로 구성될 때 소화와 대사가 원활해지며, 이는 장과 뇌가 연결되어 있다는 '장-뇌 축(Gut-Brain Axis)' 이론을 통해 뇌 건강에도 영향을 미친다는 사실이 밝혀지고 있습니다. 한국한의학연구원에서는 한약 후보 물질과 미생물의 관계를 연구하여 알츠하이머의 원인인 타우 단백질이나 베타 아밀로이드를 감소시키는 성과를 거두기도 했습니다. 발효 식품을 섭취함으로써 유익균의 활동을 돕고 독소를 배출하는 과정은 고령화 시대에 노인성 질환을 예방하고 건강한 균형을 유지하는 데 매우 중요한 과학적 접근이라 할 수 있습니다. K-푸드가 세계인의 식탁에 오르는 것은 대한민국 국민으로서 매우 자랑스러운 일입니다. 하지만 단순히 인기에 만족하기보다는, 한식이 왜 건강에 좋은지를 과학적으로 규명하고 표준화하는 작업이 선행되어야 합니다. 한의학에서 강조하는 '양생'의 관점에서 볼 때, 매일 먹는 음식을 통해 건강을 증진하는 것이야말로 진정한 예방 의학의 시작입니다. 각 연구 기관은 미세 플라스틱 배출 가능성이나 염증 관리 등 현대인이 직면한 건강 문제를 해결하기 위해 한식의 효능을 더욱 깊이 있게 연구하고 있습니다. 앞으로도 지속적인 과학적 검증을 통해 K-푸드가 전 세계인의 건강을 책임지는 표준 식단으로 자리매김하기를 기대해 봅니다.

국가과학기술연구회

생명과학
융합

세상은 왜 녹색인가?

우주에서 바라본 지구는 대륙 대부분이 짙은 초록색으로 빛나며 우리에게 강렬한 인상을 남깁니다. 도심의 회색 풍경에 익숙한 우리에게 이 거대한 초록빛은 자연의 생명력을 상징하지만, 한편으로는 의문이 생기기도 합니다. 수많은 초식동물이 매일같이 엄청난 양의 식물을 먹어 치움에도 불구하고, 산과 들은 왜 여전히 푸르름을 유지하고 있는 것일까요? 1960년 생태학자 넬슨 헤어스턴은 바로 이 점에 주목하여 '세상은 왜 녹색인가?'라는 근본적인 질문을 던졌습니다. 단순히 엽록소가 녹색 빛을 반사하기 때문라는 물리적 이유를 넘어, 그 이면에는 정교한 생태계 메커니즘이 숨어 있습니다. 헤어스턴과 연구진은 포식자가 초식동물의 개체 수를 조절함으로써 식물을 보호한다는 '하향식 조절' 이론을 제시했습니다. 실제로 영국의 한 산악 지대에서 진행된 울타리 실험을 통해 이러한 원리를 확인할 수 있었습니다. 양의 출입을 막은 구역은 식물이 무성하게 자라난 반면, 양이 자유롭게 드나드는 곳은 풀의 길이가 눈에 띄게 짧아졌습니다. 하지만 흥미로운 사실은 포식자가 없는 환경에서도 초식동물이 식물을 완전히 전멸시키지는 못했다는 점입니다. 포식자의 유무는 식생의 구성을 변화시키는 중요한 요인이지만, 세상이 녹색을 유지하는 유일한 열쇠라고 보기는 어려웠습니다. 식물은 포식자의 도움 없이도 스스로를 보호하기 위해 '상향식 조절'이라는 강력한 전략을 구사합니다. 이동할 수 없는 한계를 극복하기 위해 가시나 딱딱한 외피를 만드는 물리적 방어는 물론, 독성 화학물질을 생성하는 화학적 방어를 활용합니다. 우리가 흔히 접하는 피톤치드, 카페인, 니코틴, 타닌 등은 사실 식물이 초식동물의 공격으로부터 자신을 지키기 위해 만들어낸 이차 대사산물입니다. 이러한 물질들은 초식동물에게 독성을 발휘하거나 불쾌한 맛을 느끼게 하여, 식물이 무분별하게 먹히는 것을 효과적으로 방지하는 생화학적 방패 역할을 수행하게 됩니다. 또한 식물은 생존에 필수적인 질소 함량을 부위별로 조절하는 고도의 전략을 사용합니다. 종자 번식에 필요한 꽃이나 열매에는 질소를 높여 동물을 유인하고 맛있게 만드는 반면, 광합성을 담당하는 잎이나 줄기는 의도적으로 영양가를 낮추고 맛없게 만듭니다. 이러한 영양적 방어는 초식동물이 식물 전체를 소비하는 것을 막고 섭식 효율을 떨어뜨립니다. 결국 초식동물은 배를 채우기 위해 더 많은 에너지를 소모해야 하며, 이는 자연스럽게 식물의 생물량을 보존하는 결과로 이어집니다. 식물은 단순히 먹잇감이 아니라 자신의 부위를 전략적으로 선택하여 내어주는 셈입니다. 지구상의 생물량 데이터를 살펴보면 식물 생물량은 약 450기가톤인 데 반해 모든 동물을 합친 동물 생물량은 2기가톤에 불과합니다. 이는 전체 동물 생물량이 식물 생물량의 1%조차 되지 않는다는 것을 의미하며, 식물의 방어 전략이 얼마나 압도적인 성공을 거두었는지 입증합니다. 생태학자 스튜어트 핌의 말처럼 초식동물의 관점에서 세상은 가시투성이이고 맛없는 공간일지도 모릅니다. 하지만 이러한 식물의 치열한 생존 투쟁 덕분에 지구는 갈색으로 변하지 않고 푸른 생명력을 유지할 수 있습니다. 우리가 매일 마주하는 초록빛 풍경은 식물이 수억 년간 일궈낸 치열한 방어의 결과물입니다.

과학플랫폼 SOAK

생명과학
지구환경과학

[렛츠 키릿!] 목마른 AI가 우물을 판다? 보이지 않는 물길까지 포착하는 지도의 정체(feat. AEGIS(이지스) 플랫폼)

이지스(AEGIS) 플랫폼은 지자체가 지하수 산출 확률 지도가 높은 지점을 정밀하게 파악하여 효율적으로 용수를 공급할 수 있도록 돕는 시스템입니다. 땅만 파면 물이 나올 것이라는 막연한 기대와 달리, 실제로는 지역마다 지하수의 부존량과 산출 가능성이 천차만별입니다. 이러한 불확실성을 해소하기 위해 현재 전 국토를 대상으로 하는 지하수 산출 확률 지도가 제작되고 있습니다. 이는 단순히 물을 찾는 것을 넘어, 기후 변화에 대응하여 국민들이 변화를 체감할 수 있는 안정적인 물 관리 체계를 구축하는 데 목적이 있습니다. 이지스(AEGIS) 플랫폼의 핵심 기술은 인공지능(AI)을 활용한 데이터 분석에 있습니다. 과거에는 전문가들이 지질도나 강우량 분포 등을 정성적으로 분석하는 데 그쳤으나, 이제는 지난 5년간 축적된 1만 개 이상의 관정 정보와 다양한 지형 데이터를 인공지능(AI)이 직접 학습합니다. 이를 통해 구축된 정량적 데이터는 지하수 산출 확률 지도의 정확도를 획기적으로 높여줍니다. 사용자는 웹페이지를 통해 지하수 산출 확률 지도뿐만 아니라 실시간 부존량 변화와 수질의 적합성까지 한눈에 확인하며 지하수 자원을 체계적으로 관리할 수 있게 됩니다. 최근 극한 가뭄 상황이 지속되면서 지표수에만 의존하는 방식의 한계가 명확히 드러나고 있습니다. 실제로 과거 강릉 지역에서 발생한 제한 급수 사태는 수자원 다변화의 필요성을 일깨워준 중요한 사례입니다. 당시 초기 단계였던 지하수 산출 확률 지도를 활용해 지하수 유망지를 선정하고 관정을 개발한 결과, 하루 3,000톤에 달하는 막대한 양의 물을 확보하는 성과를 거두었습니다. 이는 인공지능(AI) 기반의 과학적인 의사결정이 비상 상황에서 얼마나 신속하고 강력한 위력을 발휘할 수 있는지를 실증적으로 보여준 결과입니다. 현장에서의 지하수 개발은 보통 세 번의 굴착 중 한 번 정도만 성공할 정도로 성공률이 높지 않은 것이 현실입니다. 하지만 이지스(AEGIS) 플랫폼이 본격적으로 가동되면 이러한 성공 확률을 두 번 중 한 번 이상으로 크게 끌어올릴 수 있을 것으로 기대됩니다. 또한 수주 이상 소요되던 분석과 의사결정 속도를 대폭 단축하여 행정의 효율성을 극대화합니다. 향후 인공지능(AI) 챗봇 기능까지 도입되면 전문 지식이 부족한 일반인이나 담당자들도 복잡한 연구 데이터를 손쉽게 이해하고 실무에 즉시 활용할 수 있게 될 것입니다. 연구팀은 자원 개발을 넘어 지하수 이용이 주변 지반과 환경에 미치는 영향까지 세밀하게 살피고 있습니다. 특히 도수터널 공사 등으로 인해 낮아진 지하수위가 왜 원래대로 회복되지 않는지 그 원인을 규명하는 심층 과제도 함께 수행 중입니다. 기후 위기와 물 수요 증가라는 거대한 도전 앞에서 지하수를 신뢰할 수 있는 안정적인 보조 수자원으로 정착시키기 위한 노력은 계속되고 있습니다. 이러한 통합적인 연구 성과들은 앞으로 우리나라가 물 안보를 확보하고 지속 가능한 수자원 환경을 조성하는 데 소중한 자산이 될 것입니다.

한국지질자원연구원

지구환경과학
융합
공학·기술

[역사 속 화학사전] 개구리 다리에서 전기차까지

우리가 매일 사용하는 스마트폰과 전기차의 핵심인 배터리는 놀랍게도 해부대 위 개구리 실험에서 시작되었습니다. 1780년 루이지 갈바니의 동물 전기 발견 이후, 1800년 알렉산드로 볼타는 아연판과 구리판, 소금물만으로 인류 최초의 화학 전지를 발명하며 전류 발생의 원리를 규명했습니다. 이후 분극 현상을 해결한 다니엘 전지와 휴대가 간편한 건전지가 등장하면서 전기는 비로소 우리의 일상 속으로 깊숙이 들어왔습니다. 손전등부터 라디오, 장난감까지 전지의 진화는 인류의 삶을 근본적으로 바꾸어 놓는 계기가 되었습니다. 20세기 리튬 이온 전지의 등장은 IT 기기와 모빌리티 산업 전반에 커다란 혁신을 불러일으켰습니다. 스마트폰과 전동 공구, 전기차에 이르기까지 리튬 이온 전지는 현대인의 하루를 움직이는 핵심 동력이 되었습니다. 전지의 발전은 여기서 멈추지 않고 석유 파동 이후 친환경 재생 에너지 분야로 확장되었습니다. 빛을 전기로 바꾸는 다양한 방식의 태양 전지와 화학 에너지를 전기로 변환하는 연료 전지는 기술적 비약을 거듭하며 소형 기기를 넘어 우주 산업과 친환경 발전소까지 그 영역을 점차 넓혀가고 있습니다. 현재 한국화학연구원은 차세대 이차전지 기술의 주도권을 확보하기 위해 끊임없는 연구를 이어가고 있습니다. 폭발 위험을 낮춘 리튬 금속 전지 소재 설계와 수명을 비약적으로 늘린 저비용 박막 전고체 전지 기술 개발이 대표적인 성과입니다. 특히 페로브스카이트 태양 전지 분야에서는 세계 최고 효율을 무려 아홉 번이나 경신하며 국가적 우수 성과로 인정받고 상용화를 추진 중입니다. 수소 연료 전지의 내구성을 높이는 나노 복합체 기술까지, 안전하고 오래가는 세상을 위한 과학적 도전은 다음 에너지 시대를 열어가는 위대한 시작이 될 것입니다.

한국화학연구원

화학
융합
공학·기술

2026 을지연습 | 함께해요 을지연습, 든든한 대한민국 🇰🇷

최근 세계는 러시아-우크라이나 전쟁의 장기화와 중동의 무력 충돌로 인해 전례 없는 안보 위기에 직면해 있습니다. 이러한 국제 정세의 불안정은 단순히 먼 나라의 이야기가 아니라 한반도의 안보 지형에도 직접적인 영향을 미치고 있습니다. 특히 북한의 러시아 파병과 북·중 밀착 행보는 동북아시아의 긴장을 고조시키며 신냉전 구도를 가속화하는 요인이 됩니다. 북한의 미사일 발사와 핵 능력 고도화는 우리 국민의 생명을 직접적으로 위협하고 있으며, 이들이 현대전의 실전 경험까지 축적함에 따라 우리는 더욱 복합적이고 정교해진 안보 도전에 직면하게 되었습니다. 현대전은 과거의 재래식 전투를 넘어 가짜 뉴스를 통한 사회 혼란 야기, 사이버 공격을 이용한 국가 기능 마비 등 다각적인 형태로 진화하고 있습니다. 드론 전술과 인공지능 기술의 발전은 안보 환경을 더욱 예측하기 어렵게 만들며, 일상의 평화를 유지하기 위한 철저한 대비책을 요구합니다. 이순신 장군이 강조한 유비무환의 정신처럼, 단 하루도 소홀히 할 수 없는 국방의 준비 태세가 그 어느 때보다 중요해졌습니다. 강력한 국방력을 바탕으로 전쟁의 공포가 없는 진정한 평화의 한반도를 구축하기 위해서는 모든 위협 요소를 선제적으로 관리하고 대응할 수 있는 능력을 갖추어야 합니다. 을지연습은 국가 비상사태 발생 시 정부 기능을 유지하고 군사 작전을 효과적으로 지원하며 국민 생활의 안정을 도모하기 위한 범정부적인 훈련입니다. 중앙 정부와 지방자치단체, 공공기관은 물론 민간 업체까지 함께 참여하여 실전과 같은 연습을 반복함으로써 각자의 임무를 완벽히 숙달하게 됩니다. 예고 없이 찾아오는 위기에 맞서 소중한 일상을 지켜내기 위한 이러한 노력은 공직자의 숭고한 사명이자 국가 존립의 기초입니다. 차근차근 쌓아온 준비가 하나로 뭉칠 때 대한민국은 비로소 안전한 나라로 거듭날 수 있으며, 을지연습을 통해 우리는 더욱 든든한 내일을 약속할 수 있습니다.

한국재료연구원

공학·기술

[흥미로운 철도 역사 이야기] 기차가 달린 뒤, 철길은 누가 고쳤을까? 선로 유지보수의 변천사

철도 선로는 단순히 철길이 깔려 있는 것이 아니라 침목과 자갈, 레일이 조화를 이루어 열차의 거대한 하중을 견뎌내는 정교한 시스템입니다. 도상은 열차 무게를 고르게 분산시키고, 비가 올 때 배수가 원활하게 이루어지도록 돕는 역할을 합니다. 또한 열차가 주행할 때 발생하는 강한 충격을 완화하여 승차감을 높이고 선로의 변형을 방지합니다. 하지만 지속적인 열차 운행으로 자갈이 마모되어 가루가 되면 배수 기능과 완충 작용이 저하되므로 이를 관리하는 다지기 작업이 필수적입니다. 과거의 선로 유지보수는 사람의 손길이 일일이 필요한 대표적인 노동집약적 산업이었습니다. 작업자들은 직접 장비를 들고 자갈 다지기 작업을 수행하며 선로의 안정성을 확보했습니다. 그러나 증기기관차 시대가 지나고 열차의 속도가 시속 100 km 이상으로 빨라지면서 상황이 달라졌습니다. 열차 운행 빈도가 급격히 높아짐에 따라 선로 위에서 사람이 직접 작업할 수 있는 시간이 부족해졌고, 수작업만으로는 정밀한 유지보수 품질을 유지하기에 한계에 부딪히게 되었습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 1960년대부터 선로 유지보수의 기계화가 본격적으로 시작되었습니다. 1967년 멀티플 타이 탬퍼와 같은 대형 기계 장비가 도입되면서 짧은 시간 안에 넓은 구간을 정밀하게 작업할 수 있는 기틀이 마련되었습니다. 기계 장비의 도입은 많은 인력과 시간이 소요되던 전통적인 방식에서 벗어나, 야간의 짧은 차단 시간 동안에도 완벽한 보수 작업을 가능하게 만들었습니다. 이는 철도 운영의 효율성을 극대화하고 고속 열차 시대의 안전을 담보하는 결정적인 계기가 되었습니다. 선로 관리의 또 다른 핵심은 눈에 보이지 않는 결함을 찾아내는 궤도 검측 기술입니다. 과거에는 점검 망치로 레일을 두드리거나 육안으로 일일이 확인해야 했지만, 이제는 궤도 검측차가 시속 80 km의 속도로 달리며 실시간으로 데이터를 수집합니다. 레일의 미세한 균열이나 비틀림, 궤간의 변화 등을 정확하게 포착하여 수치화하는 것이 가능해진 것입니다. 이러한 데이터 기반의 점검 시스템 덕분에 보수가 필요한 지점을 정확히 파악하고 사전에 사고를 방지할 수 있는 예방적 유지보수가 실현되었습니다. 철도 곡선 구간에서는 열차의 원심력을 상쇄하기 위해 바깥쪽 레일을 높게 설치하는 캔트와 궤간을 조절하는 슬랙이라는 정밀한 설계가 적용됩니다. 열차가 빈번하게 운행되면 이 설정값이 조금씩 변할 수 있는데, 이를 방치하면 탈선 등 대형 사고로 이어질 수 있습니다. 현대 철도 시스템은 정밀 측정 장비를 활용해 이러한 미세한 변화까지 철저히 관리합니다. 과학적인 측정과 기계화된 장비의 조화는 철도가 가장 안전하고 정확한 대중교통 수단으로 자리 잡을 수 있게 하는 든든한 밑거름이 됩니다.

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자연모사연구단 Ep.2 | 인간의 뇌를 흉내 낸 인공지능은 인간을 뛰어넘을 수 있을까?

인공지능은 인간의 뇌를 모사하여 기계가 스스로 학습하고 판단하게 만드는 기술로, 우리 삶의 다양한 영역에 깊숙이 들어와 있습니다. 특히 시각 지능은 사람이 눈으로 사물을 보고 패턴을 찾아내듯, 카메라를 통해 입력된 정보를 해석하고 추론하는 데 중점을 둡니다. 인간이 주변 환경을 인식하고 상황에 맞는 움직임을 만들어내는 과정을 기계에 학습시킴으로써, 인공지능은 단순한 데이터 처리를 넘어 지능적인 시각 시스템으로 진화하고 있습니다. 이는 뇌의 시각 정보 처리 방식을 공학적으로 구현하려는 시도의 결과물이라 할 수 있습니다. 인간의 뇌는 카메라와 달리 모든 시야를 균일한 해상도로 처리하지 않습니다. 생존과 목적에 부합하는 정보를 우선적으로 포착하기 위해 특정 영역에 집중하는 '주의 집중' 기법을 사용합니다. 예를 들어, 수많은 군중 속에서도 관심 있는 대상을 단번에 찾아내는 현상은 뇌가 유용한 정보를 선택적으로 확대하여 받아들이기 때문입니다. 이러한 뇌의 효율적인 정보 처리 방식은 인공지능이 복잡한 환경에서 핵심적인 데이터에 집중하도록 설계하는 데 중요한 영감을 제공하며, 기술적 고도화의 토대가 됩니다. 얼굴 인식은 인공지능과 뇌 모두에게 매우 특수한 과제입니다. 뇌에는 얼굴의 세세한 특징과 표정, 시선을 전문적으로 처리하는 '방추상 얼굴 영역'이 별도로 존재합니다. 인공지능 역시 범용적인 물체 탐지 알고리즘 외에도 얼굴의 미세한 음영과 각도 변화를 학습하여 시선의 방향까지 정밀하게 추론하는 전용 모델을 개발하고 있습니다. 사람마다 다른 미묘한 얼굴 차이를 구별해 내는 능력은 뇌가 반복적인 학습을 통해 전문화된 것처럼, 인공지능도 특정 데이터에 최적화된 학습 과정을 거치며 그 성능을 높여갑니다. 인공지능 기술은 실생활에서 인간의 안전을 지키는 수단으로도 적극 활용됩니다. 코로나19 상황에서 방역 동선을 파악하여 자동으로 소독을 수행하는 로봇이나, 화재 발생 시 최적의 대피 경로를 바닥에 레이저로 안내하는 시스템이 대표적입니다. 또한 지하철역 내에서 폭행이나 갑작스러운 쓰러짐과 같은 이상 행동을 감지하여 즉각 알람을 보내는 기술은 생명을 구하는 골든타임을 확보하는 데 결정적인 역할을 합니다. 이는 단순한 편의를 넘어, 보이지 않는 곳에서 인간을 돌보는 따뜻한 기술로서의 가치를 증명하고 있습니다. 움직이는 대상을 추적하는 기술인 '객체 추적'은 뇌의 시각 정보 처리 경로와 유사한 논리를 가집니다. 우리 뇌는 시각 정보를 '무엇인지' 판단하는 경로와 '어디에 있는지' 파악하는 경로로 나누어 처리하며, 이들이 상호작용하여 대상의 움직임을 예측합니다. 인공지능 객체 추적 알고리즘 또한 대상을 탐지한 뒤 다음 위치를 예측하고, 이전 모습과 대조하여 동일인 여부를 확인하는 과정을 반복합니다. 기둥 뒤로 사라진 사람을 다시 나타났을 때 인식하는 기술은 뇌가 맥락을 통해 대상을 지속적으로 파악하는 원리를 공학적으로 구현한 것입니다. 시간의 흐름에 따른 데이터 패턴을 분석하는 기술은 건물의 안전 진단에도 중요하게 쓰입니다. 지진이나 공사 영향으로 건물의 기울기가 어떻게 변하는지 센서로 측정하고, 계절적 요인과 외부 충격을 분리하여 분석함으로써 객관적인 안전 등급을 산출합니다. 이는 인간의 귀 안쪽에서 가속도와 회전을 감지하여 신체의 균형을 잡는 전정기관의 역할과 맞닿아 있습니다. 뇌가 감각 정보를 해석하여 신체의 평형을 유지하듯, 인공지능은 시계열 데이터를 통해 건축물의 상태를 진단하고 위험을 사전에 예측하여 사고를 예방합니다. 뇌의 '작업 기억'은 순간적인 정보를 잠깐 저장하여 업무에 활용하는 구조를 가집니다. 이러한 되먹임 구조는 인공지능의 순환 신경망(RNN)이나 LSTM 모델에서 유사하게 발견됩니다. 입력된 신호가 단순히 통과하는 것이 아니라, 이전 상태의 정보를 다시 입력으로 받아 현재의 맥락을 이해하는 방식입니다. 이를 통해 인공지능은 언어나 시계열 데이터의 흐름을 연속적으로 파악할 수 있게 됩니다. 결국 인공지능의 발전은 뇌가 정보를 기억하고 처리하는 교묘한 메커니즘을 끊임없이 학습하고 모사하며 더 정교한 영역으로 나아가고 있는 셈입니다.

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자연모사연구단 Ep.4 | 공기를 쥐어짜면 정말 물이 나올까?

우리가 숨 쉬는 공기 중에는 보이지 않는 엄청난 양의 수분이 포함되어 있습니다. 흔히 사용하는 제습기나 에어컨의 물통에 물이 차오르는 원리도 바로 이 공기 속 수분을 모으는 과정의 결과입니다. 최근 과학계에서는 이러한 원리를 더욱 발전시켜 에너지를 최소한으로 사용하면서 깨끗한 식수를 얻어내는 ‘하늘 우물 프로젝트’를 진행하고 있습니다. 이는 단순히 기계적인 장치를 만드는 것을 넘어 자연의 지혜를 빌려와 극한의 환경에서도 생존에 필요한 물을 확보하려는 시도입니다. 물이 부족한 오지나 섬 지역, 혹은 재난 상황에서 공기를 짜내어 물을 만드는 기술은 인류의 생존을 돕는 혁신적인 대안이 되고 있습니다. 이 기술의 핵심적인 영감은 나미브 사막 딱정벌레(스테노카라)에서 얻었습니다. 극도로 건조한 사막에서 이 곤충은 안개가 자욱한 새벽에 등을 활용해 물을 모으는 놀라운 생존 방식을 보여줍니다. 딱정벌레의 등껍질에는 물을 강하게 끌어당기는 친수성 돌기와 물을 밀어내는 소수성 표면이 정교하게 배치되어 있습니다. 미세한 안개 입자가 친수성 돌기에 맺혀 물방울로 커지면, 소수성 표면을 따라 미끄러지듯 굴러내려 딱정벌레의 입으로 직접 들어갑니다. 이러한 표면 특성을 공학적으로 모사하면 별도의 전력 소모를 최소화하면서도 공기 중의 수분을 빠르게 응축하고 수집할 수 있는 효율적인 표면을 제작할 수 있습니다. 딱정벌레의 원리만으로는 부족했던 저장 능력은 이끼의 독특한 구조를 통해 해결의 실마리를 찾았습니다. 이끼는 일반적인 식물과 달리 영양분이 이동하는 관다발이 없으며, 뿌리 대신 헛뿌리를 통해 지지 역할만 수행합니다. 대신 온몸의 세포를 통해 외부의 수분을 즉각적으로 흡수하는 방식을 택했습니다. 특히 이끼는 수분이 95% 이상 사라진 바짝 마른 상태에서도 죽지 않고 견디다가, 다시 물을 만나면 순식간에 본래의 상태로 회복되는 경이로운 생명력을 보여줍니다. 이러한 다공성 구조는 자신의 몸무게보다 수십 배 많은 물을 저장할 수 있게 해주며, 과학자들은 이 미세한 구조를 모사하여 수분 흡수 면적을 비약적으로 넓히는 데 성공했습니다. 자연에서 배운 이러한 원리들은 실제 생활에 유용한 혁신 제품들로 구체화되고 있습니다. 태양광 패널과 이끼의 흡수 구조를 결합한 배낭형 장치는 햇빛만 있다면 어디서든 공기 중 수분을 모아 깨끗한 식수를 생산합니다. 수집된 물은 천연 증류수와 같아 매우 깨끗하며, 여기에 간단한 필터를 추가하여 안전성을 더욱 높였습니다. 또한 벼 잎의 결 모양을 모사하여 물방울이 정해진 방향으로 빠르게 흐르도록 설계함으로써 맺힌 물을 신속하게 물통으로 유도합니다. 이러한 기술은 식수 공급이 어려운 도서 지역이나 군용 장비로 활용될 수 있으며, 환경에 부담을 주지 않는 지속 가능한 수자원 확보 방안으로 주목받고 있습니다. 최근에는 금속 유기 골격체(MOF)와 같은 첨단 다공성 물질을 활용하여 물 수집 효율을 극대화하는 연구가 한창입니다. 동시에 규조토와 같은 친환경 소재를 사용하여 자연 친화적인 방식으로 기술을 구현하려는 노력도 이어지고 있습니다. 일상에서 물을 주지 않아도 공기 중 수분을 스스로 흡수해 자라는 스마트 화분처럼, 자연모사기술은 이미 우리 생활 깊숙이 들어오고 있습니다. 수억 년의 진화 과정을 거치며 최적화된 자연의 생존 전략은 현대 과학이 직면한 여러 난제를 해결하는 중요한 열쇠가 됩니다. 자연의 원리를 겸손하게 탐구하고 모사함으로써 인류는 자원 부족 문제에 대한 새로운 해답을 찾을 수 있을 것입니다.

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자연모사연구단 Ep.3 | 쌀 한 톨도 놓치지 않는 촉각센서의 비밀

로봇이 사물을 인식하고 다루는 과정에서 시각이나 청각만큼이나 촉각의 중요성이 점차 강조되고 있습니다. 특히 자성 기반 촉각 센서는 자석의 원리를 이용하여 물리적인 접촉이 발생하기 전부터 자기장의 변화를 감지하는 방식으로 작동합니다. 이는 센서가 직접적인 마찰로 인해 손상되는 문제를 보완하며, 내구성을 획기적으로 높여줍니다. 이러한 기술적 진보는 로봇이 인간처럼 섬세하고 부드러운 손놀림을 구현하여 다양한 물체를 안전하게 다루는 데 필수적인 기초가 됩니다. 생명체의 피부는 표피와 진피로 나뉘며, 그 안에는 압력, 진동, 온도를 감지하는 다양한 바이오센서가 정교하게 배치되어 있습니다. 마이스너 소체와 메르켈 원반은 피부 상층부에서 미세한 질감을 느끼고, 깊숙이 위치한 파치니 소체는 강한 압력과 뼈까지 울리는 진동을 감지합니다. 로봇 공학에서는 이러한 생물학적 구조를 모사하여 여러 기능을 층별로 쌓은 3D 적층형 촉각 센서를 개발하고 있습니다. 이를 통해 기계는 물체의 미끄럼(슬립)이 발생하는 미세한 신호까지 실시간으로 파악하며 인간의 피부에 가까운 감각을 갖추게 됩니다. 현재의 로봇 기술은 시각 정보에 크게 의존하고 있어, 카메라 시야가 가려지거나 정밀한 힘 조절이 필요한 상황에서는 한계를 보입니다. 예를 들어 맥주를 따르거나 구멍에 부품을 끼우는 단순해 보이는 작업도 로봇에게는 오차를 극복해야 하는 고난도 과제입니다. 만약 로봇이 인간처럼 눈을 감고도 손끝의 감각만으로 사물을 식별하고 제어할 수 있다면, 복잡한 환경에서도 훨씬 더 유연한 대처가 가능해질 것입니다. 이는 로봇이 단순한 기계를 넘어 지능적인 동반자로 진화하는 핵심 열쇠가 될 것입니다. 야생 동물의 세계에서도 촉각은 생존과 직결된 고차원적인 감각입니다. 프레리독은 손으로 사료를 돌려가며 모양을 느끼고, 라쿤은 예민한 손놀림으로 물속의 먹이를 탐색합니다. 긴팔원숭이는 높은 나무 사이를 이동할 때 손가락 끝에 전해지는 미세한 압력과 장력(텐션)을 감지하여 자신의 무게 중심을 정밀하게 제어합니다. 이러한 동물의 행동은 촉각 정보가 뇌의 감정 및 기억 중추와 연합하여 얼마나 복잡한 판단과 운동 제어를 이끌어내는지를 잘 보여줍니다. 로봇의 촉각 연구 역시 이러한 생명체의 정교한 메커니즘을 학습하고 있습니다. 정밀한 촉각 센서의 완성은 로봇의 활동 영역을 산업 현장에서 우리 일상으로 크게 확장할 것입니다. 날달걀을 깨뜨리지 않고 옮기거나, 정교한 가위질을 수행하고, 복잡한 자동차 부품을 조립하는 작업이 현실화됩니다. 나아가 재난 현장이나 우주 공간 같은 고위험 환경에서 인간을 대신해 정밀 임무를 수행하며, 인간과 협업할 때는 상대방의 미세한 힘 변화를 읽어내어 안전하게 소통할 수 있습니다. 쌀 한 톨의 무게까지 느끼는 감각적인 기계의 등장은 머지않은 미래에 우리 삶을 더욱 안전하고 풍요롭게 변화시킬 것입니다.

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자연모사연구단 Ep.1 | 인공근육 웨어러블 로봇 슈트, 입기만 하면 힘이 세진다?

영화 속 아이언맨처럼 슈트를 입는 것만으로 초인적인 힘을 발휘하는 기술이 현실로 다가오고 있습니다. 최근 연구되고 있는 웨어러블 로봇 슈트는 단순히 기계를 몸에 장착하는 수준을 넘어, 인간의 근육 구조를 정밀하게 모사하여 신체 능력을 극대화하는 방향으로 발전하고 있습니다. 특히 사람의 근육처럼 부드러우면서도 강력한 힘을 내는 인공 근육 기술은 기존 로봇이 가진 물리적 한계를 극복하고 인간과 기계의 완벽한 결합을 가능하게 하는 핵심 요소로 주목받고 있습니다. 기존 로봇 연구에서 주로 사용되던 모터와 기어 메커니즘은 회전 운동을 기반으로 하기에 소음이 발생하고 무게가 특정 부위에 집중되는 단점이 있었습니다. 반면 인공 근육은 사람의 근육처럼 선형적으로 수축하고 이완하며 신체 전반에 고르게 분포될 수 있습니다. 이러한 특징은 움직일 때 발생하는 관성을 최소화하고, 기계적인 마찰음 없이 조용한 동작을 가능하게 합니다. 이는 가정용 서비스 로봇이나 은밀한 기동이 필요한 특수 로봇 분야에서 매우 중요한 기술적 우위가 됩니다. 인간의 골격근은 수많은 근육 섬유 다발로 이루어져 있으며, 현미경 단위의 액틴 필라멘트와 마이오신 필라멘트가 서로 교차하며 슬라이딩하는 '활주설' 원리에 의해 움직입니다. 뇌에서 전달된 전기 신호가 칼슘 이온을 분비하면, 화학적 작용을 통해 근육이 수축하며 강력한 물리적 힘을 만들어내는 것입니다. 이러한 생물학적 메커니즘은 매우 정교하며 에너지 효율이 높습니다. 연구자들은 이러한 자연의 설계를 모방하여 전기적 자극만으로도 실제 근육처럼 유연하게 작동하는 공학적 시스템을 구축하고자 합니다. 공학적으로 근육의 움직임을 구현하기 위해 활용되는 대표적인 소재는 형상기억합금(SMA)입니다. 아주 가는 와이어를 스프링 형태로 촘촘하게 감아 열처리를 하면, 특정 온도에서 원래의 짧은 모양으로 돌아가려는 성질을 갖게 됩니다. 여기에 전류를 흘려 저항열을 발생시키면 마술처럼 순식간에 수축하며 힘을 발휘합니다. 머리카락보다 가는 40마이크로미터 수준의 미세한 와이어를 다발로 묶으면, 자체 무게의 천 배가 넘는 하중을 들어 올릴 수 있을 만큼 강력하고 빠른 인공 근육 소자가 탄생합니다. 최근에는 인공 근육을 더 가볍고 편안하게 착용하기 위해 '근육 옷감' 형태의 직조 기술이 도입되었습니다. 전통적인 베틀 원리를 이용하여 인공 근육 소자를 씨실과 날실처럼 엮어내면, 일반 섬유처럼 부드러우면서도 강력한 수축력을 가진 천이 만들어집니다. 이렇게 제작된 근육 옷감은 5g 남짓한 무게로도 수 킬로그램의 무게를 가볍게 들어 올립니다. 이는 기존의 무겁고 딱딱한 외골격 슈트와 달리, 일상복 안에 입어도 불편함이 없을 정도로 얇고 유연하여 웨어러블 로봇 슈트의 대중화를 앞당기고 있습니다. 동물계에서도 근육의 활용 전략은 종에 따라 다르게 진화해 왔습니다. 순간적인 폭발력을 내는 '속근'과 지구력이 강한 '지근'의 비율은 생존 전략에 결정적인 영향을 미칩니다. 예를 들어 치타나 삵은 짧은 거리를 순식간에 덮치기 위해 속근이 발달한 반면, 장거리를 이동하는 철새나 참치는 지근이 발달해 붉은 근육을 띱니다. 웨어러블 로봇 슈트 역시 이러한 생태적 원리를 적용하여, 무거운 짐을 번쩍 들어야 하는 택배 노동자용은 속근형으로, 장시간 수술이나 서 있는 자세를 버텨야 하는 의료진용은 지근형으로 제어 최적화가 가능합니다. 웨어러블 로봇 슈트는 고령화 사회의 삶의 질을 높이는 데에도 큰 역할을 할 것으로 기대됩니다. 근력이 저하된 어르신들의 보행을 보조하여 낙상 사고를 예방하거나, 재활이 필요한 환자들이 집에서 스스로 운동할 수 있도록 돕는 스마트 의류로 활용될 수 있습니다. 또한 희귀 근육 질환을 앓는 이들에게 일상적인 물 마시기나 물건 옮기기와 같은 평범한 일상을 되찾아줄 수도 있습니다. 인간의 신체를 보조하고 강화하는 이 따뜻한 기술은 우리 미래의 일상을 더욱 풍요롭고 자유롭게 만들어줄 것입니다.

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공룡은 무슨 색이었을까?

티라노사우루스나 트리케라톱스와 같은 고대 공룡들을 떠올릴 때, 우리는 흔히 영화나 책에서 본 화려한 색상을 떠올리곤 합니다. 하지만 실제 화석에는 피부의 색소가 남아 있지 않아 오랫동안 공룡의 진짜 색깔은 과학계의 미스터리로 남아 있었습니다. 아이들이 공룡 그림에 어떤 색을 칠해도 그것이 틀렸다고 단정할 수 없었던 이유는, 수천만 년이라는 시간의 벽 앞에서 색채에 관한 직접적인 증거를 찾기가 불가능해 보였기 때문입니다. 이러한 한계를 극복하게 해준 도구는 바로 주사전자현미경이었습니다. 과학자들은 아주 특별한 상태로 보존된 피부와 깃털 화석에서 '멜라노솜'이라는 미세한 세포소기관을 찾아내는 데 성공했습니다. 멜라노솜은 색소 합성과 저장을 담당하며 그 생김새에 따라 고유한 색을 나타냅니다. 막대 모양은 검은색을, 둥근 모양은 붉은 갈색을 띠게 되는데, 이는 오늘날의 새나 포유류와도 일치하는 구조입니다. 이 발견은 공룡 연구에 새로운 지평을 열어주었습니다. 구체적인 분석 사례 중 하나는 소형 초식 공룡인 프시타코사우루스입니다. 이 공룡의 화석을 정밀하게 관찰한 결과 둥근 모양의 멜라노솜이 대량으로 발견되어 몸 전체가 갈색이었음을 알 수 있었습니다. 특히 등은 어둡고 배는 밝은 색상을 띠는 ‘카운터셰이딩’ 구조는 주변 환경에 몸을 숨겨 포식자로부터 자신을 보호하기 위한 생존 전략이었습니다. 이는 오늘날 숲에 사는 사슴이나 다람쥐가 보여주는 생태적 특성과 매우 유사하여 공룡의 생활 양식을 이해하는 데 큰 도움을 줍니다. 반면 은신보다 자신을 드러내는 방식을 선택한 공룡도 있었습니다. 비둘기 크기의 잡식 공룡인 안키오르니스는 몸통을 덮은 검은 깃털과 대조되는 선명한 붉은색 머리 깃털을 가졌습니다. 이러한 화려한 색채는 오늘날 수컷 새들이 깃털로 구애 활동을 하듯 자신의 건강함을 과시하거나 종 내 의사소통을 위한 수단으로 쓰였을 것으로 추정됩니다. 색깔이 단순히 외형적인 요소에 그치지 않고, 생존과 번식을 위한 고도의 전략적인 도구로 활용되었음을 보여주는 흥미로운 대목입니다. 공룡의 색은 단순한 시각적 정보를 넘어 자연이 고대 생명체에게 부여한 중요한 언어였습니다. 어떤 이는 땅의 색으로 몸을 숨겼고, 어떤 이는 강렬한 빛깔로 존재를 증명하며 저마다의 삶을 이어갔습니다. 현재 과학자들은 세포 생물학과 고생물학을 결합하여 더 많은 멸종 생물의 체색을 복원하는 연구를 지속하고 있습니다. 화석 속에 잠들어 있던 색의 흔적을 추적하는 작업은 우리가 수억 년 전 지구의 생태계를 더욱 생생하고 입체적으로 이해하게 만드는 소중한 통로가 되고 있습니다.

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기존 생물학의 상식을 파괴한 초파리의 정자

여름철 흔히 볼 수 있는 초파리는 아주 작지만, 그 정자의 길이는 무려 5cm에 달해 인간 체격으로 환산하면 30m에 이르는 거대한 크기를 자랑합니다. 인간 정자보다 1,000배나 긴 꼬리를 가진 이들이 좁은 몸속에서 엉키지 않는 비결은 매우 독특합니다. 연구에 따르면 정자들은 꼬리가 길어 엉키기 쉬운 구조임에도 불구하고, 특별한 움직임을 통해 충돌을 피합니다. 꼬리를 휘둘러 앞으로 나아가는 일반적인 방식이 아닌, 서로를 밀어내는 파동을 이용해 질서 있게 이동하며 목표를 향해 나아가는 것입니다. 초파리 정자는 개별적으로 돌진하는 대신 단체로 서로를 밀어내며 목표를 향해 나아갑니다. 이러한 정자의 신비로운 구조와 움직임은 스콧 피트닉 교수의 끈질긴 연구 끝에 밝혀졌습니다. 1992년 처음 거대 정자의 존재를 보고한 이후, 그는 15년이라는 긴 시간 동안 왜 초파리가 자신의 몸보다 훨씬 긴 정자를 가지게 되었는지 그 미스터리를 추적했습니다. 이는 작은 동물이 거대한 정자를 엉키지 않고 제 기능을 유지하도록 만드는 생물학적 메커니즘을 실시간으로 시각화한 최초의 사례로 평가받고 있습니다. 초파리 정자가 거대해진 진화적 이유는 치열한 생존 전략에 있습니다. 먼저 들어간 긴 정자는 암컷의 몸속을 가득 채워 다른 수컷의 정자가 침입하지 못하도록 철벽 방어하는 바리케이드 역할을 수행합니다. 또한, 암컷 초파리의 정자 보관 기관이 8cm 이상의 복잡한 미로 구조로 되어 있다는 점도 중요한 원인입니다. 결국 수컷은 이 험난하고 가혹한 경로를 끝까지 통과하여 난자에 도달하기 위해, 정자의 길이를 늘리고 튼튼하게 만드는 방향으로 진화할 수밖에 없었던 것입니다.

지식인미나니미나니의 스낵교양

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생명과학

진주 여행에서 만난 조선시대 화포, 그 안에 숨은 기술은?

경남 진주에는 시간이 멈춘 듯한 특별한 풍경이 존재합니다. 1970년대부터 형성된 인사동 골동품 거리는 고문서와 서화, 도자기 등 누군가의 삶이 깃든 물건들이 모여 진주의 깊은 역사를 대변합니다. 이 골목을 지나 웅장한 성곽인 진주성에 들어서면, 우리는 단순한 관광지가 아닌 임진왜란의 치열했던 현장과 마주하게 됩니다. 이곳은 과거의 정취와 역사의 장엄함이 공존하며 방문객들에게 시대를 초월한 감동을 선사하는 장소입니다. 진주성은 임진왜란 3대 대첩 중 하나인 진주 대첩이 일어난 전략적 요충지였습니다. 당시 3천여 명의 조선군은 3만 명이 넘는 왜군을 상대로 남강의 험준한 지형을 활용한 수성전을 펼쳐 승리를 거두었습니다. 이 승리의 핵심에는 조선이 기술적으로 앞서 있었던 강력한 무기인 화포가 있었습니다. 조총으로 무장한 적군에 맞서 성을 지켜낼 수 있었던 것은 금속을 정교하게 다루는 우리 선조들의 뛰어난 기술력 덕분이었습니다. 박물관에 전시된 화포들을 자세히 살펴보면 금속을 다루는 정교한 솜씨에 감탄하게 됩니다. 이 무기들은 구리와 주석을 녹인 쇳물을 거푸집에 부어 굳히는 주조 기술로 제작되었습니다. 특히 화포 표면에는 제작 연도와 제작자의 이름이 한자로 새겨져 있는데, 이는 오늘날의 제품 일련번호나 품질 이력과 같은 역할을 했습니다. 당시의 장인들은 단순한 무기를 넘어 엄격한 관리 체계를 통해 신뢰할 수 있는 최첨단 장비를 생산했던 것입니다. 놀라운 점은 수백 년 전 화포를 만들던 주조 원리가 오늘날 첨단 자동차 산업에서도 핵심적으로 사용된다는 사실입니다. 최근 전기차 제조 공정에서 주목받는 '기가 캐스팅' 기술은 수많은 부품을 조립하는 대신, 커다란 틀에 쇳물을 부어 차체를 한 번에 찍어내는 방식입니다. 사용하는 금속의 종류는 달라졌을지 몰라도, 액체 상태의 금속을 틀에 부어 원하는 형상을 만드는 근본적인 원리는 조선 시대의 기술과 궤를 같이하고 있습니다. 과거 화포가 나라를 지켰다면, 오늘날 주조와 같은 뿌리 기술은 자동차, 항공, 조선 등 현대 산업을 지탱하는 국가 경제의 든든한 버팀목이 되고 있습니다. 진주는 이러한 뿌리 기술의 중요성을 이어가고 있는 도시로서, 뿌리기술지원센터를 통해 미래 산업의 발전을 이끌고 있습니다. 역사적인 유물에서 시작된 기술의 흐름이 현대의 첨단 과학으로 이어지는 과정은, 우리 주변의 오래된 물건들이 지닌 진정한 가치를 다시금 생각하게 합니다.

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🎬 [댓글이벤트] 100만원으로 100억을 박살?! 미래에는 전쟁을 이렇게 한다고? | 심심할 땐 과학 시즌7 EP.03

전쟁이 발생했을 때 가장 중요한 것은 생존을 위한 철저한 준비입니다. 국가적 비상사태가 선포되면 대다수의 경우 외부 이동보다는 안전한 실내 대피가 권장됩니다. 이때 필수적인 것은 통신 시설이 마비된 상황에서도 정보를 수신할 수 있는 AM 라디오와 체온 유지를 위한 마일라 블랭킷 같은 생존 용품입니다. 정보의 유무는 유사시 생사와 직결되며, 특히 핵오염 같은 특수한 상황이 아니라면 정부의 지침에 귀를 기울이며 집 안에서 대기하는 것이 가장 안전한 선택이 될 수 있습니다. 현대 전쟁의 특징 중 하나는 물리적 타격 이전에 전자기적 마비를 노리는 것입니다. EMP탄으로 불리는 전자기 펄스 무기는 대기권 밖에서 핵폭발을 일으켜 강력한 고에너지 전자파를 발생시킵니다. 이 전자파가 대기 중의 원자들과 충돌하며 발생하는 강력한 전류는 지상의 모든 전자기기를 순식간에 무력화합니다. 군용 장비에는 전용 필터가 장착되기도 하지만, 민간 인프라의 모든 기기를 보호하는 것은 현실적으로 불가능에 가깝기에 국가 시스템 전체에 치명적인 위협이 됩니다. 화학 무기는 인류 과학의 명암을 가장 극명하게 보여주는 사례입니다. 프리츠 하버의 암모니아 합성법은 비료 대량 생산을 가능케 하여 기아에서 인류를 구했지만, 동시에 전쟁터의 독가스를 탄생시켰습니다. 사린 가스나 VX 같은 신경독은 인체의 아세틸콜린 분해 효소 작용을 막아 근육 수축을 유발하며 고통스러운 죽음을 초래합니다. 아이러니하게도 DNA를 공격해 수포를 만드는 겨자 가스는 세포 분열이 빠른 암세포를 공격하는 원리가 발견되며 최초의 항암제로 발전하는 반전을 보여주기도 했습니다. 우리 일상에서 흔히 사용하는 테플론 프라이팬의 기술 역시 전쟁 무기 개발 과정에서 파생되었습니다. 원자폭탄 제조를 위해 우라늄을 농축하는 과정에서 강력한 부식성 가스를 견딜 수 있는 특수 용기가 필요했고, 이를 해결한 것이 바로 불소 화합물인 테플론이었습니다. 불소의 강한 전자 흡수 성질 덕분에 만들어진 극도로 안정한 화학적 결합은 외부의 공격으로부터 물체를 완벽히 보호합니다. 이처럼 파괴를 목적으로 개발된 기술이 평화적인 용도로 전환되어 우리 삶을 풍요롭게 만들기도 합니다. 오늘날의 전쟁은 드론과 AI를 중심으로 한 무인화 체계로 급격히 변화하고 있습니다. 저렴한 상용 드론이 고가의 전차를 무력화하는 가성비 전쟁이 실전에서 입증되었으며, 이에 대응하기 위한 레이저 무기 체계도 빠르게 발전 중입니다. 하지만 가장 큰 화두는 AI의 판단력입니다. 살상 결정을 기계에 완전히 맡기는 단계에 이른다면 인간의 통제권에 대한 윤리적 문제가 발생할 수밖에 없습니다. 결국 첨단 과학을 평화를 지키는 억지력으로 활용하기 위해서는 이를 다루는 인간의 지혜가 무엇보다 중요합니다.

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[2025-4차] NIGT 그리노베이트 정책포럼 토론ㅣ 탄소중립 R&D와 투자자를 잇는 다리: 개발 중인 기술의 온실가스 감축효과 산정방안

탄소중립 달성을 위해 개발 중인 녹색 기술의 온실가스 감축 잠재량을 정확히 산정하는 것은 매우 중요합니다. 이는 단순히 현재의 배출량을 측정하는 것을 넘어, 해당 기술이 상용화되었을 때 기여할 수 있는 미래의 가치를 정량적으로 예측하는 작업이기 때문입니다. 국가 차원의 R&D 전략을 수립할 때 이러한 산정 프레임워크는 투자 효율성을 높이고, 기후 위기 대응을 위한 최적의 기술 포트폴리오를 구성하는 데 핵심적인 기초 자료로 활용됩니다. 전과정평가(LCA) 방법론을 기술 개발 단계에 적용할 때는 배출 범위의 명확한 구분이 필수적입니다. 직접 배출인 Scope 1과 간접 배출인 Scope 2뿐만 아니라, 원료 대체나 재자원화 과정에서 발생하는 Scope 3 배출량을 정교하게 분리하여 분석해야 합니다. 특히 국가적 탄소중립 달성 관점에서 수급 영향력을 고려한 LCA 기반의 산정 방식은 이해관계자들에게 기술의 실제적인 감축 효과를 보다 직관적으로 전달할 수 있는 신뢰성 있는 도구가 됩니다. 산정 모델의 신뢰성을 확보하기 위해서는 변수 관리의 효율성이 관건입니다. R&D 성공률, 사업화 성공률, 시장 규모 및 점유율 등 다양한 변수를 도입하면 상황별 유연한 분석이 가능하지만, 변수가 많아질수록 전체적인 계산의 신뢰도가 낮아질 위험이 있습니다. 따라서 핵심적인 변수를 중심으로 논리식을 단순화하고, 각 기술 단계에 따른 성능 변화와 스케일업 데이터를 정교하게 구축하여 미래 감축량에 대한 예측 오차를 지속적으로 줄여나가는 노력이 필요합니다. 미래 기술에 대한 데이터베이스 확보는 산정 기법의 완성도를 높이는 필수 요건입니다. 현재 환경부 등에서 추진 중인 미래 기술 데이터베이스와 LCA를 결합한 모형을 적극적으로 활용하여 실제 산정식에 적용해보는 과정이 요구됩니다. 특히 기존의 상용 데이터베이스에 포함된 미래 시나리오 데이터를 분석하고 이를 R&D 평가에 반영함으로써, 기술 발전 속도와 시장 변화를 현실적으로 고려한 한층 진보된 형태의 온실가스 감축 예측 모델을 구축할 수 있습니다. 연료 대체나 배출 방지 기술은 타 산업 분야에 미치는 간접 파급 효과가 매우 큽니다. 바이오 연료와 같이 식량 문제나 토지 이용 변화를 수반하는 기술의 경우, 단순히 현재 상태를 분석하는 것을 넘어 시스템 경계 밖의 영향을 평가하는 귀결적 LCA 접근이 중요합니다. 미래를 바라보는 연구 기관은 기존의 정적인 분석 방식에서 벗어나 다른 기술과의 연계성과 거시적인 환경 부하를 폭넓게 검토할 수 있는 고도화된 방법론을 제안하고 이를 실무에 적용해야 합니다. 자발적 탄소 시장을 활성화하기 위한 새로운 금융 메커니즘인 환경성과인센티브(EPC)는 혁신 기술의 투자 가치를 사전적으로 평가하는 도전적인 시도입니다. 이는 기존의 배출권 거래제가 가진 규제 중심의 한계를 넘어, 민간 시장의 자발적인 크레딧 확보와 기술 투자를 유도하는 역할을 수행합니다. 측정 및 보고, 검증 체계 구축이 어렵더라도, 시급한 탄소중립 목표 달성을 위해서는 기술의 잠재력을 가치화하여 조기에 자본이 유입될 수 있는 플랫폼 마련이 그 어느 때보다 절실합니다. 국가 R&D 전략은 개별 기술의 감축량뿐만 아니라 기술 간의 융복합 시너지를 함께 고려해야 합니다. 특정 분야의 비용 대비 감축 효과에만 매몰되지 않고, 탄소중립이라는 거대한 목표 아래 각 산업 부문별 수용량과 기술 간의 연쇄적인 영향을 분석하는 포괄적인 시각이 필요합니다. 정부의 정책적 지원과 민간의 자발적 시장 확대가 조화를 이룰 때, 녹색 기술은 비로소 경제적 이익과 환경적 가치를 동시에 창출하는 탄소중립의 실질적인 해법이 될 것입니다.

국가녹색기술연구소

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AI가 알려준 꽃가루 알레르기 대처법, 연구원이 팩트체크 해봤습니다

우리 몸의 면역체계는 외부의 침입자로부터 스스로를 보호하기 위해 정교하게 설계되어 있습니다. 그중에서도 비만세포는 일종의 경비원 역할을 수행하며, 외부 자극에 민감하게 반응하는 핵심적인 세포입니다. 이 세포들은 피부, 폐, 소화관 등 외부 세계와 접촉이 빈번한 곳에 주로 배치되어 잠재적인 위험 요소를 감시합니다. 하지만 때로는 해롭지 않은 물질인 꽃가루나 먼지 등을 위험 물질로 오인하여 과도한 방어 반응을 일으키기도 하는데, 이것이 바로 우리가 흔히 겪는 알레르기 증상의 시작점이 됩니다. 알레르기 반응이 일어나기 위해서는 먼저 '감작'이라는 특수한 과정이 필요합니다. 특정한 알레르기 유발 물질이 처음 몸속에 들어오면, 우리 몸의 면역체계는 이를 기억하기 위해 특이적인 면역글로불린 E(IgE) 항체를 대량으로 만들어냅니다. 이 항체들은 혈액을 타고 이동하다가 비만세포의 표면에 결합하여 다음번 침입을 대비하게 됩니다. 이 단계에서는 당장 눈에 보이는 증상이 나타나지는 않지만, 세포 수준에서는 언제든 폭발할 준비가 된 화약고처럼 외부 자극에 반응할 만반의 준비를 갖축게 되는 셈입니다. 일단 감작이 완료된 상태에서 동일한 알레르기 유발 물질이 다시 유입되면, 비만세포 표면에 결합해 있던 항체들이 이를 즉각적으로 포착합니다. 이때 비만세포는 내부에 저장하고 있던 다양한 화학전달물질들을 외부로 쏟아내기 시작합니다. 이 과정에서 가장 대표적으로 분출되는 물질이 바로 히스타민입니다. 히스타민은 혈관을 확장시키고 주변 조직의 투과성을 높여, 면역세포들이 빠르게 이동할 수 있도록 돕는 역할을 하지만, 동시에 가려움증이나 부종 같은 불편한 증상을 동반하게 됩니다. 비만세포에서 방출된 히스타민은 우리 몸 곳곳에서 다양한 반응을 끌어냅니다. 코점막에 작용하면 콧물과 재채기가 발생하고, 피부에 작용하면 두드러기와 가려움증이 나타나며, 기관지에 작용하면 수축을 일으켜 호흡 곤란을 유발하기도 합니다. 이러한 반응은 본래 침입자를 빠르게 밖으로 내보내거나 방어하기 위한 생존 기제이지만, 그 강도가 너무 세지면 우리 몸에 오히려 해가 됩니다. 특히 전신적으로 급격한 반응이 일어나는 아나필락시스의 경우 생명을 위협할 수 있어 각별한 주의가 필요합니다. 현대 사회에서 알레르기 질환은 환경 변화와 서구화된 식습관 등으로 인해 점점 늘어나는 추세입니다. 비만세포의 과도한 활성화를 막기 위해 항히스타민제를 복용하거나 면역 요법을 시행하는 등 다양한 치료법이 존재합니다. 하지만 무엇보다 중요한 것은 자신의 알레르기 원인을 정확히 파악하고 이를 회피하는 생활 습관을 갖는 것입니다. 세포 수준에서 일어나는 작은 변화가 전신의 건강에 큰 영향을 미칠 수 있음을 이해한다면, 우리는 알레르기라는 불편한 불청객으로부터 스스로를 더 잘 보호할 수 있을 것입니다.

국가독성과학연구소[AI에게 물어봐] 일상 속 독성 과학과 관련된 궁금한 이야기

생명과학
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[zero 톡-③] 이번 여름이 가장 시원한 여름일 수도... 여름 기온, 어디까지 올라가는 거예요?↗ 전세계가 탄소중립 외쳐도 온실가스가 줄지 않는 이유

기후 위기 극복을 위한 전 지구적 노력에도 불구하고 이산화탄소 배출량은 여전히 증가 추세를 보이고 있습니다. 이는 선진국과 신흥국 사이의 경제적 상황과 기술 격차에서 비롯된 문제입니다. 선진국은 기술 발전을 통해 온실가스 감축을 실천하고 있지만, 경제 성장이 시급한 신흥국들은 여전히 화석 연료에 크게 의존할 수밖에 없는 실정입니다. 결국 이산화탄소 배출 문제는 특정 국가의 노력만으로는 해결될 수 없으며, 전 지구적 차원의 자금 지원과 기술 협력 등의 조율이 필수적입니다. 기후 변화 대응이 어려운 근본적인 이유는 다양한 이해관계가 복잡하게 얽혀 있기 때문입니다. 온실가스 감축을 강력히 주장하는 집단과 경제 성장 및 당장의 생계를 위해 산업 육성을 우선시하는 집단 사이의 간극을 좁히는 일은 결코 쉽지 않습니다. 전 세계 80억 명의 인구가 참여하는 거대한 팀 프로젝트와 같은 이 문제는 각 국가의 경제적 배경과 삶의 방식이 다르기에 합의를 도출하는 과정에서 상당한 시간이 소요됩니다. 따라서 국제적인 플랫폼을 통해 신흥국의 탄소 저감을 돕는 실질적인 대책이 필요합니다. 많은 이들이 이산화탄소를 해로운 존재로만 여기지만, 사실 이는 생태계 유지에 필수적인 요소입니다. 식물의 광합성을 돕고 지구의 적정 온도를 유지하는 온실 효과의 핵심 역할을 수행하기 때문입니다. 만약 온실가스가 전혀 없다면 태양열이 머물지 못하고 우주로 방출되어 지구는 생명체가 살 수 없는 혹독한 추위에 직면하게 됩니다. 우리가 좋은 환경에서 지낼 수 있는 것은 이산화탄소 덕분이지만, 문제는 산업화 이후 그 양이 적정 수준을 넘어 지나치게 많아져 균형이 깨졌다는 점에 있습니다. 기후 변화는 단순히 기온 상승에 그치지 않고 우리가 익숙하게 여겨온 삶의 루틴을 파괴하고 있습니다. 사계절이 뚜렷했던 과거와 달리 봄과 가을이 짧아지고 갑작스러운 스콜성 호우가 빈번해지는 등 '뉴 노멀'이라 불리는 새로운 기후 기준이 정립되고 있습니다. 이는 일시적인 이상 현상이 아니라 지구가 누적된 온실가스로 인해 근본적으로 뜨거워진 상태로 변화했음을 의미합니다. 이제 우리는 과거의 기준이 아닌 변화된 환경에 맞는 새로운 시각과 대응 방식이 무엇보다 절실한 시점에 와 있습니다. 기후 위기를 늦추기 위해서는 개인의 주체적인 실천과 소비자로서의 영향력이 무엇보다 중요합니다. 에너지 소비를 줄이는 소소한 생활 습관의 변화는 물론, 환경적 가치를 중시하는 기업의 제품을 선택하는 '가치 소비'가 큰 변화를 이끄는 동력이 됩니다. 소비자가 지불하는 비용 자체가 일종의 투표권 행사와 같다는 점을 인지하고, 조금 더 비싸더라도 그린 프리미엄 제품을 지지하는 적극적인 자세가 필요합니다. 80억 명의 작은 노력이 하나둘씩 모여 기후 위기를 막는 거대한 파도를 만들어낼 수 있기 때문입니다.

국가녹색기술연구소

지구환경과학

피임약은 어떻게 뇌를 속이는가?

현재 한국 사회는 저출산으로 인한 인구 감소를 걱정하고 있지만, 과거에는 이와 정반대로 인구 폭발을 막기 위해 고심하던 시기가 있었습니다. 그 과정에서 도입된 경구피임약은 여성들에게 임신에 대한 주도적인 선택권을 부여하며 사회적으로 큰 반향을 일으켰습니다. 단순히 편리한 도구를 넘어 삶의 방식을 바꾼 이 알약에 대해, 많은 이들이 부작용이나 체내 작용 원리에 대한 막연한 불안감을 느끼기도 합니다. 하지만 피임약은 인위적인 독성 물질이 아니라, 우리 몸의 정교한 호르몬 시스템을 응용하여 배란을 자연스럽게 조절하는 과학의 결과물입니다. 여성의 월경 주기는 마치 지휘자와 연주자가 완벽한 호흡을 맞추는 오케스트라 공연과 같습니다. 뇌의 시상하부라는 지휘자가 신호를 보내면 뇌하수체는 여포자극호르몬과 황체형성호르몬이라는 악기를 통해 난소에 연주를 지시합니다. 이 신호를 받은 난소 속 여포들이 성장하며 에스트로겐을 분비하고, 이는 자궁내막을 두껍게 만들어 새로운 생명이 머물 자리를 준비하게 합니다. 이러한 과정은 여러 호르몬이 정해진 순서에 맞춰 등장하며 만들어내는 정교한 생명의 무대이며, 각 단계의 호르몬은 서로의 농도를 조절하며 완벽한 균형을 유지합니다. 공연의 클라이맥스는 황체형성호르몬이 급격히 분비되는 단계를 거쳐 난자가 배출되는 배란의 순간입니다. 배란이 끝난 후 여포는 황체로 변해 프로게스테론을 분비하며 자궁내막을 더욱 안정적인 상태로 유지합니다. 만약 이 시기에 수정이 이루어지지 않으면 황체는 퇴화하고 호르몬 농도가 급격히 낮아지면서 자궁내막이 탈락하는 월경이 시작됩니다. 이렇게 한 주기가 마무리되면 우리 몸은 다시 새로운 공연을 준비하기 위한 단계를 밟게 됩니다. 월경 주기는 호르몬 간의 유기적인 상호작용을 통해 매달 반복되는 자연스럽고도 신비로운 생리 현상입니다. 경구피임약은 이러한 호르몬 오케스트라의 연주를 잠시 멈추게 하는 역할을 합니다. 약을 통해 에스트로겐과 프로게스틴을 지속적으로 공급하면, 뇌는 이미 호르몬이 충분하다고 판단하여 추가적인 분비를 억제하는 '음성 되먹임' 상태가 됩니다. 이로 인해 여포는 성숙하지 못하고 배란도 일어나지 않게 됩니다. 또한 피임약은 자궁내막을 얇게 유지하여 수정란의 착상을 어렵게 만들고, 자궁경부 점액을 끈끈하게 만들어 정자의 이동을 방해하는 다중 방어 체계를 가동합니다. 즉, 외부 호르몬이 몸을 속여 배란이 필요 없는 상태로 유도하는 것입니다. 피임약의 도입은 단순히 임신 조절을 넘어 여성의 삶에 획기적인 변화를 가져왔습니다. 여성들은 스스로 가족 계획을 설계하며 사회 진출과 경제적 독립을 이룰 수 있는 권리를 갖게 되었고, 생리 불순이나 생리통 완화 같은 의학적 혜택도 누리게 되었습니다. 비록 인위적인 조절에 대한 윤리적 논란이 존재하기도 했지만, 피임약의 원리는 수유 중 배란이 억제되는 자연적인 현상과 본질적으로 유사합니다. 결국 경구피임약은 우리 몸이 잠시 '엄마가 된 척'하도록 조율하여, 여성이 자신의 삶을 더 주체적으로 설계할 수 있도록 돕는 현대 과학의 소중한 도구입니다.

과학플랫폼 SOAK

생명과학

헌옷수거함에 넣은 옷, 결국 어디로 갈까?

우리가 헌 옷 수거함에 무심히 넣는 옷들은 대부분 좋은 곳에 쓰일 것이라 기대하지만, 현실은 이와 많이 다릅니다. 국내에서 발생하는 폐섬유는 매년 80만 톤에 달하며, 다양한 소재가 복합적으로 섞여 있어 플라스틱처럼 단순하게 재활용하기가 매우 까다롭기 때문입니다. 결국 대부분의 옷은 소각되거나 매립되는데, 최근에는 환경 문제로 매립조차 어려워지며 갈 곳을 잃어가고 있습니다. 이를 자원으로 바꾸려는 시도가 꾸준히 있었음에도 불구하고, 섬유 특유의 취약한 화재 안전성 문제로 인해 상용화의 벽을 넘지 못했습니다. 기존의 코팅 방식으로는 겹겹이 쌓인 섬유 내부까지 방염 원료를 전달하기 어렵다는 결정적인 한계가 존재했습니다. 한국생산기술연구원은 이러한 한계를 극복하기 위해 세 가지 혁신적인 원천 기술을 개발했습니다. 우선 친환경 방염 원료를 섬유 가닥 깊숙한 곳까지 균일하게 도포하는 침투 기술을 통해 소재 자체의 방염 성능을 대폭 강화했습니다. 다음으로 열에 강한 특수 분체 성분을 폐섬유와 함께 초고압으로 압착하여, 화재 시에도 자재가 쉽게 무너지지 않는 물리적 강도와 내열성을 확보했습니다. 마지막으로 완성된 폐섬유 업사이클링 블록 외부를 특수 나노필름으로 밀봉하여 외부 불길과 산소의 유입을 원천 차단하는 이중 보호막을 형성했습니다. 이 기술들은 소방청의 엄격한 방염 기준을 통과하며 높은 신뢰성을 입증받았습니다. 화재 안전성을 확보한 폐섬유 업사이클링 블록은 이제 다양한 산업 분야로의 진출을 앞두고 있습니다. 높은 물리적 강도 덕분에 탁자나 수납장 같은 가구는 물론, 방음과 단열 기능이 필요한 내벽재나 천장재 등 인테리어 내장재 전반에 폭넓게 활용될 수 있습니다. 특히 이번 기술은 사물인터넷(IoT) 기반 자동 수거 시스템과 결합되어 버려지는 폐섬유를 안정적으로 확보하고 다시 자원화하는 효율적인 선순환 구조를 완성했습니다. 버려지던 쓰레기를 고부가가치 자원으로 재탄생시키는 이 기술은 환경 보호와 산업 발전을 동시에 달성하며 우리 사회가 지향해야 할 지속 가능한 미래의 청사진을 보여줍니다.

한국생산기술연구원🔬What if Technology

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[역사 속 화학사전] 코끼리를 살렸던 신소재

현대인의 일상은 플라스틱으로 가득 차 있지만, 이 놀라운 재료가 탄생한 지는 불과 160여 년밖에 되지 않았습니다. 19세기 중반 당구공의 재료인 상아를 구하기 위해 코끼리가 멸종 위기에 처하자, 이를 대체할 물질을 찾던 노력이 플라스틱 탄생의 시초가 되었습니다. 1907년 베이클랜드가 최초의 완전 합성 플라스틱인 베이클라이트를 개발하며 인류는 자연물에 의존하지 않는 대량 생산 시대를 열었습니다. 가열과 성형이 자유로운 이 소재는 전기와 자동차 산업의 폭발적인 성장을 이끌며 현대 사회의 근간을 마련했습니다. 한국화학연구원은 플라스틱으로 인한 생태계 파괴를 막기 위해 바닷속에서 분해되면서도 강도가 높은 소재나 미세 플라스틱 걱정이 없는 해양 생분해성 마이크로비즈를 개발하고 있습니다. 특히 폐플라스틱을 단순히 재사용하는 차원을 넘어, 낮은 온도에서 화학적으로 분해해 순수한 원료 단계로 되돌리는 기술은 자원 순환의 혁신을 보여줍니다. 이러한 노력은 플라스틱이 자연과 공존하며 인류에게 지속적인 편의를 제공할 수 있는 새로운 길을 열어주고 있습니다. 플라스틱의 진화는 이제 AI와 반도체, 로봇 등 첨단 산업을 이끄는 핵심 소재로 그 영역을 넓히고 있습니다. 독성 용매 대신 물을 사용하는 친환경 공정으로 제작된 고성능 폴리이미드는 차세대 반도체의 절연 보호 소재로 주목받고 있으며, 빛에 반응하여 스스로 움직이는 액정 탄성체 기반의 인공근육은 전선 없는 로봇 시대를 현실로 만들고 있습니다. 이처럼 지능형 플라스틱으로 거듭난 소재는 단순한 포장재의 역할을 넘어 인류의 미래 기술을 움직이는 핵심 동력이 될 것입니다.

한국화학연구원

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공학·기술

2026 Korea Institute of Machinery & Materials PR Film

1976년부터 시작된 한국의 기계 산업은 지난 50여 년간 끊임없는 혁신을 통해 눈부신 성장을 이루어 왔습니다. 한국기계연구원(KIMM)은 이러한 기술적 도약의 중심에서 독보적인 기계 기술을 통해 세상을 움직이는 원동력을 제공해 왔습니다. 단순한 기계 제작을 넘어 미래 가치를 창출하는 이들의 노력은 국가 경쟁력의 근간이 되었으며, 이제는 세계적인 수준의 표준을 제시하며 새로운 기계 혁신의 시대를 선도하고 있습니다. 한국의 미래를 만들어가는 이 여정은 멈추지 않고 계속될 것입니다. 현대의 로봇 기술은 지능과 시각, 촉각을 두루 갖추며 단순 노동을 넘어 인간과 깊이 상호작용하는 단계에 진입했습니다. 특히 인간이 접근하기 어려운 위험한 극한 환경에서 기계는 스스로 판단하고 능동적으로 반응하는 지능형 자율 시스템을 통해 소중한 인간의 역할을 대신하고 있습니다. AI 에이전트는 복잡한 변수를 학습하여 최적의 솔루션을 지속적으로 제공하며, 산업 현장뿐만 아니라 일상적인 공간에서도 인간과 안전하게 공존하는 풍요로운 미래를 실현하는 중입니다. 초정밀 가공 및 제조 분야에서도 혁신적인 변화가 일어나고 있습니다. 나노 스케일 에칭 기술부터 고성능 칩을 완성하는 첨단 패키징에 이르기까지, 반도체와 배터리 산업의 핵심 기술은 더욱 정교해지고 있습니다. 또한 유연 디스플레이 전사 기술과 현실을 가상에 완벽하게 동기화하는 디지털 트윈은 제조 방식의 근본적인 틀을 바꾸고 있습니다. 생체 조직 제작 기술까지 더해지며 기계 공학은 생명 과학의 영역으로까지 그 지평을 넓히고 있습니다. 기후 위기 대응을 위한 친환경 에너지 기술 역시 기계 산업의 중요한 축입니다. 무탄소 가스터빈 기술은 발전소를 탄소 배출 제로 시설로 탈바꿈시켜 진정한 탄소 중립 시대를 앞당기고 있습니다. 수소와 LNG의 안정적인 공급을 가능케 하는 극저온 기술과 재생 에너지를 효율적으로 활용하는 열펌프 시스템은 산업계의 에너지 전환을 가속화합니다. 바다 위를 항해하는 선박과 도심을 달리는 차량 또한 오염 물질 배출을 줄여 우리가 숨 쉬는 환경을 보다 깨끗하게 가꾸어 나가고 있습니다. 미래의 기계 기술은 인간의 의도를 읽고 따뜻한 감성을 전달하는 방향으로 진화하고 있습니다. 근육의 신호를 감지해 자유롭게 움직이는 로봇 의족·의수와 같은 기술은 사람들의 삶을 더욱 포용적으로 만듭니다. 아울러 감염병이나 식품 안전과 같은 위협에 즉각 대응할 수 있는 현장 감지 시스템은 우리 사회의 안전망을 견고히 구축합니다. 성공이라는 결과에 안주하기보다 가능성과 과정의 가치를 믿는 연구자들의 열정은 'K-Machine'이라는 이름으로 전 세계에 기술적 감동을 전할 것입니다.

한국기계연구원

생명과학
지구환경과학
융합
공학·기술

[KRISS 보물] 3화 대한민국 시간 표준의 시작, 세슘원자시계 'KRISS-1'

우리는 일상 속에서 스마트폰과 시계를 통해 흐르는 시간을 너무나 당연하게 받아들입니다. 하지만 대한민국이 스스로의 시간을 갖게 된 것은 그리 오래된 일이 아닙니다. 과거 자격루와 앙부일구로 시간 주권을 세웠던 역사가 있었으나, 근대화 과정에서 그 주권은 흔들렸습니다. 1970년대까지만 해도 우리나라는 독자적으로 정확한 시간을 생성할 기술이 없어 일본의 표준 주파수 전파에 의존해야 했습니다. 이러한 상황에서 한 나라의 고유한 시간 표준이 없다는 사실에 문제의식을 느낀 연구자들의 노력으로 1978년 처음으로 원자시계를 도입하며 대한민국 시간 표준의 심장이 박동하기 시작했습니다. 미국에서 수입한 원자시계로 세계협정시와 동기화하는 데 성공했지만, 상용 시계를 단순히 사 오는 것만으로는 완벽한 기술 독립이라 할 수 없었습니다. 진정한 기술 주권을 확보하기 위해서는 우리 힘으로 원자시계를 직접 제작하고 관리하며, 오차를 교정할 수 있는 원천 기술이 필요했습니다. 선진국들은 이미 완성된 시스템을 도입할 것을 권유했으나, 한국표준과학연구원은 먼 미래를 내다보고 독자적인 1차 주파수 표준기 개발이라는 험난한 길을 선택했습니다. 남의 기술에 의존하는 한 문제가 생겨도 스스로 해결할 수 없다는 판단 아래, 늦더라도 우리만의 시계를 만들겠다는 결연한 의지를 다진 것입니다. 독자적인 원자시계 개발은 기반이 전혀 없는 불모지에서 시작된 도전이었습니다. 1980년대 당시 연구원의 인프라는 매우 열악하여 기술을 구현할 장비조차 마땅치 않았습니다. 하지만 연구진은 일본과 미국을 오가며 기술 확보에 매진했습니다. 일본의 코가 박사로부터 핵심 부품인 세슘을 기증받고, 미국 국립표준기술연구소에서 광펌핑 방식의 첨단 기술을 직접 익히며 연구에 속도를 냈습니다. 낮에는 미국에서 배우고 밤에는 한국에서 실험 결과를 확인하는 치열한 과정을 통해 일본의 노하우와 미국의 첨단 기술, 그리고 한국 연구진의 끈질긴 집념이 하나로 뭉쳐 개발의 기틀을 마련했습니다. 20년이라는 긴 사투 끝에 2008년, 마침내 대한민국 독자 원자시계인 KRISS-1이 탄생했습니다. 이 시계는 100조분의 1초라는 경이로운 불확도를 자랑하며, 약 300만 년 동안 단 1초의 오차도 허용하지 않는 세계 최고 수준의 정확도를 입증했습니다. 결국 국제도량형국에 등록되어 세계에서 일곱 번째로 국제원자시 생성에 기여하는 1차 주파수 표준기로 당당히 인정받았습니다. 이는 단순한 기계 개발을 넘어 대한민국의 시간 주권을 완벽하게 확립한 역사적 쾌거였습니다. 우리 기술로 만든 시간이 전 세계의 기준이 되는 일원이 된 것입니다. 정확한 시간은 오늘날 GPS, 통신, 금융, 우주 산업 등 첨단 기술 전반을 지탱하는 핵심 인프라입니다. 위성 신호의 미세한 시간 오차가 지상에서는 수백 미터의 위치 오류를 발생시킬 수 있기에, 1초의 오차를 줄이는 일은 국가의 안보 및 산업 경쟁력과 직결됩니다. KRISS-1에서 시작된 도전은 현재 20억 년에 1초 오차를 갖는 이터븀 광시계로 이어지며 대한민국을 세계 5위권의 시간 강국으로 끌어올렸습니다. 이제 우리나라는 2030년대 예정된 ‘초의 재정의’ 시대를 선도하는 리더로서, 짧은 1초 속에 담긴 꺾이지 않는 집념을 세계 무대에서 증명해 나가고 있습니다.

한국표준과학연구원KRISS보물

물리학
공학·기술

[카오스 짧강] 2026 카오스 콘서트 예습하기: 음악과 인공지능의 만남_PART 3

서양 조성 음악에서 멜로디와 화성은 떼려야 뗄 수 없는 깊은 관계를 맺고 있습니다. 멜로디를 흥얼거리는 것은 누구나 할 수 있지만, 그에 어울리는 화성을 정교하게 구성하는 작업은 전문적인 훈련이 필요한 영역입니다. 인공지능은 멜로디와 화성이 함께 기록된 대량의 악보 데이터를 학습하여 이들 사이의 복잡한 상관관계를 파악합니다. 이를 통해 단순히 반복적인 화성을 생성하는 기존 알고리즘의 한계를 넘어, 창작자가 실제로 사용하는 유연하고 자연스러운 화성 진행을 제안할 수 있습니다. 음악 창작이 악보를 만드는 단계라면, 이를 소리로 구현하는 연주는 그다음 단계의 핵심입니다. 녹음 기술이 없던 시대 거장들의 연주를 직접 들을 수는 없지만, 현대의 인공지능은 거장들의 오디오 데이터를 분석해 그들의 연주 스타일을 재현하려는 시도를 이어가고 있습니다. 이는 단순한 기계적 재생을 넘어, 악보라는 뼈대에 연주자의 개성과 감성이라는 살을 붙이는 과정입니다. 특수 장치가 설치된 피아노를 통해 수집된 정밀한 데이터는 인공지능이 인간의 섬세한 터치를 학습하는 기반이 됩니다. 인공지능이 생성한 연주는 이제 인간의 귀로도 쉽게 구별하기 힘든 수준에 도달했습니다. 쇼팽의 곡을 활용한 실험에서 많은 사람들은 인공지능의 연주를 실제 피아니스트의 연주로 착각하곤 합니다. 이는 기계와 인간을 구별하지 못하는 상태를 의미하는 ‘음악적 튜링 테스트’가 성공적으로 실현되고 있음을 보여줍니다. 악보의 음표들을 기계적으로 나열하는 미디(MIDI) 신호와 달리, 인공지능은 연주 데이터에 담긴 미묘한 강약과 박자의 변화를 모사하여 음악에 생동감을 불어넣는 수준에 이르렀습니다. 목소리를 구현하는 가창 합성 기술은 일상에서 흔히 접하는 음성 합성보다 한 단계 높은 기술력을 요구합니다. 단순히 문자열을 음성으로 변환하는 내비게이션의 안내 음성과 달리, 노래는 가사뿐만 아니라 멜로디라는 추가적인 정보가 필수적입니다. 정확한 음정과 표현력, 그리고 가사가 완벽한 조화를 이루어야만 비로소 가창이라고 부를 수 있기 때문입니다. 인공지능은 입력된 악보 정보와 가사를 결합하여 인간이 노래를 부르는 복잡한 메커니즘을 디지털 신호로 정교하게 재구성해냅니다. 가창 합성 기술의 가장 놀라운 점은 학습 데이터에 포함되지 않은 새로운 곡도 특정인의 목소리로 불러낼 수 있다는 사실입니다. 훈련된 인공지능은 가수의 고유한 음색과 창법을 유지한 채, 이전에 한 번도 불러본 적 없는 멜로디와 가사를 자연스럽게 소화해냅니다. 이러한 기술은 창작자들에게 무한한 가능성을 열어줍니다. 앞으로 인공지능은 단순한 도구를 넘어, 연주자의 개성을 보존하고 창작의 경계를 확장하며 음악 생태계를 더욱 풍성하게 만드는 파트너로서 자리매김할 것입니다.

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융합

[카오스 짧강] 2026 카오스 콘서트 예습하기: 음악과 인공지능의 만남_PART 1

우리가 인식하는 광활한 우주와 외부 세계는 사실 우리의 뇌가 감각 기관을 통해 받아들인 정보를 해석한 결과물입니다. 그중에서도 청각은 다른 감각과 달리 사회적 상호작용을 위한 목소리라는 중요한 요소를 다루기에 특별한 가치를 지닙니다. 인간은 소통을 통해 협력하고 생존해 왔으며, 이 과정에서 타인의 목소리를 구별하고 이해하는 능력은 뇌의 핵심적인 기능으로 자리 잡았습니다. 이러한 청각적 정보 처리는 단순한 소리 인지를 넘어 인간관계의 근간을 이루는 중요한 토대가 됩니다. 인류의 역사에서 목소리만큼이나 중요한 소리는 바로 음악입니다. 전 세계의 수많은 민족과 부족을 살펴보면, 언어의 형태는 달라도 음악이 존재하지 않는 문화권은 찾아보기 어렵습니다. 심지어 문명과 단절되어 색채나 숫자에 대한 개념조차 희박한 피라항 부족조차도 독특한 형태의 음악을 향유하고 있습니다. 학자들은 음악을 언어의 진화 과정에서 나타난 부산물로 보기도 하지만, 음악이 인간의 감정과 삶에 깊숙이 관여하며 인류와 함께해 온 필수적인 예술이라는 점에는 이견이 없습니다. 현대 사회에 들어서며 음악은 디지털 기술을 통해 그 어느 때보다 방대한 양으로 우리 곁에 머물고 있습니다. 하지만 선택지가 너무 많아질 때 오히려 결정을 내리기 어려워지는 ‘선택의 역설’이 음악 감상 환경에서도 나타나고 있습니다. 수천만 곡이 넘는 스트리밍 서비스에서 개인의 취향에 맞는 곡을 일일이 찾아 듣는 것은 불가능에 가깝습니다. 이를 해결하기 위해 등장한 인공지능 추천 시스템은 방대한 데이터 속에서 사용자가 좋아할 만한 곡을 선별하여 제공함으로써 새로운 음악적 경험을 돕습니다. 기존의 추천 방식인 협업 필터링은 대중적인 인기도를 반영하기 때문에 유명한 아티스트의 곡만 반복적으로 제안되는 한계가 있었습니다. 이를 극복하기 위해 인공지능이 음악의 오디오 신호를 직접 분석하여 멜로디와 리듬, 음색 등의 특징을 추출하는 내용 기반 추천이 주목받고 있습니다. 이 방식은 인지도가 낮은 인디 아티스트의 음악이라도 음악적 유사성만 있다면 사용자에게 연결해 줍니다. 이는 음악 시장의 다양성을 확보하고 소외된 ‘긴 꼬리’ 영역의 아티스트들이 대중과 만날 기회를 넓혀줍니다. 인공지능의 음악적 소양은 단순히 곡을 분류하는 수준을 넘어 인간의 상황과 문맥을 이해하는 단계로 발전하고 있습니다. 라디오 사연처럼 구체적인 텍스트 데이터를 분석하여 그 속에 담긴 감정과 상황에 어울리는 곡을 추천하는 연구가 대표적입니다. 예를 들어 결혼을 앞둔 사연에서 청혼의 분위기를 읽어내고 적절한 축가를 제안하는 식입니다. 이러한 기술은 인공지능이 인간의 삶과 정서를 깊이 있게 파악하여, 우리가 처한 다양한 순간마다 가장 완벽한 배경음악을 선사해 줄 수 있음을 시사합니다.

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뇌인지과학
융합

[카오스 짧강] 2026 카오스 콘서트 예습하기: 음악과 인공지능의 만남_PART 2

인공지능은 이제 인간의 복잡한 감정과 문맥을 이해하여 음악을 추천하는 수준에 이르렀습니다. 헤어진 연인의 사연을 분석해 그 마음을 달래줄 수 있는 최적의 선곡을 제안하는 것이 대표적인 사례입니다. 이는 단순히 장르를 분류하는 것을 넘어, 사용자가 쓴 일기 속의 감정까지 읽어내어 매일의 일상에 어울리는 선율을 제공하는 맞춤형 서비스로 진화하고 있습니다. 이러한 기술은 음악이 단순한 청취를 넘어 정서적 교감의 도구가 될 수 있음을 보여줍니다. 베토벤 사후 250주년을 맞아 시도된 베토벤 10번 교향곡 완성 프로젝트는 인공지능의 창작 가능성을 시험하는 중요한 이정표가 되었습니다. 작곡가와 인공지능 전문가들이 협력하여 베토벤 10번 교향곡을 복원하려는 이 야심 찬 시도는 기계가 거장의 예술적 영혼을 어디까지 재현할 수 있을지에 대한 질문을 던집니다. 비록 외부 상황으로 연기되기도 했으나, 이러한 시도는 인공지능이 과거의 위대한 유산을 현대적으로 재해석하고 창조적으로 계승하는 데 기여할 수 있음을 입증하고 있습니다. 시각 예술과 청각 예술은 창작물이 수용자에게 전달되는 방식에서 뚜렷한 차이를 보입니다. 회화나 조각이 작가의 손길이 닿은 결과물을 직접 마주하는 방식이라면, 음악은 대부분 ‘악보’라는 중간 단계를 거칩니다. 악보는 음악의 뼈대를 이루는 체계적이고 구체적인 부호이지만, 그 자체만으로는 일반 대중에게 완전한 감동을 전하기 어렵습니다. 결국 음악은 이 부호화된 기록이 실제 소리로 구현되는 연주의 과정을 통해 비로소 생명력을 얻게 되는 이층적인 구조를 지닙니다. 같은 악보라 할지라도 연주자의 해석과 기법에 따라 감상자가 느끼는 감동의 깊이는 천차만별입니다. 정교한 미디(MIDI) 데이터보다 전문 연주자의 연주가 더 큰 울림을 주는 이유는 그 속에 담긴 독창적인 해석 때문입니다. 또한 피아노곡을 마림바나 전자기타로 연주하는 것처럼, 음악은 2차 창작(연주)을 통해 끊임없이 변주될 수 있는 유연성을 가집니다. 이러한 다양성은 음악이 가진 고유한 매력이자, 인공지능이 단순한 기술적 재현을 넘어 인간의 예술성을 학습해야 하는 이유이기도 합니다. 소니의 딥바흐(DeepBach)나 구글의 마젠타(Magenta)는 음악과 언어의 공통된 규칙성을 기반으로 놀라운 성과를 내고 있습니다. 음악과 문자는 모두 기호화된 부호를 사용하며 특정한 체계와 규칙을 따른다는 공통점이 있기에, 글쓰기 인공지능 알고리즘이 음악 작곡에도 훌륭하게 적용됩니다. 룩셈부르크의 에이바(AIVA)처럼 정식 작곡가로 등록되어 실제 수익을 창출하는 사례도 늘고 있습니다. 이처럼 인공지능은 이제 보조적인 도구를 넘어 창작의 주체로서 우리 삶 속에 깊숙이 자리 잡고 있습니다.

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융합

[카오스 짧강] 2026 카오스 콘서트 예습하기: 음악과 인공지능의 만남_PART 4

인공지능이 K-팝의 영역으로 발을 넓히며 새로운 창작의 가능성을 열고 있습니다. '뉴럴 K-팝티스트'라고 명명된 이 기술은 가창을 생성하는 생성자와 그 결과물을 평가하는 판별자가 서로 경쟁하며 학습하는 적대적 신경망 모델을 기반으로 합니다. 특히 사람의 발성 구조를 분석하여 고유한 음색과 가창 스타일을 독립적으로 분리해내는 것이 핵심입니다. 이러한 구조 덕분에 적은 양의 데이터만으로도 특정 가수의 목소리를 완벽하게 재현하며 고품질의 가창 신호를 생성할 수 있게 되었습니다. 이 기술은 우리가 그리워하는 과거의 목소리를 현재로 소환하는 마법을 부리기도 합니다. 이미 세상을 떠난 가수의 목소리를 복원하여 그가 부른 적 없는 현대의 곡을 노래하게 하거나, 다른 가수의 곡을 전혀 새로운 느낌으로 재해석하는 것이 가능해졌습니다. 더 나아가 인공지능 가수 모델은 언어의 장벽도 허물고 있습니다. 모국어가 아닌 외국어 데이터가 부족하더라도 학습된 기저 모델을 활용하면 한국어, 영어, 일본어 등 다양한 언어로 정확하게 발음하며 노래하는 가창 모델을 구축할 수 있습니다. 음악과 춤은 떼려야 뗄 수 없는 불가분의 관계에 있으며, 인공지능은 이 둘 사이의 정교한 연결 고리를 파악하는 데에도 활용됩니다. 전문가들이 창작한 안무 데이터를 기반으로 음악의 특징과 동작 간의 상관관계를 학습하는 알고리즘이 개발되었습니다. 수많은 K-팝 댄스 동영상에서 인물의 골격 정보만을 추출하여 복잡한 환경 요인을 배제하고 순수한 동작 데이터에 집중합니다. 이를 통해 새로운 음악이 주어졌을 때 그 리듬과 비트에 최적화된 안무를 자동으로 생성해내는 수준에 이르렀습니다. 인공지능이 생성한 안무는 예술적 영역이기에 정량적인 수치로 평가하기 어렵지만, 실제 사용자들을 대상으로 한 정성 평가에서 원곡 안무에 버금가는 높은 호응을 얻고 있습니다. 특히 음악의 핵심 요소인 비트와 리듬에 맞춰 동작이 유기적으로 변화하는 과정은 실제 안무가의 창작물과 비교해도 손색이 없을 만큼 자연스럽습니다. 실제로 이러한 알고리즘을 활용해 제작된 댄스 콘텐츠는 온라인상에서 긍정적인 반응을 이끌어내며, 인공지능이 창작의 도구로서 충분한 잠재력을 갖추고 있음을 증명하고 있습니다. 인공지능 기술의 발전이 예술가들의 설 자리를 빼앗을 것이라는 우려도 있지만, 본질적으로 인공지능은 인간의 창의성을 돕는 보조적인 역할을 수행합니다. 단순하고 반복적인 작업이나 고된 연산 과정을 인공지능이 대신 처리함으로써, 창작자는 본연의 창의적인 가치에 더욱 몰두할 수 있게 됩니다. 결국 인공지능은 예술 창작의 진입 장벽을 낮추어 누구나 자신의 창의성을 발휘할 수 있는 풍성한 음악 생태계를 만드는 데 기여할 것이며, 인간과 기술이 공존하는 새로운 예술의 시대를 열어갈 것입니다.

카오스재단카오스 짧강(짧은 강연)

융합

눈 움직임으로 확인하는 경도인지장애 초기 신호_요즘 한의LAB

일상생활 중 갑자기 단어가 생각나지 않거나 물건을 둔 곳을 잊어버리는 건망증이 잦아지면 혹시 치매는 아닐까 걱정하게 됩니다. 이는 정상적인 노화 과정과 치매의 중간 단계인 '경도인지장애'일 가능성이 있기 때문입니다. 경도인지장애는 일상생활에는 큰 지장이 없지만 인지 기능 저하가 뚜렷하게 관찰되는 상태로, 알츠하이머병으로 진행될 위험이 높아 조기 발견이 무엇보다 중요합니다. 최근 한국한의학연구원에서는 우리 몸의 건강 상태를 반영하는 '눈'을 통해 이러한 초기 신호를 포착할 수 있다는 흥미로운 연구 결과를 발표하며 주목받고 있습니다. 기존의 인지 기능 검사는 뇌에서 일어나는 미세한 신경학적 변화를 완벽하게 포착하는 데 한계가 있었습니다. 이를 극복하기 위해 연구팀은 안구 움직임이 뇌 구조와 긴밀하게 연결되어 있다는 점에 주목했습니다. 대규모로 진행된 이번 연구는 728명의 노인을 대상으로 안구 추적 데이터와 뇌 MRI 영상 자료를 정밀하게 대조했습니다. 이를 통해 안구 움직임과 동공의 변화가 경도인지장애를 진단하는 새로운 생체 지표가 될 수 있음을 입증하며, 비침습적 인지 저하 진단 기술의 새로운 지평을 열었습니다. 연구팀은 참가자들에게 화면의 표적을 바라보거나 반대 방향을 보는 과제를 수행하게 하며 안구 움직임을 측정했습니다. 이를 대뇌피질 두께와 같은 뇌 구조 정보와 비교했을 때, 특정 뇌 부위의 변화가 안구 지표에 직접적인 영향을 미친다는 사실이 드러났습니다. 특히 기억을 담당하는 내측 측두엽과 주의 조절에 관여하는 상연변회 영역에서 뚜렷한 상관관계가 확인되었습니다. 이는 뇌의 신경망 손상이 시각적 제어 시스템의 변화로 직결된다는 것을 의미하며, 환자의 현재 인지 상태를 확인하는 강력한 과학적 단서가 됩니다. 정상적인 인지 상태에서는 대뇌피질이 건강할수록 안구 움직임이 일정하고 안정적으로 유지됩니다. 하지만 경도인지장애 단계에 접어들어 뇌 구조에 변화가 생기면 시각적 자극에 대한 반응이 불규칙해지거나 평소보다 과도한 반응이 나타나기도 합니다. 이러한 변화는 뇌가 시각 정보를 처리하고 행동을 조절하는 시스템에 이상이 생겼음을 시사합니다. 따라서 안구 추적 기술을 활용하면 육안으로는 확인하기 어려운 뇌의 미세한 기능적 변화를 객관적인 수치로 파악할 수 있으며, 이는 치매로의 진행을 막는 핵심적인 보조 지표가 됩니다. 안구 추적 검사는 몸에 무리를 주지 않으면서도 간편하게 측정할 수 있다는 점에서 미래 가치가 매우 큽니다. 비록 현재는 기존 인지 검사를 보완하는 보조적 수단으로 활용되지만, 향후 인공지능 안경이나 웨어러블 기기와 결합한다면 일상 속에서 실시간으로 뇌 건강을 관리하는 시대를 열 수 있을 것입니다. 전통적인 지혜를 현대 과학으로 증명해 나가는 이러한 연구 성과들은 치매 예방의 새로운 패러다임을 제시하며, 고령화 사회에서 건강한 노후를 지키는 든든한 기술적 기반이 될 것으로 기대됩니다.

한국한의학연구원

뇌인지과학
융합
공학·기술

[과학다방] 모다리부터 유도 블랙벨트까지, 애정을 채워주는 사랑의 배터리 이야기│ 과학 기술, 다(多) 알게 되는 방, 과학다방 4편

과학자들의 연구실 밖 삶은 의외로 소소하고 따뜻한 이야기들로 가득합니다. 고된 박사 과정 시절 위로가 되어준 가수의 굿즈나, 운동을 통해 소중한 인연을 만난 유도 띠와 같은 애장품들은 이들이 연구에 몰두할 수 있게 해주는 정서적 버팀목이 됩니다. 젊은 시절 세상을 오직 연구실이라는 좁은 시야로만 바라보며 개인적인 취미조차 가지기 힘들었던 열정의 시간들이 있었기에, 지금의 작은 취미와 소지품들이 주는 행복은 더욱 특별하게 다가옵니다. 이러한 인간적인 면모는 딱딱하게만 느껴지는 과학 기술 이면에 숨겨진 연구자들의 진정성을 잘 보여줍니다. 학술 대회에서 자신이 개발한 물질이 언급되고 다른 연구자들의 아이디어에 영감이 되었다는 사실을 확인하는 순간은 과학자에게 큰 보람을 줍니다. 오랜 시간 공들인 논문이 학계에서 유의미하게 활용되고 있다는 피드백은 자존감을 높여줄 뿐만 아니라, 긴 연구 과정에서 마주하는 고립감을 극복하게 하는 강력한 에너지가 됩니다. 사회에 기여하고 있다는 확신은 단순히 지식을 탐구하는 단계를 넘어, 더 가치 있는 연구를 지속할 수 있게 만드는 실질적인 동력이 되어줍니다. 이러한 성취감은 연구실을 지키는 과학자들에게 무엇과도 바꿀 수 없는 큰 자산이 됩니다. 차세대 배터리의 발전은 하늘을 나는 자동차와 같은 미래 모빌리티의 실현을 앞당기고 있습니다. 특히 리튬 황 전지와 같은 신기술은 높은 에너지 밀도를 유지하면서도 무게가 매우 가벼워, 드론이나 비행체에 적용하기에 최적의 조건을 갖추고 있습니다. 현재의 액체 전해질이 추운 날씨에서 점도가 높아져 효율이 떨어지는 한계를 극복하기 위해, 전 세계 연구자들은 영하의 극저온에서도 원활하게 작동하는 전해액 개발에 박차를 가하고 있습니다. 무게와 출력의 한계를 넘어서는 이러한 기술적 진보는 우리가 상상하던 미래의 모빌리티를 현실로 바꾸어 놓을 것입니다. 배터리 안전에 대한 관심이 높아지는 가운데, 일상에서의 올바른 사용 습관은 무엇보다 중요합니다. 배터리 관리 시스템(BMS)이 내부 온도를 관리하지만, 사용자가 밀폐된 공간에서의 충전을 피하고 충전 중 기기 사용을 자제하는 행동은 실질적인 화재 예방 효과를 가져옵니다. 또한 기기 규격에 맞는 정품 충전 단자를 사용하는 사소한 습관이 전지의 수명과 안정성을 결정짓는 핵심적인 요소가 됩니다. 연구자들의 끊임없는 화재 원인 분석과 안전 가이드라인 제시는 사용자들이 더 안심하고 전자기기를 사용할 수 있는 환경을 조성하는 밑거름이 됩니다. 연구자들에게 배터리는 새로운 분야에 대한 끊임없는 '도전'이자, 다양한 기술적 요소들이 어우러진 '맛집'과 같습니다. 고분자 연구에서 배터리 분야로 영역을 넓히며 새로운 가능성을 모색하는 과정은 그 자체로 치열한 탐구의 여정입니다. 고출력, 장수명, 안전성, 그리고 경량화라는 네 가지 핵심 목표를 모두 달성하여 궁극의 성능을 내는 배터리를 개발하려는 이들의 목표는 단순한 기술 진보를 넘어 인류의 편리한 삶을 향해 있습니다. 과학자들의 집요한 열정과 탐구 정신은 배터리가 단순한 에너지 저장 장치를 넘어 미래 산업의 핵심 인프라로 확고히 자리 잡게 할 것입니다.

국가과학기술연구회

화학
융합
공학·기술

캐패시터 없는 DRAM, DRAM의 한계를 넘다-플렉시블전자소자연구실 남수지 책임연구원

현재 반도체 산업은 기존 실리콘 기반 기술의 물리적 한계를 극복하기 위해 산화물 및 칼코게나이드와 같은 혁신적인 신소재 개발에 집중하고 있습니다. 특히 기존의 DRAM은 정보를 저장하기 위해 전하를 모아두는 커패시터라는 구조가 필수적이었으나, 반도체가 미세화될수록 이를 공정상 구현하기가 매우 까다로워지고 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 바로 커패시터 없이도 데이터를 저장할 수 있는 '커패시터리스 DRAM' 기술입니다. 이 기술은 구조적 단순함을 통해 공정 비용을 절감하면서도 고집적화가 가능하다는 강력한 장점을 지니고 있습니다. 산화물 반도체는 이미 우리 주변의 스마트폰이나 TV 디스플레이 기술로 널리 쓰이고 있는 성숙한 소재입니다. 이 소재의 가장 큰 특징은 높은 전자 이동도를 갖추면서도 전하가 빠져나가는 누설 전류가 매우 낮다는 점입니다. 연구진은 이러한 특성에 주목하여 메모리 소자에 적용함으로써 전력 소모를 획기적으로 줄이고 효율성을 높이는 데 성공했습니다. 이는 디스플레이 분야에서 축적된 원천 기술을 차세대 반도체 영역으로 성공적으로 확장한 사례로서, 기존 메모리 반도체의 설계 패러다임을 바꿀 중요한 전환점이 될 것으로 평가받고 있습니다. 이 새로운 반도체 기술은 저전력이 필수적인 모바일 기기와 AI 반도체 분야에서 가장 먼저 두각을 나타낼 것으로 보입니다. 특히 실시간으로 방대한 데이터를 처리해야 하는 자율주행 자동차나 로봇 시스템에서 전력 소비를 최소화하며 효율성을 극대화할 수 있습니다. 장기적으로는 초고집적 메모리가 요구되는 AI 서버와 차세대 컴퓨팅 환경까지 그 활용 범위가 무궁무진합니다. 앞으로는 메모리를 넘어 로직 소자까지 연구를 확대하고 새로운 소재와의 결합을 통해 3차원 집적 기술을 개발함으로써, 대한민국이 전 세계 차세대 반도체 시장을 선도하는 핵심 동력이 될 것으로 기대됩니다.

한국전자통신연구원

융합
공학·기술

이딴게...분화구? 세계 최대급 화산의 진실을 직접 확인했습니다.

미국 옐로스톤 국립공원은 세계 최초의 국립공원이자 수많은 야생동물의 보고로 잘 알려져 있습니다. 하지만 이곳의 진정한 정체성은 지구상에서 가장 거대한 화산 중 하나라는 점에 있습니다. 1960년대 지질학자 밥 크리스티안센은 이곳에서 거대한 폭발의 흔적인 칼데라를 찾으려 애썼지만, 지상에서는 그 형체를 발견할 수 없었습니다. 이후 NASA의 고공 촬영 사진을 통해서야 비로소 그 실체가 드러났는데, 칼데라가 너무 거대하여 인간의 눈으로는 지형 전체를 한 번에 인지할 수 없었던 것입니다. 옐로스톤 칼데라는 약 48km에서 72km에 달하는 규모로, 우리가 딛고 서 있는 땅 전체가 거대한 분화구였음을 시사합니다. 옐로스톤에서 발생했던 과거의 폭발 규모는 현대의 화산 재해와 비교할 때 상상을 초월합니다. 1980년 미국 전역을 뒤흔든 세인트 헬렌스 화산 폭발 당시 분출된 화산재는 남한 면적의 절반을 덮을 정도였으나, 옐로스톤의 과거 분화는 이보다 수백 배에서 수천 배 더 강력했습니다. 약 210만 년 전의 허클베리 리지 분화는 세인트 헬렌스 폭발의 2,500배에 달하는 분출물을 쏟아낸 것으로 추정됩니다. 이러한 거대한 에너지는 옐로스톤 하부의 맨틀 플룸, 즉 열점에서 기인합니다. 특히 옐로스톤은 해양판이 아닌 대륙판 아래에서 작동하는 드문 열점 시스템으로, 그 뜨거운 열기가 지표면의 다양한 지형을 만들어내고 있습니다. 살아있는 화산의 증거는 공원 곳곳에 펼쳐진 독특한 열수 현상에서 확인할 수 있습니다. 온천, 간헐천, 머드팟, 분기공 등으로 구분되는 이 지형들은 지하 마그마가 지표 근처의 물과 상호작용하며 나타나는 결과물입니다. 그중 그랜드 프리즈매틱 스프링은 압도적인 크기와 화려한 색상으로 유명한데, 이는 온도에 따라 서식하는 미생물들이 자외선으로부터 자신을 보호하기 위해 내뿜는 색소 때문입니다. 특히 이곳의 호열성 세균 연구는 현대 분자 생물학 기술인 PCR 개발에 결정적인 기여를 하기도 했습니다. 이처럼 옐로스톤은 단순한 관광지를 넘어 과학적으로도 인류에게 거대한 유산을 남기고 있는 살아있는 실험실입니다. 옐로스톤의 또 다른 명물인 간헐천은 지하 배관 구조의 병목 현상으로 인해 압력이 쌓여 물기둥을 뿜어내는 현상입니다. '올드 페이스풀'처럼 규칙적으로 분출하는 곳이 있는가 하면, '스팀보트 가이저'처럼 30층 건물 높이까지 물을 뿜어내는 세계 최대 규모의 간헐천도 존재합니다. 반면 물이 부족한 환경에서는 황화수소 가스가 암석을 녹여 진흙탕을 만드는 머드팟이 형성되기도 합니다. 드래곤즈 마우스 스프링처럼 굉음을 내며 증기를 토해내는 지형이나 설퍼 콜드런처럼 강한 산성을 띠는 장소들은 옐로스톤이 정지된 풍경이 아니라 지금 이 순간에도 역동적으로 변화하고 있음을 보여주는 생생한 증거들입니다. 많은 이들이 옐로스톤의 초거대 분화 주기가 임박했다는 가설에 공포를 느끼기도 하지만, 과학계의 시각은 다릅니다. 화산은 정해진 알람처럼 폭발하지 않으며, 과거 세 차례의 대분화 데이터만으로 평균 주기를 산출하는 것은 표본이 너무 적어 과학적 근거가 부족합니다. 현재 옐로스톤 화산 관측소는 지진계와 GPS 등을 동원해 24시간 감시 체제를 유지하고 있으며, 가까운 미래에 재앙적인 폭발이 일어날 징후는 발견되지 않았습니다. 옐로스톤은 막연한 두려움의 대상이 아니라, 지구 내부의 거대한 에너지가 살아 움직이는 과정을 보여주는 경이로운 창입니다. 우리는 이곳을 통해 지구가 얼마나 역동적인 행성인지 이해할 수 있습니다.

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생명과학
지구환경과학

지구 안에 왜 또 다른 천체가 있을까?

약 46억 년 전, 태양계가 막 형성되던 시기의 원시 지구는 현재의 푸른 모습과는 전혀 다른 거대한 용암 덩어리였습니다. 흥미로운 사실은 지구가 처음부터 혼자 태어난 것이 아니라는 점입니다. 과학자들은 당시 지구 곁에 ‘테이아’라는 이름의 형제 행성이 존재했을 가능성을 제기합니다. 화성 크기 정도의 이 원시 행성은 지구와 같은 궤도를 돌며 우주를 떠돌고 있었고, 이들의 운명적인 만남은 지구의 역사를 완전히 바꾸어 놓는 계기가 되었습니다. 약 45억 년 전, 지구와 테이아는 결국 피할 수 없는 거대한 충돌을 일으켰습니다. 상상조차 하기 힘든 엄청난 규모의 에너지가 발생하며 테이아는 지구를 정면으로 들이받았고, 그 충격으로 지구의 표면은 순식간에 녹아내렸습니다. 이때 우주 공간으로 엄청난 양의 파편이 튕겨 나갔으며, 이 물질들은 시간이 지나며 중력에 의해 서로 뭉치기 시작했습니다. 이 극적인 과정이 오늘날 우리가 밤하늘에서 마주하는 달을 탄생시킨 결정적인 원동력이 되었습니다. 달의 기원을 규명하기 위해 19세기부터 다양한 가설들이 등장하며 과학계의 뜨거운 논쟁을 불러일으켰습니다. 지구가 빠르게 회전하여 일부가 떨어져 나갔다는 분리설이나, 외부 천체가 지구 중력에 붙잡혔다는 포획설 등이 대표적입니다. 하지만 분리설은 지구가 그 정도로 빠르게 회전했다는 증거가 부족했고, 포획설은 달의 성분이 지구의 맨틀과 지나치게 유사하다는 점을 설명하지 못했습니다. 이러한 한계들은 기존 가설들을 뒤엎는 새로운 이론의 등장을 예고했습니다. 1975년 윌리엄 하트만과 도널드 데이비스가 제안한 거대 충돌설은 현재 가장 유력한 가설로 인정받고 있습니다. 아폴로 우주인이 가져온 달의 암석을 분석한 결과, 지구와 달의 산소 동위원소 비율이 거의 동일하며 휘발성 원소가 매우 적다는 사실이 드러났습니다. 이는 충돌 시 발생한 고열로 인해 원소들이 소실되었음을 시사합니다. 또한 테이아의 핵이 지구와 융합되면서 달에는 상대적으로 작은 크기의 핵만이 남게 되었다는 점도 거대 충돌설을 뒷받침하는 강력한 증거입니다. 최근의 연구는 테이아의 흔적이 여전히 우리 발밑 깊숙한 곳에 남아있을 가능성을 시사하고 있습니다. 지구 맨틀 하부에서 발견된 거대한 이질적 암석층이 테이아의 잔해일 수 있다는 주장은 현대 과학이 밝혀낸 놀라운 발견 중 하나입니다. 만약 45억 년 전의 그 충격적인 대충돌이 없었다면, 지구는 지금과 같은 자전축과 환경을 갖추지 못했을 것입니다. 결국 인류를 포함한 모든 생명체는 테이아라는 형제 행성이 남긴 유산 속에서 살아가고 있는 셈입니다.

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지구환경과학
천문학

옐로우스톤의 이 분화구.. 모두 속았다. 잘못 알려진 옐로우스톤

미국 대륙을 관통하여 솟아오른 거대한 마그마 방의 심장부, 옐로스톤 국립공원은 단순한 자연공원을 넘어선 지구의 역동적인 숨결을 간직한 곳입니다. 솔트레이크시티를 거쳐 진입한 이곳은 한 번의 폭발만으로도 전 지구적 재앙을 초래할 수 있는 초거대 화산 지대입니다. 변화무쌍한 기상 조건 속에서 만난 그리즐리 곰과 같은 야생 동물들은 이곳이 인간의 영역이 아닌 거대한 자연의 섭리가 지배하는 땅임을 실감하게 합니다. 공원 전체가 거대한 분화구라는 사실은 방문객들에게 경이로움과 동시에 자연에 대한 경외심을 불러일으킵니다. 광활한 바다처럼 펼쳐진 옐로스톤 호수는 그 자체로 거대한 칼데라의 일부일 가능성을 내포하고 있습니다. 호수 주변에서 발견된 지의류는 균류와 조류의 공생체로서 수백 년의 세월을 견디며 바위를 분해해 영양분을 얻는 강인한 생명력을 보여줍니다. 또한, 곳곳에서 뿜어져 나오는 황화수소 가스는 이곳이 여전히 살아 움직이는 화산임을 증명합니다. 흔히 유황 냄새라 불리는 이 독특한 악취는 지하 깊은 곳에서 일어나는 화학적 작용의 결과물이며, 공원 전체가 거대한 지열 시스템의 교과서임을 상기시켜 줍니다. 옐로스톤의 백미인 간헐천은 열과 물, 그리고 단단한 지하 암석이라는 세 가지 조건이 완벽하게 맞물려 탄생합니다. 지하 깊은 곳의 과열수가 압력밥솥의 원리처럼 지표면의 물에 눌려 에너지를 응축하다가, 한계치를 넘어서는 순간 폭발적으로 수증기를 내뿜는 과정은 그야말로 장관입니다. 이 지열 활동은 온천, 분기공, 진흙 화산 등 다양한 형태로 나타나며, 특히 머드 팟에서는 미생물이 황화수소를 먹고 황산을 배출하여 암석을 녹이는 경이로운 광경을 목격할 수 있습니다. 이는 지구가 끊임없이 변화하고 있음을 보여주는 생생한 증거입니다. 무지갯빛으로 빛나는 그랜드 프리즈매틱 스프링은 옐로스톤의 상징과도 같은 장소입니다. 중심부의 푸른색은 물 분자가 파란빛을 산란시켜 나타나며, 가장자리의 화려한 노란색과 붉은색은 고온에서도 생존하는 호열성 미생물들이 자외선으로부터 DNA를 보호하기 위해 내뿜는 카로티노이드 색소 때문입니다. 이 미생물들은 단순히 군집을 이루는 것에 그치지 않고, 상부와 하부가 에너지를 주고받는 하나의 완벽한 숲과 같은 생태계를 형성합니다. 극한의 환경에서도 생명이 꽃피울 수 있음을 보여주는 이 신비로운 광경은 과학적 호기심을 자극합니다. 옐로스톤의 뜨거운 온천에서 발견된 '테르무스 아쿠아티쿠스'라는 미생물은 인류 과학사에 혁명적인 변화를 가져왔습니다. 70도가 넘는 고온에서 버젓이 살아가는 이 균의 특수한 단백질 구조는 DNA를 복제하는 PCR 기술의 자동화를 가능하게 했습니다. 덕분에 현대 의학의 핵심인 코로나19 검사, 범죄 수사의 DNA 분석, 그리고 인류의 유전자를 해독한 인간 게놈 프로젝트가 현실이 될 수 있었습니다. 평범한 물웅덩이처럼 보였던 극한의 환경이 인류의 생존과 발전을 돕는 결정적인 열쇠가 된 셈입니다. 옐로스톤은 우리에게 자연의 신비와 과학의 위대함을 동시에 전해줍니다.

지식인미나니체험 (과학)삶의 현장

화학
생명과학
지구환경과학

콘센트 없는 우주에서 전기는 어떻게 만들까? with SOD

우주 공간은 우리 상상 이상으로 가혹하고 위험한 환경입니다. 영화 ‘아폴로 13호’에서 묘사된 실제 사례처럼, 예상치 못한 사고로 전력 시스템이 붕괴되는 상황은 우주비행사의 생존과 직결되는 절체절명의 위기를 초래합니다. 지구와 달리 우주에는 전기를 충전할 콘센트가 없으며, 강한 방사선과 극심한 온도 변화가 끊임없이 기계 장치를 위협합니다. 이러한 극한의 조건에서 외부의 도움 없이 수십 년 동안 안정적으로 작동할 수 있는 독립형 전력 기술을 확보하는 것은 현대 우주 과학이 해결해야 할 가장 핵심적인 과제 중 하나입니다. 한국전기연구원은 이러한 우주 환경의 한계를 극복하기 위해 차세대 전력 반도체 소재인 실리콘 카바이드(SiC) 연구에 박차를 가하고 있습니다. 실리콘 카바이드(SiC)는 기존의 실리콘 소재와 비교했을 때 밴드갭이 훨씬 넓어 고온이나 고전압 같은 가혹한 환경에서도 뛰어난 물리적 안정성을 유지합니다. 또한 열전도율이 매우 높아 소자 내부에서 발생하는 열을 효과적으로 관리할 수 있으며, 지상 모사 시험을 통해 방사선 내성이 일반 반도체보다 월등히 높다는 사실이 증명되었습니다. 이는 우주 탐사 장비의 수명과 신뢰성을 획기적으로 높이는 기반이 됩니다. 실리콘 카바이드(SiC) 기술과 더불어 미래 에너지원으로 주목받는 것이 바로 베타전지입니다. 일반적인 배터리가 화학적 반응을 이용해 에너지를 저장하고 소모하는 구조라면, 베타전지는 방사성 동위원소의 자연적인 붕괴 과정에서 나오는 에너지를 직접 활용합니다. 방사성 동위원소의 반감기에 따라 전지의 수명이 결정되므로, 설계 방식에 따라 별도의 충전 과정 없이도 50년 이상 지속적으로 전력을 생산하는 것이 가능합니다. 비록 당장 큰 전력을 내기는 어렵지만, 한 번 설치하면 교체가 불가능한 곳에서 장기간 안정적인 전원이 필요한 특수 목적용으로는 최적의 대안으로 꼽힙니다. 베타전지의 진정한 가치는 반도체 기술 특유의 장점인 집적화를 통해 극대화될 수 있습니다. 한국전기연구원은 실리콘 카바이드(SiC) 소자를 활용한 베타전지 시제품을 제작하여 실제 LED 불빛을 밝히는 데 성공하며 기술적 가능성을 입증했습니다. 반도체 웨이퍼 위에 방사성 동위원소를 결합하는 방식은 향후 시스템 온 칩(SoC) 형태의 구현을 가능하게 하여, 소자 스스로 전원을 공급하며 반영구적으로 구동되는 혁신적인 설계를 가능케 합니다. 이러한 연구 결과들은 고온과 저온을 오가는 극한 환경에서도 성능 저하 없이 전력을 관리할 수 있는 새로운 길을 열어주고 있습니다. 이 혁신적인 전력 기술은 우주 탐사의 영역을 넘어 우리 삶의 다양한 극한 분야로 확장될 잠재력을 지니고 있습니다. 사람의 손길이 닿기 힘든 깊은 바닷속 심해 장비나, 인체 내부에 삽입되어 장기간 작동해야 하는 의료용 칩(BCI) 등이 대표적인 활용 사례입니다. 특히 대한민국은 세계 최고 수준의 반도체 공정 능력과 탄탄한 원자력 산업 기반을 동시에 갖추고 있어 베타전지 기술의 상용화에 매우 유리한 고지에 서 있습니다. 연구실의 작은 성과가 미래 인류의 탐사 지평을 넓히고 새로운 산업 생태계를 창출하는 든든한 동력이 될 것으로 기대됩니다.

한국전기연구원KERI 연구·시험성과

천문학
융합
공학·기술

스튜디오가 뒤집혔다?! 무기가 강해질 수밖에 없는 뜻밖의 이유 | 심심할 땐 과학 시즌7 EP.02

밀리터리에 대한 관심은 단순한 호기심을 넘어 과학적 탐구로 이어지곤 합니다. 어린 시절 프라모델을 조립하며 탱크의 활약상을 읽던 경험은 자연스럽게 그 무기가 어떤 원리로 작동하는지 궁금해하게 만듭니다. 흥미로운 점은 물리학의 역사와 무기 체계의 발전이 매우 밀접하게 얽혀 있다는 사실입니다. 인류 과학사의 이정표인 뉴턴의 ‘프린키피아’나 갈릴레오의 ‘대화’를 살펴보면, 대포의 탄도학이 중요한 주제로 다루어지고 있음을 알 수 있습니다. 이처럼 무기는 단순한 파괴의 도구를 넘어, 당대 과학자들이 자연의 법칙을 증명하고 정교하게 설명하려 했던 노력의 산물이기도 합니다. 과거의 대포가 단순히 포탄을 멀리 보내는 포물선 운동에 집중했다면, 현대의 무기는 더욱 파괴적이고 정교한 형태로 진화했습니다. 19세기 초반 작렬탄의 등장은 전장의 양상을 완전히 바꾸어 놓았습니다. 우리 역사 속에서도 임진왜란 당시 활약한 비격진천뢰는 원시적이지만 매우 지혜로운 시한신관 기술이 녹아든 작렬탄의 효시라 할 수 있습니다. 쇳덩어리 내부에 화약과 파편을 채우고 도화선의 길이를 조절해 적진 한복판에서 정확히 터지게 설계된 이 무기는, 현대의 정교한 시한폭탄과 그 궤를 같이하며 조상들의 뛰어난 과학적 역량을 보여줍니다. 오늘날의 미사일 기술은 GPS와 다양한 유도 장치를 장착하여 ‘일격필중’의 정밀도를 자랑합니다. 내비게이션 기술이 미사일에 접목되면서 궤도를 스스로 조절해 목표물을 타격하는 시대가 열린 것입니다. 특히 마하의 속도로 낙하하는 탄도 미사일을 요격하기 위한 기술도 함께 발전했습니다. ‘천궁’과 같은 요격 미사일은 고도의 컴퓨터 연산을 통해 적의 낙하 지점을 미리 계산하고, 자체 레이더로 정밀 조정을 거쳐 목표물을 맞춥니다. 이러한 기술력은 단순히 공격을 위한 것이 아니라, 적의 위협으로부터 영토를 방어하는 핵심적인 수단이 됩니다. 투명 망토와 같은 은폐 기술인 스텔스는 전파를 분산시켜 적의 레이더망을 피하는 원리를 이용합니다. 하지만 이에 대항하는 AESA 레이더 기술은 수천 개의 소자를 통해 사방에서 오는 신호를 동시에 분석하며 스텔스기를 찾아냅니다. 현대전은 이처럼 보이지 않는 곳에서 전파를 주고받는 전자전의 양상을 띠고 있으며, 기술의 우위가 곧 전장의 주도권으로 이어집니다. 무기의 발전은 더 이상 파괴력의 크기만이 아니라, 상대를 얼마나 더 정확하게 탐지하고 먼저 대응하느냐는 정교함의 싸움으로 변모하고 있습니다. 무기 체계의 정점에는 핵무기가 존재합니다. 중성자가 원자핵과 충돌하며 발생하는 거대한 힘은 인류에게 강력한 에너지원이자 동시에 공멸의 공포를 안겨주었습니다. 상호 확증 파괴(MAD)라는 개념 아래, 핵무기는 역설적으로 전쟁을 억제하는 수단으로 작용하기도 합니다. 특히 바닷속 은밀한 위치에서 미사일을 발사할 수 있는 핵잠수함은 상대에게 치명적인 반격 능력을 상기시켜 전쟁 발발을 막는 최후의 보루가 됩니다. 과학의 정점이 무기가 된 시대에 우리는 평화를 지키기 위한 기술의 무게를 다시금 생각하게 됩니다.

국립과천과학관과학예능😆

물리학
화학
융합

[zero 톡- ②] 기후기술의 딜레마⚖️ 기술만 개발해서는 안된다? 탄소중립이 어려운 진짜 이유

기후위기에 대응하기 위한 기술 개발은 전 세계적인 화두이지만, 실제 우리 삶에서 이를 체감하기는 쉽지 않습니다. 이는 기후기술의 역사가 상대적으로 짧아 기술 성숙도가 아직 낮기 때문입니다. 실험실에서 개발된 기술이 상업화 단계를 거쳐 실생활에 녹아들기까지는 상당한 시간이 필요합니다. 하지만 기후변화의 속도가 매우 빠르기 때문에, 연구 현장에서는 기술 개발과 실전 적용을 동시에 가속화해야 하는 막중한 임무를 수행하고 있습니다. 이러한 기술적 장벽을 극복하는 것이 현재 과학계의 가장 큰 당면 과제라 할 수 있습니다. 기술적 완성도뿐만 아니라 법과 제도의 뒷받침도 필수적인 과제입니다. 혁신적인 기술이 등장하더라도 이를 수용할 수 있는 규제 완화나 인센티브 체계가 마련되지 않으면 확산에 한계가 있습니다. 특히 기후위기 대응은 수많은 이해관계자가 얽혀 있어 정책적인 합의를 도출하는 과정이 매우 복잡하고 시간이 오래 걸립니다. 결국 기후위기 해결을 위해서는 기술적 진보와 사회적 제도 정비가 유기적으로 맞물려 돌아가야 합니다. 이를 위해 전 세계 많은 국가가 다양한 법안과 정책을 쏟아내며 최적의 합의점을 찾기 위해 노력하고 있습니다. 국가 온실가스 감축 목표(NDC)는 기후위기 대응을 위한 국가 차원의 약속입니다. 2015년 파리 협정 이후 각국은 자발적으로 감축 목표를 설정하고 이를 국제 사회에 공표하고 있습니다. 다만 NDC는 국제법적인 구속력이 약하다는 한계가 있어 각 국가의 자발적인 실천 의지에 의존하는 경향이 큽니다. 현재 국제 사회는 이러한 실행력의 공백을 메우기 위해 유엔기후변화협약(UNFCCC)을 중심으로 실질적인 이행을 독려하는 다양한 협력 메커니즘을 지속적으로 논의하고 있습니다. 우리나라도 국제 사회의 흐름에 발맞춰 목표 달성을 위해 적극적인 행보를 보이고 있습니다. 기후위기를 극복하기 위한 구체적인 방법으로 신재생에너지의 활용이 강조되고 있습니다. 이는 수소나 핵융합을 포함하는 신에너지와 태양광, 풍력, 바이오매스 등을 아우르는 재생에너지를 구분됩니다. 화석연료는 특정 지역에 매장되어 있어 막대한 탐사 비용이 발생하지만, 재생에너지는 자원의 종류가 다를 뿐 자연으로부터 무한히 얻을 수 있다는 강점이 있습니다. 이러한 자원적 특징은 기존의 중앙집중식 생산 방식을 탈피하는 데 큰 도움을 줍니다. 우리나라도 지형적 특성에 맞는 자원 확보를 위해 연구를 진행 중입니다. 기후기술은 단순히 에너지 생산에 그치지 않고 세 가지 복합적인 방향으로 진화하고 있습니다. 우선 에너지의 절대적인 사용량 자체를 절감하는 효율화 기술이 있으며, 기존 화석연료 기반의 에너지원을 신재생에너지로 대체하는 기술이 핵심을 이룹니다. 마지막으로 제조 공정에서 온실가스 배출이 적은 원료나 물질로 대체하여 탄소 발자국을 줄이는 포괄적인 솔루션들이 연구되고 있습니다. 이러한 다양한 기술적 시도들이 종합적으로 현장에 적용될 때 비로소 인류는 기후위기라는 거대한 파도를 넘어서 지속 가능한 미래를 맞이할 수 있을 것입니다.

국가녹색기술연구소

지구환경과학
융합
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자동차는 신호등, 배는 등대... 기차는 무엇을 보고 달릴까? 철도 신호기의 모든 것

철도에서 신호는 열차가 멈춰야 할지 혹은 지정된 지점을 통과해야 할지를 지시하며, 안전한 운행 조건을 제시하는 핵심적인 체계입니다. 철도 기술 분야는 크게 전력, 정보통신, 신호제어로 나뉘는데, 각 분야의 전문가들은 입사부터 퇴직까지 자신의 전공 분야에서 고도의 전문성을 쌓게 됩니다. 특히 신호제어는 열차의 충돌을 방지하고 원활한 흐름을 유지하는 중추적인 역할을 담당합니다. 철도 도입 초기에는 나무 판을 이용해 시각적인 신호를 보내는 완목식 신호기를 사용하여 기관사에게 선로의 상태와 운행 가능 여부를 명확하게 전달했습니다. 우리나라 철도 초기부터 사용된 완목식 신호기는 팔을 뜻하는 '완'과 나무를 뜻하는 '목'이 합쳐진 이름으로, 나무 판의 각도를 조절해 정보를 표시했습니다. 판이 45도 각도로 내려가 있으면 진행을 의미하고, 수평 상태가 되면 정지를 뜻하는 방식이었습니다. 주간에는 형태만으로도 충분히 식별이 가능했지만, 야간에는 시야 확보를 위해 석유를 연료로 하는 유등을 함께 사용했습니다. 장치의 움직임에 따라 전면에 배치된 파란색이나 빨간색 유리 필터가 바뀌면서 밤중에도 기관사가 신호를 멀리서 확인하고 안전하게 열차를 제어할 수 있도록 도왔습니다. 기술의 진보에 따라 인력에 의존하던 신호 체계는 전기를 이용한 자동화 시스템으로 발전했습니다. 초기에는 하나의 전등 내부에서 색유리가 교체되는 단등형 신호기가 사용되었으나, 현대에 이르러서는 여러 개의 등이 각각의 신호를 표시하는 다등형 신호기가 표준이 되었습니다. 다등형 신호기는 정지와 진행뿐만 아니라 경계, 주의, 감속 등 더욱 세분화된 운행 조건을 제공합니다. 이러한 발전은 단순히 조작 방식의 변화를 넘어, 전압과 로직을 통해 열차의 속도를 정밀하게 제어하고 운행 효율성을 극대화하는 전기식 통제 시스템의 구축을 가능하게 했습니다. 신호와 선로의 개통 방향이 유기적으로 연결되는 진로 구성은 현대 철도 안전의 핵심입니다. 특정 신호가 나타나기 위해서는 선로전환기가 안전한 방향으로 정렬되어야 하며, 이를 위반할 경우 ATS나 ATP 같은 자동 장치가 개입하여 열차를 강제로 정지시킵니다. 또한 레일에 전기를 흘려 열차의 위치를 실시간으로 감지하는 궤도회로 기술이 도입되면서 관제의 패러다임이 바뀌었습니다. 과거에는 이름표를 이용해 열차 위치를 수동으로 표시했지만, 이제는 모니터상의 궤도회로를 통해 열차의 모든 움직임을 실시간으로 파악하고 원격으로 제어할 수 있게 되었습니다. 신호와 혼동하기 쉬운 개념으로 '전호'가 있는데, 이는 기계적인 지시가 아니라 사람과 사람 사이의 의사소통을 뜻합니다. 신호가 열차 전체에 대한 운행 조건을 부여하는 것이라면, 전호는 작업자들이 열차를 연결하거나 분리할 때 서로 주고받는 구체적인 약속입니다. 우리나라는 1899년 철도 도입 당시부터 이미 체계적인 신호 시스템을 갖추고 있었으며, 이는 세계 철도 역사와 궤를 같이하는 선진적인 기술이었습니다. 비록 완목식 신호기는 이제 박물관에서나 볼 수 있는 유물이 되었지만, 그 속에 담긴 안전의 원리는 오늘날의 첨단 디지털 신호 체계 속에서도 변함없이 이어지고 있습니다.

한국철도기술연구원

공학·기술

[카오스 짧강] 2026 카오스 콘서트 예습하기: 헬로 딥러닝: 직관적이고 명확하게 딥러닝을 이해하기_PART 2

인공지능 기술의 정점이라 불리는 알파고나 테슬라의 자율주행 엔진, 그리고 병원에서 활용되는 암 판별기의 내부는 의외로 단순한 원리로 구성되어 있습니다. 이들은 모두 입력된 데이터를 숫자로 변환한 뒤, 복잡한 수식 대신 곱셈과 덧셈이라는 기초적인 연산을 반복하여 최종적인 결과를 도출합니다. 자율주행차는 카메라 영상을 숫자로 인식해 가속이나 제동을 결정하고, 바둑 인공지능은 판 위를 숫자로 읽어 최적의 수를 찾아냅니다. 이처럼 현대 문명을 바꾸고 있는 고도화된 기술들의 핵심은 결국 입력값에 따른 산술 연산의 나열에 불과하다는 사실이 매우 흥미롭습니다. 인공신경망 학습의 대표적인 방식인 지도 학습은 사람이 기계에게 직접 정답을 가르쳐주는 과정이라고 할 수 있습니다. 예를 들어 특정 배경색 위에서 흰색 글씨와 검은색 글씨 중 어느 것이 더 잘 보이는지 사람이 직접 선택하면, 기계는 이를 바탕으로 정답 데이터셋을 구축하게 됩니다. 여기서 배경색은 입력값인 X가 되고, 사람이 선택한 더 잘 보이는 글씨색은 출력값인 Y가 되어 하나의 정답 쌍을 이룹니다. 마치 아이에게 사진을 보여주며 이름이 무엇인지 알려주는 것과 같은 원리이며, 이러한 양질의 데이터를 충분히 확보하는 것이 기계 학습의 가장 필수적인 전제 조건이 됩니다. 전통적 프로그래밍과 딥러닝의 가장 결정적인 차이점은 알고리즘 내의 핵심 수치인 가중치를 누가 결정하느냐에 있습니다. 과거에는 생물학적 연구 결과 등을 토대로 사람이 직접 RGB 값에 특정 숫자를 곱해 회색조로 변환하는 등의 세부적인 규칙을 코드로 작성했습니다. 즉, 문제 해결을 위한 논리 구조를 인간이 직접 설계한 셈입니다. 반면 딥러닝은 인공신경망 내부의 수많은 가중치 값을 기계가 스스로 찾아내도록 유도합니다. 사람이 일일이 계산 규칙을 정의하지 않아도, 기계는 반복적인 학습을 통해 어떤 수치를 적용해야 최선의 결과를 낼 수 있는지 스스로 터득하며 인간의 역할을 보완합니다. 인공신경망의 구조를 자세히 들여다보면 수많은 레이어와 노드가 복잡한 그물망처럼 얽혀 있는 것을 볼 수 있습니다. 기계 내부에서는 입력된 정보가 각 레이어를 거치고, 그 안에 포함된 노드를 지나며, 다시 각 노드에 연결된 수많은 연결선의 가중치와 계산되는 삼중 루프 구조의 연산이 수행됩니다. 이 과정의 핵심은 각각의 연결선에 부여된 가중치입니다. 알파고의 경우 수천만 개에서 수억 개의 가중치를 가지고 있으며, 기계는 학습을 반복할 때마다 이 숫자들을 미세하게 조정합니다. 인간이 이 방대한 숫자들의 개별적인 의미를 전부 파악할 수는 없지만, 결과적으로 기계는 정교한 판단을 내리게 됩니다. 딥러닝의 놀라운 점은 아주 적은 양의 정답 데이터만으로도 전체 영역에 대한 정확한 판단이 가능하다는 일반화 능력에 있습니다. 예를 들어 1,600만 가지가 넘는 전체 색상 중 단 20~30개에 대한 정답만 알려주었음에도 불구하고, 인공신경망은 학습하지 않은 나머지 수많은 색상에 대해서도 적절한 글씨색을 정확히 판별해냅니다. 이러한 원리는 의료 분야의 암 판별이나 사물 인식 기술에도 동일하게 적용됩니다. 수천 장의 사진을 학습한 인공지능이 한 번도 본 적 없는 환자의 영상에서 병변을 찾아내는 것처럼, 기계는 데이터의 파편 속에서 보편적인 규칙을 스스로 찾아내며 인간의 한계를 뛰어넘고 있습니다.

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[카오스 짧강] 2026 카오스 콘서트 예습하기: 헬로 딥러닝: 직관적이고 명확하게 딥러닝을 이해하기_PART 3

딥러닝에서 데이터는 특정한 공간상의 좌표로 표현됩니다. 예를 들어 RGB 색상 값은 3차원 공간의 한 점이 되며, 인공지능은 우리가 제공한 정답 데이터를 바탕으로 이 공간을 어떻게 나눌지 결정합니다. 마치 케이크를 적절한 구역으로 쪼개는 것과 같은 이 과정은, 특정 색상 영역이 어떤 결과값에 해당하는지를 정의하는 함수를 찾아내는 일입니다. 이러한 영역 구분을 통해 인공지능은 학습하지 않은 주변 데이터에 대해서도 올바른 판단을 내릴 수 있는 기초를 마련하며, 복잡한 데이터를 분류하는 논리를 스스로 구축하게 됩니다. 인공지능이 소수의 정답 데이터만으로도 수많은 경우의 수를 맞출 수 있는 이유는 데이터의 분포 특성 때문입니다. '엄마'라는 음성이 사람마다 조금씩 다르더라도 일정한 범위 내에서 유사한 패턴을 보이는 것처럼, 자연계의 데이터는 무작위로 흩어져 있지 않고 서로 가깝게 모여 있습니다. 이러한 데이터의 근접성 덕분에 우리는 단 몇십 개의 표본만으로도 천만 개가 넘는 전체 색상이나 다양한 음성 데이터를 분류할 수 있는 인공신경망을 효율적으로 학습시킬 수 있으며, 이는 인공지능이 일반화된 능력을 갖추는 핵심적인 원동력이 됩니다. 인공신경망의 핵심인 가중치(W)를 찾는 과정은 의외로 매우 단순한 원리로 작동합니다. 처음에는 모든 가중치(W)가 무작위로 설정되지만, 입력값이 들어오고 결과값이 나오면 이를 실제 정답 데이터와 비교합니다. 결과값이 목표보다 크면 낮추고, 작으면 높이는 방향으로 수많은 가중치(W)를 미세하게 조정해 나갑니다. 비록 알파고와 같은 복잡한 시스템에서는 수천만 개의 가중치(W)가 존재하지만, 결과값과 정답 데이터 사이의 오차를 줄여나가는 이 단순하고 반복적인 과정이 학습의 본질을 이룹니다. 이 단순무식해 보이는 방식이 모여 거대한 지능을 형성한다는 점은 현대 과학의 가장 놀라운 부분 중 하나입니다. 이러한 학습 방식을 '경사 하강법'이라고 부르며, 수학적인 증명을 넘어 실제 환경에서 놀라운 성능을 발휘합니다. 특히 신기한 점은 학습에 사용된 소량의 정답 데이터뿐만 아니라, 한 번도 본 적 없는 방대한 외부 데이터에 대해서도 높은 정확도를 유지한다는 것입니다. 수많은 전문가조차 왜 이런 단순한 수치 조정만으로 인공지능이 고차원적인 지능을 갖게 되는지 완벽하게 설명하지 못하고 있습니다. 이는 단순한 수학적 계산의 반복이 인간의 전유물이라 여겨졌던 복잡한 판단과 추론을 가능케 함을 보여주는 신비로운 대목이라 할 수 있습니다. 결국 딥러닝이란 이러한 인공신경망의 규모를 엄청나게 키워 복잡한 문제를 해결하는 기술입니다. 2012년 인류 역사상 처음으로 개와 고양이를 완벽히 구분하기 시작한 이후, 인공지능은 이세돌을 이긴 알파고부터 정교한 번역기와 음성 인식기까지 그 영역을 혁신적으로 확장해 왔습니다. 우리가 마주하는 최첨단 인공지능의 내면은 결국 수많은 곱하기와 더하기, 그리고 수치들 사이의 대소 관계를 따지는 아주 기초적인 연산의 집합으로 이루어져 있습니다. 이 단순함이 층층이 쌓여 비로소 거대한 인공지능의 시대가 열리게 된 것입니다.

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[카오스 짧강] 2026 카오스 콘서트 예습하기: 헬로 딥러닝: 직관적이고 명확하게 딥러닝을 이해하기_PART 4

딥러닝은 자율주행이나 의료 진단처럼 거창한 분야뿐만 아니라 우리 주변의 소소한 일상에서도 큰 변화를 만들어내고 있습니다. 스마트폰 카메라로 휘어진 책장을 찍으면 이를 3D 곡면으로 예측해 평평하게 펴주는 기술이 대표적인 사례입니다. 또한, 11,172자에 달하는 방대한 한글 폰트를 제작할 때도 딥러닝이 활용됩니다. 디자이너가 수백 자 정도의 기본 글꼴만 완성하면 인공지능이 나머지 수만 개의 조합을 스스로 학습하여 생성해내는데, 이는 과거 수개월이 걸리던 작업을 획기적으로 단축하며 기술의 실용성을 증명하고 있습니다. 최근 인공지능의 발전 수준은 단순한 도구의 역할을 넘어 인간과 자연스럽게 소통하는 단계에 이르렀습니다. 초거대 언어 모델인 GPT-3와 같은 기술은 특정 상황을 설정해주면 맥락에 맞는 대화를 이어갈 뿐만 아니라, 때로는 인간을 놀라게 하는 재치 있는 응답을 내놓기도 합니다. 예를 들어 구직 면접 중인 식기세척기라는 가상의 설정을 부여했을 때, 거절의 의사에 대해 자신의 정체성과 관련된 농담 섞인 항의를 하는 식입니다. 이러한 결과는 인공지능이 복잡한 언어 구조 속에서 고도의 논리적 맥락을 파악하고 있음을 보여주는 흥미로운 지표가 됩니다. 딥러닝의 본질을 관통하는 핵심 단어는 바로 '패턴'입니다. 딥러닝은 수많은 화살표와 동그라미로 연결된 신경망 구조를 통해 숫자 데이터 속에서 일정한 규칙을 찾아내는 과정이라 할 수 있습니다. 컴퓨터는 오직 숫자만을 처리할 수 있지만, 인간의 언어나 시각 정보 역시 숫자로 변환될 수 있기에 자연계에 존재하는 방대한 패턴들을 학습하는 것이 가능해집니다. 물리학자들이 자연 현상이 수학적 원리와 깊게 연관되어 있음에 경탄하듯, 인공지능 역시 세상의 복잡한 현상들을 수식화된 패턴으로 이해하며 인간이 미처 발견하지 못한 새로운 질서를 포착해내고 있습니다. 인류 역사를 바꾼 위대한 발명품들은 대개 그 원리를 완벽히 이해하지 못한 상태에서 먼저 활용되었습니다. 나침반은 자기장의 개념이 정립되기 전부터 항해의 길잡이가 되었고, 화약 역시 산소나 탄소 같은 화학적 원리를 모르던 시절에 이미 전쟁과 건설의 양상을 바꾸어 놓았습니다. 1차 산업혁명을 이끈 증기 기관 또한 열역학 법칙이나 에너지 보존 법칙이 학술적으로 정의되기 훨씬 이전에 발명되어 세상을 혁신했습니다. 이는 기술의 정교한 이론적 배경을 모두 파악하지 못하더라도, 그 효용성을 바탕으로 사회 전반의 발전을 충분히 이끌어낼 수 있음을 시사합니다. 현재 우리는 인공지능이라는 거대한 변화의 물결 속에 살고 있습니다. 전문가들조차 딥러닝이나 인간의 지능에 대해 완벽한 해답을 내놓지 못하는 부분이 여전히 존재하지만, 인공지능이 세상을 근본적으로 바꾸고 있다는 사실만은 부정할 수 없습니다. 따라서 기술의 복잡함에 막연한 두려움을 갖기보다는, 과거의 혁신적 도구들이 그러했듯 인공지능을 새로운 시대의 나침반으로 삼아 적극적으로 탐구하고 활용하려는 자세가 필요합니다. 딥러닝에 대한 지속적인 관심과 학습은 앞으로 다가올 미래 사회를 이해하고 준비하는 가장 강력한 무기가 될 것입니다.

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[카오스 짧강] 2026 카오스 콘서트 예습하기: 헬로 딥러닝: 직관적이고 명확하게 딥러닝을 이해하기_PART 1

컴퓨터의 본질은 계산기이며 우리가 접하는 모든 정보는 내부적으로 숫자로 처리됩니다. 화면에 보이는 글자나 유튜브 영상, 음악까지도 결국 '디지털'이라는 숫자의 나열로 표현되는 것입니다. 하드웨어와 소프트웨어가 비약적으로 발전하면서 우리는 가상 현실까지 체험할 수 있게 되었지만, 이 모든 성과는 개발자가 한 줄씩 직접 입력한 '프로그래밍'의 결과물입니다. 윈도우와 같은 복잡한 소프트웨어는 1억 줄 이상의 코드로 이루어져 있으며, 이는 인간이 설계한 정교한 논리와 절차인 '알고리즘'을 바탕으로 구축된 거대한 시스템이라 할 수 있습니다. 인간은 수억 줄의 코드를 작성하며 정교한 프로그램을 만들어왔지만, 전통적인 프로그래밍 방식으로는 해결하기 어려운 문제들이 존재했습니다. 예를 들어 사진 속 동물이 고양이인지 개인지 판별하는 작업은 논리만으로 정의하기 매우 난해했습니다. '다리가 네 개'라는 특징을 정의하려 해도 세상에는 다리가 네 개인 동물이 너무 많고, 사진의 각도에 따라 다리가 보이지 않을 수도 있기 때문입니다. 두 살 아이에게는 쉬운 일이 컴퓨터에게는 불가능에 가까운 도전이었던 셈이며, 이는 사람이 일일이 논리를 설계하는 방식이 가진 명확한 한계를 보여줍니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 등장한 것이 바로 딥러닝이며, 그 중심에는 '인공신경망'이라는 구조가 자리 잡고 있습니다. 인공신경망은 복잡한 도형과 화살표가 얽힌 전통적인 플로우 차트와 달리, 동그란 노드들이 대칭적으로 연결된 매우 단순한 형태를 띱니다. 수많은 노드가 층을 이루어 서로 정보를 주고받는 이 구조는 외견상 프로그래밍보다 단순해 보일 수 있습니다. 하지만 이 단순한 연결 구조가 반복되고 겹겹이 쌓이면서, 인간이 논리적으로 설명하기 힘든 복잡한 데이터의 패턴을 스스로 찾아낼 수 있는 강력한 연산 능력을 갖게 됩니다. 인공신경망의 핵심 원리는 의외로 간단한 수학 연산인 곱하기와 더하기에 기반하고 있습니다. 각 노드는 이전 단계에서 전달된 입력값에 특정 '가중치'를 곱하고, 그 결괏값들을 모두 합산하는 과정을 거칩니다. 여기서 입력값은 고정된 데이터이지만 가중치는 딥러닝 학습 과정을 통해 컴퓨터가 스스로 최적의 값을 찾아내야 하는 핵심적인 숫자입니다. 이렇게 합산된 하나의 숫자는 다시 특정 함수를 통과하며 다음 노드로 전달될 준비를 마칩니다. 이러한 단순 반복 연산이 수없이 중첩되면서 인간의 뇌를 모사한 거대한 신경망이 작동하게 되는 것입니다. 마지막 단계에서 데이터의 흐름을 조절하는 장치가 바로 '활성화 함수'입니다. 가장 널리 쓰이는 형태 중 하나인 맥스(ReLU) 함수는 입력된 값이 0보다 크면 그대로 내보내고, 0보다 작으면 0을 출력하는 아주 단순한 규칙을 따릅니다. 이처럼 개별 노드의 연산은 중학교 수준의 수학으로 이해할 수 있을 만큼 명확하지만, 수만 개의 노드가 연결되어 학습을 시작하면 인간이 직접 코딩할 수 없었던 사물 인식이나 자율주행 같은 고차원적인 문제를 해결하기 시작합니다. 이것이 바로 딥러닝이 현대 인공지능 기술의 95% 이상을 차지하게 된 핵심 비결입니다.

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뇌인지과학
수학
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[KIMM TV] 산업 현장 맞춤형 친환경 열공급 시대 연다

산업 현장의 탄소 중립과 에너지 비용 절감은 현대 제조업이 마주한 핵심 과제입니다. 기존 산업 현장에서는 열에너지 공급을 위해 대부분 가스 보일러와 같은 화석 연료 기반의 설비에 의존해 왔습니다. 이러한 문제를 해결하고자 열설비 설계 플랫폼인 ‘아이탑(iTOP)’과 태양열 히트펌프 시스템인 ‘소프라테스(SOPRATES)’가 개발되었습니다. 이 시스템은 친환경 설비의 최적 설계를 가능하게 하며, 실제 산업 현장에서 1년이 넘는 기간 동안 실증 과정을 거쳐 충분한 경제성을 입증했습니다. 이는 단순히 환경을 보호하는 것을 넘어, 기업의 운영 효율을 극대화할 수 있는 새로운 대안으로 주목받고 있습니다. 설계 플랫폼 아이탑(iTOP)은 현존하는 모든 열설비를 대상으로 설계 프로세스를 진행할 수 있다는 독보적인 장점을 보유하고 있습니다. 연간 실성능 시뮬레이션을 통해 최적의 공정 설계(BFD)를 생성하며, 이산화탄소 감축량과 투자 회수 기간(DPP) 등 구체적인 경제성 분석 데이터를 제공합니다. 이와 함께 운용되는 소프라테스(SOPRATES)는 태양 집열기와 히트펌프를 통합하여 24시간 내내 60도 이상의 온열을 안정적으로 공급합니다. 특히 폐열이 발생하지 않는 환경에서도 히트펌프 기반의 열 공급을 원활하게 수행함으로써, 기존 기술의 한계를 극복하고 다양한 산업 공정에 유연하게 대응할 수 있는 혁신적인 솔루션을 제시합니다. 실제 적용 사례인 김포의 한 식품 공장에서는 가스 보일러를 소프라테스(SOPRATES)로 대체한 결과, 연간 약 200톤의 이산화탄소를 감축하는 성과를 거두었습니다. 열에너지 사용 비용 또한 기존 대비 56%나 절감되었으며, 투자 회수 기간(DPP)을 3년으로 단축하여 탁월한 경제적 가치를 증명했습니다. 연구팀은 이러한 성과를 바탕으로 2026년 하반기 창업을 목표로 준비 중이며, 향후 인공지능 기술을 접목해 플랫폼을 고도화할 계획입니다. 이는 다양한 산업 분야로 확대 적용되어 전 지구적인 탄소 중립 실현에 기여하고, 에너지 산업의 패러다임을 바꾸는 중요한 전환점이 될 것으로 기대됩니다.

한국기계연구원[KIMM TV]

지구환경과학
융합
공학·기술

[역사 속 화학사전] 실 한 올이 바꾼 문명의 역사

인류의 의복 역사는 추위와 수치심을 가리기 위한 동물의 가죽에서 시작되었습니다. 그러나 가죽은 무겁고 통기성이 나쁘며 냄새가 심하다는 명확한 한계가 있었기에, 인류는 점차 식물의 줄기에서 뽑아낸 리넨이나 목화의 면직물로 눈을 돌렸습니다. 이후 중국이 수백 년간 독점해 온 비단이 십자군 전쟁 등을 통해 유럽 전역으로 전파되며 의복 문화는 더욱 화려하게 꽃을 피웠습니다. 하지만 이러한 천연 섬유는 여전히 가격이 비싸고 종류가 한정적이어서 대다수 대중이 옷을 풍요롭게 즐기기에는 물리적인 제약이 매우 컸습니다. 1935년 미국의 화학자 윌리스 흄 캐로더스가 나일론을 발명하면서 의류 산업은 거대한 전환점을 맞이했습니다. 석탄과 물, 공기만을 원료로 탄생한 이 최초의 합성 섬유는 비단을 완벽하게 대체하며 출시 당일 400만 켤레의 스타킹이 팔리는 경이로운 기록을 세웠습니다. 이후 폴리에스터와 레이온 등 다양한 합성 소재들이 연달아 개발되었고, 공장에서의 대량 생산이 가능해짐에 따라 의복의 가격은 획기적으로 낮아졌습니다. 덕분에 현대인들은 과거 귀족들만이 누리던 화려하고 다채로운 의상을 일상 속에서 저렴하고 편리하게 입을 수 있게 되었습니다. 인류가 직면한 심각한 의류 폐기물 문제를 해결하기 위해, 한국화학연구원은 세계 최초로 폐의류를 원료 상태로 되돌리는 화학적 재활용 기술을 개발하는 데 성공했습니다. 여러 소재가 섞인 폐의류에서 폴리에스터를 선별하고 염료를 완벽히 제거하는 이 기술은 유색 의류의 재활용 한계를 넘어섰습니다. 또한 미생물을 활용한 친환경 세포 공장을 통해 나일론 원료를 생산하는 기술까지 확보하며, 옷의 생산부터 폐기까지 전 과정에 걸친 지속 가능한 자원 순환의 고리를 완성해 나가고 있습니다. 우리의 일상을 감싸는 옷의 시작과 끝을 바꾸는 연구는 지금도 계속되고 있습니다.

한국화학연구원

화학
융합
공학·기술

달에서는 왜 동굴에 살아야 할까?

인류가 지구를 떠나 우주에서 거주할 수 있을지에 대한 질문은 달의 용암동굴 발견과 함께 현실적인 답을 찾아가고 있습니다. 2009년 일본의 탐사선 카구야가 발견한 수직 크레이터는 단순한 구덩이가 아닌, 과거 화산 활동으로 형성된 거대한 용암동굴의 입구로 추정됩니다. 달 표면에서 생존하기 위해서는 치명적인 우주 방사선과 영상 120도에서 영하 170도를 오가는 극심한 온도 변화를 극복해야 합니다. 또한, 지구와 달리 대기가 없어 매일같이 쏟아지는 크고 작은 운석 충돌로부터 안전을 보장받는 것도 필수적인 과제입니다. 이러한 위험 요소들로부터 인류를 보호해 줄 천연 피난처가 바로 달의 용암동굴입니다. 동굴을 둘러싼 두꺼운 암석층은 우주 방사선을 차단하며, 끊임없이 낙하하는 운석들의 충격을 견뎌내는 든든한 방어막이 되어줍니다. 특히 주목할 점은 동굴 내부가 외부의 극단적인 온도 변화에도 불구하고 생존에 적합한 영상 15도에서 20도 사이의 일정한 기온을 유지한다는 사실입니다. 이는 에너지 소모를 최소화하면서도 인간이 쾌적하게 생활할 수 있는 최적의 환경을 제공하여 달 거주지 건설의 가능성을 비약적으로 높여줍니다. 용암동굴은 안전한 주거 공간일 뿐만 아니라 인류의 장기 체류를 위한 핵심 자원을 품고 있을 가능성이 큽니다. 동굴 내부의 과거 화산 활동 흔적 속에서 물이나 얼음을 발견한다면, 이를 산소와 수소로 분해하여 호흡용 공기와 로켓 연료로 활용할 수 있습니다. 현지 자원을 이용한 자급자족이 가능해지는 셈입니다. 먼 옛날 우리 조상들이 동굴에서 문명을 시작했듯이, 인류는 다시 한번 달의 용암동굴을 거점으로 삼아 우주라는 거대한 바다를 향한 위대한 첫걸음을 내딛게 될 것입니다.

과학플랫폼 SOAK

지구환경과학
천문학
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신호기가 없던 시절... 열차는 대체 뭘 보고 달렸을까?

철도는 정해진 궤도를 따라 이동하는 특수성 때문에 충돌 사고를 방지하기 위한 엄격한 규칙이 필요합니다. 과거 우리나라 철도 역사에서 가장 중요한 역할을 했던 것 중 하나가 바로 '통표'입니다. 이는 1899년 우리나라 철도 운행이 시작될 때부터 도입되었으며, 열차가 특정 구간을 무사히 통과할 수 있도록 보장하는 운전 허가증과 같았습니다. 당시 철도 안전을 책임지던 핵심적인 도구로서, 이 운전 허가증이 없으면 어떤 열차도 선로 위를 달릴 수 없었습니다. 철도 안전의 핵심 개념인 '폐색'은 일정한 구간을 정해 그 구역 안에는 오직 한 대의 열차만 진입할 수 있도록 제한하는 시스템입니다. 철도 차량은 엄청난 무게와 속도 때문에 급제동이 어렵고 핸들이 없어 장애물을 피할 수 없기 때문입니다. 예전에는 역과 역 사이가 하나의 폐색 구간이었으며, 통표는 이 구간에 들어갈 수 있는 유일한 열쇠 역할을 했습니다. 이러한 물리적 차단 방식은 통신 기술이 발달하기 전 열차 간의 추돌을 방지하는 가장 확실한 수단이었습니다. 초기의 통표 운영 방식은 매우 수동적이고 정교했습니다. 기계식 통표 폐색기가 도입되기 전에는 각 역 구간마다 고유한 번호대를 부여하여 통표를 구별했습니다. 예를 들어 특정 역에서 다음 역까지는 1번에서 50번 사이의 번호가 매겨진 통표를 사용하고, 기관사는 이를 직접 확인한 뒤 열차를 운행했습니다. 역에 도착하면 사용한 통표를 반납하고 다음 구간을 위한 새로운 번호의 통표를 받는 과정을 반복했습니다. 이는 수작업으로 철저하게 관리되던 당시의 안전 관리 문화를 잘 보여줍니다. 1908년 대한제국기에 들어서면서 철도 안전 시스템은 '기계식 통표 폐색기'의 도입으로 한 단계 진화했습니다. 번호 대신 원형, 삼각형, 사각형 등 각기 다른 기하학적 문양이 뚫린 금속판이 사용되기 시작했습니다. 기관사는 기계에서 발행된 통표의 모양을 보고 해당 구간의 정당한 운전 허가증인지 즉각적으로 판별할 수 있었습니다. 이를 통해 복잡한 번호 대조 과정 없이도 시각적으로 빠르게 확인이 가능해졌으며, 전기적 작용을 이용해 운전 허가증이 중복 발행되는 실수를 근본적으로 차단할 수 있었습니다. 운행 중인 열차가 속도를 줄이지 않고도 통표를 주고받기 위해 '통표 휴대기'라는 고리 형태의 도구가 사용되었습니다. 기관사는 다음 역에 진입하며 가지고 있던 통표 휴대기를 던져 반납하고, 동시에 역에 비치된 새로운 통표 휴대기를 낚아채듯 받아 운행을 이어갔습니다. 만약 받아낸 통표의 모양이 운행표와 일치하지 않거나 통표가 존재하지 않는다면, 기관사는 즉시 열차를 멈춰 세워야 했습니다. 이러한 방식은 비록 아날로그적이지만 철도 운행의 정시성과 안전을 동시에 확보하기 위한 치열한 노력이었습니다.

한국철도기술연구원

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공학·기술

[카오스 짧강] 2026 카오스 콘서트 예습하기: 질병 진단, 치매 치료를 하는 인공지능? 바이오메디컬 인공지능!_PART 4

신약 개발의 첫걸음은 질병과 유전자, 그리고 단백질 사이의 복잡한 상관관계를 이해하는 것에서 시작됩니다. 특히 질병을 유발하는 수많은 유전자 중에서 실제 약물의 표적이 될 수 있는 '표적 유전자'를 정확히 식별하는 것이 핵심입니다. 하나의 질병이라도 관련된 유전자는 수없이 많기에, 방대한 데이터 속에서 유효한 표적을 찾아내는 과정은 정밀한 과학적 접근을 요구합니다. 이러한 삼원 관계를 분석함으로써 질병의 근본적인 원인을 파악하고 치료의 실마리를 찾을 수 있으며, 이는 곧 효율적인 신약 개발의 든든한 기초가 됩니다. 치매와 같은 난치성 질환 연구에서는 유전자 변이 정보인 SNP를 포함한 거대 데이터를 다룹니다. 수만 개의 유전자와 수억 개의 변이 정보를 행렬로 구조화하면 그 규모가 상상을 초월할 정도로 커지는데, 이를 인간의 계산 능력만으로 해결하기는 불가능에 가깝습니다. 이때 기계 학습 알고리즘은 복잡한 다계층 네트워크를 분석하여 치매 유발 후보 유전자의 중요도를 예측하는 데 결정적인 역할을 합니다. 특히 알츠하이머의 경우 유전적 요인의 영향력이 크다는 사실이 데이터 분석을 통해 입증되었으며, 이는 환경적 요인이 강한 혈관성 치매와는 다른 양상을 보입니다. AI가 예측한 후보 유전자가 실제로 유효한지 검증하기 위해 수천만 건의 의학 문헌을 분석하는 텍스트 마이닝 기법이 활용됩니다. 이는 연구의 신뢰도를 높이고 신약 개발에 드는 시간과 비용을 획기적으로 줄여주는 혁신적인 방법입니다. 이러한 분석 모델은 면역 질환 연구로도 확장되는데, 류마티스 관절염이나 골다공증처럼 유전자를 공유하는 질병들의 특성을 네트워크로 해석할 수 있습니다. 이미 알려진 유전자 외에 인공지능이 새롭게 찾아낸 후보군을 발견함으로써 기존의 의학적 한계를 뛰어넘는 새로운 치료 가능성을 제시하고 연구자들에게 중요한 단서를 제공합니다. 현재 전 세계 유수의 제약사들은 인공지능 전문 기업들과 전략적 파트너십을 맺고 신약 개발의 패러다임을 근본적으로 바꾸고 있습니다. 면역 항암제 개발부터 기존 약물들을 정교하게 조합하여 부작용을 최소화하는 약물 설계 분야까지, AI 기술은 연구 전반에 깊숙이 침투해 있습니다. 아직은 기술 도입의 초기 단계라 할 수 있지만, 글로벌 제약사와 AI 스타트업 간의 활발한 협업은 맞춤형 정밀 의료를 향한 강력한 추진력이 되고 있습니다. 복잡한 분자 구조를 설계하고 수조 개의 조합 중 최적의 답을 찾아내는 과정에서 인공지능의 조력은 이제 선택이 아닌 필수가 되었습니다. 인공지능 기반 의료의 궁극적인 지향점은 개인별 특성을 고려한 맞춤 치료인 정밀 의료의 실현에 있습니다. 하지만 이를 위해서는 각 병원에 파편화된 의료 데이터를 통합하고 개인정보를 안전하게 보호하면서도 효율적으로 활용할 수 있는 법적, 기술적 체계가 반드시 마련되어야 합니다. 최근 전 세계적으로 임상 데이터를 표준화하여 공유하려는 국제적인 움직임이 일고 있으며, 이는 연구의 중복을 막고 데이터의 가치를 극대화하는 계기가 될 것입니다. 데이터가 축적되고 분석 기술이 고도화될수록 인공지능은 더욱 정교해질 것이며, 우리 모두를 위한 진정한 정밀 의료 시대는 더욱 가까워질 것입니다.

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생명과학
융합

[카오스 짧강] 2026 카오스 콘서트 예습하기: 질병 진단, 치매 치료를 하는 인공지능? 바이오메디컬 인공지능!_PART 3

생명과학의 중심 원리는 DNA가 RNA로 전사되고, 다시 단백질로 번역되는 '센트럴 도그마' 과정에 기초합니다. DNA 정보가 전령 역할을 하는 mRNA를 통해 전달되면, 리보솜에서 아미노산들이 결합하여 고유한 기능을 수행하는 단백질이 형성됩니다. 최근 생물학은 이러한 개별 분자 연구를 넘어, 유전체(Genome)나 단백질체(Proteome)와 같은 거대한 집단 데이터를 다루는 '오믹스' 단계로 진화했습니다. 이러한 복잡한 생명 현상을 체계적으로 이해하기 위해 등장한 것이 바로 유전자부터 인간 전체를 아우르는 '바이오메디슨 피라미드' 모델입니다. 대량의 생물학적 데이터가 축적되면서 개별 요소의 특성만큼이나 이들 사이의 유기적인 상호작용을 파악하는 것이 중요해졌습니다. 이를 네트워크 생물학 혹은 시스템 생물학이라고 정의합니다. 알버트 바라바시 교수가 주창한 '척도 없는 네트워크' 이론에 따르면, 생체 네트워크는 모든 요소가 고르게 연결된 것이 아니라 특정 중심 노드에 연결이 집중되는 구조적 특징을 보입니다. 이러한 복잡한 연결망을 분석하면 질병의 발생 원인과 확산 경로를 단순히 점의 형태가 아닌, 서로 얽혀 있는 선의 관계로 파악하여 보다 입체적인 질병 지도를 그릴 수 있습니다. 바이오메디슨 피라미드는 가장 기초적인 단일 염기 다형성(SNP)부터 시작하여 전사체(Transcriptome), 후성 유전체(Epigenome), 단백질 상호작용, 대사 경로, 그리고 최상위의 휴먼 네트워크까지 층층이 구성됩니다. 특히 SNP는 인구의 1% 이상에서 나타나는 유전적 변이로, 사람마다 다른 체질과 질병에 대한 민감도를 결정짓는 핵심 지표입니다. 이러한 다층적인 네트워크를 통합 분석하면 유전적 변이가 어떻게 단백질의 변화를 유도하고, 최종적으로 인간의 질병이나 신체 현상으로 발현되는지 그 복잡한 메커니즘을 명확하게 규명하는 것이 가능해집니다. 수천 개의 질병과 수만 개의 유전자 사이의 상관관계를 분석하는 일은 천문학적인 계산량을 요구합니다. 예를 들어 약 5,000종의 질병과 23,000여 개의 유전자를 연결하여 네트워크를 구축하려면 수억 번의 연산이 필요하며, 이는 인간의 인지 능력을 훨씬 뛰어넘는 수준입니다. 따라서 기계 학습과 같은 인공지능 기술이 필수적으로 동원됩니다. 인공지능은 직접적인 유전자 공유 여부뿐만 아니라, 여러 단계를 거쳐 연결되는 간접적인 연관성까지 학습하여 복잡한 질병 네트워크를 완성하며, 이를 통해 숨겨진 질병의 원인 인자를 효율적으로 찾아냅니다. 이러한 네트워크 분석 모델은 원인 규명이 어려운 치매 치료에 새로운 돌파구를 제시하고 있습니다. 최근에는 알츠하이머의 주요 원인으로 알려졌던 베타 아밀로이드 가설에 의문이 제기되면서, 보다 정확한 진단과 치료를 위한 새로운 타겟 발굴이 시급한 상황입니다. 통상적으로 신약 개발에는 15년 이상의 시간과 조 단위의 막대한 비용이 소요되지만, 성공률은 매우 낮은 것이 현실입니다. 하지만 방대한 바이오 데이터와 인공지능을 결합하면 유효한 약물 후보를 선별하는 과정을 획기적으로 단축할 수 있어, 난치병 극복을 향한 신약 개발의 패러다임을 바꾸고 있습니다.

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[카오스 짧강] 2026 카오스 콘서트 예습하기: 질병 진단, 치매 치료를 하는 인공지능? 바이오메디컬 인공지능!_PART 2

의생명 분야의 텍스트 데이터는 인공지능 학습의 핵심 자원입니다. IBM 왓슨은 펍메드에 저장된 수천만 건의 학술 자료와 의학 교과서, 임상 시험 데이터를 학습하며 실전에 투입되었습니다. 환자 정보와 문헌 자료를 입력받은 왓슨은 머신러닝 알고리즘과 앙상블 기법을 활용해 치료 계획을 추천합니다. 이는 인간 의사가 수많은 자료를 일일이 분석하는 수고를 덜어주며, 의료 데이터의 비정형성을 정형화하여 정밀한 진단을 돕는 혁신적인 도구로 평가받습니다. 하지만 왓슨의 진단이 모든 국가에서 동일한 신뢰를 얻은 것은 아닙니다. 인종과 문화적 차이는 물론, 한국처럼 건강보험 급여 기준이 중요한 환경에서는 의사와의 의견 일치율이 낮게 나타나기도 했습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 한국인의 유전체 정보와 국내 의료 환경을 반영한 한국형 인공지능 ‘닥터앤서’가 개발되었습니다. 이는 의료 인공지능이 단순한 기술 도입을 넘어 지역적 특수성과 제도적 맥락까지 세심하게 고려해야 함을 보여주는 중요한 사례입니다. 음성 데이터 역시 의료 현장에서 인공지능의 활용도를 높이는 핵심 요소입니다. 가상 간호사 ‘몰리’는 음성 인식 기술을 통해 환자의 복약 지도나 혈압 측정 같은 관리 서비스를 제공하며 의료진의 업무를 보조합니다. 여기에는 문맥의 전후 관계를 파악하는 순환 신경망 기술이 중요하게 작용합니다. 이미지는 독립적인 정보의 집합인 반면, 언어는 앞선 단어가 뒤따를 단어에 영향을 주기 때문입니다. 이러한 기술은 환자와 인공지능이 더 자연스럽게 소통할 수 있는 기반이 됩니다. 인공지능 대화의 역사는 1960년대 등장한 ‘엘라이자’로부터 시작되어 조현병 시뮬레이터인 ‘패리’와 같은 다양한 형태로 발전해 왔습니다. 당시 엘라이자는 규칙 기반 시스템을 통해 마치 사람과 대화하는 듯한 경험을 제공하며 상담 분야에서 인공지능의 가능성을 보여주었습니다. 비록 초기 모델은 간단한 패턴 매칭에 불과했지만, 이는 인공지능이 인간의 언어를 이해하고 상호작용하는 과정에서 어떻게 발전해 왔는지 보여줍니다. 오늘날 이러한 기술은 더욱 정교해져 의료 상담의 질을 높이는 데 기여하고 있습니다. 엘라이자의 추론 엔진과 최신 음성 기술이 결합된다면 시간과 장소에 구애받지 않는 고품질 의료 서비스가 가능해질 것입니다. 하지만 기술적 완성도와 별개로 인공지능에 대한 신뢰와 개인정보 보호 문제는 여전히 중요한 과제입니다. 인공지능의 모든 기록이 남는다는 점은 심리적 안정감을 주기도 하지만 동시에 개인정보 노출에 대한 우려를 낳기도 합니다. 미래의 인공지능은 기술적 한계를 극복함과 동시에 인간이 느끼는 정서적 거부감과 윤리적 고민을 해결하는 방향으로 나아가야 할 것입니다.

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[카오스 짧강] 2026 카오스 콘서트 예습하기: 질병 진단, 치매 치료를 하는 인공지능? 바이오메디컬 인공지능!_PART 1

디지털 헬스케어의 시대가 도래하면서 의료 데이터의 양은 폭발적으로 증가하고 있습니다. 특히 CT, MRI, PET와 같은 의료 영상 이미지는 전체 데이터의 약 80%를 차지하며 그 비중이 압도적입니다. 2020년 기준으로 약 25 엑사바이트에 달하는 이 방대한 자료들은 매년 20~40%씩 성장하고 있습니다. 병원의 저장 공간 또한 지난 10년간 10배 이상 늘어날 정도로 데이터의 축적 속도가 빠릅니다. 이러한 방대한 영상 데이터는 인공지능이 학습하고 발전할 수 있는 가장 풍부한 자양분이 되고 있으며, 현대 의학의 디지털 전환을 이끄는 핵심적인 동력으로 작용하고 있습니다. 의료 영상 분석에 특화된 인공지능 모델 중 하나인 '라이나(LYNA)'는 실제 임상 현장의 데이터를 학습하여 놀라운 성과를 보여주었습니다. 유방암 조직 샘플을 분석할 때, 공기 방울이 들어가거나 혈액이 섞이는 등 현실적인 노이즈가 포함된 상황에서도 종양과 비종양 부위를 명확하게 구분해 냈습니다. 이는 단순히 정제된 데이터만을 처리하는 단계를 넘어, 실제 의료진이 마주하는 복잡한 임상 환경에서도 인공지능이 충분히 실용적인 진단 도구로 활용될 수 있음을 증명한 사례입니다. 딥러닝 기술은 이제 인간의 육안으로 식별하기 어려운 미세한 패턴까지 파악하는 수준에 도달했습니다. 인공지능이 이미지를 인식하는 핵심 원리는 합성곱 신경망(CNN)에 있습니다. 이 과정은 필터를 이용해 이미지의 특징을 추출하는 합성곱 단계와 추출된 특징 중 대표값을 뽑아내는 풀링 단계로 나뉩니다. 필터를 어떻게 설정하느냐에 따라 다양한 특징 지도가 만들어지며, 이를 반복함으로써 이미지 속의 본질적인 정보를 파악하게 됩니다. 마치 사람이 사물을 볼 때 윤곽선과 질감을 먼저 인지하듯, 신경망 역시 픽셀 연산을 통해 데이터의 대표성을 확보합니다. 이러한 체계적인 학습 구조 덕분에 인공지능은 수만 장의 이미지 속에서도 일관된 판단 기준을 유지할 수 있게 되었습니다. 이미지 인식 경연 대회를 통해 발전해 온 딥러닝 기술은 현재 인간의 오류 범위를 훨씬 뛰어넘는 정확도를 자랑합니다. 초기 모델인 알렉스넷부터 수백 개의 층을 쌓은 레즈넷, 그리고 필터의 가중치를 조절하는 세넷에 이르기까지 기술은 끊임없이 진화해 왔습니다. 현재 인공지능의 이미지 분류 오류율은 약 2.3% 수준으로, 이는 사람의 평균 오류율인 5%보다 훨씬 우수한 수치입니다. 특히 여러 알고리즘을 결합하여 성능을 높이는 앙상블 학습 기법은 진단의 정확도를 완벽에 가깝게 끌어올리고 있습니다. 이러한 기술적 진보는 의료 현장에서 인공지능의 역할을 보조자에서 강력한 조력자로 격상시켰습니다. 하지만 인공지능의 뛰어난 성능에도 불구하고 우리가 해결해야 할 근본적인 숙제는 신뢰의 문제입니다. 비둘기를 이용한 실험에서 집단 지성을 발휘한 비둘기 무리가 전문의에 가까운 진단 정확도를 보였음에도, 많은 이들은 생명체나 기계의 판단보다는 인간 의사의 진단을 더 신뢰하는 경향이 있습니다. 인공지능은 피로를 느끼지 않고 무한한 학습이 가능하다는 잠재력을 지녔지만, 최종적인 결정을 받아들이는 주체는 결국 인간이기 때문입니다. 기술의 고도화만큼이나 인공지능과 인간, 그리고 생명체 사이의 차이점과 신뢰의 가치를 고민하는 과정이 반드시 병행되어야 합니다.

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생명과학
뇌인지과학
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[렛츠 키릿! TALK TALK] 이게 왜 자석에서 나와...? '희토류 재활용에 진심인 사람들'

현대 산업에서 희토류는 '산업의 비타민'이라고 불릴 만큼 필수적인 존재입니다. 비타민이 부족하면 건강을 유지하기 어렵듯이, 아주 적은 양이라도 희토류가 없으면 컴퓨터 하드디스크, 전기차 모터, 의료용 MRI 등 첨단 기기를 완성할 수 없기 때문입니다. 희토류는 이름과 달리 지구상에 구리보다 더 많이 존재하기도 하지만, 각각의 원소를 개별적으로 분리해내는 과정이 매우 까다로워 귀한 대접을 받습니다. 특히 네오디뮴 자석과 같은 부품에 사용되는 희토류는 현대 기술의 정점에 있는 에너지와 정보 통신 분야를 지탱하는 핵심 소재로 자리 잡고 있습니다. 희토류 자원의 중요성이 커짐에 따라 이를 안정적으로 확보하려는 노력도 활발해지고 있습니다. 최근 특정 국가의 자원 통제와 수출 제재가 심화하면서 희토류 가격이 급격히 상승하고, 국내 기업들이 자원을 원활하게 공급받지 못할 위기에 처하기도 했습니다. 한국처럼 희토류를 직접 채굴하기 어려운 환경에서는 광석 대신 폐자석에서 희토류를 회수하는 재활용 기술이 현실적인 대안으로 떠오르고 있습니다. 이는 자원 안보를 강화하고 외부 환경 변화에 유연하게 대응하여 국내 산업이 중단되지 않도록 방어하는 중요한 역할을 수행하게 됩니다. 폐자석에서 희토류를 회수하는 과정은 정교한 화학적 단계를 거칩니다. 먼저 '산화 배소' 과정을 통해 자석을 산화시켜 성질을 변화시키면 희토류 성분을 훨씬 쉽게 추출할 수 있습니다. 이후 가성소다에 담그는 'Na 침지' 과정을 거쳐 불필요한 반응을 억제하고, 고체 상태의 희토류를 액체로 녹여내는 '침출' 단계를 진행합니다. 단순히 산을 넣어 녹이는 것을 넘어 온도와 산도 등 다양한 요소를 세심하게 조절하여 불순물인 철 성분을 배제하고 최대한 많은 양의 희토류를 뽑아내는 것이 연구의 핵심입니다. 침출된 용액 속에는 성질이 비슷한 여러 희토류 원소가 섞여 있는데, 이를 개별 물질로 나누는 과정이 분리 정제입니다. 네오디뮴, 프라세오디뮴 등 마치 쌍둥이처럼 닮은 원소들을 떼어놓기 위해 '용매 추출' 공정을 사용합니다. 물과 기름의 원리를 이용해 특정 원소가 기름층이나 물층 중 선호하는 곳으로 이동하게 하여 고순도의 희토류를 얻는 방식입니다. 이 과정은 품질을 결정짓는 가장 중요한 단계로, 연구진은 고가의 용매를 효율적으로 재사용하고 균일한 조건을 유지하기 위해 끊임없이 실험하며 최적의 분리 기술을 구축하고 있습니다. 미래를 준비하는 연구의 방향은 친환경성과 지속 가능성에 맞춰져 있습니다. 기존의 강한 산을 사용하는 방식 대신 실생활에서 접할 수 있는 물질을 활용한 '친환경 용매(DES)' 연구가 대표적입니다. 이러한 친환경 용매는 성능 저하 없이 여러 번 재사용이 가능하여 경제성과 환경 보호라는 두 마리 토끼를 모두 잡을 수 있다는 장점이 있습니다. 버려지는 쇳가루에서 첨단 산업의 방패를 만든다는 자부심으로 진행되는 이 연구들은 장차 국내 희토류 수요의 상당 부분을 자급할 수 있는 토대가 되어 우리 아이들에게 더 나은 미래를 물려줄 것입니다.

한국지질자원연구원

화학
지구환경과학
융합
공학·기술

[KIMM TV] 급속 충전에도 안정적으로, 배터리 화재 막는 냉각기술 개발

최근 전기차와 대용량 에너지 저장 장치(ESS)의 보급이 확대되면서 리튬이온 배터리의 열폭주와 화재 사고는 사회적으로 해결해야 할 중요한 안전 문제로 부상했습니다. 기존에 주로 사용되던 공랭식이나 수랭식 기술은 냉각판을 거치는 간접적인 방식이기 때문에 급속 충전이나 고온의 가혹한 환경에서 정밀한 온도 제어에 한계가 있었습니다. 이를 보완하기 위해 배터리 전체를 비전도성 냉각액에 담그는 완전 액침 방식이 제안되기도 했으나, 냉각액 전체의 무게로 인한 효율 저하와 비용 부담이 큰 걸림돌이 되었습니다. 이러한 배경에서 냉각 효율은 높이면서도 경제성을 확보할 수 있는 새로운 기술적 대안이 절실해졌습니다. 이번에 개발된 분사형 액침냉각 기술은 상부의 직접 분사 방식과 하부의 액류 냉각을 결합하여 냉각 효율을 극대화한 독자적인 시스템입니다. 배터리 팩 하부의 약 10~15%만 비전도성 냉각액에 잠기게 한 뒤, 펌프로 순환된 액체를 분당 2~4L의 유량으로 상부에서 직접 분사합니다. 상부에서 분사된 냉각액이 배터리 표면에 직접 충돌하는 임핀지먼트 방식은 국부적인 열전달 성능을 높이며, 동시에 하부의 유체 대류 현상은 기존에 냉각이 어려웠던 셀 하단부의 열까지 효과적으로 제거합니다. 결과적으로 기존 완전 액침 냉각 방식 대비 냉각액 사용량을 85%나 절감하면서도 우수한 냉각 성능을 유지하는 데 성공했습니다. 해당 기술은 15분 만에 급속 충방전을 완료하는 가혹한 조건 속에서도 배터리 팩의 온도를 35도 이하의 안정적인 수준으로 제어할 수 있는 뛰어난 성능을 보여주었습니다. 특히 불연성 비전도성 냉각액을 사용하여 냉각과 동시에 화재 발생 시 소화 역할까지 수행할 수 있다는 점이 가장 큰 안전상의 장점입니다. 연구진은 앞으로 인공지능 기술을 접목하여 냉각 성능이 더욱 최적화된 신규 비전도성 냉각액을 발굴하는 연구로 범위를 넓힐 계획입니다. 이와 같은 혁신적인 열 관리 시스템이 전기차, 데이터 센터, 에너지 저장 장치(ESS) 등 다양한 산업 현장에 적용된다면 배터리 안전성을 확보하는 데 중추적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.

한국기계연구원[KIMM TV]

융합
공학·기술