불과 몇 년 전 일이다. 스마트폰이 처음 나오는 날, 전날 저녁부터 스마트폰을 판매하는 상점 밖에는 사람들이 북적거리기 시작했다. 다음날부터 세상에 나오는 신형 스마트폰을 남들보다 먼저 손에 쥐고 싶어 하는 사람들이 전날 밤부터 장사진을 이룬 것이다. 아침이 밝아 상점은 개장을 했고, 머지않아 하룻밤을 꼴딱 길바닥에서 보낸 한 남성의 손에는 신형 스마트폰이 들렸다. 상점을 나오면서 두 손을 번쩍 들고 환호하는 그 남성의 모습은 전 세계에서 가장 처음으로 그 신형 스마트폰을 구입한 사람으로 뉴스와 SNS를 통해 세상에 알려졌다. 이날 하루에 그 신형 스마트폰은 4백만 대 이상 팔렸다. 스마트폰이 대체 뭐길래 이리도 사람들이 열광하는 것일까? 스마트폰은 호주머니에 들어갈 정도로 작지만, 전화가 되고, 무선인터넷 접속이 쉽고, 앞뒤로 카메라가 달려 있는 컴퓨터이다. 하지만 기존의 컴퓨터와 차별화된 점은 스마트폰에 내장된 여러 가지 센서들이 다양한 응용 프로그램을 통해 이용되는 것이 컴퓨터와 가장 큰 차이점이라 할 수 있다. 대다수의 스마트폰에는 자이로스코프(회전체의 역학적인 운동을 관찰하는 기구), GPS, 3축 가속도계, 근접 적외선 센서, 광센서 들이 내장되어
휴머노이드 로봇은 사람과 같이 두 개의 다리와 두 개의 손으로 이동 및 작업을 수행하는 로봇 시스템을 의미한다. 인간과 유사한 형태인 휴머노이드 로봇은 사람의 생활환경에 그대로 적용할 수 있고, 사람이 사용하는 일상도구를 그대로 활용할 수 있다는 실용적인 특징이 있으며, 사람과 유사한 형태 자체로도 의미가 있는 친근한 시스템이라고 할 수 있다. 그리고 대표적인 휴머노이드 로봇으로는 일본의 ASIMO와 HRP, 미국의 ATLAS, 한국의 HUBO 등을 들 수 있는데, 독자들은 대중매체나 인터넷을 통해서 여러 동영상을 친숙하게 접했으리라고 생각한다. 휴머노이드 로봇의 다양한 동작을 실현하기 위해서, 먼저 인간의 행동을 과학적으로 분석하고, 다음으로 분석의 결과를 기준으로 로봇의 동작을 공학적으로 구현하는 생체모방적인 접근방식을 주로 사용한다. 따라서 휴머노이드 로봇의 동작에 대한 기능적인 완성도는 얼마나 사람의 행동을 자연스럽게 모방하고 있는가로 판단하게 된다. 사람은 다리로 천천히 움직일 때는 보행으로 걷고, 빠르게 움직일 때는 주행으로 뛴다. 인간의 이동 동작을 모방한 휴머노이드 로봇도 크게 다르지 않은데, 우리는 휴머노이드 로봇이 다리에 의한 보행 및 주행
현재 인간은 전례없이 속도가 빠른 ‘제4차 산업혁명’ 시대를 맞이하고 있다. 인공지능과 로봇, 빅 데이터와 클라우딩, 3D 프린팅과 퀀텀 컴퓨팅(양자 역학 기반 컴퓨터) 등 거의 모든 지식정보 분야에서 초고속 성장이 일어나고 있다. 소비 행태, 일하는 방식 등 사람들의 생활 방식 특히 미래 직업세계 전반에도 혁신적인 변화가 가속화되고 있다. 올해 세계 경제 포럼은 제4차 산업혁명을 다루면서 관심을 모았다. 포럼의 회장인 슈밥(K.Schwab)은 “4차 산업혁명이 쓰나미처럼 밀려올 것”이라고 한다. 그렇다면 이번 파고는 앞서 세 차례 산업혁명과는 어떻게 차이가 나는 걸까. 제1차 산업혁명은 1750년 영국에서 시작돼 19세기 초반까지 이어진다. 석탄을 쓰는 증기기관, 방적기 개량 등 면직물 공업 기계화가 주도한다. 그러나 기존 산업의 개량에서 크게 벗어나지 않았다. 오히려 핵심 동인은 미래의 경제성을 위해 리스크를 무릅쓰는 대담한 기업가 정신이었다. 그래서 1차 산업혁명은 미국혁명(1765~83), 프랑스혁명(1789~99)과 함께 18세기의 3대 사회혁명이라고도 한다. 1810년대 영국의 중부 등 직물공업 지역에서는 비밀결사체 러다이트(Luddite)의 기계
자연의 생명체는 그 환경에서 생존할 수 있도록 최적화되어 진화하였다. 이런 생명체의 유용한 구조나 동작을 모사하고 공학적으로 응용하려는 시도가 활발하게 진행되고 있는데 이를 자연모사 기술이라고 한다. 새나 곤충의 날갯짓 및 특이한 움직임을 모방한 마이크로봇과 드론 같은 로봇공학에서부터 연잎 표면을 모사하여 자기 정화(self-cleaing) 코팅을 제조한다거나 엉겅퀴 씨앗에서 영감을 받은 우리가 흔히 찍찍이라고 부르는 벨크로(velcro) 기술, 나방의 눈 구조를 이용한 반사방지 필름 등 많은 분야에서 이 자연모사 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도 동남아 여행을 가면 밤에 호텔 방에서 흔히 발견할 수 있는 게코(gecko) 도마뱀의 자연모사 사례에 대해서 좀 더 이야기해보고자 한다. 보통 곤충들은 날카로운 갈고리, 발톱, 점성이 있는 다리를 이용하여 벽이나 천장을 이동하지만 게코 도마뱀의 경우는 발바닥에 끈적거리는 접착제가 없이도 벽이나 천장을 빠른 속도로 기어 다닌다. 이러한 특징 때문에 게코도마뱀 발바닥은 많은 과학자의 연구 대상이 되었고 그 결과 발바닥에 있는 수백만 개의 미세한 나노섬모와 벽(혹은 천장) 사이에 작용하는 반데르발스(Van
최근 화성 탐사 및 관련된 뉴스가 여러 대중매체의 과학란을 장식하고 있다. 특히 화성과 관련된 여러 뉴스 중 물의 존재 가능성에 대한 이야기는 여러 과학자들에게 흥미로움을 이끄는 것이 사실이다. 왜냐하면 현재 지구인(화성인이 아닌)의 관점에서 생물체가 존재할 수 있는 최소 요건으로 물을 배제하고는 상상하기 어렵기 때문이다. 지구상의 모든 생물은 물을 체내에 가지고 있으며, 생물마다 차이는 있지만 대부분 염분을 함유하고 있다. 그래서 염분을 가지고 있는 바다(평균 35‰ 염분)에서 지구상 최초의 생명체가 탄생하였다고 과학자들은 믿고 있다. 액체 상태의 물이 땅 밑으로 스며들면 지열 등에 의해 고체 형태의 암염으로 변형이 되는데, 지구상의 땅 밑에 존재하는 암염은 대략 유럽 대륙만 한 크기로 존재하는 것으로 알려져 있다. 그래서 화성에 물의 흔적이 있다면 과거 화성에 있었던 물의 일부는 땅 밑으로 들어가 암염형태로 존재할 가능성이 충분하다. 그렇다면 ‘지구상 암염 내에 생존 가능한 생물이 있는가? 있다면 어느 기간까지 생존이 가능한가?’에 대한 답을 찾을 수 있다면 화성 지표 아래에 존재하는 생명체 탐사 연구도 흥미로운 결과를 도출할 수 있을 것으로 기대된다.…
현대를 살아가는 우리의 기술발전은 정말로 무섭다고 할 정도로 급속도로 진행되고 있다. 지금 대학을 다니는 복학생 4학년들이 입학할 당시만 해도 대학생들 가방에는 핸드폰, 디지털카메라가 있었고, 때로는 노트북을 들고다니곤 했다. 그러나 지금은 디지털카메라도 노트북도 핸드폰도 하나의 기기장치인 스마트폰 또는 테블렛 pc로 그 역할을 대신함으로써 기존의 장치들을 모두 들고 다니는 학생들을 보기는 쉽지 않다. 이런 급격한 기술발전은 새로운 에너지를 개발 또는 에너지의 효율적인 이용을 통하여 이루어질 수 있는 성과라 할 수 있다. 아주 먼 옛날에 수렵과 채집을 하던 시절에는 우리는 인간이 필요로 하는 2000kcal 정도의 에너지만을 필요로 했지만 현대를 살아가는 우리는 427,000kcal 정도의 에너지가 필요하다고 한다. 다시 말하면, 인류문명의 발달 과정은 새로운 에너지가 발견되거나 새로운 기술이 개발됨으로써 에너지를 소비하는 과정과 함께 간다고 할 수 있다. 인류가 가축을 기르고 그 가축의 에너지를 이용하여 농사를 지음으로써 우리는 좀 더 많은 에너지를 이용할 수 있게 된 것이다. 그 후 18세기에 이르러서는 석탄을 태워 증기를 발생시킬 수 있음을 알아냄으로써
세균이 돌을 만든다. 그 돌을 시멘트로 활용할 수 있다. 더구나 그 돌을 친환경적인 건축소재로 쓰게 된다. 얼핏 듣기에 생소하게 느껴진다. 그렇다면 그러한 세균은 왜 돌을 만들까? 그 돌은 건축공학적으로 어떤 효용성을 가질 수 있을까? 또한 어떤 한계가 있을까? 미국 사우스다코다주 러쉬모어산에 있는 소위 ‘큰바위얼굴’이 한때 크게 손상되어 어려움에 처한 적이 있다. 그곳의 연중 심한 기온 차와 잦은 눈비로 인하여 화강암으로 이루어진 조상의 두상 표면이 갈라졌기 때문이었다. 당시 여러 가지 공학적인 첨단기법들이 보수작업에 동원되었지만 큰 실효를 보지 못했다. 그러다가 1994년 ‘박테리아가 만드는 천연시멘트’를 활용하자는 제안이 들어왔고 실제 적용하여 제대로 된 해결이 이루어졌다. 그것은 일종의 ‘바이오 시멘트’로서 친환경적이면서 반영구적이었기 때문이다. 바로 이 ‘박테리아 시멘트’는 2010년 ‘세상을 바꾼 베이비붐 세대의 발명 25’ 중에 4위에 랭크된 것으로 알려지기도 하였다. 그것이 스티브 잡스의 ‘애플 II’와 질 새뮤얼의 ‘비아그라’를 앞선 것이라고 한다면, 그 발명의 중요성을 짐작할 수 있을 것이다. 참고로 해당 제안자가 사우스다코다광산기술대학의…
1970년대 초 어린 시절 필자는 시골길을 걷다가 ‘미래 언젠가 자동으로 움직이는 길을 만들 수 있다면 가만히 서 있기만 해도 목적지에 도착할 수 있을 텐데’라는 상상에 빠지곤 했다. 자동으로 움직이는 계단과 길은 에스컬레이터와 오토워크라는 이름으로 일상에 깊숙이 들어와 있다. 1980년대 방영되었던 미국 TV드라마 ‘전격제트작전’에는 주인공과 대화도 나눌 수 있고 스스로 운전을 하는 자동차인 ‘키트’가 등장했다. 당시에는 꿈의 기술이라고 여겼다. 그런데 자율주행자동차는 언제부턴가 더 이상 상상 속에서 머물고 있지 않고 현실이 되려고 한다. 자율주행자동차 관련 문제점들을 되짚어 보기로 하자. 우선 윤리적 문제를 꼽을 수 있다. “자율주행자동차가 누군가를 죽이도록 설계되어야 하는 이유”라는 제목의 논문은 사고를 피해 나갈 수 없는 세 가지 상황을 상정하고 ‘자율주행자동차는 어떤 선택을 해야 할 것인가?’라고 묻는다. 그중에 답하기 가장 고약한 질문은 ‘보행자의 목숨과 운전자의 목숨 중에서 양자택일을 해야 하는 상황이 발생하면, 자율주행자동차가 어떤 선택을 하도록 프로그램을 해야 하느냐?’이다. 해답을 내놓기 힘들다. 타인인 보행자의 목숨을 보호하는 이타적인 결
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UPDATE: 2021년 10월 05일 04시 29분
