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국방일보·한국과학창의재단 공동기획<65>미래 세계를 뒤흔들 7대 기술
Name : 미래연구팀 | Date : 2011.02.08 | Views : 24445
 
▶수명이 100년 넘는 토륨 연료 전지차

 스마트폰을 쓰는 사람에게 가장 불편한 것이 무엇인지 물어보면 제법 많은 수가 “배터리를 충전하지 않고 좀 더 오래 쓸 수 있었으면 좋겠다”고 말한다.

 이 때문에 최근 들어 전지 자체의 기본적 형태까지 바꿔 용량을 늘리려는 노력이 이어지고 있다. 전하를 가둬 둘 수 있는 탄소나노 튜브를 이용하는 것이 그것인데, 탄소나노 튜브를 이용할 경우 같은 무게에 더 많은 전력을 저장할 수 있는 것은 물론 전기를 이용하는 기구 그 자체를 전지로 쓸 수 있다.

 지난 2009년 캐딜락은 이에 대해 매우 흥미로운 방식을 소개했다. 캐딜락이 소개한 ‘캐딜락 토륨 연료 전지차’는 뒷 트렁크 자리에 작은 원자로를 탑재해 100년 동안 충전 없이 운행이 가능하다는 개념이다.

 웃고 넘어갈 수도 있지만 관계자들은 이 차를 예사롭게 보지 않았다. 실제 원료 1mg의 에너지량을 비교하면 리튬-이온 전지의 경우 0.3mWh에 불과했다. 주목받고 있는 메탄 계열 연료 전지도 3mWh 수준이었다. 하지만 소형 원자력 전지에 쓰이는 트리튬은 500mWh, 중형 원자력 전지용인 폴로늄은 무려 3000mWh 수준이었다.

 이 원자력 전지 개발이 이미 완료됐다. 소형 원자력 전지는 주로 베타 기전 방식을 이용하고 중형 이상의 경우에는 열전 방식을 많이 이용한다. 베타 기전 방식이란, 핵 붕괴 과정에서 방출되는 방사선 중에서 베타선은 전자 그 자체인 것에 착안, 이를 포집해 전력을 생성하는 방식이다.

 열전 방식이란 배치를 적절히 하면 열을 전기로 바꿔 주는 반도체의 특성을 이용해 전력을 생성하는 방식이다. 이렇게 기술은 이미 다 개발돼 있으나 원재료인 동위원소의 가격이 비싸고 또한 수명이 긴 전지 형태로 만들기 까다롭기 때문에 잘 쓰지 않을 뿐이다.

 최근 미주리대 권재완 교수는 액체 반도체 기술과 나노 공정 기술을 이용해 수명이 긴 초소형 원자력 전지를 만들어 냈다. 아직 동위원소의 가격 문제, 대량 생산 문제로 상용화가 늦어지고 있으나 수명이 100년을 넘고 총 전력량은 동급 일반 전지의 100만 배 이상이기 때문에 관계자들은 어느 때고 상용화가 이뤄질 것으로 보고 있다.

▶맞춤형 미생물, 이미 실용화 직전

 그동안 DNA 조작을 통해 생명체를 창조하려는 연구가 알게 모르게 다양하게 진행돼 왔다. 그리고 지금 몇몇 분야에서는 구체적인 성과를 보이고 있다. 이는 GMO(유전자변형 농산물) 수준을 넘어선 합성생물학을 말한다.

 합성생물학자들이 가장 큰 관심을 기울이고 있는 분야는 미생물이다. 미생물을 산업에 이용하려는 것인데, 예를 들어 미생물을 이용해 화학공장을 대신하도록 하거나 초소형 로봇을 대신하도록 하려는 시도들이다. 이런 미생물을 ‘맞춤형 미생물’이라고 한다.

 맞춤형 미생물은 단지 소설이나 가능성의 수준이 아니라 현재 이미 여러 형태로 구현되고 있다. 암세포를 추적해 파괴하는 맞춤형 박테리아의 경우를 예로 들 수 있다. 이 박테리아는 DNA 조작을 통해 암세포의 특정 형태나 대사 물질에 반응, 독성 물질을 주입하거나 해당 세포를 파괴하는 등의 반응을 나타내도록 설계돼 있다.

 이미 실용화 직전인 사례도 있다. MIT 기술 연구소가 개발한 박테리아 전지의 경우 박테리아가 스스로 인산철을 자신의 몸 바깥에 코팅하도록 조작해 초 고효율의 회로를 구성하도록 유도했다.

 UCLA의 리아오 박사는 이산화탄소를 먹고 그 대신 알코올 직전 단계인 알데히드를 배출하는 박테리아를 만들어 냈다.

 뉴캐슬대 연구팀은 땅 속의 중금속을 이용해 포자를 만드는 박테리아를 만드는 데 성공했다. 이 박테리아를 중금속 오염 지역에 뿌려 두면 중금속이 포자 형태로 배출돼 간단히 토양이 정화될 뿐만 아니라 회수된 중금속의 재판매까지 가능하다.

▶브레인 스캐너와 만국어 통역기 

 미래 기술 발전의 뿌리에는 정보통신 기술(ICT)이 있다. 뇌파를 측정해 뇌 활동을 분석하는 ‘브레인 스캐너(Brain Scanner)’가 대표적 사례다. 최근 각광받고 있는 뉴로마케팅은 브레인 스캐너 기술이 산업계 전반에 얼마나 큰 영향을 미치고 있는지 보여준다.

 미래에는 비즈니스에 뇌 과학을 적용하는 것이 더 확대될 것으로 예상된다. 이는 뇌의 반응 상태를 더 쉽게 파악할 수 있는 브레인 스캐너의 진화를 말한다. 현재는 MRI 등으로 뇌를 촬영하지만 MEG (Magneto-encephalography), T-레이 등의 활용이 고려되고 있다.

 ‘만국어 통역기’ 역시 세상을 바꿔놓을 기술이다. 만국어 통역기의 상용화는 외국어 교육을 불필요하게 하고, 세계 각 민족 간의 의사소통을 가능하게 함으로써 진정한 의미의 글로컬라이제이션(Glocalization) 시대가 도래함을 말해 주는 것이다.

 그러나 기술적인 문제가 남아 있다. 만국어 통역기를 위해서는 먼저 말하는 것을 기기가 인식할 수 있도록 하는 음성인식 기술이 필요하다. 현재 음성 인식률은 약 70%로 아직 완벽한 수준은 아니다.

 다음으로 번역 과정에 해당하는 내용 파악 기술이 필요한데, 이를 위해 사례를 기반으로 번역하는 기술이 주목받고 있다. 즉, 많은 사례를 데이터베이스에 저장했다가 가장 유사한 표현을 추출해 번역하는 방식이다.

 또 번역된 내용을 다시 음성으로 바꿔주는 음성 합성 기술 역시 필요하다. 번역의 정확도를 높인다는 것이 생각보다 힘들기 때문에 한두 개의 언어면 모를까 수많은 언어를 통역한다는 것은 SF 영화에나 나올 법한 얘기처럼 보인다. 그러나 최근 구글이 이 만국어 통역기 개발을 선언하면서 그 가능성을 예고하고 있다.
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