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미국 매사추세츠공대(MIT)가 발행하는 과학전문지 ‘테크놀로지리뷰(Technology Review)’ 는 매년 떠오르는 10대 유망 기술을 발표한다. 올해도 테크놀로지리뷰는 최근 발간된 5~6월 합본호에서 미래를 바꿀 주요 기술들을 선정했다.
올해는 큰 변화를 가져올 친환경 기술로 효율이 높아진 태양전지, 친환경 콘크리트, 개선된 바이오연료를 소개했다. 우리나라가 강점을 보이는 정보기술(IT) 분야에서는 모바일 입체화면, 커뮤니티 기능을 갖춘 소셜TV, 실시간 검색기술, 클라우드 프로그래밍을 꼽았다. 이밖에도 줄기세포 조작, 다기능 항체, 생체칩 이식 등 건강·의료 관련 분야도 빠지지 않았다.
모바일 입체화면(Mobile 3D)
입체 안경을 쓰지 않고 3차원 이미지를 즐길 수 있을까. 소프트웨어로 2차원 이미지를 3차원으로 바꿔주는 방식인데, 여러 신호를 해석해 사물의 깊이를 추정하는 방식이다. 예를 들어 화면 위쪽의 넓은 하늘은 배경으로 인식하고, 자동으로 해당 배경에 적합한 입체 이미지를 만들어내는 원리다.
이런 자동입체 구현 기술은 TV나 극장 스크린에서도 응용될 수 있지만 휴대폰이야 말로 가장 적합한 장치다. 좁은 시야각에서 더 효과적으로 작동하는 기술이기 때문이다. 3D 모바일의 가장 흥미로운 응용분야는 아무래도 게임이 될 것이다. 미국 DDD(Dynamic Digital Depth)사는 이미 PC용 게임을 할 때 3D로 볼 수 있도록 변환해주는 소프트웨어를 배포하기도 했다. 향후 1~2년 안에는 이동통신 단말기 안에서 2D 콘텐츠를 3D로 변환하는 소프트웨어 배포가 크게 늘어날 것으로 보인다.
태양연료(Solar Fuel)
태양광을 이용해 에너지를 얻는다고 하면 흔히들 태양광발전을 떠올린다. 만약 미생물의 광합성 작용을 이용해 에탄올 같은 에너지를 얻을 수 있다면 이 역시 태양광을 연료로 에너지를 만드는 셈이다.
국제에너지기구(IEA)는 2050년이 되면 전 세계 수송수단의 26%가 바이오디젤이나 에탄올 같은 바이오연료를 사용할 것으로 내다보고 있다. 그동안 바이오연료는 주로 옥수수나 유채꽃, 녹조류를 발효시켜서 만들었는데, 이러한 원료들을 얻으려면 넓은 경작지와 많은 양의 물이 필요하다.
그런데 한 벤처기업이 ‘식물경작’이라는 중간단계를 생략한 방법을 개발했다. 미국의 줄(Joule) 바이오테크놀로지사는 바이오 연료가 결국 물과 이산화탄소에서 나온다는 사실에 주목했다. 이 회사는 유전자 조작으로 얻은 미생물을 배양해 물과 태양을 이용한 광합성 작용을 유도한다. 그리고 이 과정에서 이산화탄소를 에탄올로 만들어낸다. 아직은 실험실 수준의 성공이지만 이 미생물은 옥수수를 재배하는 경작지의 100만분의 1을 사용하면서 동일한 양의 에탄올을 만들어낼 수 있다. 더구나 옥수수를 재배할 때처럼 기름진 땅이나 깨끗한 물을 필요로 하지 않는 장점이 있다.
다기능 항체(Dual-Action Antibodies)
화합물로 된 약품은 종종 약물 내성을 일으킨다. 예를 들어 암세포를 공격하는 약물은 암세포가 변형을 일으킬 경우 약물의 효과가 떨어진다. 때문에 의사들은 암세포가 변형을 일으키기 전에 효과적으로 공격할 수 있도록 몇 종류의 약을 섞어서 처방하기도 한다. 만약 하나의 약으로 이런 복합 효과를 낼 수 있다면 훨씬 편리할 것이다. 약효는 말할 것도 없고, 제약회사 입장에서는 약품의 생산단가도 낮추면서 인허가를 받는 과정을 줄여 비용을 절감할 수 있다.
실제 미국 바이오기업 지넨테크(Genentech, 스위스 제약회사 로슈에 피인수)는 두 개의 유방암 치료제를 하나로 재설계하는 연구를 하고 있다. 즉 유방암을 유발하는 HER2 단백질 발현 억제 물질과 종양에 영양을 공급하는 혈관 생성 억제 물질을 하나로 만드는 작업이다. 지난해 생쥐실험에서 효과가 입증됐고, 사람을 대상으로 한 실험을 남겨 둔 상황이다.
클라우드 프로그래밍(Cloud Programming)
요즘은 깡통 같은 단말기라도 인터넷만 연결되면 고성능의 컴퓨터로 이용할 수 있다. 바로 ‘클라우드 컴퓨팅’ 덕분이다. 클라우드 컴퓨팅은 서버나 소프트웨어 같은 정보기술(IT) 자원을 일정 비용만 내고 필요한 만큼만 빌려 쓰는 서비스를 말한다. 이러한 클라우드 환경에서는 아마존이나 구글, 마이크로소프트 등의 데이터센터를 이용할 수 있어 무제한에 가까운 정보처리가 가능하다.
하지만 환경이 갖춰졌다고 해서 제대로 쓸 수 있는 건 아니다. 이 환경에 걸맞은 소프트웨어가 필요하다. 소프트웨어 개발자들은 클라우드 환경이 주는 가능성을 최대한 이용하고 싶지만, 기존 프로그래밍 언어(혹은 소프트웨어 제작도구)로는 한계가 있다.
미국 버클리대에서는 이러한 한계를 극복하려는 시도가 이뤄지고 있다. 조셉 헬러스타인 박사는 방대한 데이터를 지속적으로 추적하면서 신뢰할만한 정보를 얻을 수 있는 클라우드 환경 전용 프로그래밍 언어인 ‘블룸(Bloom)’을 개발하고 있다. 올해 중에 발표될 예정인 블룸은 다자간 온라인 게임이나 지진 감시와 같은 실시간 프로그램을 제작하는 데 유용할 것으로 보인다.
빛을 잡는 광전지(Light Trapping Photovoltaics)
태양광을 전기로 바꾸는 광전지는 미래 에너지원 중 하나다. 일반적인 태양전지는 두껍고 가격이 비싼 결정성 웨이퍼(집적회로의 토대가 되는 얇은 규소판)를 쓴다. 만약 전지를 얇고 비결정질로 만들 수 있다면 비용은 낮아질 것이다. 하지만 효율성이 문제다. 빛을 전기로 바꾸는 비율을 따져봤을 때 결정성 규소는 14~19%에 이르지만, 비결정 규소의 얇은 광전지는 8~12%에 머문다.
그런데 호주국립대(ANU) 카일리 캐치폴 박사가 비결정의 얇은 금속 나노입자에 존재하는 플라스몬(Plasmon)을 활용해 광전지의 에너지 효율을 높이는 방법을 찾아냈다. 즉 전지 필름에 은 성분으로 얇은 막을 만들었더니, 빛을 반사해서 밖으로 내보내지 않고 전지 안에서 산란시켜 더 많은 에너지를 얻게 된 것이다. 이 방법으로 기존의 얇은 전지보다 약 30% 높은 에너지 효율을 보였다. 저렴한 가격으로 에너지 효율을 높인 이 광전지는 4년 내에 상용화될 것으로 전망된다.
올해는 큰 변화를 가져올 친환경 기술로 효율이 높아진 태양전지, 친환경 콘크리트, 개선된 바이오연료를 소개했다. 우리나라가 강점을 보이는 정보기술(IT) 분야에서는 모바일 입체화면, 커뮤니티 기능을 갖춘 소셜TV, 실시간 검색기술, 클라우드 프로그래밍을 꼽았다. 이밖에도 줄기세포 조작, 다기능 항체, 생체칩 이식 등 건강·의료 관련 분야도 빠지지 않았다.
모바일 입체화면(Mobile 3D)
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이런 자동입체 구현 기술은 TV나 극장 스크린에서도 응용될 수 있지만 휴대폰이야 말로 가장 적합한 장치다. 좁은 시야각에서 더 효과적으로 작동하는 기술이기 때문이다. 3D 모바일의 가장 흥미로운 응용분야는 아무래도 게임이 될 것이다. 미국 DDD(Dynamic Digital Depth)사는 이미 PC용 게임을 할 때 3D로 볼 수 있도록 변환해주는 소프트웨어를 배포하기도 했다. 향후 1~2년 안에는 이동통신 단말기 안에서 2D 콘텐츠를 3D로 변환하는 소프트웨어 배포가 크게 늘어날 것으로 보인다.
태양연료(Solar Fuel)
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국제에너지기구(IEA)는 2050년이 되면 전 세계 수송수단의 26%가 바이오디젤이나 에탄올 같은 바이오연료를 사용할 것으로 내다보고 있다. 그동안 바이오연료는 주로 옥수수나 유채꽃, 녹조류를 발효시켜서 만들었는데, 이러한 원료들을 얻으려면 넓은 경작지와 많은 양의 물이 필요하다.
그런데 한 벤처기업이 ‘식물경작’이라는 중간단계를 생략한 방법을 개발했다. 미국의 줄(Joule) 바이오테크놀로지사는 바이오 연료가 결국 물과 이산화탄소에서 나온다는 사실에 주목했다. 이 회사는 유전자 조작으로 얻은 미생물을 배양해 물과 태양을 이용한 광합성 작용을 유도한다. 그리고 이 과정에서 이산화탄소를 에탄올로 만들어낸다. 아직은 실험실 수준의 성공이지만 이 미생물은 옥수수를 재배하는 경작지의 100만분의 1을 사용하면서 동일한 양의 에탄올을 만들어낼 수 있다. 더구나 옥수수를 재배할 때처럼 기름진 땅이나 깨끗한 물을 필요로 하지 않는 장점이 있다.
다기능 항체(Dual-Action Antibodies)
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실제 미국 바이오기업 지넨테크(Genentech, 스위스 제약회사 로슈에 피인수)는 두 개의 유방암 치료제를 하나로 재설계하는 연구를 하고 있다. 즉 유방암을 유발하는 HER2 단백질 발현 억제 물질과 종양에 영양을 공급하는 혈관 생성 억제 물질을 하나로 만드는 작업이다. 지난해 생쥐실험에서 효과가 입증됐고, 사람을 대상으로 한 실험을 남겨 둔 상황이다.
클라우드 프로그래밍(Cloud Programming)
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하지만 환경이 갖춰졌다고 해서 제대로 쓸 수 있는 건 아니다. 이 환경에 걸맞은 소프트웨어가 필요하다. 소프트웨어 개발자들은 클라우드 환경이 주는 가능성을 최대한 이용하고 싶지만, 기존 프로그래밍 언어(혹은 소프트웨어 제작도구)로는 한계가 있다.
미국 버클리대에서는 이러한 한계를 극복하려는 시도가 이뤄지고 있다. 조셉 헬러스타인 박사는 방대한 데이터를 지속적으로 추적하면서 신뢰할만한 정보를 얻을 수 있는 클라우드 환경 전용 프로그래밍 언어인 ‘블룸(Bloom)’을 개발하고 있다. 올해 중에 발표될 예정인 블룸은 다자간 온라인 게임이나 지진 감시와 같은 실시간 프로그램을 제작하는 데 유용할 것으로 보인다.
빛을 잡는 광전지(Light Trapping Photovoltaics)
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그런데 호주국립대(ANU) 카일리 캐치폴 박사가 비결정의 얇은 금속 나노입자에 존재하는 플라스몬(Plasmon)을 활용해 광전지의 에너지 효율을 높이는 방법을 찾아냈다. 즉 전지 필름에 은 성분으로 얇은 막을 만들었더니, 빛을 반사해서 밖으로 내보내지 않고 전지 안에서 산란시켜 더 많은 에너지를 얻게 된 것이다. 이 방법으로 기존의 얇은 전지보다 약 30% 높은 에너지 효율을 보였다. 저렴한 가격으로 에너지 효율을 높인 이 광전지는 4년 내에 상용화될 것으로 전망된다.
 저작권자 2010.06.22 ⓒ ScienceTimes |
