세상의 모든 사물은 수많은 원자로 만들어져 있다. 그렇다면 레고 블록을 이용하여 작품을 만들듯이 원자층을 의도적으로 쌓거나 깎아낼 수도 있을까? 사실 이는 생각보다 쉬운 일은 아니다. 그러나 최근 들어 반도체 소자의 미세화 추세와 더불어 이를 가능하게 하는 공정이 개발됐으며, 점점 사람들의 관심을 끌고 있다. 원자층을 쌓거나 깎아내는 이 공정은 Atomic Layer Deposition(이하 ALD) 또는 Atomic Layer Etching(이하 ALE)이라 불린다.올해 8월 초, 핀란드 헬싱키에서 ‘ALD/ALE 2024’ 학회가 개최됐다. 본 학회에는 세계 각국의 대학과 연구소는 물론 삼성전자, Intel, 하이닉스 등 종합 반도체 업체와 ASM, Tokyo Electron(TEL) 등 반도체 장비 업체가 참가했다. 특히 올해는 ALD 기술이 소개된 지 50주년을 맞이하는 해로 이 기술을 처음 개발한 Suntola 박사의 개회사로 공식적인 학회가 시작됐다. 우리나라의 참석자는 미국, 핀란드에 이어 세 번째로 많은 것으로 알려졌다. 올해 ALD 국제학회의 참석자 수가 2000년대 중반 대비 10배 이상 증가한 사실은 해당 기술에 대한 학계 및 산업계의 관

*본 기사는 다음 연구논문을 재구성한 것이며, 한국학술지인용색인(KCI) 웹사이트에서 무료로 전문을 이용할 수 있다. 이종식, “대학교수들을 위한 연구 “왕국” 만들기: 물리학자 김호길의 연암공학원 및 포항공과대학교 구상과 건학,” 『한국과학사학회지』 제46권 제1호, 2024. 우리대학 구성원들이 철석같이 믿어 의심치 않는 명제가 하나 있다. 바로 우리대학이 한국 최초의 연구중심대학이라는 말이다. 그런데 정말 그러한가? 우리대학이 세워진 1986년 이전에 한국에는 수월성 있는 연구를 수행할 수 있는 대학이 전혀 존재하지 않았을까? 그렇지 않았다. 전문 과학사 연구자들은 보다 앞선 1950~60년대나 심지어 일제강점기에도 연구를 수행했거나 수행하기를 지향했던 여러 대학의 역사를 분석한 바 있다. 그렇다면 우리는 어떻게 우리대학이 최초의 연구중심대학이라는 이 ‘당연함’을 받아들이게 됐을까? 우리대학을 한국 최초 연구중심대학이라고 할 때, 그 ‘연구중심대학’이라는 개념은 구체적으로 무엇을 의미하며 과거의 유사한 모델들과는 어떻게 다른가? 더 나아가 1980년대 한국 과학기술사의 맥락에서 대학은 어떻게 ‘연구’, 특히 과학기술 연구개발과 연결되고 있었는가? 이 모

배경 : 리스크 환경 변화와 리스크 관리 체계 고도화의 필요성2022년 9월 태풍 힌남노는 기존 태풍들과는 다른 양상으로 한반도에 상륙했다. 북위 25도보다 북부 해상에서 발생해 대만 방향으로 서진하다가 한반도 방향으로 급격히 북상한 것이다. 이는 특이하게도, 통상 북상하면서 수온이 낮아지는 중위도 즈음 태풍 규모가 약화하는 양상과는 달리 초속 54m 이상 규모의 초강력 태풍으로 발달해 한반도를 강타했다.힌남노의 상륙과 함께 국내에서는 크고 작은 피해가 발생했다. 단연 가장 심각한 사례는 포항 냉천의 범람과 함께 일어난 포스코 포항제철소의 침수 피해였다. 여의도 3배 면적의 포항제철소로 범람한 물이 집중적으로 유입되면서 포스코는 △압연지역·수전설비 침수 △생산·제조 시설 마비 △정전 △화재 등 각종 피해로 인해 제철소 가동 이래로 50년 만에 처음 셧다운을 겪었다.포항제철소의 셧다운과 장기간 복구 작업으로 인한 영업 중단, 사업 휴지(Business Interruption)는 약 2조 원의 피해 비용과 전년 대비 46.7%의 영업이익 감소로 이어졌다. 포스코가 국가 경제에서 차지하는 비중과 영향력을 생각하면 이는 대한민국 사회 전반의 큰 손실이라고도 평가할

그림1은 세포 속에 신호가 전달되는 현상을 그림으로 도식화한 것이다. 그림1의 오른쪽 그래프로 표현된 시뮬레이션에서는 F라는 단백질이 15초경부터 5초간 많이 공급되는 방해를 받았음에도, F와 상호작용하는 다른 단백질 그림1(a)의 양은 방해를 받기 전 농도로 다시 돌아오는 현상을 보인다. 이처럼 그림1(a)의 농도가 방해에도 변하지 않는 ‘안정성’은 이 생명현상에 부착한 컨트롤러가 가지는 구조적인 특성에서 야기된다. 이번 글에서는 안정성을 보장하는 자연현상의 구조적 특성을 수학적으로 찾는 연구, 반응네트워크 이론(Reaction Network Theory)의 한 방향에 대해 간략히 이야기하고자 한다.시간에 따라 개체들의 수가 변하는 많은 자연현상은 상미분방정식과 같은 동역학 시스템으로 표현할 수 있다. 이때 개체수나 농도를 의미하는 변수가 시간에 따라 고정된 값, 즉 평형 상태에 수렴한다면 우리는 그 ‘시스템이 안정하다’라고 이야기한다. 자연현상의 안정성과 같은 동역학적 특성을 찾는 데 있어 우리가 주로 관심을 가지는 부분은 그 현상에 관여한 화학반응이나 개체들 상호작용의 속도를 나타내는 온도, 입력 등의 매개변수다. 또한 이런 매개변수들을 높은 정확도로

세포는 리보솜이라는 거대한 공장에서 단백질을 생산한다. 원핵세포든 진핵세포든 살아있는 세포라면 모두 이 공장에서 DNA로부터 전사된 mRNA의 유전 정보를 읽어 해당 아미노산을 하나씩 연결하는 공정을 거쳐 단백질을 생산한다. 리보솜은 평균적으로 1초에 약 20개의 아미노산을 빠르게 연결할 뿐만 아니라 10만 번의 반복적인 연결 공정 중 한 번 정도의 실수만 일으키는 거의 완벽한 소기관이다. 그렇다면 생명현상의 가장 중요한 단백질 생산을 빠르고 정확하게 수행하는 완벽주의 리보솜은 우주에 생명체가 탄생한 이래로 현재까지 진화를 완료했을까? 이 글에서는 이토록 완벽한 리보솜이 사실은 오븐에서 갓 나온 구름빵처럼 아직 말랑말랑해서 이를 수정하고 다듬어 새로운 기능을 부여할 수 있다는 이야기를 해볼 것이다.리보솜의 구조와 기능단백질의 기능은 그 구조에서 유래하고, 구조는 다시 기능을 나타낸다. 예를 들어 우리의 다섯 손가락이 세 개의 마디로 이뤄진 이유는 구부러지는 기능을 하기 위해서고, 달리 말하자면 구부러지는 기능을 하기 위해서는 여러 개의 마디로 이뤄진 구조가 필요하다는 뜻이다. 그렇다면 리보솜이 어떤 형태로 생겼길래 단백질 공장의 역할을 하고 있는지, 혹은 단

바야흐로 기계 학습(Machine Learning)의 시대다. 현시점에서 기계 학습의 대표적인 성공 사례를 뽑으라면 대부분 OpenAI의 ChatGPT를 떠올릴 것이다. ChatGPT는 2022년 11월 30일에 처음으로 소개된 대화형 거대 생성 모델이다. 1년도 채 안 된 모델이 이렇게 인기를 끌고 있는 이유를 뽑으라 하면 일반인뿐만 아니라 연구자들도 놀랄만한 ChatGPT의 대화 생성 능력이라 하겠다. 이런 획기적인 생성 능력에 힘입어 ChatGPT는 매주 1억 명의 사용자가 꾸준히 사용하고 있다고 한다. 하지만 이렇게 영향력 있는 생성 모델이 과연 인간이 올바르다고 생각하는 가치에 부응하는 행동을 할 것인가(AI Alignment)에 대한 생각을 이제 해야 할 시기이다. OpenAI에서도 생성 모델의 부정적인 파급력을 우려해 2027년까지 AI Alignment 문제를 해결하기 위해 회사 내 계산 자원의 20% 투자를 계획하고 있다. 과연 우리는 생성 모델, 더 나아가 기계 학습 모델을 신뢰할 수 있을 것인가? 기계 학습대답하기에 앞서 기계 학습에 대한 간략한 소개가 필요하겠다. 기계 학습을 한 줄로 요약하자면 ‘주어진 목적에 따라 데이터를 모델로 요약

수학자와 물리학자들이 자연 현상의 ‘우아한 단순성(Simplicity)’에서 아름다움(Beauty)을 찾는 경향이 있다면 생물학자들은 생명의 ‘압도적인 다양성과 복잡성’에서 아름다움을 찾곤 한다. 물론 생물학자들도 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 자신의 책 ‘생명이란 무엇인가?(1944)’를 통해 궁금해했던 생물들이 갖는 놀라운 질서와 통일성(Unity)을 멋지게 찾아냈다. 당시 슈뢰딩거는 식물학자 멘델이 완두 연구(1865)를 통해 제시한 유전 원소(Element)인 유전자 자체를 찾고 세대 간 유전 원리를 밝히는 것이 생명에서 통일성의 아름다움을 이해하는 핵심이라 생각했다. 20세기 중반에서 후반은 수많은 위대한 과학자들이 생명과학에서 통일성의 아름다움을 찾은 황금시대라 할 수 있다. 1953년 DNA 구조가 밝혀진 후 △유전 부호(Genetic Code) △유전자 발현 조절 △DNA-RNA-단백질의 중심 원리(Central Dogma) △트랜스포존(Transposable Element) 등 생명의 통일성에 대한 비밀이 풀렸다. 우리는 이제 모든 생물이 스스로를 △유지 △조직 △성장 △분화 △번식한다는 것을 분자 수준에서 상당히 이해하고 있다. 생명 다양성의

페로브스카이트 태양전지, 미래의 에너지원이 될까?햇빛을 전기 에너지로 변환하는 태양광 발전의 확대는 거스를 수 없는 세계적 추세로 자리 잡았다. 태양광 발전의 경제성이 이미 화력발전 등 기존의 에너지원들을 따라잡은 가운데, 전 세계 전기 생산에서 태양광 발전이 차지하는 비중은 10년 전만 해도 거의 0%에 가까웠으나, 이후 가파른 확장세를 나타내며 2030년에 10%, 2050년에 20%를 상회할 것으로 전망되고 있다.(DNV GL’s Energy Transition Outlook)우리가 일상에서 접할 수 있는 태양광 패널은 거의 모두 결정질 실리콘 반도체에 기반한다. 반면 연구개발에 있어서 지난 10년간 가장 뜨거웠던 태양전지 소재는 단연 페로브스카이트(Perovskite)라 할 수 있다. 페로브스카이트는 ABX3 결정구조를 가진 물질들을 일컫는 용어로, 결정의 각 부분에 다양한 이온들을 도입해 광 특성 및 전기적 특성들을 손쉽게 제어할 수 있다. 태양 에너지 변환 소재로써 페로브스카이트의 응용 가능성은 2009년에 처음 실증된 이래 2010년대 들어 집중적인 관심을 받기 시작했다. 그 결과 불과 십수 년 만에 26%대의 높은 에너지 변환 효율을 기록했으며

다양한 분야에서 사용되는 광학현미경광학현미경은 이공계 학생들에게는 매우 익숙한 과학 장비다. 렌즈로 광학적 이미지를 확대하는 간단한 원리이기에 니콘이나 올림푸스 같은 유명 카메라 회사가 아니더라도 여러 중소기업에서 일반인을 위해 간단한 형태의 광학현미경을 판매한다. 따라서 고등학교는 물론 초등학교와 중학교 과학실에서도 광학현미경을 쉽게 접할 수 있고, 작은 대상을 관찰하는 데 흥미가 있는 사람들은 약 10만 원 대의 광학현미경을 구매해 사용하기도 한다. 일반인의 호기심을 해소하기 위한 목적 외에도 광학현미경은 많은 과학자가 필수로 사용하는 장비다. △물리학 △화학 △신소재 과학 등 작은 물질이나 분자를 연구하는 대부분 분야에서 현미경을 사용한다. 특히 생명과학 분야처럼 작은 세포나 생체분자를 연구하는 과학자들에게는 마치 안경처럼 필수 불가결한 장비로 사용된다.광학현미경은 빛이 가지는 고유한 성질 중 하나인 회절 현상에 의해 공간분해능이 결정된다. 성능이 매우 좋은 대물렌즈를 이용할 때 사용하는 빛의 파장 혹은 반 파장 정도의 길이가 공간분해능이 된다. 가시광선 영역의 빛을 사용할 때 대략 500nm 정도라고 생각하면 된다. 그러면 여기서 한가지 궁금증이 생긴

1948년 클로드 섀넌(Claude E. Shannon, 이하 Shannon)은 ‘A Mathematical Theory of Communication‘이라는 기념비적인 논문을 통해 정보를 비트 단위로 정량화하기 위한 엔트로피라는 개념을 도입했다. 또한 그는 정보를 압축하고 전송하는 문제에 대한 근본적인 이론들을 정립했고, 이를 통해 정보 이론이라는 학문 분야를 창시했다.Shannon은 정보를 손실 없이 최대한 압축할 수 있는 이론적 한계가 그가 정의한 엔트로피와 동일하다는 것을 증명했다. 이후 다른 연구자들에 의해 효율적인 압축 알고리즘이 제안됐고, 이러한 연구는 현재 우리가 사용하는 △ZIP △JPEG △MPEG 등의 압축 파일의 핵심 요소 기술로 활용되고 있다. 또한 Shannon은 통신 시스템의 기본 개념을 정립했다(그림 1). 특별히, Shannon은 채널 용량 이론(Channel Capacity Theory)을 통해 주어진 채널에서 전송할 수 있는 최대 정보량의 이론적 한계를 규명했다. 정보 이론의 틀(Framework) 안에서, 정보를 효율적으로 전송하기 위한 통신 기술에 관한 연구가 활발히 이뤄졌다. 그리고, 이러한 통신 기술의 발전은 현재 우

우리대학에는 개교와 더불어 설립된 인문사회학부가 있다. 사정이 이래도 많은 사람들이 인문사회학부의 존재를 잘 모른다. 교양 과정에 해당하는 강의를 하는 교수들이 있다는 것을 알려 주면 인문사회학부에서도 연구를 하느냐고 묻기도 한다. 이런 황당한 질문을 받아 본 경험이 있는 터라, 내 주요 연구 성과를 소개해 달라는 이 기회에 인문학자의 연구가 갖는 특징도 함께 말해 보고자 한다.문학, 역사, 철학을 망라하는 인문학 분야 연구자들은 기본적으로 ‘혼자’ 연구한다. 실험 장비를 쓰지 않으니 실험실도, 실험실을 운영할 보조 인력도 필요 없다. 물론 연구실은 있어야 한다. 컴퓨터를 쓸 책상을 놓아야 하고, 가장 중요하게는 연구 자료에 해당하는 온갖 책들을 손 닿는 곳에 두어야 하기 때문이다. 인문학자의 연구실은 작은 도서관이다. 내 연구실에도 7천여 권의 책들이 분야별로 나뉘어 사방 벽면의 천장까지 닿은 책장들에 가득히 꽂혀 있다. 컴퓨터에도 전자책과 논문들이 여러 폴더에 가득하다. 인터넷을 통해 볼 수 있는 수많은 학술지 논문들과 옛날의 신문 자료들 또한 인문학자의 연구 자료이다. 이런 자료들, 텍스트들을 대상으로 해서 인문학자는 혼자 연구한다.한국 현대문학 연구자

“저 친구는 제어가 안 되는군”이라는 말과 같이 제어라는 용어는 일상적인 대화에서도 흔히 사용되는 단어이다. 또한, 고대 그리스(약 BC 270년경)의 한 문헌에 물시계의 유량 제어기법을 도입한 기록이 남아 있을 정도로 제어의 역사는 오래됐다. 이후 19세기에 이르러 제어장치 설계를 위해 수학적 기법이 도입되면서 제어공학의 학문적 체계화가 이뤄졌으며, 근대 산업화와 자동화에 크게 공헌했다. 또한, 제어공학은 현대 산업에서도 여러 분야의 기반 기술로 큰 역할을 하고 있다. 즉, 제어공학은 종합 학문적인 성격이 아주 강하다. 특히 최근에는 학문이 융복합하는 추세로, 제어공학은 여러 분야가 톱니바퀴처럼 잘 맞아 돌아갈 수 있도록 하는데 아주 큰 역할을 하고 있다. 서로 이질적인 복잡계를 효율적으로 제어하기 위해 제어공학은 오래전부터 많은 방법론을 제시해왔다. △회로 이론 △동역학 △전자회로 △전자기학 등에 등장하는 다양한 시스템에 피드백을 사용해 그 성능을 높이는 것이 제어공학의 가장 큰 목표다. 막연하게 일컬어지던 시스템과 성능이라는 것이 제어공학에서는 수학적으로 표현되며, 시스템의 설계 과정도 어떤 과목보다 수학에 많이 의존한다. 이 때문에 많은 학생이 어려워

우리는 눈을 통해 사물을 본다. 3차원 사물은 하나의 상, 즉 사진으로 맺히는 과정을 거친다. 바늘구멍 카메라를 떠올려보자. 안이 검은 상자에 빛이 들어오도록 작은 구멍을 뚫어두면, 신기하게도 박스 안에 있는 구멍의 반대 면에 예쁜 상이 맺힌다. 이것은 우리가 있는 빛의 공간에서 바늘구멍만 관통하는 특정한 빛다발만을 모아 보면서 생기는 현상이고, 3차원 물체의 공간 좌표계가 2차원 사진의 좌표계로 바뀌는 과정이다. 이 과정은 흥미롭게도 수학적으로 표현할 수 있다.3차원에서 2차원으로 사물에서 사진이 되는 관계를 역으로 계산할 수 있다면 어떨까? 사진만으로 3차원 사물의 모양을 알 수 있지 않을까? 답은 다시점 사진을 이용한 방법에 있다. 같은 물체를 다시점, 즉 서로 다른 각도에서 보면 거리를 파악할 수 있는 것이다. 이런 기법은 우리가 보는 물체의 복원뿐만 아니라, 다중 인공위성 기반의 GPS 기술이나 천체의 거리를 파악하는 데도 쓰이고, 로봇이 어느 방향으로 얼마만큼 움직였는지도 알 수 있게 해준다. 수많은 동물의 눈이 두 개인 것도 거리를 파악하고, 시야를 넓히기 위한 연유다.그럼 어떻게 사진으로 3차원 모양을 복원할까? 길을 가다 본 멋진 꽃을 카메라

합성생물학과 세포 프로그래밍합성생물학이라고 하면, 많은 사람이 소설 ‘프랑켄슈타인’의 아담처럼 여러 조직이 흉측하게 결합한 창조물을 떠올리곤 한다. 인공적인 냄새가 물씬 나는 ‘합성’과 자연에 존재하는 ‘생물’, 두 단어의 조합이 이질적으로 느껴지는 탓이다. 그러나 우리가 말하는 합성이란 DNA, RNA, 단백질과 같이 생물을 구성하는 블록들을 합리적 설계에 기반해 재구성하는 기계공학적 접근을 의미한다. 불과 10여 년까지만 해도 합성생물학은 가능성을 타진하는 단계에 있었다. 복잡한 회로와 생화학 반응을 속속들이 이해하고 예측하는 일이 어려웠기 때문이다. 하지만 오늘날에는 유전 정보가 담긴 DNA와 RNA를 자유자재로 읽고, 쓰고, 자르고, 붙임으로써 다양한 생명 현상을 기능적 모듈로 △분해 △제어 △조합할 수 있게 됐다. 예를 들어, 이런 모듈과 블록을 조합해 암세포를 선택적으로 공격하는 명령 코드를 미생물의 유전 정보에 삽입하거나, 대마초의 주요 성분을 대량으로 생산하는 세포를 조립해 생산 공장으로 활용하는 경우 등이 대표적이다. 이처럼 생물을 공학적으로 설계해 인류의 문제를 해결하는 분야 중 하나가 세포 프로그래밍(Cell Programming)이다.

실제 세계를 이해하기 위한 가상 세계, 디지털 트윈미래 주요 유망 기술로 꼽히는 ‘디지털 트윈(Digital Twin)’은 현실 세계를 가상 세계에 옮겨와 미리 현상을 이해하고, 실시간으로 상호작용할 수 있는 기술을 말한다. 어떤 물리 현상이 지배하는 실제 세계와 같은 쌍둥이 개체를 생성해 이를 사전에 다양하게 분석하고 검증할 수만 있다면 실제 사물이 존재하지 않더라도 우리는 그를 해석할 수 있다. 또, 조건에 따른 장비, 시스템 등의 상태를 미리 탐색하고 유지·보수 시점을 파악할 수도 있을 것이다. 이런 디지털 트윈 기술의 이점과 잠재성은 특히 스마트 팩토리(Smart Factory) 분야에서 많은 주목을 받고 있다. 제품의 △설계 △개발 △제조 △유통 등 전 산업 과정을 미리 분석해볼 수 있어 전체적인 생산 비용을 획기적으로 줄일 수 있기 때문이다. 그러나 우리가 사는 실제 세계는 복잡한 현상들이 마구 얽혀 있어 이를 가상 세계에 정확히 복제하기란 매우 어렵다. 간단한 제품을 생산하는 소규모 공장만을 예로 든다고 하더라도, 이에 관한 실제 △물리적 △과학적 △공학적인 변수를 전부 모델링할 수 없다. 나아가 실제 가동 중에 가능한 여러 환경 변수 등을 고려

빛과 분광학 센서빛은 참으로 경이로운 존재다. 세상의 시작은 빛과 함께 시작됐다고 한다. 성경에는 “빛이 있으라”라는 말로 천지 창조가 시작되고, 빅뱅 이론에서도 태초에 엄청난 에너지와 물질이 빛과 함께 우주를 만들었다고 설명하고 있다. 빛은 친숙한 것 같으면서도, 머릿속에도 손에도 쉽게 잡히지 않는 존재이다. 엄청나게 빠른 속도로 움직이고, 파동성을 가지지만 입자처럼 행동하기도 하는데, 에너지와 운동량은 있지만 정지 질량은 없고, 어떤 계에서도 그 속도가 일정하다고 한다. 생물의 진화에서 가장 극적인 사건 중의 하나는 아마도 빛을 감지하는 능력의 등장이지 않을까 싶다. 시각 정보가 우리 감각의 90%를 차지한다는 걸 생각하면 빛에 대한 감지 능력이 얼마나 고급 정보를 제공하는지 쉽게 추정할 수 있다. 초음파를 써서 세상을 이미지로 본다는 박쥐의 영상은 추측건대 우리가 엄마 뱃속의 태아를 보는 초음파 영상 정도의 수준이지 않을까? 혹은 음파 탐지기에 잡히는 적 잠수함의 어렴풋한 영상 정도일 것이다. 그것도 흑백 영상으로 말이다. 색과 분광학빛을 이용한 정보 전달은 소리보다 백만 배 이상 빠르고 해상도가 높으며, 무엇보다 명암이나 흑백이 아니라 컬러로 대상을

작년부터 우리대학은 신입생 전체를 대상으로 가상현실(VR) 기기 ‘오큘러스’를 제공하고, 가상현실을 이용해 다양한 실험·실습 과목을 제공함으로써 교육 효과를 높이고 있다. 또한, 가상현실과 증강현실(AR)을 활용할 수 있는 새로운 강의실을 구축해 수업의 질을 끌어올리기도 했다. 메타, 애플, 마이크로소프트 등 수많은 대기업도 AR·VR 시장에 뛰어들면서 생동감 있는 가상공간을 구현하는 AR·VR 기기들에 대한 관심도가 좀처럼 식지 않고 있다. AR·VR 기기는 디스플레이, 광도파로, 렌즈, 거리 센서와 같은 광학 소자들이 종합적으로 융합된 기기다. 수많은 광학 소자들이 포함돼있어 AR·VR 기기들은 모두 실제로 착용하기에 부피가 크다는 특징을 갖고 있으며, 기존의 광학 소자들은 시야각과 색수차와 같은 다양한 문제들이 존재한다. 이런 기존 광학 소자들이 가진 여러 문제점은 AR·VR의 본격적인 상용화에 대한 걸림돌로 평가되고 있다. 본 연구팀은 자연에서 발견되지 않은 광학적 특성을 가지도록 설계된 나노 단위의 메타 표면을 이용해 기존 광학 소자들의 시야각, 색수차 등의 문제를 해결하고, 최종적으로 부피가 큰 기존 광학 소자들을 대체하는 것을 목표로 연구에 박차

세계보건기구에 따르면 심장 관련 질병으로 인한 연간 사망자 수는 2019년 기준 890만 명으로 심혈관 질환이 전 세계 사망 원인 1위를 기록하고 있다. 우리나라 역시 국민건강보험공단에 따르면 2019년 심혈관 질환 관련 진료비가 한 해 1조 7,000억 원에 육박해 심혈관 질환으로 인한 사회경제적 손실이 심각함을 보여준다. 따라서 심혈관 질환의 조기 진단과 예방의 중요성이 대두되고 있다.맥파와 심혈관 질환심혈관 질환을 조기 진단할 수 있는 가장 정확한 방법의 하나는 바로 맥파를 분석하는 것이다. 맥파는 심장 박동에 의한 혈액의 흐름이 몸에 전달되는 파동으로, 맥파의 모양, 크기, 속도 등의 분석을 통해 고혈압, 심근경색, 동맥경화 등 각종 심혈관 건강 상태를 관찰할 수 있다. 그러나 심혈관 질환의 증상은 평상시에 뚜렷하게 잘 느끼지 못하는 경우가 많아 맥파를 일상생활에서 연속적으로 관찰하는 것이 중요하다. 기존에 사용되는 맥파 측정 기기는 보통 혈압을 잴 때 쓰는 커프(Cuff)를 팔에 착용하거나 딱딱한 집게 모양의 산소포화도 센서를 손가락에 착용하는데, 이런 기기들은 24시간 착용이 어려워 병원에서 주로 사용되고 있다.웨어러블 맥파 측정 기기 동향병원이

어린아이들을 보면 이 작은 머릿속에서 도대체 무슨 일이 일어나고 있는지 너무나 궁금하다. 오감을 통해 들어오는 정보를 뇌에서 처리해 계속 무언가를 배우고, 학습한 내용을 바탕으로 자신의 의사를 표현해 원하는 바를 얻어낸다. 타인과 의사소통을 하면서 사람들과 상호작용 하고, 사회적 규범을 배우고, 상식을 익히며 자란 사람들이 균형 잡힌 사회를 이루게 되는데, 어떻게 보면 여러 사람의 뇌를 한곳에 잘 모아둔 꼴이다. 두개골 안에 든 백색 물질과 회색 물질로 이루어진 구불구불한 이 ‘덩어리’를 이해하기 위해서 머릿속을 열어 볼 수도 없는 노릇이기에 인간의 뇌가 작동하는 메커니즘과 그 기능은 아직도 미지의 영역이다.우리 몸을 절개하지 않고도 탐구할 수 있는 여러 기술이 발달함에 따라, 뇌에 관한 연구도 그 박차를 가하고 있다. 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging) 기술을 통해 일반 사진과 같이 우리 뇌의 ‘구조적’ 형태를 알 수 있게 됐고, fMRI(functional MRI)나 PET(Positron Emission Tomography) 영상을 통해 우리 뇌의 ‘기능적’ 이해를 높일 수 있게 됐다. 예를 들어 예전에는 알츠하이머에 걸린 사

4차 산업혁명의 시대가 도래함에 따라 사물 인터넷과 이동통신, 클라우드, 빅데이터, 인공지능 등 다양한 기술의 결합이 경제 및 산업뿐만 아니라 사회 전반에서 혁신적인 변화를 불러일으키고 있다. 특히 카메라를 통해 수집되는 정보를 가공하기 위한 컴퓨터 비전 기술과 인공지능 기술이 근래 눈부신 발전을 이뤘고, 이는 우리 실생활의 사소한 부분까지 영향을 미치고 있다. 일례로, 사람들은 스마트폰 잠금을 해제하기 위해 특정 패턴을 손으로 그리는 대신 스마트폰의 카메라에 얼굴을 비춘다. 이는 카메라에 담긴 사용자의 모습을 통해 신원을 확인하는 컴퓨터 비전 기술의 눈부신 발전을 실감케 하는 한편, 카메라를 이용한 기술의 명확한 한계를 드러낸다. 카메라가 수집할 수 있는 정보는 카메라가 향하는 방향의 장면뿐이기 때문이다. 따라서 사용자는 본인의 얼굴을 카메라 센서의 반경에 비춰 얼굴 인식을 해야 한다.이런 한계는 카메라 센서뿐만 아니라 레이더(Radar), 라이다(Lidar) 등 다른 센서에도 존재한다. 센서의 제한적인 감지 반경이나 주변 환경에 의해 정보를 감지하지 못하는 사각지대가 필연적으로 존재한다. 이는 서비스 제공에 있어 다양한 문제를 일으킬 수 있다. 사람의 안