2020년 과학계, 어떤 일이 일어날까?

미‧중‧러 화성 탐사 경쟁, 감정 인식 AI 개발 등

새해 들어 미지의 세계를 향한 과학자들의 탐사가 더욱 활발해지고 있다.

지구 바깥으로는 달과 화성 등을 향한 우주선 발사가 이어지고 있고 인체 내에서는 암 등 난치병의 표적을 찾는 연구가 진행되고 있다.

기후‧환경에 초점을 맞춘 연구 역시 더 다양화할 것으로 예상되고 있다. 지구온난화가 더 빨라질 것으로 예상되고 있는 가운데 기후변화 자체를 부정해온 미 트럼프 대통령의 재선 가능성 역시 초미의 관심사가 되고 있다.

오는 7월 로켓에 실려 화성으로 가는 NASA의 탐사 로보 ‘마스 2020’.  화성 생명체의 흔적을 정밀 탐사한 후 토양 시료 등을 보관했다가 회수선으로 옮겨 지구로 가져올 수 있게 하는 일을 맡고 있다. ⓒNASA

오는 7월 로켓에 실려 화성으로 가는 NASA의 탐사 로보 ‘마스 2020’. 화성 생명체의 흔적을 정밀 탐사한 후 토양 시료 등을 보관했다가 회수선으로 옮겨 지구로 가져올 수 있게 하는 일을 맡고 있다. ⓒNASA

미‧중‧러, 화성 탐사 경쟁 가열   

새해에는 미‧중‧러 강대국 간에 화성 탐사 경쟁이 더욱 고조될 전망이다.

미 항공우주국(NASA)은 오는 7월 화성 탐사로봇인 ‘마스 2020(Mars 2020)’를 실은 로켓을 발사할 계획.

예제로 분화구(Jezero Crater)에 착륙할 이 움직이는 로봇은 처음 시도하는 매우 중요한 임무를 맡고 있다. 화성 생명체의 흔적을 정밀 탐사한 후 토양 시료 등을 보관했다가 회수선으로 옮겨 지구로 가져오는 일을 하게 된다.

중국은 그동안 개발해온 화성 탐사선 ‘훠싱 1호(Huoxing-1)’를 화성에 보낼 계획이다.

탐사선은 착륙선과 로버로 구성돼 있는데 오는 2021년 2월 화성에 도달한 후 위성 궤도를 돌다가 같은 해 4월경 착륙을 시도하게 된다.

러시아는 빠르면 이번 여름 유럽우주국(ESA)에서 제작한 탐사선을 발사할 예정. 착륙선을 안전하게 낙하시킬 수 있는 착륙 낙하산(landing parachute) 실험을 하고 있는데 성공 가능성이 매우 큰 것으로 예측되고 있다.

바이오마커로 초기 암 진단 가능해져    

우주 탐사가 이어지고 있는 가운데 다른 한쪽에서는 암 치료를 위해 바이오마커를 찾기 위한 노력이 이어지고 있다.

바이오 마커란 몸속의 세포나 혈액, 단백질, DNA 등을 통해 몸 안의 변화를 알아낼 수 있는 지표를 말한다. 그동안 과학자들은 초기 암 진단을 위해 바이오마커를 찾는데 총력을 기울여왔다.

그리고 최근 미국의 국립암연구소(NCI)는 바이오마커를 찾기 위해 자체적으로 수행한 대규모 혈액 테스트 결과를 발표했다.

연구 결과는 암 초기 상태에서 인체 내에서 바이오마커가 어떻게 나타나는지 상세하게 보여주고 있다. 이를 활용할 특히 유방암, 폐암, 간암, 췌장암 등을 조기 발견하는데 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 예상하고 있다.

NCI 관계자는 “임상실험이 순조롭게 진행되고 있다.”며, “4~5년 후면 바이오마커를 통해 암 초기 증상을 조기 진단할 수 있을 것”이라고 말했다.

파리협정과 트럼프 재선 가능성 

2015년 12월 12일 미국, 중국, 러시아 등 강대국을 포함한 195개국이 파리에서 환경 협약(Paris climate accord)을 체결했다.

그리고 5년째가 되는 2020년에 각국은 협정에 따라 감축목표(NDCs)를 제출해야 한다. 사무국에 따르면 79개국은 온실가스 감축을 위한 구체적인 계획을 작성하고 있으며, 2개국은 이전과 다른 목표를 제시하고 있는 중이다.

2015년에 체결한 파리 협정 시행이 지지부진한 가운데 올해 연말 치러질 미 대통령선거에 관심이 집중되고 있다. 트럼프 재선 여부에 따라 파리협정은 물론 환경과학에 큰 영향을 줄 것으로 예상되고 있다. ⓒWhite House

2015년에 체결한 파리 협정 시행이 지지부진한 가운데 2020년 연말 치러질 미 대통령선거에 관심이 집중되고 있다. 트럼프 재선 여부에 따라 파리협정은 물론 환경과학에 큰 영향을 줄 것으로 예상되고 있다. ⓒWhite House

그러나 기온 상승 속도가 너무 빨라 온도 상승폭을 산업혁명 이전 대비 섭씨 2도로 제한하겠다는 목표는 사실상 불가능할 전망이다.

기후변화행동분석 기관들은 지금과 같은 상태가 지속될 경우 오는 2100년 지구 평균온도가 산업혁명 이전 대비 섭씨 3도에 이를 것으로 보고 있다. 그러나 온실가스 감축을 해야 할 회원국들은 협약 실천에 매우 소극적이다.

대다수의 개발도상국가들은 경제적 이유를 들어 선진국보다 낮은 감축 목표를 요구하고 있다. 이런 상황에서 파리협약 탈퇴를 선언한 미국으로 인해 목표 달성은 더욱 어려워지고 있는 상황이다.

새로운 경제대국으로 부상하고 있는 중국, 인도 등의 역할이 커지고 있지만 산업을 중시하는 무역경쟁 속에서 일방적인 희생을 기대할 수 없는 분위기다.

파리 협정 자체가 흔들거리는 상황에서 관계자들은 2020년 연말 치러질 미 대통령선거에 큰 기대를 걸고 있다. 관계자들은 트럼프가 낙선할 경우 파리협정이 제 자리를 찾을 수 있을 것으로 보고 있다.

감정을 주고받는 인공지능 출현    

인공지능이 삶의 일부가 되어가고 있다.

특히 2020년은 그동안 목표가 돼온 감성 인식(emotion recognition), 컴퓨터 시각(computer vision) 등에 있어 획기적인 한 해가 될 것으로 예측되고 있다.

감성인식, 컴퓨터 시각 기술을 융합해 사람과 자연스러운 대화를 나눌 수 있는 인공지능이 개발되고 있다. 대규모 투자가 이루어지고 있는 가운데 올해 안에 상용화된 알고리즘을 볼 수 있을 것으로 예상된다. ⓒmedium.com

감성 인식, 컴퓨터 시각 기술을 융합해 사람과 자연스러운 대화를 나눌 수 있는 인공지능이 개발되고 있다. 대규모 투자가 이루어지고 있는 가운데  2020년 안에 상용화된 알고리즘을 볼 수 있을 것으로 예상된다. ⓒmedium.com

컴퓨터 시각이란 카메라, 스캐너 등의 다양한 시각(vision) 매체를 통해 주변 상황이나 환경 속의 이미지를 분석해 필요한 정보를 생성하는 기술을 말한다.

최근 이 두 가지 첨단 기술을 융합해 이전에 볼 수 없었던 새로운 기술이 개발되고 있다. 개발을 이끌고 있는 기업들은 비케리우스(Vicarious), 킨드레드(Kindred), 오사로(Osaro)와 같은 미국을 중심으로 한 스타트업들이다.

킨드레드에서 개발한 기술은 현재 의류전문 소매업체인 GAP을 통해 일부 적용되고 있다. 사람 대신 고객을 상대하면서 판매 성과를 축적해나가고 있다.

특히 베케리우스의 경우는 마크 저커버그, 제프 베조스, 일론 머스크의 투자를 이끌어낼 만큼 큰 주목을 받고 있다. 관계자들은 2020년에 시각적 기능을 통해 감성을 표현할 수 있는 인공지능이 첫선을 보일 것으로 예상하고 있다.

태양전지판, 전기차 고체 배터리 혁신 예고    

기후변화로 세계가 몸살을 앓고 있는 가운데 다른 한편에서는 화석 에너지를 대체하기 위한 노력이 활발하게 전개되고 있다.

그중에서도 주목을 받고 있는 것이 새로운 태양전지 소재인 ‘페로브스카이트(Perovskites)’이다. 이 소재는 태양전지의 실리콘 재료를 대체할 차세대 재료 중의 하나로 생산이 손쉬운 데다 가격도 저렴하다.

관계자들은 페로브스카이트를 소재로 한 태양전지가 나올 경우 태양에너지 산업에 큰 변화가 올 것으로 예상하고 있다.

에너지 저장 장치를 혁신한 새로운 전기자동차 출현도 예고되고 있다. 토요타는 오는 7~8월 열리는 도쿄올림픽 기간 중 고체 리튬이온전지(solid-state lithium-ion batteries) 차량을 선보일 계획.

기존 배터리는 전기를 저장하는 부분이 액체나 젤(gel)로 돼 있었지만 고체 배터리는 고체로 돼 있어 더 많은 전기를 저장할 수 있으며, 안전성이 높아 전기차 생산 업체들이 개발을 서두르고 있는 중이다.

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