광유전학기술·4D프린팅·V2X 기술 등 포함…
한국과학기술정보연구원(KISTI)이 지난 11월 11일 서울 코엑스에서 ‘2014 미래유망기술세미나’를 개최하고 10대 미래유망기술을 발표했다.
본지에서 그 내용을 정리했다.
한국과학기술정보연구원(KISTI)은 11월 11일 서울 코엑스에서 ‘2014 미래유망기술세미나’를 개최하고 10대 미래유망기술을 발표했다.
KISTI의 10대 유망기술은 ‘미래기술 지식베이스’를 기반으로 하는 ‘미래기술 탐색체제’를 통해 선정된다. KISTI 미래기술 탐색체제는 빅데이터 분석을 통해 8천여 개의 후보군을 선정한 뒤, 후보군을 사회·경제적 파급력, 트렌드 부합성, 트랜드 변화와 연동된 급부상성 등을 전문가들에게 자문한다. 10대 미래유망기술은 향후 10년간 큰 파급력을 가질 수 있는 기술들로 최신 트렌드 공유를 통해 중소기업의 성장에도 도움을 줄 수 있다.
올해는 국가 미래상을 건강한 사회, 스마트한 사회, 창의적 융합사회, 안전한 사회, 지속가능한 자연과 사회 등의 다섯 가지로 분류한 후 각 미래상을 구현할 신기술을 부문별로 2개씩 선정했다.
선정된 기술은 ▲‘건강한 사회’ 분야에 자가면역질환 치료기술와 광유전학기술 ▲‘스마트한 사회’ 분야에 생체모방로봇과 학습분석기술 ▲‘창의적 융합사회’ 분야에 클라우드 환경 보안기술과 4D 프린팅 ▲‘안전한 사회’ 분야에 무인수송기술과 지능형 교통 시스템 V2X 기술 ▲‘지속 가능한 자연과 사회’ 분야에 리튬-황 전지와 메타물질 응용기술 등이다.
1. 자가면역질환 치료기술
자가면역질환은 비정상적인 면역 반응으로 인해 자가조직들에 손상을 일으키는 질병을 뜻하며, 류마티스 관절염, 전신홍반성 루푸스, 베체트병, 제1형 당뇨병, 그레이브씨병, 다발성 경화증, 중증 근무력증, 악성 빈혈 등을 포함한 100여 가지 질병이 존재한다. 최근 지속적인 인구 고령화와 환경오염 증가로 인해 환자수는 계속 증가하고 있으며, 의료에 대한 수요도 동반 성장하고 있다.
현재 자가면역질환 치료에는 면역체계의 활동을 억제하는 약물이 사용되고 있는데, 이러한 면역억제제는 감염, 종양 발생, 자연통제 매커니즘 파괴 등 부작용이 심각하다.
때문에 효소치료제, 항체치료제 이외에도 중간엽줄기세포의 면역억제 기전을 이용한 면역조절 치료기술을 개발 중이다.
2. 광유전학기술
광유전학기술(Optogene-tics)은 빛을 이용해 유전적으로 조작된 신경세포를 선택적으로 흥분시키거나 억제하는 기술이다.
때문에 파킨슨, 알츠하이머 질환과 같은 퇴행성 뇌질환을 치료하는 데 활용될 수 있으며, 우울증이나 외상후 스트레스 장애(PTSD)와 같은 심리적 장애 치료에도 효과적이다.
뿐만 아니라 불면증, 수면과다증, 기면증 등 다양한 수면장애의 진단과 치료에도 활용될 수 있다.
▲ 그림 1. 광유전학기술
3. 생체모방로봇
생체모방로봇(Biomimetic Robot)은 오랫동안 진화 과정을 거쳐 최적화된 생물의 우수한 구조와 기능적 특징을 모방해 기존의 로봇 기술이 가졌던 한계를 극복하려는 기술이다.
최근 미시 구조의 분석·모델링 및 설계·제작 기술이 발달하면서 생체모방의 가능성이 크게 증가했다.
생체모방로봇은 특히 국방 분야에서 곤충, 뱀처럼 은밀한 감시정찰 능력을 갖춘 미래 무기에 사용될 수 있다.
미국은 2011년 초소형 정찰용 ‘나노벌새’를 개발한 바 있으며, 영국 또한 손바닥 크기의 ‘검은 말벌’ 로봇을 아프가니스탄 전쟁에 투입한 바 있다.
향후 신소재, 에너지, 의료, 정보통신, 로봇 등의 산업 영역으로 다양하게 확대될 전망이다.
4. 학습분석기술
학습분석기술(Learning Analytics)은 학습 관련 데이터를 분석하고 학습 패턴을 파악해 효과적인 학습 모델을 구축하는 기술이다. 학습 데이터를 어떤 방식으로 수집하고 분석해 암시하는 바를 도출할 것인지 고민하고, 데이터 기반의 적응화 과정을 통해 학습 시스템을 어떻게 개선할 것인지 연구한다.
학습분석기술을 통해 다양한 수준과 요구를 가진 학습자에게 거의 실시간으로 맞춤형 교육을 제공할 수 있다.
학습자의 이해 정도를 측정해 피드백을 제공하며, 그에 대한 후속 조치로 관련 디지털 자원을 학습자에게 제공할 수도 있다.
5. 클라우드환경 보안기술
클라우드환경 보안기술은 클라우드 컴퓨팅 환경에서 해킹, 바이러스 등으로 인한 사용자의 개인정보 노출 및 훼손, 서비스 접속 지연이나 중단 등의 문제를 사전에 예방하기 위한 보안기술이다.
클라우드환경 보안기술은 클라우드 서비스의 안전성과 가용성을 높이는 기술로, 일반적인 컴퓨팅 환경과의 가장 큰 차이점은 하이퍼바이저를 이용하는 가상화 환경이라는 것이다. 하이퍼바이저란 하나의 컴퓨터에서 서로 다른 OS를 사용하는 가상컴퓨터를 만들 수 있는 가상화 엔진이다.
6. 4D 프린팅
4D 프린팅은 3D 프린팅에 변환 기능을 추가했다. 온도가 변하거나 충격이 가해지면 스스로 형태를 갖추는 자가조립시스템(Self Assembly System)과 자가변환시스템(Self Transfor-mation System)이 그것이다.
아직까지 4D 프린팅의 효율성은 높지 않지만 많은 에너지와 노력을 필요로 하는 건설환경 분야, 기반시설 구축, 제조업 등에 효과적으로 활용될 수 있다. 또한 극한 환경에 속하는 항공우주의 구조물과 주변환경에 맞춰 스스로를 위장할 수 있는 무기에도 사용될 수 있다.
▲ 그림 2. 4D프린팅
7.무인수송기술
무인수송기술(Unmanned Vehicles)은 사람이 자동차, 배, 비행기 등에 타지 않아도 원격으로 조종이 가능한 기술이다. 농수산업, 물류 배송 등 실생활에 적용하면 생활의 편의성을 증대시킬 수 있다.
무인자동차는 운전할 수 없는 장애인, 거동이 불편한 노년층에게 새로운 이동성을 제공할 수 있고, 무인선박은 해양 감시 및 추적, 해양 조사, 조난선 인명 구조 등에 활용될 수 있다.
또한 무인항공기는 재난 조기 경보, 긴급 서비스, 뉴스 활영 보도, 배달 택배, 농작물 재배 비즈니스 모니터링 등에 활용된다.
8. 지능형 교통시스템 V2X 기술
지능형 교통시스템 V2X 기술은 차량과 차량 간(V2V), 차량과 도로 인프라 간(V2I), 차량과 모바일 기기 간(V2N)의 연결을 추구하는 망라적 기술로 사물인터넷 개념의 전파통신 기술을 자동차 영역에 확장하여 적용한 기술이다.
차량 운행의 안전성, 이동성, 편의성을 혁신적으로 제고하는 지능형 교통 시스템을 구현할 수 있으며, 사고를 예방하거나 연속 사고 발생을 막아 사회적 비용을 최소화할 수 있다. 또한 원활한 교통 흐름, 에너지 절약, 환경 보호 효과까지 제공할 수 있는 기술이다.
▲ 그림 3. 지능형 교통시스템 V2X 기술
9. 리튬-황 전지
리튬-황 전지(Lithium-Sulfur Battery)는 양극에 배치된 황이 음극의 리튬과 결합돼 Li₂S를 형성하여 전기를 생산한다. 리튬-황 전지는 높은 이론 에너지밀도(2,500Wh/kg)를 지니며, 양극 재료인 황이 인체에 무해하고 자원 입수가 용이하다는 장점이 있다.
휴대기기, 신형 동력 에너지 등 에너지 저장 분야에 활용돼 배터리 사용 시간을 연장할 수 있으며, 향후 리튬이온 전지를 대체할 것으로 예상된다.
10. 메타물질 응용기술
메타물질 응용기술은 음의 굴절률을 사용해 빛이 물체를 타고 휘돌아 나가 마치 물체가 보이지 않게끔 하는 소재를 응용한 기술이다. 이처럼 전체 가시광선 스펙트럼에 걸쳐 작동하는 메타물질 설계는 중요한 도전 과제이다.
메타물질 응용기술은 전자파, 통신, 운송, 위성, 국방 등 다양한 산업에 활용이 가능하며 투명 망토, 음향 망토, 고분해능 렌즈, 소형 안테나, 바이오 이미징 등 무궁무진하게 응용될 수 있다.
정리 이솔이 기자(npnted@hellot.net)
