신경인공기관

.북한 해안포 잡는 스파이크 미사일 서북도서에 실전배치



스파이크 유도무기 제원 및 공격 개요
군은 19일 이스라엘 라파엘사가 개발한 '스파이크 유도무기'를 최근 서북도서에 실전 배치했다고 밝혔다.

군 당국이 북한 해안포를 정밀 타격할 수 있는 이스라엘제 스파이크 미사일을 서북도서에 실전 배치했습니다. 합동참모본부는 백령도와 연평도 등 서북도서에 스파이크 미사일 발사 차량과 미사일 수십 발씩을 최근 전력화했다고 밝혔습니다. 사거리 20여㎞, 중량 70㎏인 스파이크 미사일은 은닉된 갱도 속 해안포를 정밀 타격하는 성능을 갖췄으며 한 발의 가격은 2억∼3억원입니다. 이 미사일은 목표물의 좌표를 미리 입력해 유도하거나 탄두가 찍은 영상을 보면 조작 인원이 미사일의 방향을 조작하는 방식으로 발사됩니다. 합참 관계자는 "유사시 갱도화된 적의 진지를 파괴할 수 있고 이동표적도 탐색기로 보면서 추적, 타격할 수 있다"고 설명했습니다. 스파이크 미사일은 당초 2012년 하반기에 도입될 예정이었지만 현지 시험평가가 지연되면서 실전배치가 6개월 정도 지연됐습니다.
백령도·연평도에 北 해안포 정밀타격용 미사일 배치
군 당국은 19일 백령도와 연평도 등 서북도서에 북한 해안포를 정밀 타격할 수 있는 이스라엘제 스파이크 미사일을 실전배치했다. 사거리 20여㎞, 중량 70㎏인 스파이크 미사일은 은닉된 갱도 속 해안포를 정밀 타격하는 성능을 갖췄다. 1발의 가격은 2억∼3억원이다. 이 미사일은 목표물의 좌표를 미리 입력해 유도하거나 탄두가 찍은 영상을 보면 조작 인원이 미사일의 방향을 조작하는 방식으로 발사된다. 재장전 시간은 3∼5분이다. 합참 관계자는 "유사시 갱도화된 적의 진지를 파괴할 수 있고 이동표적도 탐색기로 보면서 추적, 타격할 수 있다"고 설명했다. 북한은 백령도와 연평도 북쪽 서해안에 사거리 12㎞의 76.2㎜ 해안포를 비롯해 내륙지역에 사거리 20㎞의 122㎜ 방사포 등을 밀집 배치해 놓고 있다. 스파이크 미사일은 당초 지난해 하반기에 도입될 예정이었으나 현지 시험평가가 지연되면 실전배치가 6개월 정도 지연됐다. 서북도서 전력증강 사업 중에 전술비행선 도입과 해상 무인정찰기 개량 사업도 예정보다 전력화가 늦어지고 있다. 전술비행선은 비행체는 미국에서, 카메라와 레이더는 이스라엘에서 각각 도입하는데 양국간 기술협정 체결 문제로 도입이 지연됐다. 백령도와 연평도 인근 해상에서 활동 중인 해군 정보함에 영상 촬영거리가 늘어난 개량된 무인정찰기(UAV)를 배치하는 사업은 사업자 선정과정의 잡음으로 인해 사업 추진이 보류됐다. 해상 무인정찰기 개량 사업은 북한의 연평도 포격 도발을 계기로 서북도서 전력증강 사업에 포함됐다. 그러나 사업 추진과정에서 고정익이냐 회전익이냐를 놓고 논란이 벌어져 사업이 잠정 중단됐으며 올해 예산에도 반영되지 않았다.



.류우익 “한반도 통일은 미래 위한 블루오션”

“노래만 부른다고 하나가 될수있나… 통일회의론, 독립회의론과 같은 발상”
임플란트 지고 에어브릿지가 뜬다!! [정보]당뇨..올바로알아야 완치한다..“통일은 (한반도) 현안 해결의 열쇠이자 한반도 미래의 블루오션이다. 북한 비핵화, 북한 주민의 구제, 한반도와 동북아 평화구도 정착을 위한 궁극적 해법은 통일이다.” 류우익 전 통일부 장관(사진)은 18일 오후 3시 반 경기 성남시청에서 열릴 예정인 사단법인 21세기분당포럼(이사장 이영해 한양대 교수) 초청 강연회에서 이 같은 ‘통일준비론’을 편다. 류 전 장관은 17일 사전 배포된 강연 요지문을 통해 “나라 안팎, 한반도의 여러 상황과 변화의 추세를 고려할 때 지금은 우리가 나서서 통일을 준비해야 할 때다. 아무 일도 하지 않고 기다리거나 노래만 불러서는 통일이 되지 않는다”고 말했다. 이어 “우리가 앞장서 나서지 않으면 국제사회가 (통일에) 관심을 가질 이유가 없다. 시간이 흐를수록 북한 핵은 현실이 되고 분단 현상은 고착된다”고 강조했다. 그는 “통일세대인 청년층의 통일 의식이 둔화되고 있다”며 “통일회의론은 민족사를 외면하고 시대정신에 무지하다는 점에서 독립회의론과 맥을 같이한다”고 우려했다. 실제로 동아일보가 3월 말 창간 93주년(4월 1일)을 앞두고 실시했던 통일의식 국민여론조사에서 20대의 3명 중 1명(33%)은 ‘통일이 절대 안 될 것’이라고 대답했다. 류 전 장관은 “(통일)비용 때문에 통일을 미룬다는 것은 잘못된 논리다. 통일로 얻어지는 편익은 비용에 비할 바가 아니게 크다”고 말했다. 그는 “20년 후 통일이 된다고 볼 때 통일비용은 최소 55조 원, 최대 275조 원까지 드는 것으로 추계됐다”며 “국민에게 솔직히 알리고 미리 준비하면 (한국) 기업이 독일 통합 때의 독일 기업보다 더 큰 역할을 할 수 있다”고 말했다.



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Passacaglia Secret Garden .



숭례문 문루 상부 개방

휴일인 19일 국보1호 숭례문을 찾은 가족단위 시민들이 도성길라잡이의 설명을 들으며 문루 상부를 관람하고 있다. 숭례문 문루 상부는 매주 토.일 선착순 관람 가능하다.



.갤럭시S4, 컨슈머리포트 스마트폰 평가서 1위



갤노트8.0도 아이패드 미니 꺾고 1위…삼성, 스마트폰·태블릿 모두 석권 삼성전자[005930]의 새 전략 스마트폰 갤럭시S4가 미국 최고 권위의 소비자 잡지 컨슈머리포트의 스마트폰 평가에서 정상에 올랐다. 19일 컨슈머리포트가 인터넷 홈페이지(www.consumerreports.org)에 공개한 스마트폰 평가에 따르면 갤럭시S4는 이동통신사별로 79~81점을 받아 1위에 올랐다. 이동통신사 AT&T 기준으로 81점을 받아 79점의 LG전자[066570]의 옵티머스G와 HTC의 원(One)에 앞섰고, 스프린트 기준으로도 79점을 얻어 77점으로 이전까지 1위였던 옵티머스G와 원을 제쳤다. T모바일 기준으로는 81점으로 원(79점)에 2점차로 앞섰다. 갤럭시S4의 평점은 자사의 이전 제품인 갤럭시S3보다 3점, 경쟁사인 애플의 아이폰5보다 4점 높다. 갤럭시S3의 평점은 78점(AT&T, T모바일)과 76점(스프린트)이며 아이폰5의 평점은 77점(AT&T, T모바일)과 75점(스프린트)이다. 갤럭시S4는 컨슈머리포트의 평가 항목 10개 중 사용 편의성(Ease of use), 메시지(Messaging), 웹 브라우징, 디스플레이, 전화(Phoning), 배터리(Battery life), 카메라-이미지(Camera-Image quality) 등 7개에서 가장 높은 '최고(Excellent)'의 평가를 받았다. 컨슈머리포트는 갤럭시S4에 대해 "풍부한 기능과 사용성을 갖춘 최고의(exellent) 스마트폰으로, 실용적인 사용자들에게 매력이 있을 것"이라며 "직관적이어서 이해하기 쉬운 메뉴와 배려 깊은 디자인을 제공해 더 심플한 스마트폰 사용경험을 원하는 소비자들도 매료시킬 것"이라고 평가했다. 한편 삼성전자의 최신 태블릿PC인 갤럭시노트8.0도 컨슈머리포트의 평가에서 아이패드 미니를 2위로 끌어내리며 최고점을 받았다. 갤럭시노트8.0은 7~8인치(와이파이 전용) 부문에서 84점을 받아 81점의 아이패드 미니, 75점의 넥서스7에 앞섰다. 5개의 평가 항목 중 휴대성(portability), 사용 편의성(Ease of use), 범용성(Versatility), 터치 반응(Touch Response) 등 4개에서 가장 높은 '최고'라는 평가를 얻었으며 디스플레이(Display)에서는 두번째로 높은 '매우 좋음(Very good)'을 받았다. 삼성전자는 자사가 구글의 브랜드로 제조한 넥서스10도 9~12인치(와이파이 전용) 부문에서 아이패드4와 함께 1위(83점)에 올라 있어 스마트폰과 소화면 태블릿, 대화면 태블릿 모두에서 최고점을 받는 쾌거를 이루게 됐다. 컨슈머리포트는 갤럭시노트8.0에 대해 "스타일러스 펜, 필기인식, 멀티태스킹 등 다른 제품이 갖추지 않은 다재다능한 장점을 가졌으며 배터리도 7~8인치 태블릿 중 가장 길다"고 높이 평가한뒤 "가격이 다소 비싸기는 하지만 이는 스타일러스펜을 탑재하고 있기 때문"이라고 설명했다.



."달에 유성체 '쿵'…관측 8년來 최대 충돌"



지름 0.3ｍ에 40㎏…TNT 5t 위력·섬광 기존 10배
달의 표면에 최근 무게 40kg의 `유성체'(流星體 meteoroid)가 충돌, 순간적으로 섬광을 발산하는 장면이 관측됐다고 미국 항공우주국(NASA) 과학자들이 17일(현지시간) 전했다. 빌 쿠크 등 NASA 산하 마셜우주비행센터 연구진은 성명에서 달을 관찰하는 자동망원경이 지난 3월 17일 이런 영상을 포착했다고 밝혔다. 이번 충돌은 NASA가 달 주변 유성체 움직임을 관찰해온 8년 이래 최대 규모다. 2005년부터 지금까지 약 300여 개의 크고 작은 충돌이 있었다. 영상 판독 결과 이번 폭발을 일으킨 물체는 지름 약 0.3m의 돌덩어리로, 충돌 시점의 위력은 TNT 5t의 폭발력에 이르고 섬광 밝기는 이전 것들의 10배에 달했다. 천문학자들은 우주에서 날아온 물체를 크기에 따라 다른 이름으로 구분한다. 지름 1m 이하의 것은 유성체, 1~10m부터는 소행성(asteroid)라고 하는 식이다. 연구진은 이번 충돌로 달 표면에 최소 지름 20m의 구덩이가 생겼을 것으로 보고 위성을 동원해 조사하고 있다고 밝혔다. 한편 쿠크 박사는 달과 이 유성체가 충돌한 같은 날 지구 대기권에서 유성우 현상이 관측됐다면서 두 현상이 연관이 있을 것으로 추정했다. 지구에 떨어지는 대부분의 유성들은 대기권 진입 과정에서 연소해버린다. 그러나 예외도 있다. 지난 2월 러시아 첼랴빈스크 지역에서는 지름 20m의 소행성이 지구로 낙하하는 과정에서 발생한 운석우로 건물 수십 채가 무너지고 1천500여명이 다쳤다. 쿠크 박사는 내년에는 같은 경우가 되풀이될 수 있다고 보고 상황을 예의주시하겠다고 말했다.



.36년 前 쏜 무인 우주탐사선…어디 갔을까? 위치 공방


http://youtu.be/zidTu5SjH3o

미 지구물리학협회 “태양계 벗어나” 나사 “근거 없다” 반박
1977년 인류의 우주 탐사에 대한 기대로 쏘아올려진 무인 우주탐사선 ‘보이저 1호’의 행방을 두고 설왕설래다. 미국 지구물리학협회는 20일 ‘보이저 1호가 태양계를 벗어났다’는 제목의 보도자료를 냈다. 보고서 주요 저자인 빌 웨브 미 뉴멕시코주립대 천문학과 명예교수는 “보이저 1호가 지난해 8월25일 태양권을 벗어났다”고 주장했다. 이날 보이저는 갑자기 변칙적인 우주 광선과 태양계 밖 거대 광선의 영향을 받았다. 웨브는 태양에서 180억㎞ 떨어진 성간 공간(태양계 끝 태양권을 지난 곳)에서 볼 수 있는 수소와 헬륨에 노출됐다고 보고서에서 언급했다. 웨브는 이 경계 영역을 ‘태양권 낭떠러지(heliocliff)’로 명명했다. 그러나 보이저를 만든 미 항공우주국(나사)은 자료 배포 직후 이를 전면 반박하는 공식 발표를 내놨다. 에드워드 스톤 전 제트추진연구소장은 “언젠가는 태양계를 떠나겠지만 보이저 연구진은 1호가 아직 태양계 내에 있다고 확인했고, 성간 공간에 도달하지 못했다는 게 중론”이라고 로스앤젤레스타임스에 전했다. 나사는 웨브가 말한 것들이 보이저가 태양계 끝 부분인 ‘자기장 고속도로’를 지나갔다는 증거가 되지 못한다고 설명한다. 지난해 12월 보이저 연구진이 발견한 이 구간에서는 태양풍이 급감하고 외부 광선량이 늘어난다. 과학자들은 현재 보이저는 이 구간에 있으며 여기를 지나 태양에서 나오는 자기장 방향이 바뀌어야 성간 공간에 닿았다고 볼 수 있다고 말한다. 웨브는 이날 반박에 대한 반응을 내놓지 않고 있고, 웨브의 보고서를 소개한 지구물리학협회는 한발 물러섰다. 이 협회 홍보담당자 피터 바이스는 “기자와 대중의 눈길을 끌 제목을 달다보니 과장된 면이 있다”고 인정했다. 협회 측은 자료를 낸 지 3시간 만에 ‘보이저 1호가 우주의 새로운 영역으로 들어갔다’고 제목만 고쳐 다시 배포했다. 이 보고서는 저자인 웨브에게는 큰 의미가 있다. 보통 보이저 연구진 이름으로 내는 보고서와 달리 그와 메릴랜드대 천체물리학자 프랭크 맥도널드 두 사람이 만들었다. 맥도널드는 지난해 8월 뇌동맥류로 쓰러져 사망했다. 맥도널드가 죽은 후 웨브는 집필을 계속했고, 보고서에 “맥도널드, 55년간 함께 일하며 이루려고 했던 관찰이 눈앞에 왔네. 아마 자네가 가버린 날, 거의 이뤄졌던 것 같네. 자네가 이 연구를 얼마나 끝내고 싶어했나. 잘 가시게나”라고 썼다.



.하버드대 교수 "요즘 뜨고 있는 '기술 혁신 중심지'는…"



리처드 쿠퍼 하버드대 교수

中 인터넷 소매시장 年평균 110% 성장… 알리바바 있는 항저우 혁신 중심지로 떠올라 많은 사람은 기술 혁신 중심지 하면 가장 먼저 실리콘밸리나 시애틀, 서울 같은 곳을 떠올릴 것이다. 아마존과 애플, 페이스북, 구글, 인텔, 삼성 같은 기업들의 탄생지이다. 하지만 요즘 중국에선 인터넷 소매가 급격히 부상함에 따라 중국 최대 온라인 소매업체인 알리바바의 근거지 항저우가 이런 도시들의 반열에 오르고 있다. 알리바바는 지난달 27일 중국판 트위터인 웨이보의 지분 18%를 사들이기도 했다. 중국의 인터넷 소매시장은 미국에 이어 세계에서 둘째로 크다. 지난해 시장 규모가 2100억달러에 달했다. 2003년 이후 연평균 110% 이상씩 성장했다. 중국의 초고속 인터넷 보급률은 겨우 30% 정도에 불과하지만, 지난해 인터넷 소매 매출은 전체 소매 매출의 5~6%를 차지했다. 이는 미국과 비슷한 수치이다. 중국 인터넷 소매업체의 에비타 마진율(영업이익+감가상각비)은 8~10% 정도인데, 이는 전통적인 소매업체들의 평균 이익률보다 높은 수준이다. 중국의 전자 상거래에는 두 가지 특징이 두드러진다. 첫째, 인터넷 소매거래의 약 90%가 이베이나 아마존과 유사한 범용 인터넷 장터에서 이뤄진다는 것이다. 여기에 수많은 기업과 소매상, 개인들이 참여해 상품과 서비스를 소비자에게 제공하고 있다. 이에 비해 미국과 유럽, 일본에서는 특정 인터넷 소매업체가 독자 웹사이트를 통해 판매하는 경우가 인터넷 소매 거래의 70%를 차지한다. 그것이 온라인만 운영하는 업체든 카르푸·월마트·딕슨즈 같은 전통적인 소매업체든 말이다. 둘째, 맥킨지 글로벌 인스티튜트 연구에 따르면 중국에서 온라인 구매는 단지 오프라인을 대신하는 데 머물지 않는다. 즉, 중국의 인터넷 소매는 부가 소비를 유발한다는 뜻이다. 예를 들어 온라인으로 1달러어치를 사는 경우 보통 추가로 0.4달러어치를 더 구매하는 것으로 나타났다. 대부분 국가에서 소매업은 3단계로 발전했다. 처음엔 지역 업자들이 지배하고, 다음 단계에선 전국적인 업체가 등장하고, 마지막엔 인터넷 소매업이 부상하는 것이다. 하지만 중국은 다르다. 전국적인 업체가 별로 없다. 현재 중국의 톱 5 소매업체는 시장의 20% 미만을 차지하고 있을 뿐인데, 이는 미국의 60%와 대비된다. 중국에서는 또 알리바바와 360buy.com 같은 인터넷 소매업체들이 톱 10에 당당히 이름을 올리고 있다. 이들은 택배업체의 도움으로 전국 곳곳에 상품을 팔 수 있게 됐다. 그 결과 중국의 소매 분야는 3단계가 아니라 2단계의 발전 경로를 따라가는 것으로 보인다. 이때 인터넷 소매업체는 주요한 전국적 소매업체로 등장한다. 중국의 인터넷 소매는 도시 개발과 레저 활동의 형성에도 막대한 영향을 미칠 것으로 예상된다. 전 세계적으로 도시 중심은 주요 도로 또는 쇼핑몰에 있는 상점들을 중심으로 형성돼 왔다. 이곳에서 소비자들은 쇼핑을 레저 활동처럼 즐겼다. 하지만 중국에선 인터넷 소매 혁명의 영향으로 시내 중심부와 쇼핑몰은 소형화되고, 대신 변두리에 대형 물류센터들이 포진할 것이다. 이에 따라 시민들은 쇼핑 대신 외식과 같은 다른 활동에 더 많은 시간을 쏟아부을 것이다. 이런 변화는 부동산 시장에도 영향을 미칠 것이다.



."서울대 수학과 작년 수능평균 의대 추월?"



서울대 수리과학부 김도한 교수의 강의 장면

수학과로 인재들이 몰리고 있다
2012년 7월 16일 한국 수학계에 낭보가 전해졌다. 아르헨티나 마르델플라타에서 열린 제53회 국제 수학올림피아드(IMO)에서 한국 대표단이 금메달 6개를 획득해 종합 1위에 올랐다는 소식이었다. 한국이 수학올림피아드에 처음 참가한 것은 1988년. 25년 만에 거둔 1위로 대표단 6명 전원이 금메달을 따 의미를 더했다. 100개국 548명의 참가학생 중 6위를 거뒀던 장재원씨(당시 서울과학고 3년)는 귀국 후 가진 인터뷰에서 “수학과에 진학하겠다”고 밝혀 주목을 받았다. 기자는 2000년 과학고에 입학해 1년여간 다니다 자퇴한 경험이 있다. 당시만 해도 ‘우수한 인재는 의대에 간다’는 것이 당연하게 여겨지던 때였다. 국제 올림피아드에서 우수한 성적을 거뒀던 기자의 동기는 서울대 의대에 진학했다. 장재원씨가 “수학과에 가겠다”고 밝힌 것이 이례적으로 보일 수밖에 없었다. 지난 5월 15일 봄 축제가 한창인 서울 관악구의 서울대 교정. 지난해 수학올림피아드에서 금메달을 땄던 장재원씨는 서울대 수리과학부 13학번이 되어 있었다. 그는 기자를 만나 “요즘 학생들은 다르다”고 말했다. 전교 1, 2등이 나란히 의대에 진학하던 예전과 달리 요즘 학생들은 자신이 좋아하는 분야를 찾아간다는 것이다. 특히 수학과의 인기가 높다고 한다. “가끔 ‘수학자가 돼서 뭐할래?’라고 묻는 사람들도 있어요. 모르는 말입니다. 요즘은 여기저기 수학이 안 쓰이는 분야가 없죠. 제 꿈도 역할모델이 될 수 있는 수학자가 되는 거예요.” 장재원씨뿐 아니다. 최근 이과 수험생들 사이에서 “의대보다 수학과 들어가기가 더 힘들다”는 말이 힘을 얻고 있다. 익명을 요구한 한 유명 사립대 홍보팀장은 5월 14일 전화통화에서 “수험생의 진로 선택에 영향을 미칠 수 있어 구체적인 자료를 제공하기는 힘들다”면서도 수학과의 인기가 실제로 높아지고 있다고 말했다. 그는 “입시학원에서 제공하는 정보에는 의대 지원에 필요한 수능 점수가 훨씬 높게 나온다. 그런데 막상 입학 후에 실제 수능 점수를 비교해 보면 수학과 학생들의 점수가 의대 학생들과 크게 다르지 않다”고 말했다. 2012학년도에 이 학교에 입학한 수학과 학생들의 평균점수와 의대 학생들의 평균점수 차는 5점 안팎이라고 덧붙였다. 한 입시정보 사이트에서 자체적으로 조사한 결과에 따르면 지난해 서울대 수리과학부 학생들의 입시 점수는 585.78점으로 의대 학생들과 거의 차이가 나지 않거나 약간 더 높은 것으로 드러나기도 했다. 2013학년 서울대 수리과학부 정원은 35명, 포항공대 수학과는 15명이었다. 몇 명 되지 않는 정원에 서울대 수리과학부 수시모집 일반전형 경쟁률은 11.35:1, 포항공대 수학과 수시모집 일반전형 경쟁률은 8.27:1까지 치솟아 평균보다 높은 경쟁률을 기록했다. 교육과학기술부 우수한 학생들이 의대가 아닌 수학과로 몰리는 이유는 뭘까. 하승열 서울대 수리과학부 교수는 최근 들어 높아진 한국 수학계의 위상을 이유로 꼽았다. “예전에는 외국에서 석박사 학위를 따야만 외국의 포닥(박사후과정)을 하거나 국내 강단에 설 수 있다고 했어요. 그런데 요즘은 서울대에서 석박사 학위를 따고 외국으로 진출하거나 국내 대학교수 자리를 얻은 학생이 많아요.” 또 수학 전공자들의 진로가 다양해지고 있다는 것도 수학과에 대한 인기가 높아지는 이유다. 하 교수는 “연구를 계속할 수도 있겠지만 석박사 과정에 들어서 다른 학문과 융합한 응용수학을 공부해 전문가로 나서는 학생도 많다”고 말했다. 해석학을 공부한 학생이 금융 전문가로 진출하기도 하고, 선형대수학을 공부한 학생이 기후 전문가가 되기도 한다. 하 교수의 연구실에는 학부생의 출입도 끊이지 않는다. 기자가 찾아간 날에도 12학번 유상우·김정호 학생이 하 교수와 함께 연구과제를 정하는 토론을 벌이고 있었다. 다음 학기부터 외국 대학에 1년간 교환학생으로 떠날 예정인 김정호 학생은 “수험생들 사이에서도 수학이 기초학문이라는 생각이 옅어지는 것 같다”며 “수학을 공부하면 이공계 어디서든 응용할 수 있다는 생각에 수학과를 지망했다”고 말했다. 수학자가 되려는 사람이 늘어나고 대학의 수학과 경쟁률이 높아지는 이유는 수학이 다른 분야에 응용할 수 있는 기초 능력을 키워준다는 인식이 확산된 데 있다. 정보통신 기술의 발전에 수학이 빼놓을 수 없는 역할을 했다는 사실은 잘 알려져 있다. 암호학을 전공한 천정희 서울대 수리과학부 교수는 “요즘 암호학은 일상생활과도 밀접한 관련이 있어 일반인을 대상으로 하는 강연도 자주 나가는 편”이라고 말했다. 천 교수가 최근 개발해낸 ‘4세대 암호’ 기술은 정보 보안을 강화할 수 있는 핵심 기술이다. 암호문을 굳이 풀어내지 않아도 연산이나 검색을 할 수 있는 4세대 암호의 대표적인 것은 ‘완전동형암호’. 암호화된 상태에서 덧셈·곱셈 등을 할 수 있어 의료·납세·교육 등 정보 시스템에서 숫자 정보를 보호할 때 매우 유용하다. “예를 들어 건강보험공단에서 완전동형암호를 사용하면 일반 직원들은 암호화된 상태에서 데이터를 다루게 됩니다. 개인정보의 유출 위험이 한결 줄어드는 셈이죠. 관리자만이 암호를 푸는 복호화 권한을 가지기 때문에 해킹 위험도 줄어듭니다.” 사회문제를 해결하는 데도 수학자의 도움이 필요하다는 인식이 커진 덕분인지 천 교수의 강의를 들으러 오는 사람 중에는 초등학생, 중학생도 적지 않다. 대한수학회장을 지낸 김도한 서울대 수리과학부 교수는 수학의 인기가 높아지는 것이 전 세계적 흐름이라고 설명했다. 김 교수의 전공은 해석학이다. 우리나라 수학계에서 특히 강세를 보이는 해석학 분야는 수학을 비롯해 자연과학뿐 아니라 사회과학 등에도 응용된다. 김 교수는 “거의 모든 사회현상의 변화는 해석학을 통해 설명할 수 있다”고 설명했다. 특히 1990년대 이후 집중적으로 개발된 편미분방정식은 금융 분야는 물론 디지털기술, 의학기술, 기후예측과 교통이론에 이르기까지 광범위한 분야에 쓰이고 있다. 최근 노벨 경제학상을 받은 학자 중에도 수학자가 많다. 2012년 노벨 경제학상을 받은 로이드 섀플리 UCLA 명예교수를 비롯해 영화 ‘뷰티풀 마인드’의 모델이 된 존 내시 프린스턴대 교수, 2007년 노벨 경제학상을 받은 에릭 매스킨 프린스턴대 교수와 로저 마이어슨 시카고대 교수까지 수학은 경제학의 이론적 토대를 세우는 데 중요한 역할을 해왔다. 이런 분위기 속에 최근 경제·경영학을 공부하려면 수학적 능력을 필수적으로 갖춰야 한다는 생각도 늘어나고 있다. 2010년부터 학생을 모집한 아주대 금융공학과에는 매년 15~20명 가까운 과학고 출신 학생들이 입학한다. 강원과학고를 졸업한 조유상 학생도 그중 한 명이다. 조유상 학생은 “나이 많은 분들은 과학고를 나와 금융을 공부한다고 하면 ‘신기하다’고 말하지만, 또래 친구들은 ‘금융에서 수학은 필수’라는 반응을 보인다”고 분위기를 전했다. 해석학을 전공한 배형옥 아주대 금융공학과 교수는 “금융공학에서는 생산관리와 과정, 인사관리까지 수식을 통해 해결한다”며 “수학의 외연이 넓어지고 있는 만큼 수학에 재능을 보이는 학생들이 다양한 방법을 통해 수학 공부를 계속해 나가고 있다”고 설명했다. 특히 응용수학 분야에서는 문제 해결 능력을 강조하던 예전과 달리 분석 능력, 커뮤니케이션 능력 등 사회과학적 능력도 중요해지고 있다는 것. 배 교수는 “인문학적 소양을 갖춘 학생이 수학 공부를 하는 것은 이제 흔히 볼 수 있는 일”이라며 이공계열 학생만이 고등수학을 공부한다는 선입견이 없어지고 있다고 말했다. 강석진 서울대 수리과학부 교수의 전공은 대수학. 엄밀하게 말하면 표현론이다. 숫자 대신 문자를 써서 복잡한 법칙을 간결하게 표현하는 대수학은 수학 일반의 기초를 이루는 분야다. 표현론은 대수적 구조를 알고 싶을 때, 다양한 방식으로 풀어서 찾아내는 방법을 다룬다. “만약 배우 김태희가 어떤 사람인지 알고 싶다면 CF나 드라마를 보기도 하고 김태희가 나온 다큐멘터리를 분석할 수 있겠죠. 마찬가지로 대수적 구조를 다양한 차원의 벡터 공간에 옮겨 놓는 것이 대수학의 표현론입니다.” 여기에서 수학자에게 요구되는 능력은 어려운 문제를 쉽게 풀어낼 수 있는 표현력과 다양한 차원에서 문제를 바라볼 수 있는 창의력이다. 강 교수는 “흔히들 수학자가 되려면 계산 능력이나 한 가지에 파고드는 집중력이 중요하다고 생각하기 쉽지만 사고방식이나 태도가 더 중요하다”고 강조했다. 유연한 사고방식, 합리적 판단은 수학자뿐 아니라 요즘 사람들에게 모두 중요시되는 능력이라는 것이다. 강 교수는 “수학에 대한 관심이 높아지는 현상은 수학자가 갖춘 능력이 요즘 시대에 가장 필요한 능력이라는 사실을 잘 알고 있다는 증거”라고 말했다. 30년 넘게 강단에 서 온 김도한 교수는 30년 전과 현재 한국 수학계의 가장 큰 차이점으로 다양한 인재가 늘어난 것을 들었다. “수학 문제를 풀 때도 안 풀리는 문제를 해결하려면 다른 분야를 연구하고 자유롭게 토론하는 일이 필요합니다. 제가 처음 수학을 공부하기 시작했을 때만 해도 함께 토론할 사람이 적었어요. 하지만 요즘은 우수할 뿐 아니라 다양한 경험과 소양을 갖춘 인재가 많습니다.” 이공계의 위기가 사회문제로 제기됐을 때도 있었지만 수학계는 꾸준히 성장해 왔다는 것. 김 교수는 “머지않아 우리 수학계에서도 필즈상을 받고 세계적 석학 반열에 오르는 수학자가 탄생할 것”이라며 낙관적 전망을 내놓았다.



.이미지처리 장치에 사용되는 효율적인 염료 개발



전자현미경부터 자기공명영상 스캐너장치까지, 이미지처리 기술은 병의 진단이나 새로운 치료법의 연구 등과 같이 세계 각지의 병원에서 더욱 중요해지고 있다. 이미지처리 기술은 일정한 종류의 염료나 조영제(contrast agents)를 필요로 한다. 현재 이용되는 조영제와 염료는 값이 비싸므로, 이용하기가 어렵고 이상적인 상황과는 거리가 멀다. 이제, 덴마크 화학자들이 새로운 염료를 개발하여 현재 이용되는 것과 비교되는 가치를 증명해 보였다. 토마스 쥬스트 쇠렌센(Thomas Just Sørensen)씨와 보 베게 라우르센(Bo Wegge Laursen)씨는 덴마크 코펜하겐 대학교의 화학자이다. 일련의 간행물에서, 그들은 아자-옥사-트랜굴레니움(aza-oxa-trangulenium) 염료가 현재 이미지처리 기술에 사용되고 있는 모든 형광 염료를 능가할 가능성이 있음을 보여주었다. "우리가 개발한 염료는 10배 정도 우수하고 더 저렴하며 사용하기가 쉽다. 앞으로 이 염료는 사용 분야를 넓혀, 예를 들어 개발도상국의 의사와 연구원들도 사용 가능할 것"이라고 토마스 쥬스트 쇠렌센(Thomas Just Sørensen)씨는 말했다.
정확한 진단을 막는 비주얼 노이즈(Visual noise)
이상하게 보일지 모르지만, 세포와 기관에 대한 사진 촬영 과정에서 가장 큰 도전은 노이즈를 피하는 것이다. 미시적인 생물학적 구조체를 볼 수 있도록 하는 조영제는 발광성이 있지만, 조직도 마찬가지이다. 결과적으로, 조영제의 빛은 빛 노이즈(light noise)에 의해 압도된다. 다이얼과 시곗바늘이 야광인 것처럼, 조직은 빛에 노출될 때 발광성을 가지게 된다. 조직과 기관 구조는 빛에 10나노초 정도만 빛에 노출되어도 발광성을 띄게 된다. 일반적인 염료의 빛-수명(light-life)은 10나노초 정도이다. 그렇지만, 트랜굴레니움(trangulenium) 염료는 100나노초 동안 빛을 생산한다. 트랜굴레니움(trangulenium) 염료의 긴 수명은 이미지가 백그라운드 노이즈(background noise) 없이 생성될 수 있음을 의미한다. 더욱이, 나머지 90나노초는 예를 들어, 약품이 질병을 공격할 때처럼 세포 내에서 발생하는 프로세스에 대한 생생한 이미지를 동영상화할 가능성을 열게 된다.
저렴하고 어렵거나 기술적으로 부담이 크지 않음
의학이미지 분석 부서는 현재까지는 샘플을 스테이닝(staining, 세포나 조직을 관찰하기 위해 염색하는 것)하기 위해 믿을 수 없는 시간을 소비하는데, 그것은 모든 샘플이 두 개의 조영제로 다루어져야 하기 때문이다. 트랜굴레니움(trangulenium) 염료의 사용은 단지 하나의 염료만을 사용할 수 있도록 한다. 그리고 전형적인 염료와 비교하면, 조직 샘플 내에서 염료를 보는데 필요한 특수 장치가 불필요하다. 편광 선글라스의 렌즈와 보통 전자현미경이 필요한 전부이다.
분명한 경쟁력이 있음에도 오픈소스인 염료
누군가 트랜굴레니움(trangulenium) 염료의 장점을 기존 염료의 단위 그램당 3백만 덴마크 크로네(kroner)의 가격 즉, 약 500,000달러 비용과 비교한다면, 당신은 새롭게 개발된 염료가 이전 제품들을 즉시 경쟁에서 이길 것이라고 기대해도 좋다. 그런데 지금까지 쇠렌센(Sørensen)씨와 라우르센(Laursen)씨는 그들이 개발한 염료를 개방했다. "나는 우리가 개발한 염료가 더 우수하다는 사실은 알고 있지만, 생물학자와 의사는 그렇지 않다. 그러므로 우리는 비교 시험을 수행하고 싶어하는 누구에게도 염료를 제공하고 있다. 아픈 사람들의 건강상태를 평가할 필요가 있는 사람은 시험되지 않은 물체를 믿으려 하지 않을 것이다. 몇 명의 연구진들이 트랜굴레니움(trangulenium) 염료가 기존의 제품만큼 효과적으로 기능을 다한다는 사실을 보여주었을 때, 우리가 개발한 물질이 더 많은 곳에 적용되기를 바랄 수 있다"고 토마스 쥬스트 쇠렌센(Thomas Just Sørensen)씨는 말했다.



.고액계면에서의 폴리펩티드 자체 조립에 대한 연구



각종 신경 퇴행성 질환의 발병 메커니즘을 규명할 수 있는 전분모양 폴리펩티드(Polypeptide)에 대해서 운모(雲母)/수용액 계면에서의 특이한 다층 자체 조립 메커니즘 및 자체 조립과정에서 폴리펩티드 구조에 대한 염이온의 정밀 작용 등이 중국 과학자들의 연구에 의해 규명되었다. 이는 질서 정연한 자체 조립 나노 부품의 디자인과 개발에 긍정적인 추진 역할을 할 것으로 기대된다. 최근 중국 상하이 응용물리연구소 물리생물연구실의 연구진은 IBM왓슨(I Watson)연구센터 그리고 콜롬비아대학의 연구진과 협력하여 고액(固液)계면 폴리펩티드 자체 조립에 대한 연구에서 중요한 진전을 이뤄냈다. 관련 연구 성과 내용을 담은 논문은 이미 ‘미국 과학원 저널’(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 110，2013)에 온라인으로 발표되었다. 박사과정생 다이빈, 박사후 연구원 Seung-gu Kang 등은 장익 연구원과 저우루훙 교수의 지도 하에, GAV-9로 불리는 폴리펩티드 분자가 보이는 운모와 수용액 계면에서의 자체조립 행위 및 그 분자 메커니즘(그림 참조)에 대한 연구를 추진하였다. 이들은 연구를 통해 GAV-9가 고염농도 조건 하에서 질서 정연한 나노 섬유 조립이 가능하다는 것을 발견했다. 이 중 소유의 폴리펩티드 분자가 모두 운모 밑부분에 수직으로 ‘기립’ 자세를 취하고 있다. 또한 연구원들은 독특한 원자력 현미경 나노 조작 기술을 이용하여 폴리펩티드 분자가 운모/수용액 계면에서 다층 자체조립의 정밀구조를 규명했다. 대규모 분자 동력학 시뮬레이션에 따르면, 운모와 직접 접촉되어 있는 일층 GAV-9 분자는 상호 평행의 접힌b-구조가 나타나지만 그 위의 몇 개 층 플리펩티드 분자는 역평행의 b-접힌구조가 나타났다. 이런 구조의 미세한 차이가 폴리펩티드 자체조립 과정에서 염이온의 정밀 제어 능력을 말해준다. GVA-9는 신경 퇴행성 질환과 관련된 다종 단백질의 보수적인 서열이다. 폴리펩티드 자체조립은 각종 신경 퇴행성 질환 발병 메커니즘을 규명하는데 도움이 될 뿐만 아니라 자체조립의 형성은 질서 정연한 나노 구조가 나노 부품 디자인과 제조 등 분야에서 광범위한 활용 전망이 있기 때문에 연구자들은 고체 표면 전분모양 폴리펩티드의 자체조립 연구에 큰 관심을 보이고 있다. 고체 표면과 폴리펩티드 분자의 상호 역할이 통상적으로 폴리펩티드가 고체 표면에서 자체조립의 결정적인 요인으로 알려지고 있어 연구자들의 연구 포인트가 되고 있다. 그러나 직접적으로 폴리펩티드 자체조립의 분자구조 정보를 획득하지 못하기 때문에 이런 상호 작용의 분자척도 차원에서 정확하게 이해시키지 못하고 있다. 최근 중국 상하이 응용물리연구소 물리생물연구실은 저우루훙 교수진과 협력, 분자 조작 실헙과 컴퓨터 이론 시뮬레이션 결합을 기반으로 고액계면에서의 폴리펩티드 자체 조립에 대한 심층적이고 체계적인 연구를 통해 다양한 실적을 올렸다. 이 연구진은 이미 발표된 ‘미국 과학원 저널’(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 110，2013) 외에도 두 편의 관련 논문을 J. Am. Chem. Soc와 ACS Nano에 발표하였다.



.신경인공기관



뇌졸중으로 인해서 목 아래로 마비가 되어 휠체어에서 움직이지 못하고 생활하는 캐시 허친슨은 그녀의 머리 끝에서부터 그녀의 검은 고수머리를 통해서 연결된 케이블을 인식하지 못하는 것처럼 보인다. 대신 그녀는 앞에 놓여 있는 끝에 빨대가 튀어 나와있는 물병을 뚫어져라 쳐다보고 있다. 그녀의 침대 옆에 놓여 있는 로봇팔이 테이블에 도달하고 이 물병을 잡을 때까지 머리 속으로 조종하기 때문에 시선을 움직이지 않는다. 그리고 천천히 이 물병을 그녀의 입쪽으로 움직인다. 일단 그녀가 물을 마신 후에 그녀의 얼굴을 천천히 펴고 활짝 웃는다. 58세의 허친슨의 모습이 담긴 이 비디오는 뇌로 조종되는 의수의 작동모습을 보여준다(Hochberg, L. R. et al. 2012). 지난 15년 동안 연구자들은 실험쥐를 대상으로 로봇팔을 가지고 레버를 당길 수 있다는 것을 보여주었으며 (Chapin, J. K. et al. 1999), 원숭이는 비디오 게임을 할 수 있었으며 (Serruya, M. D. et al. 2002), 마비환자인 허친슨은 생각을 통해서 조종되는 로봇팔로 커피를 마실 수 있게 되었다. 의수 또는 의족 기술은 극적으로 발전했다. 이와 같은 발전은 개별 손가락을 움직이고 무가지 이상의 관절을 구부릴 수 있게 되었다. 하지만 허친슨이 시선을 통해서 조종하는 방식은 한 가지 중요한 특징이 없다는 점이다. 그녀의 눈은 어디에 팔이 갈 것인가를 알려주고 있다. 하지만 그녀는 무엇을 하고 있는지에 대한 감각은 느끼지 못한다. 그녀는 로봇팔이 물병을 잡을 때 감각을 느끼지 못하고 잡았을 때 물이 쏟아지는지 여부도 알지 못한다. 이러한 종류의 감각적인 피드백이 없이, 심지어 가장 간단한 행동도 늦어지거나 서투르게 된다고 오하이오의 매디슨에 살고 있는 이고르 스페틱(Igor Spetic)은 잘 알고 있다. 2010년 공장에서 일어난 사고로 인해 오른팔을 잃은 후에 의수를 사용하고 있는 그는 접시를 떨어뜨리거나 과일을 너무 세게 잡거나 가게에서 떨어뜨려 다시 집는 일은 자주 일어났다고 말했다. 감촉을 느끼는 것은 ‘엄청난 일’이라고 그는 말했다. 그는 "감각을 느낀다는 것을 내 팔을 다시 찾는 것과 같을 것"이라고 말했다. 인공기관을 연구하는 학자들은 현재 실제처럼 느낄 수 있는 의수를 만드려는 시도를 하고 있다. 이것은 정말 어려운 과제이다: 과학자들은 뇌에서 전해지는 신호를 읽을 수 있어야 한다. 그리고 이 정보를 신경기관에 전달할 수 있어야 한다. 손의 감촉은 복잡한 정보를 요구하는 것이다. 모직으로 된 옷에서 캔을 여는 것까지 모든 정보를 전달해야 한다. 이러한 모든 연구는 아직 유아적 단계에 있다. 신경뿌리를 자극하여 신체의 다른 부분으로 재전달하는 방식에서부터 직접 뇌에 연결하는 것까지 다양한 시도가 이루어지고 있다. 하지만 이러한 연구는 앞으로 일어날 수 있는 엄청난 발전이 될 것이라고 오하이오주의 클리브랜드의 케이스 웨스턴 리저브 대학 (Case Western Reserve University)의 생의학공학자인 로버트 키쉬 (Robert Kirsch)는 말했다. 전통적인 인공기관에는 피드백의 기능이 없다. 현재 광범위하게 사용되고 있는 손잡이형 후크 (split-hook) 형태의 의수는 정형적으로 사용자가 이 장비를 다른 신체를 이용하여 열고 닫도록 하고 있다. 환자들은 무엇인가 잡을 때 저항성의 느낌을 받는다. 이처럼 근육의 뿌리에서 전기신호에 의해 작동되는 운동성 의수 사용자들은 무엇인가 누를 때 신경뿌리에서 압력을 느끼게 될 것이며 물체를 잡을 때 모터 장비의 소리의 미묘한 변화를 듣게 될 것이다. 연구자들은 심지어 진동이나 공기압력이나 전기자극과 같은 것을 통해 의도적으로 피드백을 얻을 수 있는 장치를 만들고 있다. 하지만 이러한 감각 중에서 어떤 것도 자연적인 것은 없다. 이 때문에 많은 사람들이 의수의 착용을 거부하고 있다. 이러한 대체물은 신체의 일부로 생각되지 않기 때문이다. 생명체가 느끼는 느낌과 같은 것을 재창조하는 것은 어려운 과제이다. 감각은 그 사람의 피부에 있는 수용체에서 형성되며 이를 통해서 질감이나 진동, 고통, 온도 그리고 형태뿐 아니라 근육과 관절 및 힘줄의 수용체의 고유수용체 (proprioception)를 얻게 된다. 센서가 장착된 의수는 많은 감각을 수집할 수 있지만 문제는 그 결과로 만들어진 신호가 정확한 뇌의 지점에 전달되어야 한다는 것이다. 스페틱과 같은 사람은 팔다리를 절단했으며 확실하게 이 신호를 얻는 방법은 팔다리의 남아있는 신경뿌리를 통해서 신호를 전달하는 것이다. 유타주의 솔트레이크 시티의 유타 대학 ( University of Utah)의 신경의수 연구자인 켄 호치 (Ken Horch)를 포함한 연구자들은 전극을 신경뿌리에 연결하여 미세한 전류로 자극하는 방식의 연구를 수행했다. 그 결과 환자는 손가락이 움직이거나 만지는 기분을 느낄 수 있었다 (Horch, K., Meek, S., Taylor, T. G. & Hutchinson, D. T. 2011). 이 기술은 환자가 물체의 기본적인 특징을 구분할 수 있도록 한다: 그의 팔 아랫쪽을 잃은 환자는 나무로 만든 블록과 고무로 만들어진 블록의 차이를 센서가 부착된 의수를 착용하여 구분할 수 있었다. 그는 이 물체의 크기와 부드러움을 우연성에 의한 확률보다 두 배 정도 많이 구분할 수 있었다 (Tyler, D. J. & Durand, D. M. 2002). 힘에 대한 정보와 손가락의 위치에 대한 정보는 의수에서 컴퓨터로 전달된다. 이것은 그의 팔 위쪽에 신경에 연결된 전극의 자극을 감지하여 감지할 수 있다. 마이애미의 플로리다 인터네셔널 대학 (Florida International University)의 연구자들은 현재 이 기술을 이용하여 이식 가능한 장비를 제작하고 있다. 하지만 일부 연구자들은 전극을 신경에 직접 연결하는 것은 신경을 손상시킬 수 있다고 우려하고 있다. 케이스 웨스턴 리저브 대학의 생의학공학자인 더스틴 테일러 (Dustin Tyler)와 그의 연구팀은 그래서 신경주변을 둘러싸는 수갑형태의 전극을 만들었다. 테일러는 “우리는 신경에 직접 삽입하는 것과 같이 가능한 신경의 많은 부분에 접근하고 싶었다”고 말했다. 연구자들은 고양이를 대상으로 한 실험에서 이 수갑형태의 전극에 전류를 흘러보냄으로써 실제로 신경을 활성화할 수 있었으며 이 동물이 특정한 방향으로 움직일 수 있게 했다 (Tyler, D. J. & Durand, D. M. 2002). 연구자들은 감각정보를 전달하는 신경을 자극하도록 시도했다. 이들의 최초 환자인 스페틱은 이 수갑전극을 그의 팔뚝에 이식받았으며 다양한 지점에서 ‘매우 자연적인 감각’을 느낄 수 있었다고 테일러는 말했다. 이 연구팀은 현재 두 번째 환자에게 이 전극을 테스트하고 있다. 이러한 결과와 같이 긍정적인 발전으로 인해서 연구자들은 아마도 복잡한 감각을 만들어내기 위해서 수천 개의 신경섬유를 자극할 필요가 있다. 그리고 이들은 이 장비를 대체하는데 필요한 수술의 숫자를 최소화하기 위해서 몇 년 동안 이 장비를 유지시킬 필요가 있다. 그래서 일부 연구자들은 자신의 피부를 건드려서 감각적인 피드백을 주는 방법을 시도하고 있다. 이러한 기술은 2001년에 시카고 재활연구소의 바이오닉 의학 센터 (Center for bionic Medicine at the Rehabilitation Institute of Chicago)의 토드 쿠이켄 (Todd Kuiken)은 환자가 자신의 의수 작동을 증진시키는 연구를 하는 도중에 우연히 발견했다. 이 아이디어는 예를 들어 손에서 사용되는 팔의 신경을 신체의 다른 부분의 근육으로 다시 연결하는 것이다. 환자가 손을 펴고 접을 때 새로운 표적이 되는 근육이 수축되고 전기신호를 보내 의수의 운동을 일으킨다는 것이다. 이 ‘표적 재신경전달 (targeted reinnervation)’ 치료를 받은 최초의 환자는 전력선 엔지니어로 전기에 감전되어 두 팔을 잃었던 제스 설리번 (Jesse Sullivan)이다. 그의 팔에 있는 신경은 가슴근육에 재연결시킨 후에 설리번은 의수를 행동에 대해서 생각함으로써 작동시킬 수 있었다. 하지만 모든 사람들을 놀라게 한 것은 그가 잃어버린 손의 감각을 가슴을 만지면서 느낄 수 있다. 이것은 재연결된 신경은 가슴의 피부에서 자라게 되었으며 그의 뇌는 이 감각신호를 해석할 수 있게 되었다. 그의 가슴이 손바닥에서 느끼는 것처럼 느낌을 갖게 되었지만 그 느낌은 손가락이나 팔뚝의 느낌이었다(Kuiken, T. A., Marasco, P. D., Lock, B. A., Harden, R. N. & Dewald, J. P. A. 2007). 이 연구결과로 의수의 감각 정보를 다른 피부로 연결할 수 있는 가능성이 증가하고 있다. 표적 재신경전달 수술을 받은 사람에게 새롭게 연결된 피부에 대한 압력은 촉감을 일으키게 된다. 이 기술은 완전하지 않다: 이 손의 일부분은 재신경전달 피부에서 완전히 구현되지 않았으며 이렇게 자극된 부분은 피부의 극히 작은 부분으로 제한된다. 하지만 그렇다고 하더라도 쿠이겐의 전임 동료 중 한 사람은 이러한 장비를 HDT 로봇틱스 (HDT Robotics)라는 회사에서 개발하고 있으며 쿠이겐도 이러한 장비를 개발할 계획이다. 이러한 기술 중에서 어떤 것도 뇌졸중을 앓고 있는 허친슨과 같은 환자나 사지에서 뇌로 신호를 전달하는 신경경로가 끊어진 척추손상을 입은 환자에게는 효력이 없다. 일부 연구자들은 직접 뇌로 연결하는 것을 뛰어넘는 것이다. 원칙적으로 이것은 직접적이고 간단하다. 신체의 특정부분으로부터 신호가 뇌의 특정부분으로 전달되기 때문에 과학자들은 촉감을 만들어낼 수 있거나 신호를 받아서 뉴런을 활성화시키는 팔다리의 고유수용체를 만들 수 있다. 하지만 과학자들은 어떤 뉴런이 이런 작용을 하는지에 대한 지식이 불완전하기 때문에 만들어내기 힘들다. 연구자들은 결국 두 가지 가능성을 갖고 있다: 자연적인 신호를 찾아서 모방하거나 뇌를 새로운 세팅을 학습하도록 만드는 것이다. 시카고 대학의 신경과학자인 실먼 벤스마이어 (Silman Bensmaia)의 연구팀은 처음으로 이러한 접근법을 수행했다. 한 가지 연구에서 연구자들은 반복적으로 원숭이의 손의 두 개 지점을 찔렀다. 그리고 동물이 눈을 왼쪽으로 오른쪽으로 돌리도록 훈련 받았다. 두 번째로 찌를 때는 왼쪽으로 첫 번째는 오른쪽으로 눈을 움직인다. 연구자들은 원숭이의 뇌에 전극을 꼽아서 이 촉감에 반응하는 뇌의 부분을 찾아냈다. 그 후에 연구자들은 원숭이가 작은 손가락을 건드렸을 때 활성화되는 뉴런에 전극을 전달하여 자극을 했다. 이 동물은 실제로 눌러지는 손가락처럼 눈을 움직였다고 벤스마이어는 2012년 뉴올리언스 신경과학회에서 발표했다. 듀크 의대의 신경과학자인 미구엘 니콜렐리스 (Miguel Nicolelis)는 두 번째 접근법을 선호하고 있다. 그의 연구팀은 원숭이를 대상으로 생각만으로 컴퓨터 스크린을 통해서 가상적인 손의 방향을 정하도록 훈련시켰다 (O`Doherty, J. E. et al. 2011). 그리고 손에 투박한 물체를 문질렀을 때에 연구팀은 저주파 전기파동을 원숭이의 뇌에 전달시켰다. 그리고 부드러운 물체의 경우에는 고주파 신호를 전달했다. 시간이 흐르면서 원숭이는 뇌가 받아들이는 신호의 주파수로 정확히 물체를 찾아냈다. 그리고 핵심적으로 이 물체의 느낌을 스크린에서 느낄 수 있었다. 니콜레리스는 동일한 전략을 가지고 사람들에게 적용할 수 있다고 생각하고 있다. 하지만 그도 벤스마이어도 원숭이가 실제로 찌르는 느낌이나 투박함이나 다른 느낌을 느끼는지는 알 수 없다. 니콜레리스는 “이들은 무언가 느끼고 있다. 하지만 그것이 머리 속에서 느끼는 것인지 여부를 알 수 없다”고 말했다. 어떤 신호가 사용되었는가와 상관없이 과학자들은 좀 더 세심하게 조절된 기술이 필요하다고 보고 있다. 전기자극을 가지고 전극의 끝에 가까운 뉴런은 활성화된다고 브라운 대학의 신경공학자인 아르토 누어미코 (Arto Nurmikko)는 말했다. 예를 들어 손가락의 감각을 만들어내려는 시도는 손의 다른 부분에서 감각을 만들어낼 수 있다고 말했다. 누어미코와 다른 연구자들은 전기 대신에 빛을 이용하여 고도로 특정화된 뉴런을 활성화시키고 촉감을 재창조할 것이다. 이들은 광유전학 (optogenetics)이라는 기술을 사용하여 원숭이의 뇌에서 빛에 민감한 단백질을 만드는 유전자를 발현시킨다. 이들은 원숭이가 장비가 떨릴 경우에 손을 떼도록 훈련했다. 이 연구팀은 빛으로 뇌를 자극하여 원숭이는 90% 정도가 패드에서 손을 떼었다고 신경과학회에 보고했다. 이러한 기술을 인간에 적용하는 것은 아마도 10~20년 뒤가 될 것이라고 벤스마이어는 말했다. 비록 이 기술이 작동될 수 있지만 얼마나 자연적인 감각에 가까운지는 알 수 없다. 따끔거림이나 찌름 그리고 진동은 아직 복잡한 감각과는 멀다. 하지만 환자들은 완전한 촉감이 필요치 않다고 피츠버그 대학 (University of Pittsburgh)의 생명공학자인 더글러스 웨버 (Douglas Weber)는 말했다. 단순히 손이 잡을 수 있는 피드백을 증진시키고 물잔을 잡을 수 있도록 도울 수 있어야 한다고 그는 설명했다. 예를 들어 속귀 신경에 문제가 있는 환자들은 청각을 회복했고 전화 대화를 할 수 있었다. 감각 피드백을 포함할 수 있는 가장 복잡한 장비 중에 하나는 존스 홉킨스 대학의 응용물리연구소 (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory)의 연구자들이 개발한 장비이다. 미국 국방부가 2006년 이래로 1억 4400만 달러를 지원한 프로그램의 일부로서, 이라크나 아프가니스탄에서 돌아온 부상을 입은 군인을 위해 의수족을 개발하는 것으로, 이 의수-의족에는 압력에서 온도를 감지할 수 있는 100개 이상의 센서가 갖추어졌다. 피츠버그 대학과 캘리포니아 공과대학 (CalTech)의 과학자들은 의수-의족에서 감각 피드백을 환자들에게 전달하기 위해서 뇌자극을 이용하는 방법에 eogotju 규제당국의 허가를 기다리고 있다.



.눈에 공급되는 산소를 감지하는 마이크로로봇 개발



망막에 산소와 혈액 공급이 천천히 이루어질 때, 의사들은 환자의 시력을 유지하기 위해 신속하게 조치해야 한다. 그렇지만, 지금까지는 눈에 산소가 얼마나 잘 공급되고 있는지를 측정할 정도로 민감한 방법이 개발되지 못했다. 스위스 취리히연방공과대학(ETH, Swiss Federal Institute of Technology Zurich) 연구진들이 개발한 마이크로로봇이 응급 구조활동을 하게 될지 모른다. 유명한 야구선수인 커비 푸켓(Kirby Pucket)과 미네소타 트윈스( Minnesota Twins)는 미국 월드 시리즈에 2번 우승했다. 1996년 어느 날 아침, 커비 푸켓(Kirby Pucket)이 잠을 깨어나 보니 왼쪽 눈이 보이지 않았다. 그는 녹내장(glaucoma)으로 인한 망막 정맥 폐쇄(Retinal Vein Occlusion)로 판명 받았으며, 야구경기에서의 그의 경력은 끝나고 말았다. 녹내장(Glaucoma)은 망막에 산소 공급이 감소하는 여러 가지 질병 중 하나이다. 인체의 다른 조직처럼, 망막은 산소가 필요하다. 산소의 불충분한 공급은 시력상실을 만들고, 때로는 그 과정이 커비 푸켓(Kirby Pucket)의 경우처럼 몇 시간 내에 발생하기도 한다. 신속하고 정확한 진단을 위해, 의사는 눈 내부의 산소 수준을 평가할 필요가 있다. 그런데 현재까지 이용 가능한 툴은 매우 민감하지 못하다. 스위스 취리히연방공과대학(ETH) 멀티-스케일 로보틱스 연구실(multi-scale robotics lab) 연구진들이 망막의 산소 공급을 측정할 수 있는 마이크로 로봇 개발에 성공했다. "나는 오늘날 우리가 사용하는 해저에 대한 차트를 그리는 로봇과 같은 것을 생각하고 있다. 우리가 개발한 마이크로 로봇을 이용하면, 망막을 따라 존재하는 내부의 눈 액체 즉, 유리질 내에 존재하는 산소 수준에 대한 차트를 그릴 수 있다"고 스위스 취리히연방공과대학(ETH) 교수이자 로보틱스 및 지능형 시스템 연구소(Institute for Robotics and Intelligent Systems) 책임자인 브래들리 넬슨(Bradley Nelson) 교수는 말했다.
미니어처 툴
망막은 접근하기 어려워서, 안과 의사는 치료 작업을 가능한 비파괴적으로 할 수 있는 가장 정밀한 툴을 필요로 한다. 넬슨(Nelson) 교수 연구팀은 망막의 특별한 위치에 약품을 주입하거나 눈 내부의 반흔 조직(scar tissue)을 제거하기 위해 마이크로-메스(micro-scalpels)로 작동되는 미니어처 툴을 개발하고 계속해서 성능 향상을 진행하고 있다. 안과 및 외과의사와의 대화를 통해, 연구진들은 그들이 개발한 마이크로 로봇이 망막 내의 산소를 측정할 수 있다면 진단용 툴로 사용 가능할 것으로 생각하게 되었다. 길이가 몇 mm 그리고 지름이 1/3 mm 정도에 불과한 이 로봇은 유리질을 통해 이동할 수 있으며, 정확한 위치로의 이동을 정밀하게 제어할 수 있도록 자기장에 의해 가이드된다. "우리는 이 로봇을 개발한 이후에, 산소 측정을 위해 어떻게 이용할 것인가에 대한 검토를 진행했다. 컴퓨터, 센서 그리고 트랜스미터(transmitter)를 장착할 수는 있었지만, 항상 단순한 것이 좋은 것"이라고 넬슨(Nelson) 교수는 회상했다.
형광의 산소-인디케이터(oxygen-indicator)
주위에 존재하는 산소의 양에 따라 특징화되게 작동되는 형광 염료(fluorescent dye)를 개발한 그라나다 대학교(University of Granada) 화학자들의 도움이 있었다. 특정 파장에서의 가벼운 펄스에도 활성화되는 이 염료는 점차 희미해지는 형광을 방출한다. 산소가 더 많이 있으면, 그 희미해지는 속도가 더 빨라진다. 이 연료로 제작된 나노스피어(nanospheres)를 사용하여, 멀티-스케일 로보틱스 연구실(Multiscale-Robotics-Lab)의 올각 에르게나만(Olgac Ergeneman)씨와 그의 동료는 이것을 산소 인디케이터(oxygen indicator)로 변환시키는 마이크로 로봇을 코팅했다. 나노스피어는 표면적 증가를 도왔고 그리하여, 미니어처 장치의 형광 신호가 가능해졌다. 연구진들은 이 로봇을 산소 변화도(oxygen gradient)를 만들 수 있는 물 내에서 시험했다. 그리하여, 그들은 이 장치가 몇 가지 변화 상태에서 정확한 산소 농도를 측정할 수 있는지를 확인할 수 있었다. 그들이 이룩해 낸 기술혁신은 민감도 즉, ppm 수준에서 눈 내부에서도 사용 가능한 진단용 툴로 확인되었다. 안과의사는 마이크로 장치에 주사기로 삽입할 수 있으며, 그것을 자기장을 사용하여 정확한 위치로 이동시켜 눈동자를 통해 극도로 미세하게 형광을 측정할 수 있다. 로봇은 주사기에 자기적 흡인력이 있으므로, 의사는 주입한 방법대로 쉽게 제거할 수 있다. 이 방식의 단점은 최소한이지만 파괴적이라는 것이며, 그것 때문에 약간의 감염 우려가 있다는 사실이다. 시장에서 새롭게 이용되고 있는 다른 툴은 비파괴적이지만, 아직은 산소 측정에 그렇게 민감하지 못한 것이 현실이다. 기술 간 결합이 마이크로 로봇으로 하여금 진단과 수술 장치 모두의 역할을 다 할 수 있도록 할지도 모른다.



.처음으로 제어 비행을 수행한 로봇 곤충


http://youtu.be/VxSs1kGZQqc

지난 여름(2012년) 매우 이른 새벽 미국 하버드 대(Harvard University)의 한 로봇 연구실에서 한 로봇 곤충이 날았다. 종이클립의 절반 크기로 1/10그램 보다 작은 무게를 가진 이 로봇 곤충은 망가지기 쉬운 펄럭이는 날개로 잠시 동안 하늘에 멈춰 떠 있었고, 공기 중에서 미리 정해진 경로를 따라 대기 중에서 속도를 내었다. 어린이가 첫 걸음을 내딛는 것을 자랑스럽게 보는 부모처럼 대학원생인 팍퐁 치라라타나논(Pakpong Chirarattananon)은 즉시 로봇 곤충이 나는 영상을 찍어서 그의 지도교수와 동료연구자들에게 새벽 3시에 이메일을 보냈다. 그 이메일의 제목은 `로보비의 비행(Flight of the RoboBee)`이었다. 2013년 5월 3일자 사이언스(Science) 학술지에 발표되는 논문의 공동 주저자인 팍퐁 치라라타나논(Pakpong Chirarattananon)은 그 순간이 너무 흥분되어서 잠을 잘 수 없었다고 회상하였다. 곤충 크기의 로봇이 처음으로 제어 비행을 시연한 것은 미국 하버드 대(Harvard University) 공과대학(School of Engineering and Applied Sciences)과 생명공학 비스연구소(Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering)의 연구자들이 지난 10여 년간 수행한 연구의 결과물이다. 이것은 정말로 지난 12년간 실현하려고 노력하였던 것이라고 공대교수이며 미국 국립과학재단(National Science Foundation)이 자금을 지원하는 로보비(RoboBee) 프로젝트의 책임자인 로버트 우드(Robert J. Wood) 교수가 말했다. 로봇 곤충이 깜짝 놀라게 할 정도로 양호하게 실현된 것은 제조, 재료, 설계 분야에서 그 동안 노력하여 왔던 것이 최근에 획기적인 진전이 이루어졌기 때문이라 그는 전했다. 이 작은 로봇 곤충은 밀리미터 이하의 스케일을 가지는 해부학과 초당 120번으로 거의 눈에 보이지 않게 날갯짓을 하는 웨이퍼(wafer) 두께의 두 날개를 가진 파리의 생물학에서 영감을 받았다. 그리고 이 로봇 곤충은 미세제조(micromanufacturing) 및 제어 시스템의 최첨단일 뿐만 아니라 오랫동안 수십 명의 하버드 연구자들이 혁신을 추진하게 만들었던 열망이었다. 연구자들은 모든 것에 대하여 처음부터 해법을 개발해야만 했다. 한 부분이 작동하게 되었지만, 다음 단계로 접어들었을 때 5개의 새로운 문제가 발생했다. 이것은 움직이는 목표물과 같았다. 예를 들어 비행 근육은 손가락 끝의 크기를 가진 로봇에 맞추어 나오지 않았다. 큰 로봇은 전자기 모터로 움직일 수 없지만, 작은 로봇 곤충의 경우 대안을 생각해 내야 했지만, 이를 찾을 수 없었다고 공동 주저자인 하버드 공대 대학원생 케빈 마(Kevin Y. Ma)가 전했다. 작은 로봇 곤충은 전기장이 인가되었을 때 팽창과 수축을 하는 세라믹 조각인 피에조 구동기를 이용하여 날개를 펄럭인다. 탄소 섬유(carbon fiber)로 된 몸체 프레임에 내재된 플라스틱의 얕은 경첩은 관절로 작동하며, 정교하게 균형을 이룬 제어 시스템은 펄럭이는 날개를 가진 로봇 곤충에 회전 운동을 지시한다. 여기서 각각의 날개는 실시간으로 독립적으로 제어된다. 작은 크기의 스케일에서 공기유동의 미소한 변화는 비행 동역학에 크나 큰 영향을 미치며, 제어 시스템은 안정성을 유지하기 위하여 훨씬 더 빠르게 반응하여야 한다. 또한, 로봇 곤충은 로버트 우드(Robert J. Wood) 교수 연구팀이 2011년에 개발한 독창적인 팝업식 제조기법(pop-up manufacturing technique)을 이용한다. 레이저로 절단된 다양한 재료 시트가 샌드위치 모양으로 적층 결합되어, 아이들이 가지고 노는 팝업식 책(pop-up book)처럼 접혀지는 얇고 평평한 판으로 되어 완전한 전기기계적 구조를 형성한다. 이러한 빠르고 단계적인 공정은 이전에 사용하였던 고통스러운 수동 작업을 대신하며, 로버트 우드(Robert J. Wood) 교수 연구팀이 장치 각각의 전체 정밀도를 향상시키면서도 새로운 조합으로 좀 더 강인한 재료를 이용하도록 한다. 연구팀은 이제 아주 빠르게 신뢰성 있는 시제품을 만들 수 있으며, 이를 통하여 시험을 좀 더 공격적으로 할 수 있도록 한다. 그리하여 연구팀은 지난 6개월 동안 20개의 시제품을 시험하였다. 로보비(RoboBee) 프로젝트는 분산 환경 감시, 탐색 및 구조 활동, 농작물 수분(pollination) 지원 등에 응용될 수 있을 것이다. 더구나 동반하여 개선되는 재료, 제작 기법, 요소 등은 더욱 중요하게 될 수 있다. 예를 들어 팝업 제조 공정은 새로운 종류의 복잡한 의료 장비를 가능하게 할 수 있다. 하버드 대의 기술개발부서(Office of Technology Development)는 하버드 공과대학과 생명공학 비스연구소와 협력하여 기본 기술의 일부에 대한 상업화를 진행하고 있다. 생명공학 비스연구소는 생물학을 이용하여 실제 세계의 문제를 해결하는데 주력하고 있다고 연구소 책임자인 돈 잉버(Don Ingber)가 전했다. 로보비(RoboBee) 프로젝트는 자연에서 영감을 받은 연구를 수행하기 위하여 다양한 전문분야의 과학자 및 공학자가 어떻게 협업하여 중요한 기술적 혁신을 이끌 수 있는가에 대한 아름다운 사례라고 그는 언급했다. 로보비(RoboBee) 프로젝트는 계속 진행되고 있으며, 이제 연구팀은 독특한 플랫폼을 가졌으므로 좀 더 공격적인 조종 및 착륙 제어를 포함하여 수십 번의 시험이 시작될 예정이라고 로버트 우드(Robert J. Wood) 교수가 전했다. 그 다음 단계는 로봇 곤충이 완전히 자율적이고 무선연결이 될 때까지 뇌, 군락 조화 거동(colony coordination behavior), 전원 등에 대하여 각자 수행하고 있는 서로 다른 연구팀들의 병렬 연구들을 통합하는 것이 될 것이다. 현재까지 에너지 저장을 위하여 로봇 곤충의 몸체에 설치될 정도로 충분히 작은 기성품이 존재하지 않기 때문에 시제품은 아직까지 아주 얇은 전원 케이블에 연결되어 있다. 로보비(RoboBee)가 더 많은 독립성을 가지고 날 수 있으려면 높은 에너지 밀도를 가지는 연료전지가 개발되어야 한다. 제어도 아직까지 별도의 컴퓨터에 유선으로 연결되어 있다. 그러나 하버드 공대의 구연 웨이(Gu-Yeon Wei)와 데이비드 브룩스(David Brooks) 교수는 로봇 곤충의 프레임에 설치될 수 있는 효율적인 연산용 뇌를 개발하고 있다. 파리는 단지 조그마한 뇌를 이용하여 가장 놀라운 곡예비행의 일부를 수행하고 있으며, 이들의 능력은 로봇 곤충이 수행할 수 있는 것을 능가하고 있으므로 이들의 생물학을 더 잘 이해하여 우리의 연구에 적용하려고 한다고 로버트 우드(Robert J. Wood) 교수 연구팀에서 박사 후 연구원으로 있는 소이어 풀러(Sawyer B. Fuller)가 전했다. 그는 초파리가 바람 부는 날에 어떻게 대처하는지를 연구하고 있다. 이번에 로봇 곤충이 처음으로 제어비행을 수행하게 된 중요한 사건은 특히 로버트 우드(Robert J. Wood) 교수가 대학원생이었을 때 목표로 세웠던 원대한 꿈의 힘이 실증되었음을 의미한다. 이 프로젝트는 더 작은 배터리를 만들고, 좀 더 효과적인 제어 시스템을 설계하고, 더 강하고 더 경량의 재료를 만들기 위하여 대학 내의 과학자들과 공학자들에게 공통의 동기를 제공한다. 비전 전문가, 생물학자, 재료공학자, 전기공학자 등은 모두 이 프로젝트에서 진짜로 어려운 문제를 푸는 것을 즐기고 있다고 로버트 우드(Robert J. Wood) 교수가 전했다. 이 세상에 이전에는 존재하지 않았던 어떤 것을 만들고 싶었으며, 이것은 우리가 할 수 있다고 생각하는 한계, 즉 인간 재주의 한계를 확장한 것에 대한 흥분과 연관되어 있다고 케빈 마(Kevin Y. Ma)가 첨언하였다. 이 연구는 미국 국립과학재단과 하버드 대의 생명공학 비스연구소로부터 자금지원을 받고 있다.



.자기 와동 안테나를 이용한 무선 데이터 통신



독일 헬름홀츠-젠트럼 드레스덴-로센도르프(Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf) 연구소의 물리학자들은 지금까지 단지 2차원에서만 관측되었던 자기 와동 상태를 3차원에서 관측하였다. 이런 자기 와동은 보통 나노미터 스케일의 자기 디스크에서 발생한다. 이 3차원 자기와동은 차세대 초고속, 무선 데이터 통신을 위한 잠재적인 안테나로 사용될 수 있을 것으로 보인다. 지금까지 자기 와동 상태는 2차원에서만 관측되었다. 다른 말로 표현하면, 평면에서만 관측된 것이라고 헬름홀츠-젠트럼 드레스덴-로센도르프 연구소의 물리학자인 세바스찬 윈츠(Sebastian Wintz )는 말하였다. 이런 자기 와동은 전형적으로 나노미터 스케일 자기 디스크에서 발생한다. 윈츠는 이제 독일과 스위스의 동료 연구진과 더불어 3차원 자기층 시스템을 조사하고 있다. 이들 연구진은 두 개의 자기 디스크를 동시에 쌓았으며 그 가운데에 비자성 금속층을 넣어 이 두 자기 디스크를 분리시켰다. 이런 특별한 디자인 때문에, 가운데 층을 둘러싸고 있는 모든 자석들은 동일한 3차원 와동으로 정렬된다. 이것은 완전히 새로운 관측이다. 자기 와동은 연구자들이 자기 물질의 기본을 이해하는데 도움을 준다. 그것들은 또한 정보 통신 기술에 매우 유용한 응용을 제공하여 준다. 3차원 자기 와동은 고속 무선 정보 송신을 위한 고성능 안테나를 가능하게 해줄 수 있을 것이라고 연구진은 말하였다. 그 이유는 헬름홀츠-젠트럼 드레스덴-로센도르프 연구소에서 생산된 자기층 시스템뿐만 아니라 단일 자기 디스크의 자세한 연구에 의해서 밝혀졌다. 자기 디스크에서, 모든 자석들은 개개의 막대 자석이 서로 일렬로 정렬되는 것처럼 원을 그리면서 정렬된다. 비록 자석들이 움직이지 않아도, 과학자들은 그것들을 자기 와동이라고 부른다. 그것들은 실제로 정적이다. 자기 디스크의 중심에서, 와동 코어는 더 이상 원으로 정렬되지 않고, 대신에 원 밖을 향한다. 향하는 방향은 두 가지로, 위쪽으로 향하거나 또는 아래쪽으로 향한다. 그와 같은 자기 와동은 무선 데이터 통신을 위한 안테나로서 매우 적합한다. 직류에 연결되면, 와동 코어는 원을 그리면서 움직이기 시작한다. 그렇게 함으로써, 그것은 특징적인 전자기파를 방출한다. 속도가 너무 빠르다면, 시스템은 불안정하게 되고, 자화 방향은 바뀌며 라디오파는 중단된다. 와동 코어 안의 자석은 이제 반대 방향으로 정렬되고, 일단 회전하기 시작하면 새로운 파를 속도가 다시 너무 커지기 전까지 방출한다. 따라서 연속적인 데이터 송신은 실제로 불가능하게 된다. 만약에 얇은 비자성 금속층에 의해서 분리된 두 개의 자석 디스크가 일렬로 쌓이게 되면 다르게 된다. 이 구조는 극도로 얇아서 각각의 자석 디스크는 약 10나노미터 두께가 되며 약 500나노미터의 직경을 가지게 된다. 중간층은 각 자기디스크 안의 자석들이 원을 따라 정확하게 정렬되지 않도록 만들지만, 그것들이 약간 와동 코어 또는 밖으로 향하도록 한다. 자석들이 금속층에 더 가까우면, 그것들은 이 장벽에 대해서 더 기울어지는 경향이 있다. 그리고 그와 같은 방법으로 중간층 위 아래의 모든 자석들은 동일한 방향을 향한다. 자석은 코어와 바깥 가장자리 사이의 금속층 주위로 정적인 3차원 와동을 형성한다. 가장 안쪽의 자석들은 거의 수직으로 쌓여졌기 때문에, 근처의 자석들은 항상 동일한 방향을 가리키게 된다. 쌓인 두 자기 디스크의 와동 코어에서 수직으로 서있는 자석들은 항상 평행하게 정렬된다. 따라서 그것들은 3차원 자기 와동의 방향을 따른다. 그런 이유로 자석들이 그들의 방향을 단순히 바꾸는 것은 더이상 가능하지 않다. 3차원 자기 와동은 와동 코어의 자화를 안정화시킨다. 연구진은 그런 이유로 그들이 제작한 것과 같은 자기층 시스템이 상응하는 단일층에 비해서 와동 안테나에 더 잘 적합할 것으로 믿고 있다. 자기 와동 코어 안의 자화 방향은 높은 회전 속도에서도 유지된다. 연구진은 1기가헤르쯔 이상의 주파수를 얻는 것도 가능하다. 예를 들면, 와이파이 네트워크도 이 영역에서 작동한다고 연구진은 말하였다. 웨이퍼 박막 금속성 중간층을 가진 자기 디스크를 생산하기 위해서, 연구진은 연구소의 전자빔 리소래라피를 이용하였다. 연구진은 희귀금속인 로듐(rhodium)을 사용하였으며 층의 두께와 거칠기를 개정함으로써 원하는 특성을 얻었다. 자기 와동은 스위스 폴쉐러(Paul Scherrer) 연구소의 싱크로트론 광소스로 밝혀졌다. 이 방사광 소스는 특히 강한 빛 형태이며, 그것의 특성은 실험에 맞도록 정확하게 조율될 수 있다. 이들 연구진은 주사 투과 X-선 현미경을 이용하여 20나노미터의 분해능으로 자화 방향을 직접적으로 볼 수 있었으며 두 개의 다른 자기 물질에서 나오는 신호를 구별할 수 있었다. 연구진은 앞으로 동일한 방법으로, 고주파수 와동 안테나로서 그와 같은 자기 디스크의 거동을 조사할 예정이다. 이들의 연구결과는 "Topology and origin of effective spin meron pairs in ferromagnetic multilayer elements"라는 제목으로 Physical Review Letters 저널에 발표되었다. 첨부그림: 정적인 3차원 자기 와동이 두 개의 자기층 사이에 형성된다. 그 사이에 비자기 중간층이 위치한다. 이런 자기 와동은 와동 코어의 중심부에서 자화 방향을 안정화시킨다. 이것은 무선 데이터 통신을 위한 안정된 와동 안테나를 위한 전제조건이다.



http://www.ndsl.kr/index.do
.이미지처리 장치에 사용되는 효율적인 염료 개발
.눈에 공급되는 산소를 감지하는 마이크로로봇 개발
.신경인공기관
.처음으로 제어 비행을 수행한 로봇 곤충

http://agate.opap.co.kr/html/khan/khan4
36년 前 쏜 무인 우주탐사선…어디 갔을까? 위치 공방
http://news.sbs.co.kr/section_news/news_read.jsp?news_id=N1001791354
북한 해안포 잡는 스파이크 미사일 서북도서에 실전배치
http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2013/05/17/2013051701276.html?news_Head1
"서울대 수학과 작년 수능평균 의대 추월?"
http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2013/05/19/2013051900036.html?news_Head1
하버드대 교수 "요즘 뜨고 있는 '기술 혁신 중심지'는…"
http://news.donga.com/Main/3/all/20130518/55230522/1
류우익 “한반도 통일은 미래 위한 블루오션”
http://www.yonhapnews.co.kr/international/2013/05/18/0608000000AKR20130518049500009.HTML
"달에 유성체 '쿵'…관측 8년來 최대 충돌"
http://www.yonhapnews.co.kr/international/2013/05/18/0608000000AKR20130518076800017.HTML
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