스토리 2020.03.26

일상 속 디스플레이의 발견 3편: 언제 어디서나 초고화질 디스플레이로 즐긴다

우리는 일상에서 매 순간 디스플레이를 통해 다양한 일들을 경험합니다. 디스플레이는 다양한 기술과 연결되어 우리 삶을 보다 즐겁고 편리하게 만들어 주며 새로운 경험을 가능케 해줍니다. 실제처럼 생생하고 리얼한 ‘디스플레이 시대(Display of Things)’의 하루를 일러스트로 만나보세요.
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트렌드 2020.03.24

스마트 모빌리티, 미래의 교통을 바꾼다

지난 1월 미국에서 열린 CES 2020에서는 다양한 글로벌 자동차 제조사가 대거 참가했다. CES의 “C”가 자동차를 뜻하는 “Car”의 약어라는 우스갯소리가 나올 정도이다. 해당 전시에 참가했던 도요타는 ‘우븐 시티(Wooven City, 미래 도시 모습)’라는 독특한 주제로 스마트시티를 꾸며 많은 사람들의 시선을 끌었다. ▲Woven City image video (출처: Toyota Motor Corporation) 이 스마트 시티는 ‘전기 자율 주행차’, ‘이동형 로봇’, ‘사람’이 다니는 공간을 3곳으로 나누며 이동수단에 따른 도시공간을 바꾸며 새로운 스마트 모빌리티를 보여주었다. 이처럼 스마트 모빌리티는 앞으로 4차 산업혁명과 함께 모빌리티 산업에 새로운 패러다임을 가져올 전망이다. 이번 칼럼에서는 우리 삶을 변화시킬 스마트 모빌리티에 대해 살펴보고자 한다.   자율주행기술로 스마트 모빌리티 변화 예상 ▲세그웨이 (출처: Flickr. Elvert Barnes. CC-BY) 모빌리티는 ‘모바일(Mobile)’의 명사형으로 ‘움직일수 있는 것’을 말한다. 스마트 모빌리티는 ‘똑똑한 이동수단’으로 기존 이동 수단에 4차 산업혁명 기술이 융합된 형태를 뜻한다. 이러한 융합 기술은 기존 모빌리티 산업에 편의성(Convenience), 자동화(Automation), 개인화(Personalization), 확장 (Expansion) 4가지 변화를 불러올 전망이다. 자율주행기술은 스마트 모빌리티 중심에 서 있다. 자동화를 가져와 변곡점처럼 연쇄반응을 야기하기 때문이다. 자율주행 기술은 자동차나 로봇에 적용할 수 있다. 현재 아우디, BMW, 벤츠, 현대 등 여러 자동차 회사에서 자율주행차를 개발하고 있다. 올해는 소니가 자율주행차 ‘비전S(Vision-S)’를 선보여 주목받았다.  퀄컴은 자율주행차 플랫폼인 스냅드래곤 라이드(Snapdragon Ride)를 공개해 주목받았다. 라이드는 자율주행차 개발에 필요한 시스템과 하드웨어를 제공한다. ▲소니 자율주행차 ‘Vision-S’ (출처: SONY) 로봇 역시 자율주행 기술이 활발하게 적용되는 분야이다. 용도는 주로 배달용으로 활용된다. 미국 IT 기업 스타쉽 테크놀로지(Starship Technologies) 는 작은 박스처럼 생긴 로봇을 개발했다. 자율주행기술을 활용해  무인으로 움직일 수…
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보이지 않는 스펙트럼까지 감지하여 기록한다!'초분광 영상 기술’
트렌드 2020.03.18

보이지 않는 스펙트럼까지 감지하여 기록한다! ‘초분광 영상 기술’

앞으로 어떤 기술이 우리 마음을 사로잡을까? 많은 사람이 궁금해한다. 한국과학기술정보연구원(KISTI)은 인공지능을 사용해 2020년대 중반까지 널리 쓰일 미래 유망기술 10가지를 발표했다. 대부분 수소 에너지나 자율 주행, 인공지능, 휴머노이드 등 한 번쯤 들어본 기술이지만, 뭔가 낯선 기술이 하나 들어가 있었다. 바로 ‘초분광 영상(Hyperspectral Imaging, HSI, 超分光映像)’ 기술이다. 잘 알려지진 않았지만, 농업이나 지질학, 의학 등에 이미 많이 쓰이고 있다.   보이지 않는 것도 찍는다, 초분광 영상 대체 어떤 기술이기에 유망 기술로 선정됐을까? 간단히 말하면, 초분광 영상은 보이지 않는 것까지 다 찍어서 기록한 이미지다. 빛은 전기장과 자기장이 진동하면서 만들어지는 전자기파고, 전자기파는 파장이 아주 짧은 감마선부터 긴 라디오파까지, 굉장히 넓은 스펙트럼을 가지고 있다. 우리 눈은 이 중에 가시광선 영역 밖에 보지 못한다. 하지만 엑스선, 적외선, 자외선 등 가시광선 영역 위아래로, 보이지 않는 빛이 존재한다는 사실은 알고 있다. 초분광 영상은 이 보이지 않는 빛까지 다 찍어서 보여준다. 물론 빛의 모든 파장을 기록하는 것은 아니다. 가시광선(Visible Light) 영역(400~700nm)을 중심으로 근적외선 영역(700~1000nm)을 주로 찍는다. 용도에 따라 단파장 적외선 영역(1000~2500nm)과 장파장 적외선 영역(8~12㎛)을 찍기도 한다. 중요한 특징은 초분광이란 이름처럼, 빛을 아주 잘게 나눠서 찍는다는 사실이다. 우리는 보통 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)이라는 가시광선 영역을 중심으로 세상을 본다. 디지털카메라는 RGB 픽셀을 이용해 사진을 찍고, TV 역시 RGB 픽셀을 섞어 색을 만들어 영상을 보여준다. 초분광 카메라는 이 영역을 파장에 따라 적어도 100개 이상, 보통 300~600개 정도로 잘게 나누고 연속해서 찍는다. 그래서 초분광 카메라로 찍은 사진이나 영상은, 사진 형태가 아니라 사진집 같은 두꺼운 형태로 표시된다. 대상을 파장별로 잘게 잘라 200장 정도…
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SS
스토리 2020.03.17

[호기심과학] 현미경으로 관찰해 본 마스크의 종류, 마스크 특성 제대로 알고 쓰자!

전 세계적으로 코로나19 확진자 수가 폭발적으로 증가하면서 우리 일상이 흔들리고 있다. 이런 시기일수록 개인위생을 잘 지켜 호흡기 건강을 잘 지켜내야 한다. 최근 코로나19의 파괴적인 전파력 때문에 마스크 사용은 필수로 자리 잡았다. 바이러스 감염 차단을 위해 사용하는 보건용 마스크에 대한 관심이 세계적으로 높을 수밖에 없는 상황이다. 필자는 코로나 사태 이전부터 마스크의 제조과정과 구조를 관찰해 보았기에 관련 내용을 정리해 보았다. 이번 칼럼을 통해 마스크에 대한 과학적인 정보를 제대로 알고, 무엇보다 소중한 우리의 호흡기를 건강하게 지켜서 코로나 사태를 잘 헤쳐나가는 데 도움이 되길 바란다.   미세한 입자를 차단할 수 있는 보건용 마스크 보건용 마스크는 추위를 막기 위한 방한용과 달리, 입자 차단 능력이 있는 마스크이다. KF 80, 94, 99 마스크를 말하는데, 여기서 KF는 Korea Filter의 약자로 숫자가 높을수록 더 작은 입자를 잘 차단할 수 있다. 우리나라는 ‘KF’, 미국은 ‘N’, 중국은 ‘KN’ 등을 쓰는데 국산이 아닌 중국산 마스크 KN95를 마치 국산 KF 94인 것처럼 표기해서 파는 경우도 있기 때문에 잘 구별해야 한다. ‘KF80’은 평균 0.6㎛ 크기의 미세입자를 80% 이상 걸러낼 수 있으며, ‘KF94’, ‘KF99’는 평균 0.4㎛ 크기의 입자를 각각 94%, 99% 이상 걸러낼 수 있다.  ㎛(마이크로미터) 단위는 백만 분의 1미터를 의미한다. 머리카락 굵기가 사람마다 다르긴 하지만 평균 100㎛라고 했을 때 0.4㎛, 0.6㎛의 미세입자라면 머리카락 굵기의 약 200분의 1에 해당하는 정말 작은 것까지 다 걸러 줄 수 있다.   KF94와 KF80 마스크 구조는 어떻게 되어 있나? ▲겉감, 정전기 필터, 안감으로 이루어져 있는 KF94 보건용 마스크 ▲현미경으로 관찰한 KF 94 마스크의 겉감(왼쪽)과 내부의…
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트렌드 2020.03.11

‘현실’과 ‘가상’ 세계 경험할 수 있는 증강현실(AR)이 온다

갑자기 집이나 사무실에 불이 났다고 가정해 보자. 평소에 화재 발생 시 소화기는 어떻게 작동해야 하고, 행동은 어떻게 해야 하는지 귀에 못이 박히도록 듣지만, 막상 불이 나면 당황해서 이전에 들었던 주의사항은 잊어버리기 쉽다. 그렇다고 대비 훈련을 위해 집이나 사무실에 불을 질러 화재진압을 할 수도 없는 노릇이다. 상황 대비를 위한 가장 좋은 방법 중 하나는 가상환경에서 실제와 같은 상황을 재현시켜, 미리 화재 진압을 대비할 수 있는 체험을 시켜주는 것이다.  이를 위해 필요한 것이 바로 ‘증강현실(AR, Augmented Reality)’ 기술이다.   증강현실 디바이스의 종류와 원리 증강현실이란 실제로 존재하는 사물이나 환경에 가상의 사물이나 환경을 덧입혀서, 마치 실제로 존재하는 것처럼 보여주는 컴퓨터 그래픽 기술을 가리킨다. 증강현실 디바이스는 크게 세 가지 방식으로 분류되는데, 머리에 착용하는 고글 형태의 ‘HMD(Head Mounted Device)’와 ‘Non-HMD(Non-Head Mounted Device)’, 그리고 휴대하기 간편한 ‘Hand-Held Device’가 있다. HMD는 증강현실 시스템에서 가장 많이 사용되는 디바이스다. 주변 빛을 차단하고 눈앞의 모든 시야를 가득 채운 공간에서 게임을 하거나 사물을 접할 수 있기 때문에 뛰어난 몰입감을 자랑한다. 증강현실의 실감나는 체험을 위해선 디스플레이 성능이 핵심요소 중 하나이다. HMD의 경우 눈에 밀착해서 착용하기 때문에 디스플레이의 해상도나 응답속도가 매우 중요하다. OLED는 빠른 응답속도와 리얼한 색표현력으로 진정한 증강현실을 제공해, 주요 HMD 기기들에 탑재되고있다. HMD의 기술적 방식은 ‘광학적 투과(Optical see through)’ 방식과 ‘비디오 투과(Video see through)’ 방식으로 구분된다. 광학적 투과 방식은 ‘반투과성 광학 합성기(optical combiner)’가 부착되어 있어서, 사용자의 시각은 컴퓨터 영상이 현실의 이미지 위에 겹쳐진 장면을 보게 된다. 반면에 비디오 투과 방식은 광학 합성기가 아닌 카메라가 별도로 설치되어 있다. 이는 실제…
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스토리 2020.03.10

한 눈에 쉽게 보는 디스플레이 사용 단위 총정리

우리가 디스플레이 스펙을 표현할 때 자주 사용하는 단위들이 있습니다. 화면 밝기, 해상도, 화면 재생률, 소자 크기 등 디스플레이 관련 자주 사용하는 단위들에는 어떤 것이 있고, 그 단위는 어떤 것을 나타내는지 카드뉴스를 통해 함께 알아보겠습니다.
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웨어러블 기기 혁신을 불러온다! 피부처럼 늘었다 줄었다 가능한 '전자피부'
트렌드 2020.03.04

웨어러블 기기 혁신을 불러온다! 피부처럼 늘었다 줄었다 가능한 ‘전자피부’

사람의 피부를 모방한 ‘전자피부(electronic skin)’ 시대가 열리고 있다. 이전에 상상하기 힘들었던 놀라운 기능의 인공피부가 등장해 로봇, 인공지능(AI), 장애인 보족은 물론 인공지능, 신종 헬스기기에 이르기까지 적용 범위를 크게 확대하고 있는 중이다. 사용량도 급속히 팽창하고 있다. 조사 기관인 ‘마켓 리포트’는 지난 2018년 전자피부 시장 규모가 38억 9910만 달러를 기록했으며, 2019년부터 2024년까지 연평균 17.22%의 성장률을 기록할 것으로 내다봤다.   탱탱한 전자피부 속에 첨단 기능 주입 (출처: University of Colorado Bouder ) 전자피부가 개발되기 시작한 때는 2004년이다. 미국과 일본에서 본격적인 연구가 시작됐는데 당시 연구자들은 실리콘에 주목했다. 실리콘에 센서를 집어넣은 뒤 인체에 부착하려는 노력을 기울였다. 그러나 생각한 것처럼 휘어지지 않아 사람 피부처럼 유연성을 재현하지 못했다. 이 문제를 해결한 것이 탄소화합물이 첨가된 유기재료다. 대표적인 것이 꿈의 소재로 불리는 그래핀인데 실제 피부만큼 유연한데다 신축성이 뛰어나 큰 주목을 받았다. 실제로 지난 2017년 영국 글래스고 대학 공과대 연구팀은 그래핀을 사용해 사람의 피부보다 더 강하고 부드러운 인공피부를 선보여 세상을 놀라게 했다. 이 전자피부는 피부 속에 획기적인 기능을 다수 포함하고 있었다. 센서를 부착해 피부 스스로 감촉을 느끼는 것은 물론 태양 에너지를 전기 에너지로 전환한 후 피부를 타고 흐르게 해 실제 피부처럼 탄력을 유지할 수 있었다.  연구팀은 이렇게 만들어진 피부로 인공 손 ‘스마트 핸드’를 완성할 수 있었다. 연구를 이끈 대학의 라빈더 다이야 박사는 “전자피부를 로봇, 장애인 보족, 건축, 의료, 섬유 등 다양한 분야에 적용하는 방안을 찾고 있는 중”이라고 말했다.   사람보다 1,000배 빨리…
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스토리 2020.02.25

일상 속 디스플레이의 발견 2편: 새로운 경험, 특별한 기억

우리는 일상에서 매 순간 디스플레이를 통해 다양한 일들을 경험합니다. 디스플레이는 여러 가지 기술들을 서로 연결해주며 새로운 경험을 가능케합니다. 사람들은 디스플레이를 통해 혁신적 제품을 만나며, 보다 편리해진 삶의 변화를 느끼게 됩니다. 일상을 기록하고, 새로운 정보를 보여주며 우리와 늘 함께하는 디스플레이! 실제로 보는 것처럼 생생하고 리얼한 ‘디스플레이 시대 (Display of Things)’의 하루를 일러스트로 함께 만나보세요.  
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컴퓨터 기술의 퀀텀 점프! 양자컴퓨팅 (Quantum computing)
트렌드 2020.02.19

컴퓨터 기술의 퀀텀 점프! 양자컴퓨팅 (Quantum computing)

과학에 약간이라도 관심이 있는 독자라면 양자 역학, 양자 물리학이라는 단어가 이제는 꽤 친숙해졌을 것이다. 그리고 양자 물리학을 컴퓨터에 접목해 ‘양자 컴퓨터’를 만들 수도 있다는 것도 한번쯤 들어봤을 법 하다. 그렇다면 ‘양자 컴퓨팅(Quantum Computing)’이란 현재 사용중인 일명 ‘고전 컴퓨팅’과 어떻게 다른 것일까?   고전 컴퓨터의 3가지 한계 현재 대중적으로 사용되는 컴퓨터는 존 폰 노이만(John von Neumann)이 제안한 노이만형 모델을 기본으로 한다. 전자의 동작을 0과 1로 이루어진 2진수로 바꾸어 연산하고 그 결과를 다시 인간의 인지 체계에 맞게 변경해 보여주는 방식을 사용한다. 하지만 이러한 방식은 최근에 이르러서는 다음과 같은 3가지 큰 한계를 가지게 되었다. 첫째는 ‘무어의 법칙’의 한계이다. 무어의 법칙이란 반도체 회로의 집적도, 즉 반도체의 성능이 1년 6개월마다 2배로 증가한다는 법칙이다. 최근까지 업계는 반도체 미세화 공정으로 회로의 직접도를 크게 높여왔으나 발전이 정체기에 이르자, 많은 전문가들은 반도체 공정이 무어의 법칙을 따르는 것의 한계를 지적하고 있다. 정해진 면적에 트랜지스터를 직접 하는 노력을 한 결과 트랜지스터의 크기가 원자 수준에 이르고 있을 뿐 아니라, 직접도가 일정 수준 이상으로 올라가면 회로를 구성하는 원자의 전자가 다른 곳으로 워프하는 현상인 양자 역학의 터널링 현상까지 발생해, 인접한 회로에 합선이 발생하는 등 전류 제어에 한계가 발생하고 있다는 것이다. 두 번째는 에너지 비효율이다. CPU가 연산을 수행할 때 소모하는 에너지는 열을 발생시키는데, 연산속도가 1,000배 빨라지면 초당발생하는 열도 1,000배가 넘는다. 이를 막아 내기 위해 연산…
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스토리 2020.02.14

[호기심과학] 바이러스(Virus)의 정체는 무엇일까? – 바이러스를 막는 청결 방패 3종 세트 직접 만들기 –

최근 유행하고 있는 코로나바이러스감염증-19(Coronavirus disease-2019, COVID-19)으로 전 세계가 비상이다. 바이러스 감염이 일어난 지역이 더 늘어나고 마스크와 손소독제 품절 사태가 반복되고 있다는 얘기들이 매일 아침 뉴스 첫 번째 소식으로 다뤄지고 있다. 그렇다면 이렇게 우리 주위에서 공포감을 조성하는 바이러스란 무엇인지, 세균과는 무엇이 다르며, 예방을 위한 손소독제는 어떤 과학적 원리로 작용하는지 알아보자. 집에서 직접 만들 수 있는 DIY 손소독제 제조법도 함께!   세균(Bacteria)은 생물! 하지만 바이러스(Virus)는?! ▲세균(좌)과 바이러스(우)의 모습 세균, 박테리아, 바이러스와 같이 다양한 용어를 사용하면서 간혹 세균과 박테리아를 종류가 다른 미생물로 알고 계신 분들도 있다. 하지만 ‘Virus’는 번역된 한국말 용어 없이 그냥 ‘바이러스’이며, 영어로 ‘박테리아(Bacteria)’를 번역한 말이 ‘세균’이다. 즉 세균과 박테리아는 같은 말인 것이다. 그리고 세균은 세포막으로 감싸여 있으니 생물의 기본단위인 세포가 있고, 또 효소를 분비해서 물질대사도 하기에 확실한 생물로 인정하지만, 이에 비해 바이러스는 생물로 인정하지 않는다. 그렇다고 무생물이냐? 그것도 아니다. 즉 생물과 무생물의 중간형이다. 바이러스는 핵산(Nucleic Acid – DNA, RNA)과 단백질을 가지고 있으며 살아있는 숙주세포 내에서는 물질대사와 증식을 하고, 게다가 유전과 돌연변이까지 하는 면으로 보아 생물적인 특징을 가지고 있다. DNA, RNA를 가지고 자기와 닮은 바이러스인 새끼 바이러스를 만들 수 있다는 뜻이다. 집에 아무리 성능이 좋은 컴퓨터가 2대 있더라도 어느 날 새끼 컴퓨터가 태어나는 일은 없지 않나. 그러나 암 수 두 마리의 개를 키운다면 개는 생물이기에, 어느 날 강아지가 태어나기도 한다. 새끼 바이러스를 만든다는 것은 바이러스의 가장 큰 생물학적 특징이다. 하지만…
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