트렌드 2022.01.18

크기가 색을 정한다? ‘빛과 나노미터’

인간은 감각으로 받아들이는 정보의 80%가량을 시각에 의존합니다. 물체의 모양과 밝기 그리고 색을 파악하지요. 이 중 색은 어떻게 구분하는 걸까요? 눈의 망막에 있는 원추세포는 총 세 종류입니다. 각기 받아들이는 빛의 파장이 다르죠. 전체적으로 400~700㎚(나노미터) 정도의 빛을 감지하는데 700㎚ 정도의 빛은 빨간색으로 400㎚ 정도의 빛은 보라색으로 감지합니다. 그리고 중간인 550㎚ 정도의 빛은 녹색으로 받아들이지요. 그래서 사물의 색은 외부의 빛 중 어느 파장의 빛을 반사하는지에 따라 달라집니다. 가령 나뭇잎은 550㎚ 파장 영역의 빛을 주로 반사하기 때문에 우리 눈에 녹색으로 보이는 거지요. 사과가 빨간 건 700㎚ 영역의 빛을 반사하기 때문이고요. 구름은 모든 파장대의 빛을 모두 반사하는데 이렇게 되면 흰색이 됩니다. 반대로 흑연처럼 모든 파장의 빛을 대부분 흡수하면 검은색으로 보이는 거지요. 하지만 우리가 보는 색 중에는 다른 방식으로 발산되는 빛도 있습니다. 바로 불이나 전등 별, 태양 등의 색이죠. 이들은 외부의 빛을 반사하는 것이 아니라 스스로 빛을 냅니다. 아주 간단한 실험으로 못 쓰는 쇠젓가락을 가스레인지로 가열해보면 이들의 색이 변하는 걸 볼 수 있습니다. 처음에는 그저 흰 쇠젓가락이지만 불에 의해 달궈지면 차츰 빨간색의 빛을 냅니다. 흔히 우리가 불을 빨갛다고 이야기할 때의 색이지요. 그러다 온도가 차츰 더 높아지면 색이 변합니다. 빨간색에서 주황색으로 다시 노란색이 되었다가 흰색이 되지요. 그리고…
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트렌드 2021.12.27

가트너가 전망한 2022년 IT 전략 기술 트렌드 TOP12

지난 10월 18일, 정보 기술 연구 자문 기업 가트너에서 ‘2022년 중요 전략 기술 동향(Top Strategic Technology Trends for 2022)’을 발표했다. 매년 발표되는 이 보고서는, 3~5년 안에 중요하게 떠오를 기술 트렌드를 다룬다. 2022년 보고서에서는 크게 신뢰 구축, 변화 형성, 성장 가속이란 3가지 주제 아래, 각각 4개씩 12가지 트렌드를 제시했다. 전체적으론 작년 보고서와 비슷하지만, 올해는 위기 상황 대처보다 기업 성장에 방점을 찍은 것이 눈에 띈다. 제시한 트렌드도 9개에서 12개로 3개 더 늘었는데, 보고서에 담긴 기술 트렌드는 아래와 같다. [1] 성장 가속(Accelerating Growth) 부문 ① 제너레이티브 AI (Generative Artificial Intelligence) 제너레이티브 AI는 이용자가 AI에게 어떤 것을 만들어 달라고 요구하면, 그 요구에 맞춰서 결과를 만들어내는 인공지능을 말한다. 2021년 초, 오픈AI에서 공개한 이미지 생성 AI DALL·E가 좋은 예다. DALL·E는 ‘오각형의 초록 시계’를 입력하면 다양한 타입으로 오각형의 초록 시계가 생성된다. 또한 전혀 관련이 없는 ‘초콜릿이 아이스크림과 손잡고 산책하는 사진’을 요구해도, 주문에 맞는 여러 가지 버전의 그림을 만들어낼 수 있다. ▲ DALL·E에 오각형의 초록 시계를 입력했을 때 생성된 이미지 (출처: OpenAI) 제너레이티브 AI 기술은 어떻게 활용될까? 어떤 스타일의 배경 음악을 주문하면 만들어주는 AI 작곡 서비스는 이미 등장했다. 마케팅 서비스 기업 프루프(Proof)의 자비스.ai(Jarvis.ai)처럼 주문에 따라 블로그나 SNS용 카피를 작성해주는…
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스토리 2021.12.21

LED로 심박수를 측정한다고? ‘광혈류측정 센서(PPG)’

스마트폰 손전등 기능을 켜고 손가락 끝을 올려놓으면 손가락이 빨갛게 변하는 걸 볼 수 있다. 귀나 볼, 손가락 끝같이 신체에서 얇은 부분은 빛이 약간 통과하기 때문이다. “이걸 이용해 혈액의 흐름을 관찰할 수는 없을까?”라고 생각한 학자들이 있었다. 빛이 통과하면서 남긴 그림자를 검사하면, 피가 흐르는 흔적도 찾지 않겠냐고. 시간이 걸렸지만 연구는 성공했고, 이제 누구나 쉽게 쓸 수 있는 그런 기술이 됐다. 스마트 워치를 뒤집으면 보이는 빛나는 센서, 거기에 이 기술이 담겼다. 이름은 PPG(Photoplethysmogram). 우리 말로는 ‘광 혈류 측정’이라 부르지만, ‘광 용적 맥파 측정’이나 ‘광 용적 측정’으로 불리기도 한다. 빛을 이용해 피의 흐름을 관찰하는 기술이다. PPG로 혈액을 관찰하는 방법 어떻게 혈류를 관찰할 수 있을까? 호수에 돌을 던지면 파문이 이는 것처럼, 심장이 피를 보내기 위해 뛸 때도 혈관을 따라 미세한 변화가 생긴다. 이런 것을 맥파(Plethysmogram, PTG)라 부른다. 맥파가 움직이는 속도는 피가 흐르는 속도보다 훨씬 더 빠르다. 심장에서 나온 혈액이 손가락 끝에 닿기까지는 약 1~2초가 걸리지만, 맥파는 약 0.16초가 걸린다고 한다. PPG는 이런 맥파를 측정한다. 맥파가 움직이는 속도는 동맥의 두께, 혈액의 밀도 같은 혈관 상태에 영향을 받기 때문에, 한 사람의 순환계–심장 및 혈관 상태를 알 수 있는 자료가 되기 때문이다. 계속 측정하면 심박수를 알 수 있기에…
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스토리 2021.12.17

과유불급, 차고 넘치는 상태를 경계한다! ‘사이펀의 원리’란 무엇인가?

오래전 설화에 따르면, 강원도 산골에 질그릇을 구워서 생계를 유지하던 사람이 있었다. 그릇에 대한 애정이 깊은 그는 훌륭한 스승을 만난 후 왕에게 바칠 한 벌의 그릇을 만들게 될 정도로 뛰어난 경지에 도달하게 된다. 하지만 갑자기 삶이 풍족해진 그는 방탕한 생활에 빠지게 되고, 죽을 위기에 빠졌다가 구사일생으로 겨우 살아난다. 지난날의 방황을 크게 후회한 그는 세상에서 가장 훌륭한 그릇을 만들기로 다짐하고 다시 일어선다. 그리고 시간이 흘러 그가 만들어낸 작품은 작은 술잔이었다. 자신의 스승에게 술잔을 바치며 술을 가득 따랐는데, 술잔에 가득히 담겨있던 술은 순식간에 한 방울도 남지 않고 사라졌다. 놀란 스승 앞에서 이번엔 다시 술을 반쯤 부었더니 술잔에 담긴 술은 그대로 있었다. ‘경계할 계(戒)’에 ‘찰 영(盈)’자를 써서 지은 술잔의 이름은 ‘가득 참을 경계하는 잔’이라는 의미의 ‘계영배’였다. ▲ 과유불급을 가르치는 술잔, 계영배 (출처: YTN 사이언스) 사실 이런 형태의 술잔을 처음 만든 사람은 고대 그리스에도 있었다. 이렇게 생긴 술잔을 피타고라스의 컵이라고 불렀는데, 평범한 컵과 비슷해 보이지만, 바닥 중앙에는 구부러진 작은 관이 솟아 나와 있다. 구부러진 관 아래로 술을 채워 넣으면 술은 절대 흘러내리지 않는다. 하지만 구부러진 관 이상의 높이로 술을 채워 넣으면, 대기압과 수압의 힘으로 인해 관이 술을 빨아들이게 되고, 술은 슬잔 아래로 빠져나간다. 구부러진 채 아래로 향하고 있는 관의…
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트렌드 2021.12.10

올해를 빛낸 발명품? 이거라면 인정! 타임지 선정 ‘2021 최고의 발명품’

매년 새롭게 등장하는 놀라운 제품들! 어떤 제품이나 서비스는 이전과는 전혀 다른 패러다임을 형성하며 해당 분야의 역사에 한 획을 긋기도 합니다. 한 해 동안 우리를 놀라게 했던 혁신적인 제품과 서비스를 선정해 발표하는 미국 시사주간지 <타임(Time)>의 ‘올해 최고의 발명품 100가지(The 100 Best Inventions)’ 목록에는 올해도 어김없이 굉장한 제품들이 포함됐습니다. 코로나 팬데믹 상황에도 기술적 진보를 멈추지 않았던, 타임 선정 ‘2021년 최고의 발명품(The 100 Best Inventions of 2021)을 지금 만나보세요! 기능과 휴대성, 두 마리 토끼를 잡은 ‘삼성, 갤럭시 Z 플립3’ ▲ 갤럭시 Z 플립3 (출처: 삼성전자 뉴스룸 유튜브 채널) ▲ 갤럭시 Z 플립3 비스포크 에디션 (출처: 삼성전자 뉴스룸) 올해 최고의 화제성을 보여준 스마트폰은 단연 ‘갤럭시Z 플립3’! 미국 시사주간지 타임이 선정한 ‘최고의 발명품 2021(Best Inventions 2021)’ 가전제품 부문에서도 갤럭시Z플립3가 스마트폰으로는 유일하게 포함되며, 존재감을 과시했습니다. 타임지는 “그간 많은 제조사가 스마트폰의 기능과 휴대성을 모두 잡으려고 노력했으나 삼성전자가 마침내 성공한 것으로 보인다”며, “20년 전 2000년대 초반의 기기들만큼 콤팩트”하면서도 “6.7인치 디스플레이와 스마트폰을 닫았을 때도 메시지를 읽을 수 있는 커버 디스플레이를 갖췄다”고 설명했습니다. 또한 “주요 폴더블폰 중에서 처음으로 1,000달러 미만으로 가격을 책정해 가격 측면에서도 경쟁력을 갖췄다”고 평가했습니다. 한 번에 5개 스크린으로 작업을 ‘레노버, ThinkReality A3 Smart Glasses’ ▲ ThinkReality A3 (출처: Lenovo…
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트렌드 2021.12.03

미래를 위한 폐기물의 이유 있는 변신 ‘업사이클링’

처치 곤란했던 생활 쓰레기와 산업 폐기물들이 소중한 자원과 제품으로 거듭나고 있다. 단순 재활용하는 리사이클링(Recycling)에서 한 차원 업그레이드(Upgrade)된 ‘업사이클링(Upcycling)’ 기술을 통해서다. 그동안의 리사이클링은 쓰레기와 폐기물에서 재활용 가능한 소재를 기계적, 화학적으로 분리해 원재료로 다시 사용하는 수준이었다. 폐지를 재생지 재료로 사용한다거나 빈 깡통을 고철 소재로 사용하는 방식 등이 대표적이다. 하지만 재활용된 소재나 제품은 품질이 저하되고 과정상 비용이 발생해 상품 가치가 떨어지기 때문에 ‘다운사이클링(Downcycling)’이라 부르기도 한다. 반면 최근 부각하고 있는 업사이클링은 쓰레기나 쓸모없는 제품들을 다시 새롭게 개조하고 변화시킨 후 재사용함으로써 원래보다 더 가치 있는 쓰임으로 거듭나게 하는 방법을 말한다. 본래의 용도에서 벗어나지 못하는 다운사이클링과 달리, 첨단 과학기술이나 세련된 디자인을 더해 본래 용도와는 전혀 다른 새로운 부가가치를 지닌 제품으로 탈바꿈한다는 특징을 갖고 있다. 폐기물의 변신은 무궁무진! – 의류에서 레이싱카 연료까지? 업사이클링이라는 용어는 1994년 독일의 산업 디자이너 라이너 필츠가 ‘낡은 제품에 더 많은 가치를 부여하는 것’이라는 의미로 처음 사용했다. 업사이클링 개념에 딱 들어맞는 사례는 패션 산업에서 먼저 등장했다. 트럭의 방수 덮개로 가방을 만들고, 고무나 페트병을 재활용해 의류를 만든 사례가 대표적이다. K팝을 대표하는 방탄소년단(BTS)은 올해 9월 열린 제76차 유엔총회에 폐기물로 만든 업사이클링 정장을 입고 등장해 화제가 되기도 했다. 지속가능한 미래를 위한 업사이클링 기술은 특히 에너지산업 분야에서 주목받고…
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스토리 2021.11.25

로켓은 어떤 과학적 원리로 발사될까? 우리 일상에 숨은 작용·반작용의 법칙

지난 10월 21일 전남 고흥 나로우주센터에서는 모두가 숨을 죽이고 지켜보던 순간이 있었다. 바로 한국형 발사체 ‘누리호(KSLV-2)’가 우주를 향해 힘차게 솟아오르는 순간이었다. 제작, 시험 및 발사 운영까지 전 과정을 순수 우리 기술로 만든 최초의 우주 발사체인 누리호는 고도 700km에 성공적으로 도달하며 대한민국을 세계 7번째 실용위성 발사국으로 만들었다. 비록 최종 목표에는 도달하지 못했지만, 누리호는 앞으로 미래 우주 강국의 꿈을 실현시켜 줄 소중한 자산이 됐다. 12년에 걸친 연구, 37만 개의 부품과 300여 기업의 축적된 기술과 노하우로 만들어진 누리호에 적용된 핵심 과학 원리는 무엇일까? 바로 우리가 초등학교 때 용수철 저울을 잡아당기며 배웠던 뉴턴의 운동 법칙 중 제3법칙인 ‘작용·반작용의 법칙’이다. ▲ 한국형 발사체 누리호 발사의 순간! (출처: YTN news) 뉴턴의 제3운동 법칙, 작용·반작용의 법칙이란? ‘누리호(KSLV-2)’에는 한국형 우주발사체라는 수식어가 붙는다. 우주발사체란 우주인, 인공위성, 우주망원경, 우주정거장 등 다양한 탑재물을 싣고 우주로 발사되는 로켓(Rocket) 또는 로켓 발사 관련 플랫폼 및 발사 관련 기술 등을 총칭하는 말이다. 여기서 로켓은 우주 공간을 비행할 수 있는 비행체를 뜻하며, 뉴턴이 발견한 운동 법칙 중 제3법칙인 작용·반작용의 법칙을 기본 원리로 개발된다. 아이작 뉴턴이 누구인가. 사과나무 아래서 그 유명한 만유인력 법칙과 3가지 운동 법칙을 발견하며 근대 과학을 태동시킨 천재 과학자다. 뉴턴은 로켓 발사의 기본 원리가 되는 ‘작용·반작용의 법칙’을 무려 300여 년…
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스토리 2021.11.19

빛을 원래 자리로 되돌려 보내는 현상, ‘재귀 반사’란?

야간이나 새벽에 작업을 하는 건설노동자나 환경미화원이 착용하는 안전 조끼에 불빛을 비추면 그 빛이 반사되어서 쉽게 알아본 적이 있을 것이다. 이것은 빛이 어느 방향에서 어떤 각도로 들어오더라도 빛을 광원의 방향으로 되돌려 보내는 재귀 반사 때문인데, 이처럼 재귀 반사란 광원에서 나온 빛이 어떤 사물에 닿은 뒤 원래의 자리로 다시 돌아가는 것을 일컫는다. 우주에 존재하는 물질 중에 가장 특이한 것을 하나 꼽자면 빛이다. 빛은 원자핵 주위를 돌고 있는 전자가 높은 에너지 상태에서 낮은 곳으로 이동할 때 만들어지며, 이렇게 미세한 변화의 과정에서 방출되는 빛을 통해 우리는 사물과 우주를 관측할 수 있다. 모든 빛은 진공에서 초속 30만 km로 움직이며, 매질이 없이 전파되는 전자기파다. 물리학에서 빛은 전자기파 자체를 포괄하는 개념이지만, 보통 빛이라고 하면 400nm에서 700nm 사이의 파장을 갖는 가시광선을 의미하기도 한다. 전자기파 전체와 비교해보면 가시광선이 차지하는 비중은 매우 작다. 하지만 우리는 가시광선 파장대의 빛을 볼 수 있도록 진화했기 때문에, 눈에 보이는 빛은 가시광선이 유일하다. 빛은 투과(Transmission), 반사(Reflection), 흡수(Absorption)라는 세 가지 중요한 성질을 갖는다. 투과는 말 그대로 빛이 어떤 물체에 도달했을 때, 물체를 통과해서 완전히 벗어나는 것을 의미한다. 반사는 빛이 물체의 표면을 통과하지 못하고 다른 방향으로 튕겨 나가는 것이며, 흡수는 물체의 표면을 통과한 상태에서 결국 물체 자체를…
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트렌드 2021.11.16

초연결 시대의 대안으로 떠오른 ‘엣지 컴퓨팅’

“엣지있게! 알았지?” 한때 유행했던 드라마에서 패션디자이너인 주인공이 동료 직원에게 자주 쓰던 대사다. ‘날이 서 있는 것처럼 강렬한 인상을 안겨주는 디자인을 하라’는 의미로 당부하는 주인공의 의도가 ‘엣지’라는 하나의 단어에 모두 포함되어 있음을 알 수 있다. 엣지(edge)는 원래 어떤 사물의 맨 끝부분을 의미하는 단어다.   ‘엣지 컴퓨팅(edge computing)’은 기존의 중앙 데이터 처리 방식인 클라우드의 한계를 보완한 가장 첨단화된 컴퓨팅 시스템으로, 데이터가 중앙 서버에서 처리되는 것이 아니라 컴퓨팅 시스템의 맨 끝 단계이자 단말 장치에 가까운 곳에서 데이터가 처리된다고 하여 ‘엣지 컴퓨팅’이라 붙여졌다. 최근 5G 통신 기반의 인공지능, 빅데이터, 사물 인터넷 등이 널리 사용되면서 기존 클라우드보다 전송 지연과 대역폭 제한을 줄여 더욱 빠르게 컴퓨팅, 사물인터넷 기술을 지원할 수 있는 ‘엣지 컴퓨팅’이 주목을 받고 있다.  기존 클라우드는 어떤 단점이 있었나? 기존의 데이터 처리 과정은 중앙서버에서 모든 것이 이루어지도록 설계되어 있다. 이른바 클라우드(Cloud)라는 데이터 처리 시스템으로, 데이터를 전송하고 이를 저장하는 대상인 중앙서버가 마치 하늘에 높이 떠있는 구름과 비슷하다는 데서 유래했다. 모든 데이터가 중앙서버에 저장되어 있는 형태이다 보니, 필요할 때 즉시 해당 데이터를 다운로드하여 사용할 수 있다는 편리함 때문에 대부분의 IT기업들은 그동안 클라우드 시스템 서비스를 집중적으로 제공해 왔다. 그런데 클라우드 시스템 서비스의 사용량이 급속도로 증가하면서 문제가 발생했다. 서버와 데이터 센터에서 처리할 수 있는 데이터의 양이 한계를 벗어나기 시작한것이다. 이와 함께 통신 과정에서 보안 문제까지 발생하게 되자…
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스토리 2021.11.12

[호기심 과학] 저농도에서 고농도로 이동한다! 계란으로 알아보는 삼투현상

당도가 높은 달달한 사탕을 먹어본 경험을 떠올려보자. 한참을 입안에 넣고 있다 보면 혀의 감각이 약간 무뎌지고 거칠게 느껴졌다는 사실도 기억이 날 법 하다. 바로 오늘 다룰 주제인 ‘삼투현상’의 사례다. 혀 안의 수분이 고농도의 사탕액과 만나 혀 바깥으로 빠져나가버려, 혀가 거칠게 느껴진 것이기 때문이다. 반투과성 막이 있을 때 물이 저농도에서 고농도로 거꾸로 흐르는 듯한 독특한 현상인 ‘삼투현상’이란 무엇일까? ‘삼투현상’은 평형의 원리! ‘삼투’는 사전적으로 ‘스며들어 투과한다’는 뜻으로, ‘삼투현상’이란 ‘반투과성 막’을 경계로 농도가 ‘낮은’ 용액에서 농도가 ‘높은’ 용액으로 물이 이동하는 현상이다. 저농도에서 고농도로 물이 이동한다는 것이 오히려 거꾸로 가는 현상처럼 쉽게 이해가 가지 않을 수 있다. 만약 소금의 농도가 높은 물과 농도가 낮은 물을 섞으면 농도가 높은 물이 전체적으로 퍼지면서 평균적인 농도를 만드는 것이 당연하지 않은가? 맞다. 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흘러 높이가 같아지고, 뜨거운 열이 차가운 열과 만나면 열 평형을 이루듯이, 평형의 원리를 따르는 이 현상을 우리는 ‘확산’이라고 부른다. ▲ 반투과성막인 셀로판지를 장착한 삼투현상 장치 하지만 삼투현상도 역설적으로 평형의 원리 때문에 발생한다. 위 사진과 같이 농도가 다른 액체를 서로 만나게 하되, 중간에 일부 입자만 투과가 가능한 반투과성 막을 설치해 보았다. 앞서 얘기한 것 처럼 농도를 같게 만들려는 물질의 ‘확산’의 원리에 의해 진한 설탕물은 저농도의 물로 가려고 하는 성질이 나타난다. 그런데 설탕물 가운데 설탕 입자는 크기가 커서 셀로판지(반투과성 막)를 통과하지 못하는 안타까운 일이 발생한다. 설탕이 빠져나가야 농도 평형이…
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