트렌드 2021.07.16

종이접기 원리를 로봇에 도입하면 어떤 일이?

어린 시절 교육 방송을 보면 종이로 무엇이든 만들어내는 ‘종이접기 아저씨’가 있었다. 그는 마치 마술사같이 강아지, 박쥐와 같은 동물은 물론 집, 로봇 등 형태가 큰 조형물도 뚝딱뚝딱 종이를 접어 창조해냈다. 그런데 이 종이접기를 우주과학에 응용할 수 있을까? 최근 미 항공우주국(NASA)이 종이접기 원리를 이용해 초대형 우주 태양 전지 패널을 개발한 것이 대표적인 사례다. 나사 제트추진연구소에서는 종이접기 원리를 이용해 접었다 펼쳤다 할 수 있는 초대형 우주 태양 전지 패널, 접을 수 있는 몸을 가진 탐사로봇 ‘퍼퍼(PUFFER, ‘Pop-Up Flat Folding Explorer Robots)’를 만들었다. 우주공학뿐이 아니다. 수술용 나노로봇, 등 종이접기에서 영감을 받은 로봇들이 속속 개발되면서 누구나 할 수 있었던 종이접기가 우주, 의료, 수중 로봇공학 분야에 혁신을 불러오고 있다. ▲ 종이접기 원리로 만든 우주 탐사로봇 ‘퍼퍼’(PUFFER, ‘Pop-Up Flat Folding Explorer Robots), (출처: Rajamanickam Antonimuthu) 크고 무거운 태양전지패널을 종이처럼 간단하게 접어 운반한다! 종이접기의 매력은 가위나 칼, 접착제 없이도 거대한 조형물을 만들 수 있다는 데 있다. 간단히 접기만 해도 도형은 2차원에서 3차원으로 변한다. 또한 형태 변화가 용이하기 때문에 접어서 작은 형태로 제작할 수 있다. 미 항공우주국 제트추진연구소에서 개발한 거대한 태양 전지 패널은 접었을 땐 지름이 2.7m에 불과하지만 펼치면 무려 9배나 커진다. 이들이 태양 전지 패널을 만들 때 종이접기 원리를 적용한 것에는 부피를 줄여 작고 가벼운 상태로 만들어야 우주로 운반하기 쉽기 때문이다. 우주선에 실을 물건의 무게와 부피를 줄이는 것은 무엇보다 중요하다. 또한 재료에 따라 내구성 또한 단단하게 만들…
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트렌드 2021.07.13

인간 증강 기술, 차세대 웨어러블의 도전

영화가 꿈을 꾸면, 과학기술은 그걸 만들어야 하는 의무라도 있는 걸까? 자율주행차, 스마트폰, 홀로그램, 플라잉카를 비롯해 최근 연구되는 많은 기술이 그렇다. 예전에 상상만 했던 물건들이 우리 눈앞에 등장하고 있다. 웨어러블 로봇이나 강화 외골격(Powered exoskeleton)이라 불리는 웨어러블도 그중 하나다. 영화 ‘아이언맨’이나 ‘엣지오브투모로우’, ‘에일리언2’ 등에서 봤던 착용형 로봇이 점점 널리 쓰이고 있다. ▲적은 힘으로 무거운 짐을 옮길 수 있는 웨어러블 (출처: YTN 사이언스) 우주여행에서 출발한 웨어러블 꿈은 영화가 꿨지만, 사실 웨어러블은 2차 세계 대전을 거치면서 발전한 로켓 기술을 바탕으로, 꿈과 희망이 만발했던 1950년대 미국 우주 산업에서 태어났다. 아직 지구 바깥으로 나가본 사람이 한 명도 없던 시절, 다른 행성으로 탐험을 떠날 때 어떤 복장을 갖춰야 좋을지 연구하다 나온 아이디어가 외골격이다. 딱딱한 하드 형태 우주복을 입고 움직일 때를 가정해, 우주복 외부에 외골격을 붙여 근력을 늘리는 방법을 고안했지만, 나중에 우주복이 소프트 형태로 결정되면서 사장됐다. 연구는 멈췄지만, SF 소설 작가들은 이런 아이디어에서 영감을 받았다. 곧 외골격 우주복을 입은 군인들이 싸우는 SF 소설이 나왔다. 특히 로버트 A. 하인라인의 ‘스타십 트루퍼스’가 큰 인기를 얻었다. 이런 인기는 기계를 사용한 인간 증강(Man Amplifier)이라는 개념에 영향을 끼쳤고, GE에서 ‘하디맨(Hardiman)’이라는 머니퓰레이터를 장착한 입는 형태 로봇을 만드는 계기가 된다. 프로젝트 엔지니어였던 랠프 모셔가 작성한…
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트렌드 2021.06.16

SF 영화 속 기술이 현실이 되다! ‘4D 프린팅’

어린 시절 애니메이션 ‘은하철도 999’를 보면서 자란 세대들에게는 ‘기계 인간’이라는 단어가 낯설지 않을 것이다. 주인공 철이는 몸을 기계로 바꾸기 위해 은하철도에 탑승한다. 기계처럼 부속품을 갈아 끼우면서 영원한 삶을 누리기 위해서였다. 그런데 머나먼 미래, 아니 그저 공상 과학가의 상상력이라고만 생각했던 것들이 실제로 우리 눈 앞에 펼쳐지고 있다. 최근 주목받기 시작한 4D 프린팅 기술은 인간의 뼈를 형상화하기 시작했다. 4D 프린팅 기술은 뼈대에 붙은 신경조직과 골격근, 인대 등도 함께 변화시킨다. 이제 프린터로 자유자재로 변화하는 생명력을 구현하게 된 것이다. 4D 프린터 기술은 기존의 3D 프린팅보다 한층 발전된 기술로 생명과학, 나노과학, 항공우주산업 등과 융합돼 미래 SF 영화보다 더 영화 같고 애니메이션 만화보다 더 만화 같은 첨단기술을 선보일 전망이다. 3D 프린팅? 이제는 4D 프린팅의 시대! 3D 프린팅은 가히 혁명적인 기술이다. 3D 프린팅은 한 층씩 재료를 쌓아 올려 입체를 구현해내는 적층 가공 기술을 뜻한다. 이러한 3D 프린팅 기술을 이용해 최근 의수, 의족 등 신체의 일부와 인공 심장 등 인공장기를 만들고 있다. 3D 프린터(3D Printer)를 이용하면 옷을 사지 않아도 매일 새로운 옷으로 갈아입을 수도 있다. 3D 프린터는 종이에 잉크가 출력되듯 원단에 프린팅되어 나오기 때문이다. 3D 프린팅에서 한 단계 진보한 획기적인 프린팅 기술이 바로 4D 프린팅이다. 여기서 핵심은 ‘소재’에 있다. 4D 프린터(4D Printer)는 3D 프린터를 이용해 자가변형이 가능한 스마트 소재를 출력하는 프린터다. 기존의 3D 프린터는 3차원의 공간에서 원하는 형상을 제작한다. 반면 4D 프린터는 시간 개념이 더해진다. 즉 처음 만든 제작물이 시간의 흐름에 따라 온도, 습도, 진동 등에 따라 자극을 받으면 새로운 형태로 바뀐다는 개념이다. 이와 같이 획기적인 4D 프린팅 개념은…
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트렌드 2021.06.10

촉감을 원격으로 전달한다? 메타버스 시대의 몰입기술, ‘텔레햅틱’

3G 휴대폰이 처음 보급되던 시절, 화상 통화를 하다가 화면에 작별의 입맞춤을 하는 사람을 본 적이 있다. 통화를 하다가 갑자기 휴대폰 화면에 입을 갖다 대니 조금 놀랐다. 이렇게 사람은 실물이 아니더라도 어떻게든 연결되기를 원한다. 실제로 접촉하지 않으면 실감이 나지 않는 탓이다. 장난감 다큐멘터리 ‘토이: 우리가 사랑한 장난감들’에 나오는 수집가들이 하나같이 말하는 것도 그 촉각이다. 장난감은 영상과는 달리 직접 만질 수 있어서 좋다고. 요즘 같은 시대에도 여전히 종이책이 많이 팔리고, 자연으로 캠핑을 떠나며, 어떻게든 서로 만나고 싶어 하는 이유가 그렇다. 촉각은 가상과 현실을 구분하는 중요한 지표 중 하나다. 멀리 떨어져 있어도 느낄 수 있다! 텔레햅틱 기술 텔레햅틱(telehaptics)이란, 촉각을 원격으로 재현하는 기술을 말한다. 멀리 떨어져 있음을 뜻하는 텔레(Tele)와 만진다는 뜻을 가진 그리스어(haptesthai)에서 유래한 햅틱(Haptic)을 합친 말이다. 예를 들어 최근 ETRI에서 개발한 텔레햅틱 기술을 보면 최대 15m 떨어진 거리에서도 금속, 플라스틱, 고무 등의 재질을 손가락으로 느낄 수 있다.  특정 물체가 센서에 닿으면 거기서 물체에 대한 촉각 정보를 수집하고, 이를 블루투스 통신으로 전송해 촉감을 재현하는 기기로 재생한다. 소리를 녹음한 다음 데이터로 만들어서 전송해 멀리 떨어진 스피커로 소리를 들려주는 일과 비슷하다. 물론 물체 재질을 읽어내는 센서와 이를 재현하는 액추에이터, 실시간 데이터 제어·전송 등 여러 가지 기술이 필요하기에 말처럼 쉬운 일은 아니다. 일반적인 햅틱 기술과는 어떤 게 다를까? 스마트폰에서 진동을 느끼게 해주는 햅틱 기술이나, 노트북 트랙패드에서 쓰이는 포스 피드백 같은 단어는 한 번쯤 들어봤을…
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트렌드 2021.05.10

거품일까 미래일까? 대체 불가능한 암호화폐(NFT) 기술!

태초에 크립토키티가 있었다. 블록체인 기반으로 만들어진 고양이 수집 게임이다. 2017년 말에 만들어졌으니 이쪽 세계에선 시조새 정도에 해당한다고 봐도 좋다. 게임은 아주 간단하다. 시작할 때 고양이를 한 마리 산다. 다른 고양이와 교배시킨다. 거기서 새로운 고양이가 태어난다. 이렇게 수집한 고양이들을 사고판다. 게임 속 고양이는 서로 비슷해 보이지만 모두 다르다. 조금씩 서로 다른 특징을 가지고 있다. 귀한 고양이도 있고 못난 고양이도 있어서 서로 값도 다르다. 그렇게 교배와 판매를 반복해서 돈을 버는 시스템이다. 무슨 이런 단순한 게임이 다 있냐고 생각할 수 있지만 당시에는 꽤 인기를 끌었다. 암호 화폐가 아니라 제각기 고유한 아이템을 제작할 수 있는 블록체인 기술(ERC-721)에 기반해 만들어진 첫 번째 게임이었기 때문이다. 크립토키티는 블록체인 기반 디지털 자산을 만들어 사고팔 가능성을 보여줬다. 얼마나 인기가 있었을까? 한때 이용자 수는 6만 명에 달했고, 가장 비싼 고양이는 600이더리움에 팔렸다. 출시 초기엔 한 달에 8만 건이 거래되기도 했다. 그렇게 반짝 흥행에 성공했지만 인기는 금세 식었다. 게임이 간단한 만큼 수많은 아류작이 범람했고 사용자들의 관심도 멀어져갔다. ▲크립토키티(https://www.cryptokitties.co/) 사이트 페이지 NFT로 부활한 크립토키티 그렇게 잊힌 줄 알았는데 계속 크립토키티의 피를 이은 서비스가 태어났다. 서비스 종류가 많아지니 NFT(대체 불가능 토큰, Non Fungible Tokens)라는 기술명이 그대로 쓰인다. 하는 일이 늘어나서 그저 블록체인 XX이라고 하기 어려워진 탓이다. 특히 위변조하기 어려운 블록체인 특징을 이용해 디지털 자산의 소유권을 증명할 수 있는 보증서를 제공하는 사업이 커졌다. 얼마든지 복제 가능한 디지털 파일에 딱지(NFT)를 붙여 ‘딱지가 붙은 고유한 디지털 파일’을 만든다. 이 딱지가 붙은 파일이…
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트렌드 2021.03.17

로봇의 모습을 한 식물이 있다? 로봇의 변신에는 끝이 없다! ‘반려 식물 로봇’의 미래

신종 코로나바이러스 감염증-19(Covid-19) 사태가 해를 넘기면서 많은 사람들이  우울감을 호소하고 있다. 이른바 ‘코로나 블루’다. 이러한 우울감을 극복하기 위한 방법 중 하나로 관심을 받았던 것이 펫 플랜트(pet plant, 반려식물)이다. 식물 하나가 사람의 외로움을 달래 준다니 언뜻 이해가 안 될 수도 있다. 하지만 녹색 생명체가 주는 안정감은 상상 그 이상이다. 반려동물처럼 즉각적인 반응을 보이는 건 아니지만 식물 또한 주인이 어떻게 대하는가에 따라 시들기도 하고 병이 나기도 하고 활짝 꽃을 피우기도 하는 등 다양한 생체반응을 주면서 집 안에 활기를 준다. 애교 부리는 로봇 식물? 식물과 로봇이 결합되다 ▲ 식물의 광합성 신호를 해석해 움직이도록 만든 ‘HEXA’ 로봇 (출처: VINCROSS) 이러한 반려식물이 로봇과 합쳐지면 어떨까? 최근 반려 식물은 로봇과 결합된 모습으로 등장했다. 중국 로봇 벤처기업 빈크로스(VINCROSS)가 개발한 로봇 헥사(HEXA)는 식물의 생체 전기화학적 신호를 감지해 움직일 수 있도록 개발됐다. 식물을 모자처럼 쓰고 있는 이 로봇의 모습은 흡사 거미와 닮았다. 앉았다 일어났다 자유롭게 관절을 움직이는 헥사 로봇은 식물의 신호를 받아들여 광합성이 필요하면 스스로 햇빛이 잘 드는 곳으로 움직일 수 있다. ▲ HEXA 오리지널 로봇의 모습과 기능 (출처: VINCROSS 유튜브 채널) 컴퓨터 운영 체제 중 하나인 리눅스 기반의 오픈 소스 운영체계 소스로 만들어진 헥사 로봇은 평탄한 지면 외에도 바위나 계단도 능숙하게 오를 수 있다. 로봇의 몸체에 광센서와 적외선 송신기, 거리 측정 센서, 카메라를 부착한 덕분이다. 이뿐만이 아니다. 이 로봇은 주인의 공감을 얻기 위한 다양한 반응을 보여주는…
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트렌드 2021.03.03

상상이 현실이 되다! 가상과 현실이 만나는 곳, 메타버스(Metaverse)

예전 서울 신촌에 있는 독수리 다방에서는 온라인 동호회 오프라인 모임이 자주 열렸다. 그곳에 나가 친구를 기다리다 보면, 옆자리에서 재미있는 이야기가 들려올 때가 많았다. 특히 리니지나 월드 오브 워크래프트 같은 온라인 MMORPG 게임 사용자들이 나누는 대화가 기억에 남는다. 그 사람들은 게임 속에서 겪은 일을 마치 현실에서 일어난 일처럼 얘기하고 있었다. 지금 이런 이야기를 하면, 그게 왜 신기해? 하고 볼 사람이 많다. 게임이나 인터넷에서 겪은 건 진짜 경험이 아니라고 말하던 시대는 이제 지났다. 메타버스의 등장 인터넷 공간에서 아바타 모습으로 사람을 만나는 건 이제 익숙하다. 음성 채팅까지 나누면 실감은 배가 된다. 예전에 피시방에서 친구들과 함께 게임을 할 때나 느낄 수 있었던 기분을, 이젠 내 방에 앉아서 느낀다. 가상과 현실이 다르지 않다면, 아예 가상에서 살 수도 있지 않을까? 이런 상상을 대놓고 펼친 SF 소설이 닐 스티븐슨이 쓴 ‘스노 크래시(1992)’다. 모든 권력이 민영화된 세상에서, 시민들은 진짜 같은 경험을 할 수 있는 가상 현실 공간 ‘메타버스’를 ‘아바타’ 모습으로 이용한다. 영화 ‘레디 플레이어 원’에서 보는 것처럼 이제는 흔한 소재가 되었지만, 1992년에 이런 생각을 한 사람은 별로 없었다. 나오자마자 많은 개발자에게 영감을 줬고, 이 아이디어를 바탕으로 만들어진 게임이 연이어 나오게 된다. 2003년 출시된 세컨드 라이프는 대놓고 스노 크래시에서 영향을 받아 만들었다고 말하는 서비스다. 린든 랩에서 제작한 3D 소셜 네트워크 서비스로, 이용자는 이 안에서 친구를 사귀고 연애를 하고 사업을 할 수 있다. 또한 린든 달러라는 가상 화폐가 있어서, 가상 아이템을…
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트렌드 2021.01.11

글로벌 IT리서치그룹 가트너가 주목하는 2021년 IT 트렌드를 이끌 키워드는?

정보통신 전략 기술에 대한 예측은 다른 기술 분야 예측과 조금 다르다. 1~2년 정도 짧은 기간에 대한 예측은 매우 정확하지만, 10년 단위로 넘어가면 크게 틀리는 경우도 많다. 기술 발전 속도가 매우 빠른데다, 새로운 기기나 기술이 갑자기 유행하면서 흐름 자체를 바꾸는 경우가 많은 탓이다. 2020년은 조금 특이한 경우다. 코로나19로 인해 단기 예측조차 맞지 않을 것이라 봤는데, 돌아보면 거의 들어맞았고, 예측보다 더 빠르게 변화가 진행됐다. 세계적인 IT 리서치 그룹 가트너가 내놓는 기술 트렌드 보고서는 향후 3~5년 안에 중요하게 떠오를 기술 트렌드를 다룬다. 짧지도 길지도 않은 기간을 고려하기에, 기술 개발이 어느 방향으로 흐르고 있는지 파악하기 좋다. 2020년 10월 가트너가 내놓은 ‘2021년 중요 전략 기술 동향’은 2020년 코로나19로 인해 바뀐 흐름을 반영한 보고서다. 앞으로 5년, 가트너가 중요하다고 생각하는 IT 기술은 어떤 기술일까? 먼저 2021년 기술 전략 보고서는 주요 기술 9개를 3가지 주제에 3개씩 나눠 묶었다. 3가지 주제는 사람 중심적(People centricity), 위치 독립(Location independence), 회복 탄력성(Resilient delivery)이다. 서로 다른 주제라기보다, 같은 내용을 다른 관점에서 바라봤다고 보는 게 좋겠다. 예년과 다르게 특정 기술을 지칭하기보다 기술이 이렇게 쓰일 거라고 가리키는 내용이 많다. 개별 기술로 현재 트렌드를 설명하기 어렵다는 말이다. 사람 중심적(People centricity) IT 전략 기술  ‘사람 중심적’ 주제에…
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트렌드 2020.12.16

저화질 해상도를 고화질로 구현하는 매직이 있다? ‘업스케일링 기술’의 세계

세상 최고의 화질은 누가 뭐래도 ‘제 눈앞’이다. 아무리 초고화질 영상, 사진이라고 해 봤자 나 자신의 눈으로 보는 것보다 실감나는 건 없다. 그러나 눈앞의 장면은 휘발성이 있다. 기억으로 저장될 뿐, 인간의 눈으로 보는 것 그대로를 시공간을 넘어 다른 사람에게 보여주는 건 불가능하다. 하지만 불가능은 언제나 인간에게 정복이라는 욕구를 불러일으키기도 한다. 이러한 욕구는 더 선명하고, 더 크고, 더 실감나는 사진, 더 생생한 영상을 보여주는 고화질 해상도 기술을 진화시키는 데에도 큰 역할을 했다. 고화질 해상도란 무엇인가? 해상도(resolution)란 디지털 화면을 구성하는 각각의 면 안에 얼마나 많은 수의 픽셀(pixel)을 담았는지를 나타낸다. 여기서 픽셀은 디지털 이미지를 이루는 가장 작은 원소다. 따라서 해상도가 높을 수록 픽셀의 수가 늘어나기 때문에, 화면 크기가 같다고 하더라도 픽셀의 밀도가 높아져 화질이 좋아지는 효과가 나타난다. ▲ 디스플레이 해상도와 픽셀 수 오늘날 TV의 진화는 해상도의 발전과 굴레를 같이 한다. 화면 하나에 담는 픽셀 수는 SD(720×480)에서 HD(1280×720)로 발전했다. HD는 FHD(1920×1080)로, 다시 4K UHD(3840×2160)와 8K UHD(7680×4320)로 진화하고 있다. 정해진 공간 안에 픽셀의 수가 늘어난다는 건 그만큼 더 세밀하게 표현할 수 있게 된다는 뜻이다. 같은 화면 크기라도 픽셀 수가 더 많아진다면 더 선명해진다. 즉, 고화질 해상도란 더 풍부한 디테일을 담을 수 있다는 것이다. 해상도는 하드웨어에서만 쓰이지 않는다. 화면에 담기는 디지털로 이뤄진 모든 콘텐츠가 해상도를 갖는다. 콘텐츠와 하드웨어가 동일한 픽셀의 밀도를 가졌다면 각각의 해상도가 1:1 매칭이 되므로 최선의 화면을 보여준다. 그러나 콘텐츠와 하드웨어의 해상도가 다르면 문제다. 만약 콘텐츠의 해상도는…
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트렌드 2020.12.14

인간의 뇌 구조를 모방한 반도체칩! 차세대 컴퓨팅, ‘AI 뉴로모픽 칩’

지난 2010년에 개봉하여 공전의 히트를 기록한 공상과학 영화 ‘인셉션(Inception)’에는 다른 사람꿈에 침투하여 그 사람의 기억을 조작하고, 생각마저 바꿔버리는 기상천외한 기술이 등장한다. 바로 ‘메모리 임플란트(memory implant)’라는 기술이다. 주인공은 이 기술을 활용하여 포섭해야 할 사람 두뇌에 자신의 생각을 주입하거나, 그 사람의 생각을 추출하여 해독하는 임무를 수행한다. 그야말로 공상과학 영화에서나 등장할 법한 불가능한 기술이라고 생각하겠지만, 의외로 전문가들은 멀지 않은 미래에 실현될 기술 중 하나로 메모리 임플란트를 꼽고 있다. 문제는 메모리 임플란트 기술을 개발하는 것보다 이를 활용하는 것이 더 어렵다는 점이다. 반도체칩을 기반으로 하는 현재의 컴퓨팅 구조로는 메모리 임플란트처럼 엄청난 정보를 처리해야 하는 기술을 실현하기에는 한계가 따른다는 것이 전문가들의 지적이다. 현재의 컴퓨팅 구조로는 미래의 전력 공급이 불가능하다? 과거 이세돌 9단을 이기며 전 세계의 주목을 받았던 인공지능(AI) 시스템인 알파고(AlphaGo)를 떠올려 보자. 당시 300여 대의 기업용 서버를 결합하여 제작된 알파고는 1,000개가 넘는 중앙처리장치(CPU)와 200개에 가까운 그래픽처리장치, 그리고 100만 개가 넘는 메모리 반도체로 이루어져 있었다. 바둑에서 나올 수 있는 수많은 경우의 수를 계산하거나 다음 수를 계산하기 위해 이처럼 엄청난 규모의 부품들이 필요하다는 것이다. 전문가들이 메모리 임플란트 기술의 상용화 가능성을 일축했던 것은 바로 이런 이유 때문이다. 기껏 바둑 한 판을 두는데도 집채만 한 규모의 장비들이 필요한데, 하물며 꿈속에 등장하는 방대한 기억들을 처리하려면 얼마나 많은 컴퓨터와 부품들이 갖춰져야 하는 것인가를 지적한 것이다. 이뿐만이 아니다. 부품이나 장비의 숫자도 문제이지만, 이들이 정상적으로 작동될 수 있도록…
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