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뇌에서 시작하는 미래 혁신, 뇌-컴퓨터 인터페이스

뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-Computer Interface, BCI)는 뇌 신호를 해석해 컴퓨터나 다른 기기와 상호작용을 할 수 있게 하는 기술이다. 뇌 신호를 수집하고 해석해 다양한 애플리케이션에 적용하는 장치 및 소프트웨어를 모두 일컫는다. 다음과 같은 단계로 구성된다 [1] (그림 1). 뇌 신호는 비침습적 또는 침습적 방법을 통해 측정할 수 있으며, 필터링, 노이즈 제거, 특징 추출 등의 신호 처리 과정을 거친다. 이후 인공지능(AI) 알고리즘이 이 데이터를 분석해 사용자의 의도를 해석하고 예측하며, 최종적으로 해석된 사용자 의도가 컴퓨터나 외부 기기로 전달돼 로봇 팔 제어, 커서 이동, 텍스트 입력 등의 작업을 수행한다.  뇌 신호를 측정하는 두 가지 방식인간의 뇌는 단단한 두개골 내부에 있는데, 우리는 어떻게 뇌의 전기적 활동을 측정할 수 있을까. 뇌 신호를 측정하는 방식에는 크게 두 가지 방식이 있다 [2] (그림 2). 침습적 방식은 수술적 과정을...
산업/기술/IT · 건강/보건
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기후와 지역 동시에 살리는 ‘탄소중립 마을’

에디터 노트 오늘은 탄소중립에 대한 색다른 실천 방안을 소개합니다. 유역과 기초지자체 단위로 '탄소중립 마을'을 지정하고 다양한 인센티브제도를 제공해 흡수원(산림)을 관리하는 방법입니다. 지역도 살리고 탄소중립도 앞당길 수 있지요. 국가나 기초지자체 등 거시적 관점에서 바라보던 탄소중립을, 마을이라는 지리적 단위로 바꿔서 바라보니 새로운 해결책이 보입니다. 이우균 고려대 오정리질리언스연구원장 겸 지속발전연구소장·환경생태공학과 교수가 설명합니다. 우리 인류에게 많은 편익을 가져다주는 2·3차 산업은 온실가스 배출원이다. 하지만 식생이 있는 토지는 온실가스 흡수원(sink)이다. 국제사회에서는 산림지(forest land), 농경지(cropland), 초지(grassland), 습지(wetlands), 정주지(settlements), 기타 토지(other land) 등을 온실가스 흡수원으로 보고, 이들을 ‘토지이용, 토지이용변화 및 임업(LULUCF: Land Use, Lan...
산업/기술/IT · 지역사회 · 기후/환경
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항생제로부터 장내미생물 지키려면

병원에 다녀오면 거의 항상 항생제 처방을 받는다. 간단한 수술이라도 한 경우는 물론이고, 피부과에서 여드름을 치료할 때, 내과에서 감기로 목이 붓거나 폐렴기가 있다는 진단을 받았을 때, 치과에 가서 잇몸치료나 발치를 했을 때, 요로감염 등 세균성 감염병을 치료할 때 항상 항생제를 처방받는다. 병원에서는 3~7일 항생제를 복용하라고 권한다. 그런데 의외로 다양한 항생제를 복용하고 복통, 배탈이나 설사를 경험하는 경우가 많다. 항생제에도 부작용, 특히 장내미생물에 미치는 영향이 있기 때문이다.  인류를 구한 항생제와 내성균의 반격우리의 몸에는 많은 미생물이 공존하고 있다. 하지만 몸 모든 곳에 미생물이 있는 것은 아니다. 입에서 항문에 이르는 소화기와, 코에서 폐에 이르는 호흡기, 외부에 노출된 피부 등에는 미생물이 살고 있지만, 그 이외의 모든 혈액과 장기는 무균 상태를 유지하고 있다. 그러나 다치거나 수술 등으로 상처가 나면 무균 상태가 무너지면서 균이 생체 내로 침투해 쉽...
건강/보건 · 우주/생명
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인간과 AI의 조화로운 상호작용을 향해

에디터 노트 인공지능(AI)에 대한 이야기가 넘칩니다. 나날이 뛰어난 모습을 보이는 AI의 기능에 놀라기도 하고, 이런 AI가 불러올 어지러운 미래를 걱정하기도 합니다. AI 개발자에게 여러 당부를 하기도 합니다. 그런데 한 가지 잊기 쉬운 게 있습니다. AI에게도 사용자가 있다는 사실입니다. 사용자를 고려하지 않는다면, AI 개발 과정에서 아무리 성능과 윤리성에 신경 써도 결과적으로 편향을 피하기 어렵습니다. 그렇다면 무엇을, 어떻게 고려해야 할까요. 사용자와 소통하는 AI, 인터랙티브 AI에 대해 김주호 KAIST 교수가 진단합니다.  생성형 인공지능(AI)과 대규모 언어 모델(LLMs)의 등장으로 AI는 일상생활의 여러 영역에 깊숙이 파고들고 있다. 그러나 이런 기술적 진보에도 불구하고, AI가 전기, 자동차, PC, 인터넷, 모바일 같이 전 분야에 걸쳐 사회·경제적 파급 효과를 내는 진정한 범용기술로 자리 잡기 위해서는 아직 넘어야 할 산이 많다 [1]. 현재 AI...
산업/기술/IT · 국제정치/국제사회 · 노동/인권/사회
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인공지능, 물리학으로 돌파구 열고 화학 난제 길 열다

에디터 노트 2024년 노벨상은 여러 모로 화제였습니다. 소설가 한강이 수상한 문학상이 국내에선 가장 큰 이목을 끌었지만, 세계적으로는 물리와 화학상을 휩쓴 인공지능(AI)이 많은 화제를 낳았죠. 물리학상의 경우 인공신경망과 딥러닝의 원리를 물리학 분야에서 찾은 컴퓨터과학자가, 화학상도 단백질 해석 인공지능을 개발한 전문가가 수상자에 포함되면서 이 또한 화제가 됐습니다. 그런데 정작, 이들이 수상한 업적을 물리학, 화학적으로 자세히 알기는 어렵습니다. 그래서 최고 전문가들의 해설을 준비했습니다. AI 및 AI 반도체 전문가 최기영 전 서울대 교수(전 과학기술정보통신부 장관)와 AI 및 생명정보학 정문가 백은옥 한양대 교수가 과학적, 기술적 의미를 자세히 설명합니다. 올해 노벨 물리학상과 화학상은 인공지능(AI) 구현과 AI를 이용한 단백질 연구 분야에 각각 돌아갔다. 물리학상은 인공신경망을 이용한 기계학습의 기반이 되는 발견과 발명을 한 공로로 존 홉필드 미국 프린스턴대 ...
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우주쓰레기의 습격, 우주위험경계경보

에디터 노트 미국의 민간 우주기업 스페이스엑스(X)의 대형 발사체 스타십이 최근 발사에 사용한 부스터를 지상에 귀환하는 실험에 성공했습니다. 미국항공우주국과 민간우주기업의 협업으로 달에 다시 사람을 보내기 위한 프로젝트도 진행되고 있죠. 여러 국가가 지구 밖에 위성을 쏘아올리고 있습니다. 통신과 관측을 책임질 차세대 군집위성도 나날이 늘고 있습니다. 그런데, 이 모든 우주 활동이 반드시 남기는 것이 있습니다. 바로 우주쓰레기입니다. 우주쓰레기는 우주 개발에도 위협이지만, 궤도의 다른 우주물체에 위협을 가하고 지상에 낙하할 경우 인류에게도 영향을 줄 수 있어 주의가 필요합니다. 그렇다면 이런 위협에 어떻게 대처해야 할까요. 우주감시를 통해 적절한 대책을 상시 마련할 필요성을, 우주감시 전문가 최은정 한국천문연구원 우주위험연구실장이 제시합니다. ⚠️ 안전안내문자 [과기정통부] 12:20~13:20 사이 한반도 인근에 미국 인공위성의 일부 잔해물이 추락할 가능성이 있습니다....
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세계 최초 나노급 편대비행 성공한 우리의 큐브위성

산업/기술/IT · 우주/생명
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스마트팜이 지속가능한 미래농업이 되려면

프랑스 작가 프랑수아 르네 드 샤토브리앙은 “문명 앞에 숲이 있고 문명 뒤에 사막이 남는다”는 말을 남겼다. 인간 문명이 발전하면서 자연을 파괴하는 과정을 상징적으로 묘사한 문장이다. 실제로, 인간의 역사 속에서 자연은 항상 문명화에 희생됐다. 메소포타미아, 이집트, 인더스, 황화 같은 고대 문명 지역이 그 증거다. 이들 지역 상당수는 오늘날 사막화됐다. 현대에 발생한 체르노빌과 후쿠시마 원자력발전소 사고 역시 환경 파괴의 극단적인 예로, 대규모 생태계 파괴와 오염을 초래했다. 하지만 아이러니한 일도 있다. 인간에 의해 파괴됐음에도, 다시 인간의 손이 닿지 않게 되자 자연이 스스로 복원되는 경이로운 현상도 발견된 것이다. 체르노빌의 출입 통제 구역과 한반도의 비무장지대(DMZ)에 멸종 위기 동물이 서식하는 사례가 대표적이다. 인간이 없는 자연이 얼마나 빠르게 회복될 수 있는지를 보여준다. 다만 조건이 있다. 인간이 개입하면 안 된다는 것이다. 자연의 자정 능력은 매우 강력하...
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창의적인 사람은 왜 단순하게 살까

에디터 노트 스티브 잡스가 매일 똑같은 옷을 입고 다니는 이유, 한국 최초로 필즈상을 수상한 수학자 허준이 미국 프린스턴대 교수가 늘 같은 곳에서 식사하며 단순한 생활 패턴을 유지하는 이유, 궁금하시죠. 생존에 필요한 여러 일을 효율적으로 습관화시켜 집중력을 낭비하지 않고, 인지 자원을 더 중요한 일에 쓰기 위해서인데요. 이게 뇌과학을 통해서도 설명됩니다. 그리고, 막연하게 생각했던 것보다 훨씬 중요합니다. 창의적이 되려면 뇌의 습관회로를 잘 활용해야 한다는 역설적 사실, 뇌인지과학자 김형 서울대 생명과학부 교수가 설명합니다.  사과를 좋아하는 똘이는 ‘어떻게’ 배를 골랐을까?똘이는 사과를 너무 좋아했지만, 오늘 마트에 진열된 사과는 기운 없이 축 늘어진 깻잎 같았다. 대신 옆에 있는 배는 단단한 황금빛으로 영롱하게 놓여 있었다. 똘이는 오늘 사과가 아닌 배를 먹기로 마음을 바꿨다. 대체 똘이는 마트에 들어가자마자 어떻게 사과를 보았고, 어떻게 좋아하는 사과 대신 배를 ...
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오로라를 조심하세요!

2024년 5월 12일 새벽, 강원도 화천에서 오로라 사진을 찍었다는 소식이 들려왔다. 오로라는 캐나다나 아이슬란드, 미국에서나 볼 수 있을 줄 알았는데, 21년 만에 국내에서 찍혔다니 믿기 어려웠다. 실은 그 이틀 전, 우주환경 연구자들을 긴장하게 하는 소식이 있었다. 지구가 15개는 들어갈 만한 거대한 흑점에서 태양 폭발이 연속적으로 일어났다. 태양에서 나온 고에너지 입자가 지구로 들어와 대규모 오로라를 일으켰다. 미국 남부를 넘어 멕시코까지 오로라 목격담이 이어졌다. 한국천문연구원이 운영 중인 우주물체 전자광학 감시네트워크(OWL-Net) 관측소가 있는 미국 애리조나와 몽골에서도 오로라가 찍혔다. 그래서 ‘혹시 국내에서도 오로라를 볼 수도 있지 않을까’라는 생각에 뉴스를 기다리던 차였다 (그림 1). 하지만 이 아름다운 현상이 일어남과 동시에, 과학기술정보통신부는 우주전파재난 위기 경보 ‘주의’ 단계를 발령하고 항공·항법, 전력, 해양 등에서 발생할 수 있는 피해를 ...
우주/생명