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식량 문제 해결, 생명공학이 답이다

에디터 노트 20세기 이후 전 세계 인구가 급증하면서 새롭게 등장한 문제가 여럿 있습니다. 식량 부족 문제도 포함됩니다. 농업 정책과 함께 식량 생산량을 늘리기 위한 생명공학 기술이 주목 받습니다. 사람이 먹고 자연에서 키우는 대상이기 때문에 때로는 우려 섞인 비판을 듣기도 하는데요. 하지만 실제로는 위험이 과장됐으며, 미래 식량 문제 해결을 위해서는 반드시 기술의 도움을 받아야 한다는 반론도 많습니다. 생명공학이 농업을 어떻게 바꾸고 있는지, 안전성 논쟁은 어떻게 펼쳐지고 있는지 이상열 경상국립대 응용생명과학부 연구석좌교수가 정리했습니다.  세계농업기구(FAO), 국제농업개발기금(IFAD), 유니세프(UNICEF), 세계식량계획(WFP), 세계보건기구(WHO)가 공동 발간하고 있는 ‘세계 식량 안보 및 영양 현황(The State of Food Security and Nutrition in the World, SOFI)’ 보고서에 따르면, 기후 위기와 신종 코로나바이러스 ...
지역사회 · 기후/환경 · 건강/보건
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위성에서 환경 관측 선도하는 한국, 다음은 ‘독자 탑재체 개발’이다

에디터 노트 날씨나 미세먼지 등 환경, 재난 정보를 알고 싶을 때, 방송을 보거나 휴대전화 애플리케이션을 이용하곤 하죠. 그런데 이런 정보 상당수는 위성을 통해 우주에서 얻습니다. 지구를 하루에도 몇 번씩 돌며 수시로 '사진'을 찍어 정보를 얻는 지구 저궤도 위성의 활약도 대단하지만, 더 먼 곳에서 지구와 같은 속도로 돌면서 특정 지역을 자세히, 동영상처럼 관찰하는 정지궤도 위성이 큰 도움이 됩니다. 그런데, 이 같은 환경 및 기상 정지궤도 위성 분야에서 한국은 중요한 선도국입니다. 김준 연세대 대기과학과 교수의 설명으로 알아봅니다. 지구정지궤도는 위성의 지구 중력과 원심력이 균형을 이루는 궤도로, 적도 상공 3만 6000 km에서 지구와 같은 속도로 자전한다. 지상에 있는 관찰자에게는 항상 하늘 한 지점에 떠있는 것처럼 보인다. 덕분에 정지궤도 위성은 시공간을 연속적으로 관측할 수 있다. 수백 km의 고도에서 약 1시간 40분 주기로 비행하는 지구 저궤도 위성이 지상 한...
산업/기술/IT · 우주/생명 · 건강/보건
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채소로 만든 초밥에서 진짜 초밥 맛이 나는 이유

에디터 노트 인기 있는 경연 프로그램인 넷플릭스 '흑백 요리사'에서 인상적인 요리가 있었습니다. 흑수저 요리사 '셀럽의 셰프'가 만든 베지터블 사시미(채소 생선회)였어요. 훈제 비트와 아보카도, 표고버섯 등 채소를 굽고 튀긴 뒤 회 모양으로 접시에 올렸는데, 심사위원이 깜짝 놀랐죠. 발상도 기발하지만, 실제로 회를 먹는 느낌이 난다고 극찬했습니다. 어떻게 이런 요리가 가능했을까요. 회를 닮은 음식을 눈으로 보면서 맛볼 때 미각이 일으킨 착각 때문입니다. 서로 다른 감각을 동시다발적으로 접할 때 우리 뇌는 이를 통합, 처리하는 과정을 거칩니다. 이 과정에서 보다 풍성하고 예측 못한 다양한 경험이 발생하죠. 뇌에서 일어나는 신비로운 다중 감각 통합 현상을, 이승희 KAIST 교수가 상세히 설명합니다.  (사례1) 요리 경연 프로그램에서 심사위원이 초밥처럼 생긴 채소 요리를 입에 넣었다. 한입 먹자마자 눈이 커진다. “진짜 초밥 맛이 나네요!” 보는 것이 맛을 지배하는 것일까...
건강/보건 · 우주/생명
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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...
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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...
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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...
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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...
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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

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