가상현실(VR)은 컴퓨터를 이용해 실제와 비슷한 가공의 현실을 만들어 내는 기술이다. 국방, 교육, 엔터테인먼트 등 다양한 분야에서 활용 가능성이 높아 인공지능과 함께 산업계에서 주목하고 있는 분야다. 특히 고소공포증, 거미공포증, 광장공포증 같은 불안장애나 수술 공포감을 줄이거나 물리적 재활치료에 효과적이라는 사실이 알려지면서 의료현장에서는 벌써 다양하게 이용되고 있다. 미국 캘리포니아주 의학부 산하 시더스시나이병원 정형외과, 정신의학과, 입원환자연구부 공동연구팀은 병원에 입원한 환자들이 겪는 심각한 통증을 VR 기술로 완화시킬 수 있다는 것을 확인하고 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 15일자에 발표했다. 연구팀은 로스앤젤레스 시더스시나이병원에 입원한 환자를 대상으로 지난 24시간 동안 느낀 통증을 10점 기준으로 자기평가하도록 했다. 연구팀은 3점 이상의 통증을 느꼈다고 답한 환자 중 120명을 무작위로 선발했다. 이들을 두 그룹으로 나눠 61명에게는 VR 장치인 오큘러스 헤드셋을 이틀 동안 세 번, 한 번에 10분씩 사용하도록 했다. 연구팀은 이들에게는 자연환경에서 휴식, 애니메이션 게임 같은 21가지 몰입형 VR 중 몇 가지를

영화 ‘터미네이터’에는 인간을 뛰어넘는 파괴적인 인공지능(AI) 스카이넷이 나온다. 영화적 상상력이기는 하지만 터미네이터 때문에 인공지능에 대한 사람들의 거부감은 쉽게 사라지지 않고 있다. 이런 가운데 인간을 뛰어넘을 수 있는 강(强)인공지능의 시작을 알리는 기술이 개발됐다. 중국 칭화대, 중국 AI기업 링시테크놀로지, 베이징사범대, 싱가포르 국립기술디자인대(SUTD), 미국 캘리포니아 샌타바버라대 공동연구팀은 신경과학 기술과 컴퓨터 과학 기술을 결합시킨 하이브리드 AI칩을 개발하고 그 결과를 1일자 ‘네이처’에 발표했다. AI 개발은 사람의 뇌를 모방하려는 신경과학적 접근법과 컴퓨터 기계학습 알고리즘을 수행하는 컴퓨터과학적 접근법에 따라 이뤄진다. 이번에 개발된 하이브리드 AI칩이 장착된 자율주행 자전거는 사람의 음성명령과 자전거에 타고 있는 사람의 미세한 움직임, 카메라와 각종 센서로 인식되는 외부환경을 종합적으로 판단해 장애물을 피하거나 돌발상황에 대처하는 한편 사람을 천천히 따라가는 데 성공했다. 연구팀은 이번 하이브리드 AI칩 개발로 흔히 강인공지능으로 불리는 ‘범용인공지능’(AGI) 개발에 한발 더 다가서게 됐다고 판단하고 있다. 현재 AI 기술

맷 데이먼 주연의 SF 영화 ‘마션’(2015)은 화성에 홀로 남겨진 우주인이 살아남기 위해 고군분투하는 모습을 그리고 있다. 식물학자이면서 기계공학자인 주인공이 구조를 기다리는 동안 먹을거리로 탄수화물이 풍부한 감자를 재배하는 장면이 나온다. 앞으로 화성을 여행하거나 탐사하는 사람이라면 적포도주도 챙겨 가야 한다는 재미있는 연구결과가 나왔다. 미국 하버드대 의대 신경과학과 연구진은 적포도주를 비롯해 베리류 식물에 많이 포함된 항산화물질인 레스베라트롤이 우주인의 근육량과 뼈의 밀도를 유지하는 데 도움을 줄 수 있다는 연구결과를 의학분야 국제학술지 ‘생리학의 최전선’ 18일자에 발표했다. SF 소재로 자주 등장하는 화성은 지구와 가장 가까운 행성으로 생명의 존재 가능성도 높아 지구의 첫 번째 식민행성으로 꼽히고 있다. 지구에서 화성까지는 편도로 9개월 정도가 걸리며 화성 중력은 지구의 약 38%에 불과하기 때문에 우주인이 아무리 열심히 운동을 한다고 하더라도 근육과 뼈가 약해질 수밖에 없다. 이 때문에 우주인의 근골격계 건강을 그대로 유지할 수 있도록 하는 것이 우주탐사에 있어서 무엇보다 중요하다. 연구팀은 포도, 라즈베리, 크렌베리, 블루베리와 같은 베리류

전파망원경을 비롯해 각종 장비로 깜깜한 우주에서 별(항성)을 찾는 천문학자, 과학기술이 발전하고 있지만 여전히 정복되지 못한 몸속 ‘암세포’를 찾는 의사. 언뜻 생각하기에 천문학자와 의사 둘 사이에는 아무런 공통점이 없어 보인다. 그런데 천문학에서 별을 찾는 방법을 이용해 몸속 작은 암세포를 찾는 기술이 공개됐다. 영국 엑서터대 수학과, 생명과학과, 의대 공동연구팀은 항성과 행성의 형성을 연구하기 위해 만들어진 컴퓨터 코드를 활용해 몸속에서 막 생겨나기 시작한 아주 작은 암세포까지 찾아낼 수 있다고 4일 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난달 30일부터 4일까지 영국 랭커스터대에서 열린 영국왕립천문학회 연례학술회의(NAM 2019)에서 발표됐다. 먼 우주에 존재하는 별이나 행성을 찾아내기 위해 천문학에서 가장 중요한 것은 빛을 검출하고 분석하는 것이다. 연구팀은 컴퓨터단층촬영(CT)이나 자기공명영상(MRI) 같은 영상에서도 암 조직은 빛을 낸다는 데 착안했다. 연구팀은 별과 행성을 찾는 데 활용되는 컴퓨터 코드를 몸속에서 미세하게 빛을 내는 ‘작은 우주’ 암조직을 빠르게 찾아낼 수 있도록 바꿨다. 연구팀은 유방암과 피부암 분야에 이번 기술을 우선 적용키로 하고

자기 생각을 입 밖으로 꺼내기도 전에 상대가 의도를 알아차리면 사람들은 “우리는 마음이 잘 통하는 친구”라든가 “텔레파시가 통했다”라는 말을 한다. 그런데 과학자들이 실제로 서로 다른 개체들 간 뇌파가 통하고 일치하는 ‘동기화’ 현상이 나타날 수 있다는 사실을 밝혀 내 화제다. 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 신경생물학과, 생화학과, UCLA의대 공동연구팀과 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 생명공학과, 헬렌 힐스 신경과학연구소 공동연구팀은 각각 생쥐와 이집트과일박쥐를 이용해 두 마리가 상호작용을 할 때 뇌의 신경 활동이 일치된다는 사실을 밝혀냈다. 이들의 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀’ 20일자에 실렸다. 우선 UC버클리 연구팀은 이집트과일박쥐 18마리를 야생에서 잡아온 뒤 우리에 가둬 12시간 간격의 밤낮 생체시계를 일치시켰다. 그다음 연구팀은 짝짓기나 싸움, 먹이나눔 같은 모든 활동을 관찰하면서 무선 전기생리학 측정장치를 이용해 박쥐 뇌에서 발생하는 뇌파를 전부 기록했다. 그 결과 박쥐들은 두 마리가 같은 우리에 있을 때 수 분에서 수 시간까지 고주파 영역의 뇌파가 일치되는 것이 관찰됐다. UCLA 연구팀은 생후 8~10주 된

‘클알못’(클래식 음악을 잘 알지 못하는 사람)이라도 ‘천재’ 아마데우스 모차르트와 악성(樂聖) 루트비히 판 베토벤의 이름과 곡 하나 정도는 알고 있을 것이다. 서양 고전음악을 연구하는 음악학자들은 다양한 방법으로 이들의 음악적 구조와 작곡 스타일 등을 분석한다. 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 디지털인문학연구소 디지털인지음악학실험실 연구팀은 베토벤이 작곡한 현악4중주 16곡을 디지털화한 다음 분해해 통계적 방법으로 베토벤의 작곡 스타일과 무엇이 베토벤의 음악답게 만드는지를 처음으로 분석해 내는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 7일자에 실렸다. 현악4중주는 2대의 바이올린과 비올라, 첼로가 함께 연주하는 음악으로 18세기부터 서양 고전음악의 실내악에서는 매우 중요한 양식이다. 특히 전통적 현악4중주는 교향곡처럼 규모가 큰 4악장 형식을 갖추고 있어서 연구팀은 작곡가의 스타일을 분석하기 유용하다고 판단했다. 게다가 베토벤도 1799년부터 죽기 직전인 1826년까지 현악4중주 작곡에 매달려 있었다. 연구팀은 8시간에 달하는 현악4중주 연주와 음악 이론가들이 만든 수십만개의 주석(annotation)을 디

2002년 사스(중증급성호흡기증후군), 2015년 메르스(중동호흡기증후군), 2016년 태아의 소두증을 유발시키는 지카바이러스 등은 전 세계를 공포에 떨게 만든 신종 감염병들이다. 최근에는 이런 새로운 감염병 이외에 이미 예방백신이 나와 충분히 차단할 수 있는 홍역 같은 전염병까지 확산 추세를 보이고 있다. 이런 전염병이 판데믹(대유행)으로 번지는 것을 막기 위해서는 질병의 확산 길목을 차단하는 것이 최선의 방법이다. 미국 조지아대 생태학부, 미시간대 기계공학과, 펜실베이니아주립대 감염병역학센터, 노스캐롤라이나 A&T주립대 수학과 공동연구팀은 전염병이 발생했을 때 어떤 방향으로, 그리고 얼마나 빠른 속도로 확산해 나갈 것인지를 예측할 수 있는 수학적 방법을 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 전산생물학’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 물리학과 화학에서 사용하는 ‘상(相)변화’라는 개념을 전염병 확산 상태 변화에 적용해 병원균의 진화 속도, 감염자의 접촉 빈도, 개인이나 집단의 예방접종 여부 등을 변수로 한 ‘전염병 확산 예측 방정식’을 만들어 냈다. 연구팀은 이번에 개발한 방정식을

2002년 사스(중증급성호흡기증후군), 2015년 메르스(중동호흡기증후군), 2016년 태아의 소두증을 유발시키는 지카바이러스 등은 전 세계를 공포에 떨게 만든 신종 감염병들이다. 최근에는 이런 새로운 감염병 이외에 이미 예방백신이 나와 충분히 차단할 수 있는 홍역 같은 전염병까지 확산 추세를 보이고 있다. 이런 전염병이 판데믹(대유행)으로 번지는 것을 막기 위해서는 질병의 확산 길목을 차단하는 것이 최선의 방법이다. 미국 조지아대 생태학부, 미시간대 기계공학과, 펜실베이니아주립대 감염병역학센터, 노스캐롤라이나 A&T주립대 수학과 공동연구팀은 전염병이 발생했을 때 어떤 방향으로, 그리고 얼마나 빠른 속도로 확산해 나갈 것인지를 예측할 수 있는 수학적 방법을 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 전산생물학’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 물리학과 화학에서 사용하는 ‘상(相)변화’라는 개념을 전염병 확산 상태 변화에 적용해 병원균의 진화 속도, 감염자의 접촉 빈도, 개인이나 집단의 예방접종 여부 등을 변수로 한 ‘전염병 확산 예측 방정식’을 만들어 냈다. 연구팀은 이번에 개발한 방정식을

사람의 장기 중 간(肝)은 70% 정도 잘라내도 되살아나는 탁월한 재생 능력을 갖고 있다. 그렇지만 간을 제외한 대부분의 장기는 그렇지 않다. 특히 폐는 한 번 손상되면 다시 살려낼 수 없어 의료기기에 의존하거나 장기 이식을 해야 한다. 이런 상황에서 미국 컬럼비아대 의대, 스티븐스공과대 생명공학과, 밴더빌트대 심장흉부외과 공동연구팀은 돼지의 손상된 폐를 장기 이식이 가능할 정도로 폐 조직과 기능을 재생하는데 성공했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 지난 8일자에 실렸다. 폐가 질병이나 외상으로 지나치게 손상되면 폐 이식도 사실상 불가능하다. 폐가 심하게 손상되면 위액이나 위에 있는 물질이 폐로 넘어가는 ‘위 호흡’ 현상이 나타나면서 폐의 상피세포가 파괴되는 악순환이 나타나기 때문이다. 연구팀은 이런 위 호흡 현상을 차단하고 이식 수술이 가능할 정도로 폐를 재생하는 방법을 찾아낸 것이다. 연구팀은 5~8개월 된 돼지 8마리에게 심각한 폐 손상을 입혀 위 호흡 현상이 나타나도록 했다. 연구팀은 일시적으로 혈액 순환을 차단해 위 호흡 현상을 막은 다음 항생제를 포함한 여러 종류의 약물을 주입해 손상된 폐 조직과 기능

날씨가 따뜻해지면서 산과 들로 나들이 가는 사람들이 늘고 있다. 나들이 갔다 돌아와 보면 자신도 모르게 모기를 비롯한 각종 날벌레에 물려 벌겋게 부어 있는 피부를 보고 깜짝 놀랄 때가 있다. 이 때문에 나들이 나가기 전에 벌레들이 달라붙지 못하게 옷이나 피부에 기피제를 사용하는 사람들이 있다. 벌레 기피제의 주성분은 디에틸톨루아마이드(DEET)인데 모기나 벌레들이 어떤 이유 때문에 피하는지는 정확히 알려져 있지 않았다. 미국 록펠러대 신경유전학·행동연구소, 신경시스템연구소, 하워드휴즈 의학연구소, 프린스턴대 신경과학연구소 공동연구팀이 DEET에는 모기가 싫어하는 쓴맛이 있고 이를 입이 아닌 다리를 통해 사전에 감지한다는 사실을 발견하고 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 25일자에 발표했다. 지금까지는 DEET를 바르면 모기가 접근하지 못하는 이유를 특유의 냄새 때문이라고 생각해왔다. 연구팀은 유전자 편집으로 후각을 제거한 모기를 이용해 DEET, 쓴맛이 나는 화합물, 설탕물이 담긴 각각의 접시 중 어느 것에 접근하는지를 살펴봤다. 그 결과 모기들은 DEET나 쓴맛이 나는 화합물이 담긴 접시에는 잠깐 앉았다가 다시 날아가버렸고 설탕물이 담긴 접시에는

파킨슨병은 뇌 속 도파민 분비 신경세포가 점점 줄어들면서 나타나는 대표적인 퇴행성 뇌질환이다. 노년층에서는 치매만큼 발병률이 높은 질환으로 대표적인 증상이 자세가 불안정해지고 움직임이 느려지는 것이다. 심할 경우 걷는 것도 힘들어지면서 일상생활을 전혀 할 수 없게 되기도 한다. 지속적인 운동이 병의 진행을 막아 주지만 운동 반경이 줄어들면서 균형감을 잃어 쉽게 넘어지거나 장애물에 부딪혀 다치기 쉬워 많은 환자들이 바깥 운동을 피하는 경우가 많다. 이 때문에 운동량 감소와 증상 악화라는 악순환이 계속되는 것이다. 미국 유타대 보건대, 유타대병원과 학내 벤처기업 ‘모션캡처 코어’ 공동연구팀은 최근 주목받고 있는 가상현실(VR) 기술을 이용해 파킨슨병 환자들의 재활을 돕는 시스템을 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난 6~9일 미국 플로리다주 올랜도에서 열린 ‘전미 실험생물학회 2019 연례콘퍼런스’에서 발표됐다. ‘트레드포드’라고 불리는 시스템은 넘어지는 것을 방지하는 안전 장치와 VR 시스템, 다양한 굴곡을 만들어 내는 러닝머신으로 구성돼 있다. 환자들이 VR 헤드셋을 착용하고 러닝머신을 천천히 걸으면 다양한 환경이 눈앞에 펼쳐지며 특정 운동 미

갑작스러운 폭우와 폭설, 그리고 빙판이 된 도로는 운전을 좀 한다는 사람들까지도 당황스럽게 만든다. 이 때문에 많은 이들은 악천후와 최악의 도로상황에서도 안전하게 운전할 수 있는 자동차가 만들어지길 기대한다. 미국 스탠퍼드대 기계공학과 연구팀은 자동차 레이서처럼 경험이 풍부한 드라이버들의 운전경험을 통합해 다양한 도로상황에 신속하게 대처 가능한 자율주행차 기술을 개발하고 로봇공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’ 28일자에 발표했다. 현재 개발 중인 자율주행차 기술은 대부분 주변 차량의 흐름이나 장애물의 등장에 대응하는 수준이다. 그렇지만 자율주행차가 실제 도로에서 제대로 운행하기 위해서는 폭우, 폭설처럼 갑작스럽게 변한 날씨와 이로 인한 도로 상황의 변화에도 제대로 대응할 수 있어야 한다. 연구팀은 전문 레이서들의 운전경험과 각종 기상조건, 다양한 상황에서 나타날 수 있는 도로·타이어 마찰력 등 물리 기반 운행 정보 약 20만 건을 인공지능(AI) 기술의 일종인 신경망 모델로 통합 구축했다. 연구팀은 이번에 개발한 신경망 모델을 ‘니키’와 ‘셸리’라고 이름 붙인 자율주행차에 장착시키고 다양한 도로환경에서 주행시험을 실시했다. 그 결과 니키와 셸리 모두

꿀 속 납 건강영향 미치려면 매일 10년간 꿀 2컵씩 마셔야 가끔 꿀벌이 갑자기 폐사하고 점점 줄어들고 있어 생태계에 심각한 문제로 다가오고 있다는 안타까운 소식이 들릴 때가 있다. 이 때문에 최근에는 도심 옥상이나 공원 같은 곳에서 벌을 키우는 ‘도심 양봉’에 대한 관심이 늘고 있다. 실제로 시골보다 도시에서 꿀벌들이 더 잘 자란다는 연구결과도 있다. 그런데 도심 꿀벌이 도시 환경 보존 뿐만 아니라 오염탐지기로서 역할도 할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 캐나다 브리티시컬럼비아대와 미국 오레곤주립대 지구해양대기과학부 연구진이 도시양봉으로 키우는 벌의 꿀 성분을 분석함으로써 도시의 오염정도는 물론 환경오염원의 근원지를 찾을 수 있다고 밝혔다. 이번 연구결과는 환경과학분야 국제학술지 ‘네이처 서스테이너빌러티(지속가능성)’ 최신호(3월 12일자)에 실렸다. 연구팀은 캐나다 밴쿠버와 인근 6개 지역에 등록된 도시양봉가들의 벌집 1만 7000개를 대상으로 여기서 나온 꿀 속에 포함된 납, 아연, 구리를 비롯한 각종 원소를 분석했다. 꿀의 화학적 성분은 벌이 수분하는 식물과 물, 대기의 상태에 따라서 달라지기 때문에 꿀은 일종의 ‘환경 지문’이라고 할 수 있다. 연