스크랩 교육&경제 WEF가 선정한 2012년 주목할 10대 첨단기술

[5/공석환]

"세계 경제 포럼(WEF, World Economic Forum)"은 2012년에 전세계적으로 사회, 경제 그리고 환경 면에서 중대한 영향을 미칠 수 10대 첨단기술을 선정하여 발표하였다. 그 원문은 아래 링크로 들어 가면 된다.

http://forumblog.org/2012/02/the-2012-top-10-emerging-technologies/

이러한 기술을 원문에 따라 소개하면서   필자의 의견을 이야기하여 본다.

1. 정보에 가치를 더 부여할 수 있는 정보학( Informatics )

현대 사회에서 개인이나 기관들이 접속할 수 있는 정보들이 역사 이래 유래가 없을 정도로 많으면서 그 정보량이 계속 기하급수적으로 늘어나고 있다.  너무 많은 정보는 가치를 창출하기 보다는  오히려 불필요한 잡음 역할을 할 가능성도 있다. 따라서 정보를 그 종류에 따라 분류하고 처리하여 꼭 필요한 정보만을 간추리는 혁신적인 기술이 필요하다.

(필자의 주석) 현재 이러한 기술에 가장 앞서 있는 곳이 구글이다. 즉 서로 인용되는 빈도 등을 파악하여 실질적인 중요도를 검색한다. SNS의 발달으로  인용 빈도를 파악하는 기술은 더 복잡하여지고 있다. 그런데 구글이 스마트폰을 통한 SNS 흐름까지도 독점하여 정보의 중요도를 분류하는 정보학 분야에서  혼자 정보를 다 들여다 보는 빅 브라더가 될 우려가 높아지고 있다.

2. 합성 생물학 및 대사 공학(Synthetic biology and metabolic engineering )

생물체의 유전자 정보는 오랜 기간 진화 과정을 통하여 타의 투종을 불허하는 유용성을 가진다. 그런데 이미 존재하는 생물체를 변형하는 합성 생물학이나 대사 공학은 이러한 생물 유용성을 이용하여 특정한 목적으로 사용할 수 있다. 그 중요한 예로서 바이오매스를 이용하여 화학물질, 연료, 재료로 바꾸는 가능성 및 유용한 치료약을 생산하는 것이다.

(필자의 주석)  대장균(E. Coli)나 효모(Yeast)에 특정 유전자를 치환하여 유용한 단백질을 대량 생산하는 유전공학 기술이 먼저 실용화 되었다. 2010년 크레이그 벤터는 "Mycoplasma mycoides"라고 불리우는 미생물의 유전자를 합성하여 다른 미생물에서 발현하여 큰 반향을 일으켰다.  이러한 합성 생물학 기술은 다양한  가능성을 가지면서  특히 바이오 연료 생산에 응용되어 실용화될 것으로 예상된다. 그에 관련한 자세한 정보는 이 블로그의 글 " 크레이그 벤터의 야망과 현실 " 참조 http://blog.daum.net/shkong78/649

3. 녹색 혁명 2.0 (식량과 바이오매스를 증산하는 기술)

과거 화학비료는 식량증산에 중대한  기여를 하였다. 그러나 한정된 에너지, 수자원, 대지의 제약하에서  더 많은 식량을 생산하기 위하여서는  다시 획기적인 기술이 필요하다. 그러한 기술을 "녹색 혁명 2.0(Green Revolution 2.0)"라고 부르기 시작한다.

(필자의 주석) "녹색 혁명 2.0(Green Revolution 2.0)"은 아직 일반인에게 익숙한 용어가 아니다. 쉽게 설명하면 유전자 조작(GM)기술을 일반화하여 보급하는 것이다 지금 유전자 조작(GM)은 두가지 문제가 있다. 첫째는 몬산토나 일부 다국적기업이 특허권을 가지고 있으면서 과다한 로열티를 요구하거나 그 조작된 종자로부터 수확된 종자는 더 이상 유용하지 아니하도록 하여 추가적인  문제를 발생시킨다. 두번째는 유럽국가들이나 일부 환경단체에서  유전자 조작 식품에 대한 과학적인 근거없이  무조건적인 반대를 하는 것이다. 이러한 두가지 문제를 극복하고 개발도상국에게 무료로 유전자 조작기술을 보급하여 수확량을 높이고 병충해에 강한 종자를 보급하는 것이 이 기술이다. 이러한 "녹색 혁명 2.0"이 완전히 받아들여진 개념은 아니고 아직 논란 여지가 있다. 더 자세한 것은 아래 링크를 참조하기 바란다.

http://seedmagazine.com/content/article/green_revolution_2.0/

4. 나노스케일의 소재 고안 (Nanoscale design of materials)

자연자원을 더 효율적으로 이용하기 위하여  고안된 분자단위의 구조를 가지는 특성물질들은 청정에너지 분야나 각종 제조업이나 가공에서 효율을 높이는 역할을 할 수 있다.

(필자의 주석) 탄소나노튜브, 풀러린, 그래핀 등의 물질은 나노스케일로 잘 알려진 물질의 예이다. 이러한 새로운 나노스케일의 물질은 기존에 알려진 소재들과  다른 특이한 물성으로 소재공학에서 혁신을 부르고 있다.  대한민국이 제조업의 경쟁력을 강화하기 위하여  중점적으로 육성하여야 하는 필수적인 산업분야가 소재공학이다. 참고로 필자의 장남도 현재 어바나 삼페인 소재 일리노이 대학에서 소재공학을 공부하고 있다.

5. 체계 생물학  및 화학 생물 시스템의 컴퓨터 모델링

의료분야나 바이오 관련 제조업의 기능 향상을 위하여 생물학과 화학 지식을 결합하는 것이 유용하다. 치료약품을 설계하거나 재료나 제조 과정을 인류의 건강이나 환경문제와 최적화하기 위하여 컴퓨터 모델링이 유용하다.

(필자의 주석) 단백질 구조를 규명한 후 그 핵심 구조에 맞는 약을 화학적으로 합성하는 기술은 이미 10여년전부터  유용하게 사용된다. 대한민국에도 코스닥 상장의 "크리스탈 지노믹스"라는 회사가 그러한 일을 하는 대표적인 경우이다.

6. 이산화탄소를 자원으로 사용

지구에서 탄소는 생명의 가장 기본되는 물질이다. 그러나 지구온난화를 막기 위하여 이산화탄소 배출을 규제하는 것이 사회적, 정치적, 경제적으로 중요한 일이 되었다. 이산화탄소를 자원으로 사용하기 위하여 그 것을 나노 촉매를 이용하여 화학산업의 재료 등으로 사용될 수 있는 다른 유용한 탄소화합물로 바꾸는 기술이 개발되고 있다.

(필자의 주석)  발전소나 제철소에서 이산화탄소 배출을 줄이기 위한 방법으로 "이산화탄소 포착 및 저장기술(Carbon Capture and Storage)"기술의 중요성이 높아져 가고 있다. 구체적 실행 방법으로 지하에 이산화탄소를 압축하여 저장하는 기술도 있지만 이산화탄소를 석회와 결합시켜 시멘트로 만드는 기술,  더 나아가 다른 촉매와 반응하여 가치 있는 석유화합물을 만드는 기술도 고려되고 있다. 여기서 문제점은 이산화탄소를 다른 것으로 변환시키는 비용을 줄이는 것이다.

7. 무선 파워전달

현재 전력을 전달하는 방법은  유선 송전망에 의존하거나 또는 전지를 재충전하는 방법을 주로 사용하고 있다. 그러나 전선 없이 무선으로 전기나 에너지를 전달하는 기술이 와이 파이나 인터넷과 마찬가지로 개인이 사용하는 전자기구에 중요한 역할을 할 것이다.

(필자의 주석) 전선없이 전지를 충전하는 기술, KAIST에서 개발한 무선으로 전력을 공급하는 전차 등 무선 전력 전달이 점점 중요하여져 갈 것이다 멀리 보면 더 큰 규모로  달에서 태양광발전을 하여 마이크로 웨이브나 레이저로 송전을 하는 것이 중요한 역할을 할 것이다. 이 블로그의 글 "달은 인류가 공동으로 개발하여야 하는 소중한 자원이다" 참조 http://blog.daum.net/shkong78/1128

8. 고밀도 충전 시스템

전기차나 차세대 클린 에너지 기술의  실용을 위하여 가볍고도 고밀도 충전 시스템이 필요하다. 새로운 나노소재 전극이나 고체 전극 또는 새로운 형태의 고성능 축전지를 이용하는 것이 필요하다.

(필자의 주석) 전기차가 실용화되기 위하여서는 주행거리가 늘어나야 한다. 현재 사용되고 있는 리륨이온 전지로는 한도가 있어 고체 상태의 리튬공기전지  등 새로운 형태의 전지가 연구되고 있다. 그리고 태양광발전이나 풍력 발전의 경우 그 발전량이 일정치 아니하여 주송전망에 연결될 때  버퍼링 목적으로  고성능 축전시설이 필요하다. 따라서 새로운 형태의 고밀도 충전 시스템의 개발은 그린에너지 산업에 필수적이다.

9. 개인 맞춤의학과 영양 그리고 질병 예방

전세계 인구가 70억이 넘고 오래 살면서 건강하게 살기를 원하는 과정에서 각 개인의 유전자나 단백질, 대사에 맞추어 의약을 제조하거나 영양을 공급하고 사전 질병 예방 조치를 취하는 것이 중요하여져 간다. 합성 생물학, 나노텍의 발전으로 개인 맞춤의학이 보급되어 중요한 역할을 할 것으로 기대한다.

(필자의 주석) 각 개인의 유전자를 해독하여 암이나 특정 질병에 걸리기 쉬운 성향을 발견하여 조기 검사를 통하여 예방하거나 약을 처방하는 데 고려하고 각 개인의 대사활동을 고려하여 식단을 공급하는 맞춤의학(Personalized Medicine)은 인류 건강에 획기적인 변화를 가져올 수 있다. 특히 유전자 해독 기술의 발전으로 각 개인의 유전자 해독 비용이 1000만원(1만불)이하로 점점 낮아지고 있다. 다만 문제점으로 지적되는 것은 크게 두가지이다. 첫째 각 개인의 유전자 정보가 외부에 노출될 경우 취직, 보험, 심지어는 결혼 등에 차별을 받을 수 있다. 두번째는 각 개인의 유전자를 해독하더라도 그 유전자 특성과 각 개인의 대사작용의 연관성에 대한 지식이 불완전하다. 인간의 유전자중에는 단백질 등을 직접 해독하지 아니하는 다수의 유전자들이 섞여 있는데 그러한 중복 유전자(SNP)의 작용에 대한 지식이 불완전하다. 따라서 맞춤의학이 오히려 틀린 결과를 처방할 가능성이 있다.  멀리 보아서는 맞춤의학은 큰 역할을 하겠지만 본격적으로 적용하기에는 아직 시간이 필요할 것이다.

10. 교육 증진 기술

현대의 급격히 발전하고 국가간에 연결된 글로발 시대에 젊은 세대에게 지식사회에서 필요한 기술을 제공하기 위하여 새로운 접근방법이 필요하다. 각 개인에게 사고력을 늘리면서도 창조성을 키울 수 있는 방향으로 IT기술을 바탕으로 각 개인에 맞춤 교육을 하는 방법이 주목받고 있다. 소시얼 미디아, 그리고 열린 강의자료 그리고 인터넷으로 수시로 얻을 수 있는 지식을 바탕으로 교실을 떠나 계속적인 교육을 가능하게 하고 있다.

(필자의 주석)  대한민국에서는  컴퓨터 게임이 청소년에게 수동적이고 폭력적인 영향을 주는 것에   우려를 한다. 그러나 컴퓨터를 통하여 단순 지식 전달이 아닌 사고력 향상을 위한 인터액티브 교육과정을 개발하여 보급할 경우 교육에 많은 도움이 될 것이다. 이 부분에 애플이 선도로 나서서 시범 프로그램을 개발하고 있는데 대한민국도 이와 관련한 노력이 필요하다고 본다.

WEF 홈페이지에서는 위 10개의 기술을 중요도 순서로 소개한 것으로 되어 있다. 그러나 실제 살펴 보면 10개의 기술이 다 향후 10년 이상 중요한 역할을 할 것이다. 다만 2012년내에 구체적인 성과가 나오기 보다는 실제 응용에 수년 이상 걸릴 것이다.

2012년 대한민국은 총선, 대선을 맞아, 정치권에서 국민들의 호응을 얻기 위해 다양한 공약이 나오고 있다. 자연 자원이 부족한 대한 민국은  첨단 혁신기술 개발에 노력하여야만 국제경쟁에서 앞서 나가면서 젊은 세대들이 원하는 양질의 일자리를 제공할 수 있을 것이다.

돌이켜 보면 MB정부의 가장 큰 잘못은 철저한 사전조사를 바탕으로 단계적으로 진행하여야 할 치수사업을 4대강사업이라는 명목으로 졸속으로 밀어 부치면서 소프트웨어, 신재생에너지, 의료바이오, 소재산업 등 대한민국 장래에 필요한 혁신사업 투자는 뒷전으로 밀린 것이다.  이제라도 정치권이 경제성이 불확실한 토목사업 공약은 삼가하고 대한민국의 장기적인 국가경쟁력을 고려하여 첨단 기술분야에 대한 투자를 늘리는 공약을 내 놓도록 하여야 할 것이다.