“인류는 얼마나 오만한가?”
인류 역사상 처음으로 1977년 ‘여행자’라는 이름을 가진 보이저(Voyager) 1호가 발사돼 2012년 태양계를 벗어나 인류 역사상 처음으로 성간우주에 진입했다. 또 보이저 1호보다 16일 먼저 발사된 보이저 2호가 2018년12월 41년의 비행 끝에 두 번째로 성간우주에 진입했다.

성간우주(Interstellar Space)란 태양계의 끝 항성과 항성 사이의 공간을 말한다. 즉, 태양에서 나오는 태양풍·자기력선이 미치는 공간을 뜻하는 태양권 밖의 별과 별 사이의 우주를 가리킨다. 위치상으로는 태양에서 약190억km 떨어진 곳이다.

보이저 2호는 역사상 가장 위대한 항해자라는 칭송을 들을 정도로 많은 발견을 이루어냈다. 화성을 제외한 소위 목성형 행성이라 불리는 모든 외행성을 방문해 엄청난 수확을 안겨주었다.

특히 천왕성과 해왕성에 대해 우리가 알고 있는 대부분 정보는 이 보이저 2호에 의해 밝혀진 것으로 수많은 매체나 과학 교과서 등에서 본 천왕성과해왕성의 고화질 사진들은 전부 보이저 2호가 찍은 것들이다. 현재까지 천왕성과 해왕성을 방문한 유일한 탐사선이다.

생물학에서 영감을 받은 군집 로봇들
월트 디즈니 3D 애니메이션 ‘빅 히어로 6(Big Hero 6)’ 속에 나오는 마이크로 로봇은 조종자의 명령에 따라 스스로 움직이며 서로 달라붙고 떨어질 수 있는 군집 로봇기술이다. 영화 속 주인공은 이 작은 로봇들을 이용해 커다란 로봇 팔을 만들어 무거운 물건을 들어 올리고, 공중에 다리를 만드는 등 원하는 모양을 자유자재로 만들기도 한다. 도저히 현실에서는 불가능할 것 같은 군집 로봇 기술이 만들어졌다.

스페인 바르셀로나 ‘유럽 분자생물학 연구소(EMBL)’ 제임스 샤프(James Sharpe) 교수팀은 군집 형태를 미리 입력하지 않아도 로봇끼리 신호를 주고받으며 무리를 이루는 군집 로봇 시스템을 만들었다.

샤프 교수는 웨스트 잉글랜드 대학 브리스톨 로보틱스 연구소(Bristol Robotics Laboratory)와 게놈규제센터(CRG)와 함께 로봇 공학에 자기 조직의 생물학적 원리를 도입했다. 연구 결과는 2018년 12월 19일(현지 시각)국제학술지 ‘사이언스 로보틱스(Science Robotics)’에 ‘Morphogenesis in robot swarms’ 논문명으로 게재됐다.

특히 이번 연구는 2014년 미국 하버드 대학교 연구팀이 개발 실험한 1,024대의 군집 ‘킬 로봇(KillRobot)’이 서로 신호를 주고받으며 별 모양의 군집 구조를 이루는 것과는 개념부터 다르다. 당시 실험은 중앙 컴퓨터에서 제어하는 수준으로 로봇들이 서로 거리를 유지하는 수준에 머물렀다.

실리콘벨리 IT기업, “상상 현실이 되다”

최근 인지 영역 중 인간의 뇌과 눈, 감각 등에 해당하는 기술과 서비스를 출시한 구글을 눈여겨 봐야한다.

2017년 5월 17일부터 19일까지 개최된 ‘구글 I/O 2017’에서 순다 피차이 구글 CEO는 인공지능 기술을 결합하는 이른바 ‘AI 퍼스트 (AI First)’를 선언했다. 특히 이번 구글 I/O에서 머신 러닝 기술 기반 인공지능 비서인 구글 어시스턴트가 탑재된 구글 렌즈가 가장 많은 주목 받았다.

구글렌즈는 스마트폰 카메라로 꽃을 찍으면 꽃을 식별하는데 그치지 않고 꽃의 종류까지 파악하며, 거리의 식당의 사진을 찍으면 해당 식당의 리뷰와 지도 팝업 등 각종 정보를 알려주고 더 나아가 예약까지 돕는다. 또 공유기 뒷면의 제품정보를 촬영하면 와이파이 (WiFi) 가 자동으로 연결된다. 이는 센서기술의 미래를 엿볼 수 있는 계기를 만들었다.

기존에는 꽃의 정보를 담은 센서, 코드 리더기, 소매점 식별 도구 등이 필요했으나, 이제는 구글 렌즈가 바로 소프트웨어 기반의 인공지능 가상센서들로 구성된 슈퍼센서로 식별할 수 있다. 즉, 인공지능으로 인해 간단한 센서 하나만 사용해도 소프트웨어로 수백만 개의 다양한 센서를 만들 수 있기 때문이다.

앞으로 수조 개의 센서가 우리 주위에 놓이게 될, ‘트릴리온(Trillion, 조 단위) 센서 시대’가 성큼 다가오고 있다. 모든 사물이 자신의 정보를 알려주는 각 종 전용센서가 곳곳에 장착되는 것이 아니라 범용 센서만 있어도 클라우드 인공지능으로 모두 연결된다는 얘기다.

인간과 자연을 닮은 로봇

오늘날 대형병원에서 사용되는 수술용 로봇이나 우주정거장에서 사용되는 로봇 중 일부는 500년전 다빈치의 설계에서 비롯된 것들이 많다. 다빈치의 인체 해부도는 인간을 정확하게 이해하고 있다. 인간의 팔다리를 움직이는 원리를 설명한 자료들, 근육과 뼈의 모양과 역할, 특징 등이 아주 자세히 기술되어 있다. 이는 인간을 깊이 이해해야 한다는 얘기다.

수많은 로봇중 인간의 구조와 기능을 닮은 로봇 중에 인간의 근육 (Muscles)을 닮은 로봇들이 있다.2005년 미국 우주항공국의 제트추진연구소 (NASA JPL)가 개최한 로봇 팔씨름 대회에서 우승을 차지한 ‘ERI(European Robotic Institute)’ 회사가 개발한 ‘EWA-1’이다.

이 로봇은 인간의 근육 섬유질처럼 6개의 전기가 통하는 흑연 섬유들에게 전지 자극으로 수축과 이완을 시켜 힘을 내게 한다. 또 도쿄공업대학 (Tokyo Tech University) 과 오카야마 대학 (Okayama University)이 협력해 만든벤처기업 ‘S-근육 (s-muscle)’이 개발한 인공근육은 공기압으로 작동하는데 가늘고 세밀한 인공근육 튜브 내부에 공기를 공급해 수축과 이완을 한다.

이러한 방식은 1960년대 의수를 구동하는 장치로 미국에서 개발됐으나 당시에 는 공기를 조절하는 밸브의 제어 성능이 우수하지 않아 관심이 많이 없었다. 그러던 중 1980년대 일본 브리지스톤(Bridgestone) 사에서 개량된 인공근육을 이용한 로봇팔을 출시하면서 다시 인공근육에 대한 연구가 로봇, 의공학분야를 중심으로 활발해지고 있다.

최근 일본 AIST (산업기술총합연구소, Advanced Industrial Science and Technology) 소재화학 과학자들이, 점점 줄어드는 벌의 개체 수에 따라, 꽃들이 수정이 잘 안되자, ‘로봇드론벌 (robot bee drones)’을 만들어 꽃가루를 인공 수정해 작물의 수확문제를 해결하고자 한다. 재료공학으로 만든 인공 꽃가루 매개자 (Materially engineered artificial pollinators) ‘로봇드론벌’은 실제 벌이 갖고 있는 털 몸을 모방해 말 털을 입혔다. 또한말 털에는 이온 액체 젤로 코팅해 꽃잎의 수분을 빨아 들여 들러붙게 한다.

1장 물리학 기술(Physics Technology)

인류는 얼마나 오만한가?
생물을 모방하는 군집 로봇들
상상을 현실로 만드는 실리콘벨리 기업들
운전자 의도 파악해 주차하는 자율자동차
인간과 자연을 닮은 로봇
인류의 미래 노벨 과학상에서 찾다
차세대 네트워크 양자통신 어디까지 왔나?
세계 첫 상용 양자컴퓨터 출현
양자컴퓨터로 구글·IBM에 맞짱뜨는 스타트업
인간의 행복을 위한 4차산업혁명 기술들
새로운 입자 ‘코리아늄’을 탄생시킬 중이온 가속기 ‘라온’
20년 전 ‘로봇윤리헌장’ 초안에 주목해야 하는 이유
음악은 ‘창의성’의 원천이다!
변화와 혁신을 주도하는 해외 대학 연구소
유리천장을 깬 첫 글로벌 여성들
깨져도 스스로 원상 복원하는 유리
외계 항성을 찾는 인공지능(AI)

2장 디지털 기술(Digital Technology)

인공지능(AI) 박쥐들의 대화를 번역하다
현재 인공지능(AI)의 한계를 돌파하라
획기적인 인공지능(AI) 통·번역 기술
사물인터넷(IoT), 센서에 인공지능을 심다!
스마트폰을 대체하려는 기술들
배터리 없이 작동되는 스마트폰 세상 열린다.
‘체온+태양광’으로 충전하는 웨어러블 기기
‘맨홀 뚜껑’을 5G 중계 안테나로 사용
‘스마트 스피커’ 시장 동향…한국어 자연어처리 수준은?
미래기술은 미래학습을 어떻게 바꾸나?
세계는 슈퍼컴퓨터 전쟁 중
암호화된 개인정보, 복호화 없이 분석
현재 웹을 대체하는 블록체인 기반 ‘D-웹(D-Web)’
세계는 모바일 인공지능(AI)칩 전쟁 중
모든 거래 인프라를 장악하려는 아마존의 야망

3장 생물학 기술(Biology Technology)

장애를 극복하는 따뜻한 미래기술들
의료 혁신의 미래 ‘애플워치 4’ 분석
미래 먹거리 “생체인터넷(IoB) 세상이 온다”
애니 ‘빅히어로’ 현실로…스스로 군집하는 로봇
생각만으로 항공기 3대를 동시 조종
전기신호로 ‘포만감’ 착각 다이어트 장치 개발
혈액검사 한 번으로 8가지 암 발견
최초 아메리카 인디언의 기원은 알래스카인