지난 주말 대한민국과학기술창작대전이 두 달간의 치열한 경연 끝에 대단원의 막을 내렸다. 요즘 세계적으로 붐을 이루고 있는 메이커(maker) 운동 확산에 따라 우리나라에서 전국적 규모로 처음 개최되는 메이커들의 한바탕 축제였다.메이커들은 필요한 것을 스스로 만들며 DIY(Do It Yourself)를 실천하는 사람들이다. 2006년 미국에서 ‘메이커 페어’가 시작된 이후 메이커문화가 일본, 중국 등 세계적으로 빠르게 퍼지고 있다. 우리나라에서도 국가적 어젠다로 창조경제가 대두되며, 그 토대가 되는 메이커문화가 세간의 화두로 떠오르고 있다. 김승환 포스텍 교수·한국과학창의재단이사장미국의 경우 자기 집의 차고에서 곁눈질로 부모의 메이커 작업을 보고 따라 한다. 어려서부터 아이들이 필요한 것들을 만들어 쓰며 자연스럽게 DIY 정신을 익혀나가는 것이다.스티브 잡스의 애플, 래리 페이지와 세르게이 브린의 구글도 처음엔 차고에서 시작했다. 이와 같이 차고창업은 미국 창업문화의 정수이다. 최근 약간 상업적 냄새가 나지만 중국 베이징에서도 ‘차고카페’가 청년창업자들의 아지트로 대두되고 있다.사실 필요에 의해 무엇인가를 만드는 것은 우리 인간의 근원적인 욕망이다. 어린 시절 필자도 옆집 제재소의 쓰다 버린 나뭇조각으로 마당에서 차와 총을 만들며 장난감을 스스로 조달하곤 했다. 지금 바야흐로 메이커 운동이 붐을 이루는 이유는 다양한 소재와 오픈소스 하드웨어를 활용해 컴퓨터, 전자 등 첨단 과학기술을 쉽게 접목할 수 있는 창작물을 만들어낼 수 있기 때문이다. 우리나라의 메이커문화는 아직 제대로 활성화되지는 않았다. 하지만 국내에서도 숨어있는 메이커들을 발굴하고 그 저변을 넓히기 위해 다양한 형태의 메이커커페어가 개최되기 시작했다. 이번 대한민국과학기술창작대전의 경우 무려 300여개 동호회, 학생, 가족, 직장인 팀이 신청해 그중 48개의 팀이 선발돼 결선에 참여했다. 사물인터넷(IoT), 드론, 3차원 프린팅, 과학게임, 과학기술 앱 등 5개의 첨단 분야에서 메이커들은 자신들의 아이디어를 발전시켜 경연에서 제시된 고난도 미션을 수행해냈다. 참가자들은 처음에는 어려워했지만 48시간의 집중적인 창작과정을 거치며 대부분 상상을 현실로 구현해내는 데 성공했다. 이번 창작대전에서 대상을 받은 ‘엔자이너’는 잠자리에 누워있을 때 문득 떠오른 생각을 앱으로 연동하고 알아서 관리해주는 감성적인 창작물 ‘인큐(INCU)’로 평가단의 주목을 받았다. 그 외에도 ‘변신 드론’, ‘복합 3차원 프린터’, ‘유전자 조작게임’ 등 첨단 기술을 접목한 새로운 개념의 다양한 창작물이 수상해 우리나라 메이커문화의 높아진 수준과 향후 발전 가능성을 엿볼 수 있었다.미국에서는 많은 메이커페어가 남녀노소가 모두 참여하는 지역축제로 치러진다. 지난 6월 백악관에서 오바마 대통령 주재로 개최된 메이커페어에서는 높이 5m, 무게 1t의 거대한 로봇 기린이 백악관 정원을 돌아다녀 큰 흥미를 끌었다. 미국의 메이커들은 생활 속에서 세대를 넘어 자유로운 소통과 창작 작업을 수행하고 있고 이를 국가적으로 뒷받침하고 있다. 우리나라도 새로 시도되는 메이커페어를 국민적 축제로 승화하고 전국에 산재한 메이커들이 평소에 쉽게 활동할 수 있는 ‘창의공간’을 많이 제공해줘야 한다.1998년 빌 게이츠는 “누군가 차고에서 전혀 새로운 무엇인가를 개발하고 있지 않을 까 두렵다”고 했다 한다. 그러나 바로 그해 구글이 차고에서 창업됐다. 우리나라의 경우 아파트 숲으로 변한 주거환경에서 메이커들을 위한 창의공간이 절대 부족한 실정이다. 전국적으로 확산되고 있는 ‘무한상상실’이 우리 메이커들이 즐겨 찾는 ‘차고’로 자리매김하길 기대한다.김승환 포스텍 교수·한국과학창의재단이사장

최근 영국 이스트앵글리아대 연구팀은 사람과 동물의 배설물에서 바이오 배터리로 활용 가능한 박테리아를 찾아내는 데 성공했다고 밝혔다. 일반적으로 질병이나 감염을 연상하게 되는 세균, 박테리아는 1㎜의 1000분의 1 크기로 매우 작지만 기막힌 생존능력 덕분에 존재하지 않는 곳이 없다. 지구의 고층 대기에서 심해저, 남북극 얼음, 펄펄 끓는 온천수, 사막과 염전, 광산폐수, 하수종말처리장, 그리고 우리의 몸 내외부에도 어김없이 존재한다. 그렇다면 지구의 온갖 환경에서 박테리아가 존재하는 이유는 무엇일까. 정경태 한국해양과학기술원 책임연구원우리가 살고 있는 지구시스템 내 물질순환과 생명활동의 관계를 들여다보면 지구의 삼라만상은 탄소·산소·수소와 같은 원소로 이뤄졌으며, 이 원소는 지구가 탄생할 때부터 존재해 왔다. 이 원소들이 간단한 화학결합을 하면 무기물로 통칭되는 아주 작은 분자가 만들어진다. 탄산가스나 질산 등이 그 예이다. 이 간단한 무기물이 모여 결합되면 소위 유기물이라고 불리는 당류나 탄수화물·단백질·지방 같은 점점 더 큰 분자의 유기물이 만들어진다. 그런데 작고 간단한 무기물을 크고 복잡한 유기물로 만드는 데는 에너지가 필요하다. 고맙게도 우주를 넘어 무한 공급되는 태양빛을 지구상의 식물이 에너지로 사용해 무기물에서 유기물을 합성한다. 식물과는 달리 동물은 광합성 능력이 없으므로 식물이나 다른 동물이 생산한 유기물에 의존해야 한다. 반면 식물은 유기물을 섭취할 수가 없고 대신 무기물 영양분이 생존에 필수적이다. 동식물 구분 없이 모든 생명체는 생명활동을 유지하기 위해 에너지가 필요한데 이 에너지는 유기물을 무기물로 분해할 때 발생한다. 이에 지구상의 생명체가 계속 살아가기 위해서는 끊임없이 무기물→유기물→무기물→유기물로 이어지는 물질순환이 이뤄져야 한다.만약 물질순환 시스템에 고장이 나거나 어느 한 방향에 과부하가 걸리는 비평형상태, 즉 어느 한쪽에 치우쳐 무기물이나 유기물이 쌓이기 시작한다면 지구시스템은 어떻게 될까. 화두가 되고 있는 지구 온난화는 이산화탄소 때문으로 인류가 화석연료를 너무 많이 태우는 바람에 온실기체 이산화탄소가 증가하고 있다. 유기물은 무기물로 급속 전환되고 있는데 무기물을 유기물로 되돌릴 녹지, 즉 지구의 허파라 불리는 아마존 삼림과 같은 식물의 광합성 면적은 자꾸 줄어드는 현실에 직면하게 된다. 그 반대로 유기물 쪽으로 평형이 쏠리면서 유기물이 엄청 많이 늘어날 경우 좋기만 한 것은 아니다. 넘쳐나는 유기물이 향긋한 과일이나 빈곤 퇴치용 식량이면 얼마나 좋을까마는 현실은 그렇지 못하다.지금 지구 곳곳에서 심각한 환경폐기물 문제가 일어나고 있다. 음식쓰레기와 하수는 물론 식품가공, 발효공업, 축산폐기물 등 엄청난 양의 유기 폐기물이 생산되고 있다. 유기 폐기물 일부는 폐수처리장, 하수종말처리장 등에서 화학물질이나 박테리아를 이용해 유기물을 작은 유기물 분자로 쪼개거나 완전 무기물로 전환되나 상당 부분은 자연계로 방출된다. 원래 자연은 나름 정화능력을 가지고 있다. 자연정화란 말 그대로, 자연계에 존재하는 생물이 버려진 유기물을 섭취·소화·분해·제거하는 절차를 말한다. 각종 유기 폐기물은 시냇물, 지하수를 따라 하천으로 흘러들어가 바다로 이동하게 되며 이 과정에서 유기물은 계속 박테리아에 의한 분해과정을 거쳐 무기물로 전환된다. 이렇게 분해 전환된 무기물은 다시 식물 플랑크톤, 풀, 나무의 광합성 작용을 거쳐 유기물로 전환된다. 그런데 유기 폐기물이 자연계가 감당하지 못할 만큼 양이 많고 자연생태계가 섭취 분해하지 못할 정도로 과도하게 농축되거나 유독한 유기물은 오히려 자연생태계를 병들게 할 뿐 자연정화는 일어나지 못한다.지구 생태계에 박테리아가 없는 세상을 상상해보자. 세상은 냄새나는 온갖 유기 폐기물이 점차 쌓여가고, 반면 식물은 무기 영양물이 부족해 누렇게 변해가는 세상이 될 것이다. 하찮아 보이는 박테리아야말로 지구시스템의 균형을 잡아주는 존재이다. 세상에 불필요한 것은 하나도 없다.정경태 한국해양과학기술원 책임연구원

박근혜정부는 창조경제의 성공적 안착으로 고용률 70% 달성, 중산층 70% 복원을 위한 실천 프로그램을 점차 가시화하고 있다. 특히 벤처·창업 생태계 조성을 위한 지역별 창조경제혁신센터를 2015년 상반기까지 전국 17개 광역시·도에 확대하면서 창의적인 아이디어와 신융합기술을 갖고 창업→성장→회수→재투자 과정의 선순환 시스템 구축에 기반이 되도록 하겠다는 것이다. 최근 설립된 대전 창조경제혁신센터의 운영방향을 보면 산학연 네트워크 연결, 창의성 개발을 위한 모임과 협업체제 지원, 벤처 창업에 관한 교육 실시 등 소프트웨어 중심으로 추진되고 있음을 알 수 있다.현재 우리 경제는 계속되는 내수부진, 중국 제조업 부상, 엔저 가속화 속에서 새로운 성장엔진을 찾아야 하는데 수출경쟁력 약화로 미래가 불투명하게 됐다. 대한민국이 다시 새로운 성장 동력을 찾아 4만달러 시대로 도약하기 위해서는 효율적인 신성장산업 지원생태계가 안정돼야 한다. 그런데 지속적으로 창조경제가 활성화되려면 전통적인 기존의 산업에 창의적인 정보통신기술(ICT)을 접목한 신기술로 부가가치를 창출하면서 글로벌 기업으로 발전할 수 있는 기업과 이를 이끌어 가는 전문가가 절대적으로 필요하다. ICT를 접목한 신기술의 핵심은 응용소프트웨어의 창의적 개발 및 적용이다.이런 가운데 미래 자동차 개발을 위한 신기술의 내용은 정밀센서 및 화상도가 높은 비전시스템을 활용해 운전자 없이 파킹하고 어린이가 갑자기 나타나면 스스로 정지하는 자동제어시스템 개발에 총력을 기울이고 있다. 2020년까지 세계 5대 자동차회사는 무인자동 파킹시스템 상용화를 목표로 관련 분야 전문 기업과 협업하고 있다.얼마 전 서울 코엑스(COEX)에서 열린 ‘2014년 창조경제박람회’에 박 대통령이 참석해 거울 앞에서 몸매에 맞는 의상을 자동으로 입혀주는 시스템을 보고 신기해하는 모습이 보도됐다. 이외에도 세월호같이 선박이 기울어지면 기울기에 따라 내부 승객의 피난시간을 계산할 수 있는 시뮬레이션시스템, 값 비싼 호텔을 대신해 전 세계의 빈방을 대여해 주는 여행안내 에어 비엔비시스템, 개인 활동가를 통해 실시간 상품가격 정보수집으로 전 세계 시장 및 경제 관련 데이터를 실시간으로 제공하는 미국의 프리미스시스템 등 응용소프트웨어의 개발 및 적용 분야는 무궁무진하다. 미래의 항공·조선·금융·영화·콘텐츠·컴퓨터·휴대전화 등 실생활의 다양한 거의 모든 분야에서 관련된 소프트웨어의 새로운 적용이 신지식 산업 창출의 원동력이 되고 있는 것이다.김광선 한국기술교육대 교수·기계공학응용소프트웨어 전문가의 가치는 시간이 갈수록 더욱 높아지게 돼 있다. 응용소프트웨어 전문가나 이를 활용해 비즈니스를 운영하는 기업이 없으면 창조경제 활성화는 불가능하다 해도 과언이 아니다. 2014 베스트잡(Best Jobs 2014) 자료에 의하면 미국의 응용소프트웨어 전문가 인력이 현재는 60만명 정도이나 2020년엔 140만명으로 증가할 것이고, 이러한 인기를 반영하듯 하버드대학의 컴퓨터 프로그래밍 입문과목인 CS50(Computer Science·컴퓨터과학)은 올 가을학기에 875명이 수강신청을 했다. 하버드대학에서 CS50은 지난해 1위였던 경제학원론을 제치고 가장 많은 학생을 불러 모은 강의가 됐다. 유럽도 미국과 유사하고 일자리의 90%가 디지털기술을 요구한다고 보고되고 있다. 그러나 한국의 응용소프트웨어 활용도는 미국 등 선진국에 비해 3분의 1 수준으로 매우 낮으며, 이에 품질이 우수한 외국의 소프트웨어를 대부분 수입하고 있다.결국 특정 산업의 관련 분야에 창의적 적용을 위한 소프트웨어 개발, 시스템 설계, 프로그래밍, 그리고 이를 위한 핵심 전문가와 전문기업의 육성이 매우 시급하다. 프로그래밍 언어 자체를 배우는 시간은 1주일 정도면 되지만 이를 활용해 직접 개발 및 적용을 하는 것은 경험과 시간을 요구한다. 이공계, 인문사회계, 상경계, 예체능계 등 대학의 모든 분야에서 컴퓨터 프로그래밍 입문과정을 우리도 필수과목으로 채택할 때가 됐음이다.김광선 한국기술교육대 교수·기계공학

최근 ‘인터스텔라’라는 공상과학(SF)영화의 열풍이 거세다. 크리스토퍼 놀란이라는 인기 감독의 작품이기는 하지만 할리우드식 흥행에 초점을 맞춘 SF가 아니라 비교적 정교한 과학적 설명의 장치가 있는 어려운 SF이고, 러닝타임도 3시간에 가깝기 때문에 큰 히트를 할 것이라고 많은 사람이 예상하지 못했다. 이를 감안하면 현재 관객 700만명 돌파에 이어 어쩌면 1000만명이 가능할지도 모른다는 전망은 대이변이라고 할 수 있다. 얼마 전 비슷한 장르로 큰 흥행을 한 광활한 우주를 그린 ‘그래비티’가 300만명을 조금 넘었던 것과 비교하면 그렇다.약간은 내용의 이해가 어렵지만 ‘인터스텔라’의 흥행 덕분에 현대물리학에 대한 관심도 무척 커졌다. 이 영화에 등장하는 다양한 물리학적인 이론을 설명하는 기사가 넘쳐나고, 친절하게 과학적 내용을 알려주는 전문가들이 몰려드는 인터뷰에 정신을 못 차릴 지경이다. 심지어 이 영화의 여러 장면을 해설하는 유튜브 영상도 덩달아 인기다. 개인적으로는 이런 부수적인 효과가 반갑다. 왜냐하면 이러한 관심이 바로 SF영화가 일으킬 수 있는 하나의 긍정적 효과이기 때문이다.필자는 이와 같이 SF영화나 소설의 다양한 스토리가 실제로 미래에 많은 영향을 미치는 현상을 ‘SF효과’라고 부른다. 과학자들은 보통 자신들의 학문적 열정은 높지만 대중과의 소통에 둔감한 경우가 많다. 그렇지만 다양한 스토리는 실제로 미래에 많은 영향을 미치며, 쉽게 풀어낸 이야기는 사회학·인문학·윤리학 등을 공부한 사람, 그리고 일반 대중에게 과학기술이 인류사회에 가져올 희망찬 이야기와 혹시 있을 수 있는 커다란 부작용을 인지하게 만든다. 이런 과정을 통해 우리는 희망찬 미래를 보다 구체적으로 그려나갈 수 있는 원동력을 만들 수 있고, 기업이나 일반대중은 미래에 대한 투자를 할 수 있으며, 미래에 나타날 수 있는 부작용에 대해서도 어느 정도 대비할 수 있도록 한다. 이것이 바로 스토리와 영상의 힘이다. 스토리와 영상은 사람들을 사로잡을 수 있고, 많은 사람에게 사랑을 받아 하나의 문화로 발전시키게 한다. 정지훈 경희사이버대 교수·미래학그런 측면에서 미국이라는 나라가 미래와 관련한 다양한 기술을 선도하는 것에는 SF의 역할이 상당히 크다고 본다. 이미 다양한 SF영화와 드라마가 과학기술의 발전과 있을 수 있는 미래의 부작용에 대한 대비를 하도록 영향을 미쳤다. 이처럼 SF가 과학기술의 발전에 다양한 방식으로 큰 영향을 줄 수 있음에도 우리나라의 SF에 대한 관심도는 그동안 높지 않았고, 수준도 많이 떨어져 있는 것이 사실이다. SF소설은 그래도 여러 작가들이 꾸준히 작품을 내고 있지만, SF영화나 드라마는 정말 불모지라고 해도 과언이 아니다. 그런데 올해 10월 과천국립과학관에서 열린 국내 SF산업계 최고의 창작대상인 ‘2014 SF어워드’에서 SF영상부문의 우수상으로 단지 주인공이 외계인으로 설정돼 있었다는 이유로 ‘별에서 온 그대’가 수상하게 된 것은 약간 자괴감이 든다. 물론 나는 이 작품이 나빴다고 보기보단 다만 한 해를 정리하는 SF어워드에서 수상하기에는 부족했다고 생각한다. 달리 생각하면 그만큼 우리나라에 SF에 대한 저변이 부족하다는 것을 의미한다.따라서 이번 ‘인터스텔라’의 흥행이 참 반갑다. 우리나라에도 과학적인 성격이 강하고, 과학에 관심을 불러일으키는 다소 어려운 영화가 성공할 수 있다는 것은 그만큼 SF 장르의 성공가능성이 과거보다 높아졌다는 것을 의미하기 때문이다. 이제는 창의적인 스토리텔링이 가능한 작가와 과학기술자가 협업해 우리나라에서도 좋은 SF드라마와 영화를 만드는 것을 보고 싶다. 이를 통해 미래세대에게 과학기술의 미래 모습을 보여주고, 이들이 과학기술에 더욱 관심을 가지고 보다 멋진 인류의 미래를 위해 힘을 쓸 수 있는 꿈을 심어줬으면 한다.정지훈 경희사이버대 교수·미래학

겨울의 길목이다. 눈도 내려 겨울이 성큼 다가오니 가을 숲이 그리워진다. 그런데 올 단풍은 봄의 꽃처럼 예년에 비해 더욱 아름다웠던 것 같다. 꽃이 아름다운 것은 종족 보존을 위해 곤충을 유혹하기 위한 것이라면 가을의 단풍과 초겨울의 낙엽은 혹독한 겨울을 나기 위한 식물의 생존전략이다. 단풍에는 색소 항산화물질이 낙엽에는 식물스트레스 호르몬이 중요하게 관여한다.곽상수 한국생명공학연구원 책임연구원·생명공학보통의 일년생 식물은 싹이 트고 자라 꽃이 피고 열매를 맺고 일생을 마친다. 은행나무, 주목나무, 측백나무와 같은 나무는 수백년에서 수천년까지 생명을 유지한다. 온대지역 대부분의 식물 잎은 가을이 되면 푸르던 것이 울긋불긋 아름답게 단장을 하고 추위가 서서히 다가오면 잎을 스스로 떨군다. 식물이 혹독한 겨울을 지내기 위해서는 질서정연한 복잡한 생화학적 현상에 의해 잎의 색깔을 바꾸고 극단적으로 스스로 잎을 떨어뜨리는 것이다. 단풍의 노란 계통의 색은 카로티노이드계 화합물이고 붉은 계통의 색은 안토시아닌계 화합물이 대부분이다. 식물은 잎에서 광합성을 위해 빛을 흡수해야 하는데 이를 위해서는 녹색의 클로로필이 주된 역할을 하지만 보조색소로서 카로티노이드도 중요한 역할을 한다. 광합성을 하는 모든 식물은 카로티노이드를 만드는 것이다. 봄과 여름에는 고농도의 녹색 클로로필에 가려 카로티노이드의 노란 계통 색이 나타나지 않다가, 온도가 낮아지면서 클로로필이 분해돼 잎이 녹색에서 노란색으로 변한다. 안토시아닌이 모든 식물에 존재하는 것은 아니지만 온도가 내려가거나 외부 스트레스를 받으면 식물에서 많이 만들어 진다.추위가 진전되면 낙엽이 되는데 여기에는 식물호르몬 엡시스산(ABA· abscisic acid)이 관여한다. 추위가 오면 잎자루에 ABA 함량이 급격히 높아져 잎을 떨어뜨린다. 종자가 발달해 건조하게 되면 종자 내 ABA 함량이 증가해 싹이 트지 않도록 휴면하게 한다. 동물로 치면 동면과 같은 혹독한 환경에서 불필요하게 종자에서 싹이 나지 않고 생활하기 좋은 봄을 기다리는 것이다. 온도가 높아지고 싹이 트기 좋은 환경이 되면 종자 내 ABA 함량이 감소하고 발아를 촉진하는 식물호르몬 지베렐린 함량이 증가해 싹이 트면서 종자가 일생을 시작하는 것이다. ABA는 가뭄, 추위, 고염분 등 외부 환경스트레스에 적응하는 데 중요하게 관여한다. ABA의 대사조절을 통해 환경스트레스에 강한 식물 개발연구가 활발히 이뤄지고 있다.흥미롭게도 단풍 색깔에 관여하는 색소 항산화물질인 베타카로틴과 안토시아닌은 식물의 생존뿐만 아니라 우리 인간에게 노화와 질병을 예방하는 건강식품 소재로 각광받고 있다. 호박, 당근, 황색고구마의 주성분인 카로티노이드계 베타카로틴과 포도, 블루베리, 자색고구마의 주성분인 안토시아닌은 식물의 대표적인 항산화물질이다. 첨단 유전체 연구에 의하면 사람은 약 2만3000개의 유전자를 지니고 있고 쌀과 감자는 약 3만8000개의 유전자를 가지고 있음이 밝혀졌다. 식물이 생산하는 비타민C, 비타민E를 비롯한 베타카로틴, 안토시아닌과 식물스트레스 호르몬 ABA는 사람이 만들지 못한다. 식물은 열악한 환경에 처하더라도 안전한 곳으로 쉽게 이동하지 못하기 때문에 스트레스에 적응하기 위해 항산화물질을 비롯해 생체방어물질을 많이 만들 필요가 있어 동물에 비해 많은 유전자를 가지고 있다.최근 국내외 연구자들은 환경스트레스에도 잘 견디고 기능성이 증가된 생명공학식물을 개발하기 위해 비타민C, 베타카로틴, 안토시아닌 등 항산화물질 함량과 ABA 함량이 증가된 식물을 개발하고 있다. 대표적인 것으로는 베타카로틴을 만들지 못하는 쌀에 베타카로틴을 많이 함유한 ‘황금쌀’이다. 국내 연구진에 의해 베타카로틴과 안토시아닌 모두를 생산하는 고구마와 감자가 개발되고 있다. 이와 같이 식물의 생존전략을 이해해 식물의 생산성을 높일 수 있다면 인류가 당면한 식량, 에너지, 보건 및 환경 문제 해결에 기여할 것으로 기대된다.이제는 식물에서 무병장수 할 수 있는 생존전략을 배워야 할 때며, 이 분야에 대한 많은 관심이 요구된다.곽상수 한국생명공학연구원 책임연구원·생명공학

지난주 우리나라 최고 전통과 최대 규모를 자랑하는 대한민국과학창의축전이 국제전기통신연합(ITU) 전권회의와 연계해 부산 벡스코 전시장에서 열렸다.현장의 과학자로 오랜만에 둘러본 축전은 첨단 과학기술의 경연장이었다. 그야말로 상상이 현실로 돼 있었다. 행사장에서는 별도의 조종기 없이 스마트폰의 앱과 연동해서 조작할 수 있는 무인 비행장치인 AR드론이 사방으로 날아다녔다. 또한 부스 곳곳에 3차원 프린터가 배치돼 참가자들이 나만의 이름표, 목걸이들을 만들고 있는 등 목재제품 제작(DIY) 교육체험을 하는 모습을 볼 수 있었다. 최근 3차원 프린터는 전문가용이라는 선입견을 깨고 보급형 프린터가 확산되며 학생들이 잡지나 TV에서만 접하던 첨단 디지털 장비를 행사장에서 직접 활용할 수 있는 기회가 주어진 것이다. 김승환 포스텍 교수·한국과학창의재단 이사장기업들도 부스에 많이 참여해 우리 생활 속에서 첨단 정보통신기술(ICT)이 어떻게 활용될 수 있는지를 참가자들이 직접 몸으로 체험해볼 수 있었다. 특히 증강현실을 이용한 상점이나 스마트학교에서 전시된 기기를 켜지 않고도 뮤직비디오를 감상하거나, 책을 직접 넘기지 않고도 그 내용을 볼 수 있다는 것에 시연해본 많은 학생이 신기해했다. 또한 몸에 장착하면 다리나 허리에 부담을 주지 않고 어디에서나 앉을 수 있는 의자도 국내벤처기업에 의해 개발, 전시되는 등 웨어러블 기기의 혁신을 맛볼 수 있었다. 이 획기적인 아이디어 기기는 착용도 편리해 근골격계 질환의 예방이나 하루종일 서서 일하는 노동자에게 도움을 줄 수 있다고 한다.행사장 한 쪽에 위치한 강연장에서 ‘기적의 수업오디션’이 진행됐다. 어렵고 딱딱할 수 있는 과학 수업을 ICT를 활용한 게임이나 마술 등 방법으로 쉽고 재미있게 진행하는 수업노하우 경연이다. 10여년 전 생활과학교실이 막 출범했을 때 필자도 강사로 나섰는데, 초롱초롱한 눈의 유치원생들과 대면했을 때의 막막함이 떠올랐다. 전국에서 엄선된 최고의 선생님과 생활과학교실 강사들의 열띤 수업 경연 중에서도 청각장애특수학교인 충주성심학교의 교장수녀님께서 장애우들이 학교 밖 과학체험활동을 통해 역경을 극복하는 사례를 공유해주신 것은 큰 감동으로 다가왔다.최근 과학축전은 대부분 직접 보고, 만지고, 제작하고, 경험하는 체험형으로 빠르게 진화하고 있다. 많은 부스에서 또래의 초·중학교 학생들이 직접 멘토가 돼 친구들과 어른들에게 과학원리가 적용된 실험과 매직쇼를 시연하며 자신들의 경험을 전수해주고 있었다. 이번 축전에는 정부출연연구소도 적극 참여했는데, 과거 연구개발(R&D) 성과를 홍보하던 단순한 전시 방식을 탈피해 아이들의 눈높이에 맞추어 연구소에서 개발된 첨단과학기술의 직접 체험이 가능하도록 다양한 콘텐츠를 제작, 활용하는 배려가 돋보였다. 전반적으로 참여와 체험을 통해 활성화된 축제 한마당은 넓어진 우리 과학문화의 저변을 보여줬다. 이번 축전은 아이들의 손을 잡고 온 학부모도 많이 눈에 띄었다. 행사장 곳곳을 누비는 아이들의 즐거운 얼굴과 학부모의 흐뭇한 미소에서 축전 개최의 의미를 되새길 수 있었다. 서울에서 휴가를 내고 왔다는 한 열성 학부모의 아이는 식사 시간을 아끼려 도시락으로 끼니를 해결하며 수많은 공방형 체험장을 뛰어다녔다. 아이들이 잠시나마 스마트폰의 중독에서 벗어나 체험학습에 흠뻑 빠져 있는 모습도 대견해 보였다. 한편 행사장 한쪽에선 30년 전 추억의 ‘과학상자’가 최근의 DIY 열풍에 힘입어 기계과학 탐구교재로 다시 스포트라이트를 받고 있었다. 이 완구를 30년 동안 만들어오던 한 과학완구회사가 이 때문에 기사회생했다는 반가운 소식이 들렸다. 이번 과학창의축전에서 아이들은 같은 꿈을 꾸는 친구들을 만나고 평소 접하지 못했던 첨단기기와 기술을 직접 체험하며 모처럼 행복한 시간을 보냈다. 혁신의 아이콘 스티브 잡스는 “창의적인 사람은 경험을 연결시켜 새로운 것들을 창조해낸다”고 말했다. 우리 아이들이 살아갈 미래는 창의적 아이디어와 과학기술경쟁력이 바로 국가경쟁력이 되는 시대이다. 축전을 통해 창의의 바람이 과학문화를 확산하고, 우리나라의 미래를 활짝 열어주길 기대한다.김승환 포스텍 교수·한국과학창의재단 이사장

제12차 생물다양성협약 당사국총회가 얼마 전 2018년 동계올림픽 개최지인 평창에서 개최되면서 주목을 받았다. 다소 낯선 개념인 ‘생물다양성’이란 생물종 및 유전자 특성의 다양성, 그리고 생물이 서식하는 생태계 요소의 다양성을 총체적으로 일컫는 말이다. 생물다양성은 생태계의 건강성을 가늠할 수 있는 지표로 사용되고 있다.1972년 유엔환경개발정상회의에서 생물종의 감소 및 환경문제 논의가 시작됐으며, 1992년 브라질 리우데자네이루에서 개최된 유엔환경개발정상회의에서 생물다양성협약이 채택됐다. 생물다양성협약은 생물다양성의 보전과 지속가능한 이용, 공정한 분배를 목적으로 하며 2012년 제10차 당사국총회에서 유전자원의 접근 및 이익 공유에 관한 나고야의정서가 채택됐다. 유전자원이란 실질적 또는 잠재적 가치를 지닌 유전물질을 의미한다. 나고야의정서로서 유전자원에 대해 각국의 자원주권이 인정받게 됐다. 즉, 나고야의정서는 생물자원으로부터 유용한 물질을 추출해 의약품, 식품, 신소재 물질 등을 만드는 산업이 각광받으면서 그동안 선진국들이 해외생물자원을 통해 얻은 독점적 이익을 생물자원이 풍부한 개발도상국에 공평하게 배분하자는 개발도상국의 강력한 의지가 반영된 것이라 볼 수 있다. 그만큼 생물다양성이 미래의 부가가치 창출에 핵심적인 기여를 할 것이라는 기대가 깔려 있다.우리나라는 1994년 10월 생물다양성협약에 가입했으며, 국가적인 차원에서 육상·해양생물자원을 효율적으로 보전하고 관리하기 위한 법적 체계를 갖추고 생태계조사 및 보전에 힘쓰기 시작했다. 해양생물자원관리에 국한해 살펴보자면, 해양생물종 목록을 작성하고 다양성 규모를 파악한 이후 한국해양생물다양성정보시스템(KOMBIS)에 수록해 공개하고 있다. 또한 국립해양생물자원관을 건립해 올 5월 28일부터 시범운영하고 있다. 또한 각종 연구조사를 통해 해양생태계현황을 파악하고 있으며, 생물종 다양성 보전을 위해 ‘해양생태계 보전 및 관리에 관한 법률’과 ‘습지보전법’에 따라 10월 기준으로 9개의 해양생태계보호구역과 12개의 연안습지보호구역, 총 21개 지역을 지정해 특별 관리하고 있다.정경태 한국해양과학기술원 책임연구원·해양학우리나라 동해, 서해, 남해는 상이한 지리적 특성이 있다. 동해는 수심이 깊고 암반이나 모래로 된 해안이 주를 이룬 반면, 서해는 수심이 얕고 해안선을 따라 수㎞에 달하는 넓은 갯벌이 발달해 있다. 남해는 많은 섬과 생물다양성이 독특한 습지를 포함하고 있다. 이러한 해역별 특성의 다양함으로 인해 서식하는 해양생물종 역시 다양하다. 특히 제주도와 갯벌이 많이 포함된 남해 서부해역은 종 다양성 측면에서 중요성이 높다. 해양생물종 다양성이 높은 다른 이유는 염분과 온도가 다양한 해류의 영향을 동시에 받기 때문이다. 우리나라 해역은 남쪽으로부터 구로시오의 지류인 쓰시마 난류 영향을 강하게 받으며, 북쪽으로부터 리만 한류의 영향을 받기 때문에 난류종과 한류종이 함께 나타난다. 그 결과 최소한 현재까지는 우리나라 연안의 해양생물다양성이 전 세계적으로 볼 때 높은 것으로 보고되고 있다. 현재까지 전 세계 해양생물은 23만여종이 보고됐으나 최대 1000만종까지 있을 것으로 추정되고 있다. 우리나라도 문헌상으로는 약 1만종이 보고되고 있지만, 향후 집중적인 조사가 진행된다면 현재보다 훨씬 많을 것으로 기대되고 있다.나고야의정서가 발효되면 다른 나라 생물자원을 활용해 의약품이나 화장품을 만들어 이익을 볼 경우 자원 원산지 국가와 이익의 일부를 나눠야 한다. 우리나라의 경우 국내 전체 바이오산업이 해외원료사용으로 지급해야 할 로열티 부담이 연간 3900억∼5000억원에 이를 것으로 조사됐다. 생물다양성의 미래가치가 우리에게 주는 메시지는 분명하다. 생태계의 건강성뿐만 아니라 생물자원의 활용가치로 인해 생물다양성이 자국의 경쟁력이 된 지금 어느 때보다도 이를 보전하고 체계적으로 관리해 나가야 한다. 우리의 해양생물다양성 자산을 간과하지는 않았는지 돌아볼 필요가 있다. 무분별한 연안 개발 및 해양오염을 지양해야 하며 나아가서는 복원 노력을 지속적으로 기울여야 할 것이다.정경호 한국해양과학기술원 책임연구원·해양학

지난주 기상청 날씨예보에 의하면 “당분간 낮과 밤의 기온차가 15도 내외로 크겠다”며 건강관리에 유의해야 함을 언급했다. 특히 기상청은 “우리나라 상공에 찬 공기가 자리하면서 맑은 날임에도 복사냉각에 의해 아침기온이 큰 폭으로 떨어지겠다”고 했다. 실제로 큰 폭으로 떨어졌다. 천고마비의 계절인 가을의 화창한 날씨에 복사냉각이라는 자연 열전달현상에 의해 낮과 밤의 기온차가 큰 폭으로 계속 유지되고 있는 것이다. 복사냉각은 우리에게 좀 생소한 열전달 용어이기도 하지만 어떤 자연현상이기에 아름다운 가을의 정취를 밤늦게까지 만끽하고 싶은 우리들의 작은 소망을 빼앗아 가는 것일까.자연의 열전달현상은 크게 보면 전도, 대류, 복사 현상으로 나누어진다. 세상의 모든 물체에서나 물체 간의 온도 차에 의해 세 가지 형태의 열전달이 존재한다. 우선 전도에 의한 열전달 현상은 기본적으로 고체, 액체, 기체의 물체가 정지 상태에서 온도차에 의해 발생되며 재료의 종류에 따라 전도율이 낮은 것부터 높은 것까지 천차만별이다. 일반적으로 비금속인 다이아몬드를 제외하고는 금속이 비금속, 액체, 기체에 비해 열전도율이 수십 배에서 수천 배까지 높다.다음으로 대류 현상은 액체, 기체의 유동에 의해 온도차가 발생돼 열전달이 일어나는 현상이다. 뜨거운 금속판을 선풍기 앞에 놓았을 때는 정지상태의 공기 속에 뒀을 때보다 빨리 냉각된다는 것을 알 수 있고 공기 속도의 변화에 따라 열전달에 영향을 미친다. 열전달에 변화를 주기 위해 액체와 기체를 강제로 움직이는 경우를 강제 대류 열전달이라 하고 방안의 공기가 천장과 바닥의 온도차에 의해 자연스럽게 이동하는 경우를 자연 대류 열전달이라 한다. 물을 끓여 액체를 증발시키거나 냉각에 의해 증기가 액체로 응축되면서 생기는 현상은 단순한 자연, 강제 대류에 비해 수백에서 수만 배로 열전달이 촉진된다. 운동선수가 경기가 끝나자 피부의 땀 증발에 의해 발생되는 저체온을 막기 위해 옷을 빨리 갈아입는 경우가 이에 해당된다.마지막으로 기상청 예보에서 언급한 복사냉각을 일으키는 복사는 전도 및 대류와는 전혀 다른 형태의 열전달 현상이다. 복사에 의한 열은 기본적으로 물체가 최저의 에너지 상태인 절대 영(零)도 수준을 제외하고는 모든 물체에서 나오는 포톤(Photon)에 의해 발생된다. 포톤은 전자기파를 일으키는 입자와 동일하고 그러기에 일정 영역의 파장을 가지며 열에너지를 갖고 빛의 속도로 이동하게 되는데 이를 복사 열전달이라 한다. 이에 복사열 에너지는 빛이나 전자기파와 같이 어떤 물체를 투과하기도 하고 대기 중의 공기나 구름을 만나면 반사, 흡수, 산란 등을 하게 된다. 김광선 한국기술교육대 교수·기계공학복사냉각은 지구 표면에 머무르고 있던 열에너지가 복사 현상에 의해 지구 표면 외부로 전달돼 대기 온도가 낮아진 상태를 의미한다. 구름 한 점 없이 맑은 가을 날 낮에는 태양으로부터 입사되는 복사열은 많아지지만 반대로 밤이 되면 차가운 대기 중으로 방출되는 복사열도 많아져 온도차가 커지게 된다. 그러나 대기 중의 구름으로 흐린 날이면 복사열을 구성하고 있는 포톤이 지구로 입사하다가 구름, 즉 수증기라는 장애물에 흡수, 반사, 산란 등을 일으키면서 강도가 약화되고 밤에는 같은 이유로 대기 외부로의 방출도 쉽지 않아 온도차는 적다. 물론 자연의 강제대류 현상으로 찬 공기가 북쪽에서 내려와 지표면을 차갑게 하고 낮에는 따뜻한 공기가 남쪽에서 불어와 낮과 밤의 온도차를 크게 할 수 있으나 요즘과 같이 바람도 없는 천고마비의 계절엔 거의 발생하지 않는다. 가을의 맑은 날, 낮과 밤의 큰 기온 차는 주로 복사냉각에 의해 발생한다.피할 수 없는 길이라면 즐기라 했다. 낮에는 복사열을 즐기고, 밤에는 복사냉각을 느껴보자. 저물어가는 아름다운 가을의 단풍을 만끽하면서.김광선 한국기술교육대 교수·기계공학

지난 17일 세종대에서 한국 웹 20주년 기념 콘퍼런스가 열렸다. 현재 웹에서 가장 중요한 기술 중의 하나로 꼽히는 자바스크립트를 개발한 브렌던 아이크를 비롯해 웹의 탄생과 확산에 기여한 유명한 외국의 손님들이 방문했고, 20년 전 우리나라에 웹을 처음으로 확산하기 위해 노력했던 많은 사람이 함께한 뜻깊은 자리였다.정지훈 경희사이버대 교수·미래학우리나라에 웹이 처음으로 공식 소개된 것은 1993년이었고, 1994년에는 웹에 관심이 있는 사람들이 모여 웹 활성화 방안을 자발적으로 연구했다. 당시 카이스트 대학원생이었던 최우형이 이메일로 정보를 주고받는 메일링 리스트를 만들어 정보를 공유했고, 이 멤버들 중에서 한국전자통신연구원 김용운 연구원을 편집인으로 22명의 참여자가 역할을 분담해 쓴 우리나라 최초의 전자책이 바로 ‘가자, Web의 세계로!’ 이다.이처럼 인터넷은 일반적인 다른 산업과는 달리 경제적 이윤, 도덕적인 당위, 법률의 제정 등을 통해 시작된 것이 아니라 수많은 사람의 네트워크의 힘으로 구성됐고 발전했다. 그러기에 인터넷이 가지고 있는 시대정신은 기존의 국가를 중심으로 하는 국가주의 시각과는 매우 다르다. 개개인의 자유를 중시하고, 시간과 공간의 경계에 구애를 받지 않는 글로벌 시민주의가 그 기저에 깔려 있다. 역사적으로 이런 자유로움을 지키려고 하는 사람과 어떻게든 기존의 방식으로 이를 통제하고자 하는 빅브러더 사이의 긴장관계는 꾸준히 존재해 왔다.암호화 기술의 등장은 사실 이런 자유를 추구하는 사상 및 해커들과 밀접하게 연관돼 있다. 암호화를 통해 해커들이 자유를 확보하고 정부의 감시에서 벗어난다는 설정은 사이버펑크 공상과학(SF)소설의 단골 테마다. 강력한 권력을 가진 정부 등에서 주도하는 중앙집중적인 권력과 이런 권력의 제어에서 벗어나 개인의 자율적 선택으로 네트워크에서의 자유와 자신을 보호할 수 있는 권리를 확보하겠다는 사람들의 충돌은 미국에서는 멀리는 1993년 국가안보국의 클리퍼 칩 도입이 무산된 사건부터 가깝게는 2013년 에드워드 스노든이 국가안보국의 사찰과 관련한 내용을 포함한 기밀정보를 폭로하고 러시아로 망명한 사건 등 여러 사례가 있었다.최근 이런 충돌이 우리나라에서도 시작되고 있다. 오해의 여지가 있든 없든 국가에서 국민의 커뮤니케이션과 관련한 통제를 강화하겠다는 메시지를 던졌고, 실제로 국민이 가장 많이 쓰는 메신저 서비스인 카카오톡이 그 대상이 되면서 뉴스의 중심이 됐다. 그 와중에 암호화와 보안성을 자랑한다는 텔레그램이라는 외국 서비스가 인기를 얻기 시작했다. 이는 단순한 카카오톡의 보안 문제가 아니라 과거에는 그다지 민감하게 반응하지 않았던 네트워크상에서의 자유에 대해 우리나라 국민이 예민하게 반응한 결과다. 결국 우리 사회의 가치관이 개인들의 표현의 자유와 프라이버시 보호를 요구하기 시작한 것이다.인터넷은 개방과 공유를 바탕으로 자율적으로 움직이는 것이었는데, 국가의 관여가 노골화되는 곳이 나타나고 있다. 2013년 11월, 영국의 ‘가디언’은 브라질, 독일, 인도 등이 독자 통신망 구축에 나서 인터넷이 지역 단위로 쪼개질 가능성이 있다고 보도했고, 중국정부는 인터넷 감시를 위해 수백만명의 인원을 동원해 인터넷을 검열하고 있다. 이에 전 세계 수많은 사람이 우려를 표하거나 비난의 목소리를 냈다. 그 우려의 대상에 우리나라가 포함된다는 것은 너무 슬픈 일이 아닐까. 물론 안보나 확실한 범죄를 막기 위한 목적으로 정당하게 집행되는 법을 바꾸라고 할 수는 없다. 그렇지만, 정당한 목적이 아닌 다른 목적으로 국가가 국민을 감시하지는 않을 것이라는 신뢰가 쌓이지 않는다면 자유를 찾아 떠나는 제2, 제3의 사이버망명 사태는 계속해서 발생할 가능성이 크다.정지훈 경희사이버대 교수·미래학

최근 세계적으로 식량·에너지·환경·건강에 대해 주목하면서 인류가 당면한 이들 과제를 해결할 작물에 관심이 많다. 이런 가운데 올해는 한반도에서 고구마를 처음 수확한 지 250년이 된다. 1763년 10월 일본에 조선통신사로 가던 조엄(1719∼1777)에 의해 대마도로부터 부산에 도입된 고구마는 우리 민족의 배고픔을 달래준 구황(救荒)작물로 크게 기여했고 이제는 부자들도 즐겨 찾는 최고의 건강식품과 산업식물로 각광받고 있다. 곽상수 한국생명공학연구원 책임연구원·생명공학조선은 잦은 흉년으로 극심한 어려움을 겪었다. 동래부사, 경상도 관찰사 등을 지낸 조엄은 민생문제 해결에 주력한 목민관으로 평가된다. 조선통신사 첫 기항지 대마도에서 고구마를 발견한 조엄은 식량으로 좋을 것이라 생각하고 부산으로 보냈다. 부산포에 도착한 고구마는 최종적으로 동래부사 강필리(1713∼1767)에게 전달된다. 그는 조엄이 전해 준 보관법, 재배법, 증식법을 이용해 자신이 직접 재배한 뒤 이를 보완해 전국에 널리 전파했다.고구마는 8000년 전 중남미에서 처음 재배됐고, 이후 점차 재배지가 확산됐다. 신대륙을 발견한 콜럼버스는 고구마를 남부 유럽에 처음 소개했다. 이후 고구마는 필리핀, 중국 남부지방, 일본 규수지방을 거쳐 일본 전역으로 확산됐다. 대마도에 들어온 것은 1715년이며 콜럼버스에 의해 유럽으로 도입된 지 271년 만인 1763년 조엄에 의해 부산에 상륙하게 됐다.2011년 현재 고구마는 세계 795만ha에서 1억426만t이 생산된다. 아시아가 재배면적의 53%, 전체 생산량의 약 80%를 차지해 고구마는 아시아 작물로 불린다. 중국은 세계 생산량의 약 73%를 차지한다. 우리나라는 현재 약 26만t을 생산하고 있지만 식량이 부족했던 1965년에는 약 300만t을 생산해 국민들의 굶주림을 해결하는 데 결정적인 기여를 했다. 고구마가 척박한 땅에서 잘 자라고 가뭄, 홍수, 태풍 등 자연재해에도 비교적 강한 특성이 있어 보릿고개가 있었던 시절의 우리와 비슷한 북한의 만성적인 식량문제 해결에 고구마가 해법이 될 수 있다.고구마는 비타민C, 비타민E뿐만 아니라 황색의 베타카로틴, 자색의 안토시아닌 등 항산화물질이 풍부해 노화 방지 및 항암활성이 탁월하다. 풍부한 식이섬유 덕분으로 전분을 단당류로 분해를 조절해 현미처럼 혈당을 천천히 올리며 포만감까지 줘 당뇨환자에게 도움이 되고 변비 예방과 다이어트에도 유리하다. 칼륨함량이 높아 나트륨 배출을 촉진해 혈압 강화에 도움이 된다. 또한 고구마는 껍질째 생으로 먹을 수 있고 잎과 줄기도 항산화물질 등 몸에 좋은 영양소가 풍부해 채소와 사료로 이용된다.고구마가 10a에서 생산하는 탄수화물은 3.9명을 부양할 수 있어 다른 주곡작물인 옥수수(1.0명), 밀(1.6명), 벼(2.4명), 감자(3.4명)보다 매우 높아 구황작물로 최고다. 미국 농무성은 전분작물 가운데 고구마가 단위면적당 탄수화물을 가장 많이 생산하며 특히 식량 수급에 영향을 주지 않는 척박한 땅에서 바이오에탄올을 생산할 수 있는 에너지 작물로 평가했다. 이는 고구마가 가진 척박한 토양을 포함한 외부 스트레스에 견디는 높은 항산화능력 덕분이다.본원 식물시스템공학연구센터는 첨단 생명공학기술로 중국 사막화 지역 등 척박한 땅에 잘 자라면서 고부가가치를 창출하는 고구마를 개발하고 있다. 지난해 카자흐스탄 아스타나 북쪽 북위51도에 고구마의 시범 재배를 성공해 현지인의 주목을 받았다. 고구마는 서리가 내리지 않은 기간이 120일이면 어느 곳에서도 재배가 가능하다. 250년 전 남방을 통해 한반도에 도입된 고구마는 이제 아시아 북방으로 새로운 산업작물로 확산되고 있다. 고구마는 식량 등 문제를 해결하는 21세기 글로벌 구원투수로 등장할 것으로 기대돼 신품종 육성에 많은 관심과 노력이 필요한 때다.곽상수 한국생명공학연구원 책임연구원·생명공학