감염병서 환경파괴까지..과학기술이 '해결사'

■일상을 바꾸는 미래 유망기술
100세시대 이끌 '의료로봇 케어'
IoT로 미세먼지·생활폐기물 저감
빅데이터 활용 범죄예측시스템 등
KISTEP 매년 '10년 뒤 유망기술'

[서울경제]

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2018년 선정된 스마트팜

'뇌-기계 인터페이스, RNA 기반 치료제, 그래핀 나노 구조체, 무공해 저급 석탄 에너지, 염료 감응 태양전지, 지능 공간 인지 통신, 역분화 줄기세포, 인체 통신, 인지 로봇, 퍼스널 라이프로그.’

지난 2008년 9월 터진 글로벌 금융 위기의 충격이 채 가시지 않았던 2009년 2월 발표된 한국과학기술기획평가원(KISTEP)의 10대 미래 유망 기술이다. 키스텝은 대략 10년 안팎의 미래 유망 기술을 연초에 10개씩 선정한다.

당시 10년 뒤 일상생활 변화를 선도할 유망 기술 중 현재 뇌-기계 인터페이스는 일론 머스크가 뇌에 무선 컴퓨터 칩(전극과 모듈)을 심어 생각만으로 컴퓨터를 작동시키거나 뇌질환 치료에 활용하기 위한 실험을 진행하는 등 연구 그룹이 꽤 있다. RNA 기반 치료제도 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 사태 1년 만에 초고속으로 개발된 백신 중 화이자와 모더나가 mRNA백신을 처음으로 선보이며 일부 실현됐다.

2010년 발표한 미래 생활의 변혁을 일으킬 기술로는 입는 컴퓨터, 3차원 디스플레이, 간병 도우미 로봇, 다목적 백신, 유전자 치료, 홈 헬스케어 시스템, 고효율 휴대용 태양전지, 스마트원자로, 무선 전력 송수신, 에코 에너지 제로 건축이 뽑혔다. 이 가운데 스마트원자로는 요즘 빌 게이츠도 주목하는 소형모듈원자로(SMR)로 발전해 노후 원전 시장에서 잠재력이 크다는 평이다.

2015년 선정된 바이오 스탬프(신체부착 센서)

2011년 신종 감염병, 정보 격차, 고령화를 대비한 미래 유망 기술로는 전기차 급속 충전, 양자 암호, $2 발광다이오드(LED) 램프, 원터치 건강진단 서비스, $100 롤러블 태블릿PC, 이산화탄소 흡수·저장 소재, 리튬 에어 전지, 감염성 병원체 검지 로봇 시스템, 광범위 작용 항미생물 제제, 현장 진단 유전자 증폭 기술이 선정됐다. 이 가운데 코로나19 감염 여부를 진단하는 유전자 증폭 기술이나 감염성 병원체 검지 로봇 시스템 등 적지 않은 기술이 일부 현실화됐다.

2012년 10년 뒤 한국 경제를 견인할 기술로는 암 바이오마커 분석, 실시간 음성 자동 통역, 스핀 트랜지스터, 미생물 연료전지, 슈퍼 독감 백신, 초전도 송전, 디지털 홀로그래피, 바이오 플라스틱, 4G+ 이동통신, 친환경 천연물 농약이 거론됐다. 이 중 바이오 플라스틱은 세계적 연구개발(R&D) 과제이나 아직까지 석유화학 플라스틱에 비해 경제성을 갖추지는 못 하고 있다.

2013년 ‘건강하고 활기찬 100세 시대’를 위한 스마트 에이징 미래 기술로는 신경 줄기세포 치료, 나노바이오 의료 센서, 대화형 자연어 처리, 생체 신호 인터페이스, 초고속 유전체 해독, 무인 자율주행차, 분자 영상 질병 진단, 라이프 케어 서비스 로봇, 근력 지원 로봇 수트, 실감형 스마트워크가 꼽혔다. 바이오·생명과학 시대를 맞아 이 모두 활발하게 연구가 이뤄지며 적지 않게 결실을 보고 있는 분야다. 영화 ‘스파이더맨’에 나오는 근력 지원 로봇 슈트도 일부 실용화되고 있다.

2018년 선정된 라이프로그 개인비서

2014년 사회 안전을 지켜줄 유망 기술로는 생체 인증, 가상화 보안, 양자 정보 통신, 빅데이터 기반 범죄 예측, 초소형 비행 감시 로봇, 상황 인식, 전자코, 식품 스마트패키징 기술, 고속 진단 페이퍼칩, 식물 생산 백신(그린백신) 기술로 압축됐다. 2015년에 사회 격차를 줄일 미래 기술로는 스마트폰 이용 진단, 의료 빅데이터, 바이오스탬프, Li-Fi(LED 가시광선 활용 데이터 서비스), 가상 촉감, 비콘, 진공 단열, 나노 소재 활용 에너지 하베스팅, 개인 맞춤형 스마트러닝, 실감 공간 구현 기술이었다. 2016년 삶의 만족과 사회적 신뢰 향상을 위한 10대 유망 기술로는 빅데이터 기반 사기 방지, 온라인 모바일 금융거래 보안, 주문형 사물 정보, 정신 건강진단 치료, 빅데이터 기반 감염병 예측 경보 시스템, 딥러닝 기반 개인 비서, 여가용 가상현실, 미세먼지 대응, 사물인터넷(IoT) 보안, 공감 로봇 기술로 나타났다.

2017년 생활 공해, 환경오염을 줄여줄 미래 기술로는 IoT 기반 상황 인식형 조광, 능동 제어형 소음 저감, 인공지능(AI) 팩트 체킹 보조, 원전 사고 대응 시스템, 비방사성 비파괴 검사, 초미세먼지 제거, 친환경 녹조·적조 제거, 생활 폐기물 첨단 분류·재활용 시스템, 환경 변화 실시간 입체 관측, 미생물 활용 환경 복원 기술이었다. 2018년 안전하고 편리한 스마트 사회를 구현할 유망 기술로는 반응형 주택, 라이프로그 개인 비서 소프트웨어, 스마트 타투, 소프트 로봇, 커넥티드카, 모듈형 대중교통 시스템, 무선 전력 전송, 스마트팜, AI 보안, 혼합 현실 기술이 꼽혔다.

2019년 선정된 3D프린팅 인공장기

2019년 미래 소재 기술로는 바이오플라스틱 필름, 손실된 인체 감각을 대체하는 기기용 소재, 3D 프린팅 인공장기, 불이 나지 않는 고성능 고체 전해질, 고속 충방전 배터리, 초경량 수송체, 1억도 이상을 견디는 차세대 핵융합 소재, 스트레처블 디스플레이, 자율적으로 수명을 제어하는 화학 소재, 완전 직물형 웨어러블 소자가 선정됐다. 마침 이 해 7월 일본의 반도체, 디스플레이 소재, 부품·장비 수출 규제 사태가 터지며 소재 산업에 대한 중요성을 일깨우는 계기가 됐다.

지난해 초연결·초지능 시대에 주목할 유망 기술로는 실시간 건강 모니터링, 고용량 장수명 배터리, AI 기반 스마트 자연재해 예측·통합 능동 대응, 정확한 실시간 갱신 고정밀지도 제작, 지능형 데이터 분석 기반 오작동 실시간 모니터링과 이상 징후 파악, 개인 정보 흐름 탐지, 정보 진위 판별, 증강·혼합 현실 기반 초실감 인터렉션, 클릭만으로 가능한 AI 플랫폼 구축, 판단 이유를 알려주는 AI가 뽑혔다.

올 초 선정된 비대면 초실감 미디어 제작 중계

올해 발표한 비대면 시대 주목할 미래 기술로는 비침습 생체 정보 기반의 심혈관 질환 관리, 교통 약자를 위한 레벨4 자율주행차, LXP 기반의 개인 맞춤형 큐레이션, 자율주행 라스트마일 딜리버리 서비스, 지능형 에지 컴퓨팅, VR·홀로그램 기반 실시간 협업 플랫폼, 인터페이스의 벽을 허무는 비욘드 스크린, AI 보안, 비대면 초실감 미디어 제작·중계, 녹색 포장 기술이 뽑혔다. 앞으로 10년 뒤 세상은 체온 재듯 혈당을 측정하고 원격 의료를 활용하되 병원을 갈 때는 원격 자율차를 활용한다는 것이다. 바이오 플라스틱 기술이 상용화되고 여러 사람이 3차원 가상 환경에서 실제 만나는 것처럼 회의나 작업을 할 수도 있다.

최문정 KISTEP 미래예측센터장은 “2050년 탄소중립 사회 실현이라든지 시대의 과제를 해결하기 위해 과학기술을 발전시켜야 한다”며 “10년쯤 뒤 실현 가능성과 경제적·기술적 파급효과 등을 따져 유망한 기술을 정하는데, 과학기술이 우리사회 문제 해결에 기여하기 위해서는 법과 제도 개선뿐 아니라 이해 당사자 간 갈등을 최소화시키는 것도 필요하다”고 말했다.

/고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com