행사는 실시간 온라인 참석자 250명과 함께 진행됐다. 각 기술에 대한 쉽고 재미있는 설명과
질문으로 진행됐다. 마지막에는 가장 관심이 가는 기술을 선정하는 시간도 가졌다. 연말 왕중왕전에서 다시 만날 기술도 선정했다.
 
◆ '포켓몬'처럼 진화하는 우주?···그러면서 우주는 언제나 아름답다

"포켓몬처럼 은하도 진화합니다. 은하가 어떻게 진화했는지 알기 위해 만들어진 것이 아주 어두운 곳을 볼 수 있는 망원경이지요."

유재원 한국천문연구원 연구원은 우주와 은하를 주제로 강연했다. 그에 따르면 큰 은하는 작은 은하를 잡아먹으면서 진화한다. 합쳐지는 과정에서 작은 은하가 부서진 띠 형태가 형성이 된다. 이를 잘 분석하면 수십억년전 은하의 합병 과정을 볼 수 있고, 더 커진 은하를 진화도 볼 수 있다.

과학자들은 우주를 관측하기 위해 어두운 곳까지 볼 수 있는 망원경을 개발한다. 유 연구원도 이 프로젝트에 참여하고 있다. 그는 "우주의 어두운 곳을 보여주는 망원경은 희미해서 볼 수 없던 은하의 화려한 과거사를 보여준다. 이 망원경을 통해 우리는 새로운 은하 진화 과정을 볼 수 있을 것"이라고 말했다.

망원경은 크고 오래 관측할 수록 좋다. 고성능 국산 망원경을 직접 만들기 위해 시작한 프로젝트가 'K-DRIFT'다. 유 연구원은 "K-DRIFT는 희미하고 넓게 퍼져있는 천체를 관측할 수 있고 엄청난 가성비가 자랑이다"라고 덧붙였다.

◆ 마이크로디스플레이 기술, 대한민국 대표 기술 될 것

조남성 ETRI(한국전자통신연구원) 연구원은 한국 중요 산업 중 하나인 '디스플레이'를 설명했다. 그에 따르면 최근 디스플레이는 가상증강현실과 융합해 더욱 주목받는 기술이다.

디스플레이는 휴대폰, 바이오헬스 등의 영역에 적용되는데 ETRI는 대면하지 않는 디스플레이 기술에 대해 연구하고 있다. 조 연구원은 "자동차에 디스플레이 기술이 적용돼 가치를 높이고 있다. 안경에 디스플레이 기술을 전달받을 수 있는데 이 기술이 가상증강현실 디스플레이 기술이다"면서 "영상으로 디스플레이 정보를 받을 수 있는데 군사용 디스플레이에 적용되는 경우도 있어 아주 중요한 기술이다"라고 설명했다. 

ETRI는 미세한 패턴으로 빛의 3원색을 구현하는 디스플레이 기술을 개발했다. 조 연구원은 "작은 디스플레이로 사람들에게 다양한 정보를 제공하는 동전만한 디스플레이 개발했다"면서 "마이크로디스플레이 기술은 OLED를 기반으로 하고 대한민국을 대표하는 기술이다"라고 덧붙였다.

◆ 공장에도 AI와 로봇 기술 적용됐다···만화 속 로봇과 달라

유영준 한국생산기술연구원 연구원은 "로봇 영상을 유치원에 보냈더니 머리도 없고 다리도 없는 쇳덩어리라고 했다. 우리가 생각하는 로봇과 연구로봇은 차이가 있다"라고 웃으며 설명했다.

실제 제조업에 로봇 기술은 적용되고 있다. 그는 "설비와 공정을 실행하는 로봇과 AI가 필요하다. 사람이 판단하던 것이 AI로 대체되고 있다"면서 "AI기술을 제조업에 적용하면 파이프 도장 공정을 로봇이 자동으로 작업한다"라고 말했다. 

그는 이어 "재활용품 분류 공정에는 '오브젝트 디텍션'이라는 기술이 적용되는데 어떤 물품이 있는지 찾아주는 기술이로 특정 모양을 분류하는 기술이다"라고 말했다.

또 "CNC 마모 측정 기술은 공구 끝이 마모가 되는데 사람이 측정하던 것을 자동으로 AI가 판별하는 기술이 있고 '이미지 세그멘테이션 기술'이다"라고 설명했다.

이외에도 제조업에 적용하기 위해 생기연의 다른 기술들이 있다며 관심을 당부했다. 마지막으로 유 연구원은 "동영상에 있는 AI 기술이 일반인도 조금만 관심을 가지면 할 수 있다. 동물에게 자동으로 먹이 배급하는 장치 쉽게 구할 수 있다. 관심을 갖고 학생들이 할 수 있게 되면 제조업 경쟁력 높아질 것이다"라고 밝혔다.

◆ 이동통신은 한 세대가 10년, 다음 10년은 6G?

김근영 ETRI 연구원은 "이동통신은 한 세대가 10년이다. 앞으로 곧 6G가 서비스될 것이다"라고 설명을 시작했다.

그는 "전파라는 대역을 통해 위성, TV, 라디오 등 다양한 신호가 오간다. 주파수는 1초간 진동하는 횟수인데 10번 진동하면 10Hz 대역 20~20000Hz는 가청 대역이다. 특정 주파수 대역에 맞춰서 변조를 하는데 음성과 반송파를 곱해서 전송한다. 주파수 대역폭은 주어진 데이터를 전송하는데 필요한 주파수 폭을 필요로 한다. 이러한 주파수 대역폭은 매우 비싸다. 5G 주파수 대역폭은 KT가 3.6GHz 사용에 1조원이 넘는 돈을 투자했다. 여러 사용자가 동시에 통신하게 하는 다중접속 기술도 있다"라고 자세한 자료를 보여줬다.

이어서 그는 "이동통신 기술은 1세대는 음성, 2세대는 아날로그에서 디지털로 바뀌면서 음성 품질이 향상되고 문자 서비스가 시작됐다. 3세대는 인터넷 접속이 시작됐고 이때 전송 속도가 낮았기 때문에 전송속도 높여서 4세대가 나왔다. 5세대 이동통신이 전송지연, 아주 많은 단말을 연결할 수 있는 기술이 개발되고 있다"라고 설명했다.

계속해서 이동통신 기술의 변화가 설명됐다. 김 연구원은 "4G 요구사항은 천천히 움직일때 1Gbps, 빠르게 움직일때는 1Mbps를 만족하는 기술이다. 5G는 데이터 속도뿐 아니라 접속지연, 접속 단말수 등 요구사항이 다양해 졌다"라고 말했다.

그의 설명에 의하면 5G 기술은 현재 개발이 가속화되고 있다. 김 연구원은 "4G는 인터넷 접속을 위해 개발됐고 5G는 스마트폰 뿐 아니라 자율주행, 스마트공장, 드론 등 산업의 다양한 기술 지원하기 위해 개발됐다"면서 "5G가 속도 차이가 안난다고 하는데 계속 5G도 진화하고 있다. 스마트폰과 스마트공장 등에 지원될 거기 때문에 시간이 지날 수록 피부로 느낄 수 있을 것이다"라고 덧붙였다.

차세대 이동통신 기술인 6G도 설명됐다. 그는 "6G 이동통신은 1Tbps급 공급을 목표로 한다. 아주 높은 주파수 대역을 사용하고 아주 많은 안테나를 이용해서 안테나를 많이 사용하면 공간을 활용할 수 있고 고속의 데이터를 서비스할 수 있는 기술이 개발되고 있다"라고 기술개발 현황을 설명했다.

그러면서 "인공지능, 자동차, 공장 등 다양하게 AI 기술이 사용될텐데 기존보다 더 많고 지연을 적게 요구하는 기술로 시스템이 더 복잡해 질 것이다. 이 시스템을 관리하기 위해서는 인공지능이 필요할 것이다"라고 전망했다.

마지막으로 김 연구원은 "5G, 6G가 산업의 필수 인프라다. 6G 인프라 개발하고 있는데 우리나라가 이동통신 전세계1등이 되도록 노력하겠다"라고 포부를 밝혔다.

◆ '세포 공장'이 있다?···자연이 알려주는 방법 그대로 '첨단바이오'

이대희 한국생명공학연구원 연구원은 "첨단바이오는 바이오의 끝판왕이다. 첨단바이오는 가장 앞서고 있는 바이오기술이다"라고 말문을 뗐다.

이 연구원은 "차세대 유전체 합성이 합성 생물학의 핵심이다. 합성 생물학은 생물체를 만들어내는 기술이다. 그 자체가 굉장히 중요하다. 합성 생물학은 자연을 최고의 스승으로 삼는다. 자연에서 배워서 기술로 개발해 혜택을 드리는 것이다"면서 "DNA에 모든 코딩 정보가 담겨있다. DNA안에 코딩 정보를 읽고 쓰고 만들어서 이로운 혜택을 드리는 것이 합성 생물학이다"라고 설명했다.

이 연구원은 "자연이 주는 정보 중 DNA에 있는 숨은 정보를 읽고자 노력하고 있다. 인류의 삶의 목적에 맞게 변형하고 고치고 새로운 형태로 만들고자 한다"라고 말했다.

합성생물학에는 '일하는 세포'들이 있다. 그는 "합성 생물학에도 로봇이 등장한다. 합성생물학의 세포는 '일하는 세포'다. 건강에 도움이 되고 이로움을 준다. 합성 생물학은 다른 것을 표준화하고 단순화해서 생물학으로 가져온다. 합성 생물학은 궁극적으로 생명체를 만들어서 우리에게 도움이 되게 한다"라며 기술의 혜택을 말했다.

최근 효모를 통한 연구의 활성화도 공개됐다. 이 연구원은 "세포 공장에는 일하는 세포들이 있다"면서 "효모 DNA에 마약성 진통제 성분을 넣어주면 미래에는 이 효모를 상비하고 있다가 진통 성분을 섭취하게 될 수도 있다"라고 말했다.

그는 이어 합성생물학이 적용된 말라리아 치료제, 햄버거 패티, 거미줄로 만든 옷 사례를 설명했다. 이 연구원은 "효모가 못하는 것이 없는데 말라리아 치료제도 생산한 적이 있다. 중국의 개똥쑥에서 말라리아 치료제를 만드는데 효모에 개똥쑥 성분을 넣어서 치료제를 만든 경우도 있다"라고 설명했다.

또 "햄버거 중에 콩 단백질에 고기맛을 내는 성분을 넣은 햄버거가 있다. 콩고기는 예전에도 있었는데 식감과 풍미가 안좋았는데 효모에서 특정 물질을 만들어 '힘'을 넣어 고기와 맛을 비슷하게 했다"라고 설명을 이어갔다.

마지막으로 "거미줄로 옷을 만든 경우가 있다. 합성 생물학은 거미가 만드는 실크를 효모에 넣어서 옷이나 가방을 만들었다. 미생물이 만드는 물질로 실생활에 쓰이는 물질을 만들었다"라고 밝혔다. 

우주에서 합성생물학 연구의 가능성도 공유됐다. 이 연구원은 "우주개발도 우주에서 작동하는 것으로 합성 생물학을 꼽는다. 우주에서도 DNA를 만들어 낼 수 있다. 이런 일들이 불가능할 것이라 생각하지 않는다"라며 다양한 사례를 설명했다.

이 연구원은 그는 첨단바이오의 한계를 넘고자 하는 시도를 설명했다. 그는 "생명체를 만들어서 제품을 만들고 10년 이상 500억원 이상이 든다. 경제적 효용성을 갖기 위한 것이 바이오파운드리다. 획기적 시간 단축과 대규모 연구개발을 가능하게 한다. 바이오파운드리 기업들은 바이오 기업과 협력해 합성생물학 자동화 성과를 구축했다"라고 말했다.

그러면서 "합성생물학이 AI나 자동화된 장비로 바이오가 가진 한계를 바이오파운드리로 뛰어넘고자 한다. 석유기반으로 인류가 번영을 누렸다면 앞으로는 기후변화같은 문제들이 첨단바이오를 통해 해결될 것이다. 첨단 바이오가 지구를 구할 것이다"라고 힘차게 말했다.

강연이 끝난 후 현장 질문이 이어졌다. "우주 연구를 하면서 언제 우주가 가장 아름다웠나요?"라는 물음에 유재원 연구원은 "우주는 항상 아름답다. 특히 기억에 남는 장면은 은하단의 이미지를 자세히 들여다보게 되면 은하가 생물처럼 느껴질 때가 있다. 멀리서 보면 동그란 점처럼 보이지만 희미한 부분까지 자세히 보면 올챙이 꼬리처럼 꼬리나 팔이 보인다"라고 답변했다.

두번째 질문은 "5G·6G로 가능한 미래모습은?"으로 김근영 연구원은 "대용량 데이터는 홀로그램이 있다. 수백 Gbps가 필요하고 메타버스는 실제공간과 가상공간이 있는데 가상공간을 실제공간과 똑같이 만들어야 한다. 내가 느끼는 것을 가상공간에서 똑같이 만들어야 할 수도 있다. 그런 기술이 나오면 통신은 당연히 따라갈 수 있다"라고 답했다.

마지막 질문은 유영준 연구원에게 던져졌다. "연구를 통해 이루고 있는 목표는?"이라는 질문에 유 연구원은 "제조현장에 AI기술을 활용해 생산 효율을 높이거나 기업에 도움을 줘 국가경쟁력 높이는데 기여할 수 있다"라고 말했다.

그러면서 그는 "연구에 재미도 느끼고 있다. 개인적 재미와 연구역량도 높이고 기업에 도움이되는 역할을 하고 싶다"라고 덧붙였다.

3월 슬램D 우승자는 유재원 연구원의 'K-DRIFT'로 돌아갔다. 유 연구원은 "따라만 가는 것이 아니라 세계를 선도하는 일을 해내겠다"라고 우승 소감을 밝혔다.

'10대 국가필수전략기술 파헤치기(하)편'은 5월 슬램D에서 공개된다. 다음 4월 슬램D는 기초과학주간 특집으로 진행될 예정이다.

한편, 사이언스 슬램D가 5년간 36회 진행됐으며 유튜브와 네이버에서 풀 버전과 연구자 강연을 볼 수 있다. 슬램D는 기초과학연구원, 국가과학기술연구회, 한국연구재단, 대전MBC, 대덕넷, 케이시크가 함께한다.