안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 자아이식 기술이 현재 어느 정도까지 발전했나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.의학 기술에 대한 전망이 늘 그렇듯 낙관론과 비관론이 양립해 있다. 그러나 현재까지는 비관론이 현저히 우세하다. 뇌는 커녕 안구이식도 아직 불가능한 상황이니 당연하다면 당연한 일인 셈.4.1. 의학기술적 난점[편집]기술적으로 가장 큰 문제는 뇌를 꺼내고 넣는 난이도에 있다. 일단 인체에서 가장 두껍고 단단한 두개골로 둘러싸인 뇌를 꺼내는 과정부터 고역인데, 두개골을 열고 뇌를 들어냈어도 이를 떼어내는 것이 쉽지 않다. 뇌는 안구, 척추를 비롯한 중추신경계와 연결되어 있기 때문이다. 뇌를 두개골로부터 분리하려면 이 신경 조직들을 하나하나 분리해내야 한다.설상가상으로 뇌는 인체에서 손에 꼽을 정도로 연약한 조직이다. 때문에 뇌는 인체에서 가장 단단하고 두꺼운 뼈인 두개골 안에 자리잡은 것도 모자라 뇌척수액 속에 둥둥 떠서 충격을 완화하는 구조를 가지고 있다. 뇌를 분리한다면 뇌가 외부 충격을 완화하는 수단이 전부 제거되고 충격에 직접노출 된다. 뇌진탕같은 증상을 보면 알겠지만 뇌는 멀쩡한 상태에서도 사소한 외부 충격으로도 손상을 받을 수 있을 정도로 연약한 장기인데, 이같은 보호 수단조차 제거된 뇌는 약간의 충격만으로 손상을 입을 수 있다.아무 손상이 없이 분리하는 과정을 마쳤다 해도, 외부 보호 수단이 사라진 뇌는 이식하는 과정에서도 손상될 수 있다. 또한 당연하게도 뇌세포는 산소 공급이 차단되면 괴사하기 시작한다. 1~2분 이내에 산소 공급이 재개될 경우 큰 문제가 없지만, 3분 이상 지날 경우 뇌세포는 회복 불가능할 정도의 피해를 입는다. 이런 점을 감안해보면 현재 기술로는 숙련된 외과의나 기계를 동원하는 걸 가정해도 뇌를 아무런 손상 없이 꺼내서 이식하는 수술은 불가능하다. 상술한 뇌 이식의 사례가 전부 다 뇌 이식이 아니라 머리 이식인 것도 뇌 이식 수술의 말도 안되는 난이도 때문이다. 상대적으로 쉬운 머리이식조차 완전히 성공하지 못하고 실패하는 판에 뇌 이식이 가능할리 없다.사실 아무 문제 없이 분리해서 이식하는 데 성공하더라도 여전한 문제는 남아있다. 장기 이식은 반드시 면역계의 거부반응을 초래한다. 일반적인 장기이식자들도 평생 면역 억제제를 먹고 살아야 하는데, 뇌는 더 말할것도 없다. 거부 반응이 일어나더라도 단순히 이식한 장기만 손상되는 다른 장기와 달리 뇌에 거부반응이 일어나면 사망 직행이다. 또한 거부반응은 어떻게 한다고 쳐도 신경계 조직의 손상은 자연적으로는 회복되지 않는다. 때문에 뇌와 신경 조직이 새로운 신체 혹은 기계에 연결되더라도 기능을 회복하기 쉽지 않다. 그게 가능하다면 척추가 손상된 사람이 하반신 마비로 고생할 이유도 없을 것이다.다만 현재가 아니라 먼 미래의를 보면 어느정도는 가능성은 있다. 로봇을 이용한 세밀하고 복잡한 수술 집도 기술은 계속 발전하고 있으며, 충격에서 상대적으로 안전한 우주 환경에서 수술을 집도한다던가 하는 방법도 있을 것이다. 면역억제나 신경조직 회복 역시 척추가 손상된 쥐가 줄기세포로 그 기능을 회복하는 기술이 개발되고 있는 등 해결될 전망이 나쁘지만은 않다.
Q. 미세먼지 제거 기술에는 어떤 종류가 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.베를린, 파리, 오슬로 등 유럽 20여 개 도시에 최근 기묘한 모양의 벤치가 속속 설치되고 있다. 독일 '그린시티 솔루션'이 개발한 '시티 트리'는 뒤쪽에 미세먼지와 오존가스를 정화하는 이끼가 빼곡히 심어진 벽이 달렸다.벤치 하나는 하루 125g의 미세먼지를 흡수하고 연 120t의 이산화탄소를 없애 나무 275그루의 몫을 한다. 태양광으로 24시간 물을 분사하고 공기감지센서에도 전력을 공급해 운영비도 거의 들지 않는다.국내에선 미세먼지와 이산화탄소를 동시에 잡아내는 일거양득 기술이 주목받고 있다. 한국에너지기술연구원이 개발한 '키어솔'이란 기술로, 탄산칼륨을 주재료로 한 특수 액체를 이용해 공장 굴뚝에서 나오는 배출가스 중에서 이산화탄소만 흡수한다.당초 이산화탄소 포집용으로 연구됐지만 시험 중 미세먼지를 90% 흡착하는 효과가 있다는 사실이 밝혀졌다. 연구원에 따르면 국내 화력발전소에만 이 기술을 적용해도 미세먼지 발생량의 약 15%를 줄일 수 있다.최근 서울 노원구의 상계마들 아파트에 SH공사 산하 도시연구원이 개발한 '광촉매' 도료가 시범 시공됐다. 광촉매는 빛을 쬐면 질산 등 미세먼지를 분해하고 빨아들이며 항균과 탈취 효과도 있다. 유럽에서도 미세먼지 저감 기술로 연구 중이다.SH공사에 따르면 광촉매 도료를 1천㎡에 바를 경우 미세먼지를 연간 3.4kg 저감한다. 이는 신갈나무 100그루가 1년간 정화하는 양에 해당한다. SH공사는 효과를 검증한 뒤 서울시 공공건축물에도 광촉매 도료를 시공할 계획이다.
Q. 우주 탐사를 위해 어떤 기술들이 개발되고 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.먼저, '개조'는 기존 우주 탐사장치나 로봇을 변형하거나 업그레이드하여성능을 향상시키는 기술을 의미합니다현재 NASA와 기타 우주 기관들은우주 탐사 임무에서 사용되는 로봇이나탐사 장치를 개조하여 더 복잡하고적응력 있는 임무를 수행하도록 노력하고있습니다 이러한 개조는 먼 행성이나위험한 환경에서의 탐사 임무를가능케 하며, 새로운 데이터 및정보를 수집하는 데에 기여합니다특히, '타이탄'은 토성의 달로,이는 지구의 환경과는 매우 다른조건을 가지고 있습니다 NASA는타이탄에 대한 더 깊은 연구를위해 현재 카시니-히위 미션을준비하고 있습니다 이러한 미션에서는개조된 우주 탐사 장치가 특수한환경에 적응하여 타이탄의 표면 및대기를 조사하고 지구와 다른 생명체의가능성을 탐색하는 데에 주력하고있습니다또한, '볼'은 우주에서의 탐사임무에서 중요한 역할을 하는 장치중 하나입니다 볼은 탐사 지역으로자유롭게 굴러 다니면서 다양한 데이터를수집할 수 있는 기술을 가지고있습니다 이러한 볼은 특히 다양한지형에서의 데이터 수집에 용이하며,미끄러진 표면이나 계곡, 혹은화산지 등에 적응하여 효과적으로정보를 수집할 수 있습니다
Q. 차량 내 인공지능(AI)을 이용 보행자에게 알리는 시스템 ?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.VMS는 보행자뿐 아니라 차량 운전자에게도 도움이 된다. 스쿨존 한쪽에는 운전자를 위한 차량용 VMS가 별도로 설치됐다. 운전자가 보행자와의 충돌을 피할 수 있도록 화면을 통해 ‘보행자 위험’, ‘보행자 주의’ 등의 경고 메시지를 전달한다. 또 보행자가 무단횡단을 하면 ‘무단횡단 위험’이란 문구가 뜨기도 한다. AI 기반 보행자 안전시스템은 도로 위 위험 상황을 딥러닝 기술로 분석, 전광판이나 음성을 통해 보행자나 차량에 알려 교통사고를 예방하도록 하는 시스템이다.
Q. 농구에서 슛 각도에도 과학적 원리가 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.3점슛 성공의 비결은 ‘속도’와 ‘각도’에 있다. 6.25m나 떨어진 거리에서 지름 45cm의 작은 림에 공을 정확히 넣으려면 공의 단면과 림의 수평면이 최대한 겹치도록 해야 한다. 공과 림의 면적이 최대한 겹쳐야 림을 맞고 튕겨 나오는 일이 없다는 것. 이를 위해서는 공의 낙하 각도가 중요하다.이 때문에 선수들은 본능적으로 ‘포물선 운동’ 법칙을 따라 3점슛을 쏜다. 이 법칙에 따르면 힘을 가장 적게 들이고 물체를 멀리 던질 수 있는 각도는 45도다.이론상으로는 45도가 최적의 슈팅 각도지만 실제 점수로 이어지려면 45도보다 조금 더 높은 각도로 던져야 한다. 선수가 슛을 쏘기 위해 점프를 하더라도 공의 출발 지점인 손보다 도착 지점인 림이 더 높은 곳에 있기 때문이다. 45도나 이보다 낮게 슛을 날리면 공이 림에 떨어질 때 각도는 45도보다 작아져 공이 튕겨 나오거나, 림에 못 미치고 떨어지는 상황이 벌어질 수 있다.또 힘을 조금 빼고 공을 던지는 이유는 속도가 느리면 공이 림에 맞더라도 반발력이 작아 림 안쪽으로 떨어질 확률이 높기 때문이다. 그래서 슛을 쏘는 지점부터 골대까지의 거리와 비례하는 속도로 공을 던지는 것이 가장 좋다. 즉, 골대와의 거리가 5m인 지점에서 슛을 쏠 경우 초속 5m 정도로 던지면 된다는 말이다.