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해설이 있는 과학

최신 소식 속에 담긴 다양한 과학정보에 대한 해설입니다.

* 2030년으로 떠나는 시간여행

우주관광 떠나고 로봇과 친구 된다
국가과학기술위원회가 5월 17일 ‘2005~2030년 과학기술 예측조사’를 발표했다. 우주호텔, 나노로봇 등 영화 속에서나 가능할 것 같았던 꿈 같은 신기술이 가득하다. 과학자 5000명이 꿈꾼 미래로 시간여행을 떠나보자.



가상현실에서 스타크 즐긴다
저글링 한 마리가 옆에서 튀어나왔다. 이쯤이야 가볍지. 저글링이 할퀸 팔뚝에 아리따운 메딕이 약을 발라줬다. 따끔했던 아픔이 순식간에 사라졌다. 갑자기 공3업 히드라가 나타났다. 메딕도 내팽개치고 도망치는데 귀가 찢어지는 시즈탱크 포격 소리가 났다. 히드라가 있던 자리에 핏자국이 가득했다.

2010년에 가장 인기 있는 컴퓨터 게임은 ‘가상현실 네트워크 게임’이다. 키보드와 마우스, 모니터는 쓸데없는 장식품이다. 헬멧과 이어폰을 끼면 눈 앞에 상상도 못했던 세계가 나타난다. 무엇을 집든지 촉감이 생생하게 전달된다. 적의 총알에 쓰러질 때는 인생이 끝난 듯하다. 지구촌 누구와도 스타크래프트, 카트라이더, 리니지 세계에서 직접 만날 수 있다.

자동차에 달려 있는 차량항법장치(네비게이터)도 3차원 홀로그래피로 발전한다. 건물과 도로로 복잡한 도심속 공간을 입체감 있게 보여줘 훨씬 손쉽게 길을 찾을 수 있다. 원격 업무 시스템이 발전해 집에서 근무하는 사람들이 늘어난다. 집에서 화상회의와 전자결재로 얼마든지 회사일을 할 수 있다.

가벼운 병은 병원에 갈 필요 없이 화상 전화로 의사와 면담해 약국에서 약을 탈 수 있다. 상하기 쉬운 식품을 신선하게 저장하는 냉동 기술이 발달해 북극해에서 잡은 생선회를 값싸고 맛있게 먹을 수 있다.

한국에서 세계 최고 수준의 전자상거래용 보안기술이 개발된다. 그동안 해킹 사고가 끊이지 않았던 전자상거래 시장이 물샐틈없이 튼튼해진다. 경유차의 배기가스를 크게 줄일 수 있는 장치가 개발돼 도심 공기가 한결 깨끗해진다.



[ 2005~2010년 등장할 기술들 ]

>>> 2009
- 전자상거래용 보안 기술 보급(2009)
- 가상현실·네트워크 활용 게임 보급(2009)
- 고품질 식재료 동결과 해동 기술 실용화(2009)

>>> 2010
- 원격 진료 시스템 보급(2009)
- 원격 업무 시스템 보급(2010)
- 경유차량용 후처리장치 기술 보급(2009)
- IT를 이용한 과적차량탐지·통보시스템 개발(2009)
- 홀로그램 차량항법장치 실용화(2009)

★ 위 연도는 해당 기술이 국내에서 등장할 시기. ( ) 안은 세계에서 등장할 시기.



로봇은 ‘불량주부’가 아냐
올해의 최고 히트 드라마로 ‘속 불량주부’가 선정됐다. 10년 전 나온 드라마를 리메이크 했다. 차이점 하나. 주인공이 로봇이다.
요즘 한창 인기를 끌고 있는 가사 로봇을 모델로 삼았다. 올해 최고 히트 광고도 로봇 제품이었다. 아마 그 광고의 카피가 ‘올해는 아버님댁에 로봇 하나 놓아드려야 될 텐데’였지?

2015년이 되면 가사 로봇과 함께 노인과 장애인을 돕는 지능형 로봇이 개발돼 인기를 끈다. 맛을 평가하는 로봇도 실용화돼 주요 잡지의 맛자랑 코너를 담당한다. 거리에는 연료전지 자동차가 가득하다. 웬만한 주유소에서 수소에너지를 충전할 수 있다. 무엇보다 연료전지 자동차는 공해를 일으키는 배기가스가 없어 도심 공기가 전원처럼 맑아진다.



[ 2011~2015년 등장할 기술들 ]

>>> 2011
- 인공골재·인공토양 개발(2010)
- 환경친화적 국토관리 체계 실용화(2009)
- 가상현실 학습 시스템 실용화(2009)
- 투명한 유리 형태 디스플레이 보급(2010)

>>> 2012
- 가상천문대 구축(2009)
- 자동 신원 확인 시스템 보급(2010)
- 실버 케어 타운 개발(2009)
- 의료 원스톱 서비스 실용화(2011)

>>> 2013
- 초저에너지 건축 설계기술 개발(2010)
- 가사 보조 지능형 로봇 개발(2011)
- 통역 기능 초소형 웨어러블 컴퓨터 개발(2012)
- 암 조기진단 기술 개발(2010)
- 연료전지 자동차 실용화(2009)

>>> 2014
- 사이버 전투 시스템 실용화(2012)
- 자동운전 시스템 실용화(2013)
- T-ray 이용 고해상도 인체영상시스템 개발(2011)
- 돌풍과 집중호우 12시간 이전 예측기술 개발(2010)
- 노인과 장애인용 지능형 로봇 개발(2012)
- 차량 소음 흡수 포장재 보급(2011)

>>> 2015
- 양자암호 개발(2013)
- 지진신속대응시스템 실용화(2010)
- 급성 바이러스 방어시스템 보급(2013)
- 조류독감 등 신종 전염병 치료법 개발(2013)



돼지 콩팥 달린 마라토너
2020 부산 올림픽 경기장. 마라톤에서 1위로 들어온 한국 선수의 유니폼에 돼지 사진이 달려있다. 신장염을 앓던 그 선수는 지난해 돼지에서 만든 콩팥을 이식받았다. 그는 자신에게 콩팥을 주고 저 세상으로 떠난 돼지를 위해 금메달을 돼지복지협회에 기증했다.

2020년이 되면 고장난 장기를 동물의 몸에서 만든 인체장기로 대체한다. 탯줄혈액에서 만든 성체줄기세포가 어느 세포로 분화하는지 원리가 밝혀져 줄기세포 치료에도 한발 더 다가간다. 뇌혈관 질환은 물론 고혈압과 당뇨병의 원인이 규명된다.

유전자를 고쳐 난치병을 치료할 수 있고 유전자에 따른 맞춤의학도 등장한다. 호르몬과 생체시계를 조절해 살을 빼거나 노화를 막는 원리도 밝혀진다. 또 혈관에 쌓인 찌꺼기를 청소하는 나노로봇이 개발돼 무병장수의 꿈에 다가간다.



로봇은 한층 더 똑똑해져 인간의 친구가 된다. 감정을 표현하는 로봇이 나오고, 자연어로 인간과 대화하는 로봇도 개발된다. 인간의 신경과 전자칩을 연결하는 기술이 개발된다. 곤충이나 새처럼 나는 소형 비행체가 개발돼 전쟁이나 재난 지역에서 사용된다. 벌과 나방 등 곤충을 이용해 폭발물을 추적할 수 있다. 레이저나 초음파를 이용해 테러리스트를 꼼짝 못하게 한다. 한반도와 일본, 동남아를 잇는 해저터널이 구축된다.

인공적으로 비를 오게 하거나 태풍을 약화시키며 해류를 제어해 날씨를 바꾸는 등 기상의 한계에서 벗어난다. 동해에 매장된 메탄 하이드레이트를 뽑아내 쓸 수 있는 기술이 구축되고 생체 전기에너지를 배터리로 바꾸는 기술이 개발된다.




[ 2016~2020년 등장할 기술들 ]

>>> 2016
- 고혈압 및 당뇨병 원인 규명(2014)
- 제대혈 줄기세포 개체 예측 기작 규명(2014)
- 지하댐 건설기술 개발(2013)
- 미생물 농약 보급(2012)

>>> 2017
- 질병예측 시스템 실용화(2014)
- 인체장기 생산용 동물 사육 기술 실용화(2015)
- 신경과 전자칩 연결기술 개발(2014)
- 곤충이나 새처럼 나는 소형 비행체 개발(2012)
- 곤충 이용 폭발물 추적기술 개발(2014)
- 지열 등 지구내부에너지 이용 기술 보급(2012)

>>> 2018
- 뇌혈관 질환 원인 규명(2014)
- 인공증우, 안개소산, 태풍세력 약화기술 실용화(2013)
- 자연어로 대화 가능한 로봇 개발(2015)
- 유전자 맞춤의학 실용화(2015)
- 지구 접근하는 혜성, 소행성 탐사 기술 실용화(2010)
- 호르몬 통한 노화방지와 체형조절 기작 규명(2015)

>>> 2019
- 난치성 중추신경계 질환 치료 기술 개발(2016)
- 한·중·일·동남아 해저터널망 구축 기술 개발(2016)
- 2일간 기상예보 완벽 수준 도달(2014)
- 감정표현 가능한 로봇 개발(2017)
- 염색체 수술기법 개발(2016)

>>> 2020
- 수소생산 초고온 가스냉각 원자로 실용화(2015)
- 신속대응 발사체 보급(2010)
- 세포 수용체 신호전달 기작 규명(2018)
- 생체시계 이용 노화방지 기작 규명(2018)
- 해류와 조류 이용 기상 조절 기술 실용화(2020)
- 생체 전기에너지 배터리 전환 기술 개발
- 나노미터 크기의 혈관청소용 로봇 개발(2017)




영어 때문에 끙끙 앓던 고민도 끝난다. 외국어를 자유자재로 통역하는 초소형 입는 컴퓨터가 개발됐다. 시계 모양의 통역 컴퓨터만 있으면 외국인이 두렵지 않다. 최근 한국 사이버 특공대가 세계 사이버 모의전투에서 1등을 했다.

암을 조기에 찾아내는 기술이 개발돼 암은 더 이상 무서운 질병이 아니다. 고령화 시대를 맞아 마을 전체가 로봇과 유비쿼터스 시스템으로 노인들의 건강을 돌보는 실버 케어 타운도 조성된다. 조류독감 등 급성 전염병에 대한 치료법이 나오고, 테라헤르츠파를 이용한 고해상도 인체영상시스템도 개발된다.

자동운전 시스템이 실용화되고 돌풍과 집중호우를 12시간 전에 예측할 수 있다. 풀리지 않는 양자암호가 개발된다.



우주로 떠나는 신혼여행
요즘 최고의 신혼여행지는 우주다. 우주관광 상품은 종류도 다양하다. 잠깐 우주 공간에 나갔다가 돌아오는 도깨비 관광부터 우주호텔에서 낭만을 즐기는 호화판 상품까지 마련돼 있다. 신혼부부를 위해 줄 하나에 매달려 우주공간에서 사랑의 서약을 나누는 우주결혼 상품까지 등장했다.

2025년이 되면 우주여행이 더 이상 우주비행사만의 것이 아니다. 꽤 비싸긴 하지만 민간인을 위한 우주관광이 인기를 끈다. 우주 개발도 지금과는 비교할 수 없을 정도로 활발하다. 유인 우주도시가 건설되고 태양계 행성을 오랫동안 탐사하는 위성 기술도 실용화된다.

핵, 이온, 플라즈마 등을 이용한 차세대 우주엔진도 등장하고 태양풍을 이용한 우주범선도 개발돼 화성이나 금성에 우주인을 보낼 수 있다. 행성 여행을 위해 생명유지 장치가 만들어지고, 우주선에서 인간을 도울 탑승형 우주로봇도 실용화된다.



항공기도 눈부시게 빨라져 세계 어느 곳이라도 2시간 안에 도달하는 극초음속 항공기가 등장한다. 도심을 자유롭게 이동하는 헬리콥터나 개인용 제트팩(분사추진기)이 보급된다. 1000명 이상 탈 수 있는 대륙횡단용 초대형여객기가 실용화된다. 100노트 이상의 속도로 헤엄치는 잠수함도 개발된다. 레이저를 이용한 전투용 위성이 실용화된다.

식물처럼 광합성을 하는 동물이 개발된다. 뇌의 인지기능이 규명돼 뇌의 신비가 밝혀진다. 거대망원경을 이용해 태양계 밖 지구와 비슷한 외계행성의 존재와 특성이 규명된다.




[ 2021~2025년 등장할 기술들 ]

>>> 2021
- 태양계 행성 탐사위성 실용화
- 태양계 밖 지구유사 외계행성 존재 규명(2014)
- 도심내 이동용 헬리콥터 실용화(2014)
- 개인 단거리 이동용 제트팩(분사추진기) 보급

>>> 2022
- 생체 광합성기술 규명(2018)
- 핵, 이온, 플라즈마 등을 이용한 우주추진 시스템 실용화(2017)
- 광합성 가능 동물 개발(2020)
- 뇌의 인지기능 규명(2019)

>>> 2023
- 장기 우주여행 위한 생명유지 장치 보급
- 레이저 이용한 전투용 위성 실용화
- 1000명 이상 탈 수 있는 대륙 횡단 초대형 여객기 실용화
- 전투 로봇 개발
- 100노트 이상 고속잠수함 개발

>>> 2024
- 유인 우주도시 건설(2024)
- 달에 우주태양광 발전소 건축해 지구에 에너지 송신하는 기술 실용화(2016)
- 생명현상 이해를 위한 컴퓨터 가상인간 개발(2022)
- 우주공장과 우주농장 실용화하는 우주정거장 기술 보급
- 탑승형 우주로봇 실용화

>>> 2025
- 우주관광 상품 보급(2015)
- 화성탐사용 유인우주선 개발
- 태양광선 이용 우주범선 개발
- 세계 어느 곳이라도 2시간 내에 도달하는 극초음속 항공기 실용화



달에 우주기지 세운다
오늘도 달 기지에서 지구를 바라보며 잠든다. 달에서 바라보는 지구는 너무나 아름답다. 특히 보름지구를 바라보면 고향을 향한 간절한 향수에 빠진다. 구름이 적게 낀 날 망원경으로 보면 한반도가 뚜렷하게 보인다. 달에 토끼는 없지만 한국인은 있다.

미국의 우주비행사 닐 암스트롱이 1969년 처음으로 달에 착륙한지 60여년이 지나 인간은 마침내 달에 우주기지를 세운다. 한국도 달기지 건설에 당당히 한 몫을 거든다.

달기지와 우주정거장에는 우주공장이 건설된다. 우주공장에서는 무중력 공간에서 만든 신약 등 우주특산품이 생산된다. 정기적으로 오는 우주왕복선이 우주특산품을 실어나른다. 지구에서는 우주상품이 폭발적인 인기를 끌며 세계적으로 ‘우주류’라는 말을 만들어 낸다. 2030년이 되면 최고 인기 직업이 우주인이 된다.



달이나 소행성에 우주광산도 생긴다. 자원이 점점 고갈되는 지구를 대신해 드넓은 우주 공간에서 새로운 자원을 캔다. 보물 소행성이 발견됐을 때 지구인들은 얼마나 열광했던가.

우주거울 등 초대형 우주구조물을 지을 수 있는 기술도 개발된다. 고장난 위성이나 우주선을 발사할 때 떨어져 나온 부스러기 등 우주쓰레기를 깨끗하게 청소한다. 지구에서는 핵융합 발전 활용기술이 개발돼 무한 에너지에 대한 기대를 한층 드높인다.




[ 2026~2030년 등장할 기술들 ]

>>> 2026
- 우주거울 등 초대형 우주구조물 건축 기술 개발
- 핵융합 발전 활용기술 개발(2025)
- 우주쓰레기 처리기술 개발(2016)

>>> 2027
- 국제공동 달기지와 우주공장 개발(2019)
- 우주자원 활용 기술 개발



중요도 상위 100대 과제
과학자들이 2030년까지 등장할 것으로 예상한 기술은 모두 761개다. 이 중 ‘현실적으로’ 가장 중요하다고 응답한 기술 100가지를 살펴보자. 중요한 기술 100가지 중에는 ‘생명과 건강’ ‘우주와 지구’가 각각 22개로 가장 많았다. 100가지 기술 중에는 과학동아 독자들이 훗날 개발할 것도 적지 않을 것이다.


순위-기술-국내 실현 시기

1 인공위성 추적 및 감시 기술 실용화 2013
2 1km 규모 기상관측 위성기술 개발 2014
3 생물 이용 산림생태계 복구기술 실용화 2015
4 고에너지 밀도의 대형전지용 소재 개발 2014
5 질병퇴치 천연물과 미생물 농약 보급 2016
6 방사선 이용 대체의약품 개발기술 보급 2017
7 사이버 전투기술 실용화 2014
8 2일간 기상예보 완벽한 수준 도달 2019
9 고부가 산림자원 발굴 및 재배기술 보급 2014
10 환경오염 분석 생태계관리시스템 실용화 2013

11 암 조기진단 기술 개발 2013
12 식생과 환경오염 통합모니터링기술 개발 2016
13 연료전지 자동차 실용화 2013
14 급성바이러스 방어시스템 보급 2015
15 상온 초전도체 원리 규명 2018
16 복합에너지생산플랜트 개발 2017
17 Gbps급 글로벌초고속통신위성 실용화 2014
18 암 치료 개선과 예방기술 실용화 2014
19 인공위성용 10m급 적외선 관측기기 실용화 2019
20 실시간 수자원 통합관리 기술 개발 2014




21 3D 업종용 로봇 개발 2012
22 초전도체 전력기기 실용화 2017
23 암세포 공격하는 나노입자 개발 2018
24 투수성 도로포장재료와 재활용 기술 개발 2013
25 위성항법 시스템 실용화 2018
26 자생생물 탐색·평가·보존 위한 네트워크 구축 2014
27 암 발생 원인 규명 2018
28 고혈압과 당뇨병 치료제 개발 2015
29 통합항공교통관리 시스템 보급 2016
30 10cm급 고해상도 위성카메라 실용화 2018

31 개인화 검색엔진 보급 2010
32 테라bps급 광통신 실용화 2014
33 테라급 소형초고속컴퓨터 실용화 2014
34 유해물질 조사와 탐색기술 보급 2012
35 능동형 도시방재 모니터링시스템 개발 2013
36 수환경·토양환경·생태환경 보호기술 실용화 2017
37 오염물 배출 최초화한 공정기술 개발 2015
38 노인과 장애인용 지능형 로봇 개발 2014
39 노인과 장애인 안전을 위한 복합기술 보급 2015
40 개인정보시스템 실용화 2012




41 스마트 도로교통 관제시스템 보급 2013
42 품질·경제성·환경성 최적화 설계기술 실용화 2013
43 해양생물 유래 신물질 대량생산 기술 개발 2012
44 난치병과 성인병 통합관리시스템 보급 2014
45 초소형 저가 위치확인시스템 보급 2013
46 원격 무인조종 항공기 보급 2018
47 전생애 사회간접자본 건설관리시스템 개발 2013
48 고순도 수소 저가 대량 생산기술 개발 2015
49 활성단층 해석과 지진재해 평가기술 실용화 2016
50 장기간 예보기술 개발 2019

51 통합퇴적층해석기술 보급 2014
52 축산 폐수에 의한 환경오염 절감기술 개발 2013
53 자연어 가능 자동번역시스템 개발 2014
54 태양광 발전과 연료전지 전력시스템 실용화 2015
55 성인병 예방치료 기술 실용화 2014
56 무균 물탱크와 바이오파이프 개발 2014
57 고분자 약물전달 소재기술 개발 2015
58 감염성 질환 예방과 치료백신 개발 2015
59 고정밀 측지기술 실용화 2013
60 초전도체 이용 MRI, 뇌자도, 심자도 등 보급 2013




61 자연정화능력 향상기술 보급 2015
62 사막화 감시기술 실용화 2014
63 초저에너지 건축 설계기술 개발 2013
64 원격업무시스템 보급 2010
65 사회간접자본 통합정보시스템 구축 개발 2015
66 뇌혈관 질환 원인 규명 2018
67 거부반응 없는 인공장기 실용화 2019
68 장기생산용 동물 개발과 사육기술 실용화 2017
69 질병예측시스템 실용화 2017
70 재활용율 100% 건설재료 개발 2015

71 위성이용 한반도 연속감시기술 개발 2016
72 병원내 감염관리 시스템 실용화 2013
73 신경과 전자칩 연결 인터페이스 개발 2017
74 효율 90% 발전설비 보급 2014
75 지진신속대응시스템 실용화 2015
76 지능형 특별기능로봇 보급 2016
77 분산발전과 대규모발전용 태양전지 실용화 2017
78 인체이상부위 물리적 회복시스템 개발 2019
79 노인성 질환 치료와 예방기술 개발 2016
80 고효율 초저가 박막 태양전지 보급 2013




81 마이크로 플라즈마 의료기기 개발 2016
82 오염물질 실시간 자동분석 기술 실용화 2014
83 자연어 대화가능 로봇 개발 2018
84 쓰레기자원화 빌딩시스템 설계 기술 개발 2013
85 정찰·통신용 초소형위성군 실용화 2018
86 원자로 안전성 극대화 기술 보급 2011
87 휘어지는 유기발광 대형디스플레이 실용화 2011
88 줄기세포 조직 및 장기분화유도 기술 개발 2017
89 인수공통전염병 관리와 치료법 개발 2015
90 재활 의료복지 시스템 보급 2014

91 원격 산림자원 조사기술 실용화 2013
92 고혈압과 당뇨병 발생원인 규명 2016
93 신소재 인공위성 카메라광학부기술 보급 2015
94 암 발생과 전이의 유전적 과정 규명 2017
95 가상현실 학습 시스템 실용화 2011
96 생물자원 장단기 보존기술 실용화 2013
97 대형토목공사용 정량적 암반평가기술 보급 2013
98 지각의 3차원 지질분포 구현기술 실용화 2015
99 경유차량용 후처리장치 기술 보급 2010
100 구조물 해석과 유지관리시스템 실용화 2013



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