[디지털비즈온 이호선 기자] 4차산업의 발달로 인하여, 영화속 공상 과학이 현실로 들어오고, 인공지능이 그림을 그리고, AI로봇이 인간의 마음을 읽어 반응하고, 선택된 프로그램에 의해 몇 개의 단어를 입력하면 논문을 작성해 주고, 홀로그램, 생체 공학 눈 또는 기타 놀라운 기술이든 미래 기술의 세계에서 기대할 수 있는 것은 많다.
아래에서 외신과 논문들을 참조하여 우리는 가장 크고 흥미로운 미래기술 몇 가지 아이디어를 찾아 소개한다.
◇인공 눈
2021년 1월, 이스라엘 외과 의사들은 세계 최초의 인공 각막을 양측 맹인인 78세 남성에게 이식했다. 그의 붕대가 제거되었을 때, 환자는 즉시 가족 구성원을 읽고 알아볼 수 있었다. 임플란트는 또한 수용자의 신체가 거부하지 않고 인간 조직에 자연스럽게 융합되었다.
2020년에 벨기에 과학자들은 여러 시력 장애를 교정하는 스마트 콘택트 렌즈에 맞는 인공 홍채를 개발했다. 호주 몬타시 대학의 연구원들은 사용자가 카메라가 장착된 안경을 착용하는 시스템에 대한 시험을 진행하고 있다. 이것은 뇌 표면에 있는 임플란트로 직접 데이터를 전송하고 사용자에게 기본적인 시각 감각을 제공한다.
◇에너지 저장 벽돌
미국 미주리주 세인트루이스에 있는 워싱턴 대학이 이끄는 연구원들은 저렴하고 널리 사용되는 건축 자재를 배터리처럼 에너지를 저장할 수 있는 "스마트 벽돌"로 바꿀 수 있는 방법을 개발했다.
연구원들은 이 벽돌로 만든 벽이 "상당한 양의 에너지를 저장할 수 있고" "한 시간 내에 수십만 번 재충전할 수 있다"고 주장했다. 붉은 벽돌을 슈퍼커패시터(고용량 에너지 저장 장치) 라고 하는 일종의 에너지 저장 장치로 변환하는 방법으로 전도성 코팅을 벽돌 샘플 위에 두는 것과 관련이 있다. 벽돌 샘플이 소성 벽돌의 다공성 구조를 통해 스며들어 "에너지 저장 전극"으로 변환되는 기술이다.
◇땀으로 구동되는 스마트워치
글래스고 대학교(University of Glasgow)의 엔지니어들은 기존 배터리에서 발견되는 전해질을 땀으로 대체하여 에너지를 저장 하는 새로운 유형의 유연한 고용량 에너지 저장 장치를 개발했다.
이 장치는 슈퍼커패시터의 전극 역할을 하는 폴리머의 얇은 층에 폴리에스터 셀룰로오스 천을 코팅하여 작동한다. 20마이크로리터의 액체로 완전히 충전할 수 있으며 사용 중에 접할 수 있는 굴곡 및 굴곡 유형의 4,000회 주기를 견딜 수 있을 만큼 충분히 견고하다. 천이 착용자의 땀을 흡수함에 따라 땀의 양이온과 음이온이 폴리머 표면과 상호 작용하여 에너지를 생성하는 전기화학 반응을 생성한다.
◇자가 치유 '리빙 콘크리트'
콜로라도 볼더 대학(University of Colorado Boulder)의 팀은 모래, 젤 및 박테리아를 사용하여 살아있는 자가 치유 '리빙 콘크리트' 부르는 것을 개발했다.
연구원들은 이 건축 자재가 구조적 하중 지지 기능을 갖고 있고 자가 치유가 가능 하며 지구에서 물 다음으로 가장 많이 소비되는 자재인 콘크리트보다 환경 친화적이라고 말했다.
"자신의 균열을 치유하고, 공기 중 위험한 독소를 흡입하거나 명령에 따라 빛을 발할 수 있는" 미래 건물 구조를 위한 길을 닦을 것이라고 말했다.
◇살아있는 로봇
개구리 배아의 줄기 세포를 사용하여 만든 작은 하이브리드 로봇은 인체 주변을 헤엄쳐 약이 필요한 특정 지역으로 이동하거나 바다에서 미세 플라스틱을 수집하는 데 사용될 수 있는 기술이다.
제노봇으로 알려진 밀리미터 너비의 봇을 공동 개발한 버몬트 대학의 컴퓨터 과학자이자 로봇 공학 전문가인 조슈아 봉가드(Joshua Bongard) 는 “이것은 새로운 살아있는 기계 입니다.
◇글로벌 IoT 위성 네트워크
구글은 인터넷이 접근할 수 없는 지역을 전송하기 위해 헬륨풍선 을 사용하여 문제를 해결하려고 노력하고 있지만 계획을 포기했다. 이는 인터넷 연결안되는 지역을 Hiber 와 같은 회사가 커버하고 있다. 하이버 위성은 하루에 16번 지구를 공전하며 이미 영국 남극 조사국(British Antarctic Survey)과 같은 조직에서 지구 극단에 대한 인터넷 액세스를 제공하는 데 사용하고 있다.
신발 상자 크기의 자체 네트워크를 낮은 지구 궤도로 발사하여 다른 접근 방식을 모색했다. 이 네트워크는 모뎀이 날아갈 때 컴퓨터나 장치에 연결된 모뎀을 깨우고 데이터를 전달한다. Hiber의 접근 방식은 효율적인 나노 위성을 운영하고 인터넷을 제공한다.
◇소리에 반응하여 진화되는 산불
산불은 언젠가 아래 나무에 큰 소리를 내는 드론으로 처리될 수 있다. 소리는 압력파로 구성되어 있기 때문에 화재 주변의 공기를 방해하여 연료에 대한 산소 공급을 근본적으로 차단하는 데 사용할 수 있는 기술이다.
버지니아의 George Mason University의 연구원들이 최근에 음파 소화기로 시연한 것처럼 적절한 빈도로 화재가 꺼지기만 하면 된다. 특히 저음 주파수가 가장 잘 작동한다.
◇10분만에 충전되는 자동차 배터리
전기 자동차의 고속 충전은 아직까지 많은 시간이 소요된다. 고속충전은 리튬 이온 배터리의 급속 충전은 배터리 성능을 저하시킬 수 있다. 이는 한 전극에서 다른 전극으로 이온으로 알려진 리튬 입자의 흐름이 단위를 충전하고 사용 준비가 된 에너지를 유지하기 위해 낮은 온도에서 급속 충전으로 원활하게 이루어지지 않기 때문이다.
연구원들은 고속충전의 단점을 보완하여, 배터리가 단 10분 동안 60°C로 가열되었다가 주변 온도로 빠르게 냉각 될 수 있다면 리튬 스파이크가 형성되지 않고 열 손상을 피할 수 있는 기술을 개발했다. Joule 저널에 실린 그들의 연구 는 10분 안에 전기 자동차를 완전히 충전할 수 있음을 보여주었다.
◇실리콘 칩의 인공 뉴런
과학자들은 인공 뉴런을 실리콘 칩에 부착하여 신경계의 뉴런을 모방하고 전기적 특성을 복사하는 방법을 발견했다.
최초의 인공뉴런은 실리콘으로 뇌 손상을 치료할 수 있다. 이 연구는 실제 뉴런의 전기적 특성을 세밀하게 재현 할 수 있는 강력한 방법을 제공하기 때문에 패러다임이 바뀌고 있다. 연구원들은 더 크고 복잡한 뇌 회로를 복제하는 데는 먼 길이지만, 전체 뇌를 재생산하는 데는 수년이 걸리지 않을 것이라고 말했다.
Nature Communications의 논문에서 이 팀은 장치를 생물학적 신경 회로에 꽂아 손상이나 질병을 치료할 수 있다고 말한다.
영국의 바스대학교(University of Bath)의 프로젝트 리더인 알랭 노가렛(Alain Nogaret)은 “지금까지 뉴런은 블랙 박스와 같았지만 우리는 블랙 박스를 열고 내부를 들여다 보았다. "우리의 연구는 실제 뉴런의 전기적 특성을 세밀하게 재현 할 수 있는 강력한 방법을 제공하기 때문에 패러다임이 바뀌고 있다."고 밝혔다.
연구자들은 그들의 연구가 심부전과 알츠하이머 병과 같은 상태를 치료하기 위해 의료용 임플란트에 사용될 수 있기를 희망했다.