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공지 ‘빅테이터’ ‘사물인터넷’이 달군 2016년 … ‘미세먼지’·‘인공지능’ 논의도 활발

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누리미디어
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868회
작성일
17-01-16 09:33

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이용 실태로 본 2016 논문 트렌드_ 자연과학·공학 분야


  2016년 한 해의 논문 이용추이를 살펴보는 ‘논문 트렌드’ 기사를 3회에 걸쳐 싣는다. 글 싣는 순서는 1) 사회과학 2) 인문·예술 3) 자연과학·공학 분야다. 강성민 리뷰아카이브 리뷰위원의 정리로 마지막 회인 ‘자연과학·공학분야’를 소개한다.
 
  2016년 자연과학·공학 분야 논문이용통계에서는 ‘빅데이터’ 주제 논문이 193편으로 가장 많았다. 170편이 오른 ‘사물인터넷IOT’이 2위에 올랐고, 3위를 차지한 인공지능은 105편이었다. ‘기후’가 103편으로 4위에 올랐으며, 증강현실이 69편으로 5위를 차지했다. 이 가운데 기후는 미세먼지 55편을 합하면 158편인지라 기후와 대기오염이 초미의 관심사임을 알게 했다. 그 외에 로봇 59편, 드론 59편, 유전자 53편, 나노 44편 순으로 인기 키워드를 기록했다. 그리고 빅데이터·인공지능·로봇·드론·사물인터넷 등은 서로 중복되고 연관성이 높다는 점에서 일종의 ‘데이터물리종합과학’이라 할 만한 대세를 이루고 있었다.

빅데이터 주제 ‘활용’은 많았지만, ‘의미’ 분석은 빈약
  ‘데이터 배기가스(data exhaust)’라는 말이 있다. 차가 움직일 때 나오는 배기가스처럼 모든 것이 움직일 때마다 정보가 쌓이는 현상을 일컫는 것이다. 디지털 혁명으로 저장매체의 고용량화, 저비용화가 이뤄진다. 스마트 기기를 포함한 자료수집 기기가 소형화, 저렴화, 보편화되며, 네트워크의 보급·확산과 고속화로 정보의 이동과 수집이 활성화된다. 연산능력이 향상되고 인공지능, 기계학습 등 자료처리 기술이 발달한다. 과연 빅데이터 시대다. 하드웨어와 소프트웨어 부문 모두에서 일어난 기술환경의 진화가 자리잡고 있다.
 
  올해 빅데이터 분야에서는 「문화산업에서 빅데이터의 활용방안에 관한 연구」(38위)가 가장 많이 이용됐다. 그 외에도 「빅데이터의 분야별 활용사례」, 「빅데이터 분석 기술과 활용사례」등 순위가 높은 논문들은 ‘활용’과 관련돼 있었다. 빅데이터가 활용되는 분야로 빈번하게 등장한 순서대로 보자면 도서관이 압도적이었다. 「빅데이터의 이해와 도서관 정보서비스에의 활용」, 「도서관 빅데이터 서비스 모형 개발에 관한 연구」 등이다. 이외에도 빅데이터는 영화흥행, 카드뉴스, 의료, 교통, 금융, 디자인, 마케팅 등에서 빅데이터를 활용하는 방안이 연구되고 있었다.
 
  빅데이터 시대의 개인정보 보호, 정보보안 문제도 빠지지 않는 주제였다. 「빅데이터의 활용에 따른 개인정보보호법제와의 충돌과 과제」, 「빅데이터 시대의 개인정보 보호방안」 등이다.
 
  그렇지만 이런 흐름에 대한 회의와 경계의 시선을 보내는 이들도 있다. 주로 사회학자들인데 “1월의 국민여동생은 김연아였고, 2월에는 아이유다”라는 식의 ‘분석’에 15억이 넘는 규모의 자료를 썼다고 해서 그 결과가 더 중요해지지도 않고, 자료의 규모를 제외하면 지금까지의 시장분석과 딱히 다를 것도 없다”(송길영)는 것이다. 그래서 ‘왜’가 반드시 필요하다. 좀더 정확하게 예측해서 편해지기 위해서 빅데이터를 활용하는 것으로 멈추지 말자는 이야기다.
 
“석탄, 너 이자식” … 초미세먼지를 잡아라
  2015년 12월 12일 파리에서 열린 제21차 UN기후변화협약 당사국총회에서 195개국이 지켜보는 가운데 신기후체제 합의를 담은 ‘파리(기후)협정(Paris Agreement)’이 만장일치로 채택됐다. 새로운 기후변화 체제로의 역사적 전환을 앞두고, 세계 각지에서 대응 전략을 마련하기 위한 움직임이 본격화되고 있다. 협정의 목표는 지구 평균기온 상승폭을 산업화 이전 대비 2℃ 아래로 유지하고, 1.5℃ 이하로 제한하는 데 있다. 교토의정서가 만료되는 2020년 이후 실시되며, 선진국에만 온실가스 감축의무를 부과했던 이전 체제와는 다르게 개도국을 비롯한 모든 국가에 적용된다.
 
  이와 관련 신기후체제를 논하는 논문이 많이 이용됐다. 「파리협정과 Post-2020 신기후체제의 서막」(961위)을 비롯해 신기후체제를 맞아 신재생에너지의 필요성을 제기하고, 2015년 파리 합의에 대해 국제법적 검토를 리뷰하기도 했다. 전반적으로는 ‘에너지 신산업’을 논하는 데 방점이 찍혔다.
 
  이런 흐름 속에서 올 겨울 중국 석탄난방으로 인한 미세먼지가 공포적인 수치를 기록하면서 핵위협에 못지않은 먼지위협에 모든 이가 노출됐다. 관련 논문도 많이 이용됐는데 「서울지역 미세먼지의 물리화학적 특성」(44위)을 비롯해 「건강을 위협하는 미세먼지, 원인과 대책」, 「미세먼지 관리기준과 발생원별 관리방안」, 「우리나라 미세먼지 현황 및 문제점」 등이 높은 순위에 올랐다. 대기 중의 먼지는 크게 총먼지, 미세먼지(PM10), 초미세먼지(PM2.5)로 나뉜다. 올해는 이 ‘초미세먼지’가 선진국형 미세먼지로 관심을 끌었다.
 
  초미세먼지의 경우 폐나 피부 등을 통해 혈관 내로 침투해 순환계에 질환을 유발할 수 있어 특히 문제가 된다. 관련 논문들도 많이 이용됐는데 초미세먼지를 발생시키는 주범으로는 ‘석탄화력’이 꼽혔다. 12월 발표된 최신 연구(「석탄화력 미세먼지 현황 및 대책」)에 따르면 초미세먼지의 경우 직접 배출되는 양보다 2차 생성되는 양이 약 3배 더 많다. 수도권 지역의 경우 전체 초미세먼지 배출량 중 발전소에서 직접 배출하는 양은 약 3%에 불과하지만, 2차 생성분까지 합하면 약 11%에 달한다. 따라서 초미세먼지의 효과적인 저감을 위해서는 직접 배출되는 경우와 배출 후 화학적 반응으로 인해 미세먼지로 전환되는 2차 생성 부분 모두를 고려한 대책이 마련돼야 한다고 지적한다.

인공지능, 경이롭거나 두렵거나
  알파고 이후 인공지능은 대세가 된 것처럼 비쳐졌다. 인공지능 분야에서는 「인공지능과 함께하는 미래」(21위)가 가장 높은 순위를 보였다. 그 뒤를 「인공지능과 심층학습의 발전사」, 「인공지능과 딥러닝이 가져올 변화」, 「인공지능(AI)을 활용한 평생교육 e-learning의 학습효과 제고 방안 요구」, 「게임 인공지능 최신 연구 동향」 등 다양한 접근이 있었다.
 
  또한 인공지능을 일자리나, 시장 변화 등 미래 경제트렌드와 연관짓는 경우도 자주 보였고, 인공지능의 하위 영역들의 기술현황을 개관하는 경우도 많았다. 특히 학회에서 펴내는 대중 지향적 잡지·소식지에 ‘특집’ 형태로 짤막하게 짚어보는 글들이 다른 분야보다 잦았는데 알파고의 충격이 미친 영향으로 보인다. 논문들의 제목에서 ‘경이로움’ ‘두려움’ 등의 단어가 출현하는 것도 특징이다.
 
사물인터넷, “208억 개가 연결된다”
  ‘사물인터넷(Internet of Things)’이란 기기, 센서, 인터넷 등을 통해 사람과 공간을 서로 연결하고 정보를 생성, 공유, 활용하여 부가가치를 창출하는 기술이나 사업모델을 말한다. 사물인터넷으로 연결된 스마트폰, 자동차 등의 사물들은 2016년 전년 대비 30% 증가한 64억 개, 2020년에는 208억 개에 이를 것으로 전망된다.
 
  역시 기술동향 논문들이 많은 관심을 받았다. 경제적 파급효과를 계산하는 논문, 사물인터넷에서 가장 먼저 큰 시장을 형성할 것으로 예측되는 ‘스마트홈’ 관련 논문도 많았다. 스마트홈은 스마트자동차 등으로 계열 확산을 거쳐 스마트도시로 이어진다. 그리고 결국은 스마트국가가 될 것이다. 올해 논문 이용 모습을 볼 때 사물인터넷으로 인한 보안 문제라든지, 사회의 각 영역에 어떻게 적용되는지 등에 대한 탐색은 ‘빅데이터’ 분야와 비슷한 양상을 보였다. 부산의 어시장에까지 사물인터넷 시스템을 도입하고자 하는 연구도 있을 정도다. 근데 왠 어시장인가?하는 이들도 있을지 모르지만, 논문에 따르면 생선이 시장의 광장 같은 곳에 뿌려져서 24시간 이상 상온에 노출돼 분류작업을 거치기 때문에 선도가 낮아지는 문제가 있다. 사물인터넷을 통해 관리하면 선도 높은 생선 출하 시스템을 구축할 수 있다는 것이다.
 
  사물인터넷은 사물들끼리의 네트워크이니 ‘인간’이 배제된 작업현장을 끊임없이 연상시킨다. 미래에는 큰 교량 건설 현장에서도 사람은 사라질 지도 모른다. 그 자리엔 지능화된 기계들, 로봇들의 네트워크 시스템이 있을 것이다. 인간은 터치스크린을 통해 이를 일일이 관리할지 모른다. 관련 논문들이 하나같이 전망하는 것은 인간의 일자리가 줄어든다는 점이다. 그리하여 지금보다 더욱 창의적인 능력을 갖춰야 한다고 강조한다. 미의식과 감성이 강조되는, 이를테면 디자인 등이 그렇다.
 
나노 분야는 ‘튜브’와 ‘섬유’의 ‘섬세함’ 강화 추세
  나노과학과 관련해서는 여전히 탄소나노튜브 관련 논문이 압도적으로 많았다. 탄소나노튜브란 머리카락의 10만분의 1정도의 크기에 속은 비어 있는 탄소 원자 결합체인데 구리보다 전기를 잘 전도하며 엄지손톱만한 면적에 브리태니커 사전 전질의 100배에 가까운 정보를 기억시킬 수 있는 특성을 갖는다.
 
  상위권에는 이런 탄소나노튜브의 강도를 높이기 위한 물질 첨가연구, 디스플레이 영역에서 활용하기 위한 탄소 분산 기술, 전기 전도성이 너무 높아 안전사고나 기계오작동을 일으킬 수 있어 그것을 방지하기 위한 기술, 탄소나노튜브를 코팅할 때 전자파를 흡수하는 재료를 쓰는 연구, 실리콘 음극소재를 탄소나노튜브에 실어 상용화하는 방안 연구 등 실로 다양했다.
 
  그 외에 높은 빈도를 보여준 나노 분야 키워드는 나노섬유였다. 일반적으로 섬유 분야는 한국 근대화를 이끈 주역으로 알려져 있을 뿐, 미래 주역 산업으로 인식되는 경우는 거의 없는데 여전히 섬유산업은 수출을 많이 하는 큰 산업이며, 나노섬유를 통해 세계시장을 더 넓히려는 산업계 내부와 주변의 요구 또한 많다. 논문들은 현재 나노섬유를 제조할 수 있는 가장 획기적인 방법으로 연구되고 있는 ‘전기방사 기술’을 소개하는 경우가 많았다. 그 외에 나노기술을 이용한 약물전달시스템, 나노바이오센서, LED조명 소재 등이 높은 이용율을 보여주는 나노 관련 키워드였다.

유전자 가위로 ‘병’을 도려내는 시대
  유전자를 키워드로 한 논문에서는 ‘유전자변형식품’과 ‘유전자치료’가 분할 통치하는 국면을 보여줬다. 둘 다 먹거리와 질병이라는 인간이라면 피해갈 수 없는 영역에서 큰 시장적 가능성을 담보로 급성장하는 연구 분야이다. 이 분야 1위를 기록한 「유전자재조합식품(GMO)」논문에 따르면, 전 세계적으로 재배가 허용된 유전자재조합 작물은 콩, 유채, 목화, 옥수수 등이며 1999년 대비 2009년 재배면적이 13배 증가하고 있다. 이중 우리나라는 콩과 옥수수 수입이 많은데 섭취시 인체에 독성 발생, 단백질에 의한 알레르기, 세포 간 특이 증상 등을 유발할 수 있다. 따라서 이 주제와 관련해서는 표시제도 등 국내 관리현황, 관리 법령, 용어, 국가별 현황을 짚어보는 논문들이 많았다.
 
  ‘유전자 가위’란 유전체에서 원하는 부위의 DNA를 정교하게 잘라내는 기술을 말한다. 이를 이용한 유전자 치료가 최근 각광을 받고 있는데 쉽게 말해, 찢어진 옷의 부위(특정 유전자 그룹)를 제거하고 새로운 천으로 바꾸는 ‘유전자 짜깁기’로 볼 수 있다. 전체 86위를 기록한 「유전자가위를 이용한 유전자교정 및 유전자치료」가 유전자 관련해서는 두 번째로 순위가 높았다.
 
  이 논문은 유전자가위를 이용한 유전자치료의 전모를 한눈에 파악하는 데 도움이 된다. 2011년 ‘1세대 유전자가위’에서 현재는 3세대 유전자가위까지 다가섰는데, 논문 저자는 “안전하고 효율적인 유전자가위의 전달형태 및 전달방법의 개발과 비특이적 양가닥 절단의 최소화 등 유전자가위 사용의 최적화된 조건이 확립된다면, 수많은 질병의 치료방법으로서 유전자가위를 이용한 유전자 교정기법이 쓰이는 일이 불가능한 일만은 아닐 것이다”라고 결론짓고 있다.
 
  그러나 사회적·윤리적 논란을 피해갈 수 없다는 것에 유전자 치료의 가장 큰 특징이 있다. 이를 반영하듯 이 키워드 3위의 논문은 「유전자검사와 유전자치료에 관한 쟁점사항과 사회적 수용도」다. 저자 이인영 한림대 법대 교수는 양적 조사를 통해 “한국의 경우 국민 대부분이 자신이나 가족을 위해 유전자 치료를 받을 용의가 있는 것”으로 드러났지만, 규제가 필요하다는 공감대도 형성돼 있다고 밝히고 있다.
 
  고가의 치료비로 인한 계층 간 불균형, 생식세포 유전자치료를 허용해서는 안 되는 것 등이 큰 이슈였다. 이 교수는 “유전자치료나 유전자검사가 필요한 환자가 있는 경우 환자와 국가가 비용을 나눠 부담해야 한다는 응답을 거의 일반 국민의 70% 이상이 수용하고 있는데, 이는 유전공학을 이용한 치료비용이 상당히 고가일 것이고 그래서 별도의 민간보험을 가입해서라도 비용부담을 준비를 해야 한다는 점을 배경으로 하고 있다”라고 밝혔다.
 

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