스마트시티에서 5G 인프라는 이제 구문이 되어버린 듯하다. 2020년부터 올해 상반기까지는 5G 인프라와 응용 기술이 일상으로 거론됐다. 이를 바탕으로 스마트가로등이나 폐기물처리 등 실생활 응용이 확대됐다. 요소 기술로는 IoT(사물인터넷) 센서와 AI(인공지능), 데이터 관리 등이 적용됐다.
당연히 이 기술들은 내년에도 지속적으로 활용된다. 그 와중에 2022년부터는 ‘혁신 속의 기술 혁신’이 전개될 것으로 예상된다. 상식을 뛰어넘는 스마트 기술들이 주목된다. 상당수는 코로나19가 몰고 온 변화의 물결에 기인한다.
◆ IoT의 진화
IoT는 다양한 전자기기가 센서 네트워크로 인터넷에 연결돼 각각의 기능을 수행한다. 일상 생활에 필수적인 데이터를 생성하며 전자기기의 작동에 필요한 정보를 주고받는다. IoT 센서는 소비 전력이 매우 낮다.
반면 배터리의 수명이 한정된 것은 한계다. 수 많은 센서를 일일이 찾아다니며 손볼 수도 없다. 결국 센서를 작동시키기 위해 배터리의 충전 상태를 유지하는 것이 관건이다. 자동으로 센서를 충전시키는 기술이 개발되고 있다.
5G의 효용성은 여기에서 입증된다. 충분한 무선 전력신호가 제공되기 때문에 IoT 센서 역시 무선 신호로부터 전력을 수확해 축적할 수 있다. 센서 안에 설치하는 작은 안테나가 충전기 역할을 한다. 무선 충전이 실현되면 IoT를 활용한 스마트시티 구축은 보다 활발해질 것으로 예상된다.
◆ 오믹스(omics)를 주목하라
오믹스는 세포 내의 유전자 활동이나 단백질을 수치화할 수 있는 기술이다. 생체 so 특정 종류의 분자들을 통합 분석함으로써 생체의 구조와 기능을 연구한다. 그렇다면 오믹스가 왜 중요해질까.
세계보건기구(WHO)는 2015년부터 2050년까지 세계의 60세 이상 인구 비율이 12%에서 22%로 2배 증가할 것으로 예측했다. 인구의 고령화는 암, 당뇨, 치매, 심장병 등 급만성 질환과 관련성이 크다. 생물학적인 접근을 통해 노년층의 건강을 증진시키는 것이 최대 과제로 부상했다. 그래서 오믹스는 주목할 수밖에 없는 학문이요 기술이다.
과학자들은 노화의 분자 메커니즘을 규명하고 있다. 이를 통해 단순히 오래 사는 것이 아니라 보다 건강한 삶을 살 수 있는 방법을 연구한다. 오믹스 기술을 사용함으로써 노화의 생물학적 근거를 찾아내고 적극적인 치료법을 개발할 수 있다.
◆ 3D와 메타버스
3D라는 기술적인 용어가 새로운 개념은 아니다. 오래 전부터 3D 기술은 컴퓨터 등 정보기기에 적용됐고, 이제는 일상화됐다. 그러나 3D는 앞으로 의미를 달리 하면서 다른 방향으로 전개될 것으로 보인다.
ICT 세계에서 3D는 가상현실(VR)이나 증강현실(AR)로 발전하면서 신기원을 열었다. 페이스북을 비롯한 여러 빅테크들이 이 기술을 응용한 헤드셋을 선보이기도 했다. 스마트시티에서 3D는 디지털 트윈으로 꽃피웠다. 실제 세계를 가상현실에 그대로 재현한 디지털 트윈은 건설을 비롯한 산업계 전반에 적용돼 시뮬레이션을 제공함으로써 시행착오를 줄이고 비용을 절감하는 효과를 거뒀다.
이제 3D 기술은 메타버스로 발전하고 있다. 지난해 하반기부터 부쩍 늘어난 메타버스는 현실세계에서의 비즈니스를 사이버 공간으로 이전시킨다. 자신이 아바타로 변신해 메타버스 공간을 휘젓는다. 우리나라에서도 금융권과 통신업계가 앞다퉈 메타버스를 실험 중이다. 페이스북은 아예 회사 이름을 메타로 바꾸었다. 게임 산업에서는 실제 3D 메타버스 세계에서 스스로가 주인공이 되어 게임을 수행한다. 앞으로는 다양한 비즈니스에서 그렇게 될 것이다.
한편 3D는 오프라인에서도 쓰임새가 커질 것으로 예상된다. 건축 분야에서 가장 활발하다. 공기를 단축하고 비용을 낮추어 주택 보급률을 높인다. 친환경 공법을 적용하는 것도 가능하다. 나아가 빈곤층에 대한 주택 공급을 활성화시킴으로써 형평성도 취한다.
◆ 코로나가 초래한 의학 기술 혁명
가까운 장래에는 환자가 내쉬는 숨결 만으로도 질병을 진달할 수 있는 시대가 열릴 것이라고 세계지식포럼은 어젠다에서 전망했다. 호흡을 통해 각종 병을 진단하는 센서가 개발될 것으로 예상된다. 인간의 호흡에는 800개 이상의 화합물이 내포돼 있으며, 센서가 이 농도를 샘플링함으로써 질병을 진단할 수 있다는 것이다. 호흡에서 아세톤 농도가 높으면 당뇨병이 의심된다는 신호를 보낸다. 호흡 공기 중 화합물이 센서를 통과할 때의 전기저항 변화를 검출하고 데이터를 해석한다. 중국 우한에서 행해진 연구에서 센서는 코로나 바이러스를 95%의 정확도로 검출했으며 환자는 100% 식별해 냈다.
마이크로유체공학과 온디맨드 의약품 제조도 시작될 것이라는 예상이다. 일반적인 의약품은 필요에 따라 온디맨드로 제조할 수 있게 된다. 이 약은 원격지나 야전병원에서 휴대 가능한 기계로 제조할 수 있다. 따라서 환자별 맞춤 약품 투여가 가능해진다.
◆ 우주를 향한 기술의 진보
지구의 저궤도 상에 수많은 저비용의 초소형 위성이 설치되고 있다. 이들 데이터를 전 세계에서 수집해 중앙 센터에서 처리할 수 있게 됐다. 저궤도 상에서의 네트워킹을 통해 지상에서 하지 못하는 통신 서비스가 가능해진다. 스페이스X의 스타링크 프로젝트가 대표적이다. 다양한 공공 서비스가 저궤도 위성을 통해 이루어질 것이며, 이를 실현할 수 있는 우주항공 기술이 속속 개발될 전망이다.
더 먼 거리로 벗어나 일론 머스크의 스페이스X가 기획하고 있듯이 화성에 식민지를 개척할 수 있는 날도 머지 않았다. 중국과 미국 나사는 달 표면에서의 탐사 및 활동을 위해 소형 원자로를 설치한다는 계획이다. 화성에 사람이 거주할 날도 머지 않았다.
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