2020년엔 로봇이 우리 운명을 좌우한다.

1. 교통

산업분야에서 자동차 활용 없이 살아갈 수 없는 세상이다. 미국은 하루에 2100만 배럴의 기름을 소비한다. 미국인구조사국은 최근 280만 명이 매일 ‘극심한 출근’ 전쟁을 겪고 있다고 발표했다. 텍사스 교통당국은 교통체증 때문에 매년 23억 갤런의 기름이 미국에서 낭비된다고 밝혔다. 세계적으로 15년안에 차량이 8억대에서 11억대로 증가한다고 예측한다. 대중교통 이용이 대안이다. 미국은 장애노인들이 대중교통을 장악한다고 말 한다.

해결방안

1) 교통에 활용될 로봇 : 미군이 아프가니스탄에서 사용하는 기술 미국내 들여오는데, 교통에 활용될 로봇이다. 인간보다 더욱 안전하고 빠르게 물건을 운송한다. 로봇으로 하여금 도로 이외의 방법으로 운송하게하고, 인간만이 도로를 자유롭게 사용하도록 할 목적이다.

미군은 이른 시일에 이 기술을 화물운송과 주유에 도입하는 것을 희망한다. MIT 인간과 자동화 연구소 소장인 미시 커밍스(Missy Cummings)에 의하면 이것은 실제로 매우 현실적인 바람이다. 원격으로 조종되는 로봇들이 적들을 향해 돌진하는 모습을 상상해본다. 커밍스는 ‘몇몇의’ 미국 기관들이 선제공격이나 다른 공격을 무인차량 혹은 무인 항공기로 실행하는 것을 심각하게 고려하고 있다고 밝혔다.

예전 노르망디 상륙 작전과 비슷한 상황이 초래할 수도 있는데, 물론 인간의 피해는 훨씬 적은 숫자이다. 무인기 침략 작전 시나리오는 이러하다. “선제공격을 무인기(UAVS)가 하고, 로봇이 해변에서 발포를 한다. 다음으로 해병들이 투입된다.” 이렇게 로봇이 작전에 투입이 될 정도라면, 우리의 화물과 다른 어떤 물건들을 자동으로 운송하는 것이 과연 얼마나 후에 일어날까.

2) 압축공기엔진 차량 : 스코틀랜드의 Dalhousie 대학 공대 학생들의 실험에서 공기-동력의 고카트(Go-karts) 차량이 쌩 하고 지나간다. 이들은 쉘(Shell) 과 유럽의 공기-동력 컨셉 자동차 협회에서 후원을 받았다. 이 프로젝트는 압축된 공기 엔진을 만들어 자동차의 동력으로 삼는 것이다. 관건은 가스 배출 없이 터빈에 힘을 가하는 것이다. 비록 고카트(Go-karts)가 200mph속도를 낼 수 있었지만, 공기가 금세 없어졌으며 보안할 점이 아직 많다. [THE FUTURIST, 2008, 8~9월호]

3) 텔레포테이션 즉 원격물체순간이동 : 인간이 순간이동을 하는 것은 절대로 현실적이지 못할뿐더러 안전하지 못하다, 하지만 간단한 물건들은 가능하다고 보고 있다. 미국방위고등연구계획국은 충분히 가능하다고 말한다. 이 기관은 양자얽힘이라는 과학에 대한 정보 요청을 하고 있다. 양자얽힘과학기술(QUEST) 이라는 프로젝트는 상상 할 수조차 없는 빠른 컴퓨터, 혹은 영화 스타트렉의 순간이동기계를 만드는 것을 목표로 하고 있다.

양자기계학에선 핵 주위를 도는 일렉트론과 같은 입자가 구체적인 위치 혹은 상태가 없다고 한다. 이것에 관해서 유일하게 언급할 수 있는 것은, 무작위로 진동하는 어디선가 나타난 무더기의 방정식이라는 것뿐이다. 실제로, 이 입자는 관찰되어질 때만 “붕괴되어” 하나로 변해버린다.

Australian Research Council 연구소의 Ashton Bradley와 그의 동료들은 아톰을 순간이동 시키는 것이 가능하다고 언급했다. 이를 보여주기 위해, 호주 연구원들은 보즈-아인슈타인 응축(BEC)을 만들었다. BEC는 보슨입자가 매우 낮을 때 나타나는 물질이다. 이것은 순간적으로 이것과 접촉을 하는 입자를 냉각시킨다. 연구원들은 응축된 루비듐 원자에 레이저를 쏘았다. 이것은 순간적으로 냉각되어졌고, 레이저에 노출된 원자는 가장 낮은 상태로 변했고, 다른 어떤 에너지를 받지 않았다. 신기하게도, 그 레이저엔 원자를 다시 생산하는데 필요한 정보가 들어있었다.

이들은 다른 BEC를 다른 원자에 실험을 하였고, 레이저는 본래의 원자에 필요한 정보가 다 들어있었다. 실제로 처음의 원자는 없어졌다가 정보를 받으면서 재구성되었다. 각 끝에 원자가 한 개씩 있지만, 그들의 “정체성”은 바뀌었다. 아직 무언가를 순간이동 시키기에는 풀어나가야 할 과제가 많이 남았다. 하지만 몇 십 년 후, DNA와 같은 간단한 분자를 이동시키기엔 충분히 가능성이 보인다. 이론상으론, 인간을 순간이동 시키는 것은 막연한 불가능이 아니다.

2. 에너지

세계의 에너지에 관한 수요는 극적으로 늘어날 것이다. 전문가들은 에너지 수요가 2002년에서 2030년 사이에 60%가 증가하여 5680억불의 투자가 매년 불가피할 것으로 본다. 개발도상국들은 부족한 석유공급으로 인해 더욱 힘들어 질 것이며, 선진국 또한 이 문제를 피할 수 없을 것으로 예상된다. 석유 대안 에너지는 세계적으로 17%를 차지하고 있으며, 2020년도엔 30%를 차지할 것으로 보인다.

해결방안

1) Piezoelectrics(압전체) : MIT 건축대의 두명의 학생이 관중들에게서 에너지를 잡아 전기로 변환하는 시도를 했다. James Graham 과 Thaddeus Jusczyk 는 그들의 프로젝트를 “군중농장” 이라 일컫는다. 이는 사람들이 밟을 때마다 조금씩 눌리는 바닥블록인데, 이 디자인은 눌림을 에너지로 변환한다. “군중농장”은 그리 많은 에너지를 생산하지 못한다. 하지만 이 방식이 미래에 큰 도움이 줄 수 있다는 것에 의의를 둔다. 환경 에너지, 즉 우리 주변의 진동이 나노-크기의 장치에 큰 영향을 준다. 작은 장치들을 움직이게 하는데 동력원이 필요로 한다. 하지만 이것을 위해 배터리를 쓴다면, 크기가 문제되며 언젠가는 소모가 된다는 점 때문에, 진동에서 에너지를 섭취할 수 있는 아연을 사용한다. [THE FUTURIST 2007 11월~12월호].

2) 유전자 변형된 바닷물 염생식물(앨지, algae) : NASA 연구소 총책임자인 Dennis Bushnell 는 해초류와 박테리아는 21세기의 가장 중요한 생물연료라고 밝혔다. 석유의 대안으로 염생식물은 매우 현실적이다. 첫 번째로 풍부한 자원이고, 두 번째로 세계의 이산화탄소 배출량을 대거로 줄일 수 있다. 옥수수와 설탕과는 달리, 염생식물은 바닷물의 염분을 섭취하기 때문에 먹이 경쟁을 하지 않는다. 사하라와 같은 사막의 땅에선 염생식물이 배럴당 70불 인 석유보다 조금 더 저렴한 가격이다. 사막이기 때문에 햇빛을 많이 받는다. 농부들은 태양열을 통해 물을 끌어올릴 수 있고, 나아가 대수층을 발견해 이보다 더 악화된 지역에 좋은 영향을 준다. 이를 통해 황무지인 땅들이 되살아난다. 염생식물을 올바르게 재배하면 물 부족과 식량부족 문제에 큰 도움이 된다. 농작에 사용되는 68%의 담수를 식수로 사용하고, 나아가 염생식물은 넓은 땅을 필요로 하지 않는다. [2009년 3~4월 THE FUTURIST]

3) 조력 : 멕시코 만류와 같이 조력-발전기를 사용해 에너지를 제공한다면 플로리다같이 궁핍한 주에는 큰 도움이 된다. 10년 후의 플로리다의 에너지 사용량은 30%가 증가하는데, 이를 해결하기 위해 플로리다의 연구자들은 멕시코 만류를 조사하는 데에 5백만 달러를 받았다. 멕시코 만류는 미시시피 강보다 약 1000배 강하게 흐른다.

3. 기아

기아에 시달리는 인구가 약 10억명 정도 된다. 이 지구상의 6분의 1인 인구다. 2009년, FAO (Food and Agriculture Organization)에 의하면 미국에서도 많은 성인과 어린아이들이 2007년도에 굶주렸다고 밝혔다. 40년 후에 지구의 인구는 25억 명이 증가하는데 대부분의 사람들은 굶주림이 난무하는 지역에서 태어날 가능성이 높다. 조사결과는 이 악순환이 교육을 통해 개선된다고 주장한다. 대부분의 여성들이 읽을 줄 알고, GDP가 높은 지역에서는 인구는 오히려 하락한다.

지구의 3분의 2의 인구가 물 부족 현상을 겪고 있다. 이것은 2030년도엔 굶주림에 매우 큰 영향을 준다. 약 2억명의 아프리카인들이 심각한 물 부족 현상을 겪고 있다. 이 숫자는 2025년에 2억 3천명으로 증가할 것으로 보인다. 유엔 환경 프로그램에 의하면 아프리카의 물 부족을 극복하는 것이 큰 과제이다. 보통 인간이 하루에 4리터의 물을 섭취해야 함에도 불구하고, 아직 우물도 파지 않은 현실이다.

해결방안

1) 알약음식 : 미래엔 음식을 대체할 알약이 나올 것으로 보도된다. 전문가들은 그것이 단지 화학 구성물이 아닐 것이라고 한다. 음식을 대체할 조그마한 크기의 알약은 매우 복잡하다. 요구되는 것이 많기 때문이다. 미래예측학자들에 의하면 가장 실행 가능성이 높은 방법은, 나노로봇 음식 대체 시스템이다. 나노의학품 시리즈의 작가인 Robert Freitas 박사와 분자 제조협회의 동료가 FUTURIST 편집 차장인 Patrick Tucker 과 이야기했다.

Freitas가 쓴 책과 글에서는 알약음식과 같은 잠재적인 음식 대체 기술에 관해 저술되어 있다. 단지 약품, 혹은 영양가를 섭취하는 것 보다는, 수천 개의 나노로봇을 함유하는 기술이다. 이들은 알약에 들어가게끔 매우 작은 크기로 제작되며, 로봇이라고 해서 굳이 ‘쇠’로 만들어지지도 않는다. 이 나노로봇은 매우 복잡한 구조로 만들어진다.

Freitas 박사의 방법은, 원자력을 동력으로 하는 나노로봇이다. 인간이 음식을 섭취하는 이유는 걷거나, 숨을 쉬거나 등등 에너지를 소비를 하기 때문이다. Freitas박사는 동위 가돌리늄 원소를 섭취를 하면 더욱 많은 에너지를 섭취할 수 있다는 점이다. 물론 화학 약품만 섭취하면서 건강하길 바라는 것은 오산이다. 대신, 나노로봇을 통해 동위 가돌리늄 원소를 섭취하는 것이다. 나노로봇은 인간의 몸이 이 원소를 안전하고 확실하게 섭취할 수 있게끔 도운다.

Freitas 박사는 등위 가돌리늄 원소가 75년 동안 효력을 발휘한다고 한다. 그는 미래엔 한 끼를 먹고 100살을 살 수 있을 것이라 주장한다. 먹는 것을 좋아하고, 그 음식이 몸에 영향을 미치는 것을 싫어하는 사람들에게 는 다른 나노로봇 대안이 있다. 몸속에서 대기하고 있는 “영양로봇”이 이를 도와준다.

예를 들어 아주 살이 찌는 스테이크를 먹는다고 가정해보자, 몸속의 나노로봇이 음식을 먹은 사람이 섭취하기 싫어하는 성분을 몸에 섭취되는 것을 막고 있다가 화장실에서 다 배출시키게 하는 방법이다. Freitas 박사는 나노로봇을 “lipovore” 라고 칭한다. 그는 이것을 미세한 성형 수술이라고 한다.

2) 발전된 디자인 : 깨끗한 물을 아프리카에서 찾는다는 것은 큰 과제이다. 물을 구하기 위해 먼 거리를 걸어야 하는데, 한 사람당 기껏해야 25리터밖에 들고 오지 못한다. 하지만 Trevor이라는 발명가가 아이들의 놀이기구로 이 문제를 해결해 나가고 있다. 플레이 펌프 (The Play-Pump)는 단순한 회전목마가 아니다.

어린 아이들의 놀이기구로 만들어졌을 뿐만 아니라 100미터 이하의 물을 끌어올리는 역할을 한다. 보통 인간은 하루에 약 4리터의 물 섭취가 필요하다. 이 플레이 펌프는 아이들을 즐겁게 하면서 한 시간에 1400리터의 물을 생산한다. “현재 700개를 설치했습니다.” Field가 말했다. “이 기구가 1000명에서 2000명의 사람들에게 도움을 주기를 바라고 있습니다. 요하네스버그에서 40마일 떨어진 어느 마을엔 500명의 아이들이 있는데, 그들은 물을 가져오기 위해서 먼 거리의 길을 걸어야 합니다.

우리는 그곳에 몇 년 전에 플레이 펌프를 설치했습니다.” 플레이 펌프는 유일하게 디자인으로 물 부족을 극복한 사례입니다. 비싼 옷들과 자동차에만 디자인이 필요한 것이 아니다. 전 세계적으로 창의적인 사람들이 가난에 맞서 디자인을 고안한다. 더 나은 식품 저장을 위한 냄비, 수백 파운드를 실을 수 있는 변형된 자전거, 건조한 시기 때 사용하는 일반 펌프. 이것들은 90%의 사람들이 겪고 있는 문제에 큰 도움이 되는 발명품이다.

음식, 식수, 잠자리, 건강, 에너지, 교통 그리고 교육에 도움을 주는 “나머지 90%를 위한 발명” 은 자연재해 혹은 가난에 맞선 사람들에게 초점을 둔다. “95%의 발명가들은 10%의 부자 고객들을 위해 발명하죠.” 국제 산업 증진 기관 회장인 Paul Polak 는 말한다. “나머지 90%위한 발명이 진정한 혁명이다.”

3. 건강

미국은 다른 어느 나라보다 보건에 신경을 쓴다. 높은 GDP로 소비를 많이 하는 대신 거의 다 돌려준다. The Future: 2025년도엔, 65세 이상 인구가 3억 5천에서 6억으로 증가한다. 이것은 보건 시스템에 큰 압박을 가하게 된다.

해결방안

1) 원격의료처치와 로봇시술 : 존스 홉킨스 대학의 Alison Okamura가 로봇시술의 창시자인데 수술의 충격을 줄이고 더욱 저렴한 수술비용과 환자의 건강증진을 목표로 한다. 촉각시스템은 로봇기술과 떨어질 수 없는 관계다. 촉각시스템은 로봇이 수술 도구가 되게 했고, 로봇과 인간의 상호작용에 도움을 준다. 그녀의 팀은 어느 트정한 부위에 더욱 강한 힘이 작용하는 촉각시스템을 개발했다. 이 시스템 때문에 수술을 더욱 섬세하게 한다. 시술로봇은 사진을 찍고 기록을 남길 수 있다.

인간은 잘 기억하지 못하는 수술 과정에 큰 도움이다. 오카무라는 “로봇시술을 할 때엔 이미 당신은 환자 몸에 도구를 조정하고 있다”며 “또한, 수술을 진행하는 동안에 진행과정에 대해 볼 수 있기 때문에 더욱 편리한 점도 있다”라고 밝혔다. 이런 종류의 기술은 미래의 텔레마케터 수술에 큰 영향을 미친다. 하와이에 있던 한 의사가 괌에 있는 의사에게 지도를 했던 일이다. 그는 괌에 수술을 받는 환자의 심장박동을 확인하는 등 큰 도움을 줬다. 빨라지는 인터넷 속도는 의사들의 환경을 발전시켜준다. 노스캐롤라이나 주의 컴퓨터 혁명 협회는 환자 모니터링 시스템(OHMS)을 개발했는데 천식환자들을 관리하는데 훨씬 수월해졌다.

2) 게놈 특정 치료 : 몇 년 전만 해도, 암에 대한 생각은 매우 참담했다. 하지만 합성 생물학의 발전과 기술의 발전으로 암에 대한 치료 기대치는 높아졌다. 이것은 DNA를 정확하게 읽고 조작할 수 있는 강력한 유전자 조작 기술이다. 나아가 합성 생물학 덕분에 치료 가격은 내려갔고, 프로테인, 면역, 바이러스는 기술에 복종을 한다. 산업화된 의약품은 개발 체인의 전체 스펙트럼을 통해 신약 개발의 비용을 줄일 수 있다[Hessel].

단지 작은 규모의 생산 능력만 필요하고 실험실 테스트는 더욱 간단해지고, 큰 단계적 실험이 필요하지 않고, 임상 실험을 한 사람으로 줄일 수 있다. 그렇기 때문에 어떤 사람을 선택할지에 대한 고민이 줄어든다. 이것은 비용을 절감하고, 한 단계 앞선 의약품을 만드는데 도움이 된다. 환자에게 자세히 알려주고, 책임은 최소한으로 물을 수 있게 된다.(www.unfuture.org)