첨단기술의 과학 - 렉처 사이언스 KAOS 11

황정아외

우주를사랑하는물리학자로서우주환경을연구하고,인공위성을만든다.과학기술연합대학원대학교(UST)한국천문연구원캠퍼스대표교수이기도하다.한국과학기술원(KAIST)에서플라스마물리학으로박사학위를받았다.학위과정동안과학기술위성1호의우주물리탑재체개발에참여하면서인공위성과인연을시작했으며,현재는4기의큐브샛미션인스나이프(SNIPE)프로젝트의시스템을총괄하고있다.언젠가는우리나라도태양계탐사뿐아니라태양권계면을벗어나새로운지평선을여는인공위성을개발할것이고,이계획에주도적으로참여하고싶다는소망을갖고있다.국가우주위원으로,정지궤도복합위성개발사업추진위원,425정찰위성사업의자문위원으로활동하고있다.지은책으로《우주날씨를말씀드리겠습니다》《우주날씨이야기》가있으며,《과학자를울린과학책》《첨단기술의과학》《십대,미래를과학하라!》《대통령을위한뇌과학》등을함께집필했다.

머리말004

LECTURE01항공우주
01지구인으로살아가기:우주날씨와인공위성-황정아
태양계는무엇으로채워져있을까?017/우주를보다022/인류의꿈,우주로가다023/
우주환경/우주기상029/우주환경의3요소032/어떻게대비해야할것인가035/
02신기전에서‘누리호’우주로켓까지-채연석
폰브라운박사와새턴-5로켓042/우리의로켓뿌리043/외국에서사용하는발사체는어떤것일까047
Q&A051

LECTURE02미래신재생에너지
01수소로전기를만드는세상-김민수
앞으로지구온도는얼마나높아질까?056/지구온난화의원인은무엇일까?058/
신에너지수소가필요한이유는무엇일까?061/전기는어떻게만들어질까064/
실생활에응용된연료전지068
02페로브스카이트태양전지,우연한발견은없다-박남규
신재생에너지의발전072/신기술을어떻게예측할수있을까?074/태양전지의원리076/
페로브스카이트태양전지079/페로브스카이트실험085
Q&A088

LECTURE03AI/머신러닝
01사람의언어로소통하는AI-오혜연
AI의언어능력093/어려운건쉽고,쉬운건어렵다096/오픈도메인대화모델의문제099/
언어모델이란무엇인가101/언어모델의문제점105/편향성의문제/107
024차산업혁명의열쇠,인공지능과딥러닝:수학의새로운도전-강명주
산업혁명과수학자111/3차산업혁명:영화속의수학114/4차산업혁명:딥러닝의수학118/
딥러닝이무엇일까120/딥러닝의문제점123/딥러닝속의수학124
Q&A128

LECTURE04블록체인/해킹&보안
01일단여기까지만알아두는블록체인이야기-전주용
블록체인이무엇인가133/블록체인의원리137/블록체인포크139/블록체인과암호화폐142/
블록체인의활용과한계143/가상화폐이용에따르는문제점146/블록체인의미래148
024차산업혁명시대의보안:현재와미래-김용대
해킹이무엇일까150/신기술의과거보안문제152/신기술의신규보안문제155/
자율주행차에필요한기술들161
Q&A/166

LECTURE05첨단의학
01어떻게DNA가변하니?돌연변이와정밀의학-김상우
돌연변이는무엇이고왜생길까?171/돌연변이가우리삶에어떤영향을줄까?179/
돌연변이를어떻게알아낼까?185/돌연변이분석은의학에어떻게이용되는가?189
02만인과만물의게놈을해독-박종화
게놈이란무엇인가?195/인간전염코로나바이러스는누가만들었나?198/
코로나바이러스의본질은무엇인가?200/바이러스와인간의언어적소통202/
신호의본질:생명의본질204/차이를연구하는게놈학206/결론210
Q&A212

LECTURE06통신/드론&자율주행차
015G무선통신:제4차산업혁명의지렛대-최준일
통신연구란무엇인가?217/통신연구의발달220/도대체표준은왜필요한가?223/
통신은무선이어야하는가?225/5G이야기227/통신연구의미래232
02드론과자율주행차:나는자동차의시대는언제오게될까?-심현철
무인항공기/드론의정의236/무인항공기/드론의발전과정238/
보이지않지만존재하는하늘길240/자율주행을왜개발하는가?243/자율주행구현기술247/무엇이가능할까?249
Q&A252

LECTURE07로봇의시대
01로봇기술과미래-오준호
다양한로봇의종류259/사람과컴퓨터의상호작용264/로봇을어떻게설계할것인가?269/
자율성과운동능력272/
02로봇이말랑말랑해도되나요?-김호영
소프트로봇이왜관심을끌까?277/소프트재료와최적설계를열쇠로문을열다285/
로봇으로서의기능보다모양변화에집중289
Q&A294

LECTURE08뇌&뉴럴인터페이스
01뇌의자기조직화:생각의탄생-선웅
우리가뇌에대해모르고있는것300/뇌를자세히보기302/조작해보기304/
만들어보기307/인간은어떻게뇌를갖게되었나?308/
미니뇌제작:우리는생각을복제할수있을까?311/연구를통해얻은훌륭한결과들315/
미니뇌개발,지금은317
02뇌-컴퓨터인터페이스:사람의마음을읽다-이성환
뇌-컴퓨터인터페이스의역사319/EEG기반의뇌-컴퓨터인터페이스321
Q&A330

그림출처332
찾아보기336

▼팬데믹으로전세계가암울했던2020년
2020년은코로나바이러스라는신종전염병이전세계를강타했다.인류는갑작스러운팬데믹을겪었으며,한번도겪어보지못한언택트의시대로돌입했다.대면으로활동하는모든일이금지되면서과학지식의나눔을목적으로진행되던카오스의강연도온라인으로진행되었다.강연뿐만이아니다.아이들의학교는조용해졌고,평범한삶속에서흔히이루어지던많은만남이사라져야했다.아니지금도여전히현재진행형이다.
코로나블루.삶의멈춤은경제를어렵게했고,외출이자유롭지못하게되면서생겨난우울증을뜻하는말이다.2020년은인류역사에서지우고싶은한해였다.하지만이기간우리들은역설적으로미래를꿈꾸고,과학에더많은관심을가지게되었다.

▼과학,바이러스의최전방에서활약하다
폭발적감염이일어나세계가우왕좌왕할때우리과학은진단키트개발로빠르게대처하는놀라운대응을해냈다.간단한방법으로바이러스의감염여부를확인할수있는진단키트는대단한성과가아닐수없다.그외드라이빙스루,항체치료제,백신개발등과학의놀라운성과는일일이평가하기어려울정도였다.
특히언택트시대로접어들면서온라인은삶이새롭게변화시켰다.많은것이오프라인이아닌온라인으로가능하게할수있었던근간에는과학의공로가가장크다고할수있다.

▼미래를꿈꾸는희망의과학
이제우리에게과학은희망의산물이될것이다.사람들은이제더이상과학을‘지식’으로만대하지않고과학에서‘의미’를찾으려고한다.시대가암울할수록더나은미래에대한답을과학을찾고꿈꾸기때문이다.
그래서만약먼미래에또다시코로나와같은강력한바이러스가발생한다면,그것이팬데믹이되기전방역로봇이곳곳을돌아다니며전파를방지하고,증세가발생한사람은자율주행차를타고검사를받으러갈것이다.과학자들은인공지능과정밀의학을이용해바이러스치료제와백신을개발하게될지도모른다.우울한사람은소프트로봇이따뜻하게안아줄것이다.우리의미래는과학으로밝아질것이다.

과학재단KAOS는‘과학,지식,나눔’을모토로대중이과학을좀더쉽게이해하고즐기게끔노력하는단체다.매년상반기와하반기로나누어선정된과학주제로10회에걸쳐강연한다.
‘렉처사이언스KAOS’열한번째주제는《첨단기술의과학》이다.우주,DNA,뇌,최첨단의학,드론,로봇,AI,빅데이터,블록체인,암호기술등과학이여는첨단미래를미리보는특강이다.

1강‘항공우주’에서는황정아박사가날씨를알려주는인공위성에대해,로켓박사채연석박사가로켓의원리와우리나라로켓기술의과거현재그리고미래를그리게해준다.
2강‘미래신재생에너지’에서는김민수교수가수소와이를이용한수소전기차에대해알려주고,노벨상수상가능성까지언급되고있는박남규교수의페로브스카이트태양전지에대해설명하고있다.
3강‘AI/머신러닝’에서는오혜연교수가영화[Her]에서처럼인공지능과자연스럽고깊이있는대화가가능한지를다루었고,강명주교수는인공지능시대에수학이왜인공지능에서중요하게다뤄지는지를보여주었다.
4강‘블록체인/해킹&보안’에서는전주용교수가블록체인기술과미래에상용화될가상화폐의원리와그문제점들을알려주었으며,김용대교수는앞으로신기술이더자주,빨리나오는상황에서끊임없이대두될보안문제에어떻게대응하면좋을지를다루었다.
5강‘첨단의학’에서는김상우교수가DNA와돌연변이연구에기반을둔정밀의료를통해불치병에대응할수있는기술의가능성을예측했으며,게놈전문가박종화교수는게놈의본성을‘정보’라는관점으로설명했다.
6강‘통신/드론&자율주행차’에서는최준일교수가문자메시지가겨우가능했던2G기술에서시작해인터넷,영상,속도등을모두갖춘4G,그리고모든일상을바꾼다는5G의가능성을알게했으며,심현철교수는무인항공기와자율주행차전문가로미래를상상하게했다.
7강‘로봇의시대’에서는김호영교수가로봇은철갑을한딱딱한로봇만상상하던우리에게폭신한로봇,종이같은로봇,소금쟁이같은로봇이있다는사실을알려주었고,국내로봇의대표격인휴보를발명한오준호교수는로봇의미래와역할확대까지점쳐보게했다.
8강‘뇌&뉴럴인터페이스’에서는선웅교수가오거노이드(미니인공장기)기술로미니뇌를만드는것을보여주었고,이성환교수는BCI(뇌컴퓨터인터페이스)기술을통해앞으로노인,장애인뿐만아니라모든사람이신체능력개선에도움을받을것으로기대하게만들었다.