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BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 19-26
과학기술이 해결할 수 있는 10대 글로벌 도전과제

◇ MIT에서 발간하는 과학기술 잡지인 MIT Technology Review에서  과학기술로 해결할 수 있는 글로벌 도전과제 10가지를 소개
▸주요 출처 : MIT Technology Review, Ten big global challenges technology could solve, 2019.2.27.

■ 과학기술로 극복 가능한 10대 글로벌 도전과제(global challenges)

 ○ 기후변화, 고령화, 물 부족 등 인류의 주요 도전과제 해결을 위해 전세계 과학자들은 다양한 노력을 시도하고 있으며, 최근 인공지능과 결합한 첨단기술들을 개발 중

주요 내용

1. 탄소 격리(Carbon sequestration)

● 온실가스 배출을 줄이는 것만으로도 지구의 기온이 급격히 상승하는 것을 막을 수 있기 때문에 엄청난 양의 이산화탄소를 대기에서 제거해야 함. 이산화탄소를 대기에서 격리하는 비용은 매우 비싸며, 포집된 이산화탄소로 무엇을 할 것인가에 대한 문제를 제기함
● 합성연료, 고분자, 탄소섬유 및 콘크리트 등의 제품으로 이산화탄소를 재활용하는 방법을 모색하는 벤처들이 증가하고 있음
● 대기 중에서 격리한 수십억 톤의 이산화탄소를 영구히 저장하는 저렴한 방법을 찾는 것이 절실함 

2. 그리드 규모 에너지 저장(Grid-scale energy storage)

● 풍력 및 태양과 같은 재생 가능한 에너지원은 저렴하고 널리 보급되어 있으나, 기상상태(해가 비치치 않거나 바람이 불지 않을 때 등)에 따라 전기 생산이 불안정함. 이는 석탄, 천연가스와 같은 안정적인 자원의 고갈 시기 및 이러한 자원이 얼마나 많은 힘을 공급할 수 있는지를 제한함  
● 많은 과학자들과 신생기업들은 플로우 전지(Flow batteries)나 용윰염 탱크(tanks of molten salt)를 포함한 장기간 지속될 수 있는 보다 저렴한 그리드 규모의 저장 장치 개발에 노력하고 있음
● 광대한 양의 전기를 저장하는 보다 효율적이고 저렴한 방법 개발이 필수적임

3. 범용성 독감백신(Universal flu vaccine)
● 유행성 독감은 드물지만 치명적임. 1918년 H1N1 독감으로 적어도 5천만 명이 사망했으며, 1957~58년, 1968년 대유행시에는 약 100만 명이 사망, 2009년 재발한 H1N1에 50만명이 사망함. 최근 사망자 수가 적은 것은 mild strains이기 때문 
● 그러나 다음번에는 운이 좋지 않을 수 있음. 바이러스의 강력한 변종은 어떠한 맞춤형 백신이라도 빨리 복제할 수 있어 효과적으로 싸울 수 없음
● 범용적인 독감백신으로 상대적으로 덜 유해한 변종 뿐만 아니라 한 세기에 한 번 돌발(outbreak)하는 치명적인 변종에 대비하는 것은 중요한 공중보건의 도전임

4. 치매 치료(Dementia treatment)
● 65세 이상의 미국인 10명 중 1명 이상은 알츠하이머를 앓고 있으며, 85세 이상은 1/3에 해당. 인간의 수명이 길어지면서 미국과 전세계 알츠하이머 환자들은 급증할 것
● 그러나 알츠하이머병은 제대로 이해되지 않았으며, 결정적인 진단은 사망 후에야 가능하며, 심지어 의사들도 알츠하이머 병과 다른 형태의 치매를 구분하는데 논쟁이 있음
● 그러나 신경과학과 유전학의 진보로 알츠하이머에 대한 이해가 증가. 질병 상태의 파괴적인 영향을 늦추거나 심지어 멈출 수 있는 방법에 대한 단서를 제공

5. 해양 청소(Ocean clean-up)

● 수십억 개의 플라스틱, 일명 마이크로 플라스틱이 전세계 해양에 떠다니고 있음. 이 쓰레기는 대부분 시간이 지남에 따라 부식된 가방이나 빨대에서 나옴
● 이것은 새, 물고기 및 인간에게 독이 됨. 연구자들은 인류의 건강과 환경에 미치는 영향이 심각할 것으로 우려하고 있으며, 지난 수십 년간 축적된 수억 톤의 플라스틱을 청소하는데 수세기가 걸릴 수 있음
● 오염이 많이 확신되었기 때문에 청소가 어렵고, 대규모 해양 쓰레기 패치에 대한 프로토 타입 방법이 있긴 하나, 해안, 바다, 수로에 대한 해결책은 없음 

6. 효율적인 담수화(Energy-efficient desalination)

● 지구에는 신선한 물의 50배 많은 바닷물(소금물)이 있음. 세계 인구 증가 및 기후 변화로 인한 가뭄 심화로 신선한 물에 대한 필요성은 더욱 커질 것임. 기후변화 적응 기술에 관한 한 해양에서 식수를 생산하는 것은 최우선 과제임
● 이스라엘은 세계에서 가장 큰 역삼투법 담수화 설비를 건설했으며, 현재 대부분의 가정용수를 바다에서 얻고 있음. 그러나 이 방법은 너무 에너지 집약적으로 세계적으로 실용적이지 못함 
● 새로운 형태의 막(Membrane)이 도움이 될 수 있으며, 전기화학 기술은 바닷물을 이용한 관개용수 개발에 도움을 줄 수 있음

7. 안전한 자율주행 자동차(Safe driverless car)

● 자율주행 차량은 일반 도로에서 수백만 마일의 테스트를 거쳐, 피닉스 교외 지역에서는 배달 및 택시 서비스를 위한 파일럿 프로그램이 진행되고 있음
● 그러나 아직 운전자가 없는 자동차는 혼잡한 교통을 처리하는데 어려움이 있으며, 눈과 안개와 같은 기상조건으로 인한 어려움이 발생
● 자율주행 자동차의 안전을 신뢰할 수 있다면, 교통의 전체를 재구성할 수 있음. 교통 체증이 사라지고 주차장을 새로운 형태로 개발할 수 있어 도시가 변화될 수 있음. 무엇보다도 교통사고로 인한 연간 125만명의 사망자가 대부분 사라질 것으로 전망

8. 체화된 인공지능 (Embodied AI)

● 로봇기업 Boston Dynamics는 네발 달린 로봇이 계단을 오르고 혼자 문을 열고, 빠른 속도로 달리며, 무거운 짐을 나를 수 있는 휴머노이드 로봇 Altas를 개발
● AlphaGo는 구글 딥마인드가 개발한 인공지능 바둑 프로그램으로, Altas는 AlphaGo를 실행할 수 없으며, AlphaGo도 Altas를 재생할 수 없음
● 그렇다면, AlphaGo의 마음을 몸에 넣으면 어떻게 될까? 많은 연구자들은 진정한 인공지능은 내부 계산과정을 실제 세계의 실제 사물과 관련시키는 능력에 달려 있으며, 인공지능은 사람과 동물처럼 실제 세계와 상호작용 하는 것을 학습함으로써 그 능력을 습득할 것이라고 말함  

9. 지진 예측(Earthquake prediction)

● 현재 인류는 허리케인의 발생 가능성을 몇 주 전에 예측할 수 있으나, 지진에 대해서는 예측 불가능함
● 2010년 아이티 지진으로 10만명 이상이 사망했으며, 2004년 인도양의 강력한(진도 규모 9.3) 지진 해일로 인도네시아, 스리랑카, 인도 및 기타 지역에서 25억명의 사망자가 발생
● 중기적 확신을 갖는 지진 예측이 가능하면, 내구성 있는 해결책을 찾을 수 있음. 적어도 몇 시간 전 경고가 가능하면 위험지역에서 대피시켜 수백만 명의 생명을 구할 수 있음

10. 두뇌 해독(Brain decoding) 
● 인간의 두뇌는 아직 미지의 영역으로, 우리가 생각하고 기억하는 모든 것과 모든 움직임은 우리 머릿 속에 있는 수십억 개의 뉴런에 코딩되어야 함. 그러나 그 코드는 무엇인지? 규명되지 않음
● 두뇌가 우리의 생각을 저장하고 전달하는 방식을 이해하는데 아직 많은 미지의 문제와 퍼즐이 남아 있음
● 그 코드를 해독하는 것은 정신분열증, 자폐증과 같은 정신질환을 어떻게 치료할 수 있는지에 대한 획기적인 발전으로 이어질 것으로 기대
● 또한 두뇌에서 컴퓨터 또는 다른 사람들에게 직접 전달되는 인터페이스를 향상시켜 부상이나 퇴행성질환으로 인해 마비된 사람들의 삶의 변화를 위한 개발을 가능케 함