기후 변화를 막으려면 온실가스 배출을 줄이고, 에너지 불균형을 막는 연구개발이 동원돼야 한다는 연구결과가 나왔다. JVM_C011/게티이미지뱅크 제공.

온실가스 배출을 줄이는 노력을 지속해도 기후 변화가 심화될 위기에 처했다는 연구결과가 나왔다.

제임스 핸슨 미국 컬럼비아대 지구환경과학과 교수 연구팀은 기후 데이터를 분석해, 현재의 기후 변화를 완화하려면 온실가스 배출을 줄이는 것 이상의 대책이 있어야 한다는 연구결과를 3일 ‘옥스퍼드 오픈 기후변화’에 발표다.

지구 온난화에 대한 초창기 연구자인 해양학자 로저 레벨 박사는 산업화로 인류가 화석연료를 연소하면서 대기 중 이산화탄소가 크게 증가했는 사실을 1965년 밝혀냈다. 지난 수백만 년 동안 나타난 적 없는 높은 수준의 대기 중 이산화탄소 농도에 도달했다는 것이다.

이산화탄소가 증가하면 지표면 온도가 올라가는 온실효과가 일어난다. 미국국립과학아카데미는 1979년 발표한 연구를 통해 지구온난화로 대기 온도가 앞으로 1.5~4.5℃ 상승할 것이라고 예측했다. 이는 빙하가 고정된 상태를 유지한다는 가정 하에 내놓은 예측으로, 실제로는 빙하가 녹는 등 해양에서도 여러 불확실성이 존재한다.

연구팀은 고기후(지질시대 기후) 데이터 등을 기반으로 기후 민감도를 재평가하는 연구를 진행해 기후가 기존에 가정했던 것보다 높은 민감도를 보이고 있다는 점을 발견했다. 이산화탄소 농도가 지금보다 2배 높아지면 지구 온도는 4.8℃ 상승할 것으로 추정했다. 이는 유엔의 추정치인 3℃보다 훨씬 높은 수준이다.

연구팀은 지난 세기 지구 온난화의 상당 부분이 인간이 만든 미세한 공기 입자인 에어로졸의 냉각 효과로 상쇄됐다고 설명했다. 하지만 선박에서 배출되는 에어로졸에 대한 규제 등으로 2010년 이후 대기 중 에어로졸의 양이 줄어들면서 지구 온난화가 본격적인 정체를 드러내기 시작했다고 밝혔다. 에어로졸의 냉각 효과는 결국 ’파우스트적 거래‘였다는 설명이다.

연구팀에 의하면 1970~2010년 10년마다 0.18도씩 지구의 온도가 상승했다. 2010년 이후에는 0.27도씩 증가했고 향후 10년 내 총 1.5도의 기온이 높아질 것으로 예측했다. 1.5도는 지난 2015년 파리 기후협약에서 산업혁명 이전보다 그 이상 높아지지 않도록 하자는 협약 기준이다. 1.5도는 인류를 지킬 수 있는 기후 변화의 상한선이라는 설명이다.

연구팀은 이처럼 기온이 상승하지 않도록 이산화탄소 배출을 단계적으로 감축해야 하며 그러기 위해서는 탄소 요금 인상과 친환경 에너지 개발을 위한 지원이 필요하다고 설명했다. 또 기후 변화에 대한 책임이 큰 서구사회가 개발도상국이 기후 변화에 잘 대처할 수 있도록 지원해야 한다고도 덧붙였다.

연구팀은 이러한 노력에도 불구하고 지구 온난화를 막기 어려울 것이라고도 예측했다. 기후 변화를 완화하려면 에너지 불균형을 해결하기 위한 연구개발이 지속적으로 수행돼야 한다는 설명이다. 온실가스 배출을 줄이는 노력만으로는 부족하고 성층권 에어로졸 주입, 인공강우 등 적극적인 공학 기술이 동원돼야 한다는 것. 현재 지구는 바깥으로 빠져나가는 에너지보다 훨씬 많은 양의 에너지가 흡수되는 에너지 불균형이 일어나고 있다. 이러한 에너지는 바다로 흘러 들어가 극지방의 얼음을 빠르게 녹이고 해수면이 상승하는 원인이 된다.

1일 KAIST 에서 실패주간 행사의 일환으로 ‘망한 과제 자랑대회’가 열렸다. 대전=박건희 기자

‘2018년, 자동차 동아리 친구들과 돈을 모아 ‘티코’를 샀다. 1991년 출시된 ‘그’ 소형차 맞다. 이 차를 타고 유라시아 대륙을 횡단할 거다. 바이칼 호수 정도는 갈 수 있겠지. 그런데… 6중 교통사고를 당했다. 모든 계획이 실패로 돌아갔다. 어떡하지?’

1일 오후 7시 한국과학기술원(KAIST) 창의학습관 로비에서 ‘망한 과제 자랑대회’가 열렸다. KAIST 학생들이 인생에서 맛 본 쓰디쓴 실패의 경험을 스탠딩 코미디쇼 형식으로 공개하는 자리다. KAIST 실패연구소가 지난 달 23일부터 3일까지 여는 ‘실패주간’ 행사 중 하나로, KAIST 학내 학술행사동아리 아이시스츠(ICISTS) 학생들이 행사 기획부터 진행까지 도맡았다. 저녁 늦게 열린 행사임에도 KAIST 재학생부터 자녀를 동반한 일반 시민들까지 누군가의 ‘실패’를 듣기 위해 모였다.

●유라시아 대륙 횡단, 대학 첫 과제 성공할 ‘뻔 했는데’ …’다 된 밥에 재 뿌리기’ 된 나의 도전기

박정수 KAIST 기계공학부 석사과정 학생. 대전=박건희 기자

5번째 발표자로 무대에 선 박정수 KAIST 기계공학과 학생은 친구들과 티코를 타고 유라시아 대륙을 횡단할 작정이었다. “과제도 많고, 시험도 많고, 프로젝트도 많은데 이 모든 걸 내가 뭘 위해 하는지 모르겠더라”로 말문을 뗀 그는 “그러던 중 자동차 만드는 동아리 친구들과 티코를 타고 여행하자는 계획을 2018년 세우기 시작했다”고 말했다.

그렇게 여행 계획에 돌입한 그들은 돈을 모아 중고 티코를 구입했다. 자동차를 사랑하는 기계공학과 학생임을 입증하듯 직접 부품을 사다가 여기저기 고장난 차를 수리했다. 인스타그램, 자동차 동호회 인터넷 카페 등에 여행 계획을 올렸더니 여기저기서 부족한 차 부품을 보내주겠다는 도움의 손길이 들어왔다. 판을 좀 더 키우기로 했다. 유라시아 대륙을 횡단하며 거쳐갈 나라의 대한민국 영사관에 연락해 만나자는 약속을 잡았다. 내친김에 뱃지를 만들어 판매하기로 했다. 판매금은 기부하기로 했다.

이렇게 알찬 계획을 세웠는데, 티코를 운전하고 가다가 불의의 교통사고를 당했다. 6중 추돌사고였다. 다행히 크게 다치진 않았지만 왼손에 부상을 당했다. 오랜 시간을 들여 신나게 준비한 여행 계획은 그대로 ‘망했다’.

발표 준비중인 황지웅 KAIST 기술경영학부 학사과정 학생. 대전=박건희 기자

황지웅 KAIST 기술경영학부·전산 학부 학생은 “과제 망한 썰을 들고 왔다”고 말했다. KAIST 학생이라면 누구나 거쳐야하지만, 높은 난이도를 자랑하는 ‘시스템 프로그래밍’ 과제가 있다. 전산학을 전공하는 황 군에게는 첫 중요 과제였다.

10개 문제를 풀기 위해 주어지는 시간은 2주. 황 군은 첫 일주일을 들여 10문제 중 6문제를 풀었다. 이 정도면 다 풀 수 있겠다는 자신감이 올라왔다. 그래서 조금 놀다가 제출 기한까지 마지막 3일이 남았을 때 나머지 4문제를 풀기 시작했다. “다른 친구들보다 빨리 문제를 풀었거든요. 그래서 여유롭게 시작했는데… 마지막쯤 되니까 다른 애들이 다 끝낸 거예요. 마음이 급해졌죠.” 라고 말했다.

마감 시간은 자정이었다. 결국 1문제를 못 풀고 과제를 넘겼다. ‘제출’ 버튼을 누르고 친구들과 놀러나간 황 군은 마지막 1문제를 끝내 못 푼 게 마음에 걸렸다. “다들 만점 받는데 저만 못 푼 거면 점수를 못 받는 거니까요.” 그런데 황 군의 고민은 뜻밖의 결말을 맞이했다.

시험 점수가 나오는 날, 결과는 ‘빵점’이었다. 과제를 제출할 때 입력하는 코드를 잘못 입력하는 바람에 모든 답안이 무효 처리됐다. 그는 “두 눈을 의심했어요. 시스템 오류라고 생각해서 조교님을 찾아갔어요. 그러고 나서는 엄청난 부끄러움이 몰려왔어요.”라며 그 순간을 떠올렸다.

● 젊은 암 연구자에게 찾아온 혈관종… ‘실패’한 건강 관리 딛고 다시 암 연구로

문진우 KAIST 생명과학과 박사과정생. 대전=박건희 기자

문진우 KAIST 생명과학과 박사과정생은 ‘건강 관리’에 실패했다고 말했다. 그는 “2018년 기준 30세 미만 생명과학 연구자가 2973명인데 같은 해 25세~29세의 뇌종양 환자는 66명이에요. 이 두 개가 겹칠 확률은 3명 정도 되는데 그 중 한 명이 저였네요.”라고 소개했다.

문씨의 집안에는 암 환자가 많았다.이러한 환경은 그가 2016년 KAIST에 진학해 암을 연구하게 된 계기가 됐다. “연구가 쉽지 않아 ‘아 진짜 암 걸리겠다’ (농담 삼아) 얘기하면서 하루하루 폐암의 뇌 전이 연구를 정진했는데, 2018년 여름에 쓰러졌어요.” 병원은 그의 우뇌에 직경 1cm의 혈관종이 생겼다고 진단했다. 수술을 하지 않으면 1년 밖에 살지 못할 것이라고 했다.

생사의 기로에서 8시간 수술 끝에 중환자실로 이동한 그는 다행히 빠르게 회복했다. 일반 병실로 내려간지 일주일만에 퇴원했다. 대신 두개골 우측에 직경 5cm의 구멍이 생겼다. 평생 혈압과 식단을 관리해야 한다. 좌반신 감각도 많이 떨어졌다. 그는 “만 24세 뇌질환 환자라는 ‘빨간 딱지’가 붙은 것”이라고 말했다.

‘앞으로 뭘 해 먹고 살지’라는 고민 끝에 그는 암 연구를 계속 하기로 결심했다. 교수도 “까짓 것 한 번 해보자”고 말했다. 한 번 실패했으니 죽이 되든 밥이 되든 해보자는 마음으로 계속 연구를 하기로 한 그는 4개월 간의 재활을 마치고 학업에 복귀했다. 2023년 3월 췌장암과 관련된 논문을 발표했다. 지난 10월 24일엔 박사 디펜스까지 성공적으로 마쳤다.

문씨는 “살아만 있으면 어떻게든 된다”고 말했다. 좌절의 경험을 나누기 위해 대전 사이언스 페스티벌에서 암 투병기를 공개하기도 했다. “청중에 앉아있던 한 어머니가 다가오더니, 자신의 아들도 지금 아픈데 생명과학에 관심이 있다며 (문씨가) 이렇게 아픈데도 여기까지 온 게 너무 고맙고 위로를 받았다고 말씀하셨다”며 “실패의 경험이 선한 영향력으로 발휘됐다는 게 신기했다”고 그 당시를 떠올렸다.

●KAIST 실패연구소 “실패가 아니라 실패를 해보지 않은 것을 두려워 해야”

KASIT 망한 과제 자랑대회 참가자들. KAIST 제공

유라시아 대륙 횡단에 실패하고, 교통사고로 인해 왼손 부상까지 입은 박 군도 포기하지 않았다. 오른손만 쓸 수 있는 상황에서 새벽까지 용접하고 코딩 작업을 했다. 함께 여행을 계획했던 친구와 자동차 수리 대회에 나가 수상까지 했다.

그는 “이 경험을 통해 실패를 해도 빠르게 회복할 수 있게 됐다”고 말했다. 그러면서 “실패를 몇 번 해보니까 두렵지 않게 돼서 졸업할 때 쯤엔 마음 맞는 친구들과 로봇 사업을 벌이기도 했다”고 말했다. 이제는 대학원에 진학한 그는 “연구를 하다보면 성공보다 실패를 많이 하게 되는데, 연구를 실패하더라도 ‘예전에도 실패했었는데’하면서 매일 성장중이다”라고 말했다.

첫 과제에서 0점을 맞은 황군도 마찬가지다. “근거없는 자신감에 속지 않아야겠다는 마음가짐을 배웠다”는 그는 차분히 검토하는 습관을 갖게 됐다. 또 “그냥 과제를 포기한 게 아니라 2주 동안 정말 열심히 했거든요. 그래서 저 자신에게 당당했어요.”라고 말했다. 친구들과 부끄러운 경험에 대해 이야기나누는 과정에서 많이 나아졌다고도 덧붙였다.

KAIST 실패연구소는 바로 이런 사례를 개발하고 연구한다. 조성호 실패연구소 KAIST 소장은 1일 전화 인터뷰에서 “한번 실패했다고 낙오자, 패배자라는 이름을 붙이면 실패를 하지 않기 위해 도전을 하지 않으려는 분위기가 된다”며 “남들을 빨리 따라잡는 게 아니라 선도하기 위해선 남들이 하지 않는 도전적인 연구가 필요하고, 그러려면 실패를 두려워하면 안 된다”고 말했다.

2021년 6월 개소한 실패연구소는 학생들에게 강연을 제공하는 형태를 넘어서 학생들이 직접 실패의 경험을 하고 능동적으로 생각할 수 있는 활동을 늘려갈 계획이다. 조 소장은 “내 실패에 대해 남에게 얘기하는 게 쉽지 않겠지만 누군가와 얘기하다보면 심각하게 생각했던 것도 생각보다 별 것 아니었다는 걸 깨닫게 된다”며 “이미 정답이 있는 건 정보를 얻기만 하면 되지만, 아무도 해본 적이 없는 건 시행착오를 통해 새 정보를 만드는 것임을 담으려고 한 첫 행사”라고 밝혔다.

그러면서 “우리가 두려워해야 할 것은 ‘실패한 것’이 아니라 ‘실패를 안 해 본 것'”이라고 덧붙였다.

인공지능(AI)이 개인용 컴퓨터(PC) 시장에도 큰 변화를 불러올 전망이다. 당장 내년부터 주요 PC 제조사들이 AI 엔진을 탑재한 랩톱을 잇따라 내놓으면서 침체된 PC 시장에 활력을 불어넣을 것으로 예상된다.

30일 업계와 과학기술정보통신부 국립전파연구원에 따르면 삼성전자는 최근 신규 랩톱 컴퓨터 ‘NT960XGK’에 대한 국내 전파인증을 마쳤다. 모델명만 보면 갤럭시북4 시리즈로 추정된다. 이 제품은 인텔 차세대 프로세서 ‘코어 울트라’를 장착할 것으로 예상된다.

코드명 ‘메테오 레이크’로 잘 알려진 코어 울트라는 인텔 프로세서 중 처음으로 반도체 기판을 레고 블록처럼 구성한 ‘칩렛’ 형태를 채택했다. 특히 시스템온칩(SoC)에 신경망처리장치(NPU)를 넣어 네트워크 연결 없이도 복수의 인공지능 연산을 처리할 수 있으며, 3차원(3D) 적층 설루션 ‘포베로스’를 통해 전력 효율도 높였다. 삼성전자의 신제품 공개 시점은 코어 울트라가 정식 출시되는 오는 12월 14일 이후가 유력하다.

다른 PC 제조사들도 AI 기능을 장착한 제품 출시 준비에 나섰다. LG전자도 내년에 ‘코어 울트라’를 도입한 랩톱 제품을 선보일 것으로 예상된다.

앞서 대만 제조사 에이서는 지난달 미국에서 열린 인텔의 연례 개발자 회의 ‘인텔 이노베이션’에서 코드 울트라 프로세서를 탑재한 시제품을 공개한 바 있다. HP도 최근 “PC에 인공지능이 탑재되면 정보처리 속도가 최대 5배 더 빨라진다”며 관련 제품 출시가 멀지 않았다고 밝혔다. 레노버는 ‘레노버 테크 월드’ 행사에서 ‘AI PC’를 미리 선보였으며 본격 판매는 내년 9월부터 시작될 것이라고 밝혔다.

인텔은 ‘AI PC 가속화 프로그램’을 공개하고 AI PC 상용화에 속도를 낸다는 방침이다. 인텔은 오는 2025년까지 전 세계에서 1억대 이상의 PC에 AI 기능을 활성화하겠다는 목표를 세웠다. 퀄컴도 AI에 최적화된 PC용 플랫폼 ‘스냅드래곤 X 엘리트’를 공개했다. 내년 중반부터 세계시장에 ‘스냅드래곤 X 엘리트’ 기반 PC가 출시될 예정이다. 아울러 AI 반도체 분야에서 앞서가는 엔비디아까지 AI PC용칩 개발에 나서 관련 시장이 후끈 달아오르고 있다.

이처럼 AI PC가 내년부터 본격화되면서 PC 시장의 부활을 이끌 것이라는 전망이 나온다. 시장조사기관 카운터포인트리서치는 “내년부터 AI PC에 탄력이 붙을 가능성이 있다”며 “AI PC는 차세대 제품으로 떠오르고 있으며 PC 출하량 반등을 이끌게 될 것”이라고 관측했다. 또다른 시장조사기관 카날리스에 따르면 전체 PC 시장에서 AI PC점유율이 올해 10%에서 2027년 60%에 이를 정도로 급성장할 것으로 예상된다.

사이언스 제공

국제학술지 사이언스는 이번주 표지로 인간의 뇌를 그린 그림을 실었다. 뇌의 정중앙에는 밝은 금색으로 색칠된 부분이 있다. 뇌 깊숙한 부분에 있는 시상하부를 표현한 것이다. 그림에선 시상하부에서 뻗어나온 가지들이 뇌의 구석구석을 지나 뇌 바깥까지 이어지고 있다.

중간뇌의 앞, 뇌줄기의 위, 시상의 밑에 위치한 시상하부는 뇌에 존재하는 작은 구조물이다. 작은 부분이지만 우리 몸에서 수행하는 기능의 중요도는 크다.

시상의 10분의 1 크기에 불과한 시상하부는 복잡한 구조로 이뤄져 있다. 좌우에 한 쌍으로 존재하는 시상하부는 11개의 핵을 갖고 있다. 대뇌와 뇌줄기 사이를 연결하는 부분은 많은 신경섬유로 구성됐다.

시상하부의 가장 중요한 역할은 뇌하수체를 통해 신경계를 내분비계와 연결하는 것이다. 이를 통해 우리 몸에서 일어나는 대사과정과 자율신경계 활동을 운영한다. 체온조절, 배고픔, 갈증, 수면, 일주기 리듬과 같이 유기체의 생존을 유지하기 위한 기능을 통제한다.

신체 항상성을 유지하는 데 핵심적인 역할을 하는 시상하부에 대해선 아직 풀리지 않은 비밀이 많다. 이번주 사이언스는 특별호를 통해 시상하부와 관련된 최근의 연구 화두들을 검토했다.

젠스 브뤼닝 독일 막스플랑크연구소 연구원은 신진대사와 음식섭취 과정과 관련한 시상하부의 역할에 주목해야 한다고 말했다. 음식 섭취를 통해 얻어진 에너지가 어떻게 배출되고 체중 유지에 어떠한 영향을 미치는지 알기 위해선 대사조절에 관여하는 시상하부의 메커니즘을 알아야 한다는 것이다.

개릿 스투버 미국 뉴욕대 교수 연구팀은 시상하부가 어떠한 행동에 동기를 부여하는 데 중요한 역할을 수행한다고 강조했다. 즐거움과 연관된 화학물질인 도파민을 생성하는 과정에서 시상하부가 어떻게 신경세포의 활동을 조절하는지 설명하는 연구가 활발히 이뤄지고 있다고 전했다.

다유 린 미국 뉴욕대 교수 연구팀은 시상하부의 기능이 손상된다면 사회적 상호작용에 문제가 발생할 수 있다는 점을 짚었다. 공격적 행동을 비롯한 반사회적인 행동의 치료법의 단서가 시상하부에 담겨있다는 것이다.

안투안 아다만티디스 스위스 베른대 교수 연구팀은 시상하부가 수면리듬을 조절하는 방식이 아직까지 완전하게 규명되지 않았다고 말했다. 포유류가 깨어있을 때와 잠들어 있을 때를 구분하고 신체 항상성 유지에 필요한 다양한 작용을 계산하는 시상하부의 능력에 대해 향후 다양한 연구가 필요하다고 말했다.