Translate

2019년 7월 31일 수요일

태양계 이야기 758 - 가이아 데이터를 이용한 목성의 위성 관측



(Jupiter and the four Galilean moons. Credit: NASA/JPL/DLR)

(Upcoming stellar occultations by Jupiter's four largest moons. Credit: ESA/Gaia/DPAC; Bruno Morgado (Brazilian National Observatory/LIneA, Brazil) et al. (2019))


 유럽 우주국의 가이아 우주 망원경은 10억 개 이상 별의 데이터를 수집해 천문학 발전에 큰 기여를 하고 있습니다. 하지만 가이아의 기여는 은하계 만이 아니라 태양계 연구에서도 이뤄지고 있습니다. 물론 태양계의 행성과 위성은 가이아 데이터 없이도 관측이 가능하지만, 과학자들은 가이아 데이터를 활용하는 방법을 생각해 냈습니다. 태양계의 위성이 별 앞을 지나는 시간과 위치를 파악해 이를 통해 관측을 하는 것입니다. 


 행성이나 위성이 별 앞으로 지나는 경우 별빛을 관측해 크기, 이동 속도, 대기의 존재 및 구성 등 여러 가지 정보를 알 수 있습니다. 목성의 경우 이런 도움 없이도 직접 관측이 용이하지만, 위성의 경우 별의 도움을 받아 더 상세한 관측이 가능합니다. 브라질 국립 천문대의 브루노 모르가도 (Bruno Morgado of the Brazilian National Observatory)와 그 동료들은 이 방법을 통해 목성의 위성인 유로파를 관측했습니다. 


 유로파 자체는 지상 및 우주 망원경으로도 관측이 가능하지만, 별빛이 가리는 시간을 측정하면 다양한 각도에서 지름을 정확히 잴 수 있습니다. 연구팀은 이 방법으로 유로파의 지름이 1562 km ('semi-major' axis)와 1560.4 km ('semi-minor' axis) 정도 된다는 사실을 알아냈습니다. 여러 각도에서 잰 지름은 유로파의 입체적 구조와 유로파가 목성에서 받는 힘을 알아내는데 도움을 줍니다. 유로파 내부에 액체 상태의 물이 있을 수 있는 이유는 목성에서 받는 중력에 의한 조석력 때문이지만, 그 상세한 메카니즘을 풀어내기 위해서는 보다 많은 데이터가 필요합니다. 


 연구팀은 2019-2021년 사이 목성의 위성에서 발생할 여러 차례의 식현상을 관측하기 위해 준비 중입니다. (Europa (22 June 2020), Callisto (20 June 2020, 4 May 2021), Io (9 and 21 September 2019, 2 April 2021), and Ganymede (25 April 2021)) 가이아 데이터 덕분에 과학자들은 관측에 적당한 별이 언제 위성 뒤로 숨을지 알 수 있습니다. 이렇게 수집한 데이터는 현재 유럽 우주국이 준비 중인 목성 위성 탐사 임무인 JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) 및 나사의 유로파 클리퍼 탐사선이 목성의 위성을 탐사하기 전까지 매우 유용한 정보를 제공할 것입니다. 



(JUICE 임무) 


 현재 목성을 탐사 중인 주노는 위성에 먼 거리에 있고 궤도가 극궤도라 위성들을 탐사하기 적합하지 않은 상태입니다. 따라서 새로운 탐사선이 갈 때까지 과학자들은 가능한 모든 방법으로 이들에 대한 연구를 진행해야 하는 상태입니다. 가이아 데이터 역시 그 가능한 방법 중 하나인 것입니다. 어떤 어려움이 있어도 연구는 계속될 것입니다. 


 참고 

B. Morgado et al. First stellar occultation by the Galilean moon Europa and upcoming events between 2019 and 2021, Astronomy & Astrophysics (2019). DOI: 10.1051/0004-6361/201935500


태양에너지로 대기 중 수증기와 이산화탄소를 연료로 만드는 기술


(This solar thermochemical reactor is located on the roof of a building operated by the Swiss Federal Institute of Technology in Zürich, Switzerland. Photo: Alessandro Della Bella/ETH Zurich)


 스위스 로잔 연방공과대학(ETH Zurich)의 과학자들이 태양에너지를 이용해서 대기 중 이산화탄소와 수증기를 탄화수소 연료로 만드는 기술을 개발했습니다. 대학의 공학 연구소 옥상에 설치된 태양열 집열판을 이용해 섭씨 1500도의 고온을 만들고 여기서 대기 중에서 추출한 이산화탄소와 수증기를 반응시키는 방식으로 크게 두 가지 다른 반응을 이용합니다. 


 첫 번째 반응은 작은 반응기에 태양열을 집중시켜 산화 세륨 (cerium oxide)을 환원시킵니다. 이 상태에서 이산화탄소와 물이 첨가되면 산화 반응이 일어나 이산화탄소와 물 분자에서 산소를 분리해 일산화탄소 및 수소 가스가 섞인 합성 가스 (syngas)가 형성됩니다. 이 과정에서는 태양열이 필요하지 않기 때문에 태양열 집열 시스템은 다른 반응기를 가열하게 됩니다. 이 합성 가스는 적절한 촉매를 통해 케로신을 비롯한 액체 연료로 만들 수 있습니다. (영상 참조)




(동영상) 



 연구팀이 생각하는 연료는 주로 항공기용 제트 연료입니다. 자동차는 전기차로 대체가 가능하지만, 배터리의 무게 때문에 전기 및 하이브리드 항공기는 한계가 있기 때문입니다. 연구팀에 의하면 스위스 면적의 시스템이 있으면 전 세계 항공 연료 수요를 충족시킬 수 있습니다. 물론 경제성이 있는지가 문제지만 연구팀은 스핀 오프 기업을 세워 상업화를 준비하고 있습니다. 


 참고로 로잔 연방공과대학의 이산화탄소 관련 스핀 오프 기업은 앞서 소개한 클라임웍스가 있습니다. 두 번째 스핀 오프 기업은 이 기술로 탄소 중립 액체 연료를 만드는 Synhelion 입니다. 흥미로운 기술이기는 하지만 대규모 상업 생산은 간단하지 않은 문제입니다. 앞으로 의미 있는 규모의 생산이 가능할지 궁금합니다. 


 참고 


역대 가장 작은 영장류 화석



(A fossilized tooth found in Peru’s Amazon jungle has been identified as belonging to a new species of tiny monkey the size of a hamster. The find helps bridge a 15-million-year gap in the fossil record for New World monkeys. Credit: 3D scan by Duke SMIF.)



 햄스터 크기의 역대 가장 작은 크기의 영장류 화석이 발견됐습니다. 듀크 대학 (Duke University) 페루 피우라 국립 대학 (National University of Piura in Peru)의 과학자들은 페루 남동부의 Río Alto Madre de Dios의 강둑에서 1톤에 가까운 흙을 뒤져 머리핀 두께이 두 배 정도되는 작은 어금니 화석을 발견했습니다. 일반인들에게는 별 의미 없는 작은 부스러기에 불과하지만, 과학자들은 이 작은 화석만 가지고도 많은 이야기를 할 수 있습니다. 


 듀크 대학의 진화 인류학자인 리처드 카이 (Richard Kay, a professor of evolutionary anthropology at Duke)교수에 의하면 이 화석은 지금까지 발견된 영장류 화석 가운데 가장 작은 것입니다. 현존하는 영장류 가운데 이와 비슷한 크기를 지닌 종은 피그미 마모셋 (pygmy marmoset) 정도입니다. 크기와 관계없이 원숭이 화석은 1500만년에 달하는 신세계 영장류 (New World monkey)진화의 빈칸을 채워줄 귀중한 화석 가운데 하나입니다. 



 신대륙에 영장류의 조상이 도착한 것은 대략 4000만년 전으로 오늘날 150여 종의 영장류가 번성하고 있습니다. 하지만 3100만년부터 1300만년 전 사이의 화석 기록은 매우 부족해 이 시기 영장류의 진화에 대해서는 거의 알려진 내용이 없습니다. 극도로 작은 미세 화석임에도 의미 있는 성과로 생각되는 이유입니다. 


 물론 이빨 화석이 많은 정보를 갖고 있지만, 이것만으로 알 수 있는 정보는 당연히 제한적입니다. 이 시기 신대륙 영장류의 진화에 대해서 더 상세한 정보를 얻기 위해서는 이것보다 훨씬 많은 화석이 필요합니다. 연구팀은 주변 지층에서 계속 연구를 진행할 예정입니다. 


 참고 


Richard F. Kay et al, Parvimico materdei gen. et sp. nov.: A new platyrrhine from the Early Miocene of the Amazon Basin, Peru, Journal of Human Evolution (2019). DOI: 10.1016/j.jhevol.2019.05.016

2019년 7월 30일 화요일

증강현실을 이용한 미 해군의 훈련 시스템


(190613-N-PO203-0147 CHESAPEAKE, Virginia (Jun. 13, 2019) Sailors assigned to the Center for Security Forces detachment in Chesapeake, Va., demonstrate the Office of Naval Research Global (ONRG) TechSolutions-sponsored Tactically Reconfigurable Artificial Combat Enhanced Reality (TRACER) system. TechSolutions partnered with Naval Surface Warfare Center Dahlgren Division to develop the TRACER package, which consists of a virtual-reality headset, a backpack, a state-of-the-art simulated weapon designed to deliver realistic recoil, and a software package that creates multiple and adaptable simulation scenarios for security personnel to experience. ONRG TechSolutions allows Sailors and Marines to submit technology requests directly to the development community for rapid response prototyping. Credit: John F. Williams)



 미 해군이 증강현실 (AR) 기술을 이용한 훈련 시스템을 개발 중입니다. 가상 현실 및 증강 현실 기술은 게임 뿐 아니라 여러 가지 훈련 및 교육 프로그램에 점차 활용도가 높아지고 있습니다. 미 해군 역시 예외가 아닌데, 미 해군 연구소 Office of Naval Research (ONR) 산하의 글로벌 테크솔루션 이니시에이티브 Global TechSolutions initiative 와 해군 수상전 센터 Naval Surface Warfare Center (NSWC), 미 육군 전투 능력 개발 사령부 U.S. Army Combat Capabilities Development Command 등이 협력해 개발중인 증강 현실 시스템은 몇 가지 면에서 독특한 특징이 있습니다. 


 트레이서 Tactically Reconfigurable Artificial Combat Enhanced Reality (TRACER) 시스템은 훈련 장소가 매우 부족한 수병이나 해병대를 위한 실내 증강 현실 훈련 시스템입니다. 병사들은 상업적으로 개발된 증강 현실 장비에 더해 현실적인 총기 반동을 재현한 훈련 시스템을 통해 군함 내부 같이 좁은 공간에서도 훈련할 수 있습니다. 병사들은 적이 배 안으로 침입하는 비상 상황이나 대테러 훈련 등 여러 가지 필요한 훈련을 좁은 공간에서도 할 수 있습니다. 여담이지만, 컴퓨터를 비롯한 시스템을 백팩 형태로 들고 다니기 때문에 별도의 군장 없이도 마치 군장을 한 것처럼 무게감도 느낄 수 있을 것 같습니다.  


 가상 및 증강 현실 기술은 생각해보면 군사 훈련 용도로 가장 활용도가 높을 것입니다. 이미 나와 있는 게임이나 주변 기기가 밀리터리 게임 목적으로 개발되었기 때문입니다. 물론 완전히 동일한 환경은 아니지만 이런 유사성을 바탕으로 앞으로 훈련 목적의 증강 현실 기기가 늘어날 것으로 생각됩니다. 어쩌면 이런 군용 시스템이 America's Army처럼 게임으로도 나올 수 있지 않을까 하는 생각도 듭니다. 만약 그렇게 되면 재미는 몰라도 미 육군이나 해군에서 개발한 증강 및 가상 현실 게임이라 실전 같은 현실감에서는 누구도 의의를 제기할 수 없을 것 같습니다. 


 참고 


케블러보다 강한 거미줄을 만드는 단백질



(A web of Darwin's bark spider, Ingi Agnarsson, Matjaž Kuntner, Todd A. Blackledge - Lalueza-Fox, C., Agnarsson, I., Kuntner, M., Blackledge, T. A. (2010). Bioprospecting finds the toughest biological material: extraordinary silk from a giant riverine orb spider. PLoS ONE 5: e11234. doi:10.1371/journal.pone.0011234)


 거미줄은 매우 가볍고 강도가 높아 오래 전부터 과학자들의 관심을 끌어왔습니다. 거미 가운데서도 다윈의 나무껍질 거미 (Darwin's bark spider, Caerostris darwini)는 방탄 소재로 사용되는 케블러 보다 10배나 질긴 거미줄을 만드는 것으로 유명합니다. 이 거미의 거미줄은 다른 거미의 거미줄보다 두 배 가량 더 튼튼해 큰 먹이도 쉽게 도망갈 수 없습니다. 길이 역시 최대 25m에 달합니다. 얇지만 생물학적 물질 가운데 가장 튼튼한 거미줄을 바람에 날려 공중에 거대한 거미줄을 칠 수 있습니다. 




(Spider Shoots 25 Metre Web | The Hunt | BBC Earth)



 미국과 슬로베니아의 과학자들은 이 거미의 거미줄에서 새로운 단백질을 찾아 냈습니다. 연구팀은 일반적으로 거미줄에 흔한 MaSp1과 MaSp2 이외에 MaSp4a라는 다른 단백질이 있다는 사실을 확인했습니다. MaSp4a에는 아미노산인 프롤린(proline)이 풍부한데 이는 주로 탄성과 관련된 것으로 알려져 있습니다. 아마도 더 탄성이 큰 단백질이 쉽게 끊어지지 않는 거미줄을 만드는데 도움이 되는 것으로 보입니다. 


 한 가지 더 흥미로운 부분은 다윈의 나무껍질 거미가 한 종류의 거미줄만 만드는게 아니라는 것입니다. 우리가 용도에 따라 건축 소재를 달리하듯 이 거미 역시 최대 7가지 다른 거미줄을 이용해서 매우 튼튼하고 효과적인 덫을 만듭니다. 참고로 가 속한 오브 거미는 여러 개체가 거대한 거미줄 네트워크를 만드는 것으로 유명합니다. 이런 큰 거미줄을 생산하게 위해 이들은 매우 잘 발달된 분비샘을 지니고 있습니다. 


 물론 살아있는 거미에서 거미줄을 채취해 유용한 물질을 만들 수는 없습니다. 거미줄은 매우 얇기 때문입니다. 대신 거미줄의 화학적 구조를 연구해 비슷한 특징을 지닌 섬유를 개발할 수 있을 것입니다. 아무튼 정말 놀라운 능력을 지닌 거미인 것 같습니다. 


 참고 


Jessica E. Garb et al. The transcriptome of Darwin's bark spider silk glands predicts proteins contributing to dragline silk toughness, Communications Biology (2019). DOI: 10.1038/s42003-019-0496-1



우주 이야기 940 - 적색 거성의 마지막 순간을 확인하다.



(The star U Camelopardalis pulses out a shroud of dust and gas – a similar process to what astronomers have observed coming from the red giant T Ursae Minoris(Credit: ESA/Hubble, NASA and H. Olofsson (Onsala Space Observatory)))


 과학자들이 생의 마지막 순간에 외곽층 가스를 날려보내는 적색 거성을 관측했습니다. 지구에서 3천 광년 떨어진 T Ursae Minoris (T UMi, 아마도 작은 곰자리 T 별이라고 번역해야 할 듯)는 12억살 된 별이지만, 태양보다 2배 큰 질량 때문에 이미 적색 거성 단계에 들어갔습니다. T UMi는 중심부 핵연료가 고갈되어 안정적인 핵융합 반응을 유지할 수 없기 때문에 수백일 주기로 밝기가 변하는 변광성이 된 상태입니다. 그러면서 이 단계에 들어선 다른 적색 거성과 마찬가지로 주변으로 물질을 조금씩 내보내고 있습니다. (사진은 사실 다른 적색 거성의 것이지만 대략 비슷한 상황) 


 호주 국립 대학 및 헝가리의 천문학자들은 T UMi에서 일어나는 과정을 상세히 연구했습니다. 다행히 이 별은 지구에서 비교적 가까운 거리에 있어 지난 30년간 관측이 이뤄졌으며 덕분에 밝기 및 온도 변화에 대한 데이터가 상당히 잘 수집되어 있습니다. 연구팀은 이 데이터를 바탕으로 thermal pulse (TP)라는 주기적 변화 과정을 조사했습니다. 그 결과 관측된 결과는 기존의 항성 진화 모델과 일치하는 것으로 나타났습니다. 


 결국 태양도 이런 과정을 거쳐 주변으로 가스를 날려 보내고 백색왜성만 남게 될 것입니다. 물론 이 과정은 적어도 수백만년 이상 시간을 두고 일어나므로 인간의 짧은 수명으로는 그 과정을 관측할 수 없지만, 각 단계에 있는 항성을 관측해 전체를 추정할 수 있습니다. 과학자들은 정확한 예측과 모델을 개발하기 위해서 많은 별을 관측하고 계속해서 모델을 검증할 것입니다. 


 참고 



2019년 7월 29일 월요일

대형 강입자 충돌기 (LHC)로 지역 난방을 한다?



(Excess heat from the Large Hadron Collider will soon be redirected to help heat nearby homes(Credit: CERN))

(The red line indicates where the pipes will be placed, to funnel heat from the LHC Point 8 to the new ZAC development, bordered in blue(Credit: Territoire d'Innovation))


 대형 강입자 충돌기 (LHC)는 입자 물리학의 최전선에서 수많은 발견을 이뤄냈습니다. 그리고 업그레이드를 거쳐 한층 더 강력한 힘으로 미시 세계를 탐구하고 있습니다. 하지만 상당한 과학적 성취에도 불구하고 과연 이것이 우리 일상 생활에 어떤 도움을 줄지는 아직 미지수입니다. CERN의 과학자들은 주변 커뮤니티에 좀 더 직접적인 이득이 될 수 있는 방안을 마련했습니다. 


 LHC의 에너지 담당인 서지 클라우뎃(Serge Claudet, CERN's energy coordinator)은 LHC에서 나오는 막대한 폐열을 이용해 지역 난방에 사용할 것이라고 발표했습니다. 거대한 초전도 자석과 기타 부대 시설을 운용하기 위해 LHC는 막대한 전력을 사용하고 있는데, 이 에너지는 최종적으로 열에너지 상태로 버려지게 됩니다. 이 열을 회수하면 주변 지역에 난방을 제공할 수 있습니다. 


 현재 계획은 프랑스 방면에 건설되는 신도시 지역 zone d'aménagement concerté (ZAC)에 지열 시스템과 함께 이를 건설해 대략 8000명 정도에 난방열을 제공한다는 것입니다. 물론 LHC는 매우 크기 때문에 난방을 제공할 수 있는 지역은 많습니다. 현재 계획된 지역은 LHC 8 포인트인데 앞으로 LHC2/5 포인트에서도 같은 프로젝트가 진행될 수 있습니다. 


 아무튼 LHC가 얼마나 많은 에너지를 쓰는지 다시 한 번 보여주는 소식 같습니다. 대형 데이터 센터에서 나오는 열 역시 이런 용도로 사용될 수 있지 않을까 생각합니다. 


 참고 


3D 프린터를 이용한 인공 판막



(Multi-material additive manufacturing of patient-specific shaped heart valves. Elastomeric printing enables mechanical matching with the host biological tissue. Credit: Fergal Coulter / ETH Zurich)


 고령화 및 각종 심장 질환의 유병률이 올라가면서 심장 판막 이식이 필요한 환자 역시 지속적으로 늘어나고 있습니다. 스위스 취리히의 로잔 연방공대와 남아프리카공화국의 Strait Access Technologies(SAT)사는 3D 프린터를 이용해 환자 맞춤형 실리콘 인공 판막을 만들었습니다.


 3D 프린터는 앞으로 의료 부분에서 환자 맞춤형 임플란트와 보조기, 그리고 바이오 3D 프린팅 기술을 이용한 인공 장기와 조직 등 여러 가지 활용이 기대되고 있습니다. 하지만 실제 인체에 이식하기에 앞서 효과와 안전성을 입증해야 합니다. 3D 프린팅 인공 판막은 아직 그 준비 과정에 있습니다. 



 연구팀에 따르면 3D 프린팅 인공 판막의 장점은 매우 명확합니다. 사람마다 외모가 모두 다른 것처럼 심장 역시 조금씩 모양이 다르며 판막과 주변 조직 역시 크기와 형태가 제각각입니다. 하지만 기존의 인공 판막은 적당한 기성품을 끼워 맞추는 수밖에 없습니다. 3D 프린팅 기술은 이 문제에 대한 가장 합리적인 해결책입니다. 여기까지는 특별할게 없는 이야기지만, 연구팀이 개발한 실리콘 기반 3D 프린팅 기술은 실제 판막처럼 매우 탄성이 좋고 가벼우며 내구성이 뛰어난 특징을 지니기 위해 독특한 출력 방식을 사용했습니다. (영상 참조) 




(동영상) 



 연구팀은 현재 개발중인 3D 프린팅 인공 판막이 실제 임상에서 쓰이는 것은 적어도 10년 정도 이후가 될 것으로 예상하고 있습니다. 사람 생명에 직접적인 영향이 있는 만큼 충분한 동물 실험과 임상 시험을 거쳐야 하기 때문입니다. 하지만 여러가지 이점을 생각하면 결국 3D 프린팅 기술이 인공 판막은 물론 각종 이식용 장치의 미래가 될 것으로 예상합니다. 


 참고 


Fergal B. Coulter et al. Bioinspired Heart Valve Prosthesis Made by Silicone Additive Manufacturing, Matter (2019). DOI: 10.1016/j.matt.2019.05.013

태양열을 이용한 간편한 탈염막



(Not a weird mushroom, but a solar steam generator that desalinates water using sunlight(Credit: Yun Xia/Monash University))


 사막 및 건조 기후대에 속한 국가 등 물이 부족한 지역에서 탈염 장치는 매우 중요한 시스템입니다. 주로 바닷물을 이용해서 마실 수 있는 물로 바꾸는데, 크게 증발식과 역삼투 방식으로 담수를 얻습니다. 문제는 어떤 방법이든 많은 에너지와 비용이 든다는 것입니다. 비록 기술 발전과 규모의 경제를 통해 비용은 많이 낮아지긴 했지만, 에너지가 많이 든다는 문제는 여전합니다. 따라서 태양 에너지처럼 쉽게 구할 수 있고 비용이 들지 않는 에너지를 이용하는 방법이 연구되고 있습니다. 


 호주 모나쉬 대학의 연구팀은 탄소나노튜브를 이용한 초친수성 필터막 (super-hydrophilic filter paper)을 만들었습니다. 태양열을 이용한 탈염 장치의 문제점 가운데 하나는 태양열로 바닷물을 증발시키는 경우 표면에 염분과 다른 물질이 막을 형성하면서 효율이 급격히 저하된다는 것입니다. 연구팀이 개발한 초친수성 필터막은 물을 끌어들인 후 표면에서 물을 증발시키면서 염분을 분리합니다. 그 모습은 물을 얻는다기 보다는 오히려 소금을 얻는 듯한 형태입니다. 




(동영상) 


 연구팀에 따르면 이 초친수성 필터는 제곱미터 당 6-8리터의 물을 하루에 얻을 수 있습니다. 물론 경제성이 있는지는 다른 문제인데, 이미 대규모 탈염 시설에서 상당한 규모의 경제를 이룩했기 때문입니다. 다만 매우 단순한 필터로 물을 얻을 수 있고 태양 에너지 이외에 다른 에너지원이 필요 없으므로 소규모로 물을 정제해야 하는 작은 마을이나 섬 지역 등에서 경제적 이점이 있을 것으로 기대하고 있습니다. 참고로 작동 온도는 건조한 환경일 때 섭씨 25-50도 정도이고 습한 환경일 때 17.5-30도 사이입니다. 호주에서는 별 문제 없겠지만, 한국에서라면 여름철 이외에는 사용이 어려울 것 같습니다. 


 아무튼 물보다 소금 만드는 거름막 같은 모습이 흥미롭습니다. 오히려 이런 쪽으로 개발하면 어떨지 하는 생각도 드네요. 


 참고 



2019년 7월 28일 일요일

제조사들에게 공급이 시작된 인텔 아이스 레이크




(출처: 인텔)



 인텔이 주요 제조사들에게 10nm 공정 아이스 레이크 프로세서를 공급하기 시작했다는 소식입니다. 통상 새로운 CPU를 공급받은 후 제품이 나오기까지 1-2분기 정도 걸리는 점을 생각하면 올해 연말에 10세대 코어 프로세서를 쓴 노트북과 태블릿 PC를 볼 수 있을 것으로 보입니다. 


 이전 공개된 내용에 따르면 아이스 레이크는 올해 모바일 용으로 출시될 예정이며 9/15/28W의 TDP의 저전력 제품이 중심입니다. 최대 4코어 8쓰레드 제품으로 당분간 3세대 라이젠에 대항할 고성능 데스크톱 제품은 출시되지 않을 것입니다. 한동안 라이젠의 강세가 예상되는 이유입니다. 

 하지만 아직 노트북 부분에서는 인텔의 강세가 유지되고 있으며 아이스 레이크는 이 강세를 유지할 무기입니다. 최대 18% 증가한 IPC와 대폭 성능이 향상된 내장 그래픽인 Gen 11은 향후 몇년 간 인텔의 경쟁력을 예측할 수 있는 바로미터가 될 것으로 보입니다. 오랜 시간 지연되었던 10nm 공정의 힘 역시 궁금한 부분 중 하나입니다. 


 아이스 레이크가 기대만큼 성능을 뽑아 준다면 AMD의 강력한 도전을 물리칠 힘을 얻게될 것입니다. 하지만 AMD 역시 다음 세대 제품을 준비 중이기 때문에 더 발빠른 대응이 필요합니다. 아무튼 소비자 입장에서는 반가운 경쟁이 아닐 수 없습니다. 조만간 아이스 레이크에 대항할 AMD의 모바일 프로세서 라인업도 갖춰지길 바랍니다. 


 참고 


보호막을 만드는 아메바 군집


(Dictyostelium Fruiting Body, 출처: 위키피디아)


 아메바는 매우 오래된 역사를 지닌 단세포 포식자입니다. 그런 만큼 이들의 생존 방식 역시 매우 다양해서 사람 같은 다른 동물에 기생하는 무리부터 박테리아를 키워 먹는 아메바까지 별별 아메바들이 서로 공존하고 있습니다. 보통 아메바는 박테리아를 잡아먹으며 살아가지만, 그렇다고 해서 이들이 박테리아의 공격에서 자유로운 것은 아닙니다. 박테리아 역시 살기 위해 상대를 공격합니다. 그리고 아메바 역시 이에 대한 방어 및 조절 기전을 지니고 있습니다. 


 바이엘 의대 (Baylor College of Medicine)의 연구팀은 독특한 생활사로 잘 알려진 토양 아메바인 Dictyostelium discoideum이 그람 음성균 생물막에서 아메바 콜로니를 만들 때 집단을 방어하는 막을 만든다는 사실을 확인했습니다. 이 아메바는 주변으로 CadA라는 물질을 분비하는데 이는 렉틴의 일종으로 다른 물질과 결합 박테리아들이 쉽게 투과하지 못하게 만듭니다. 


 이 아메바들이 박테리아를 먹고 산다는 점을 생각하면 의외의 결과 같지만, 연구팀은 이 보호막이 아메바를 산화 스트레스에서 보호하고 경계에서 적당한 양의 박테리아를 먹을 수 있게 돕는다는 사실을 확인했습니다. 이 보호막이 없는 경우 아메바는 박테리아 생물막에서 20% 정도만 생존이 가능했습니다. 따라서 아메바 보호막은 박테리아 생물막의 보호 기능을 무력화 할 수 있는 셈입니다. 


 우리 눈에는 박테리아와 아메바 모두 원시적 단세포 생물이지만, 사실 이들도 생존을 위해 힘을 합쳐 외적을 방어하거나 먹이를 함께 사냥할 수 있습니다. 이들 역시 수십 억년 진화 과정에서의 생존자들이고 살아남기 위해 많은 변화를 거쳤기 때문입니다. 이들 역시 생명의 경이라고 할 수 있습니다. 


 참고 


"Social amoebae establish a protective interface with their bacterial associates by lectin agglutination," Science Advances (2019). advances.sciencemag.org/content/5/7/eaav4367



태양계 이야기 757 - 핵연료 탑재를 시작한 마스 2020 로버



(The angled unit on the rover is the Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG)(Credit: NASA/JPL-Caltech))

(A plug of PU-238 fuel(Credit: US Department of Energy))


 나사가 마스 2020의 심장인 원자력 전지 핵연료인 플루토늄-238 방사성 동위원소 연료를 탑재하기 시작했습니다. 선배인 큐리오시티와 마찬가지로 마스 2020 역시 Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG) 를 사용해 전력과 열을 얻습니다. 이 원자력 전지는 대략 110W의 에너지를 생산하는데 경차 크기의 로버를 움직이기에는 부족해 보이지만 대신 10년 이상 꾸준히 전기를 생산합니다. 


 하지만 MMRTG가 생산하는 것은 전기만이 아닙니다. 사실 열전 소자를 이용해서 전기를 만들기 때문에 열에너지 가운데 극히 일부만이 전기로 전환되고 많은 열이 남게 됩니다. 이렇게 남는 열은 마스 2020로버의 보온에 사용됩니다. 로버 내부의 컴퓨터 및 중요한 장치가 화성의 낮은 온도에서 손상되지 않게 지켜줄 필요가 있기 때문입니다. 이를 위해 MMRTG 주변에는 열 교환 장치가 있습니다. (사진)


 마스 2020 로버는 2020년 7월 발사되어 2021년 2월 18일 화성의 예제로 크레이터에 착륙할 예정입니다. 큐리오시티 로버와 마찬가지로 마스 2020 로버 역시 MMRTG의 힘을 통해 오랜 시간 탐사가 가능할 것입니다. 앞으로의 활약을 기대합니다. 


 참고 




2019년 7월 27일 토요일

STT-MRAM을 사용한 eSSD가 나온다?





(출처: 에버스핀)


 STT-MRAM (Spin-transfer Torque Magnetoresistive RAM)은 차세대 비휘발성 메모리 가운데 하나입니다. 속도면에서는 DRAM에 견줄만한 비휘발성 메모리지만, 아직 저장 밀도가 낮고 가격이 비싸 널리 이용되지 못하고 있습니다. 다만 삼성전자에서 1Gb MRAM을 내놓는 등 양산이 되고 있어 일부 제한적인 용도로 쓰이고 있습니다. 


 에버스핀 (Everspin)은 MRAM 관련 스타트업 가운데 하나로 역시 1Gb MRAM의 양산을 시작했다고 발표했는데, 독특하게도 글로벌 파운드리의 28nm 공정을 이용해서 양산합니다. 이 STT-MRAM은 1333MT/s (667MHz) 속도의 DDR4 인터페이스를 사용하며 현재 사용되는 DDR4 메모리 보다 약간 느린 수준의 속도를 제공합니다. 


 흥마로운 소식은 SSD 컨트롤러 제조업체인 파이슨 (Phison)에서 이 MRAM을 비휘발성 캐쉬로 사용하는 엔터프라이즈 SSD를 위한 컨트롤러를 개발했다는 것입니다. 이는 DRAM 캐쉬의 일부를 MRAM으로 바꿔 전력이 끊기거나 혹은 기타의 이유로 메모리에 있던 내용이 날아가는 일을 방지하는 것이 목적입니다. 매우 높은 신뢰성이 요구되는 기업용 SSD 시장을 위한 특수 SSD라고 할 수 있습니다. 구체적으로 어떤 업체에서 이 컨트롤러와 MRAM을 사용할지는 알려지지 않았지만, 소식을 전한 아난드텍에 의하면 IBM 및 씨게이트가 이에 관심이 있다고 하네요. 


 만약 실제로 이런 SSD가 생산된다면 MRAM의 대중화에 기여할 것으로 보이는데, 어떤 결과물이 등장할지 궁금합니다. 


 참고 





우주 이야기 939 - 별이 생성되는 장소는 매우 드물다


(Distribution of gas clouds obtained from the FUGIN project. The high-density gas (right) is detected only in small parts of the low-density gas (left). Credit: NAOJ)


 우주 공간은 진공에 가까운 상태지만, 아무리 희박한 농도라도 반드시 물질은 존재합니다. 별과 별 사이의 공간인 성간 매질 역시 예외가 아닙니다. 하지만 성간 가스 역시 지역에 따른 밀도의 차이가 큽니다. 밀도가 높은 가스 성운의 경우 가스가 뭉쳐 별을 형성할 수도 있지만, 대부분의 우주 공간은 가스의 밀도가 희박합니다. 그리고 가스 성운의 경우에도 대부분은 밀도가 낮은 가스 구름입니다. 


 일본 국립 천문대의 과학자들은 Nobeyama Radio Obeservatory (NRO)의 45m 지름 전파 망원경을 이용해 2만 광년에 이르는 우리 은하의 넓은 지역을 관측했습니다. 그 결과 우리 은하에서 고밀도 가스 성운의 비중은 전체의 3% 정도에 불과한 것으로 나타났습니다. 이는 우리 은하에서 별의 생성 속도가 느린 이유를 설명해줍니다. 


 이 연구는 우리 은하를 관측하는 project FUGIN의 일부로 연구팀은 NRO 망원경에 설치된 multi-beam receiver FOREST를 통해 저밀도 가스보다 훨씬 분포가 좁은 고밀도 가스를 관측하는데 성공했습니다. 앞으로 관측을 통해 우리 은하의 가스 분포와 별의 생성에 대한 많은 정보를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 


 사실 우주의 가스가 어디에서나 같은 농도라면 별을 생성하기에는 밀도가 나무 낮기 때문에 별이 생기지 않는 우주가 될 것입니다. 결국 불균등한 분포가 별과 은하를 만든 셈인데 과연 그 이유가 무엇인지 역시 과학이 풀어야할 중요한 질문 중 하나입니다.


 참고 


Kazufumi Torii et al. FOREST Unbiased Galactic plane Imaging survey with the Nobeyama 45 m telescope (FUGIN). V. Dense gas mass fraction of molecular gas in the Galactic plane, Publications of the Astronomical Society of Japan (2019). DOI: 10.1093/pasj/psz033

곰팡이와 공생하는 조류 (algae) - 식물의 기원일까?



(Credit: Michigan State University)


 높이 100m가 넘는 거대한 나무라도 그 먼 조상은 단세포 조류 (algae) 였을 것으로 여겨지고 있습니다. 하지만 구체적으로 초기 식물이 어떻게 지상으로 올라왔는지는 확실치 않습니다. 광합성 식물 입장에서 물과 양분을 구하기 쉬운 바닷속에서 나와 육지로 올라온다는 것은 만만치 않은 도전이었을 것입니다. 


 미시간 주립 대학의 연구팀은 이 과정에 곰팡이가 관여했을지도 모른다는 증거를 발견했습니다. 연구팀은 균류와 공생하는 조류의 존재에 주목했습니다. 지얀 두 (Zhi-Yan Du)를 비롯한 연구팀은 토양 균류의 일종인 Mortierella elongata와 원시적인 해양 조류인 Nannochloropsis oceanica의 공생 관계를 연구했습니다. 


 이 단세포 조류는 곰팡이 표면에 붙어서 장시간 살 수 있는데, 연구팀은 예상치 않게 더 놀라운 장면을 목격했습니다. 장기간 공생한 곰팡이 속으로 조류 세포가 들어가 공생한 것입니다. 이를 photosynthetic mycelium라고 부르는데 곰팡이에서는 처음 관찰된 것입니다. 연구팀에 따르면 이 공생 관계는 양쪽 모두에 유리한 결과를 가져옵니다. 


 조류 입장에서는 주변에 수분이 없고 양분이 부족한 환경에서도 살 수 있는 터전이 마련됩니다. 곰팡이가 내놓는 이산화탄소와 여러 영양소는 조류의 생존에 큰 도움이 됩니다. 반면 조류가 내놓는 양분 역시 곰팡이에 이로운 결과를 가져올 수 있습니다. 곰팡이는 어디에나 존재하며 5억년 전 초기 식물이 지상으로 올라왔을 때 역시 마찬가지였을 것입니다. 어쩌면 이 공생 관계가 5억년 전 초기 식물의 지상 정착을 도왔을지도 모릅니다. 


 하지만 최초로 육지에 올라온 동물처럼 식물의 지상 진출 역시 여러 가지 논쟁이 많은 주제입니다. 매우 원시적이고 작은 생물이었다는 점은 분명한데, 그렇기 때문에 흔적이 쉽게 남지 않아 아무래도 논쟁이 있는 것이죠. 아무튼 곰팡이 안으로 들어가는 조류가 있다는 것만으로도 흥미로운 내용 같습니다. 


 참고 


 Zhi-Yan Du et al, Algal-fungal symbiosis leads to photosynthetic mycelium, eLife (2019). DOI: 10.7554/eLife.47815

2019년 7월 26일 금요일

유독물질을 확인하는 미니 드론




(Credit: University of Barcelona)


드론을 이용한 인명 구조는 점차 널리 활용될 것으로 기대됩니다. 실종자 수색이나 응급 혈액 및 약물 수송, 그리고 위험 요소 확인 등 여러 분야에서 매우 유용한 수단이기 때문입니다. 여기에 더해 한 가지 더 흥미로운 응용은 유독 물질을 검출해 경고하는 것입니다. 


 유해물질을 사용하는 작업장이나 화재 현장, 재난 현장에서 항상 문제 되는 것이 각종 유해 가스입니다. 눈으로는 볼 수 없지만, 일산화탄소, 아세톤, 벤젠, 그리고 폭발 위험성이 있는 메탄가스 등 다양한 환경 유해물질이 작업자나 구조대에 심각한 위협이 될 수 있습니다. 



 바르셀로나 대학의 연구팀은 시중에서 구할 수 있는 Crazyflie 2.0 미니 드론을 기반으로 유해물질을 원격으로 검출할 수 있는 SNAV (Smelling Nano Aerial Vehicle)을 만들었습니다. 이 드론은 35g 무게의 미니 쿼드롭터로 1ppm 농도의 유해물질을 검출할 수 있는 MOX (metal oxide) 가스 센서를 탑재했습니다. 간단한 센서지만, 생명을 위협할 수 있는 유해 가스를 미리 확인하고 알려주는데는 충분합니다. 


 다만 GPS 기반 네비게이션 시스템은 실내에서는 제대로 작동하지 않을 수 있기 때문에 연구팀은 RF 트랜시버(Radio Frequency Transceiver)를 이용해 실내에서 길을 찾을 수 있는 시스템을 개발했습니다. 35g의 작은 드론에 복잡한 네비게이션 시스템과 라이더 및 카메라를 탑재하기 어렵기 때문에 간단한 무선 조종 장치를 탑재한 것인데, 목적상 근거리에서만 작동을 보장하면 되기 때문에 큰 문제는 없어 보입니다. 연구팀은 6대의 RF 트랜시버를 이용해서 실내에서 안정적으로 테스트 하는데 성공했습니다. 


 이 프로젝트가 상업적으로도 성공할지는 모르겠지만, 아이디어는 나쁘지 않다고 생각합니다. 


 참고 



미래 어업의 희망 될까? 노르웨이의 원양 원격 조종 바다 농장



(Illustration: Norway Royal Salmon)

(Illustration: ABB Arctic Offshore Farming’s fish pen can hold 600,000 full grown salmon at a time.)


 연어 수출 대국인 노르웨이는 폭증하는 수요에 대응하기 위해 연어 양식에 힘을 쏟고 있습니다. 연여 양식에 적합한 차가운 바다가 많은 노르웨이 해안에는 3500개의 양식 펜스와 4억 마리의 연어가 살고 있습니다. 노르웨이의 수출품 가운데 연어는 석유와 가스 다음으로 많은 비중을 차지하고 있습니다. 우리 식탁에도 노르웨이산 연어가 드물지 않게 오르고 있습니다. 건강에 좋은 오메가 3 지방산이 풍부한  연어는 점점 수요가 증가하고 있습니다. 


 하지만 수요를 따라잡기 위해 연어를 양식하는 것도 점차 한계에 도달하고 있습니다. 연안에서 집단으로 연어를 양식하다보니 환경 문제도 있고 연어가 질병에 걸려 폐사하는 비율도 높아지고 있습니다. 연어가 밀집해 있는 연어 양식장은 연어의 대표적인 기생충인 바다물이 sea lice (Lepeophtheirus salmonis)에게 매우 이상적인 환경이기 때문입니다. 전체 연어의 15%가 이로 인해 폐사하고 있습니다. 


 노르웨이 왕립 연어 (Norway Royal Salmon) 산하의 Arctic Offshore Farming사가 개발 중인 원격 원양 연어 양식장은 이 문제에 대한 해결책 중 하나입니다. 먼 바다에 설치한 원격 연어 양식장은 사람 없이 무인으로 연어를 키울 수 있습니다. 물론 종종 사람이 가서 관리하고 연어도 수확해야 하지만, 먼 바다에 사람이 직접 나가 계속 지킬 순 없기 때문에 원격으로 조종합니다. 


 이 연어 양식장의 지름은 79m이고 깊이는 40m인데 독특한 점은 내부 그물망이 있어 연어는 주로 10m 이상 아래 쪽에서 키운다는 점입니다. 얕은 바다가 마다물이가 잘 사는 곳이기 때문으로 깊은 바다에서 양식을 하기 때문에 가능한 일이기도 합니다. 이를 통해 연어 양식의 효율을 높이고 에너지 소모도 50% 정도 감소시킬 수 있을 것으로 기대하고 있습니다, 연어의 사료는 자동화 시스템이 하루 세번 펠릿 형태로 공급하며 남는 사료는 회수해서 환경 오염을 줄입니다. 


 현재 연어 양식의 경우 100g까지는 민물 양식장에서 키운 후 바다 양식장으로 옮겨 5kg 이 될때까지 키우지만 2020년 원양 원격 양식장이 개발되면 1.5kg 이상 크기까지 키운 후 옮겨져 먼 바다에서 자라게 됩니다. 


 물론 예상되는 문제점도 있습니다. 가장 큰 문제는 높은 파도와 폭풍, 그리고 지나가는 선박에서 장기적으로 안전할 것인지입니다. 또 멀리 떨어진 원양 양식장을 유지 보수하고 관리하는 작업도 만만치 않을 것입니다. 하지만 늘어나는 수요와 환경 오염에 대비하기 위해서 가장 합리적인 대안이기도 합니다. 우리 나라처럼 주변에 바다가 많은 국가에도 시사하는 점이 적지 않습니다. 과연 어떤 결과가 나올지 주목됩니다. 


 참고