미래를 조형할 새로운 기술의 지평

삶의 질을 높이고 새로운 꿈을 꾸게 만드는 기술 지구와의 공존을 통해 지속 가능한 행복을 열망하게 하는 기술이 있다. 배터리, 자율주행, 웨어러블 로봇, 3D 프린팅, 레이저, 나노 로봇, 생물 모방 기술

인류의 역사는 일보 후퇴와 이보 전진이 어우러진 소용돌이의 역사다. 지난 백 년간 공학 기술은 과학과 심리학, 철학까지 흡수하며 역사의 중심으로 부상했다. 우리는 기술이 인류의 꿈과 욕망을 먹고 자라 정련되고 융합하며 진화하는 과정을 지켜보았다. 그리고 우리는 깨달았다. 이대로 자원을 개발하고 인구를 불리고 땅을 갈아엎어 거대한 도시를 짓고 인간만을 위한 낙원을 만들려 했다가는 돌이킬 수 없는 일이 벌어질 수 있음을 말이다. 이러한 각성을 토대로 이 책은 21세기의 첨단 기술들이 삶의 질을 향상시키고 행복을 추구함에 있어 자연과의 공존을 최우선으로 고려한다는 사실을 잘 보여준다.

공존의 기술

CHAPTER 1. 배터리
-우주의 절대 법칙
-안티 엔트로피 항쟁의 최전선
-높은 곳에 있는 물
-압축하고 회전하는 힘
-뜨거운 물과 녹인 소금
-자동차와 스마트폰으로 들어간 배터리
-초전도체
-수소와 암모니아
-전기 에너지의 미래

CHAPTER 2. 자율주행
-여행길은 고되다
-몸뿐 아니라 마음도 고되다
-자동차가 등장하다
-모바일 전성시대
-자율주행이 만드는 새로운 균형점
-“차에 핸들을 다시겠어요?”
-자율주행차에 대한 저항감

CHAPTER 3. 웨어러블 로봇
-인간은 약하다
-인간은 무엇으로 진화하는가
-외골격 진화의 역사
-웨어러블 로봇의 꿈
-걸음을 돌려주다
-천리행군의 외골격
-철의 노동자
-잘 만들었으니 잘 발전시키자

CHAPTER 4. 3D 프린팅
-스파이더맨 슈트를 만드는 기술
-장난꾸러기 공학자의 발명품
-집에서 만들어 먹다
-마음껏 만들며 놀다
-메이드 인 스페이스
-허전한 곳을 채우다
-변화를 출력하다
-모두를 위한 3D 프린터

CHAPTER 5. 레이저
-무조건 레이저
-문명과 야만과 레이저
-우리 곁의 레이저
-레이저의 기개
-태양보다 뜨거운
-단색이기에 가능한 일
-환상적인 결맞음

CHAPTER 6. 나노 로봇
-아주 작은 과학의 탄생
-세상에서 가장 작은 기술
-알코올 없는 화장품
-신속 정확 배달
-엔트로피와 싸우는 초소형 지원부대
-바이러스를 걸러내다
-닥터, 로봇
-1나노미터를 향해
-우주로 가는 나노 기술

CHAPTER 7. 생물 모방 기술
-자연이 가르쳐준 것들
-거미에게서 배우다
-바람과 물을 가르다
-영롱하고 찬란하게
-찰싹 달라붙다
-미끄러뜨리다
-똑똑하게 짓다
-모두의 생물 모방

더 나은 미래를 위한 기술

깨끗하게 만들고 깨끗하게 저장하는 기술은 함께할 때 놀라운 시너지를 일으키는 환상의 복식조다. 지구 환경을 지키며 우리의 삶을 더 풍요롭고 행복하게 만드는 일이 마냥 꿈인 것은 아니다. 인류가 엔트로피와의 전쟁에서 승리하는 날은 결코 오지 않겠지만, 깨끗하게 에너지를 만들고 깨끗하게 보관하는 기술이 발전을 거듭한다면 적어도 엔트로피와 기후변화 연합군을 상대로 한 힘겨운 싸움에서 완패하는 일은 없을 것이다. _ 배터리 ㆍ 451쪽모바일 영상 기술과 커뮤니케이션 기술은 우리의 이동 및 여행 행위와 혼연일체가 되어가고 있으나 아직까지 운전과는 하나가 되지 못했다. 목적지까지 안전하게 도착하기 위해서는 모바일 쪽은 거들떠보지도 않는 편이 좋다. 모바일 기술은 자율주행 기술을 발판 삼아 다음 단계로 나아갈 가능성이 있다. 자율주행 기술은 운전의 육체적, 정신적 피로를 획기적으로 경감해줄 수 있는 가장 강력한 기술이며 운전자를 차에 탄 여행자로 만들어줄 기술이다. _ 자율주행 ㆍ 74쪽자율주행 기술이 제공하는 선택지는 크게 다섯 단계로 나뉜다. 이 가운데 탑승자에게 운전 경험을 전혀 제공하지 않는 단계, 즉 차를 살 때 “차에 핸들을 다시겠어요?”라는 질문을 듣게 되는 단계가 마지막인 5단계 완전 자율주행차다. 반면에 1단계 자율주행 기술이란 자율주행 기술이 운전자를 보조하는 수준에 제한되는 것을 뜻한다. _ 자율주행 ㆍ 78쪽웨어러블 로봇이 의료 분야에서 갖는 함의는 거대하다. 웨어러블 로봇 덕분에 원래라면 불가능할 치료가 가능해지고 하반신 마비가 풀리는 것은 아니다. 그 대신 웨어러블 로봇은 걸음이 불편하거나 걸을 수 없는 사람들의 간절한 소망을 들어줄 수 있다. 다른 사람들처럼 사는 것, 다른 사람들과 눈높이를 맞추며 사는 것 말이다. 웨어러블 로봇은 걷지 못하는 사람들이 느끼는 스트레스를 덜어주고 손상된 자존감을 향상시켜줄 수 있다.
장애를 가진 사람들의 소망은 특별 취급을 받는 게 아니라 남들과 똑같이 사는 것이다. 집에 모셔져 소중하게 보살핌을 받거나 애물단지 취급을 받기보다는 직장을 갖고 일을 하면서 평범하게 삶을 영위하는 것이야말로 이들이 바라는 바다. _ 웨어러블 로봇 ㆍ 109쪽사람이 웨어러블 로봇을 입는다고 해서 로봇이 되는 건 아니다. 우리의 몸이 웨어러블 로봇을 입고 기계처럼 쉬지 않고 일할 수 있게 된다 해도 정신은 장시간에 걸친 강도 높은 노동을 견뎌낼 수 없다. 이 분야의 전문가들이 우려하는 것이 바로 그 점이다. 웨어러블 로봇의 도입이 불러올 수 있는 가장 치명적인 부작용은 우리가 인간 정신의 한계를 뛰어넘는 작업과 이동을 요구받는 상황이 도래하는 것이다. _ 웨어러블 로봇 ㆍ 129-131쪽3D 프린터로 장난감을 만드는 것은 “나만의 피규어를 갖고 싶다”라는 모든 키덜트의 꿈을 성취하는 일이다. 소비자가 원하는 것을 원하는 만큼 만들어 쓰게 한다는 3D 프린터의 본질에도 부합한다.
피규어를 만들기 위해 다루기도 어렵고 생소하기 그지없는 3D 프린터를 사용해야 한다면 배보다 배꼽이 더 큰 것 아니냐고 묻는 사람도 있을 것이다. 하지만 놀이에 있어서 난이도란 장애물이 아닌 도전 목표가 되어 더 큰 몰입감과 쾌감을 불러오는 법이다. 몰입이론의 대가 미하이 칙센트미하이가 말했듯이, 몰입은 기술을 연마해 어려운 목표에 도전했을 때에만 경험할 수 있는 ‘최적 경험’이기 때문이다. _ 3D 프린팅 ㆍ 149쪽이 환상적인 계획에 사람들은 마음을 빼앗겼다. 새로운 병기, 우주에서 내리꽂히는 죽음의 빛. 레이저가 적들의 미사일을 무력화하고 세계가 미국의 놀라운 무기 앞에 입을 다물지 못할 터였다. 많은 이들이 정부가 발표한 스타워즈 계획을 통해 새로운 구분 기준을 발견했다. 레이저를 가진 자가 문명인이고 미사일을 쏘는 자는 야만인이었던 것이다.
그러나 얼마 지나지 않아 레이건의 전략방위구상은 미국 역사를 통틀어 가장 허황된 정치 캠페인이었던 것으로 드러났다. _ 레이저 ㆍ 172-174쪽“외과 의사를 삼키는 겁니다.”
과학적 상상력으로 충만했던 위대한 과학자 리처드 파인만이 한 말이다. 파인만은 세상 모든 것을 보다 작게 만드는 기술에 관심이 많았다. 전자 부품도 더 작게, 기계도 더 작게. 모든 것을 아주 작게 만들면 작은 기계로 원자들을 직접 조작해 화학반응을 일으킬 수 있고 양자 세계의 역동을 직접 관찰할 수 있고, 손상된 세포를 치료하는 작은 외과 의사 로봇을 삼킬 수도 있으리라는 것이었다.
파인만이 이런 구상을 털어놓은 것은 1959년의 일이다. _ 나노 로봇 ㆍ 207쪽박테리아 로봇이 박테리아보다 더 효율적으로 플라스틱 쓰레기를 처리할 수 있는 이유는 간단하다. 플라스틱을 먹어치우면 이데오넬라 사카이엔시스든 박테리아 로봇이든 먹은 만큼 칼로리를 만들어 낸다. 아무리 플라스틱이라 해도 먹은 건 먹은 거니까 말이다. 그런데 박테리아는 생명체이므로 이 칼로리로 생명 활동도 해야 하고 일정 기간이 지나면 죽게 마련이다. 하지만 박테리아 로봇은 생존을 목적으로 하지 않으며 오로지 인간이 부여한 임무에만 종사하는 존재다.
박테리아 로봇은 플라스틱을 먹고 만들어 낸 열량을 다시 플라스틱을 먹는 일에 쓴다. 오직 플라스틱을 분해하기 위해서 플라스틱을 먹는 플라스틱 킬러다. 맹목적으로 플라스틱을 먹어치우는 박테리아 로봇을 동원하면 폐수에 섞인 플라스틱도 빠른 시간 내에 처리할 수 있고 바다를 오염시키는 플라스틱 쓰레기도 제거할 수 있다. _ 나노 로봇 ㆍ 230-231쪽식물과 동물로부터 뽑아낸 실을 이용함으로써 인간은 돌을 쪼는 존재에서 정교한 직물로 옷을 지어 입고 아름다움과 문화를 추구하는 존재가 되었다. 조개를 주워 먹던 존재에서 그물로 물고기를 낚는 존재가 되었다. 숲과 사막과 산맥에 가로막혀 오도 가도 못하던 선조들은 천으로 돛을 달아 바람을 타고 밧줄로 배의 속도를 읽어가며 대양을 누비는 탐험가가 되었다. _ 생물 모방 기술 ㆍ 253-254쪽우리는 건물의 외벽에 페인트를 칠함으로써 구조를 보호하려 한다. 이때 나노 입자를 활용하면 건물에 자외선 차단제를 바르는 효과를 더해 건물의 노화를 방지할 수 있다. 여기에 연잎의 돌기 구조를 모방한 코팅까지 곁들인다면 물에도 침식당하지 않게 된다. 나노 기술과 생물 모방 기술을 융합해 건물을 코팅하면 천 년 뒤에도 굳건히 서서 번쩍번쩍 빛을 내는 랜드마크를 세우는 일이 이론적으로 가능하다. 괘씸하게도 건물 벽에 방뇨를 일삼는 못된 녀석들로부터 건물을 지켜낼 수 있는 것은 물론이다. _ 생물 모방 기술 ㆍ 279-281쪽오늘날의 과학기술 분야 연구자들은 작은 기술 하나를 개발할 때에도 “이것이 화석 에너지 소모를 줄이는 기술인가?”, “이 기술이 과거의 기술에 비해 환경오염을 얼마나 덜 발생시키는가?”, “이 기술은 지구의 풍요를 위해 적합한 기술인가?”라는 질문을 가슴에 품고 연구에 임한다.
이들의 기술을 평가하는 우리의 기준 또한 마찬가지로 변화했다. 아무리 효율적인 엔진을 만든다 해도 기존의 엔진에 비해 환경 파괴와 공해를 더 많이 발생시킨다면 관심을 받지 못한다. 그 대신 다소 불편하고 성능이 떨어진다 하더라도 지구 환경에 더 도움이 되는 기술이 각광받고 모두가 그런 기술을 소비하고 싶어 한다. _ 더 나은 미래를 위한 기술 ㆍ 293쪽

첨단 기술을 다룬 수많은 책들을 보면 이런 생각이 든다.
왜 이렇게 어려운 책을 읽어야 하지? 코로나19 팬데믹을 겪으며 그 이유가 분명해졌다. 2019년 12월 한 시골마을에서 시작된 바이러스성 전염병은 몇 달 만에 전 세계로 퍼져나가 수천만 명이 확진 판정을 받고 백만 명이 넘는 사망자가 발생하는 결과를 낳았다. 이제는 누구나 공공장소에 나설 때 마스크를 써야 하고 사회적 거리두기가 일상화되었다. 아이들은 학교에 가는 대신 집에서 원격수업을 받고 많은 사람들이 함께하는 모임과 행사는 사라졌다. 사람들은 온라인으로 물건을 구입하고 게임 플랫폼이나 유튜브를 통해 콘서트와 팬미팅을 하고 넷플릭스와 같은 OTT 서비스로 신작 영화를 본다. 매장에는 인간 직원 대신 무인결제기(키오스크)가 들어섰고 택배 배달 물량은 늘었으며 극장과 전시장은 텅 비었다.
세상은 사회적 접촉을 최소화하는 ‘언택트’ 시대로 바뀌었다. 전 세계인이 일 년이 채 되지 않는 짧은 기간 동안 교육, 생활, 문화, 경제, 사회, 국제 관계까지 격변하는 과정을 동시에 겪은 것은 처음이었다. 사람들은 왜 이런 변화가 일어나는지 궁금해했고 바이러스의 정체와 방역 과정, 치료제 및 백신 개발에 관한 정보를 탐독했다. 제대로 알아야 이해하고 해법을 찾을 수 있기 때문이다.
코로나 팬데믹 이전까지만 해도 4차 산업혁명이나 인공지능의 시대가 곧 도래해 우리의 삶이 확 바뀔 거라는 전망이 지배적이었으나 실상은 사람들에게 크게 와 닿지 않는 말잔치에 불과했다. 그러나 2020년 팬데믹을 계기로 우리는 한 가지 사실을 분명히 알게 되었다. 정보통신 기술과 스마트폰이 없었다면 이처럼 빠르게 언택트 방식으로 전환하지 못했으리라는 것이다. 인류 문명이 제아무리 번성한다 한들 인간 또한 자연선택이 지배하는 생태계의 환경압에 취약한 존재다. 다만 인간에게는 놀라운 공학 기술을 창조할 수 있는 뛰어난 지적 능력이 있으며 그로부터 비롯된 성취가 과거, 현재, 미래의 연속선상에서 우리가 생존할 수 있는 방법을 찾아내도록 이끌었다. 우리에게는 스스로를 성찰하고 바꿔 더 나은 존재로 나아갈 수 있다는 희망이 있다. 그래서 우리는 기술이 바꿔놓을 미래에 대해 공부하고 지구와 공존하는 방법을 마련하기 위해 책을 읽고 다큐멘터리를 보고 전문가의 강연을 듣는다.이 책이 주목하는 일곱 가지 첨단 공학 기술은
인간이 좋은 의도를 가지고 좋은 과정을 거쳐 기술을 개발하고
그 기술이 좋은 결과를 낳도록 보살필 줄 아는 존재라는 것을 보여준다.
공존의 뉴노멀을 실현시키는 첨단 공학 기술은 무엇인가? 우리는 화석연료 사용에 최적화된 시스템을 구축하고 보다 효율 높은 에너지원을 찾아내려 노력해왔다. 땅을 개간하고 콘크리트를 끼얹어 거대한 도시를 만들고 인구를 불렸다. 사람들이 살기에는 더없이 편리한 세상이 되었지만 그사이 지구는 이상 신호를 보내왔다. 벌목과 개간으로 숲은 사라지고 플라스틱과 각종 쓰레기로 바다는 오염되었다. 자동차와 난방 기구, 공장에서 쏟아낸 미세먼지는 대기의 질을 떨어뜨렸고 이산화탄소는 지구를 온도를 높였다. 온난화는 극지의 얼음을 녹이고 사막화를 가속했으며 지엽적인 폭우를 쏟아부었다.
숲을 파괴하고 야생동물들의 터전에까지 난입한 인간의 욕망이 인류 사회에 코로나 바이러스를 퍼뜨렸다. 코로나 바이러스는 선진국 대도시에서 더 큰 피해를 낳았다. 인구밀도가 높은 거대 도시가 바이러스나 기후 변화의 역습에 훨씬 취약하다는 사실은 우리의 경각심을 일깨워준다. 환경과 자원을 무작정 섭취하고 약탈하는 것이 아니라 최소한으로 빌려 쓰고 가능한 한 원상태를 보존해야 한다. 삶의 질을 향상시키고 행복을 추구함에 있어서 자연과의 공존이 동반되어야 한다는 것, 이것이 21세기를 이끌 새로운 철학, 공존의 뉴노멀이다.
21세기에 주목받고 있는 첨단 공학 기술에는 인류의 꿈과 공존의 뉴노멀이 담겨 있다. 이 책은 그 열망을 실현시켜줄 배터리, 자율주행, 웨어러블 로봇, 3D 프린팅, 레이저, 나노 로봇, 생물 모방 기술에 주목한다.
먼저 배터리 기술은 에너지를 더 효율적으로 활용하고 공해를 줄이며 특히 에너지 재생 기술과 융합해 놀라운 시너지를 일으킨다. 리튬-이온 배터리, 해수전지, 수소 연료전지는 태양열, 수력, 풍력, 조력, 지열 등 깨끗하게 만든 재생 에너지를 깨끗하게 저장해두었다가 효율적으로 사용함으로써 자연을 최대한 보존하면서 문명을 유지하는 데 기여한다.
자율주행 기술은 운전의 육체적, 정신적 피로를 획기적으로 경감해줄 수 있으며 운전자를 차에 탄 여행자로 만들어주는 기술이다. 동시에 교통 사고율, 교통 체증을 줄이며 배터리 기술과 결합해 환경오염을 줄일 수 있다. 자율주행차에 대한 심리적 거부감이 약화되고 나면 이에 대한 수요가 폭발적으로 늘어날 것이고 이는 모빌리티 혁명으로 이어질 것이다.
웨어러블 로봇은 힘든 사람, 아픈 사람, 평범한 일상을 절실하게 소망하는 사람들을 돕기 위해 개발되고 있다. 또한 산업 현장에서 일하는 근로자의 건강을 보호하고 작업 능률을 올리는 보조 장치로 유용하게 활용된다. 그러나 신체를 강화시켜 인간 정신의 한계를 뛰어넘는 장시간의 강도 높은 노동을 강요하는 상황이 벌어지지 않도록 유의해야 한다.
3D 프린팅은 최소한의 재료로 맞춤 생산을 가능하게 해준다. 우리는 가까운 미래에 디지털 기반의 완전 자동화 스마트 공장을 보게 될 것이다. 뿐만 아니라 고기를 대신할 수 있는 배양육을 출력하는 푸드 프린팅은 육류 소비문화에 변혁을 가져올 것이며, 시간에 따라 변화하는 물품을 제작하는 4D 프린팅은 우주 진출의 새로운 교두보가 될 것이다.
레이저는 인간이 만들어 낸 세상에 없던 빛이다. 레이저는 대기오염을 측정하거나 암세포를 추적해 제거하는 수준을 넘어 5단계 자율주행의 꿈을 이루어줄 도구이자 환상적인 증강현실을 구현하는 만능 연장으로 활용될 것이다. 더 놀라운 것은 레이저를 이용하는 이러한 기술들이 벌써 거의 성취 단계에 이르렀다는 점이다.
나노 로봇은 우리 몸속으로 들어가 암세포를 제거하는 한편 썩지 않는 플라스틱 쓰레기를 먹어치우기도 한다. 인간이 부여한 임무에 충실하게 복무하는 나노 스케일의 최정예 부대 건설은 아직 이론의 영역에 머물러 있지만, 과학자들은 오히려 그 점에 더 열광하고 의욕을 불태운다. 우리가 저마다의 상상력으로 그리고 있는 나노 기술의 미래는 보이지 않는 영역에서 더욱 다이내믹하게 전개될 것이다.
이러한 여섯 가지 공학 기술과 다방면으로 결합하고 응용될 수 있는 것이 생물 모방 기술이다. 오랜 세월에 걸쳐 자연선택을 겪으며 찬란한 다양성을 이룩한 생명체들은 종의 존망을 걸고 생존의 아이디어를 축적해왔다. 우리는 그로부터 많은 것을 배워 새로운 기술 개발에 나서고 있다. 특히 자연과의 공존이 뉴노멀이 된 이 시대에 생물 모방 기술은 우리의 따뜻한 상상을 한층 효율적으로 구현시킬 수 있다.
모든 기술에는 한계가 있다. 한계를 무시하고 기술을 남용하는 것은 의도적으로 악용하는 것만큼이나 나쁘다. 우리는 좋은 의도를 가지고 좋은 과정을 거쳐 기술을 개발하고 그 기술이 좋은 결과를 낳도록 보살펴야 한다. 아무리 효율적인 엔진을 만든다 해도 기존 엔진에 비해 환경을 더 많이 파괴하고 공해를 증가시킨다면 냉정하게 외면해야 한다. 다소 불편하고 성능이 떨어져도 지구 환경에 더 도움이 되는 기술이 주목받고. 모두가 그런 기술을 소비하고 싶어 한다면 기술은 더 나은 미래를 현실로 만들어줄 것이다.유쾌한 심리학자가 들려주는 흥미진진한 첨단 공학 이야기
스파이더맨에서 워해머, 파인만과 칙센트미하이를 넘나드는
SF 마니아, 키덜트, 여행하는 심리학자 김명철 박사의 재치 있는 위트와 따뜻한 통찰심리학자의 눈으로 바라본 첨단 기술의 미래는 놀랍도록 유쾌하고 흥미롭다. 저자는 생명체에게 가장 가혹하다는 소금사막을 리튬 산지로 활용하는 인간의 모습을 경이로우면서도 두려운 대상으로 바라본다. 인공위성에서 레이저를 쏘아 지상의 미사일을 격추하겠다는 황당무계한 계획으로 국민을 선동한 정치 캠페인을 비판하고, 웨어러블 로봇의 발전이 근로자에게 장시간의 강도 높은 노동을 강요할 수도 있음을 우려한다. 반면에 나만의 피규어를 갖고 싶다는 열망에 생소하기 그지없는 3D 프린터에 도전하는 키덜트에게는 격려를 아끼지 않고, 몸이 불편한 사람을 돕기 위해 의료용 웨어러블 로봇을 만드는 이들의 선량한 의지를 북돋는다.
저자는 인류의 역사와 영화, 드라마, 책, 게임 등의 콘텐츠를 넘나들며 21세기에 주목할 공학 기술의 기본 개념에서부터 기술이 바꿔놓을 미래상, 연구자들이 갖추어야 할 윤리관, 오늘날을 살아가는 우리가 이런 기술들을 어떻게 대해야 좋을지에 이르기까지 깊이 있는 통찰을 펼쳐 보인다. 친절한 설명과 재치 있는 글솜씨에 웃음 지으며 책장을 넘기다 보면 더 늦기 전에 우리 모두가 물어야 할 질문이 자연스레 떠오른다. “이것은 인간이 지구와 공존하는 데 적합한 기술인가?”