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튜링의 논문이 나온 지 60년이 더 지난 지금까지도 튜링 모형을 연구하는 학자들이 여전히 있습니다. 동물 무늬 패턴의 생성 원리를 밝히는 데 말고도 매우 다양한 분야에서 이용되거든요. 이처럼 튜링의 연구는 여러 곳에서 계속 응용돼 사용될 텐데요, 미래에는 또 어떤 곳에서 쓰여 놀라움을 자아낼지 기대됩니다. 

 

산불 진화
산에 불이 났을 때 소방 헬기로 불을 끄는 모습을 상상해 보세요. 불길이 잡혀 더 이상 타지 않는 나무들은 검게 그을려 있고 불길은 바람에 따라 확산되겠지요. 즉 바람이 확산제, 소화액이 억제제 역할을 하면서 점 또는 띠무늬 자국을 만들어 낸다고 볼 수 있습니다. 따라서 튜링 모형을 산불에 적용해 불이 어디로 번질지 예측해 산불을 진화할 수 있지요.

 

질병 전파를 막는 법
1986년 머레이 교수는 여우 광견병이 영국에서 퍼져나가는 현상을 튜링 모형을 이용해 연구한 결과를 발표했습니다. 영국에 서식하는 여우의 밀도의 변화를 시간에 따라 분석해 전염되는 속도를 찾고, 근원지에서 다른 지역까지 퍼져나가는 것을 시뮬레이션한 것이지요. 이처럼 광견병을 비롯해 메르스와 같은 전염병 확산도 튜링 모형을 이용해 설명할 수 있습니다.

 

 

 

정수 필터
2018년 5월 중국 저장대학교 연구팀이 정수기 필터를 만들 때도 튜링 모형이 이용될 수 있다는 걸 보였습니다. 연구팀이 기름과 물 사이에 ‘폴리아미드’ 막을 만든 뒤, 물에 ‘폴리비닐 알콜’을 첨가하자 기름의 확산 속도가 줄어들었는데요, 연구팀은 이 같은 확산 속도 차이를 이용해 물속 염분을 기존 정수 필터보다 3배가량 빨리 제거하는 분리막을 만들어 냈습니다. 앞으로 이 기술은 먹는 물이나 공업용 물로 쓰기 어려운 바닷물을 염분을 제거해 쓸 수 있도록 하는데 도움 줄 예정입니다.

 

두개골의 생성
두개골이 형성되는 과정을 알고 계시나요? 마치 지구를 덮고 있는 지각판이 서로 붙어 있는 것처럼 네 개의 뼈가 따로 자라 붙습니다. 이때 뼈가 붙은 곳을 확대해 보면 직선 모양이 아니고 지그재그 모양으로 튜링 패턴이 나타납니다. 그 비밀은 2009년 타카시 미우라 일본 교토대 해부학과 교수팀이 튜링 모형을 이용해 밝혔습니다.

 

손가락 생성의 비밀
손가락이 생기는 과정도 설명할 수 있습니다. 손은 처음부터 완성된 다섯 개의 손가락으로 나뉘어 있지 않고 하나의 덩어리에서 다섯 개의 손가락으로 분화합니다. 손가락을 구성하는 세포만 살아남고, 손가락과 손가락을 잇던 곳의 세포는 죽어나간 것이지요. 손가락, 발가락을 비롯해 몸의 분화 역시 튜링 모형으로 설명할 수 있습니다.

 

암 치료약 개발
암 치료약을 개발하는 데도 쓰입니다. 2018년 1월 치엔치엔 쟁 중국 둥화대 정보과학과 연구팀은 암 치료약이 효과가 있는지 판별하는 방법으로 튜링 모형을 써서 암 치료 신약의 효과를 알 수 있다고 발표했습니다. 어떤 약물의 시뮬레이션 결과 점박이 무늬를 나타낼 때 암세포는 확산이 쉽게 됐고, 줄무늬가 나오면 전이되지 않았습니다. 즉 점박이 무늬로 나타난다면 그 약물은 효과가 없다
는 것을 뜻하지요. 

 

상처가 아무는 과정
종이에 손가락이 베였다가 아무는 현상도 튜링 모형으로 설명됩니다. 2014년 머레이 교수는 상처가 아무는 과정을 튜링 모형을 이용해 밝혔거든요. 새롭게 분열하는 건강한 세포와 죽어나가는 세포가 각각 확산제와 억제제 역할을 합니다. 

 

 

 

 

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2018년 11호 수학동아 정보

  • 조혜인 기자 기자
  • 기타

    유승민
  • 기타

    문인호

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