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생명과학┃암 정복의 길 열리나

암은 현대인 4명 중 1명이 걸릴 만큼 만연한 질병입니다. 미국 정부는 암을 정복하기 위해 ‘암 문샷(Cancer Moonshot) 2020’ 프로젝트를 2016년부터 진행해왔습니다. 지금은 프로젝트 명칭을 ‘암 돌파구(Cancer Breakthrough) 2020’으로 바꿨습니다. 이 프로젝트는 암 백신 등 암 치료제 개발이 최종 목표입니다. 2020년은 프로젝트의 첫 번째 목표가 얼마나 달성됐는지 뚜껑을 여는 때인 만큼 관심이 집중되고 있습니다.

한편 네덜란드를 중심으로 암 종류별 미니 장기(오가노이드)도 연구되고 있습니다. 오가노이드를 이용해 암의 특성을 분석하고 치료제의 효과를 확인하는 연구를 진행하기 위함입니다. 또 내년에는 영국 유전자은행에 등록된 약 50만 점의 유전자 정보가 공개돼 자유롭게 연구에 활용할 수 있게 됩니다. 암뿐만 아니라 각종 질병에 대한 유전자 수준의 연구가 한층 수월해질 전망입니다.

화학┃새로운 신재생에너지 기술 등장

‘기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)’는 기후변화는 점차 피부로 느낄 만큼 심해질 것이며, 지금이라도 당장 화석연료 사용을 중단해야 한다고 꾸준히 강조하고 있습니다. 특히 지난해 10월 인천 송도에서는 기후변화와 관련된 6000여 건의 논문 결과를 토대로 ‘지구온난화 1.5도 특별보고서’를 발표하면서 그 필요성이 극에 달한 상황임을 강조했습니다.

현재 세계 각국은 태양광에너지, 풍력에너지 등 신재생에너지의 효율을 개선하거나 새로운 신재생에너지 소재를 찾는 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 2020년은 그동안 축적된 신재생에너지 기술과 신소재 기술의 성과가 윤곽을 드러내는 해가 될 것으로 기대됩니다.

우주┃미국과 유럽-아시아, 화성 탐사선 발사

내년에는 화성 탐사 각축전이 펼쳐질 전망입니다. 미국항공우주국(NASA)은 2020년 7월 화성 탐사로봇 ‘마스(Mars) 2020’을 발사할 계획이며, 유럽과 러시아도 같은 시기 ‘엑소마스(ExoMars) 2020’을 발사할 것으로 알려졌습니다.

마스 2020은 화성에 착륙해 표면에서 시료를 채취한 뒤 보관했다가 뒤따라 도착하는 회수선에 이를 실어 보내는 임무를 처음으로 시도합니다. 엑소마스 2020은 최초로 화성 표면에서 2m 깊이까지 땅을 시추해 생명체의 흔적을 찾는 임무를 수행합니다.

전기·전자┃차세대 AI 반도체 확대

자율주행차, 스마트홈 등 더욱 완벽한 사물인터넷(IoT) 세상을 구현하기 위해서는 차세대 초지능, 초저전력 기술에 기반한 지능형 반도체 개발의 필요성이 커지고 있습니다. 지금까지 반도체는 정보를 저장하는 메모리 반도체와, 정보를 저장하지 않고 연산이나 제어 기능을 담당하는 비메모리(시스템) 반도체로 구분해왔습니다.

반면 지능형 반도체는 인식과 추론, 학습, 판단 등 인공지능(AI) 서비스에 최적화된 소프트웨어와 시스템 반도체를 결합한 반도체입니다. 향후 전자산업 전 분야에 이런 지능형 반도체가 사용될 것으로 전망되고 있습니다.

지능형 반도체 개발은 미국의 퀄컴, 대만의 미디어텍, 중국 화웨이의 반도체 관련 자회사인 하이실리콘이 주도하고 있으며, 한국은 삼성전자를 중심으로 연구가 진행되고 있습니다. 과학기술정보통신부는 2020년 지능형 반도체 개발을 국가 신규 사업으로 선정해 정부 차원에서 관련 연구와 산업을 지원할 방침입니다.

물리┃양자컴퓨터 원년 될까

올해가 양자컴퓨터 개발의 터닝포인트라면 내년은 양자컴퓨터 개발의 원년이 될 것으로 예상됩니다. 그만큼 경쟁은 매우 치열해질 전망입니다. 미국은 도널드 트럼프 대통령이 2018년 12월 ‘양자 이니셔티브’에 서명하면서 5년간 12억 달러(약 1조4000억 원)를 투자해 연구에 매진하고 있습니다. 유럽은 2021년까지 1단계로 1억2300만 유로(약 1588억 원) 규모의 양자 연구 과제를 선정해 진행하고 있습니다.

중국은 이미 2016년 세계 최초로 양자통신실험위성(QUESS)인 ‘모쯔(墨子)’를 쏘아 올려 최장 7600km 떨어진 거리에서 무선 양자통신에 성공한 바 있습니다. 2020년에는 중국 안후이성 허페이시에 약 37만m2 규모의 국립양자정보과학연구소도 완공될 예정입니다.

2013년 ‘국가양자기술프로그램(UK National Quantum Technologies Programme)’을 시작한 영국 정부는 양자기술허브 4곳을 지정해 2024년까지 대규모 연구비를 지원하기로 했으며, 국립양자컴퓨팅센터에도 3500만 파운드(약 582억 원)의 예산을 투입해 양자기술 연구를 지원하고 있습니다.