향후 10년을 책임질 먹거리 산업에는 어떤 것이 있을까.

한국과학기술정보연구원(KISTI)은 11일, ‘2014 미래유망기술세미나’를 열고 10대 미래유망기술을 발표했다.

이번 세미나는 KISTI가 선정한 미래유망기술 10선이 발표하고, ‘Next 10Years!’라는 슬로건으로 향후 10년을 내다볼 수 있는 비전과 전략을 공유하는 자리가 마련됐다.

올해 미래유망기술 10선은 5대 국가 미래상(건강한 사회, 스마트한 사회, 창의적 융합사회, 안전한 사회, 지속가능한 자연과 사회)별로 각각 2개씩 선정됐다.

△메타물질 응용기술 △리튬황전지 △무인수송기술 △지능형 교통 시스템 V2X 기술 △클라우드 환경 보안기술 △4D프린팅 △생체모방로봇 △학습분석기술 △자가면역질환 치료기술 △광유전학기술이 꼽혔다.

메타물질 응용 기술(Meta-material)은 음의 굴절률을 가지고 있어서 빛이 물체를 타고 휘돌아나가 마치 물체가 보이지 않게 하는 소재를 응용한 기술이다.

전체 가시광선 스펙트럼에 걸쳐 작동하는 메타물질 설계가 중요한 기술로, 나노구조체의 플라즈몬 공명 현상을 이용한 국소 근접 전자기장 증대기술, 플라즈모닉 레이저, 플라즈모닉 증폭기 등 새로운 액티브 플라즈모닉스 기술의 지속적인 개발이 기대된다.

특히 빛뿐만 아니라 전자파, 음파 등 일반적인 파동의 전파를 재단할 수 있다. 빛을 감추는 투명망토, 소리를 감추는 음향망토, 고분해능 렌즈, 효율적인 소형 안테나 등 응용분야가 무궁무진할 전망이다.
리튬-황 전지(Lithium-Sulfur Battery)는 양극(cathode)에 황을 배치해 음극의 리튬과 결합해 Li2S를 형성하며 고용량 및 안전성이 확보된 전기를 생산하는 기술이다.

휴대기기, 신형 동력 에너지 등 에너지 저장분야에 폭넓게 활용될 것으로 기대되며, 리튬이온전지를 대체할 것으로 예상된다.

리튬이온전지의 음극에 사용되는 전이금속화합물보다 훨씬 더 많은 에너지를 저장할 수 있을 뿐만 아니라, 리튬-황 장치를 이용해 폐기물을 유용한 기술로 재활용하는 효과도 볼 수 있다.

무인수송기술(Unmanned Vehicles)은 자동차, 비행기, 배 등에 사람이 타지 않고 원격으로 조종함으로써 농수산업, 물류 배송 등에 편의성을 증대시키는 기술이다.

무인자동차의 경우 운전할 수 없는 장애인, 거동이 불편한 노년층에 새로운 이동성을 제공하며 무인항공기는 재난경보, 택배, 농작물 재배 등 다양한 활용이 가능할 것으로 기대된다.

지능형 교통시스템 V2X 기술은 차량이 주행하면서 도로 인프라 및 다른 차량과 지속적으로 상호 통신하며 교통상황 등 각종 유용한 정보를 교환 및 공유하는 기술이다.

전방 교통정보, 차량 접근, 추돌 가능성 등의 정보를 주고받으며 운전자에게 안내함으로써 사고예방 및 연속사고 발생 가능성을 최소화 한다.

클라우드 환경 보안 기술은 클라우드컴퓨팅 환경에서 해킹, 바이러스 등으로 인해 사용자의 개인정보 누출·훼손(개인적 차원), 서비스 접속 지연·중단(조직적 차원) 등의 문제를 사전에 예방한다.

4D 프린팅(4D printing)은 다중적 3D프린팅을 통해 복합물질을 형성하고 자가변환(self transformation)이라는 새로운 기능을 삽입하는 기술로, 인간의 개입 없이 가열, 진동 및 중력부터 공기역학까지 각기 다른 에너지 원천에 의해 자극을 받아 자가 조립이 가능한 기술이다.

효율성은 높지 않은데 많은 에너지와 노력을 요구하는 분야나 극한 환경에 속하는 항공우주에서 구조물, 주변 환경에 맞춰 색상을 바꾸거나 스스로 조립하는 무기 등을 만들 수 있다.

생체모방로봇(Biomimetic robot)은 인간을 비롯한 동물이나 곤충, 물고기 등의 기본구조, 원리 및 매커니즘을 모방해 생활에 필요한 도구나 신기술을 만들어 내는 기술로 산업, 군사, 환경 등 전 분야에서 활용된다.

최근 미시 구조의 분석·모델링 및 설계·제작기술이 급속히 발달하면서 생체모방의 가능성이 크게 확장됐다.

미국이 초소형 정찰용 ‘나노 벌새’ 로봇을 만드는가 하면, 영국이 손바닥 크기의 ‘검은 말벌’ 로봇을 아프가니스탄 전쟁에 투입한 바 있다.

학습 분석 기술(Learning analytics)은 학생으로부터 발생하는 산발적인 데이터들을 실시간으로 분석하고, 이를 통해 효과적인 학습 모델을 구축하는 기술이다. 다양한 수준과 요구를 가진 학습자에게 거의 실시간으로 맞춤형 교육을 제공할 수 있다.

자가면역질환 치료기술(Autoimmune Therapeutics)은 인체의 면역체계가 이상을 일으켜 자신의 세포나 조직을 적으로 인식해 공격하는 자가항체를 만들고, 그로 인해 염증이 일어나는 자가면역질환을 치료하는 기술이다.

자가면역질환은 인구 고령화와 환경오염의 증가로 환자수가 날로 증가하고 있으며, 현재 면역억제제를 이용해 치료하는 방법이 있지만 부작용이 심각한 상황이다.

최근 효소치료제, 항체치료제 이외에도 중간엽줄기세포의 면역억제 기전을 이용한 면역조절 치료기술이 개발 중이다.

광유전학 기술(Optogenetics)은 빛을 이용해 유전적으로 조작된 신경세포를 선택적으로 흥분 혹은 억제시키는 방법을 이용한 기술이다.

이를 이용하면 공포와 불안의 기억을 기쁨과 환희의 기억으로 변환하는 것이 가능해진다.

알츠하이머와 같은 퇴행성 뇌질환은 물론, 우울증이나 외상 후 스트레스장애(PTSD)와 같은 심리적 장애 치료에도 효과가 있다.

한편, KISTI의 미래유망기술은 2012년도부터 구축해온 ‘미래기술 지식베이스’를 기반으로 하는 ‘KISTI 미래기술 탐색체제’를 통해 도출됐다.

KISTI 미래기술 탐색체제는 빅데이터 분석과 전문가들의 검증이 결합된 시스템으로, 8000여 개의 수집·분석된 유망기술 후보군을 대상으로 사회·경제적 파급력, 트렌드 부합성, 트렌드 변화와 연동된 급부상성 등을 핵심기준으로 설정해 10선을 최종 선정했다.