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자연을 모방해내다! 생체모방기술 

모방은 창조의 어머니라는 말이 있듯이 자연에 존재하는 생명체들의 특징을 이용하여 기술을 개발하는 경우가 많습니다. 대표적인 예로, 도꼬마리의 씨앗을 모방한 벨크로(찍찍이)가 있는데요, 이렇게 자연으로부터 기술을 창조해내는 경우가 상당히 많아지고 있습니다. 생활 속에 필요한 것들을 만들 때에 자연으로부터 모방하는 것과 마찬가지로, 자연의 아이디어를 통하여 의료용 소재들을 만드는 생체 모방 기술에 대하여 소개하려고 합니다.

 

SK Careers Editor 오두규

 

1. 홍합을 통하여 얻은 의료용 접착제


 

큰 병원에서 내부 장기들을 수술을 할 때에, 소변이나 소화액 등의 누수로 인한 감염과 재발의 위험이 항상 존재하였습니다. 이러한 것을 막기 위하여 인체에 해가 되지 않는, 즉 염증 반응을 일으키지 않고, 흉터도 최소화할 수 있는 의료용 접착제를 개발하려고 노력하였습니다. 이때, 홍합이 바위 등에 부착할 때, 사용하는 접착 단백질이 우리의 인체에도 효과가 있을 것이라고 생각을 하였고, 그렇게 해서 홍합으로부터 의료용 접착제가 만들어지게 되었습니다. 이 접착 단백질을 이용하게 되면, 성장인자가 이식재에 잘 달라붙게 되면서, 뼈 재생속도 또한 빨라지게 됩니다. 또한, 자연으로부터 만들어낸 의료 약품이기 때문에, 신체에도 무해하다고 말을 할 수가 있습니다. 우리의 몸에 무해하고, 흉터가 잘 생기지 않는 큰 장점 때문에, 홍합으로부터 만들어진 의료용 접착제의 미래가 아주 밝다고 말할 수 있습니다.

 

 

2. 피부 조직의 재생을 돕는 소재

우리의 몸에 좋다고 잘 알려져 있는 콜라겐. 콜라겐이 저희의 몸에 어떠한 것을 좋게 하는지 알고 계시나요? 콜라겐은 피부에 생기는 주름의 생성을 감소시켜주고, 우리의 몸의 면역력을 강화시켜 줍니다. 그래서 다양한 화장품들에 콜라겐이 상당히 많이 사용이 되고 있었는데, 이러한 콜라겐들은 주로 돼지나 말 같은 육상 동물에게서 주로 추출을 하고 있습니다. 하지만, 이렇게 추출을 하게 되면, 육상동물들의 질병이 인간에게 전염될 확률이 있어 안전한지에 대한 의문이 제기되었습니다. 그래서 해양 동물로부터 콜라겐을 추출해 내는 것을 연구하고 계시는 분들이 상당히 많습니다. 연구를 진행하던 와중, 생선의 껍질에 순도 높은 콜라겐이 많다는 것을 알게 되었고, 이를 통하여 피부세포의 증식률을 높일 수 있는 방법을 찾게 되었습니다. 위의 홍합으로부터 만들어진 의료용 접착제와 마찬가지로, 자연에서 추출해냈기 때문에, 인체에 무해하고 이와 관련된 의료용 약품들을 많이 생산해 낼 수 있을 것으로 기대가 됩니다.

 

 

3. 영생의 비밀을 파헤쳐줄 수 있는 랍스터

 

 

흔히 랍스터 하면 맛있는 요리들을 생각하실 텐데, 이 랍스터가 영생의 비밀을 파헤쳐 줄 수도 있다는 사실! 알고 계셨나요? 생명체들이 한정된 나이를 가지게 되는 이유를 말하자면, 생명체들이 계속 살기 위해서는 세포분열이 계속 일어나야 하는데, 세포분열이 일어날수록 염색체의 양 끝에 존재하는 텔로미어라는 부분이 점점 짧아지게 됩니다. 따라서 세포분열이 충분히 많이 일어나게 되면 텔로미어가 아주 짧아지게 되는데, 이러한 세포들은 대부분 죽게 됩니다. 그래서 생명체들이 영원히 살 수 없는 것입니다. 하지만, 랍스터 같은 경우에는 이 텔로미어라는 것을 복구할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 텔로미어를 복구해주는 효소를 텔로머라아제라고 하는데 이것을 활성화시킬 수 있기 때문입니다. 그래서 영생의 비밀을 밝혀내기 위하여 이 텔로머라아제에 대한 연구가 굉장히 활발하다고 합니다.

 

지금까지 자연으로부터 얻어낸 의료 기술 및 제품들을 세 가지를 알아보았습니다. 홍합이 바위 등에 잘 붙어있는 성질을 이용하여 만들어낸 의료용 접착제, 생선 비늘로부터 추출을 해낸 콜라겐, 그리고 영생의 비밀을 밝히기 위하여 연구되고 있는 랍스터까지 다양한 것들을 살펴보았는데요, 이것 외에도 자연으로부터 모방한 기술들은 아주 많고, 다양한 연구들이 진행되고 있습니다. 때로는 누구도 생각하지 못한 새로운 기술들이 인류의 기술들을 발전시키기도 하지만, 주위에 있는 것들의 원리를 파악하고, 그 성질을 이용한 기술을 개발함으로써 인류에게 도움이 될 수 있다는 것. 이러한 것을 생각해보면 우리들을 편하게 해줄 기술들은 아직 훨씬 많이 남아있다는 생각이 듭니다. 지금도 다양한 연구를 진행하며, 많은 노력을 하고 계실 분들께 파이팅을 전하는 바입니다.



Posted by SK Careers Journal skcareers

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IoT를 품은 라즈베리 파이 - 5천원짜리 초소형 PC, 이거 실화임?

최근 사물인터넷(IoT)이 IT트렌드로 떠오르면서 많은 사람들이 이에 관심을 가지기 시작했다. 대부분 IoT가 고차원적이고 비싼 것이라고 생각하기 쉽지만, 지금부터 소개할 ‘라즈베리 파이’를 알게 되면 생각이 달라질지도 모른다.


SK Careers Editor 양정윤 


 





<출처: http://www.yoppul.co.uk>


라즈베리 파이란?

영국에 위치한 라즈베리 파이 재단에서 컴퓨터를 사용한 과학 교육의 증진을 위해 만든 싱글 보드 컴퓨터로, 마이크로컴퓨터의 종류 중 하나이다. 라즈베리 파이 재단 설립이 논의되던 무렵 ‘애플(Apple)’, ‘에이콘(Acorn)’과 같은 과일 이름을 가진 회사가 꽤 관심을 갖고 성장하고 있었다. 설립자들은 농담 삼아 “우리도 한번 과일 이름으로 시작해볼까”라고 의견을 모았고, 산딸기를 뜻하는 ‘라즈베리’란 단어를 찾았다. 그 결과 ‘라즈베리 파이’란 이름의 초소형 컴퓨터가 탄생하게 되었다.


2015년까지 약 5~6백 만 대의 라즈베리 파이가 판매되었다. 라즈베리 파이는 영국에서 가장 빠른 속도로 팔리고 있는 개인용 컴퓨터로 800만 대가 판매된 워드 프로세서 '암스트래드 PCW'에 이어 두 번째로 많이 선적되었다. 가격은 20~35달러 내외로 저렴한 가격에 구매가 가능하다. 


라즈베리 파이의 기능


GPIO를 이용한 간편한 제어

라즈베리 파이는 싱글 보드 컴퓨터로 가격이 매우 저렴하지만, 일반 컴퓨터의 기본적인 기능들을 모두 갖추고 있다. 일반 컴퓨터와는 다르게 하드웨어를 직접 제어할 수 있는 다용도 입출력 포트(GPIO) PIN을 가지고 있기 때문에, 추가적인 비용을 투자하지 않고도 손쉽게 하드웨어를 제어할 수 있다. 


 다양한 운영체제 지원 

라즈비안(Raspbian, 라즈베리 파이를 위한 데비안)과 NOOBS, 아치(Archi), 리눅스, Pidora(라즈베리 파이를 위한 Fedora) 등이 제공된다. 라즈베리 파이 2부터 우분투(Ubuntu)와 안드로이드가 지원되고 마이크로소프트의 윈도우(Windows) 10도 무료로 제공된다. 프로그래밍 언어로 파이썬(Python)와 BBC 베이직(BBC Basic), C언어와 같은 고급 언어 및 스크립트 언어인 펄(Perl) 등을 지원한다. 


라즈베리 파이 활용하기


라즈베리 파이의 구조

: HDMI 포트, SD 카드 슬롯, USB 단자, 유선랜 포트 등이 제공된다 


<출처: https://www.slideshare.net/valentis/1-53401981>


라즈베리 파이 사용을 위한 준비물

 


GPIO: GPIO를 이용해서 다양한 하드웨어 제어가 가능하다. 



<출처: https://www.slideshare.net/valentis/1-53401981>


라즈베리 파이를 이용한 프로젝트 사례


1) 라즈베리 파이 키티캠(Raspberry Pi KittyCam)

 

<출처: http://www.itworld.co.kr/slideshow/105011>


키티캠은 라즈베리 파이와 Node.js 기반 시스템을 만들어 고양이의 움직임을 탐지하고, 사진을 찍어 이를 클라우드 스토리지에 저장하고, 안면 인식을 통해 특정 고양이를 인식하고, 펍넙(PubNub)을 통해 라이브 비디오를 인터넷에 스트리밍 할 수 있게 한다. 프로젝트 디테일에 관한 설명은 ‘키티캠, 고양이 안면 인식 기능을 갖춘 라즈베리 파이 카메라 제작기’ 라는 블로그 포스트에서 확인할 수 있다.


2) 파이데스크(PiDesk)


<출처: http://www.itworld.co.kr/slideshow/105011>


 ‘사이파이 유어 파이 디자인 콘테스트(SciFi Your Pi Design Challenge)’라는 디자인 콘테스트 출품작으로, 프레드릭 밴든보쉬(Frederick Vandenbosch)는 라즈베리 파이로 컨트롤 할 수 있는 데스크를 제작했다. 이 데스크는 터치 센서와 LED 스트립, 마우스와 유사한 무선 충전 컨트롤러, 높낮이 조절이 가능한 스크린 등을 장착하고 있다. 이 모든 것을 구동할 코드뿐 아니라 데스크를 컨트롤하기 위한 하드웨어에도 생각보다 다양하고 복잡한 테크놀로지가 적용되었다.


3) 프로젝트 요릭


<출처: http://www.itworld.co.kr/slideshow/105011>


프로젝트 요릭(Project Yorick)은 말하는 3축(3-axis) 해골로, 아마존 알렉사 API의 응답과 동기화되어 활성화된다. 프로젝트 요릭의 전신이 된 것은 빅 마우스 빌리 배스(Big Mouth Billy Bass) 프로젝트였다. 알렉사파이(AlexaPi)가 알렉사 서비스의 소프트웨어 인터페이스를 담당하고 있고 Rpi는 폴로루 미니 마에스트로 서보 컨트롤러(Pololu Mini Maestro Servo Controller) 보드를 통해 서보 기구에 연결된다. 


또 다른 초소형 PC? 아두이노 vs. 라즈베리 파이


 아두이노

 

<출처: 아두이노 홈페이지>


아두이노(Arduino)는 2005년 이탈리아의 마시모 반지(Massimo Banzi) IDII 교수가 제작했으며, 디자이너와 정보기술(IT)의 융합 인재 교육을 목표로 개발했다. 한국어로 힘센 친구(Strong Friend)라고 번역되며, Uno의 경우 30달러 내외로 가격이 저렴하다. Sketch(스케치)라는 통합 개발환경(IDE, Integrated Development Environment)를 제공하여 임베디드 개발 경험이 전혀 없는 이용자들도 쉽게 활용할 수 있도록 개발툴이나 회로도 등을 오픈소스 형태로 제공한다. 


 아두이노 vs. 라즈베리 파이


 

라즈베리 파이는 아두이노에 비해서 강력한 성능과 확장성을 가지고 있다. 라즈베리 파이는 ARM 기반의 초소형 임베디드 보드 컴퓨터이며, USB와 하드웨어 연결을 위한 GPIO, 인터넷 연결을 위한 이더넷, 사운드 출력 단자, 모니터 연결을 위한 HDMI 등의 다양한 포트들을 지원한다. 또한, 간단한 C언어 코드 개발이나 동영상 재생과 같은 MPC(Multimedia PC)로도 사용이 가능하다. 


이처럼 라즈베리 파이를 이용하면 IoT를 내 손으로 직접 구현해볼 수 있다. IoT를 어렵게만 생각하지 말고 관심이 있다면 지금 당장 도전해보는 것은 어떨까.  


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