한국산학경영연구소 [EBS 4차 산업혁명 시리즈: 과학 다큐멘터리 비욘드]

[창의 융합형 교육]

과학과 첨단기술에 대한 논증 그리고 통찰을 제시하는 고품격 과학 다큐멘터리!

무한히 발전하는 첨단기술의 시대에서 과학은 다가올 미래를 열어줄 열쇠이다. 인간은 어떤 과정을 통해 과학기술의 발전을 이루었을까? 또 다가오는 혁신의 세계에서 우리는 무엇을 할 수 있을까? 우주, 유전자, 생명, 네트워크, 로봇 등 언뜻 보기에는 익숙하지만 알면 알수록 낯설기만 한 과학의 기본 개념들. 4차 산업혁명을 맞이하여 매일 새로운 과학기술 정보가 쏟아지고, 신기술이 열어줄 무한한 가능성이 펼쳐진 시대에 깊고 날카로운 시선으로 과학과 기술에 대한 궁금증을 해소하고 방향성을 제시한다. 더불어 과학과 기술에 대한 심도 있는 분석과 설명에 이어 첨단기술이 가져올 가치 변화에 대한 인문학적 질문까지 던져볼 기회를 제공한다.

1. 유전자가위, 신의 도구인가

획기적인 변화를 가져올 유전자가위!

인류는 오랫동안 질병과 싸워왔다. 다양한 치료법을 개발하고 완치에 이르기도 했지만, 현대의학은 여전히 암과 같은 질병에는 속수무책이다. 하지만 우리가 유전자의 모든 정보를 읽고 그 유전자를 조종할 수 있다면 삶과 죽음의 공식은 완전히 달라질 것이다. 생명공학은 이제 유전자 분석을 도구로 질병을 예측하고 특정 유전자를 교정하는 단계까지 돌입했는데, 그렇다면 특정 유전자의 염기서열을 찾아서 그 위치를 절단하고 무력화시키는 기술인 유전자가위는 인류의 새로운 희망이 될 수 있을까? 유전자 교정의 가장 진화된 방법인 유전자가위 기술의 현주소와 응용 가능성에 대해 확인해본다.

2. 바이오 인공장기, 생명연장의 열쇠인가?

수명연장을 위한 희망, 바이오 인공장기!

과학기술의 발전은 생명연장이라는 인간의 꿈을 빠른 속도로 실현해 주었고, 오늘날 모든 인체조직은 자동차의 부품처럼 대체되고 있다. 하지만 문제는 장기이식자와 대기자의 거리가 까마득하다는 것이다. 이에 과학자들은 고장 나고 병든 장기를 새것으로 교체하는 방법을 끊임없이 탐구해왔고, 부족한 장기를 몸 밖에서 인공적으로 배양해내는 경지에 이르렀다. 과학자들의 손끝에서 탄생한 바이오 인공장기는 우리에게 어떤 미래를 선물할까? 질병으로 고통받는 인간에게 건강한 삶을 연장해주고 더 나은 삶을 살 수 있도록 해주는 장기교체술의 현주소와 미래 가능성 대해 확인해본다.

3. 지능 만들기

인공지능의 과거와 현재, 그리고 미래!

인간이 새로운 지능을 만드는 게 더는 꿈이 아닌 시대, 인공지능의 폭발적인 성장 뒤에는 인간의 지능에 대한 탐구가 있었다. 인간은 새로운 것을 배울 줄 알고 훈련으로 문제를 해결할 줄도 알며, 성공과 실패 속에서 무언가를 학습하고 그 과정에서 지능이 발달한다. 신경망이 많을수록 인간의 두뇌가 발달하듯 수많은 데이터에서 특징을 찾아 스스로 학습하는 인공지능은 신경망의 층수가 깊어질수록 성능이 높아진다. 그렇다면 인간의 지능을 모방한 인공지능은 과연 어디까지 발전할 수 있을까? 인간의 뇌에서부터 인공신경망까지 지능을 찾는 여정을 통해 인공지능의 현주소와 미래 가능성에 대해 확인해본다.

4. 웨어러블 로봇, 강화 인간을 꿈꾸다

사람과 특별한 교감을 가진 로봇!

외골격을 가진 곤충들이 자기 몸의 몇십 배의 무게를 드는 놀라운 능력에 착안한 많은 과학자와 발명가는 사람에게도 적용할 방법을 찾아왔고, 그 결과 외골격 아이디어는 옷처럼 입는다는 의미를 가진 웨어러블 로봇으로 발전했다. 웨어러블 로봇은 불가능해 보였던 일을 현실에서 구현하고 있으며 세계 연구진들은 지금도 연구개발에 각축을 벌이고 있다. 잃었던 신체를 대신해 신체기능뿐 아니라 정서까지 강화시켜 주고, 더욱 강화된 힘으로 효율을 높여주는 웨어러블 로봇. 현재 개발됐거나 상용화된 웨어러블 로봇들의 모습과 상상을 현실로 구현한 로봇의 과학에 대해 확인해본다.

5. 불멸의 꿈, 냉동인간

생명의 비밀을 풀 열쇠, 냉동인간!

인간이 지닌 가장 오래되고 가장 어려운 숙제는 바로 죽음이다. 생명연장에 대한 탐구를 해온 인간은 과학이 생명을 연장해줄 것이라 믿는데, 그중 하나가 냉동인간이다. 다시 살아나고 싶다는 인간의 꿈을 냉동인간은 과연 이뤄줄 수 있을까? 냉동인간은 시신을 냉동시킨 뒤 과학기술이 발전하면 해동시켜 다시 살아날 수 있다는 가설을 펼친 미국의 한 물리학자의 주장이었으며, 이에 최초의 냉동인간이 탄생했고 오늘날에는 냉동인간이 되려는 사람들이 계속해서 늘어나고 있다. 그렇다면 냉동인간은 어떻게 만들어지는 것일까? 냉동인간이 되는 구체적인 과정과 생명재생을 위한 과학의 현주소를 확인해본다.

6. 3D 프린팅, 상상을 출력하다

산업 패러다임을 변화시킬 프린팅 기술!

획기적인 3D 프린팅 기술은 인간의 다양한 상상과 아이디어를 출력해내고 있다. 누군가는 미래를 바꿀 100년 만의 혁신기술이라 말하기도 하고, 가장 폭발적인 방향으로 앞으로의 산업을 뒤흔들 것으로 예측하기도 한다. 그렇다면 4차 산업혁명 시대 핵심기술로 주목받는 3D 프린팅 기술은 세상을 어떻게 바꿔 놓고 있을까? 또한, 3D 프린팅 기술에 소재공학을 더해 시간이라는 요소가 새로 추가된 개념의 4D 프린팅 기술은 과연 어디까지 진화하게 될까? 상상하는 모든 것을 출력할 수 있는 세상을 가능케 할 3D 프린팅 기술과 4D 프린팅 기술의 탄생이 불러올 무한한 가능성에 대해 확인해본다.

7. 네트워크, 연결되어 있습니까?

세상의 구조를 밝히는 네트워크 과학!

모든 것이 다 연결된 초연결의 사회, 우리는 네트워크에 둘러싸여 있다. 네트워크 플랫폼에 사는 우리는 정보의 공급자이자 소비자이기에 네트워크를 만드는 구조물이면서 동시에 네트워크 그 자체이다. 네트워크는 우리가 어떻게 세상을 보고 무엇을 믿고, 어떤 선택과 평가를 하는지 보여주는데, 복잡한 네트워크 세상을 이해하고 살아가는 데 도움이 되기 위해서는 네트워크 안에서 자기 위치를 파악하고 시스템적인 사고를 해야 한다. 그렇다면 네트워크 세상 속에서 우리는 어떻게 연결된 것일까? 연결이란 우리에게 어떤 의미인지 통계물리학으로 세상의 구조에 대해 확인해본다.

8. 살 빠지는 지방, 갈색지방의 반격

갈색지방의 놀라운 효능!

현대인들은 외모뿐만 아니라 건강을 위해 다이어트를 반복하는 데 성공하기란 쉽지 않다. 과연 다이어트의 악순환은 언제쯤 끊어버릴 수 있을까? 사람의 몸에는 체온을 유지하고 칼로리를 축적하는 백색지방과 칼로리를 연소하는 갈색지방 두 가지 지방세포가 있다. 갈색지방은 인간이 스스로 체온 유지를 할 수 있게 되면서 퇴화하였다고 생각했지만, 한 연구팀에 의해 성인에게도 갈색지방이 있다는 사실이 밝혀졌다. 이후 세계 의학계에서는 비만과 그로 인해 생기는 질환들의 해결책으로 갈색지방에 주목하고 있다. 우리가 그동안 잘 알지 못했던 갈색지방의 효능과 이를 통한 비만 치료의 가능성에 대해 확인해본다.

9. 미래식량, 새로운 먹거리의 탄생

우리의 미래를 책임질 미래식량!

무엇을 먹고살 것인가는 인류의 오랜 욕망이자 변치 않는 숙제였다. 인류 역사상 가장 풍요로운 시대를 살고 있다 해도 과언이 아닌 지금, 이 풍요로움이 언제까지 계속될지는 미지수다. 온난화로 뜨거워지는 지구와 가뭄으로 죽어가는 곡식과 열매, 그리고 늘어가는 인구수와 이미 포화 상태에 다다른 가축 생산, 이 모든 것은 우리에게 경고를 보내고 있다. 그렇다면 앞으로 우리 식탁에 오를 미래식량은 어떤 모습일까? 맛과 건강, 환경을 생각한 배양육에서부터 육류를 대신할 최적의 대체품으로 평가받는 식용곤충, 계획생산이 가능한 식물공장까지 미래식량 위기를 극복할 다양한 방법에 대해 확인해본다.

10. 전자 코, 미래 인류의 생존을 사수하다

인간의 후각을 뛰어넘는 새로운 후각 전자 코!

그 옛날 후각은 인간의 생존과 종족 번식에 지대한 역할을 해온 가장 중요한 감각이었다. 하지만 후각의 역할 상당수를 시각이 대신하면서 인간의 후각 능력은 거의 퇴화하였고, 인간은 인간보다 후각이 뛰어난 동물을 이용하고 있다. 그리고 이제는 사람의 후각 체계를 인공적으로 재현한 전자기기 전자 코가 음식에서부터 죽음에까지 다양한 분야에 적용되어 인간의 생명을 지켜줄 시대를 눈앞에 두고 있다. 원시적이라는 이유로 그동안 경시됐던 후각의 가치와 후각이 가진 신비한 비밀을 비롯해 사고, 탐색, 질병 등 인류의 생명과 안전을 구할 전자 코의 미래 가능성에 대해 확인해본다.

11. 도시의 미래, 스마트 시티

풍요로운 삶을 위한 스마트 시티!

세계 인구의 절반 이상이 도시에 거주하며 도시는 에너지, 대기오염, 교통, 범죄 등 많은 문제에 직면해 있다. 지금 세계 여러 도시는 이러한 문제를 해결하기 위해 스마트 시티에 주목하고 있다. 스마트 시티는 환경과 에너지를 보존하면서 최첨단 정보통신기술 등 첨단과학기술을 이용해 도시와 사람들의 삶을 살기 좋게 만드는 것이 목적이다. 현대적이지만 위화감을 주지 않고 최첨단이지만 기술이 드러나지 않아 자연과 조화로운 친환경 도시 프랑스 포흐디씨의 모습을 비롯해 국내외에서 시행되고 있는 스마트 시티 프로젝트를 통해 과학기술로 이루는 도시의 지속 가능한 미래에 대해 확인해본다.

12. 소행성이 온다

멀리서 찾아오는 위협적 존재 소행성!

인간은 광대한 우주의 법칙과 생명의 신비를 밝힘으로써 더 먼 우주로 나가고자 했다. 그러나 뒤늦게 알려진 소행성의 존재는 인류의 시간을 단축할 수 있다는 두려움을 안겨주었다. 어디로 떨어질지 모르고 추적하기 어려울 만큼 작은 소행성임에도 그 피해가 상상을 초월하는 소행성 충돌에 대한 대응은 전 지구적인 과제가 됐고, 2000년대 들어서는 소행성 충돌 대응에 대한 국제 협력이 강화되고 있다. 그렇다면 과연 지구로 다가오는 소행성의 충돌을 막을 방법은 무엇일까? 공룡 멸종의 원인으로 꼽히는 소행성 충돌의 위험성과 소행성 충돌을 막기 위한 인류의 움직임에 대해 확인해본다.

13. 교통 혁명의 신호탄, 하늘 나는 자동차

개인형 교통수단의 미래!

자동차의 보급은 우리의 생활과 환경, 생각까지 바꿔버린 가히 혁명적인 사건이었다. 이제는 스스로 판단하고 운전하는 자율주행차를 넘어 도로에서는 주행이 가능하고 하늘에서는 비행이 가능한 새로운 교통수단인 하늘을 나는 자동차가 또 한 번의 교통 혁명을 준비하고 있다. 최근 세계 각국의 업체에서는 하늘을 나는 자동차 개발에 착수하고 실제 모습을 공개하고 있는데, 인류의 오랜 꿈이었던 하늘을 나는 자동차는 과연 미래의 교통수단이 될 수 있을까? 미래 사회 교통 시스템을 완전히 바꿔놓을 하늘을 나는 자동차의 기술과 개인형 교통수단의 현주소에 대해 확인해본다.

14. 신도 가지지 못한 빛 레이저

첨단과학기술과 접목되어 빛을 발하고 있는 레이저!

세상을 환하게 밝히고 만물을 키우는 에너지 빛은 신의 흔적으로 여겨져 왔다. 그러나 인간은 전구를 개발한 이후 빛을 정복하기 위해 많은 노력을 했고, 오랜 시간 연구한 끝에 마침내 세상에 없던 새로운 빛, 레이저를 만들었다. 그 결과 우리는 지금 첨단과학의 빛, 문명의 빛인 레이저 세상에서 풍요롭게 살고 있다. 가전제품부터 핵융합 발전소까지 그 쓰임이 닿지 않는 곳이 없을 정도로 미래첨단산업의 첨병으로 자리매김한 레이저는 지금도 발전을 거듭하고 있다. 인간이 만든 빛, 레이저의 원리와 응용되고 있는 사례들을 살펴보며 레이저 과학의 현주소에 대해 확인해본다.

15. 로봇, 사람의 몸속으로 들어가다 - 닥터, 로봇

의료계에 혁신을 가져올 신기술!

200년 전 우리는 의사와 환자의 관계를 전환시키는 매개체 청진기와 만났고, 그것은 의료 진단기기 역사의 시작이 됐다. 그리고 이제는 의학과 공학의 융합으로 더 편리하고 정밀한 진단이 가능한 시대가 되었고, 가까운 미래에는 마이크로미터, 더 작게는 나노미터의 로봇이 지금까지 보지 못했던 새로운 치료 방법이 될 것으로 예측하고 있다. 인체의 구석구석을 돌아다니며 손으로 닿을 수 없었던 세포 단위의 환부에까지 접근해 진단하고 치료하는 초소형 로봇들은 과연 우리에게 어떤 미래를 가져다줄까? 첨단과학기술로 개발된 마이크로 로봇의 현주소와 미래 가능성에 대해 확인해본다.

16. 38억 년 생존의 기술, 자연이 답이다

자연의 전략을 모방하다!

우리는 지금 첨단기술을 누리며 살고 있지만, 그 편리함 뒤에는 에너지 고갈, 환경오염과 같은 지구 위기를 불러오는 문제들이 쌓이고 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 과학기술은 38억 년에 걸친 자연의 생존 기술에 눈을 돌리고 있다. 자연의 생명체는 굉장히 강하고 자기가 사는 환경에서 가장 최적화되어 있는 시스템이기에 이 방법을 우리가 잘 모방한다면 그 환경에서 가장 좋은 기술이나 소재를 만들 가능성이 높기 때문이다. 과학적이면서도 섬세한 기술자인 자연을 모방해 자연생태계의 흐름을 거스르지 않고 우리의 삶을 변화시켜줄 생체모방 기술의 미래 가능성에 대해 확인해본다.

17. 진실을 밝히는 힘, 과학수사

나날이 발전하고 있는 수사 기법의 진보!

1분에 한 번꼴로 발생하는 강력범죄와 점점 고도화되는 범죄 수법. 이에 맞서는 수사 기법은 어디까지 왔을까? 과학기술의 발전은 범죄현장에 남겨진 수많은 흔적 속에서 우리가 어떤 증거에 주목해야 하는지 가르쳐주고 있고, 수사 기법이 다양해지고 발달할수록 현장보존과 증거물 확보의 중요성은 더욱 커지고 있다. 제대로 된 증거만이 범죄사실을 증명하는 근거가 되기 때문이다. 전 세계적으로 과학수사 분야에서 역사가 가장 오래된 지문감식에서부터 새로운 발돋움을 하는 수중 과학수사까지 현재의 과학수사를 가능하게 한 끊임없는 연구 속에 담긴 과학적 실체에 대해 확인해본다.

18. 가상, 현실의 미래

가짜가 만들어낸 새로운 혁명!

가상현실은 단순히 읽고 보는 것이 아니라 직접 체험할 수 있게 도와주기 때문에 일반 물체보다 사용자가 갖게 되는 경험이나 감동이 월등히 높다. 그래서 가상현실은 생각보다 다양한 분야에서 활용되고 있고, 구글이나 마이크로소프트 등 세계적인 테크 기업들은 가상현실을 통한 새로운 세상을 꿈꾸고 있다. 아직은 오지 않은 미래처럼 보이지만 많은 사람은 가상이 우리의 일상이 되리라 예측하는데, 그렇다면 가상과 현실의 경계가 사라질 때 과연 우리의 삶은 어떻게 변하게 될까? 가짜를 진짜처럼 착각하는 우리 뇌의 메커니즘 원리와 가상이 보여주는 무한한 가능성에 대해 확인해본다.

19. 생명 연장의 과학, 텔로미어

생물학적 노화 시계 텔로미어!

불로초를 찾아 영생을 꿈꾸었던 진시황, 영원한 젊음을 꿈꾸었던 알렉산더 대왕... 인간은 오랜 옛날부터 영원히 죽지 않는 불멸의 삶을 꿈꿔왔고, 과학의 발전과 진화로 평균수명 100세 시대가 된 지금도 건강하고 오래 사는 것을 여전히 꿈꾸고 있다. 그렇다면 인류가 꿈꾸는 영생의 비밀은 무엇일까? 오늘날 과학자들은 텔로미어에서 그 해답을 찾고 있다. 유전자와 염색체를 보호하는 텔로미어는 나이가 들수록 짧아지는데, 이것을 연장할 수 있다면 노화가 오는 시점을 더 늦출 수 있다는 것이다. 생명 연장의 비밀을 풀어줄 텔로미어의 무궁무진한 가능성에 대해 확인해본다.

20. 생활을 바꾼다, 에너지와 배터리

무한 생활 혁명을 가능케 하는 에너지와 배터리의 발전!

과학기술의 발전은 석유, 석탄의 매장량과 지구온난화에 대한 걱정을 없애주고, 깨끗하고 안전하며 넉넉한 미래를 예고하고 있다. 우리 생활에 없어서는 안 될 에너지를 누구라도 요금 걱정 없이 편리하게 소비하는 세상, 개개인이 에너지를 자급자족하며 필요할 때 꺼내 쓰고 남으면 저장하는 에너지 혁명은 과연 가능한 것일까? 지금 세계 각국에서는 더 작고 더 가볍고 그러나 에너지를 더 많이 저장해서 오래 쓸 수 있는 배터리 개발에 사활을 걸고 있다. 새로운 에너지가 가져올 미래의 모습, 그리고 나날이 진보하고 있는 에너지 생산과 저장의 과학기술에 대해 확인해본다.