2017년 노벨상 3개 부문 -- 물리학, 생리의학, 화학

물리학상, 생리의학상, 화학상

노벨 물리학상
LIGO에 의한 중력파 관측으로 영예 -- 중력파로 우주를 보는 중력파 천문학의 길을 열다

2017년 노벨 물리학상 수상은 ’LIGO(라이고) 검출기에 의한 중력파 관측’을 연구한 미국 MIT 교수 라이너 바이스(Rainer Weiss, 85) 씨와 미국 캘리포니아 공대의 배리 배리시(Barry C. Barish, 81) 씨, 킵 손(Kip S. Thorne, 77) 씨의 3명에게로 돌아갔다. 상금의 절반은 바이스 씨가 받고 나머지는 배리시 씨와 킵손 씨가 각각 나누어 갖게 된다.

“아인슈타인이 살아있었다면 틀림없이 좋아했을 것이다”. 바이스 씨는 수상 발표 후의 기자회견에서 이와 같이 말했다. 아인슈타인은 1915년에 일반상대성이론을 제창, 그 이듬 해, 이와 같은 이념을 바탕으로 한 고찰을 통해 중력파의 존재를 예언했다. 그로부터 100년이 흐른 2015년에 LIGO에 의해 그의 예견이 검증된 것이다.

일반상대성이론에 따르면 대질량 천체 주위는 시공이 휘어지기 때문에 근처를 통과하는 빛이나 물질은 똑바로 직진하지 못하고 이동 경로가 휘어진다. 이것을 우리는 중력의 작용에 의한 것으로 인식한다. 천체가 진동하거나 움직이면 시공의 휘어짐이 광속으로 파도처럼 주위로 전달되는데 이것을 중력파라고 한다. 전자 등의 하전립자가 진동하게 되면 주위의 전자기장도 변동하여 전자파가 생성된다는 것과 기본적으로 같은 구조이다.

강한 중력파는 대질량 고밀도의 천체가 가속도로 운동함으로써 발생하는 것으로 중성자성(星)으로 이루어진 연성(連星)이 관측의 타깃이 된다. 중력파가 존재하면 중성자성 연성은 공전운동으로 중력파를 방사하여 운동 에너지가 소비됨에 따라 공전 주기가 점점 짧아지게 된다.

도요타, 커넥티드 카에 전방위 제휴

자동차산업이 미증유의 대전환기 시대에 돌입하였다. ‘C=커넥티드’ ‘A=오토노머스(자율주행)’ ‘S=셰어링’ ‘E=일렉트로닉(전동화)’이라는 4개의 변혁은, 자동차 사용이나 제조법을 크게 바꾸고, 완성차나 부품제조업체 사업모델 변혁을 요구한다. 한편으로 산업 피라미드 밖에 있었던 새로운 시장이 열린다. 차세대 자동차가 초래하는 파문과 미래에 대해 알아보자.

● CASE의 충격: 커넥디트 카
통신을 매개로 하여 인터넷 등에 접속할 수 있는 기능을 갖춘 자동차. 자율주행을 지원하거나 목적지로 가기 위한 고정밀도 내비게이션의 정보를 제공할 수 있다. 통신 회선의 고속화로 인해 기존보다 대용량 데이터의 교환이 가능해진다. 유럽에서는 충격을 통해 중대 사고를 감지, 통신 회선을 사용하여 자동적으로 구급 기관에 통보하는 장치의 의무화도 계획하고 있다.

-- 달리면 데이터가 쌓인다 --
도요타자동차가 주야를 불문하고 도쿄 도내에서 계속 작동하는 500대의 이동 카메라 운용을 시작하였다. “지금 달리고 있는 택시에서 들어오는 데이터입니다”. 10월, 도쿄도 고토쿠에서 열린 신형 택시 ‘재팬 택시’를 선보이는 자리에서 커넥티드 부문을 통괄하는 도모야마(友山) 전무는 대형 스크린에 비친 지도를 앞에 두고 설명하였다.

도요타는 택시 업계 단체와 협력하여 도쿄 도내를 주행하는 택시에 500대의 통신형 드라이브 레코더를 탑재하였다. 지도 상의 무수한 점은 지금 택시가 달리고 있는 장소를 나타낸다. 각 차량의 속도, 엔진 회전 수 등의 데이터도 얻을 수 있다. 그뿐만이 아니다. 차량에서는 전방의 화상도 수집한다.

판매자, 구매자, 사회 모두에게 좋은 대책

평일은 만원 전동차로 통근하고 연휴에는 교통 혼잡 속에서 행선지를 향한다. 여행을 가서도 자리가 만석으로, 식사가 나오는데 까지 시간이 한참 걸린다---. 이처럼 세상에 있는 다양한 ‘피크’가 쾌적한 생활을 방해하고 있다. 예전의 일본이라면, 피크 해소를 위해 전동차나 도로, 일하는 사람을 늘릴 수 있었다. 그러나 지금의 일본은 저 성장과 인구 감소로 인해 전체 수요의 큰 증가는 기대할 수 없게 되었다.

더 이상 피크에 따라 설비 및 인원, 정보 시스템을 늘리는 것은 비 합리적이다. 지금 필요한 조치는 IT를 활용하여 피크를 없애거나 또는 줄이는 ‘피크 컷’이다. 고객은 쾌적한 서비스를 향유할 수 있으며 기업은 투자를 줄여 사회 전체의 손실도 줄어든다. ‘모두에게 좋은’ 피크 컷의 대책을 제시하고자 한다.

대형 투자는 시대에 뒤떨어진다
3가지 방법으로 피크에 대응

유럽과 미국 IT기업의 R&D전략

BPO(Business Process Outsourcing)나 수탁 개발을 중심으로 한 비용 절감의 토지에서 AI 등 선진적인 IT를 창출하는 토지로. 세계의 IT 시장에 있어서 인도의 역할이 점점 변하고 있다. 거대한 신흥 시장이나 우수한 인재를 찾아 유럽과 미국의 IT기업이 거점을 확충하는 과정에서 인도는 지금 최첨단 연구∙개발의 장으로 변모하고 있다. 각 사의 최신 대응을 알기 위해 현지 거점을 잠입 취재하였다.

유럽 SAP의 인도 연구 개발 자회사인 SAP랩인디아의 부회장은 “20년 전에는 인도를 방문하는 IT기업의 목적은 비용 절약이었다. 그러나 최근에는 새로운 가치를 창출하는 역할을 담당하는 곳으로 변하기 시작했다”라고 말한다. 일본에서는 시스템 개발이나 보수, 운용 등의 아웃소싱 거점으로 알려져 있는 인도지만 그것은 옛날 이야기다. 지금의 인도는 IT 대기업의 연구∙개발 거점으로 탈바꿈하고 있다.

미국 마이크로소프트나 오라클의 개발 담당자들도 인도의 역할은 점점 변하고 있다고 한결같이 이야기한다. 실제로 마이크로소프트는 AI나 데이터 분석과 같은 최신 기술의 연구 개발 거점을, 오라클은 전략 상품의 개발 거점을 인도에 두고 있다.

개찰구에서의 터치, 이젠 필요 없다
~ 소니, 일본무선, JR 동일본, 도쿄공업대학 ~

기기끼리 갖다 대기만 해도 통신이 가능한 근접무선통신 규격 ‘TransferJet(트랜스퍼젯)’. 현재 책정중인 차세대 규격에서는 통신 속도가 큰 폭으로 높아져 터치할 필요가 없어지게 된다. 개찰기나 출입문을 통과하기만 해도 정보를 제공할 수 있으므로 새로운 서비스로 이어질 전망이다.

소니가 근접무선통신 규격인 ‘TransferJet’의 보급에 재도전한다. 차세대 사양인 ‘트랜스퍼젯 X’와 독자적인 안테나 기술을 조합하여 산업분야에서의 응용을 꾀하고 있다. 그 응용 대상의 하나가 철도 분야이다. IC카드를 개찰기에 태그 하지 않아도 통과할 수 있는 터치리스(Touchless)의 신형 개찰기를 동일본여객철도(JR동일본) 및 일본무선과 시작(試作)했다.

트랜스퍼젯은 원래 소니가 개발한 무선기술로 2008년에 발표했다. 그 후, 보급을 위해 마쓰시타 전기산업(현재 파나소닉) 및 캐논 그리고 니콘 등 대형 제조업체도 참여하여 컨소시엄을 발족했다. 그러나 이미 널리 보급되었던 무선 LAN을 능가할 수는 없었다.

여기서 소니는 방침을 전환. 일반 소비자용에서 B to B분야로 사업 방향을 전환한 것이다. 철도의 개찰기 외에도 편의점의 점포 출입구 등에 트랜스퍼젯 X의 송수신기를 설치하는 것을 목표로 하고 있다.

박테리아가 갈라진 틈새를 복구
[델프트 공과대학교][아이자와 고압콘크리트][에히메 대학]

강도가 뛰어나 가공하기 쉬운 콘크리트는 쉽게 금이 간다는 약점을 가지고 있다. 박테리아를 혼합하여 ‘자가 치유(Self-heal)’능력이 있는 콘크리트를 네덜란드 델프트 공과대학이 개발했다. 바이오 기술을 건설 분야에 활용한 융합 연구는 에히메(愛媛) 대학에서도 성과를 올리고 있다.

인프라의 장수명화(長壽命化) 및 유지 관리의 합리화라는 시점에서 최근 주목을 모으고 있는 것이 자가 치유(복원) 능력을 지닌 건축소재이다. 아베 정권이 2013년에 발표한 ‘일본 재흥 전략’에는 “자가 복원 원료 등의 인프라 장수명화에 공헌하는 신 재료의 연구 개발을 추진한다”라고 명시되어 있다. 자가 복원 재료 등의 세계시장이 2030년에는 30조엔에 달할 것이라는 로드맵을 제시하고 있다.

자가 치유 능력이란 재료 자체에 포함된 성분이나 사전에 포함시킨 성분 등을 기반으로 금이 간 것 등의 손상을 복원하는 성능을 가리킨다. 이미 고분자 재료 및 금속재료 등 다양한 영역에서 연구 및 개발이 진행되고 있다.

파워 일렉트로닉스 산업의 동향과 파워 디바이스 실장

IEA는 기존의 석유 원유 생산량이 2040년에는 1/3까지 감소할 것으로 예상한다. 한편, 필요한 전력 수요는 2040년까지 70% 증가할 것으로 예상된다. 재생가능 에너지에 의한 발전 비율은 풍력이 5.6배, 태양광이 11배가 되면서 총 발전량의 34%를 차지할 것으로 전망된다. 정보통신 트래픽의 폭발적인 증가에 따라 정보통신 인프라 분야인 서버, 라우터 및 이것이 설치되는 데이터센터 등의 전력 소비 증대가 우려되고 있다. 때문에 아마존이나 페이스북은 데이터센터용 전력을 충당하기 위해 풍력발전소를 건설한다고 발표하였다.

또한 연비규제 및 대기오염 대책을 위해 프랑스, 영국 정부가 2040년까지 가솔린차, 디젤차의 판매 금지를 표명하였다. 또한 현재 전기자동차 판매 대수의 51%를 차지하는 중국에서도 정부가 가솔린차, 디젤차의 제조∙판매를 금지하는 방침을 표명하고 도입 시기의 검토에 들어갔다. 이러한 배경에서 최신 파워 일렉트로닉스 기술을 구사한 지구 환경 대책, 에너지 절약, 에너지 고효율화가 주목받고 있다.