나노 테크놀러지

나노 테크놀러지

컴퓨터는 하루가 다르게 엄청난 발전을 할수 있는 기술이다.그리고 이 기술은 인류에 삶에 엄청난 영향을 끼치기 시작했다.당장 우리의 생활은 우리가 느끼지도 못할 사이에 우리생활 깊숙이 침투해 있다.손안에 컴퓨터가 들어온지는 이미 한참이 되었고 제한적이긴 하지만 자율주행차도 우리 곁에 바짝 다가와 있다.유비쿼터스,데이터 웨어하우스 등 도 마찬가지이다.티비 컴퓨터 심지어 냉장고 에어컨 등 우리는 이미 연결이 되기 시작한 곳에서 생활하고 있다.이 모든 것들이 가능한 이유는 연산장치 컴퓨터의 발달이다.컴퓨터는 우리의 뇌의 시냅스,뉴런 같은 축색돌기보다 수백만이나 빠르게 연산을 할수 있기 때문에 인간보다 훨씬 강력하다.그리고 특정분야에서 효율적으로 연산을 할 수 있기에 아주 유용하다.이러한 컴퓨터가 우리 생활전반에 우리고 우리 인간에 속속들이 배치된다면 인간의 거의 모든 활동에 영향을 미칠 것이다.인류는 컴퓨터가 지능화 된다면 인간 처럼 감정을 갖게 된다고 생각하는 경향이 있는데 이는 좀 더 지켜봐야 하지 않을까 한다.인공지능이 원래 사람을 닮게 하기위해 만들었고 그러한 속에서 인간이 가지는 감정이나 느낌이 어떤식으로 작동하는지 정확히 그 매커니즘을 밝혔다고 하기는 어렵다.하지만 근본적으로 다를 것이라는 생각이다.앞서 말했다 시피 컴퓨터는 그 가능성이 무궁무진하다고 할 수있다.프린스턴고등연구소의 설립자 프리면 다이슨은 컴퓬터에 사방으로 무한히 열려있는 문이라고 표현할 만큼 그 가능성의 끝은 보이지 않는다.수많은 작은 컴퓨터가 동시에 여러 작업을 하고 전 세계가 빛의 속도로 네트워크에 접속을 하고 있다.지금도 많은 프로그램들이 컴퓨터에 장착되어지고 더 많은 수의 프로그램이 장착되어질것이다.인공지능 또한 그동안 딥러닝이라는 기술을 통해 자동적으로 학습하고 진화하고 있고 인공지능이 배울 수많은 데이터가 쌓여 그것에 라벨링을 하는 직업까지 생기고 있다.다시 나노 기술로 돌아오자.나노미터는 1미터의 10억분의 1로 우리의 손톱이 초당 자라는 길이와 같다.가장작은 원자는 지름이 0.1나노미터이고 가장 큰 원자는 0.22나노미터이다.분자들은 대부분이 1나노미터가 되지 않는다.이 세계에 진정한 나노기술이 나타난다면 온통 주위에는 눈으로 볼 수없는 수많은 나노기계장치가 넘쳐나게 될것이다.하지만 아직은 요원한 일이다.96년에 나노기술 발전에 대한 공을 인정받아 노벨상을 수상한 리처드 스몰리는 나노기술을 이용해 만든 물질을 결합해 몇십그램을 만들려면 수백만년이 걸릴 수있다고 하였다.하지만 언제나 답은 있다.자기 스스로 만들게 하면 되는 것이다.자가 조립형 구조를 사용해서 자동화 공장을 만들면 되는 것이다.그렇게 되면 인간은 초기에만 공을 들이고 나머지는 알아서 만들고 작동하고 스스로를 연결시킬 것이다.이는 자연에서 힌트를 얻은 것이다.자연에서는 이러한 일이 숨쉬듯이 일어나는 곳이다.인간의 신체만 봐도 그렇다.어떠한 세포가 자신이 가진 정보들 전달하기 위해 온몸을 돌아다니고 그렇게 돌아다니다가 자신과 맞는 아구가 맞는 세포를 발견하여 결합하고 자신의 정보를 전달하는 것이다.그 중 탄소나노튜브는 가장 의미있는 실험결가라고 할 수있다.탄소나노튜브는 탄소의 성질을 이용해서 만들었는데 탄소 분자 같은 경우 많은 탄소원자를 포함할 수 있다.이 원자들은 여러가지 방식으로 원자들 끼리 튼튼하게 연결 할수 있는 재주를 지녔는데 그러한 재주를 이용해서 가장 아름다움 돌 다이아몬드이다.과학자들은 이러한 성질을 이용해서 분자 하나를 이용해서 그속에서 탄소원자들을 연결을 하게 되었다.이를 탄소나노튜브라고 명명했는데 좋은 철로 만든 튜브보다 60배나 인장강도가 강했다.그 당시에 만들어진 가장 강한 물질이였다.또하나의 특징이 하나 있는데 전자는 자유롭게 어떠한 방해도 받지도 않고 탄소나노튜브 속을 활개칠수 있다.딱 반도체를 위한 성질이다.이렇게 된다면 탄소나노튜브를 가장 작은 반도체로 만들수 있다는 뜻이다.가장 작기만 하는 것이 아니다.발열 또한 없앨 수가 있다.나노테크놀러지는 많은 특성을 가지고 있다.나노크기의 장치는 다른 기계장치와 다른 특징을 가지고있다.마치 생명체 처럼 화학적 특성이 바뀌거나 전기적 특징이 바뀐다.기존에 가지고 있던 기계적 특성들로는 이 기술을 온전히 이해 할 수가 없다.다양한 학문이 필요하고 다양한 곳에서 적용가능하다.가장 널리 사용되고 익숙한 물건은 아마 골프공일것이다.골프공에 나노기술을 이용해서 코팅을 하여공기저항을 줄이는 것이다.나노코팅은 벽지나 전자제품등에서 오염을 방지하거나 방균을 하기 위해서 널리 사용되고 있다.그러나 나노기술의 정점은 컴퓨터를 나노기술에 접목시키는 것이다.컴퓨터의 능력은 초당 할수 있는 소수점 연산회수에 기초한다.이것을 플롭스라고 하는데 2차 대전이 마친 후 등장한 진공관 컴퓨터는 초당 100회연산이 가능했다.21세기가 시작 할때는 산디아100테라플롭스가 가능한 컴퓨터가 나왔고 IBM에서는 2005년에 1000조 풀롭스가 가능한 블루진이라는 컴퓨터를 만드는데 성공했다.1000조 플롭스의 능력을 가진 컴퓨터를 페타컴퓨터라고 한다.현재는 415.5페타플롭스인 일본의 후카쿠가 현재 세계1위의 슈퍼컴퓨터이다.이러한 수퍼컴퓨터는 국가경쟁력에 많은 영향을 미친다.신약개발,군사기술,기상관측,사회학 등에서 시뮬레이션을 돌릴것이 한 두개가 아니기 때문이다.하지만 이러한 연산능력이 다가 아니다.이것을 적적하게 사용할 수 있는 프로그래밍의 능력도 아주 중요하다.실제로 우리나라 기상청은 슈퍼컴의 능력에 비해 이것을 사용할 프로그램이 연산능력을 적절하게 사용하지 못한다고 비판을 받은 적이 있다.그렇다면 프로그램은 어떻게 만들어야 할까?인공지능 발전과 앱의 등장은 우리를 더 이상 명령어를 통한 프로그램밍에 대해 많은 생각을 하게 해준다.복잡한 프로그래밍은 전문가들만 명령어를 배운 전문가들만 할 수 있었지만 현재는 일반인들도 쉽게 프로그래밍을 할 수 있게 한다.물론 예전에 비해서이다.현재도 어렵다.지금은 인공지능을 이용해서 프로그래밍을 할 수 있는 간단한 체계를 MS에서 개발 중이고 어느정도 진척이 있어 그것에 대한 설명회를 한적도 있다.그 중에서 단연 독보이는 프로그램은 딥러닝이나 프로그램 스스로 학습하고 발전하는 것이다.이러한 하드웨어와 소프트웨어가 만나게 된다면 엄청난 파급효과를 지니게 될것이다.