Translate

2017년 7월 23일 일요일

조용히 등장한 인텔의 인공지능 컴퓨트 스틱 - Movidius Neural Compute Stick



(출처: 인텔) 


 인텔이 독특한 제품을 조용히 등장시켰습니다. 모비디우스(Movidius) 신경망 컴퓨트 스틱(Neural Compute Stick, NCS)이 그것으로 USB 스틱형 코프로세서입니다. 목적은 이름처럼 신경망 연산 등 AI 관련 연산과 AR/VR 관련 연산을 하는 것입니다. 가격은 양심적인 79달러인데 과연 수요가 있을지는 잘 모르겠다는 생각입니다. 


 사실 사람들이 잘 몰라서 그렇지 신경망 컴퓨트 스틱은 이전에도 있었습니다. 2016년에 나온 Fathom이라는 물건으로 역시 모비디우스만큼이나 생소한 물건입니다. 아무튼 이 모비디우스 컴퓨트 스틱은 Myriad 2 VPU라는 생소한 GPU를 연산용으로 사용하고 있으며 TSCM의 28nm 공정으로 제조되었지만, 1W 당 100GFLOPS의 인공 지능 관련 연산을 수행할 수 있는 높은 전력 대 성능비를 가지고 있습니다. 


 다만 컴퓨트 스틱 형태로 개발된 점을 봐서도 알 수 있지만, 전력 소모는 2.5W 미만이며 절대 성능 자체가 높은 것은 아니라고 할 수 있습니다. 다만 그래픽 카드를 탑재할 수 없는 경량 노트북에서 인공 지능 및 관련 연산을 수행하는 경우 목적이라면 나름 유용하게 사용할 수 있을지도 모르겠습니다. 


 모비디우스는 USB 3.0 Type A을 사용하며 텐서플로 대신 Caffe라는 딥 러닝 프레임워크를 지원합니다. 4 GB LPDDR3 메모리를 사용하며 FP16 연산에 특화된 물건이라고 할 수 있습니다. 신기한 재주 가운데 하나는 여러 개의 모비디우스 스틱을 연결해 병렬 연산을 할 수 있다는 점으로 이를 Multi-Stage (stick) Multi-Task Convolutional Neural Network (MTCNN)라고 부릅니다. 


 일반 사용자는 좀처럼 쓸일이 없는 독특한 물건이지만, AI나 AR/VR이 강조되는 시대 상황에 맞춰 나온 물건이라고 생각합니다. 문제는 지금 인텔이 여기에 매달릴 상황이 아니라는 점이겠죠. 몇 년 사이 조금씩 성능을 향상시킨 CPU만 내놓으면서 인텔은 AMD에 추격을 허용했고 라이젠 출시 이후에는 서버 및 전문가 시장에서 우위를 잃어버릴 위기에 처했습니다. 


 새로운 시장에 도전하는 것도 좋지만 본래 주력 사업인 PC와 서버 부분을 놓치면 회사가 어려움에 처하게 될 것입니다. 아무래도 지금은 회사의 역량을 새로운 CPU를 개발하는 데 집중해야 할 시기일 것입니다. 


 참고 


우주 이야기 683 - 지구보다 작고 토성보다 무겁다? 초고밀도 행성 발견



(Archival images of EPIC 228813918, demonstrating its proper motion over nearly six decades. The images are from (i) 1954, (ii) 1992, and (iii) 2012. Each image is 50 by 50, and in each case North is up and East is to the left. The position of EPIC 228813918 (J2000 epoch) is indicated with a red reticle. The blue reticle in the leftmost panel indicates the position of the star used to determine the limiting magnitude of the image. The arbitrarily-positioned green rectangle in image (ii) indicates the size of the photometric aperture used by Vanderburg & Johnson (2014) to extract the flux of EPIC 228813918. The cyan (NE of target) and magenta (SE of target) reticles in image (ii) indicate the positions of EPIC 228814238 and EPIC 228813721, respectively. Credit: Smith et al., 2017.)


 국제 천문학자 팀이 K2 데이터를 이용해서 매우 독특한 외계 행성을 찾아냈습니다. 지구에서 310광년 떨어진 위치에 있는 EPIC 228813918 b이 그것으로 2016년 7월 6일에서 9월 20일 사이 진행된 캠페인 10에서 발견된 후 8.2m 구경의 스마루 망원경과 10m 구경의 켁 망원경을 비롯한 다수의 지상 망원경으로 그 존재와 특징이 연구되었습니다. 


 이에 따르면 EPIC 228813918 b의 자전 주기는 4.3시간에 불과해 지금까지 알려진 행성 자전 주기 가운데 2번째로 짧습니다. 놀라운 부분은 밀도로 지름은 지구의 0.89배에 불과하지만, 질량은 목성의 0.7배 수준입니다. 이는 지구보다 작은 행성이 토성보다 거의 2배 무거운 것입니다. 


 이런 엄청난 밀도를 고려할 때 이 행성은 대부분 철 같이 무거운 금속으로 된 행성일 가능성이 큽니다. 아마도 구성 물질의 반 정도가 철이고 나머지도 밀도가 높은 원소로 된 금속 행성일 것입니다. 그래서 강한 중력으로 물질이 더 압축되어 매우 밀도가 큰 행성이 되었을 것입니다.


 이런 행성이 존재할 수 있는 이유는 잘 모릅니다. 개인적으로는 본래 대형 가스 행성이었는데, 매우 가까운 거리에서 공전하는 과정에서 대부분의 기체 상태 물질을 잃어버리고 핵만 남은 것은 아닐까 하는 생각도 드네요. 


 과학자들이 계속해서 새로운 외계 행성을 밝혀내면서 우리가 이전에는 상상하기 힘들었던 독특한 행성들이 여럿 존재한다는 사실이 계속 밝혀지고 있습니다. 우리가 알고 있는 외계 행성은 전체에 비하면 사막이 모래 한줌에 불과합니다. 당연히 아직도 우리가 상상조차 하지 못했던 기괴한 행성들이 수없이 존재하겠죠. 


 참고 


More information: EPIC 228813918 b: an Earth-sized planet in a 4.3-hour orbit around an M-dwarf, arXiv:1707.04549 [astro-ph.EP] arxiv.org/abs/1707.04549


수압 시스템으로 지느러미를 조절하는 참다랑어



(Researchers from the lab of Barbara Block at Stanford University and the Monterey Bay Aquarium have discovered a bio-hydraulic system in fins of tunas. This system can change the shape and position of the fins for swimming and maneuvering control. Credit: Monterey Bay Aquarium)



 거대한 몸집을 지닌 참다랑어 (bluefin tuna)는 매우 빠른 속도로 움직이는 어류로 알려져 있습니다. 빠른 속도와 큰 질량을 감안하면 방향 전환이 어려울 것으로 생각되지만, 참다랑어와 그 근연 관계에 있는 대형 어류들은 마치 하늘을 가르는 제트기처럼 자유자재로 방향을 조절하면서 마치 제트기처럼 물 속을 빠르게 돌아다닙니다.  


 최근 스탠포드 대학의 바딤 파블로프(Vadim Pavlov, a postdoctoral fellow at Stanford)와 그의 동료들은 참다랑어의 지느러미에 예상하지 못한 비밀이 숨겨져 있다는 사실을 발견했습니다. 이들이 등과 배지느러미에 이전에 알지 못했던 작은 방들이 있었던 것입니다. 더 놀라운 사실은 여기에 림프액이 채워지면서 지느러미의 모양과 방향을 조절할 수 있다는 점입니다. 


 참다랑어의 수압 지느러미 컨트롤 시스템 (pressurized hydraulic fin control)은 매우 정교하게 지느러미를 조절해서 이들이 물 속에서 유연하게 움직일 수 있도록 도와줍니다. 물론 체액이나 혈액을 이용해서 모양을 변형시키는 경우는 포유류를 비롯해서 다른 동물에서도 볼 수 있는 메카니즘이지만, 지느러미를 이렇게 변형시키는 메카니즘은 처음 발견되는 것입니다. 


 연구팀에 의하면 이 시스템은 크게 세 가지로 나눠져 있습니다. 펌프의 역할을 하는 것은 근육이고 혈관은 컨트롤 시스템의 역할을 합니다. 마지막으로 림프액이 든 작은 방(sinus)이 있는 지느러미 줄(fin rays) 액추에이터(actuator)의 역할을 담당합니다. 설명을 듣고 봐서 그런지 확실히 지느러미가 막이 아니라 뭔가 통통한 게 안에 들어있는 듯 한 외형인 것 같습니다.  


 이와 같은 생물학적 수압 시스템은 진화가 만들어낸 놀라운 기계 가운데 하나일 것입니다. 아무튼 횟감으로 인기가 좋은 이런 유명한 물고기에 아직 우리가 모르는 사실이 이렇게 많다는 점도 흥미로운 사실인 것 같습니다. 


 참고 


 V. Pavlov el al., "Hydraulic control of tuna fins: A new role for the lymphatic system in vertebrates," Science (2017). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aak9607


2017년 7월 22일 토요일

우주 이야기 682 - 차세대 행성 사냥꾼 Mascara



(Each Mascara device is made up of five digital cameras built from off-the-shelf-components(Credit: ESO/G. J. Talens))

(The Mascara exoplanet hunter will scan the sky from ESO's La Silla observatory in Chile(Credit: ESO/G. Otten and G. J. Talens))


 유럽 남방 천문대 (ESO)가 새로운 외계 행성 사냥꾼을 건설했습니다. 마스카라 (Multi-site All-Sky CAmeRA (Mascara))는 다른 것보다 캐논 상표 덕분에 마치 시중에서 쉽게 구할 수 있는 카메라처럼 생겼지만, 사실 밤하늘 전체를 촬영하기 위해서 만들어진 특수 카메라입니다. 다섯 개의 개별적인 카메라를 정교하게 작동시켜 별의 밝기 변화를 추적해 외계 행성의 존재를 증명합니다. 


 마스카라는 북반구에 카나리스 제도(Canary Islands)와 남반구의 아타카마 사막의 라 실라 관측소(La Silla facility in the Atacama Desert)에 하나씩 설치되어 하늘 전체를 커버할 수 있습니다. 방식은 케플러 우주 망원경처럼 밝기 변화를 관측해 행성이 별 앞을 지나가는 것을 확인하는 것이지만, 우주 망원경이 아니기 때문에 관측 범위는 넓어도 관측할 수 있는 별의 숫자는 적을 것으로 예상됩니다. 다만 밤하늘 전체에서 관측이 가능하다는 점은 큰 장점입니다. 


 주요 관측 목표는 뜨거운 목성이지만, 해왕성이나 지구 크기의 천체 발견도 가능할 것으로 기대하고 있습니다. 물론 케플러 우주 망원경처럼 밝기 변화를 우선 관측한 후 실제로 외계 행성에 의한 것이지를 다시 확인해야 합니다. 이 과정은 몇 년이 걸릴 수도 있습니다. 


 어떤 결과가 나올지 궁금하지만, 아무튼 카메라 덮개 때문인지 뭔가 고가의 과학장비가 아니라 일반 소비자용 제품 같은 착각을 불러일으키는 것 같습니다. 


 참고 




당뇨 백신의 꿈이 이뤄질까?



 당뇨병은 크게 1형 당뇨와 2형 당뇨로 구분합니다. 주로 성인에서 잘생기는 2형 당뇨는 한국인 당뇨의 거의 대부분을 차지합니다. 2형 당뇨의 경우 인슐린 자체의 부족보다는 사실 인슐린 저항성 등이 원인이 되는 경우가 많으며 정도가 심하지 않은 경우 인슐린 없이도 치료가 가능합니다. 


 반면 1형 당뇨는 소아 청소년 시기에 잘 생기며 누가 생길지 미리 알기 어렵습니다. 자가 면역 질환으로 발생하며 인슐린을 생성하는 췌장의 베타 세포를 파괴시키기 때문에 인슐린 자체가 부족한 상황입니다. 따라서 인슐린 주사를 계속해서 사용해야 하는 불편함이 있습니다. 특히 어린 시절에 발병하는 경우 환자 본인은 물론 가족까지 크게 고통받는 문제가 있습니다. 


 비만, 가족력, 운동 부족, 고혈압 등 위험 인자가 잘 알려진 2형 당뇨와는 달리 1형 당뇨는 위험인자를 회피해서 예방하기가 매우 어렵습니다. 그런데 일부 바이러스 감염이 연관이 있다는 사실이 알려져 이전부터 백신 개발의 목표가 되었습니다. 하지만 아직 인간에서 효과를 입증한 1형 당뇨 백신은 없습니다. 


 핀란드 탐페레 대학 (University of Tampere)의 연구팀은  엔테로바이러스 (Enterovirus) 가운데 1형 당뇨와 연관이 있는 것으로 보이는 6개의 균주를 이용한 백신을 개발했습니다. 이 백신은 동물 실험에서 안전성과 효능을 입증해 이제 사람을 대상으로 한 임상 시험을 앞두고 있습니다. 


 첫 단계에서는 우선 건강한 성인을 대상으로 안전성을 입증하고 그 다음 단계에서는 건강한 소아를 대상으로 한 실험을 진행한 후 마지막으로 대규모 임상 시험을 거쳐 효능과 안전성을 입증하게 될 것입니다. 이 과정은 적어도 8년 정도의 시간이 필요하며 도중에 문제가 발견되거나 효과가 없는 것으로 드러나면 결국 당뇨 백신 개발은 실패할 수도 있습니다. 


 다만 성공한다면 매년 8만명 이상 새로운 환자가 생기는 1형 당뇨 발병률을 줄여 근본적인 예방이 가능해지므로 적지 않은 성과라고 해야 할 것입니다. 어떤 결과가 나올지는 장담하기 힘들지만, 긍정적인 결과가 있기를 기대합니다. 


 참고 


고강도 3D 프린터 출력물을 만드는 새로운 기술



(Credit: Texas A&M University)


 3D 프린터는 이미 여러 분야에서 널리 사용되고 있지만, 금속 3d 프린터 같은 경우를 제외하면 사실 대부분의 출력물은 강도가 약해서 용도가 제한될 수밖에 없는 한계가 있습니다. 이는 조금씩 소재를 적층해서 열로 붙이는 제조 방식의 한계 때문입니다. 텍사스 A&M 대학의 소재 과학 및 공학과(Department of Materials Science and Engineering at Texas A&M University)의 연구팀은 3D 프린터로 출력한 소재의 강도를 획기적으로 개선할 수 있는 방법을 개발했습니다. 


 이들이 사용한 방법은 우선 3D 프린터로 카본 나노튜브 폴리머 소재를 출력한 후 이를 마이크로웨이브파로 열을 가해 굽는 것입니다. 이렇게 한 번 구워낸 소재는 훨씬 강도가 강해져서 각종 부품이나 도구로 사용하는 데 더 적합한 성질을 지니게 됩니다. 



(동영상) 


 도자기를 굽듯이 오븐에 굽는 것으로 볼 수도 있지만, 소재가 파괴되지 않고 원하는 강도를 획득하게 하기 위해서는 더 정교한 작업이 필요하다고 합니다. 따라서 특수한 카메라를 이용해서 그 과정을 추적해 적절한 수준으로 마이크로웨이브가 가게 조절합니다. 


 연구팀은 Essentium Materials라는 회사와 더불어 이를 상업화하기 위해서 특허를 신청한 상태입니다. 의도대로 된다면 매우 높은 기계적 압력과 힘에도 견딜 수 있는 가벼운 3D 프린터 출력물을 이용해서 매우 여러 가지 용도로 활용이 가능할 것으로 기대됩니다. 


 참고 


More information: Charles B. Sweeney et al. Welding of 3D-printed carbon nanotube–polymer composites by locally induced microwave heating, Science Advances (2017). DOI: 10.1126/sciadv.1700262 


2017년 7월 21일 금요일

연속 발사 테스트를 진행 중인 미 해군의 레일건




 미 해군 연구소 (Office of Naval Research (ONR))에서 개발 중인 레일건의 최신 발사 테스트 영상입니다. 새로운 발사 테스트 영상에서는 자동 재장전 및 레일건 연사 테스트가 진행 중이라는 것이 공개되었습니다. 별도의 작약없이 장전하는 레일건의 장전 방식이 같이 보여지는 데 기존의 화포와 좀 다르면서도 어딘지 닮은 모습입니다. 




(동영상) 


 레일건은 화약이 아니라 전자기력의 힘으로 탄자를 발사하는 것으로 발사시 레일 사이에서 가속되는 금속 탄자의 마찰열 때문에 포신이 견디기 힘들고 열 팽창으로 인해 포신 자체가 커지는 문제가 있어 실용화가 어려웠습니다. 구체적으로 어떻게 해결했는지는 알 수 없지만, 미 해군 연구소와 BAE 같은 협력 기업에서는 이 문제를 거의 해결하고 실용화가 임박한 수준의 레일건을 선보이고 있습니다. 


 연사 속도가 얼마나 빠른지, 그리고 포신의 수명은 어느 정도인지 모르겠지만, 연사 속도가 너무 느리다면 사실 이런 무기를 실전배치하기 어려울 것이므로 연사 속도와 신뢰성이 실전 배치 결정에 큰 영향을 미칠 것으로 생각됩니다. 




 과연 기존의 함포를 대신해서 줌왈트 급에 탑재될 것인지 결론이 꽤 궁금하네요. 사진은 적당한 게 없어 웰페이퍼 한 장으로 대체합니다. 

태양계 이야기 637 - 뉴호라이즌호의 다음 목표를 포착하다.



(Now you see it, now you don’t: NASA’s New Horizons team trained mobile telescopes on an unnamed star (center) from rural Argentina on July 17, 2017. A Kuiper Belt object 4.1 billion miles from Earth -- known as 2014 MU69 -- briefly blocked the light from the background star, in what’s called an occultation. The time difference between frames is 200 milliseconds, or 0.2 seconds. This data helps scientists to better measure the shape, size and environment around the object; the New Horizons spacecraft will fly by this ancient relic of solar system formation on Jan. 1, 2019.
Credits: NASA/JHUAPL/SwRI)


나사의 뉴호라이즌 탐사선은 현재 다음 목표인 소행성 2014 MU69를 향해 날아가고 있습니다. 이 카이퍼 벨트 천체의 위치는 현재 지구에서 65억km 정도로 당분간 인류가 탐사한 가장 멀리 떨어진 천체가 될 것입니다. 목표에 도달하는 것은 2019년 1월 1일입니다. 


 나사와 여러 협력 기관들은 지구에서 이 소행성의 모습을 관측하기 위해서 최대한 노력하고 있습니다. 탐사선이 소행성을 스쳐지나가는 것은 매우 짧은 시간이므로 중요한 정보를 최대한 얻기 위해서는 가능한 미리 정보를 확보해서 최적의 관측 방법을 택해야 합니다. 


 24개의 지상 망원경과 SOFIA 성층권 망원경, 그리고 3개의 우주 망원경의 관측을 통해서 과학자들은 이 소행성이 지름 22-40km 정도의 불규칙한 표면을 갖췄다는 것을 확인했습니다. 동시에 신기한 사진도 얻었는데 위에 보이는 연속 사진이 그것으로 아르헨티나에서  2017년 7월 17일 촬영된 것입니다. 소행성 자체가 아니라 소행성이 중앙에 있는 별을 가리는 사진으로 이를 통해서도 2014 MU69 불규칙한 모양과 크기를 추정할 수 있습니다. 


 해왕성 궤도 밖 카이퍼 벨트에는 2014 MU69같은 천체가 다수 존재합니다. 아마도 얼음이 주 성분인 얼음 소행성으로 생각하지만, 그 구체적이 모양과 구성에 대해서는 사실 아는 바가 없습니다. 2019년 1월 1일 새해 가장 놀라운 소식은 아마도 최초로 모습을 드러내는 카이퍼 벨트 천체인 2014 MU69의 맨 얼굴일 것입니다. 


 참고  



8GB HBM2 메모리를 증산하는 삼성전자




삼성 전자가 대용량 고속 TSV 메모리인 8 GB HBM2를 증산한다고 발표했습니다. 8-Hi HBM2 DRAM구성으로 DRAM을 8개의 층으로 쌓아올려 하나의 칩에 8GB라는 대용량을 구현한 적층형 메모리입니다. KGSDs (known good stacked die)라고 알려진 이 제품은 2016년 초에 4GB 용량의 4-Hi HBM2 KGSDs의 후속 제품으로 4층 대신 8층으로 쌓아 용량을 늘렸습니다. 


 모든 KGSDs 제품은 1024-bit bus와 핀당 2Gbps의 속도를 지니고 있는데 이는 실리콘 사이를 뚫고 지나가는 5000개 이상의 TSV 회로 덕분입니다. 하나의 칩당 256GB/s의 속도를 지녀 4개의 칩만으로도 1TB/s의 속도를 구현할 수 있습니다. 


 8 GB HBM2 KGSDs는 현재 삼성전자만 양산을 하고 있는 메모리로 AMD의 베가에 사용되는 메모리입니다. 물론 앞으로는 엔비디아의 고성능 HPC 제품군에도 탑재될 것입니다. 비록 비싼 가격으로 인해 일반 소비자용 그래픽 카드에는 널리 활용되지 못하고 있지만, 앞으로 양산 증가에 따라서 고급형 그래픽 카드부터 적용이 되기를 기대해 봅니다. 


 삼성 전자는 8GB HBM2 메모리의 생산을 늘려 2018년 상반기에는 전체 HBM2 메모리의 절반이 8GB 용량 제품이 될 것으로 예상하고 있습니다. 


 참고 


되살아난 구글 글래스






(After two years of quiet development Google Glass is back and being utilized across a variety of professional workplaces(Credit: Glass))


 2년 전 구글은 글래스(Glass)의 판매를 중단했습니다. 일반 소비자용 글래스는 예상만큼의 성능이 나오지 않았을 뿐 아니라 가격도 비쌌고 사생활 침해 등 문제의 소지가 있어 논쟁의 대상이었습니다. 그런 만큼 사업을 취소한 것은 타당한 결정으로 생각되었습니다. 




 하지만 2년이 지난 지금 구글 글래스는 다시 무덤에서 부활했습니다. 대중의 관심에서 멀어진 동안 글래스는 몇몇 기업에 채택되어 기업용 제품으로 거듭난 것입니다. 목적이 불분명했던 원조 글래스에 비해 기업용 글래스는 목적이 확실하고 비용 대 효과가 우수해서 점차 그 활용 범위가 늘어나고 있습니다. 


 대표적인 쓰임새는 복잡한 조립이 필요한 공장입니다. 예를 들어 항공기의 복잡한 배선을 연결하는 작업에서 글래스는 노트북을 이용해서 어디에 어떻게 조립할지 알려주는 것보다 훨씬 빨리 정확한 위치를 알려줄 수 있습니다. 이를 통해 작업 속도를 높이고 불량율을 줄일 수 있다면 글래스의 비싼 가격도 큰 문제가 될 수 없습니다. 사생활 침해 역시 작업 영역에서는 문제될 것이 없습니다. 




(동영상 )


 DHL 역시 글래스를 도입한 기업입니다. 이를 통해서 작업자에게 옮겨야할 물건이 어디있는지 정확히 알려주므로써 작업 효율을 15% 정도 향상시켰다고 합니다. 이외에도 복잡한 부품을 조립하는 공장과 의료 기관 등에서 글래스의 활용 범위가 커지고 있습니다. 


 아마도 글래스는 처음 광고에서 등장한 것처럼 복잡한 임무를 수행하는 것보다 이렇게 특화된 작업에서 효과적으로 사용하는 것이 더 먼저였을지 모릅니다. 우여 곡절을 겪었지만, 스마트 안경은 이제 자기가 갈 길을 찾은 것처럼 보입니다. 


 참고 




2017년 7월 20일 목요일

티라노사우루스는 빨리 달리지 못했다?



(Restoration of a walking T. rex. Credit: Wikipedia/CC BY-SA 3.0)


 공룡 영화의 인기 있는 주인공인 티라노사우루스 렉스는 과학자에게도 매우 흥미로운 연구 대상입니다. 대형 수각류 육식 공룡 가운데 상당히 많은 화석 표본이 발견되어 연구가 용이한 것 이외에도 티라노사우루스 상과라는 매우 큰 수각류 육식 공룡과를 대표하는 공룡으로 대형 수각류 육식 공룡 연구에 지대한 공헌을 했기 때문입니다. 동시에 이렇게 많은 화석이 발굴된 것 자체가 티라노사우루스가 매우 성공적인 공룡이라는 의미로 해석될 수 있습니다. 


 하지만 티라노사우루스는 여러 가지 논쟁의 주인공이 되기도 했습니다. 가장 대표적인 논쟁은 이 공룡이 적극적인 사냥꾼인가 아니면 시체 청소부인가 하는 것입니다. 시체 청소부라는 주장의 근거 가운데 하나는 티라노사우루스가 빨리 뛰지 못했을 것이란 연구 결과입니다. 


 이전 연구들에 의하면 티라노사우루스의 속도는 5-15m/s를 넘지 못하는 수준으로 사실 오늘날 치타나 사자 같은 고양이과 포식자보다 더 빠르지 않았고 크기를 감안했을 때 영화에서처럼 빠른 동물은 아니었습니다. 하지만 멸종 동물의 속도를 추정하는 일은 간단한 문제가 아닙니다. 화석이 뛸 수는 없는 일이니까요. 


 맨체스터 대학의 연구자들은 N8 High Performance Computing (HPC) 고성능 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해서 티라노사우루스가 움직이거나 달릴 때 다리에 오는 충격과 힘을 연구했습니다. multibody dynamic analysis (MBDA)와 skeletal stress analysis (SSA) 방식을 통해서 분석한 결과 자동차만큼 빠르게 달릴 경우 (영화 쥐라기 공원처럼) 무릎과 다른 관절에 큰 손상을 입을 수밖에 없다는 결론을 내렸습니다. ("any running would simply break the dinosaur's legs")


 연구팀은 티라노사우루스가 거의 뛰지 않는 동물이었다고 보고 있으며 다른 대형 수각류 육식 공룡 역시 마찬가지였다고 보고 있습니다. 무리해서 뛰면 골격에 상당한 손상을 입을 위험이 있기 때문입니다. 이것이 옳다면 청소부 가설을 지지하는 결과로 볼 수 있지만, 우리가 생각해야 하는 것은 단순히 티라노사우루스의 속도만이 아닙니다. 


 티라노사우루스 같은 대형 수각류 공룡이 자동차 보다 빨리 달릴 이유는 사실 없습니다. 먹이로 삼는 초식 공룡만 따라잡을 속도만 있으면 되는 것이죠. 대형 초식 공룡 역시 속도가 느렸기 때문에 이점도 감안해야 합니다. 일부 학자들은 티라노사우루스가 먹이로 삼은 초식 공룡보다 느렸다고 주장하고 있지만, 이 역시 멸종 동물의 속도를 추정하기가 쉽지 않다는 문제가 있습니다. 


 아무튼 깃털이 있는 티라노사우루스와 마찬가지로 천천히 걸어만 다니는 티라노사우루스 역시 공룡 영화에는 적합하지 않은 존재입니다. 앞으로 등장할 공룡 영화 역시 고증보다는 우리의 기대를 만족시킬 티라노사우루스가 등장할 것으로 생각합니다. 


 참고 

  William I. Sellers et al. Investigating the running abilities of Tyrannosaurus rex using stress-constrained multibody dynamic analysis, PeerJ (2017). DOI: 10.7717/peerj.3420



우주 이야기 681 - 이웃 왜소 은하의 화학적 구성을 확인하다.



(This image shows the model of the tidally shredded Sagittarius dwarf galaxy wrapping around a 3-D representation of the Milky Way disk (flattened blue spiral). The yellow dot represents the position of the Sun. Credit: David R. Law/UCLA.)


 국제 과학자팀이 우리 은하의 위성은하의 화학적 구성을 확인하는 데 성공했습니다. 궁수자리 왜소은하 (Sagittarius dwarf galaxy)는 지구에서 8만8천광년 정도 떨어진 외부 은하로 길쭉한 타원형의 모습을 가지고 있는데, 1994년 발견 이후 비교적 가까운 거리 덕분에 천문학자들의 중요한 관측 대상이 되어 왔습니다. 


 이번 관측에서는 APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment) 장비를 이용해서 매우 상세한 스펙트럼 분석이 이뤄졌으며 158개의 적색 거성의 화학적 구성 (carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O), sodium (Na), magnesium (Mg), aluminium (Al), silicon (Si), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co) and nickel (Ni))을 확인하는 데 성공했습니다. 거리를 생각하면 이는 상당한 성과입니다. 


 이 위성은하는 현재 우리 은하의 중력에 의해서 길게 늘어나면서 주변으로 물질을 뿌리고 있습니다. 이 은하에서 뿌려지는 물질은 우리 은하 주변의 가스 구름인 은하 헤일로(halo)에 물질을 공급하는 것으로 보입니다. (사진) 따라서 그 화학적 구성 성분을 이해하는 것은 우리 은하 헤일로에 공급되는 물질의 구조를 이해하는데 도움을 줄 것으로 기대됩니다. 


 은하 헤일로의 물질은 우리 은하와 약간 다른데, 이는 은하 헤일로에 있는 물질의 기원이 다소 다른 것과 연관이 있을 수 있습니다. 이번 연구에서는 궁수자리 왜소 은하의 별이 우리 은하에 비해서 Type II 초신성에서 나온 무거운 물질에 덜 영향을 받았다는 점을 시사합니다. 이는 상대적으로 무거운 원소가 적은 별이 많다는 이야기로 아마도 이 은하에는 지구 같은 암석 행성은 적을 가능성이 큽니다. 


 우리 은하 주변의 환경을 이해하는 것은 우리가 사는 은하계와 위성 은하의 상호 작용을 이해하는데 도움을 줄 것입니다. 아무튼 저렇게 위성 은하의 물질이 길게 늘어나서 흩뿌려진다는 점은 처음 알았네요. 


 참고 


 APOGEE Chemical Abundances of the Sagittarius Dwarf Galaxy, arXiv:1707.03456 [astro-ph.GA] arxiv.org/abs/1707.03456


우주 정거장의 무인 카메라 드론 Int-Ball




(JAXA hopes that the Int-Ball will allow them to watch on as the crew aboard the ISS conduct experiments(Credit: JAXA/NASA))


 일본우주항공연구개발기구(JAXA)의 무인 카메라 드론인 인트볼(int-ball)이 국제 유인 우주 정거장에서 활약하는 모습을 공개했습니다. 이 드론은 지상에서 원격으로 조정하는 것으로 우주 정거장 내부와 우주 비행사의 모습을 실시간으로 촬영해 지구로 전송하고 있습니다. 




(동영상 1) 



(동영상 2) 


 일본이 개발한 키보(Kibo) 모듈의 우주 비행사는 사진을 찍는데 전체 작업 시간의 10%를 쓸 만큼 많은 시간을 할애하고 있다고 합니다. 자동화된 드론 덕분에 우주 비행사의 업무도 줄이고 내부의 모습도 지사에서 쉽게 파악할 수 있게 되었습니다. 


 아무튼 이 드론을 보면 옛날에 건담에서 본 녀석이 생각나네요. 


 참고 


2017년 7월 19일 수요일

우주 이야기 680 - 로스 128에서 온 이상한 신호



(Credit: Planetary Habitability Laboratory)


 지구에서 불과 11광년 밖에 떨어지지 않은 가까운 별이지만, 로스 128 (Ross 128)에 대해서 아는 이는 별로 없습니다. 태양 밝기의 0.036%에 불과한 매우 어두운 별로 (질량은 15%) 맨 눈으로 보기 힘든 것은 물론 웬만한 천체망원경으로도 관측이 어렵기 때문입니다. 주변에 행성도 확인된 적이 없고 지구에서 가깝다는 것 이외에는 이렇다할 특징도 없어 사실 천문학자들의 관심을 끄는 대상도 아니었습니다. 


 이 별이 화제가 된 것은 2017년 5월 12일 아레시보 전파 망원경(Arecibo)에 수신된 이상한 전파 신호 때문입니다. 10분 간격으로 온 신호의 정체는 알기 어려웠지만, 그럼에도 일부 커뮤니티를 중심으로 외계인의 신호라는 이야기가 퍼지면서 화제가 되고 있습니다. 최근에는 외신 보도를 통해서도 알려지고 있습니다. 


 하지만 이를 관측한 푸에르토 리코 대학의 과학자들은 가장 가능성 있는 이유로 1. 항성면 폭발(flare)의 일종 2. 로스 128 방향에 있는 다른 천체에서 나온 전파 3. 높은 고도에서 공전하는 인공 위성에서 나온 전파를 잘못 수신. 을 생각하고 있습니다. 이 가운데 인공 위성에서 반사되거나 혹은 여기서 나온 전파 잡음이 예민한 전파 망원경에 수신되는 경우가 점차 늘고 있어 천문학자들의 골칫거리가 되고 있습니다. 이전에도 소개한 HD 164595의 신호 역시 위성에 의한 전파 간섭의 가능성이 높게 생각되고 있습니다. 




 아무튼 이 신호는 너무 약해서 대부분의 전파 망원경으로는 관측이 어렵다고 합니다. 아레시보 관측소와 SETI의 천문학자들은 비슷한 신호가 다시 검출되는지 확인하기 위해서 아레시보 망원경을 비롯해서 Allen Telescope Array와 Green Bank Telescope를 이용해서 다시 관측을 하기로 결정했습니다. 어떤 결과가 나올지 궁금하지만, 외계인 가능성은 그다지 높아보이지는 않아보입니다. 


 참고 



튜브벌레는 수백년을 산다?



(The tubeworm species Escarpia laminata. Credit: the Chemo III project, BOEM and NOAA OER)


 가장 오래사는 동물이라고 이야기하면 거북이부터 떠올리는 경우가 대부분이지만, 실제로 그 후보가 될 수 있는 생물은 많습니다. 히드라처럼 발아를 통해서 새로운 개체를 만드는 경우 어떤 의미에서는 영원불멸한 개체도 있고 해면 동물 역시 수명이 매우 길거나 정해진 수명이 없는 것이 아닌가라는 의문을 가지게 합니다. 


 아무튼 수백년간 장수할 수 있는 생물체의 후보에 새로운 이름이 등장했습니다. 멕시코만의 심해에 살고 있는 대형 튜브벌레(Large tubeworms)의 일종인 Escarpia laminata가 그 주인공입니다. 미국의 템플 대학의 앨라나 더킨 (Alanna Durkin of Temple University in the US)과 그녀의 동료들에 의하면 수심 1000-3300미터 사이에 살고 있는 이 튜브벌레는 250년 이상 살 수 있는 것으로 보입니다. 


 튜브벌레는 바다 깊은 곳에 존재하는 열수 분출공에서 살아가는 독특한 생물체입니다. 이곳에서는 태양 에너지 대신 지구 지각에서 나오는 화학물질에서 나오는 화학 에너지를 기반으로 한 생태계가 존재합니다. 튜브벌레는 매우 오랜 세월 인간의 눈에 띄지 않는 장소에서 번성해왔습니다. (사진) 


 연구팀은 멕시코만에서 356개의 튜브벌레 샘플을 채취했습니다. 그리고 그들이 얼마나 빠른 속도로 자라는지 역시 관찰했습니다. 그 결과 E.laminata가 15cm 정도 자라기 위해서는 202년이 필요하다는 결론이 나왔습니다. 이들은 매우 느리게 자라는 생물체로 뒤집어 말하면 매우 오래사는 생물체라고 할 수 있습니다. 


 이들의 장수 비결은 아마도 고온 고압의 특수한 환경에서 천천히 자라도록 진화한 결과일 것입니다. 환경 변화가 크게 없는 생활 조건 역시 느긋하게 오랜 세월을 지내는데 도움을 주었을 것입니다. 이런 긴 수명을 가진 생물체를 연구하는 것은 장수의 유전적 배경을 밝히는데 도움을 줄 것입니다. 외계에서 온 것 같은 이상한 외형에도 불구하고 튜브벌레는 우리에게 많은 것을 가르쳐줄 수 있습니다. 


참고 


 Alanna Durkin et al, Extreme longevity in a deep-sea vestimentiferan tubeworm and its implications for the evolution of life history strategies, The Science of Nature (2017). DOI: 10.1007/s00114-017-1479-z


새로운 우울증 회로를 찾다



(Cartoon schematic and fluorescent image highlighting cells in the ventral pallidum that were studied. Credit: Daniel Knowland and Byungkook Lim, UC San Diego)

(A zoomed image of a ventral pallidal neuron cell body (red) and sites of synaptic contact -- areas where cells transmit information to and from one another. Credit: Daniel Knowland and Byungkook Lim, UC San Diego)


 우울증은 주변 환경에 많은 영향을 받기도 하지만, 기본적으로는 뇌의 질환이라고 할 수 있습니다. 그런 만큼 여러 가지 심리 치료와 병행해서 중추 신경계에 작용하는 항우울제를 사용해서 치료를 하게 됩니다. 문제는 우리가 우울증상에 영향을 미치는 뇌의 기전을 전부 이해하지 못하고 있다는 점이죠. 


 캘리포니아 대학 (University of California San Diego)의 연구자들은 쥐를 이용한 동물 모델을 통해서 서로 다른 우울증상에 영향을 미치는 두 개의 회로를 찾아냈습니다. 사실 간단히 우울증이라고 해도 모두 같은 증상이 있는 것은 아니며 여러 가지 다른 증상을 보일 수 있습니다. 예를 들어 우울증과 연관된 섭식 장애는 거식증이나 식욕 감소로 나타날 수 있으나 반대로 폭식하는 형태로도 나타날 수 있습니다.


 신경생물학 교수인 임병국(Senior author Byungkook Lim, an assistant professor in the Neurobiology Section)과 그의 대학원생인 다니엘 노우랜드(Daniel Knowland)는 기저핵 (basal ganglia)에 위치한 ventral pallidum에서 서로 다른 증상을 만드는 두 개의 경로를 찾아내 저널 cell에 발표했습니다. 


 물론 사람이 아닌 동물모델이기 때문에 인간의 우울 증상과는 조금 다를 수 있으나 사람을 대상으로 실험하기는 어렵고 포유류의 기저핵 모델은 어느 정도 유사성이 있기 때문에 유용한 정보를 제공할 수 있습니다. 새로운 기전과 경로를 찾아내서 새로운 약물 개발의 타겟을 설정할 수 있고 기존 약물의 작동 기전을 더 상세하게 이해할 수 있기 때문입니다. 동시에 서로 다른 증상에 관여하는 경로를 알아낸 것 자체가 다른 증상을 보이는 환자에서 치료에 응용할 수 있는 약물 개발에 도움을 줄 것입니다. 


 우울증은 매우 흔하지만, 국내에서는 치료를 받지 않는 환자의 숫자가 적지 않아 사실 더 큰 문제라고 할 수 있습니다. 치료 되지 않은 우울증은 가장 최악의 경우에는 자살로 이어지는 질환이기 때문에 혼자 힘으로 감당되지 않을 때는 치료를 받는 것을 권장합니다. 


 참고