Top 10 Emerging Technologies(WWF)

세계경제포럼(WEF)은 매년 사회와 경제에 큰 영향을 미칠 가능성이 있는 10가지 기술을 선정하여 '10대 신흥기술(Top 10 Emerging Technologies)' 보고서를 발간해오고 있다. 2024년에는 어떤 혁신적인 기술들이 소개되었는지 살펴보도록 하겠다.


(보고서 원문 다운로드) Top 10 Emerging Technologies of 2024


딥러닝 및 생성형 AI등 인공지능(AI)의 발전은 과학자들이 이전에는 불가능했던 발견을 가능하게 하며, 과학적 발견의 속도를 크게 향상시키고 있다


1. 과학적 발견을 위한 AI(AI for scientific discovery)

  1. AI의 혁신과 과학적 발견의 가속화: 딥러닝 및 생성형 AI등 인공지능(AI)의 발전은 과학자들이 이전에는 불가능했던 발견을 가능하게 하며, 과학적 발견의 속도를 크게 향상시키고 있다.

  2. AI의 다양한 활용 가능성: ①질병 진단･치료･예방, ②차세대 친환경기술 신소재 개발, ③생명과학발전, ④인간의 정신 이해 방식의 발전 가능성을 높게 예측하고 있다.

  3. 윤리적 고려사항과 연구 필요성: AI 기술의 발전에 따라 개인의 프라이버시, 데이터 편향, 지적 재산권 등 윤리적 도전 과제가 존재하며, 이를 효과적으로 관리하기 위한 추가 연구가 필요다.



2. 개인정보 보호 강화 기술(Privacy-enhancing technologies)

  1. 데이터 접근과 프라이버시 문제: 대규모 데이터셋에 대한 접근이 AI를 통해 연구와 혁신을 변화시키고 있지만, 프라이버시, 보안 및 데이터 주권 문제로 인해 고급 데이터의 공유와 사용이 제한되고 있다.

  2. 합성 데이터와 동형 암호화 기술: 합성 데이터는 민감한 데이터의 패턴을 복제하면서 개인 정보를 포함하지 않아 데이터 공유의 새로운 가능성을 열어준다. 또한, 동형 암호화 기술은 원시 데이터에 직접 접근하지 않고도 암호화된 데이터를 분석할 수 있게 해준다.

  3. 의료 연구에서의 데이터 활용: 특히 건강 관련 연구에서 개인과 공동체의 권리를 보호하면서 데이터를 접근하고 활용할 수 있는 방법이 질병 탐지, 치료 및 예방의 발전을 가속화하는 데 중요한 역할을 하고 있다. 하지만 이 기술들은 여전히 여러 한계를 가지고 있어 추가적인 연구와 정책 개발이 필요하다.



3. 재구성 가능한 지능형 표면(Reconfigurable intelligent surfaces, RIS)

  1. 6G와 데이터 요구 증가: 2030년까지의 6G 출시는 데이터 속도, 낮은 지연 시간 및 에너지 효율적인 연결성에 대한 글로벌 수요를 더욱 증가시킬 것으로 예상된다.

  2. 재구성 가능한 지능형 표면(RIS): RIS는 메타물질과 스마트 알고리즘을 활용하여 일반적인 벽과 표면을 무선 통신을 위한 지능형 구성 요소로 변환하며, 전파 간섭을 줄이고 에너지 효율성을 높이는 데 기여한다.

  3. 산업 전반에 미치는 영향: RIS는 스마트 공장, IoT, 차량 네트워크 및 농업 환경 등 여러 산업 분야에서 신뢰성 있는 통신과 에너지 효율성을 제공할 가능성이 높으며, 많은 기업들이 이 기술에 투자하고 있어 향후 통신 환경의 중심이 될 것으로 기대된다.



4. 고(高)고도 플랫폼 스테이션(High altitude platform stations, HAPS)


  1. HAPS의 기능과 장점: 고고도 플랫폼 스테이션(HAPS)은 약 20km 고도의 안정적인 관측 및 통신 플랫폼을 제공하며, 특히 어려운 지형에서 위성이나 지상 기지국보다 더 나은 연결성과 성능을 제공한다.

  2. 디지털 격차 해소: HAPS는 전통적인 통신 인프라가 부족한 지역에서 인터넷 접근성을 향상시켜 교육, 의료 및 경제적 기회를 제공하며, COVID-19 팬데믹 동안 드러난 연결성의 불평등 문제를 해결하는 데 기여할 수 있다.

  3. 상업적 가능성과 규제 필요성: 항공 우주 분야의 투자로 HAPS의 경제성이 높아졌으며, 시장 규모가 2023년 7억 8,330만 달러로 평가되고 2033년까지 연평균 10.4% 성장할 것으로 예상된다.



5. 통합 감지 및 통신(Integrated sensing and communication, ISAC)

  1. ISAC의 통합 기능: 통합 감지 및 통신(ISAC)은 감지와 통신 기능을 단일 시스템으로 통합하여 데이터 수집과 전송을 동시에 수행함으로써 하드웨어, 에너지 및 비용 효율성을 최적화한다.

  2. 환경 인식 네트워크: ISAC는 무선 네트워크를 환경 인식 가능하게 만들어 위치 추적, 환경 맵핑 및 인프라 모니터링과 같은 기능을 제공하며, 이는 스마트 농업과 환경 보존, 도시 계획에 기여한다.

  3. 지속 가능한 기기 활용: ISAC의 채택은 에너지 및 실리콘 소비를 줄이고 기기의 재사용, 재활용 등을 통하여 기기 활용의 지속 가능성을 높일 수 있다.



6. 건설용 몰입형 기술(Immersive technology for the built world)


  1. 건설 산업의 디지털 혁신: 몰입형 기술과 AI 기반의 몰입 현실 도구는 건설 산업의 디지털과 물리적 세계 간의 일치를 확인하고, 정확성과 안전성을 보장하며 지속 가능성을 향상시키는 데 기여한다.

  2. 기술을 통한 효율성 향상: 디지털 트윈과 가상 프로토타입을 활용하여 건설 과정에서 발생할 수 있는 문제를 사전에 테스트하고 해결책을 제시함으로써, 효율성과 지속 가능성을 높이고 낭비를 줄일 수 있다.

  3. 메타버스의 교육 및 인력 공급: 메타버스는 건축, 엔지니어링 및 건설 분야의 전문가들을 위한 몰입형 학습 및 훈련 환경을 제공하여 기술 및 노동 부족 문제를 완화할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.



7. 탄성열량(Elastocalorics)

  1. 전 세계 냉각 수요 증가: 국제 에너지 기구(IEA)는 향후 30년 동안 공간 냉각을 위한 글로벌 에너지 수요가 세 배 이상 증가할 것으로 예상하며, 이는 2050년까지 글로벌 전기 수요 증가의 약 37%를 차지할 것으로 예상된다.

  2. 엘라스토칼로릭 열펌프의 혁신적 기술: 엘라스토칼로릭 열펌프는 에너지 소비를 획기적으로 줄일 수 있는 기술로, 냉각에 대한 수요가 증가하는 상황에서 가장 유망한 대안으로 평가받고 있다. 이 기술은 환경에 해로운 냉매 가스를 사용하지 않고, 니켈과 티타늄 같은 금속을 활용한다.

  3. 사회적 및 환경적 이점: 엘라스토칼로릭 기술은 전력망이 없는 지역에서도 냉각 접근성을 향상시켜 삶의 질을 개선하고 기후 변화의 영향을 완화하는 데 기여할 수 있다. 기술 혁신과 상업적 관심이 증가함에 따라, 이 기술의 확산 가능성이 높아지고 있다.



8. 탄소포집 미생물(Carbon-capturing microbes)

  1. 미생물 탄소 포집의 가능성: 미생물 탄소 포집 기술은 대기 중 CO2를 줄이고, 연료, 비료, 사료 등의 고부가가치 제품을 생산할 수 있는 유망한 전략으로 떠오르고 있다.

  2. 두 가지 주요 설계 방식: 미생물 탄소 포집은 광합성 유기체를 이용한 포토바이오리액터와 수소, 유기 폐기물 등에서 에너지를 얻어 CO2를 포집하는 두 가지 방식으로 개발되고 있으며, 각 방식은 특정 필요와 자원에 따라 선택된다.

  3. 상용화의 도전 과제: 미생물 탄소 포집 시스템은 저온에 적합한 미생물로 인해 고온 산업 배기가스에서 CO2를 효과적으로 포집하기 어렵고, 비용이 높은 문제를 겪고 있다. 이러한 문제를 해결해야 기술의 잠재력을 완전히 실현할 수 있다.



9. 대체 가축 사료(Alternative livestock feeds)

  1. 대체 가축 사료의 지속 가능성: 대체 가축 사료는 곤충, 단세포 단백질, 조류 및 음식물 쓰레기 등에서 만들어진다. 이는 전통적인 사료 재료인 대두, 옥수수 및 밀을 대체할 수 있는 지속 가능한 솔루션을 제공한다.

  2. 환경적 이점: 대체 사료로의 전환은 삼림 파괴, 생물 다양성 손실 및 온실가스 배출과 같은 환경 문제를 완화할 수 있으며, 동물 건강과 복지를 개선하는 데 도움이 되는 다양한 영양소를 제공한다.

  3. 시장 성장 전망과 도전 과제: 대체 동물 사료 시장은 2023년 39.6억 달러에서 2033년 82억 달러로 성장할 것으로 예상되지만, 지역적 조건, 제조 비용, 환경 규제 등 여러 도전 과제가 존재하며, 이러한 문제를 해결하는 것이 필요하다.



10. 이식 유전체학(Genomics for transplants)

  1. 장기 이식의 발전과 필요성: 최근 2024년 3월, 최초로 돼지 신장이 인간에게 성공적으로 이식된 사례가 있으며, 이는 장기 이식의 기술적 진보를 보여준다. 그러나 미국에서 10만 명 이상의 환자가 장기를 기다리고 있어, 이식 가능한 장기의 수가 매우 부족한 상황이다.

  2. 유전자 편집 기술의 역할: CRISPR-Cas9과 같은 기술을 통해 돼지의 유전자를 편집하여 면역 거부 반응을 극복하고, 장기 이식의 성공률을 높이는 연구가 진행되고 있다.

  3. 이식의 윤리적 고려와 미래 전망: 이종이식은 윤리적인 고려사항이 많고, 치료 효능 극대화를 위해 최초 환자 시험에서 막대한 양의 데이터 수집이 필요하다.



2024년 세계경제포럼이 선정한 10대 신흥기술은 우리 사회와 경제에 큰 영향을 미칠 수 있는 가능성을 지니고 있다. 이 기술들이 제대로 활용된다면, 미래의 삶의 질을 높이는 데 기여할 수 있을 것이다.