과학기술로 실현될 2045년 미래 모습

“2045년 미래에는 어떤 기술이 발전해 있을까?” 지금으로부터 25년 후인 2045년 대한민국의 미래모습을 실현하기 위해 국가과학기술자문회의가 중장기 정책목표와 방향성을 담은 ‘과학기술 미래전략 2045(이하 ‘미래전략 2045’)’를 발표했다.

‘미래전략 2045’의 기본 틀은 ▲2045년 대한민국의 ‘미래상’을 우선 설정해, 미래에 대한 상상, 누구나 보편적으로 던질 수 있는 질문으로 논의를 전개함으로써 ▲과학기술이 해결해야 할 ‘도전과제’와 ▲과학기술 혁신역량을 지속적으로 확충하기 위한 중장기적 ’정책방향’을 도출했다.

‘과학기술 미래전략 2045’ : 지난 1999년에 수립한 「2025년을 향한 과학기술발전 장기비전」과 2010년에 수립한 「2040년을 향한 대한민국의 꿈과 도전, 과학기술 미래비전」을 잇는 국가 과학기술 장기 전략*이다. 지난 ‘19.4월 출범한 ‘2045 미래전략위원회(위원장: 정칠희 삼성전자 고문, 20인의 산학연 전문가)’와 2개의 실무 분과위원회(과학기술 분과/28인, 혁신생태계 분과/24인)를 중심으로 전략안을 구성했다. 대국민 설문조사(’19.7), 지역토론회(대전, 광주, 부산, ’19.10), 스타트업 대표 간담회(’19.10), 기술‧정책분야별 전문가 자문(’19.11~‘20.7) 등 1년 이상 사회 각계각층의 광범위한 의견을 수렴하는 과정을 거쳤다.

인류 생존을 위협하는… 재난재해, 감염병 등에 대처.

우선, 전지구적 위기인 기후변화에 대응해, 고효율 친환경에너지와 탄소 포집·저장·자원화로 온난화 속도를 늦추고, 인공강우, 태풍의 진로변경 등 혁신적인 기상조절 기술과 기상기후에 대한 초정밀도 예측모델 등을 개발한다.

각종 재난재해에 대한 데이터 기반 관리 시스템을 구축하고, 화재·해상사고·방사능유출 시 인명구조, 사고현장복구 등을 자율적으로 수행하는 AI 재난로봇 등을 개발한다. 미세먼지 고효율 포집·제거, 미세먼지 제로 소재 등 미세먼지 대응기술도 확보한다.

한편, 최근 메르스, 코로나-19와 같이 신·변종 감염병의 주기적 발생에 대응해 ▲감염원 사전탐지·검출 ▲치료·예방백신 개발 플랫폼 ▲인체 면역증강 기술 등 다양한 기술적 가능성을 고려한다.

인류 문명의 지속가능한 발전… 환경오염 방지

#오는 2045년에는 ▲인공강우로 미세먼지를 줄이고 ▲태풍약화 및 진로변경 등 혁신적인 기상기후 조절 가능하며 ▲더 이상 ‘버리는 폐기물’이 아닌 ‘새로운 자원인 폐기물’로서 자원화‧에너지화해 재활용하거나 ▲우주의 태양광 발전과 지구 내 ‘인공태양’을 만드는 핵융합 발전으로 에너지 안정적 확보 등 자연환경의 지속가능성을 보장하는 과학기술이 발달할 전망이다.

폐기물 선별‧자원화‧에너지화 기술을 통해 ‘버리는 폐기물’에서 ‘새로운 자원인 폐기물’로 관점을 전환하고, 미세플라스틱 친환경 처리 및 플라스틱 대체신소재 개발을 통해 제로 플라스틱 사회를 구현한다.

노후화 원전 해체, 방사능 유출을 원천 차단하는 원자력 기술 등을 통해 방사능 위협으로부터 안전하게 원자력을 활용하고, 궁극적으로 핵융합 발전의 실현을 목표로 한다.

건강한 삶과 수명 연장… 난치병과 뇌질환 극복

#94세가 된 수영 씨는 얼마 전에 새로운 치아가 났다. 오랜 세월 쓰이며 닳고 닳은 치아 재생 줄기세포를 통해 젊은 시절의 건강한 치아로 복원될 수 있었다. 최근에 사람들은 치아뿐 아니라 피부, 뼈, 간‧심장 등 장기도 인공적으로 만들어 새 것으로 교체하고 있다. 심지어 얼마 전에는 노화된 세포의 나이를 신생아 수준으로 되돌리는 기술까지 개발되어 인간 수명이 급격하게 늘어날 것으로까지 예상되고 있다.

이를 위해 원하는대로 유전자를 고쳐 쓰거나 줄기세포 치료 등을 통해 암, 유전질환 등 난치병을 극복하고, 초소형 로봇으로 몸 속의 생체변화를 감지하여 질병을 예방하는 등 예방의료를 강화한다.

뇌·신경의 부위별 기능에 대한 이해를 통해 치매 등 각종 뇌질환 및 고령으로 인한 뇌 기능 저하를 극복하며, 장기적으로는 뇌의 통합적 작동원리를 규명하여 기억 영상화·저장·대체까지 가능해진다.

과학기술로 실현될 2045년 미래 모습

신체적 능력 강화와 인공지능… 인류의 지적역량을 확장

#오는 2045년에는 ▲인체의 치아, 뼈, 피부, 혈액이나 장기까지 노화되거나 손상을 입으면 새 것으로 교체하고 ▲뇌에 칩을 이식하거나 뇌를 기계로 자극해 젊을 때와 같은 기억력, 정신상태 등을 유지하며 ▲뇌-기계를 연결해 생각만으로 기계를 작동시키고 어린아이, 동물과도 간단한 소통 등 인간의 능동적인 삶을 지원하는 과학기술이 발달할 전망이다.

장애·노화 없는 삶과 인구고령화에 따른 노동생산성 유지를 위해 신체에 부착·착용·삽입하는 신체증강 장비·로봇, 인공장기·조직·뼈 등 인체 모방설계 기술로 신체능력을 보완·확장한다.

인간의 뇌를 모방한 인공지능을 목표로 인공지능 반도체·알고리즘, 양자컴퓨팅 등 기술을 고도화하고, 향후 인공지능의 학습·추론능력을 높여나가 새로운 지식을 창출하고 사회난제까지 해결한다.

식량‧에너지 자원 확보 및 제조업 지능화… 산업경쟁력 강화

CT 기반으로 365일 24시간 무인으로 가동되는 농장, 양식장, 공장 등을 구현하고, 기후변화, 생물다양성 감소 등으로 인한 식량고갈에 대비해 배양육, 식사용알약 등 미래식량을 확보한다.

청정수소 확보 및 도심형 태양광 발전 확산 등으로 미래에 안정적으로 에너지를 공급받고, 초소형 대용량 전지, 우주태양광, 핵융합 발전 등 도전적인 미래기술도 확보해나간다.

빠르고 편리한 친환경 이동수단… 생활권 확장과 삶의 편의성 향상

오는 2045년에는 ▲자율주행차 전용도로가 도시 곳곳에 깔리며 차량 접촉 및 대인 교통사고 현격히 감소하고 ▲서울-뉴욕 간을 2시간 내 주파하는 우주왕복 유인비행기, 해저터널을 통과하는 하이퍼루프와 ▲재사용 우주발사체로 우주로 많은 사람들이 오가고, 우주공간에 안정적인 생활도시 조성 등 공간의 한계를 극복해나가는 과학기술이 발달할 전망이다.

이를 위해 항공엔진으로 이착륙하고 우주공간(지구 저궤도)에서 발사체엔진으로 초고속 이동하는 유인 우주왕복비행기와 국내·외 도시를 단시간 내에 연결하는 하이퍼루프(진공튜브열차) 망 등을 통해, 우주를 넘나들고 지상을 빠르게 주파하여 새로운 경제사회적 가치를 창출한다.

환경규제에 대응해 내연기관을 완전대체할 전기·수소 및 미지의 미래형 연료에 기반하는 친환경 이동수단을 개발하고, 완전자율주행차, 플라잉카 등을 통해 지상, 공중을 가리지 않고 운전에 들이는 노력 없이도 편하게 이동하는 모습을 실현한다.

새로운 소통공간(가상현실), 소통수단(뇌파통신)... 안전한 온라인 네트워크

고실감 3D 영상, 홀로그램 등을 통한 가상현실 구현과 사람‧기계‧동물 간 뇌파통신이 가능해짐에 따라, 모든 국민이 교육, 문화, 여가 등에 있어 색다른 경험을 향유할 수 있는 기회를 제공한다.

고도화·자동화되는 통신데이터 위·변조 및 해킹위협에 대응하여 블록체인, 양자암호통신, 차세대 미래보안 기술 등을 기반으로 한 신뢰성이 높고 안전한 소통 네트워크 환경을 구축한다.

우주·심해·극지 등 미지의 공간 개척…. 생활영역 확장

#우주와 심해를 탐사하는 쌍둥이 남매가 화제다. 올해 26세가 된 2020년생 지윤 씨와 도윤 씨는 각각 우주와 심해를 탐험하고 있다. 이들은 어릴 때부터 세계 각국의 극지프로젝트를 보고 자라, 미래의 꿈 1위가 우주인으로 나온 세대이기도 하다. 오늘 한국시각 0시 기준으로, 지윤 씨는 화성의 우주 탐사로봇에서, 도윤 씨는 심해 10,000m 아래까지 잠수하는 심해유인잠수정에서 차세대 통신 기술을 통해 서로 교신을 시도할 예정이다.

재사용 우주 발사체, 극지연구용 쇄빙선, 심해 유인잠수정 등의 개발을 통해 우주‧심해‧극지 등을 탐사‧개척하고, 희귀자원 채취 및 극한 환경에서의 다양한 기초‧원천연구를 진행한다.

장기적으로는 극한환경 생존기술, 우주·해저도시 건설, 우주생산 및 농업 기술 등을 통해 미지의 영역을 삶의 공간으로까지 확장시켜 나간다.

과학기술 생태계 요소의 질적 개선 및 연계 강화… 중장기 정책방향

국가과학기술자문회의는 앞서 제시한 기술적 관점의 도전과제들과 함께 미래 대비를 위한 우리나라 과학기술의 중장기적 정책방향을 수립했다.

과학기술 도전과제 해결의 기반이 되는 과학기술 정책방향

이번 미래전략에서는 과거처럼 인력‧투자‧인프라 등 국내 과학기술 생태계 요소의 양적 확충에 집중하기보다 각 요소를 질적으로 개선하고 지역, 글로벌까지 전선을 넓혀 요소간 연계를 강화하는데 초점을 두었다. 실제로 인재, 연구개발, 기업‧산업, 사회문제, 지역, 글로벌, 과학지향국가, 미래지향국가 등 중장기적 관점의 과학기술 정책방향과 세부과제를 제시했다.

과기정통부는 과학기술기본계획, 국가R&D 중장기 투자전략 등 5년 단위의 중단기 전략‧계획 수립 시 ‘미래전략 2045’를 기본 지침서로 활용함으로써, 전략의 실효성과 실행력도 확보할 계획이다.

박경일     kips1214@naver.com