가상현실이 조합된 미래형 롤러코스터
가상현실을 갖춘 로봇에 올라타면 어떤 일이 생길까? 넋이 나갈 정도로 짜릿한 경험을 맛볼 수 있다.
길이 6.6미터짜리 로봇팔의 끝에 미끼처럼 매달려 있으면 마치 우주를 가로질러 여행하는 듯한 느낌이 든다. 멀리 있는 행성들을 물끄러미 바라보고픈 마음이 들지만 집채만한 소행성이 다가오는 일은 딱 질색이다.
하지만 충돌 직전에 소행성을 페이저포로 날려버린 뒤 요리조리 파편을 유연하게 피해가면서 계속 나아가게 된다. 소행성 파편들이 롤러코스터에 우박처럼 쏟아져 부딪치며 온몸을 정신없이 흔들어댄다. 그러다가 돌연 웜홀의 암흑 속으로 빠져들어 다시 현실 세계로 나온다.
이런 미래형 롤러코스터를 생각해 낸 사람은 로보코스터라는 특이한 회사의 창립자로 올해 46세인 쾌활한 성격의 지노 데-골이라는 영국인이다. 그는 모든 미국인들에게 스릴감의 대명사인 써카 2005가 결국은 일방적인 놀이기구에 불과하다는 믿음 때문에 자신만의 새로운 기구를 개발하고 있다.
“트랙에 꽉 달라붙은 채 갈 곳을 미리 볼 수 있고 늘 똑같은 방식으로 운행될 뿐입니다”라고 데-골이 흥분된 어조로 말한다. 그가 생각하는 미래형 기구는 혼합형 롤러코스터로 강한 중력을 이용한 현대형 롤러코스터와 컴퓨터로 생성되는 교묘한 가상현실 시뮬레이터가 비디오 게임처럼 상호작용하는 것이다.
뱀처럼 길게 이어진 돔형 극장들을 통과하는 이 미래형 롤러코스터의 탑승객들은 컴퓨터로 생성된 먼 우주로 나가 외계인들과 얼굴을 맞대거나 폐동맥 내부를 탐험하기도 하고, 본인들이 원할 경우 나비를 쫓아 숲속을 돌아다닐 수도 있다.
유럽 최대의 산업용 로봇 제작사인 KUKA 로보틱스를 그만둔 지 2년 후인 2002년에 데-골은 덴마크 레고랜드에 세계 최초로 탑승객이 조종하는 로봇을 설치해 오락업계를 놀라게 했다. 그의 발명품은? 그는 보통 메르세데스 벤츠 엔진을 들어올려 용접을 할 수 있게 해주는 2.5톤짜리 알루미늄 로봇팔 KR 500의 끝에 2인용 좌석을 부착했다. 이 팔은 관절이 6개가 있어 거의 모든 방향으로 움직일 수 있다.
터치스크린을 이용해 탑승객들은 통 구르기, 비틀리며 회전하기, 거꾸로 뒤집히기 중에서 마음대로 선택해 스릴을 맛볼 수 있다. 하지만 이 로봇은 바닥에 고정되어 있기 때문에 자기가 만든 최초의 로보코스터가 “진짜 야생 황소를 타는 것 같다”고 데-골이 말한다.
현재 그는 KR 500들을 트랙에 얹혀 연이어 달리도록 하고 싶어한다. 탑승객을 뒤틀리며 굽이치는 트랙에 태운 채 쥐를 쫓는 고양이처럼 흔들어대면 신체적 자극이 심각해져 이 프로젝트에서 가장 큰 난관인 구토 문제가 발생하게 된다. 로보코스터의 제휴사인 AMEC 다이내믹 스트럭처스 엔지니어링의 기계 설계가인 폴 에반스는 KR 500의 동작들을 프로그램화 해 롤러코스터 탑승용 3-D 필름과 프레임별로 대조하면서 어떤 동작들이 구토를 발생시키는지 밝혀내고 있다.
스릴넘치는 도로
[1873]
35,000명의 관광객이 1인당 1달러씩 내고 펜실베니아에 있는 마우치 청크 스위치백 그래버티 기차를 탔다. 미국 최초의 기계식 롤러코스터는 석탄 운반용으로 제작되었다.
[1919]
존 밀러는 아래와 옆, 위로부터 롤러코스터 레일에 매달려 객차의 탈선을 방지하는 “하부 마찰 바퀴”를 특허냈다. 이제 디자이너들은 롤러코스터가 머리핀처럼 자유롭게 회전하거나 급강하하면서도 객차가 궤도에서 이탈하지 않도록 자유롭게 설계할 수 있다.
[1959]
애로우 디벨로프먼트사가 원통형 강철 롤러코스터 트랙인 디즈니랜드의 매터혼을 최초로 개발했는데, 이것이 현대식 강철 롤러코스터의 원조가 되었다. 강철이 목재에 비해 성능이 다양하다는 게 입증되면서 회전형 코스 설계에 애용되었다.
[2004]
AMEC 다이내믹 스트럭처스와 KUKA 로보틱스는 플로리다주 올랜도에서 시제품 형식의 트랙 기반 로보코스터를 선보였다.
[2008]
로보코스터가 최초의 3-D 트랙 기반 운행을 시작한다.
2. 생체공학적 눈
좌우시력 20을 능가하는 눈
과학자들은 이미 일부 시각장애인들의 시력을 회복시켰다. 이제 시각장애인들이 수퍼맨같은 시력을 갖는 일도 가능할 듯하다.
스티브 오스틴은 망원경 같은 눈으로 부러움을 샀다. 스타트렉의 수석 엔지니어인 게오르디 라 포지는 24세기형 눈속 이식물 덕분에 어둠속에서도 대낮처럼 볼 수 있었다. 그런데 이제 시력을 잃은 시각장애인들이 이런 SF에나 어울릴 기술의 혜택을 받게 될 것 같다.
“초능력이란 단어를 쓰기엔 아직 이릅니다”라고 남캘리포니아대학 전기공학 교수인 아만드 탱궈이가 말한다. 그는 현재 시각장애인을 위한 세계 최초의 이식용 카메라를 제작중이다. 하지만 만약 이 장치가 제대로 작동하면 “시각장애인들이 일반인에게는 없는 능력을 갖게 될 것”이라고 그가 말한다.
탱궈이의 눈속 카메라는 미 에너지부와 국립과학재단이 고령이나 질병으로 인해 감광성 세포가 타서 없어진 사람들의 시력 회복을 위해 남캘리포니아 대학에 수백만 달러를 지원해 추진중인 인공망막 개발 프로젝트의 일환이다. 이런 환자는 1,000만 명인데, 드디어 이 프로젝트의 효과가 나타나고 있다.
6명의 시각장애인 자원자들이 각자 한쪽 망막에 전극이 꽂힌 실리콘 막을 이식해 놓고 있다. 선글라스에 탑재된 디지털 카메라가 이미지들을 무선으로 이 이식물에 전송하면 16개의 전극들이 망막 신경을 자극해 뇌가 빛이 감지된 것으로 인식하게 된다. 비록 건강한 눈의 1억 화소에 비해 해상도는 형편없이 낮지만 시각장애인 자원자들은 컵과 접시, 명암을 구분하고 인도로 누군가 지나갈 때 이를 알아챌 수 있다.
“더 나은 일도 할 수 있습니다”라고 남캘리포니아 대학 안과학 교수인 마크 휴마연이 말한다. 망막 이식물 분야를 개척한 외과의사인 그는 현재 이 대학의 프로젝트를 책임지고 있다. 그는 보통 눈의 해상도보다 4배가 높은 전극 60개짜리 센서 이식을 2006년 초까지, 전극 256개짜리 칩은 그로부터 몇 년 이내에 성공시킬 계획이다. 그의 최종 목표는 전극 1,000개짜리 센서 이식이다.
“이 센서를 이식하면 얼굴을 식별하고 글을 읽을 수 있을 겁니다”라고 그가 말한다. 그는 향후 10년 이내에 이를 달성할 계획이다. 하지만 만만한 일은 결코 아니다. “TV를 바다에 던져 넣고 작동하도록 한다고 생각해 보세요”라고 망막 이식물을 제작하는 캘리포니아 소재 회사인 세컨드 사이트의 CEO 로버트 그린버그가 말한다.
눈은 전극을 부식시키는 소금물로 가득 차 있다. 게다가 활발하게 작동하는 전자기기들 때문에 신경과 혈관이 타버릴 수 있다. 탱궈이가 눈에 카메라를 넣기로 한 계획이 대담하다는 것은 바로 이 때문이다. 그가 제작중인 아스피린 크기의 이 장치는 비구면 유리 렌즈와 방수용 튜브에 끼워진 CMOS(상보성 금속 산화 반도체) 센서로 구성되는데, CMOS는 기존의 CCD(전자 결합 소자)보다 발열량이 적다. 카메라는 원래 눈의 수정체가 있는 작은 주머니인 동공 바로 뒤에 이식된다.
인공 시각의 발전 과정
[1929]
독일 신경학자인 오트프리드 포에스터는 한 시각장애인 자원자의 뇌 속에 있는 시각 피질을 전기로 자극해 작은 섬광들을 볼 수 있게 해 주었다.
[1968]
캠브리지 대학의 길스 브린들리는 시력을 잃은 52세 여성의 두개골 밑에 80개의 전극을 이식했다. 그가 전기를 가하자 이 여자는 섬광들을 보았다.
[2004]
아만드 탱궈이와 그의 동료 노엘 스타일스는 최초로 디지털 카메라를 눈에 이식해 개의 본래 수정체를 유리 수정체와 센서로 대체했다.
[2010]
남캘리포니아 대학의 과학자들은 이식용 디지털 카메라를 256개의 전극이 달린 망막 이식물에 이식하는 최초의 인체 실험을 하게 된다.
[2014]
1,000개의 전극이 달린 이식물이 등장해 시각장애인 자원자들이 얼굴을 인식하고 1센티미터짜리 글자를 최초로 읽을 수 있게 된다.
3. 홀로그램 텔레비전
현실감 살린 3차원 리얼리티 TV
최고 성능의 3-D TV는 벽에 걸 수 없지만 넋을 잃고 보다보면 미처 알아채지 못한다.
3-D TV의 발전 과정
[1947]
잉글랜드 럭비 소재 톰슨-휴스턴 일렉트릭 컴퍼니에 근무하는 동안 헝가리 물리학자인 데니스 가보르는 홀로그램을 발명해 1971년 노벨상을 받았다.
[1987]
텍사스 인스트루먼트 엔지니어인 래리 혼벡이 디지털 마이크로거울 장치를 발명했는데,
이 광학 반도체는 1996년부터 비디오 프로젝터와 TV에 사용되었다.
[2003]
텍사스 대학 사우스웨스턴 메디컬 센터의 과학자 해롤드 가너는 최초의 홀로그램 비디오 프로젝션 장치를 선보이며 제트기를 선회하는 헬리콥터의 뿌옇고 붉은 영상을 만들어냈다.
[2008]
미 공군은 홀로그램 계기판 디스플레이를 전투기들에 장착해 조종사들에게 전투장의 위치를 3-D 영상으로 보여준다.
[2015]
홀로그램 TV를 통해 헤비급 권투 결승전이 유료 위성 방송으로 생중계된다.
메디슨 스퀘어 가든의 어떤 연회장에서 영화를 상영한다 하더라도 조만간 선보이게 될 대형 화면 홀로그램 TV로 거실에서 즐길 액션의 절반에도 못미칠 것이다. 의자를 옮길 필요도 없이 눈앞에 펼쳐지는 장면을 원하는 각도로 마음대로 바꾸면서 TV를 볼 수 있다. 아쉽다면 질척한 치즈 프라이 정도랄까.
비록 10년 뒤에나 가능한 얘기지만 크기가 작은 홀로그램 TV는 달라스에 있는 해롤드 가너의 실험실에서 볼 수 있다. 그는 51세인데도 아직 혈기왕성해 의사이자 플라즈마 물리학자이면서 텍사스 사우스웨스턴 대학 메디컬 센터의 생화학자이기도 하다. 그가 만든 이 원형 TV는 홀로그램 영화를 보여주는 최초의 3-D 기계장치로 특수 안경이 필요없고 현기증도 나지 않는다.
어떻게 메디컬 센터에서 일하는 사람이 홀로그램 물체들의 움직임을 묘사하는 열쇠를 발견하게 됐을까? 가너가 텍사스 대학 발생생물학 교수가 된 것은 텍사스 인스트루먼트 설립자가 어느 정도 배려한 결과이고, 이 회사는 그에게 디지털 마이크로거울 장치(DMD) 개발 초기에 구경할 수 있는 기회를 주었는데, 이 장치는 현재 고급 비디오 프로젝터에 사용된다. 이 장치는 100만 개 가까운 반사판들로 이루어져 있다.
각 반사판들은 초당 수천 번 편광을 반사해 움직이는 영상을 만들어낸다. 가너는 기존의 프로젝션용 전구 대신 레이저로 DMD를 투사하는 기발한 생각을 해냈다. 그는 DMD를 프로그램한 후 레이저 광선을 가로막는 일련의 2-D 간섭 무늬들을 반사해 3-D 홀로그램이 생성되도록 했다.
그에게 가장 큰 과제는 적절한 스크린을 확보하는 것이었다. 2-D 간섭무늬들이 3-D 영상으로 펼쳐져 보이려면 투사면이 부피가 있어야 한다. 연무 기둥이나 젤리 통이 제격이긴 하지만 둘 다 이미지를 발산시켜 선명도가 떨어진다. 그래서 가너는 전기를 흘리면 투명하거나 흐려지는 초박형 LCD 판넬들로 구성된 디스플레이로 실험을 하고 있다. 이 판넬들이 빠르게 연속해서 켜지거나 꺼지면서 홀로그램이 생성되면 이 정도 속도만으로도 보는 사람의 눈에는 속이 찬 물체처럼 보이게 된다.
이런 디스플레이는 현재도 존재하지만 이들은 홀로그램이 없이 작동한다. 대신 이 디스플레이들은 3-D 이미지를 잘게 잘라서 한 겹씩 LCD 스크린들로 보내야 한다. 결과는 가너의 홀로그램 영상과 거의 같지만 이 방식은 한 겹마다 각각 x, y, z축 좌표들이 필요하기 때문에 처리 능력이 훨씬 더 커야 한다. 이 때문에 가너의 접근 방식이 3-D TV용으로 가장 가능성 높은 해결책이다.
▲ 홀로그램 기록 방법
반투명한 거울을 통해 사과에 레이저를 비추면 빛이 물체광과 참조광으로 분리된다. 물체광은 사과에 부딪치면서 흩어졌다가 간섭받지 않은 참조광과 재결합한다. 이렇게 해서 간섭무늬가 발생해 필름 조각에 기록된다. 이 필름에 참조광을 비추면 다중 2-D 영상들이 복제되면서 한 개의 3차원 이미지처럼 보이게 된다.
▲ 홀로그램 프로젝터 TV
디지털 마이크로 거울 장치는 홀로그램
필름을 본딴 간섭무늬로 프로그램된다. 이 3-D TV에서 레이저[1]가 확대경[2]을 통해 DMD[3]에 비춰지면 이것이 레이저를 홀로그램 프로젝션으로 변환한다. 이 이미지는 제 2의 확대경[4]을 통해 반사되어 나와 스크린[5]에 맺히는데, 이 스크린은 여러 장의 초박막 LCD들로 구성된다. 이 과정이 초당 30회 이상 발생하면서 동영상 비디오가 생성된다. 총천연색 TV는 3개의 DMD와 적색, 녹색, 청색의 3가지 레이저를 이용한다.
▲ 깊어지는 TV
홀로그램 TV는 3차원 동영상이 깊숙한 스크린에 투사되는 상자 형태이다.
화면은 100개의 초박막 투명 LCD들로 구성된다. 각 LCD는 전류를 흘려 투명하거나 희게 만들 수 있다. 이 판들은 눈으로 분간이 안될 정도로 연속해서 빠르게 점멸되면서 뒤쪽으로부터 얇은 홀로그램 영상들을 투사한다. 이것들이 합쳐지면서 얇은 부분들이 3-D 환영을 만들어낸다.
4. 스마트 홈
플라스틱으로 만든 미래주택
이 벽들은 말을 하고 비디오를 상영하며, 주택 난방과 실내 조명을 하고 결국은 건축계를 뒤바꾸어 놓을 수도 있다.
다음 번에 눈을 감고 미래의 주택을 상상할 때 한 다발의 탄산음료 병들을 떠올려 보라. 필라델피아의 건축가 스테판 키에란과 제임스 팀버레이크가 건축계의 일대 혁신을 가져올 만한 재료와 기술, 대량생산 기법들을 탐색하는 과정에서 얻어낸 결과물이 바로 그런 것들이기 때문이다.
두 사람은 이 연구로 몇 개의 설계상을 받았고, 최근에는 스마트랩이라는 혁신 제품을 개발해냈다. 텐트용 봉 위에 나일론이 펼쳐지듯 알루미늄 프레임에 팽팽하게 펼쳐질 외장용 스킨으로 개발된 스마트랩은 탄산음료 병에 사용되는 투명한 플라스틱과 같은 PET라는 폴리에스테르 필름 두 겹으로 구성된다.
두 사람은 이 얇고 신축적인 필름을 기판으로 이용해 종이에 잉크로 인쇄하듯 필름 위에 조명과 난방, 에너지 저장과 정보 게시 디스플레이용 마이크로 콤포넌트를 인쇄하려고 했다. 그 결과 저렴하면서도 생산공장이나 가정내에서 마음대로 조절할 수 있는 전자벽이 등장했다. 덕분에 스위치 조작만으로 거실 한쪽 면에 붙박이형 영화 스크린을 프로그램해 넣거나 한쪽 벽면 전체를 창문으로 바꿀 수도 있게 될 것이다.
스마트랩은 필름간에 5센티미터의 공간이 있는 PET 샌드위치 구조로 되어 있다. PET의 내부층은 99.8퍼센트가 공기인 다공성 실리카 에어로겔들로 채워져 있다. 이 재료는 NASA에서 마스 패스파인더 소저너 탐사선용 절연재로 개발한 것이다.
이 5센티미터 두께의 벽은 분홍색 폴리스틸렌 단열재를 채운 40센티미터 두께의 콘크리트 벽돌 벽의 단열 성능에 버금간다. PET은 마이크로 캡슐 형태의 위상 변화 재료가 들어있는 맑은 송진으로 코팅되어 낮에 발생하는 복사열을 흡수했다가 밤에 기온이 떨어지면 방출하면서 난방장치 기능을 한다. 하지만 별도의 냉난방 장치는 필요하다.
유기 광기전 태양 전지 OPV가 햇빛을 받는 외면에 인쇄되어 에너지를 모은 후 유기발광 다이오드 OLED 디스플레이와 내부의 조명에 전력을 공급한다. 이 태양 전지들은 일반인들에게 익숙한 실리콘 태양 전지와 거의 같은 원리로 작동하지만 훨씬 저렴하다.
클린룸의 고온에서 제조되는 대신 유기 광기전 전지들은 보다 저렴한 탄소기 복합물들로 제작되고 얇고 탄력있는 플라스틱 기판에 신문 인쇄와 유사한 방식으로 실온 상태에서 보관할 수 있다. 한 가지 중대한 걸림돌은 효율성이다.
이 전지들은 실리콘 전지들이 빛의 18퍼센트를 전기로 변환하는 데 비해 기껏해야 6퍼센트 밖에 변환하지 못한다. 키에란은 스마트랩이 상용화되기 위해서는 최소한 10퍼센트의 효율성이 필요하다고 말한다. 과학자들은 다양한 폴리머 결합 실험을 통해 가장 효율적인 것을 찾아내는 것은 시간 문제일 뿐이라고 말한다.
자립형 주택 발전 과정
[1941]
캘리코 프린터스 어소시에이션의 영국인 화학자들이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)에 대한 특허를 냈다. 종이 두께의 PET는 다른 저가의 플라스틱류들보다 강도가 높다.
[1973]
에너지 전환 연구소에서 최초의 태양열 주택인 솔라원을 델라웨어 대학 내에 지었다. 지붕판에서 태양광을 받아 전기를 발생시키고 여분의 전력은 배터리에 저장된다.
[2003]
건축회사인 키에란 팀벌란이 뉴욕 쿠퍼-휴잇 박물관에서 스마트랩의 원형 제품을 선보였다. 유기 광기전 OLED 스크린과 얇은 전지들이 전도성 잉크로 실크스크린 인쇄된 판넬에 부착되었다.
[2008]
과학자들이 OPV의 효율성을 10퍼센트로 높여 스마트랩이 경쟁력을 갖게 된다.
[2015]
스마트랩 제품들이 주택 보수 및 건물 자재 상점에 선을 보이기 시작한다.
▲ 유기 발광 다이오드(OLED)
OLED는 두 개의 전도층 사이에 전자형광 물질들을 끼워 넣은 것이다. 전류를 흘리면 양과 음의 입자들이 짝을 이루어 이 재료들이 빛을 낸다.
▲ 위상 변화재(PCM)
이 송진 층 내의 미세한 플라스틱 캡슐들에는 굳어질 때는 열을 방출하고 녹을 때는 열을 흡수하는 왁스가 들어 있어 실내 기후를 조절한다.
▲ 유기 광기전(OPV) 전지
햇빛의 광자들이 전지에 부딪치면 표면의 전자들이 활성화되어 자유롭게 흐른다. 이 전류가 전기 형태로 흡수된다.
▲ 세련된 입체 주택
스마트랩 주택은 마음대로 변형이 가능하다. 조명과 온도 조절, 전력 생산용 마이크로 콤포넌트들을 종이에 잉크를 인쇄하듯 투명한 폴리머 벽에 손쉽게 인쇄할 수 있다. 이 과정은 컴퓨터로 조작되기 때문에 건축가들은 이 콤포넌트들을 어떤 형태로든 프로그램 할 수 있어 벽 전체를 보호용으로 막거나
일부를 비워 창문을 만들 수도 있다.
5.관광객용 우주복
우주호텔에서 입게될 옷
실내복은 가져도 되지만 케블라복과 게코 슬리퍼는 반납해 주세요
우주 관광 발전 과정
[1935]
조종사 윌리 포스트는 50,000피트 상공 비행 기록을 세웠다. 그는 심해 다이버들이 입는 고무로 된 잠수복과 유사한 최초의 가압복을 착용했다.
[1965]
제미니 프로그램을 위해 데이빗 클락은 고무와 네오프렌으로 만든 공기주머니에 나일론망과 방화 외피를 코팅했다.
[1983]
우주왕복선 비행사들이 다양한 신체 유형을 커버하는 탈착형 팔과 다리 장치를 사용했다.
[2005]
다바 뉴먼이 한쪽 팔을 적절하게 가압하는 케블러 소매의 원형을 만들어내 생체복(바이오 수트) 제작 가능성을 입증했다.
[2020]
지구 궤도를 선회하는 스카이호텔 방문객들은 NASA의 유인 화성탐사 때 사용된 것과 같은 복장인 바이오 수트를 착용하게 된다.
안사리 X상 수상자인 버트 루탄과 폴 앨런을 비롯해 버진 갤럭틱의 리처드 브랜슨과 호텔업자 로버트 비질로우 같은 억만장자 친구들이 부자들에게 우주 관광의 기회를 열어줄 발사체와 궤도 주거시설 개발에 힘을 합하고 있는 가운데 한 가지 큰 의문이 여전히 남아있다. 우주 호텔에서 무엇을 할 것인가이다. 만약 MIT의 항공우주공학 교수인 다나 뉴먼의 연구가 결실을 맺는다면 우주비행사들이 지난 몇십년간 착용해온 것보다 성능이 훨씬 더 뛰어난 맞춤형 우주복을 입고 초저온의 어둠속으로 나가볼 수 있게 될 것이다.
뉴먼은 우주비행사들이 화성이나 달 탐사시에 입을 수 있는 우주복의 재료와 디자인을 개발중이다. 하지만 돈만 있다면 누구나 이 우주복을 입어볼 수 있다. 우주관광객들용 우주복은 즉석에서 제작된다. 먼저 로봇팔이 관광객의 몸 둘레로 돌면서 3차원 레이저 스캔을 한다.
이 이미지에 맞춰 로봇팔들이 케블라와 스판덱스, 나일론 액체 복합물을 절연 내의에 분사하면 이 옷이 몸에 닿으면서 랩처럼 팽팽해진다. 이 직조과정에 사용되는 재료들은 열변화를 적극 제어한다. 우주복 재료들은 대부분 사용후 재활용된다. 폴리머로 된 몸통 부분은 헬멧과 산소 탱크용 도킹점이나 디지털 카메라 주머니로 사용된다. 뉴먼의 발명은 우주복을 가압하기 위해 큼직한 가스층을 만드는 대신 기계식 반압력을 이용해 신체 세포들을 수축시키는 것이다.
무중력 호텔 안팎에서 사용하기에 가장 좋은 신발은 찍찍이 같은 게코 슬리퍼인데, 이 제품은 버클리 캘리포니아 대학 전기공학 교수인 론 피어링의 연구를 기반으로 제작되었다. 게코 신발은 강모라는 나노미터 크기의 털들로 덮여 있다. 이들의 접착력은 정전기력과 유사하다. 강모의 끝부분과 표면의 전자들이 상호작용해 서로 들러붙게 해준다. 피어링은 1평방인치당 약 7파운드의 결합력을 갖는 게코 섬유를 만들어냈지만 1평방인치당 150파운드에 달하는 게코의 결합력에 필적하려면 더 많은 폴리우레탄 강모를 집적해야 한다.
우주 관광객들에게는 안된 일이지만 무중력 상태에서는 생리적인 문제가 발생한다. 문제가 없으려면 나노메카닉스계의 권위자인 일리노이 대학 생명공학 교수 마이클 스트라노가 개발한 나노바이오센서의 모니터링이 필요할 수도 있다. 그는 작년에 탄소 나노튜브에 페리시안화칼륨을 얇게 코팅하면 용액내의 글루코스 양에 따라 밝기가 변한다는 사실을 발견했다.
이런 나노튜브들을 피부 밑에 이식하고 적외선에 가까운 보조광을 이 위에 투사하면 개조된 바코드 스캐너가 피부를 투과해 나노튜브의 밝기를 읽어 피를 뽑지 않고도 혈액내 글루코스 수치를 계산할 수 있다. 현재 스트라노는 우주 관광객들에게 사용될 콜레스테롤과 전해질, 스트레스 호르몬용 시약도 연구중이다.
▲ 게코 섬유
나노 미터 크기의 인조 강모(그물형 털) 수백만 개가 실리콘 같은 폴리머 재료로 제작된다. 이 강모는 식물의 줄기 모양 털로 끝부분이 주걱 모양의 구조로 되어 있다. 이 주걱 구조들은 정전기와 같은 약한 분자간 인력을 통해 어떤 표면에도 들러붙는다.
▲ 나노 바이오센서
나노 바이오수용체들은 분자 한 개 두께의 시약에 싸인 채 피부 밑에 이식된다. 글루코스나 스트레스 호르몬들이 증가해 이들과 반응을 하면 나노 바이오수용체들이 더 밝아진다. 스캐너가 적외선에 가까운 보조광을 피부를 투과해 비춰서 이 수용체들의 밝기를 측정한다.
▲ 지능형 옷
미래의 궤도 호텔에서 우주복은 즉석에서 맞춤 제작된다. 미세중력상에서 착용자의 신체를 3-D 레이저로 스캔한 후 로봇이 복합재로 된 보호층을 절연 기층에 분사한다. 전자직조라는 이 과정은 폴리머를 자동으로 수축하는 미세 섬유로 액화시켜 우주에서 착용자를 보호해주는 기계적 반압력을 발휘하게 해준다. 생명 유지 장치가 포함된 폴리머 몸통 복장에 헬멧이 달려 있다.
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