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첨단기술의 과학

첨단기술의 과학

황정아, 채연석, 김민수, 박남규, 오혜연, 강명주, 전주용, 김용대, 김상우, 박종화, 최준일, 심현철, 오준호, 김호영, 선웅, 이성환 (지은이), 재단법인 카오스 (기획)
반니
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첨단기술의 과학
eBook 미리보기

책 정보

· 제목 : 첨단기술의 과학 
· 분류 : 국내도서 > 과학 > 기초과학/교양과학
· ISBN : 9791191214383
· 쪽수 : 340쪽
· 출판일 : 2021-01-25

책 소개

‘렉처 사이언스 KAOS’ 열한 번째 주제는 《첨단기술의 과학》이다. 우주, DNA, 뇌, 최첨단 의학, 드론, 로봇, AI, 빅데이터, 블록체인, 암호기술 등 과학이 여는 첨단미래를 미리 보는 특강이다.

목차

머리말 004

LECTURE 01 항공우주
01 지구인으로 살아가기: 우주 날씨와 인공위성 -황정아
태양계는 무엇으로 채워져 있을까? 017 / 우주를 보다 022 / 인류의 꿈, 우주로 가다 023 /
우주환경 / 우주기상 029 / 우주환경의 3요소 032 / 어떻게 대비해야 할 것인가 035 /
02 신기전에서 ‘누리호’ 우주 로켓까지 -채연석
폰 브라운 박사와 새턴-5 로켓 042 / 우리의 로켓 뿌리 043 / 외국에서 사용하는 발사체는 어떤 것일까 047
Q&A 051

LECTURE 02 미래 신재생에너지
01 수소로 전기를 만드는 세상 -김민수
앞으로 지구 온도는 얼마나 높아질까? 056 / 지구온난화의 원인은 무엇일까? 058 /
신에너지 수소가 필요한 이유는 무엇일까? 061 / 전기는 어떻게 만들어질까 064 /
실생활에 응용된 연료전지 068
02 페로브스카이트 태양전지, 우연한 발견은 없다 -박남규
신재생에너지의 발전 072 / 신기술을 어떻게 예측할 수 있을까? 074 / 태양전지의 원리 076 /
페로브스카이트 태양전지 079 / 페로브스카이트 실험 085
Q&A 088

LECTURE 03 AI / 머신러닝
01 사람의 언어로 소통하는 AI -오혜연
AI의 언어 능력 093 / 어려운 건 쉽고, 쉬운 건 어렵다 096 / 오픈도메인 대화 모델의 문제 099 /
언어 모델이란 무엇인가 101 / 언어 모델의 문제점 105 / 편향성의 문제 / 107
02 4차 산업혁명의 열쇠, 인공지능과 딥러닝: 수학의 새로운 도전 -강명주
산업혁명과 수학자 111 / 3차 산업혁명:영화 속의 수학 114 / 4차 산업혁명:딥러닝의 수학 118 /
딥러닝이 무엇일까 120 / 딥러닝의 문제점 123 / 딥러닝 속의 수학 124
Q&A 128

LECTURE 04 블록체인 / 해킹&보안
01 일단 여기까지만 알아두는 블록체인 이야기 -전주용
블록체인이 무엇인가 133 / 블록체인의 원리 137 / 블록체인 포크 139 / 블록체인과 암호화폐 142 /
블록체인의 활용과 한계 143 / 가상화폐 이용에 따르는 문제점 146 / 블록체인의 미래 148
02 4차 산업혁명 시대의 보안: 현재와 미래 -김용대
해킹이 무엇일까 150 / 신기술의 과거 보안 문제 152 / 신기술의 신규 보안 문제 155 /
자율주행차에 필요한 기술들 161
Q&A / 166

LECTURE 05 첨단의학
01 어떻게 DNA가 변하니? 돌연변이와 정밀의학 -김상우
돌연변이는 무엇이고 왜 생길까? 171 / 돌연변이가 우리 삶에 어떤 영향을 줄까? 179 /
돌연변이를 어떻게 알아낼까? 185 / 돌연변이 분석은 의학에 어떻게 이용되는가? 189
02 만인과 만물의 게놈을 해독 -박종화
게놈이란 무엇인가? 195 / 인간 전염 코로나바이러스는 누가 만들었나? 198 /
코로나바이러스의 본질은 무엇인가? 200 / 바이러스와 인간의 언어적 소통 202 /
신호의 본질 : 생명의 본질 204 / 차이를 연구하는 게놈학 206 / 결론 210
Q&A 212

LECTURE 06 통신/드론&자율주행차
01 5G 무선통신 : 제4차 산업혁명의 지렛대 -최준일
통신 연구란 무엇인가? 217 / 통신 연구의 발달 220 / 도대체 표준은 왜 필요한가? 223 /
통신은 무선이어야 하는가? 225 / 5G 이야기 227 / 통신 연구의 미래 232
02 드론과 자율주행차 : 나는 자동차의 시대는 언제 오게 될까? -심현철
무인항공기/드론의 정의 236 / 무인항공기/드론의 발전 과정 238 /
보이지 않지만 존재하는 하늘길 240 / 자율주행을 왜 개발하는가? 243 / 자율주행 구현 기술 247 / 무엇이 가능할까? 249
Q&A 252

LECTURE 07 로봇의 시대
01 로봇 기술과 미래 -오준호
다양한 로봇의 종류 259 / 사람과 컴퓨터의 상호작용 264 / 로봇을 어떻게 설계할 것인가? 269 /
자율성과 운동능력 272 /
02 로봇이 말랑말랑해도 되나요? -김호영
소프트 로봇이 왜 관심을 끌까? 277 / 소프트 재료와 최적 설계를 열쇠로 문을 열다 285 /
로봇으로서의 기능보다 모양 변화에 집중 289
Q&A 294

LECTURE 08 뇌&뉴럴 인터페이스
01 뇌의 자기조직화 : 생각의 탄생 -선웅
우리가 뇌에 대해 모르고 있는 것 300 / 뇌를 자세히 보기 302 / 조작해보기 304 /
만들어보기 307 / 인간은 어떻게 뇌를 갖게 되었나? 308 /
미니 뇌 제작 : 우리는 생각을 복제할 수 있을까? 311 / 연구를 통해 얻은 훌륭한 결과들 315 /
미니 뇌 개발, 지금은 317
02 뇌-컴퓨터 인터페이스 : 사람의 마음을 읽다 -이성환
뇌- 컴퓨터 인터페이스의 역사 319 / EEG 기반의 뇌-컴퓨터 인터페이스 321
Q&A 330

그림 출처 332
찾아보기 336

저자소개

채연석 (감수)    정보 더보기
미국 미시시피 주립대학교에서 항공우주공학 박사 학위를 받았습니다. 한국항공우주연구원에서 우주기술연구부장으로 활동하며 조선 세종 때 로켓인 신기전을 찾아내 복원했습니다. 한국 최초로 국산 액체 추진제 과학 로켓 개발에 성공해 과학기술훈장 웅비장을 받았습니다. 6대 한국항공우주연구원 원장, 한국우주소년단 부총재로 활동했으며 현재 과학기술연합대학원 교수로 근무하고 있습니다. 지은 책으로 《눈으로 보는 로켓 이야기》, 《눈으로 보는 우주 개발 이야기》, 《우리는 이제 우주로 간다》 등과 감수한 책으로는 《나는 알아요: 별과행성》, 《나는 알아요: 태양 지구 달》 등이 있습니다.
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선웅 (지은이)    정보 더보기
1969년 서울에서 태어났다. 어릴 때는 건강이 좋지 않아 혼자 집에서 이런저런 상상을 하며 지내는 시간이 많았다. 대학에 진학 후 발생학에 관심이 생긴 이래, 오랫동안 공부하고 연구원 생활을 하다 2002년 귀국하여 고려대학교 의과대학 해부학교실에서 신경발생학 분야에 대한 연구를 계속하고 있다. 가족은 사랑하는 아내 김민영과 유인 유빈 두 아들이 있다. 1987-1997 | 서울대학교 분자생물학과 학사/석사/박사 1997-2000 | 일본 오사카대 박사후 연수 2000-2002 | 미국 웨이크포레스트대 박사후 연수 2002-현재 | 고려대학교 의과대학 해부학교실 교수
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오준호 (지은이)    정보 더보기
연세대학교 기계공학과를 졸업하고, 동 대학원 기계공학과에서 석사와 미국 UC 버클리 대학교에서 박사를 받았다. 현재 카이스트 기계공학과 석좌교수로 재직 중이다. 휴머노이드 로봇연구센터 소장과 한국과학기술한림원 정회원으로 있다.
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황정아 (지은이)    정보 더보기
물리학자. KAIST 물리학과에서 박사학위를 취득하였으며, 한국천문연구원에서 지구방사선대 연구와 우주물리 탑재체 개발을 수행하고 있다. 과학기술연합대학원대학교 한국천문연구원 캠퍼스대표교수로 재직 중이다. 국가우주위원회 위원, 한국과학창의재단 이사 등을 역임했다. 정지궤도복합위성 추진위원회 위원, 425사업 자문위원, 한국연구재단 우주기술 분야 전문위원으로 일하고 있다. 2021년 말 우주로 발사할 4기의 편대비행 위성 SNIPE의 시스템 총괄 엔지니어로 일하고 있다. 지은 책으로 《우주날씨 이야기》, 《우주날씨를 말씀드리겠습니다》, 《과학자를 울린 과학책》, 《첨단기술의 과학》 등이 있다.
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김민수 (지은이)    정보 더보기
서울대학교 기계공학과(공학사)를 졸업하고, 동 대학원 기계공학과에서 공학석사와 공학박사를 받았다. 미국 국립표준기술연구원(NIST) 객원연구원을 지냈으며, 현재 서울대학교 기계공학부 교수로 재직 중이다. 한국공학한림원 정회원이며, 서울대학교 기계공학부 학부장으로 있다.
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박남규 (지은이)    정보 더보기
성균관대학교 화학공학부 석좌교수이다. 서울대학교를 졸업하고, 동 대학원에서 석박사 학위를 받았다. 프랑스 응집물질연구소(ICMCB-CNRS), 미국 국립재생에너지연구소(NREL)에서 박사후 연구원을 거쳤다. 한국전자통신연구원 책임연구원, 한국과학기술연구원 태양전지센터장을 역임했다. 국제 학술지 <에이씨에스 에너지 레터스(ACS Energy Letters)> 편집 차장을 맡고 있다. 이달의 과학기술자상(2008), 올해의 KIST인상(2009), 듀퐁 과학기술상(2010), 덕명공학상(2016), 삼성호암상(2018), 랭크상(2022)을 수상했다. 2017년 세계 상위 0.01퍼센트 연구자로 선정되어 노벨상에 접근한 과학자로 평가되고 있다.
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오혜연 (지은이)    정보 더보기
매사추세츠공과대학교(MIT) 수학과를 졸업한 후, 카네기멜론대학교에서 언어학과 계산언어학으로 석사 학위를, MIT에서 컴퓨터 사이언스로 박사 학위를 받았다. 현재 카이스트 전산학부 교수로 재직 중이다. 대용량의 소셜 미디어 데이터에 전산학적 도구를 적용하여 개인 및 그룹의 사회적 행동을 분석하는 전산사회과학 연구에 집중하고 있다. 또한 기계학습 연구를 수행하며 텍스트, 이미지, 웹 데이터에 대한 새로운 토픽 모델링 연구의 논문을 썼다.
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강명주 (지은이)    정보 더보기
서울대학교에서 이학사(수학)를 받고, 미국 UCLA에서 응용수학으로 이학박사를 받았다. 미국 UCSD 박사후연구원을 지냈으며, 현재 서울대학교 수리과학부 교수로 재직 중이다. 한국산업응용수학회 부회장으로 있다.
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전주용 (지은이)    정보 더보기
서울대학교 전기공학부(공학사)를 졸업하고, 동 대학원 전기공학부에서 공학석사와 미국 미시건대학교에서 경제학박사(미시경제학)를 받았다. 정보통신정책연구원과 한국은행 경제연구원을 거쳐 현재 동국대학교 경제학과 교수로 재직 중이다.
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김용대 (지은이)    정보 더보기
연세대학교 수학과를 졸업하고, 동 대학원 수학과에서 석사를 미국 서던캘리포니아 대학원 컴퓨터과학과에서 박사를 받았다. 현재 카이스트 전기및전자공학부 교수와 정보보호대학원 겸임교수로 재직 중이다. 미국 미네소타대학교 전산학부 조/부교수를 지냈으며, 카이스트 사이버보안연구센터 센터장을 지냈다.
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김상우 (지은이)    정보 더보기
카이스트에서 공학사(전산학, 부전공: 생물학)를 받고, 생물정보학으로 공학석사와 공학박사를 받았다. 미국 캘리포니아 샌디에이고 주립대 박사후연구원을 지냈으며, 현재 연세대학교 의과대학 교수로 재직 중이다. 연세유전체센터 생물정보학 Director이자 한국생명정보학회 총무이사로 있다.
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박종화 (지은이)    정보 더보기
영국 아버딘 대학교 생화학과를 졸업하고, 영국 MRC 센터 생정보학으로 박사를 받았다. MRC 센터 생정보학 교수로 지냈으며, 현재 유니스트 게놈센터 생정보학 교수로 재직 중이다.
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최준일 (지은이)    정보 더보기
서울대학교 전기공학과(공학사)를 졸업하고, 동 대학원에서 공학석사와 미국 퍼듀대학교에서 공학박사를 받았다. 미국 텍사스대학교 박사후연구원을 지냈으며, 현재 카이스트 조교수로 재직 중이다. 국제학술지 IEEE Communications Letters의 편집위원으로 있다.
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심현철 (지은이)    정보 더보기
서울대학교 기계설계학과(공학사)를 졸업하고, 동 대학원에서 공학석사와 미국 버클리대학교에서 공학박사를 받았다. 미국 버클리대학교 Principal Engineer로 지냈으며, 현재 카이스트 전기및전자공학부 교수로 재직 중이다. 국토부지원 민간무인기 안전운항연구단장과 카이스트 로보틱스 연구소장으로 있다.
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김호영 (지은이)    정보 더보기
서울대학교 기계공학과(공학사)를 졸업하고, 미국 MIT에서 공학석사와 공학박사를 받았다. 미국 하버드대학교 박사후연구원을 지냈으며, 현재 서울대학교 기계공학부 교수로 재직 중이다. 미국물리학회 석학회원으로 있다.
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이성환 (지은이)    정보 더보기
서울대학교 전산학과(공학사)를 졸업하고, 카이스트에서 전산학으로 공학석사와 공학박사를 받았다. 미국 MIT 뇌인지과학과 객원교수를 지냈으며, 현재 고려대학교 인공지능대학원 주임교수로 재직 중이다. 고려대학교 컴퓨터학과 교수와 국제패턴 인식학회(IAPR) Fellow로 있다.
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재단법인 카오스 (기획)    정보 더보기
우리는 과학이 세상에 도움을 줄 수 있고 과학적 사고가 세상을 바꿀 수 있다고 믿습니다. 그렇기 때문에 더 많은 사람과 기초과학에 관한 다양하고 깊이 있는 지식을 대중 강연, 콘서트, 출판 등을 통해 쉽고 재미있게 나누고자 합니다. 카오스재단의 강연은 누구에게나 열려 있으며 지난 강연은 재단 홈페이지와 네이버 TV캐스트, 유튜브를 통해 다시 볼 수 있습니다. • https://www.ikaos.org • https://tv.naver.com/kaos • https://www.youtube.com/KAOSscience
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재단법인 카오스의 다른 책 >

책속에서

우리나라에는 우주개발중장기계획이라는 우주개발 전체를 아우르는 중장기 로드맵이 있습니다. 우리나라 최초의 인공위성은 1992 년에 발사된 우리별1호이고, 1993년에 우리별2호, 그 계보를 잇는 과학기술위성1호가 2003년에 발사되었습니다. 두 번의 발사 실패 이후 드디어 2012년 나로호 발사가 성공했으며, 2021년에는 한국형 발사체 누리호의 발사가 예정되어 있습니다.


세종 시대 때 만들어진 신기전은 그 종류가 소, 중, 신화, 대 이렇게 네 가지 종류의 로켓이었고, 그 설계도가 아직까지 남아 있었습니다. 이 설계도를 분석해 현대식으로 복원까지 할 수가 있었는데, 대신기전 같은 경우에는 전체 길이가 5.5m나 되는 초대형 로켓입니다. 외국보다 무려 200~300년 앞서 우리가 대형 로켓을 개발한 것입니다.


수소 개발은 경제적인 면과도 연결되어 있습니다. 특히 우리나라처럼 자동차 산업이 발달한 경우 연비 규제 등 환경 규제에 대응하기 위해서는 유해가스가 나오지 않는 새로운 차의 개발이 매우 필요합니다. 요즘 급격하게 그 수가 증가한 전기자동차가 그 결과입니다. 여기에 더해 수소전기자동차가 등장했는데, 아직은 생산 대수가 적고, 기술 개발에 비용이 많이 들어가 가격이 비싸다는 단점이 있습니다.


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