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NEXT LIST, GE가 제안하는 기술의 미래

기술의 앞날이 궁금하다? 앞으로 산업 분야의 발전이 어떻게 전개될지 궁금한 당신이라면 GE가 새롭게 발표한 넥스트 리스트에 주목하라. 여섯 개 분야로 나뉜 이 리스트에는 우리가 알아야 할 첨단기술의 현재와 미래가 모두 담겨 있다.

"GE는 “차세대 기술은 무엇인가?”라는 질문에 100년 이 넘는 세월 동안 대답해왔습니다. 생산하고 운송하고 에너지를 만들고 사람을 치료하는 기계와 기술에 투자해왔죠. 이런 투자는 오늘날에도 이어지고 있습니다. 넥스트 리스트는 바로 그 해답의 하나입니다." - 마크 리틀, GE CTO (최고기술책임자)

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NEXT LIST, GE가 제안하는 기술의 미래

  1. 1. GE가 제안하는 기술의 미래 GE Reports Korea I www.gereports.kr NEXT LIST
  2. 2. 극한의 기계 Extreme Machines 가혹한 외부 환경에서도 안정적으로 최고의 성능을 발휘할 수 있는 기계 기술 슈퍼 소재 Super Materials 가벼우면서도 뛰어난 내구성/내열성을 가진 수퍼 소재를 개발하는 경량화 기술 산업인터넷 Industrial Internet 기계와 사람, 기계끼리 소통하면서 스마트한 의사 결정을 지원하는 기술 마인드 매핑 Mapped Minds 뇌의 언어와 구조를 이해하여 뇌 관련 질병을 극복하는 기술 생각하는 공장 Brilliant Machines 발전된 클라우드 기술의 도움으로 어떤 부품이라도 언제 어디서나 제조가 가능한 기술 전천후 에너지 Energy Everywhere 어떠한 상황, 어떠한 극한 조건에서도 문제없이 작동하는 에너지 인프라 기술 미래를 밝히는 연구 분야 What’s Next 기술이 만드는 미래는 어떤 모습으로 펼쳐질까? GE는 언제나 이 질문에 대답해왔다. 최근 GE에서 발표한 ‘넥스트 리스트’는 비단 기술 관련 업계뿐만이 아니라 우리의 문명과 일상생활이 기술로 인해 어떻게 달라질지에 대한 비전을 제시하고 있다. 여섯 개의 항목으로 구성된 넥스트 리스트를 관련 콘텐츠를 통해 쉽게 이해하고, 이 리스트로 인해 우리의 생활이 어떻게 달라질지 예상해보도록 하자. WHAT'S NEXT 미래를 밝히는 연구 분야 02 NEXT LIST WHAT'S NEXT 극한의 기계 Extreme Machines 가혹한 외부 환경에서도 안정적으로 최고의 성능을 발휘할 수 있는 기계 기술 슈퍼 소재 Super Materials 가벼우면서도 뛰어난 내구성/내열성을 가진 수퍼 소재를 개발하는 경량화 기술 산업인터넷 Industrial Internet 기계와 사람, 기계끼리 소통하면서 스마트한 의사 결정을 지원하는 기술 마인드 매핑 Mapped Minds 뇌의 언어와 구조를 이해하여 뇌 관련 질병을 극복하는 기술 생각하는 공장 Brilliant Machines 발전된 클라우드 기술의 도움으로 어떤 부품이라도 언제 어디서나 제조가 가능한 기술 전천후 에너지 Energy Everywhere 어떠한 상황, 어떠한 극한 조건에서도 문제없이 작동하는 에너지 인프라 기술 미래를 밝히는 연구 분야 What’s Next Factories
  3. 3. Contents 02 05 슈퍼 소재 SUPER MATERIALS 에디슨의 전구에서 제트 엔진까지┃슈퍼 소재의 발전과 GE 14 마인드 매핑 MAPPED MINDS 뇌와 이야기하다┃뇌 질환 치료의 새 시대 17 산업인터넷 INDUSTRIAL INTERNET 모든 것을 바꾸는 새로운 기술┃GE 이코노미스트 마르코 안눈치아타 인터뷰 WHAT'S NEXT┃미래를 밝히는 연구 분야
  4. 4. 전천후 에너지 ENERGY EVERYWHERE 어디에서나 에너지를 만든다┃옌바허 엔진과 연료전지 20 생각하는 공장 BRILLIANT FACTORIES 공장이 스마트해진다┃세계 최첨단 기술이 집약된 산업 현장 24 극한의 기계 EXTREME MACHINES 하늘에서 바다까지┃극한 상황을 책임지는 기계들 26 넥스트 아이디어 NEXT IDEA 달이 되고 싶었던 흙의 꿈┃조선 달항아리에 대한 다른 생각 29
  5. 5. 모든 것을 바꾸는 새로운 기술 GE 이코노미스트 마르코 안눈치아타 인터뷰 산업인터넷 INDUSTRIAL INTERNET GE의 수석 이코노미스트 마르코 안눈치아타(Marco Annunziata)가 2013년 10월 TED에서 “산업인터넷의 시대에 오신 것을 환영합니다(Welcome to the age of the industrial internet)”라는 제목으로 발표를 했다. 세간의 화제가 된 이 발표의 주인공에게 산업인터넷과 미래의 기술에 대한 질문을 던졌다. 슈퍼 소재 SUPER MATERIALS 마인드 매핑 MAPPED MINDS 전천후 에너지 ENERGY EVERYWHERE 생각하는 공장 BRILLIANT FACTORIES 극한의 기계 EXTREME MACHINES
  6. 6. 경제전문가라는 예전의 경력에서 배운 것들 가운데 새로운 일에 가장 크게 도움이 되는 것을 한 가지만 꼽는다면 무엇일까요? 경청하고 소통하는 능력이라고 생각합니다. 사실 어떤 의미로는, 경제 전문가로서 숫자를 이해하고 다루는 것은 기본 소양 중 하나일 것이고요. 정말로 필요한 능력은, 사람들의 말을 듣고 무엇이 그들을 움직이게 하고, 그들이 무슨 생각을 하고, 그들이 무엇과 관계가 있는지 이해하는 것입니다. 당신의 관점은 어떤 것입니까? 저는 연구소 여러 분야에서 개발하는 혁신적인 신기술을 관찰하였습니다. 이것들을 더 큰 경제적인 의미로 번안하는 것이 저의 일입니다. 저의 연구소 경험을 바탕으로 ‘그래, 바로 여기에서 큰 생산성을 얻을 수 있겠다’라고 깨달았습니다. 선진국은 자원을 더 많이 생산하기 위해, 어떻게 더 높은 생산성을 달성할지를 고민하고 있습니다. 반면 개도국들은 지속적인 성장을 통해 사람들의 삶의 질을 향상시키는 것이 관건입니다. 그래서 저는 우선, 이 신기술들에서 어떻게 광범위한 경제적 의미를 연결할 것인가를 고민하기 시작했어요. 생산성 향상만이 아니라, 그 기술이 사업화되는 데 어떤 어려움이 있는지도 생각했습니다. 산업인터넷이 왜 그렇게 중요하다고 생각하십니까? 산업인터넷은 우리에게 경제적 가치가 있는 데이터와 정보의 새로운 차원을 열어주는 혁신입니다. 산업인터넷을 통해 정보는 통찰력으로 변화됩니다. 사실 산업인터넷 기술은 이미 우리 삶 전반에 큰 영향을 주고 있습니다. 레스토랑에 쉽게 찾아갈 수 있는 지도 어플리케이션이나 레스토랑 리뷰 검색 등을 일상에서 쉽게 이용하고 있죠. 이런 기술이 산업 분야에도 적용된다면, 산업인터넷을 “지속적인 성장으로 많은 사람들에게 높은 수준의 삶의 질을 제공할 방법은?” 06 NEXT LIST 산업인터넷
  7. 7. “헬스케어 분야의 효율성 증대로 더 많은 생명을 살릴 수 있게 된다” 통해 장비를 더 효율적으로 운용할 수 있습니다. 공항에서 시간을 효율적으로 관리하며 항공편이 지연되지 않고, 연료 소비량을 줄여 항공 분야의 성장과 지속가능성을 높일 수 있습니다. 또한 헬스케어 분야의 효율성이 높아지면 더 많은 생명을 살릴 수 있는 가능성이 높아집니다. 산업인터넷 혁명은 이전까지 불가능했던 새로운 정보의 힘을 자유로이 사용할 수 있게 해줄 것입니다. 그렇다면 현재 수많은 산업 분야와 시스템들이 운영되는 수준은 효율성을 최대한 활용하는 것이 아니란 말씀인가요? 절대적으로 그렇습니다. 의료 기관, 철도 회사, 발전망 분야 등에서 일하는 고객들과 이야기해 보면 그 사실을 너무나 분명하게 알 수 있습니다. 정말 놀라울 정도죠. 산업인터넷 기술을 통해서 고객들이 얻을 수 있는 정보와 분석 데이터 등이 어느 정도인지를 알게 되면 07 NEXT LIST 산업인터넷
  8. 8. 그때마다 고객들의 반응이 다 비슷합니다. “세상에! 우리가 지금까지 이렇게 아무것도 모르고 일을 했단 말인가요? 비즈니스에 대해 아는 게 없이 사업을 해왔네요. 얼마나 많은 정보를 수집할 수 있는지를 몰랐기 때문에, 정보를 제대로 얻지도 못했고 어떤 것이 가치 있는 정보인지도 몰랐습니다.” 왜 이 오랜 시간 동안 그 기술을 사용하지 않았던 겁니까? 많은 일들이 그렇죠. 이 문제는 기술 표준에 관한 이슈라고 할 수 있습니다. 어떤 기술을 처음 사용하면 초반에는 대단하다고 생각하지만, 나중엔 점점 그게 뒤떨어진 기술이라고 느끼게 되는 것과 마찬가지입니다. 세계의 정부와 비즈니스 리더들이 산업인터넷의 가치를 얼마나 잘 이해하고 있다고 보십니까? 산업인터넷은 아주, 아주 초기 단계에 있습니다. 비즈니스 리더들 중 일부는 산업인터넷을 아주 빠르게, 잘 이해하고 있습니다. 그 가운데에는 산업인터넷에 관심을 가진 사람들도 많아요. 그런 리더들에게 산업인터넷이 어떻게 가치를 창출하는지 정확하게 이해할 수 있도록 많은 도움을 제공해줘야 합니다. 산업인터넷 혁명이 고객기업의 효율적인 운영과 가치를 어떻게 창출해주는지 직접 이야기해주는 것이 GE가 맡아야 할 큰 역할이기도 하죠. 08 NEXT LIST 산업인터넷
  9. 9. 산업인터넷 기술이 발달하기 위해 해결해야 할 가장 큰 과제는 무엇입니까? 신뢰를 쌓는 것이 우선입니다. 정보를 수집하고 분석하자면 고객기업의 정보에 접근해야 하고, 데이터를 공유하려면 고객이 편안하게 느낄 수 있어야 하기 때문이죠. 따라서 데이터 보안이 첫째 과제입니다. 필수적이죠. 두 번째로는, 지속적이며 광범위한 플랫폼을 만들어야 합니다. 이런 플랫폼을 통해 고객기업이 다른 공급자들에게서 받는 산업인터넷 솔루션으로 가치를 창출할 수 있도록 하기 위해서죠. 미래에 대해 더 멀리 내다보자면 인적 자원도 중요합니다. 어느 나라에서든 필요한 기술을 배운 인재가 배출될 수 있는 구조를 갖추었는지 그곳의 교육 체계를 확인해 보아야 합니다. 앞으로 기업들이 산업인터넷 기술을 통해 얻는 데이터를 분석해야 할 텐데요, GE는 고객기업에게 어떤 도움을 주게 됩니까? 우리가 제공하는 플랫폼을 이용해서 고객사는 데이터를 수집하고, 소프트웨어를 돌려 데이터를 분석하며, 그로부터 솔루션을 얻게 됩니다. 소프트웨어 성능을 향상시키기 위해 캘리포니아의 소프트웨어 센터에 많은 투자를 하고 있는데, 이 소프트웨어 분석을 기계에 대한 지식과 통합하는 것이 목표입니다. 하지만, 잊지 말아야 할 게
  10. 10. 있습니다. 실상, 문제는 제대로 된 정보를 어떻게 뽑아낼 것인가에 있어요. 그저 첨단 소프트웨어를 가지고 있으면 다라고 생각해선 안 됩니다. 어떠한 정보가 적합하고 필요한 것인지를 알아야 해요. 그러자면 기계 자체에 대해서도 알고 있어야 하죠. GE가 필요한 지점이 바로 여기입니다. 산업인터넷이 만들어낼 혁신의 물결은 아름답습니다. 기존 산업의 경쟁적인 지형을 완전히 거꾸로 엎어버리기 때문이죠. 이렇게 새로운 역동성으로 인해, 전에는 경쟁할 일이 없었던 새로운 기업들, 새로운 선수들과 경쟁하게 되었다는 점 역시 간과해서는 안 됩니다. 동시에, 우리에게는 중공업회사로서 가지고 있는 힘에서 나오는 유리함도 있습니다. 우리는 미래의 단계에 산업적인 서비스를 제공하는 산업 회사죠. 그리고 그 역할을 아주 진지하게 수행하고 있는 중입니다. 제조기술 이야기를 좀 해볼까요. 오늘날, 생산에서 지리적인 조건은 어떤 역할을 하고 있습니까? 제조 공장의 위치를 결정하려면 두 가지를 고려해야 합니다. 시장 즉 고객에 대한 접근성과 기술에 대한 접근성이죠. 하지만 첨단제조기술이 현실화되면서 우리는 이런 조건에서 어느 정도 자유로워지기 시작하고 있습니다. 첨단제조기술로 인해 두 가지가 가능해졌습니다. 첫째는 더 작은 규모로도 경제적으로 효율성 있는 생산을 할 수 있게 되었다는 것입니다. 이런 점을 보여주는 전형적인 사례가 3D 프린팅 기술이죠. 우리가 어떻게 프로그램하느냐에 따라 다양한 가격으로 제품을 생산할 수 있는 것이 바로 3D프린팅입니다. 동시에 생산에서 더 많은 유연성을 확보할 수 있어요. 화상통신 기술 덕분에 첨단제조기술을 기존의 생산 프로세스와 더 잘 통합할 수 있기 때문이죠. 첨단제조기술을 이용하면 생산 운영의 규모와 배치를 더 유연하게 조정할 수 있습니다. 운송비 vs 임금 vs 기술 비용을 한번 비교해보면, 이런 요소들 사이의 균형을 최적화하고 전체 비용을 최적화하는 방안이 무엇인지 깨닫게 될 겁니다. 지금의 장소가 바로 최적의 위치이며, 따라서 여기에 제조 공장을 만들면 되는 것이죠. 미래의 업무방식 “퓨처오브워크 Future of work” 10 NEXT LIST 산업인터넷
  11. 11. 퓨처오브워크는 GE가 중요하게 생각하는 또 하나의 요소입니다. 이 분야에서 어떤 연구를 하고 있으신지요? 퓨처오브워크는 3개의 축으로 구성되어 있습니다. 첫째는 산업인터넷, 둘째는 첨단제조기술, 셋째는 글로벌 브레인입니다. 글로벌 브레인은 기업들이 어떻게 크라우드 소싱을 이용하느냐에 대한 것입니다. 기본적으로 GE같은 기업들이 외부 인재들을 직접 노동이라는 좁은 경계를 넘어 함께 일하는 방식이죠. 이제 멋진 변화가 일어나고 있어요. GE는 오픈소스 크라우드 소싱 플랫폼인 GrabCAD와 협력하여, 항공기 제트엔진의 브라켓을 경량화하는 혁신을 함께 했습니다. 기존 제품보다 작고 간단하지만 항공기와 엔진을 연결시켜주는 중요한 역할을 하는 부품이 탄생했어요. 우리는 새로운 디자인을 반드시 3D 프린팅 기술로 만들고 싶었습니다. 훌륭한 내용을 갖춘 수많은 디자인들이 제출되었죠. 그 중에는 깜짝 놀랄만한 것도 있었습니다. “퓨처오브워크는 앞으로 수년 동안 경제 분야에서 변화의 중심이 될 것이다” 11 NEXT LIST 산업인터넷
  12. 12. 상위 3개의 디자인은 항공이나 그 비슷한 분야에도 전혀 경험이 없는 사람들의 작업이었습니다. 1위는 인도네시아의 음향 엔지니어가 차지했는데, 기존 제품보다 80%나 가벼운 제품이었어요. GE의 엔지니어들이 지금까지 해내지 못했던 결과입니다. 더 조직화된 혁신 커뮤니티는 어떤 형태일까요? 우리는 혁신 커뮤니티를 만드는 최상의 방법이 무엇인지 고민하고 있습니다. 크라우드 소싱의 아름다움과 힘은 통제하지 않는 것에서 나옵니다. 누구나 작업에 뛰어들 수 있고 기여할 수 있어요. 물론 완전하게 통제가 없는 상태가 되어선 안 되겠죠. GE에 도움이 되는 방향이어야 합니다. 약간의 규제와 규칙은 필요합니다. 그래야 지적 재산권도 보호하고, 과정이 원활하게 돌아갈 수 있으니까요. 오늘 세계 경제의 성장이 더딘 상황입니다. 현실적으로, 비즈니스 리더들은 이런 환경에서 어떻게 기업의 성장을 이끌어갈 수 있을까요? 제가 보기엔, 기본으로 돌아가는 것이 해결의 시작입니다. 성장이란 혁신에서 시작된다는 사실을 비즈니스 리더들이 깨달아야 해요. 생산성을 향상시켜야 성장이 시작되죠. 비즈니스 리더들 중 이 사실을 이해하는 이들이 늘어나고 있고, 그런 모습을 어디에서나 볼 수 있게 되었습니다. 비즈니스 리더들이 생산성과 효율성 향상에 집중하고 있죠. 두 번째는 비즈니스 리더들이 이 아젠다를 국가적 차원으로 부각시킬 12 NEXT LIST 산업인터넷
  13. 13. 필요가 있다는 겁니다. 그렇게 되면 혁신을 창발해야 결과적으로 시장이 활성화된다는 점을 정치인들과 정부가 이해하게 될 겁니다. 생각의 틀이며 정책・규제의 모든 면에 혁신이 필요하죠. 또한 교육 분야와 지속가능한 정책에 투자해야 합니다. 경제 전문가로서 제가 걱정하는 것은 몇몇 국가, 특히 선진국들이 쉬운 해결책을 선택하는 유혹에 빠질 수 있다는 점입니다. 2006년이나 지금이나 똑같은 정책을 유지하고 있는데, 왜 그때는 그렇게 높은 성장률을 보이고 지금은 그러지 못하냐는 질문을 쉽게 던집니다. 대답은 간단합니다. 2006년의 정책은 잘못된 것이었고, 그래서 우리가 2008년에 위기를 경험한 것입니다. 이제 우리는 정말로 기본으로 돌아가서 혁신과 기술・인프라・교육에 집중해야 합니다. 이 부분에서 비즈니스 리더들이 막대한 역할을 수행해야죠. 경제 분야에서 역할을 수행해야 할 뿐 아니라 사회적 논의를 이런 방면으로 이끌어가야 한다는 말입니다. 우리가 계속해서 앞으로 나아갈 수 있는 유일한 방법은, 이 모든 과정을 지탱하면서 계속 앞서서 판세를 이끌어나갈 뛰어난 인재들을 많이 보유하는 것밖에 없습니다. 감사합니다. 감사합니다. 유익한 시간이었습니다. “기본으로 돌아가서 혁신 , 기술 , 인프라 , 교육 등에 초점을 맞춰야 합니다” 13 NEXT LIST 산업인터넷
  14. 14. 에디슨의 전구에서 제트 엔진까지 슈퍼 소재의 발전과 GE 에디슨이 완성한 첫 전구의 붉을 밝힌 필라멘트는 대나무에서 비롯되었다. 불에 그을린 대나무로 만든 탄소섬유를 사용한 것이다. 기술의 발달과 함께 탄소섬유의 가치가 재발견되는 중이다. 한때 우주선의 소재로 쓰였던 탄소섬유는 이제 더욱 진화하여 제트 엔진을 만들어낸다. 그리고 그 진화는 아직 멈추지 않았다. 에디슨이 전구를 만들었다는 사실만큼이나, 그가 전구를 만들기 위해 수천 번의 실패를 거듭했다는 사 연도 유명하다. 1879년 11월 4일 미국 특허청에 제 출하여 이듬해인 1880년 1월 27일에 승인된 에디슨 의 특허신청서에는 필라멘트를 만들어내기 위해 수 없이 재료를 바꾸며 실험했던 내용도 기록되어 있다 고 한다. “나는 탄화작용에 집중했다. 면 실, 리넨 실, 나무 조각, 종이 등을 다양한 방식으로 꼬아보았지만 램프는 어두웠다. 흑연과 탄소 소재를 여러 형상으로 타르와 섞은 후 다양한 길이와 두께의 선으로 꼬아보 기도 했다.” 1879년 클리브랜드의 멘로파크 연구소에서 그는 얇은 대나무 조각을 태웠다. 대나무에 함유된 셀룰로 오스는 금새 탄화되어 강력한 탄소섬유로 변했고, 이 것이 새로운 필라멘트의 재료가 되었다. 새로운 필라 멘트를 만들기 위해 에디슨의 연구원들이 세계를 뒤 졌고, 그들이 찾아낸 최적의 소재는 일본 교토에 있 는 신사 이와시미즈(石清水) 하치만구(八幡宮)의 대 나무였다. 그런 인연으로 현재 이 신사에는 에디슨 기 념비가 세워져 있어, 이곳을 찾는 이들의 관심을 끌고 있다. 에디슨이 발명한 대나무 즉 탄소섬유 필라멘트는 전도성을 띠면서 고열을 견딜 수 있었다. 이후 이 탄 소섬유는 텅스텐 필라멘트로 교체되기 전까지 초창 기 전구에 불을 밝히는 역할을 충실히 해냈다. 그로부터 80년이 지난 후 탄소섬유가 다시 가치를 인정받게 되었다. 미국 항공우주국 즉 NASA의 엔지 니어들이 탄소섬유가 우주선에 이상적인 소재라는 점을 밝힌 것이다. 탄소섬유의 강도와 가벼움 덕분에 미국은 소련과의 우주 개발 경쟁에서 우위를 지킬 수 있었다. NASA의 설계자들은 미리 합성수지에 적신 여러 겹의 탄소섬유 매트로 복합 부품을 제작하기 시작했 다. 철이나 알루미늄 합금보다 가볍고 내구성과 강도 가 강하기 때문에 탄소 섬유는 항공기, 로켓, 미사일 의 동체나 부품에서 금속의 자리를 대신했다. 산업인터넷 INDUSTRIAL INTERNET 슈퍼 소재 SUPER MATERIALS 마인드 매핑 MAPPED MINDS 전천후 에너지 ENERGY EVERYWHERE 생각하는 공장 BRILLIANT FACTORIES 극한의 기계 EXTREME MACHINES 14 NEXT LIST 슈퍼 소재
  15. 15. 1980 년대 GE는 NASA의 E3 프로그램의 지원을 받아, GE36 오픈 로터 엔진을 실험 개발했다. 이 엔진은 탄소섬유 복합재로 만든 블레이드와 터보팬, 터보프롭 엔진의 복합설계로 만들어졌다. 팬 시스템을 이용한 비슷한 크기의 기존 엔진보다 연료 효율을 30% 이상 높일 수 있었다. 초기의 탄소복합재는 1파운드(약 454 그램) 당 400달러로 매우 비쌌다. 하지만 생산기술이 혁신되면서 곧 가격이 내려갔고, 이용 범위는 점점 넓어졌다. 오늘날 탄소섬유는 자동차와 항공기의 동체를 만드는 데 쓰일 뿐만 아니라 골프채나 테니스 라켓에도 사용된다. GE는 수십 년 동안 탄소섬유 복합재료 연구 개발을 멈추지 않았다. 특히 제트엔진 정면에 위치한 팬 블레이드를 탄소섬유로 만들게 되면 엔진 경량화와 효율화를 달성할 수 있음에 주목했다. GE 글로벌리서치 연구소에서 복합재료 연구를 이끄는 슈리다 나스(Shridhar Nath)는 이렇게 이야기한다. “비용도 많이 들고 실패 위험도 큰 프로젝트였습니다. 우리는 티타늄을 플라스틱 소재로 대체할 계획이었어요. 블레이드를 긁어보는 데서 시작했죠. 비, 우박, 눈, 모래 등에 노출시키고 엔진 내부에 강한 압력도 가해보면서 탄소섬유 블레이드의 반응을 실험했습니다.” 긴 실험 끝에 GE의 연구는 성공을 거두었다. GE에서는 이미 탄소섬유 복합재료 4세대 물질을 개발했다. GE항공 대변인 릭 케네디(Rick Kennedy)는 “탄소섬유 복합재료는 여러 곳에 다양하게 이용되지만 뉴욕 현대미술관(MOMA)의 ‘건축과 디자인’ 컬렉션에 포함된, 탄소섬유 복합재료로 만든 GE 90 엔진의 블레이드. 신기술을 구현하고 있으면서도, 미술관에 어울리는 아름다운 디자인을 자랑한다. 15 NEXT LIST 슈퍼 소재
  16. 16. 지속적인 대량생산이 매우 어렵습니다. 그 숙제를 풀 어낸 것이 GE의 기술력이죠.”라고 말했다. 탄소섬유 복합재 덕분에, 세계에서 가장 크고 강력 한 제트 엔진인 GE 90의 중량이 수백 킬로그램이나 줄어들었다. 이 감량 덕분에 항공기의 효율이 크게 높 아졌다. GE의 최신 대형 제트 엔진이자 최고의 연비 효율을 자랑하는 GEnx의 팬 블레이드와 팬 케이스 에도 탄소섬유 복합재료가 이용되고 있다. GE는 현재 풍력터빈 블레이드, 오일 앤 가스 산업 용 수직 파이프에 탄소섬유를 적용하는 실험을 진행 중이다. 또한 엑스레이와 CT 촬영대를 탄소섬유로 만 들어 방사선을 투과하면서도 화질을 높이는 방법 역 시 연구하고 있다. “향후 15 년 동안, 지금까지 사용된 적 없는 분야에 서 탄소섬유의 사용이 폭발적으로 증가할 것입니다. 기존 소재보다 무게를 줄이고 강도를 높이는 문제에 는 모두가 관심 있어 합니다. 탄소섬유는 그런 요구를 모두 만족시킬 수 있습니다.” GE 글로벌리서치 연구 소 슈리다 나스의 설명이다. 누군가 에디슨에게 “당신은 전구를 만들기 위해 만 번이나 실패를 했다죠?”라고 비아냥거리자, 에디슨 이 “나는 전구를 발명할 수 없는 만 가지 방법을 배웠 습니다.”라고 대답했다는 일화가 있다. 수없이 많은 노력과 실패가 경험이 되고, 그 경험에서 새로운 기 술이 나온다. 19세기에 세상을 밝혔던 탄소섬유는 이제 GE의 기술력으로 하늘을 나는 엔진으로 진화했 다. 향후 이 소재가 어떤 가능성을 보여줄지 더욱 기 대된다. 보잉의 항공기인 드림라이너 동체의 일부는 탄소섬유 복합재료로 만들어졌다. 세계에서 가장 강한 제트 엔진 GE90-115B의 탄소섬유 팬 블레이드. 16 NEXT LIST 슈퍼 소재
  17. 17. 뇌와 이야기 하다 뇌 질환 치료의 새시대 뇌는 우리 몸의 모든 기능을 통제한다. 만약 뇌의 언어를 이해할 수 있다면, 그리고 그 언어로 다시 몸에게 이야기를 건다면 뇌 손상이나 뇌 관련 질환으로 잃어버렸던 기능을 회복할 수 있지 않을까? GE 글로벌리서치연구소에서는 뇌의 이야기에 귀를 기울이고 있다. 뇌 질환의 진단과 치료에서 혁신적인 변화가 우리를 기다린다. 현대 의학이 나날이 발전하면서, 예전에 난치병이 나 불치병으로 여겼던 많은 질병을 치료할 수 있게 되었다. 그럼에도 아직까지, 현대인들이 여전히 가장 두려워하는 질병을 든다면 역시 알츠하이머나 파킨 슨병, 뇌졸중 같은 뇌 관련 질환이 아닐까? 이런 질 병들은 병 자체도 문제지만, 그 후유증으로 인해 삶 의 질이 여러 면에서 현저히 떨어진다는 점도 큰 문 제이다. GE는 꾸준히 뇌 관련 질환에 관심을 가져왔고, 진 단이나 치료에서 획기적인 연구 개발 결과를 내놓고 있다. 최근에는 뇌의 ‘언어’에 주목하여, 이 언어를 통 해 뇌 손상 질환을 치료하는 가능성을 새롭게 개척하 여 많은 이들의 관심을 받고 있다. 뇌에는 고유의 언어가 있다. 뉴 욕 주 니스카유나 소재 GE 글로 벌리서치연구소 소속의 제프 애 시(Jeff Ashe)는 뉴런의 전기적・화학적 신호로 전 달되는 ‘뇌의 언어’에 관심을 가지고 있다. 즉 의식 그 자체에 관심을 가지고 있다. 애시의 연구팀은 브라운 대학의 과학자, 엔지니어, 의사 등과 더불어, 뇌의 뉴 런에서 발생하는 전기적 신호를 연구한다. 뇌나 척수 손상과 질병으로 신체 기능을 잃어버린 환자들에게 극소형 임플란트를 이식하여 신체 기능을 회복하게 할 방법을 찾기 위해서다. 전기공학자인 애시가 뇌의 언어를 연구하게 된 것 은, 뉴런이 전기 신호를 통해 우리 몸을 움직이기 때 문이다. 그는 이렇게 이야기한다. “우리는 뇌가 사지 의 움직임을 제어하기 위하여 송수신하는 전기 신호 를 해독해보려고 합니다. 뇌의 신호를 해독한다면 특 정 질병이 신체 기능에 어떤 영향을 미치는지도 이해 할 수 있을 테니까요.” GE 글로벌 리서치 연구소에서는 극소형 임플란트 를 뇌에 이식해본 경험이 많은 브라운 대학 연구진에 공동 연구를 제안했다. 이 협업에서 GE 측이 담당한 것은 마이크로 전자공학, 비침입성・웨어러블・무선 기 뇌의 신호도 데이터? 산업인터넷 INDUSTRIAL INTERNET 슈퍼 소재 SUPER MATERIALS 마인드 매핑 MAPPED MINDS 전천후 에너지 ENERGY EVERYWHERE 생각하는 공장 BRILLIANT FACTORIES 극한의 기계 EXTREME MACHINES 17 NEXT LIST 마인드 매핑
  18. 18. 능을 갖춘 의료 장비 등이다. “우리 임플란트 제품의 센서는 크기가 정말 작습니다. 이 센서가, 각각의 뉴런에서 오는 전기 신호를 모두 기록할 수 있죠. 그 후 뉴런이 만드는 정보와 기능 형성 과정을 해석해낼 수 있습니다.” 현재 과학자들은 일단의 뉴런이 모여 어떻게 신체 기능을 제어하는지 이해하기 바로 직전의 단계에 와 있다는 것이 애시의 관점이다. “개별적인 뉴런에 대해서는 이미 연구가 많이 되어 있습니다. 뉴런들이 어떻게 기능하고 어떻게 전기적, 화학적 신호를 전송하는지도 거의 알고 있어요. 하지만 이 뉴런들이 어떻게 모두 상호작용을 하는지는 아직 모릅니다.” GE 글로벌리서치연구소가 새롭게 개발중인 센서는, 예전 제품에 비해 뇌의 더 많은 부분에서 더 많은 뉴런 활동을 기록할 수 있다. 연구자들의 목표는, 뇌가 어떻게 의사소통을 하는지 이해하여 궁극적으로는 뇌 기능 손상을 치료할 수 있는 방법을 찾는 데에 있다 “우리는 뉴런의 신호를 모방하고 제어 능력을 복구할 수 있는 외부 장치를 통해, 그 신호들을 몸 바깥으로 끌어내고자 합니다.” 애시는 이렇게 말한다. 오늘날, 전세계적으로 4억 5천만 명의 사람들이 신경정신성 증상과 신경퇴행성 질환으로 고통을 겪고 GE 글로벌리서치의 클린룸에서 초소형기전시스템(MEMS) 웨이퍼로 작업중인 연구원. GE의 혁신적인 초소형 전자공학 설계와 제조 기술은 초소형 뇌 임플란트 부품에서 핵심적 역할을 한다. 극소형 뇌 임플란트는 알츠하이머나 파킨슨병 같은 신경 퇴행성 질환뿐 아니라 우울증 치료에도 도움이 될 것으로 보인다. 뇌의 이야기를 듣다 18 NEXT LIST 마인드 매핑
  19. 19. 있다. 1,400 만 명이 넘는 알츠하이머 환자들에게 소 요되는 비용은 미국에서만 향후 40년 동안 1조 달러 (1,000조 원) 이상이 될 것으로 추산되는 상황이다. 또한 환자와 가족, 간병인들이 겪는 심리적 고통은 돈 으로 환산할 수 없을 만큼 크다. 이런 환자들을 돕기 위해 GE는 대학 및 병원은 물론이고 미국 프로미식축 구협회와도 협력하여 뇌를 더 잘 이해하려는 연구를 계속해왔다. 예를 들어, 뉴욕 주 마운트 사이나이에 있는 아이칸 의과대학에서는 GE와 함께, 신경과학과 새로운 바이 오마커, 바이오 시그니처를 융합하는 기술을 연구중 이다(바이오마커란 혈액이나 체액 내에 특정 질환의 상태에 따라 다르게 나타나는 단백질・DNA 등의 지표 물질을 말한다. 특정 질환이 있는지, 어떤 상태인지를 알려주는 역할을 한다. 바이오-시그니처는 그런 생체 지표가 되는 패턴이다. 이 연구의 목적은 알츠하이머 같은 병으로 발전할 가능성이 있는, 드러나지 않는 세 포의 변화를 포착하여 사전에 진단하고 보다 효과적 으로 치료하는 것이다. 2013년 3월, GE 헬스케어와 미국풋볼리그는 경증 외상성 뇌 손상의 신속한 진단과 개선된 치료를 위해 6,000만 달러(600억 원) 규모의 공동 연구를 착수했 다. 이 연구의 혜택은 운동선수와 군인뿐 아니라 모든 사람을 위한 것이다. 또한, 연구에 참여한 파트너들은 헤드헬스챌린지(Head Health Challenge)라고 불리는 최대 2,000만 달러(200억 원) 규모의 오픈 이노베이션 프로그램을 통해, 새롭고 개선된 안전 장 비 아이디어를 공모 받고 있다. 뇌 질환의 치료와 진 단에 관심 있는 사람들의 참신한 아이디어가 현실로 이뤄질 좋은 기회가 아닐 수 없다. 헤드헬스챌린지의 우승자는 9월에 발표될 예정이 다. 지금까지 이와 유사한 오픈 이노베이션 프로그램 에서는 세계 곳곳의 전혀 새로운 인재들이 등장해, 기 존에 생각하지 못했던 해결책을 제시하곤 했다. 이번 챌린지 결과에서도 뇌와 관련된 또 다른 차원의 혁신 을 기대해보자. 19 NEXT LIST 마인드 매핑
  20. 20. 어디에서나 에너지를 만든다 옌바허 엔진과 연료전지 GE의 옌바허(Jenbacher) 가스 엔진은 이제 대형 발전시설이 중앙에 설치되어 지역으로 분배되는 기존의 전력 시스템을 근본적으로 바꾸고 있다. 전기 사용자가 있는 곳 근처에서 직접 발전이 가능하게 되고, 더구나 열과 전기를 동시에 생산하게 되면, 우리가 당연하게 생각했던 전력과 에너지 산업의 구조가 모두 달라질 수 있다. 이런 분산 발전은 GE가 인류와 환경을 위해 준비하고 있는 에너지 산업의 미래형이다. 2014년 가을, 미국 뉴욕에서는 기후 변화에 대응 하자는 취지를 담은 대규모 거리 행진이 있었다. 반기 문 UN 사무총장, 앨 고어 전 미국 부통령, 배우 마크 러팔로와 레오나르도 디카프리오 등의 유명인사까지 참가한 이 행진에는 10만 명의 사람이 모여 미국 전 역에 큰 반향을 일으켰다. 기후 변화에 대한 각성을 촉구하며 청정 에너지 사용을 촉구하는 이 행진은 세 계적으로 확산되어 156개국 2,646개 도시에서 58 만여 명의 사람들이 참가했고 지속적으로 더 많은 사 람들의 관심을 모으고 있다. 기후 변화에 대한 경각심과 더불어 친환경적인 에 너지 기술에 대한 관심이 전에 없이 높다. 이런 상황 에서 미래를 고민해온 GE의 친환경적 에너지 기술이 새롭게 평가받는 것은 당연한 일인지도 모른다. 특히 소규모 분산발전을 가능하게 해주는 GE의 옌바허 가 스 엔진과 연료전지는 다양한 쓰임새와 뛰어난 효능 으로 여러 나라에서 인기를 끌고 있다. 옌바허 가스 엔진은 버려 지는 다양한 가스 에너지원 을 유용한 에너지로 변환한 다. 음식물 쓰레기, 위스키 찌꺼기, 치즈를 만들고 남 은 유장 등 다양한 물질이 에너지원으로 활용될 수 있 다. 특히 쓰레기 매립지에서 발생하는 가스를 이용해 발전이 가능하다는 점은 널리 자랑할만하다. 온실 가스로 이어지는 매립지 가스는 가스 엔진의 에너지원으로 사용하기에 적합하지 않다는 것이 이 전의 평가였다. 그러나 옌바허 엔진은 희박 연소 기술 과 첨단 제어 시스템 덕분에 매립지 가스에서도 안정 적인 연소를 이끌어낼 수 있고, 이를 통해 청정 전기 에너지를 만들어낸다. 옌바허 엔진의 정식 이름은 GE J920 엔진이다. 오 스트리아의 아름다운 도시 옌바흐(Jenbach)에서 생산되어서 이런 이름을 얻었는데, 가스를 태워 그 절 반 정도를 전기 에너지로 전환하는 능력을 가지고 있 다재다능한 엔진, 옌바허 산업인터넷 INDUSTRIAL INTERNET 슈퍼 소재 SUPER MATERIALS 마인드 매핑 MAPPED MINDS 전천후 에너지 ENERGY EVERYWHERE 생각하는 공장 BRILLIANT FACTORIES 극한의 기계 EXTREME MACHINES 20 NEXT LIST 전천후 에너지
  21. 21. 다. 또한 복합 발전시에는 열효율이 무려 90%까지 올라갈 수 있다. 엔진의 놀라운 열효율은 2단계 터보 차징 시스템 덕분이다. 이 기술은 포뮬러 원(F1) 자동차에 적용되는 기술과 유사한 것으로 효율성과 가속능력을 극대화시킨다. 높은 고도에 위치한 덴버나 멕시코시티 같이 공기 중 산소가 부족한 지역에서도 효율적으로 작동할 수 있는 것도 이런 기술의 힘이다. 옌바허 엔진은 기존의 엔진을 계량하거나 개선한 것이 아니라, 오랜 기간의 연구 개발을 거쳐 완전히 새롭게 설계한 엔진으로, 세계적인 고성능 엔진들을 보유한 GE에서도 가장 효율이 좋은 엔진으로 꼽힌다. 오스트리아의 로젠하임에서는 5대의 GE 가스엔진을 이용하여 도시에서 사용되는 전기의 40%와 61,000명의 주민들이 사용하는 난방의 20%를 공급한다. 5대의 가스엔진 중 하나가 옌바허 엔진 즉 J920 FleXtra이다. 스쿨 버스만한 크기의 이 20기통 엔진은 10 메가와트의 전기를 생산하는데, 이 정도 능력이면 기저 부하 발전용으로도 사용 가능하다. 기저 부하(Base Load) 발전이란 가정에서 전기를 꾸준하게 사용할 수 있도록 최소한의 전력을 전력망에 공급하는 것을 말하는데, 보통은 대형 발전시설에서 이뤄지곤 했다. 옌바허 엔진은 기저 부하를 책임질 수 있을 뿐 아니라, 급작스런 전기 사용이 급증에도 불과 5분 안에 발전량을 최대로 높일 수 있어서, 안정적인 전력 공급을 유지한다. 이제 대형 발전소가 아닌 곳에서도 사람들이 충분히 사용할 수 있는 양의 전기를 만들어낼 수 있게 된 것이다. GE 옌바허 가스 엔진이 능력을 발휘한 가장 극적인 사례는 지난 2012년, 런던 올림픽 때로 거슬러 올러간다. 런던 올림픽이 개최된 지역은 원래 산업 폐기물이 뒹굴던 런던 북동부의 빈민가였는데, 이 곳이 올림픽을 맞아 대형 쇼핑몰과 올림픽 단지로 탈바꿈했다. 올림픽의 상징이라고 할 수 있는 올림픽 주경기장 옆에 GE 옌바허 가스엔진 3대를 갖춘 파크 에너지센터가 설치됐다. 이곳에 설치된 옌바허 엔진은 폐수에서 나오는 메탄 가스를 연소시켜 그 지역에 에너지를 공급했고, 올림픽 파크 에너지 센터에 공급되는 전력의 75%를 담당했다. 옌바허 엔진은 한국에서도 활용되고 있다. 한국에는 총 128메가와트 규모의 옌바허 엔진 80대가 설치되어 상용 발전용으로, 병원을 비롯한 장소의 비상용으로 가동 중이다. 경상남도 창녕 바이오 플랜트의 경우, 옌바허 엔진을 사용해 인근 축산 농가에서 나오는 가축 배설물에서 메탄 가스를 축출해 전기와 열을 공급한다. 지역 사회의 문젯거리였던 가축 배설물을 이용하여, 친환경에도 기여하고 있다. 이곳 외에도 옌바허 엔진으로 일반 생활 하수 처리장에서 발생되는 소화 가스를 활용, 전기와 열을 동시에 공급 할 수 있는 설비가 여러 곳에서 운전 중이다 . GE의 옌바허 가스 엔진은 소형화, 경량화 디자인과 높은 효율성이 특징이다. 건물 내부나 소형 주거 단지의 작은 부지에도 설치하여 전기와 열을 동시에 공급해주는 이 엔진은, 한국 같은 주거 환경에 더욱 세계 곳곳에서 힘을 발휘하는 옌바허 엔진 21 NEXT LIST 전천후 에너지
  22. 22. 적합하다고 할 수 있다. 도시 가스, 하수 가스, 바이오가스, 메탄 가스 등 다양한 에너지원을 활용해서 버려지는 에너지 자원을 유용한 전기-열 에너지로 변환 공급할 수 있다는 특징은 환경과 기후 변화에 관심 있는 에너지 소비자들에게 희소식이 아닐 수 없다. 또한 옌바허 엔진은 풍력이나 태양광 같은 다른 에너지원과 결합해서 사용하기에도 편리하다. 옌바허 엔진은 현재 미국 텍사스 휴스턴의 스카이 글로벌 파트너스(Sky Global Partners LLC)에도 도입되었다. 이 회사는 6대의 옌바허 엔진으로 미국의 전력 공급 안정화에 기여할 것이다. 또한 이미 미국, 브라질, 프랑스를 포함해 전세계 30여 개국의 폐기물 매립지에 2천여 대의 옌바허 엔진이 설치되어 전력을 생산 중이다. 또한 대형 중앙 발전 시스템이 잘 구축되어 있지 않은 캄보디아, 나이지리아, 필리핀 등의 개발도상국에서 분산 발전의 형태로 전기를 공급하는 데에도 이 엔진이 유용하게 쓰이고 있다. 분산발전에서 빼놓을 수 없는 부품이 바로 연료전지다. 한국에서도 최근 몇 년 사이 여러 곳에 들어서고 있는 연료전지 발전소는, 친환경성과 발전 효율성이 뛰어나 미래의 발전소라는 평가를 받는다. 지난 수십 년 동안 천연가스에서 에너지를 생산하는 방법으로 가장 기대를 모았던 것이 바로 연료전지였지만, 공교롭게도 이 분야의 기술 발전 속도는 더디기만 했다. 연료전지는 이름 그대로 건전지와 비슷한 측면이 있다. 아주 단순한 화학반응으로 에너지를 만들어내는데, 천연가스 그 중에서도 메탄가스(CH4)안에 풍부하게 존재하는 수소분자와 공기중의 산소가 연료전지 내부에서 화학반응을 하면서 전력이 얻어진다. 원리는 단순하지만 연료전지의 개발 과정은 결코 쉽지 않다. 자동차 제작사들이 지난 20년 동안 자동차 내연기관을 연료전지로 대체하려고 시도했지만, 아 가스 발전의 핵심 부품, 연료전지 기술 22 NEXT LIST 전천후 에너지
  23. 23. 직까지 상용화에 성공하지 못하고 있다. 최근 GE 연구진이 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC) 기술 개발의 난제를 해결 했다는 반가운 소식이 전해졌다. 새로운 연료전지는 기존 시스템과 달리, 희금속(稀金屬)이나 백금 부품 대신 스테인레스를 사용한다. 연료전지를 개발하고 생산하는 소규모 시설이 뉴욕주 북부에 건립되었으 며, 가까운 미래에 새로운 연료전지 기술이 전세계에 에너지를 공급하게 될 것이다. 이 시스템의 발전 효율은 지금껏 불가능하다고 여 겨졌던 수치인 65%에 달한다. (종류에 따라 상이하 지만 연료전지의 효율은 평균적으로 40~60% 수준 이다) 발전 과정에서 버려지는 열을 저장하여 추가적 으로 이용한다면 전반적인 발전 효율은 95%까지 올 라간다. 연료전지를 바탕으로 한 기본적인 발전시스 템은 발전 능력이 1~10메가와트 규모에 이른다. 구동 부품이 필요 없다는 것도 연료전지의 특징이 다. 전지의 내부는 쿠키 같은 금속제 판이 쌓여 있는 형태다. 전지의 위쪽에는 검은 냉각제가 있고, 아래쪽 은 미로처럼 복잡한 통로가 있는데 이 통로를 통해 유 체가 이동할 수 있다. 고체산화물 연료전지의 핵심은 냉각제인데, 특수 세라믹 재질의 이 냉각제는 3층으 로 구성되어 있다. 제일 위는 음극이, 아래는 양극이 있으며 그 사이에 고체산화 전해질이 위치한다. 양극과 전해질을 침전시키기 위해 GE는 제트엔진 내부 부품을 보호하려는 목적으로 개발된 적층식 열 분사 스프레이, 즉 용사(溶射)기술을 이용했다. 기존 의 기술을 새로운 기술에 응용해서 문제를 해결한 것 이다. 연료전지에 들어 있는 음극(-)은 타일에 실크스 크린 방식을 더하여 만들어진다. 수소가 많이 함유된 연료를 섭씨 815도까지 높인 후, 양극(+) 아래쪽에 있는 통로로 이 연료를 공급하면 연료전지에서 전기 가 발생한다. 균일하게 뜨거워진 공기는 음극까지 도 달한다. GE의 재료과학자 크리 스틴 브로스넌(Kristen Brosnan)은 연료전지 의 특징을 이렇게 설명한다. “GE글로벌리서치의 연 료전지 기술 개발 능력은 탁월합니다. GE가 사용하 는 소재는 적용하기 쉽고, 온도 변화가 큰 환경에서도 이용하기 좋으며 내구성도 뛰어납니다.” 연료전지에 포함된 수소와 공기 중 산소가 고체 전 해질을 매개체로 전기화학적으로 반응하여 전기와 물, 열, 합성가스를 만든다. 잔류 수소를 포함한 합성 가스는 전력을 생산할 만큼 충분한 에너지를 가진다. 조나단 웰링턴의 연구팀은 이 합성가스를 연료전지 와 연결된 옌바허 엔진에 공급하여 추가적으로 전력 을 생산한다. 연료전지 사업은 이제 GE 글로벌리서치를, 별도의 이사회를 갖는 독립적인 사업체로 성장했다. GE의 새로운 연료전지 연구개발 및 생산시설은 뉴욕주 사 라토가 스프링스 근처에 들어선다. 이미 로봇 열 스프 레이 장비, 연료전지 시험장, 스크린 프린터, 대형 가 스 저장 설비가 건립되었다. 연료전지와 옌바허 엔진의 만남 23 NEXT LIST 전천후 에너지
  24. 24. 공장이 스마트해진다 세계 최첨단 기술이 집약된 산업 현장 GE는 미국 사우스캐롤라이나 그린빌에 새로운 첨단제조센터를 설립하고 있다. 이는 GE 최초의 차세대 공장인 ‘브릴리언트 팩토리(Brilliant Factories, 생각하는 공장)’로, 적층식 제조, 용접, 접합, 고온세라믹 등의 신기술과 신소재를 통한 새로운 생산 및 운영 방식이 도입된다. 또한 모든 과정을 디지털화해 과거 공장보다 빠르고 효율적으로 운영되며, ‘클라우드’ 개념을 도입해 업무 수행에 지리적 제약이 없고 외부와의 협력을 통한 오픈이노베이션의 효과를 극대화 할 수 있다. 산업인터넷 INDUSTRIAL INTERNET 슈퍼 소재 SUPER MATERIALS 마인드 매핑 MAPPED MINDS 전천후 에너지 ENERGY EVERYWHERE 생각하는 공장 BRILLIANT FACTORIES 극한의 기계 EXTREME MACHINES 24 NEXT LIST 생각하는 공장
  25. 25. 다중 모드 기술 인도 푸네 근처에 위치한 GE의 새 공장은 한 장소에서 같은 3D프린터로 항공, 오일&가스, 풍력 발전 등 다양한 산업군의 제품을 제조한다. 3D프린터는 0.005mm까지 정확하게 제품을 구현한다. 원격 운영 폭스바겐의 인도공장은 100개 이상의 로봇이 레이저 용접 및 틀 제작을 수행한다. 센서를 통해 로봇이 유럽에 있는 엔지니어들과 연결되어 원격수리가 가능하다. 다목적 로봇 캘리포니아 프리몬트에 위치한 Tesla 공장은 조립라인을 재정립 했다. 하나의 로봇이 좌석 설치, 차체 도장, 앞 유리 설치 등 여러 작업을 동시에 수행할 수 있다. 기계들 간 커뮤니케이션 한 스마트 팩토리에서는 로봇이 물 대신 기압을 활용해 세탁기의 누수를 테스트한다. 기계의 센서와 컨베이어 벨트가 서로 정보를 교환하며 소통한다. 기압이 떨어지면 누수가 있는 것을 뜻하며, 컨베이어 벨트는 멈추게 된다. 스마트 팩토리는 센서, 테이터, 로보틱스, 첨단제조 등의 기술을 결합해 유연성과 생산성을 크게 향상한다. 스마트 팩토리
  26. 26. 하늘에서 바다까지 극한 상황을 책임지는 기계들 극한 상황을 견뎌야 할 뿐만 아니라 그 극단적인 상황에서 더욱 뛰어난 성능을 발휘해야 하는 기계가 있다. 세계 곳곳의 하늘과 땅 속, 바다 밑에서 GE의 극한의 기계들이 임무를 수행해내고 있다. 슈퍼소재와 산업인터넷을 비롯한 첨단기술로 무장한 이 기계들을 만나보자. 중공업 분야에서 GE의 기술은 오랫동안 관련업계 를 이끌어왔다. 더구나 이제 GE는 슈퍼 소재와 산업 인터넷, 빅데이터 등의 첨단기술을 결합하여, 극한의 상황에서 더욱 뛰어난 능력을 발휘하는 기계를 만들 어내고 있다. 거의 매년 발생하다 시피 하는 초대형 산불 로 피해를 보고 있는 미 국 캘리포니아 주에서 GE가 만들어낸 ‘극한의 기계’ 가 활약하고 있다. AP통신에 따르면 캘리포니아 소방 청은 예년보다 한달 빠른 4월 첫째주부터 근무 인원 을 최대로 하고 있다고 한다. 소방청은또한 캘리포니 아 주 방위군과 협력하여 공중 산불 진화 훈련을 진행 했는데, 캘리포니아 소방청 캔 핌롯(Ken Pimlott) 국장은 지난 4월 “올해의 산불 발생은 이미 예년의 평 균 수준을 훨씬 넘어섰다”고 말했다. 이런 상황에서 산불과의 싸움에 대비해 로스앤젤 레스 카운티소방청에서 준비한 무기는 바로 파이어 호크다. 미군을 대표한다고 할 수 있을 만큼 유명한 헬기 UH-60 블랙호크를 산불 진화 상황에 맞춰 개조 한 기종으로, 3.8톤이라는 양의 물을 실어 나를 수 있 다. 화재 현장의 온도를 급격하게 낮추는 역할을 해내 는 것이다. 파이어호크는 시콜스키(Sikolsky)가 미국 육군 을 위해 개발한 UH-60 헬기에 성능을 강화한 GE의 T700 헬기엔진 한 쌍을 장착하여 화재진압, 구조, 외 부 수송, 의료 후송에 적합하게 개조된 것이다. GE T700 엔진은 헬기의 동력만 책임진 것이 아니 다. 수원지에서 신축성 있는 스노클 호스를 통해 3.8 톤의 물을 1분만에 빨아들여 물탱크를 채울 수 있을 만큼 강력한 펌프로도 동작한다. 물론 파이어호크는 착륙한 상태에서 물탱크 내부에 있는 연결구를 통해 급수를 하기도 한다. 대형 산불과 맞서는 강력한 무기 산업인터넷 INDUSTRIAL INTERNET 슈퍼 소재 SUPER MATERIALS 마인드 매핑 MAPPED MINDS 전천후 에너지 ENERGY EVERYWHERE 생각하는 공장 BRILLIANT FACTORIES 극한의 기계 EXTREME MACHINES 26 NEXT LIST 극한의 기계
  27. 27. GE 항공의 엔지니어들은 엔진의 발열을 개선하기 위해 이라크와 아프가니스탄에 투입되었던 블랙호크 헬기를 연구했다. 그 결과 엔진 부품 일부를 니켈합금으로 교체하였고 이를 통해 극단적인 온도 변화나 공중의 이물질, 고열을 견딜 수 있게 되었다. 극한 상황을 견뎌야 할 뿐 아니라, 동시에 재해 극복을 위해 강력한 출력을 발휘해야 하는 소방 헬기에 어울리는 능력을 갖게 된 것이다. GE 항공의 고객 프로그램 매니저 빌 네스(Bill Neth)는 이렇게 설명한다. “파이어호크는 헬기가 직면할 수 있는 가장 극단적이고 어려운 상황을 이겨내야 합니다. 상상 이상의 힘든 환경에 노출되게 되죠. 출동할 때마다 매 시간당6~8회나 최대 출력으로 가동해야 합니다. 엄청난 열을 견뎌야 할 뿐만 아니라 물을 가득 채운 상태이니 중량 부담도 크죠. 게다가 실수란 있을 수 없는 상황입니다.” 파이어호크에 사용된 T700엔진은 한국과도 인연이 깊다. 한국형 기동헬기인 수리온에 T700의 파생형인 T700-GE-701C이 탑재되었기 때문이다. T700엔진은 우리군에서도 운용중인 UH-60 블랙호크와 AH-64 아파치 헬리콥터(도입예정)에 사용되었기에 잘 알려져 있기도 하다. T700 엔진은 미군이 베트남전에서 헬기운용 경험을 바탕으로 GE와 함께 개발한 것으로 최소한의 유지보수성을 가지며 내구성과 안정성이 뛰어나고 열악한 환경에서도 안정적으로 동작하는 장점을 가지고 있다. 파이어호크가 하늘을 날며 화재와 싸우고 있는 한편, 깊은 바닷속에서 제 역할을 하고 있는 극한의 장비도 있다. 얼마 전 신기술 스포트라이트 상(Spotlight on New Technology Award)을 수상한 GE의 실리틱스 BOP 솔루션(Sealytics BOP Advisor)은 GE의 앞선 빅데이터 기술을 활용한 극한의 기계다. BOP 즉 폭발방지기(Blowout Preventer)는 심해 원유시추 작업에 반드시 필요한 장치이다. 기술적으로 매우 복잡한 이 장비는, 시추 장비에 문제가 생겼을 때 발생할 수 있는 사고에서 장비와 인력을 보호해주는 최후의 수단이다. 무게 300톤, 높이 18미터에 이르는 폭발방지기는 설치에만 1년 반이 소요되며 30년 동안 사용할 수 있다. 폭발방지기 설치비용 GE의 T700 파생형 엔진이 탑재된 한국형 기동헬기 수리온 심해의 장비를 지켜라 27 NEXT LIST 극한의 기계
  28. 28. 은 약 160억원이고 유지 보수비용도 만만치 않다. 보 수를 위해 수면 위로 장비를 끌어올릴 때마다, 성능 유지와 안전을 위해 약 20%의 부품을 교체하며, 5년 마다 아예 재조립을 해서 안정성을 도모한다. 이렇게 많은 비용을 들이는 것은 폭발방지기를 통 해 얻는 효과와 이익이 그만큼 막대하기 때문이라고 할 수 있다. 고장이나 사고로 인해 시추 장비를 가동 하지 못해 생기는 손실은 하루에 30억 원에 이른다. 문제를 미리 예측하고 그에 대비할 필요가 그만큼 크 다는 이야기가 된다. GE의 엔지니어들이 개발한 실리틱스 솔루션은 폭 발방지기의 예측 정비 시스템이다. 이 시스템은 센서 를 통해 심해 장비의 압력, 밸브 위치, 해류 등의 데이 터를 수집하고 분석하는 역할을 한다. 해양 사업의 실 리틱스, 철도의 트립 옵티마이저(Trip Optimizer), 풍력 발전 터빈의 윈드 파워업(Wind Power Up) 등 이 모든 예측분석 시스템은 GE의 클라우드 기반 소프트웨어 플랫폼인 프레딕스(Predix)와 산업인터 넷을 바탕으로 태어났다. 관리자들은 언제 어디서나 장비의 작업 상황과 성능, 유지 보수에 필요한 정보를 알 수 있게 된 것이다. 장비나 부품이 극단적인 상황을 견디기 위해서는 강하기만 해서는 모자란다. 일어날 수 있는 모든 상황 을 예측하고, 문제를 예상하여 미리 해결책을 만들어 놓아야 한다. 물리적인 능력과 더불어 ‘스마트함’까지 갖추었을 때 비로소 진정한 ‘극한의 기계’가 가능해지 는 것이다. 하늘 위, 바닷속, 땅 속 같은 극한의 환경 에서 ‘더 강하고 더 똑똑한’ GE의 기계들이 인류의 미 래를 만들어가고 있다. GE Oil & Gas에서 사용하는 폭발방지기의 하부 스택 28 NEXT LIST 극한의 기계
  29. 29. 달이 되고 싶었던 흙의 꿈 조선 달항아리에 대한 다른 생각 넥스트 아이디어 NEXT IDEA 한국 전통 문화는 첨단 기술과 멀리 있다고 생각하기 쉽다. 하지만 옛 것을 그저 낡고 시대에 뒤떨어진 것이라고 생각한다면 오산일지도 모른다. 우리가 어떤 시각으로 바라보느냐에 따라, 과거의 유산은 새로운 통찰력을 낳는 무궁무진한 자원이 될 수 있다. 한국이 해외에 자랑하는 전통 공예품인 조선 시대의 백자 달항아리에서 미래에 펼쳐질 기술의 싹을 찾아보는 건 어떨까. 최근 테크놀로지 분야에서 보통 사람들이 가장 관심을 많이 가지는 기술은 역시 3D 프린팅이 아닐까 싶다. 3D 프린팅으로 완성한 물건들이 자주 소개되고, 그 기술의 가능성에 대해 수많은 기대들이 쏟아지고 있다. 하지만 3D 프린팅이라고 하면 아직은 규모가 작은 실용품에나 적용되는 기술이라고 보는 사람들이 의외로 많다. 첨단 기술로 시대를 이끌어온 GE의 경우, 3D 프린팅이 적용된 분야에서도 스케일과 착상이 남다르다. 항공기 엔진에 3D 프린팅 기술로 만든 연료 노즐이 들어가고, 고온이거나 표면이 불균일한 엔진이나 터빈 내부에 직접 다이렉트라이트 기술을 이용해 센서를 설치하기도 한다. 항공기 날개에 엔진을 부착하는 브라켓을 3D 프린팅 기술로 만들어 화제를 낳기도 했다. 예술계에서도 3D 프린팅 기술에 큰 관심을 가지고 있다. 최근 세계 여러 곳의 예술 관련 학회나 세미나에서 이 기술과 관련된 예술의 가능성을 묻는 연구 발표들이 이어지는 중이다. 그렇다면 한국의 전통 예술과 첨단 3D 프린팅을 연결시켜볼 수는 없을까? 한국 전통 문화에 그다지 관심이 없는 사람이라 해도, 조선의 백자 달항아리 앞에선 대부분 탄성을 터뜨리곤 한다. 우아하고 간결한 그 형태, 아무 장식이 없는 백색 바탕이 현대인의 취향에도 아름답기 때문일 것이다. 달항아리는 대부분 경기도 광주 금사리의 가마에서 구웠다고 알려져 있다. 이곳에서는 1726년에서 1751년까지 도자기가 생산되었는데 달항아리 외에도 여러 형태의 백자와 청화백자 도자기가 만들어졌다 한다. 달항아리들은 대개 여러 종류의 액체(장이나 젓갈, 술 등)를 담는 용도로 실생활에서 쓰였던 것으로 보인다. 달항아리의 아름다움을 찾아서 29 NEXT LIST 넥스트 아이디어
  30. 30. 달항아리 즉 백자 대호에 대한 사랑은 시대와 국경을 넘은 지 오래다. 화려하게 장식된 큰 항아리들은 궁중 연회에도 등장했던 반면 이 심심한 백자 항아리들은 20세기가 될 때까지 평범한 실용품 이상의 대우를 받지 못했다. 하지만 20세기에 들면서 조선의 달항아리는 동양과 서양을 막론하고 수많은 학자, 골동품 애호가, 예술가 등의 사랑을 한 몸에 받기 시작했다. 그 아름다움을 새롭게 해석해서 담아내려는 근현대 도예가와 조각가, 사진가, 화가 등의 창작물 역시 일일이 거론하기 힘들 정도다. 보통 사람들의 선입견과 달리 달항아리의 형태는 한 번에 완성되지 않는다. 몸통의 윗부분과 아랫부분을 각각 따로 만들어 붙인 후, 전체 모양을 다시 다듬는다. 한국의 전통 도예에서는 작가가 발로 차서 돌리는 발 물레를 쓴다. 사람이 돌리는 발 물레의 속도는 달항아리처럼 커다란 도자기가 한 번에 이어서 완성될 수 있을 만큼 빠르지 못하다. 달항아리라는 이름처럼 온전하게 둥근 형태의 항아리가 많지 않은 상황은 이런 제작 과정 때문이다. 현대에 남아 있는 달항아리들 가운데 많은 수가, 몸통의 가장 굵은 부분, 즉 아래와 위를 접합한 부분이 둥글기 보다는 수직선에 가깝다. 항아리를 수직으로 잘라 단면도를 그렸을 때 원형보다 팔각형에 가까운 모양이 되는 것이다. 더구나 이렇게 형태를 완성한 항아리도 장작불을 사용한 가마에 들어가 굽는 과정을 거치면서, 크기로 인한 무게 및 장력과 고열을 견디지 못하고 주저 앉거나 터지고 변형되기 일쑤다. 현대인의 입장에서 볼 때 달항아리는 그리 커 보이지 않는다. 하지만 손으로 흙을 반죽하고 발로 물레를 돌려 모양을 만들고, 장작으로 가마에 불을 지폈던 조선 시대에, 달항아리의 크기는 수많은 우연과 변수가 작용하며 완성한 최대치였을 수 있다. 삼성미술관 리움에 소장된 달항아리. 표면에 있는 얼룩으로도 유명하며, 몸통의 형태가 거의 완전한 구형을 그리고 있다. 형태와 완성도에서 높은 수준을 자랑하는 작품이다. 대영박물관에 소장된 달항아리. 영국인 도예가 버나드 리치가 1935년 조선에서 구입해서 소장한 것이다. 그의 사후 제자 루시 리가 물려받았고, 1998년 경매에 나온 것을 한빛문화재단이 출연한 기금으로 대영박물관에서 구입하였다. 30 NEXT LIST 넥스트 아이디어
  31. 31. 3D 프린팅의 개념에 익숙한 사람들이라면, 조선의 달항아리 역시 비슷한 개념으로 완성할 수 있지 않을까 하는 궁금증 을 가질 법하다. 전통 기술처럼 상하를 분리해 완성한 후 조립하는 방식이 아니라, 전체를 순차적으로 적층 하여 항아리를 만들 수 없을까? 그렇다면 과거의 아 름다운 문화 유산인 달항아리를 좀 더 완벽하고 아름 답게 현대에 재현할 수 있지 않을까? 현대의 도예 물레는 전기로 돌리기에, 3D 프린팅 처럼 순차적인 적층 방식으로 달항아리를 만드는 것 도 가능해졌다. 그런데도 달항아리를 재현하는 현대 도예가들은 아직까지 대부분 전통 방식을 선택하고 있다. 변수가 많고 실패율도 높은 장작 가마를 선택하 는 작가들도 있다. 전통의 ‘맛’을 내기 위해서다. 조선 시대 달항아리들에서는 완벽한 대칭 형태나 결점 없는 색깔 등을 찾아보기 어렵다. 하지만 오히려 그 ‘완벽하지 않음’ 때문에 많은 이들에게서 ‘영혼을 가진 도자기’라는 칭찬을 들으며 사랑을 받고 있다. 이런 현상을 예술의 역설이라고 해야 할까. 정말로 ‘인간적’인 기술은 달항아리처럼, 수많은 결 점과 변수를 포함하고 있는 것일지도 모른다. 자연계 에 ‘완벽한’ 대칭이 존재하지 않는다는 사실, 그리고 수많은 문학과 영화에서 지능을 가진 기계들이 ‘비인 간적’으로 묘사되는 현상들을 떠올려보자. ‘맛’이나 ‘멋’, ‘느낌’ 같은 말들은 가리키는 내용이 모 호하다고, 어쩌면 비합리적이라고까지 할 수 있다. 하 지만 일상생활에서 순간순간 우리를 행복하게 만들 어주는 계기들은 그 모호하기 짝이 없는 작은 차이들 이 아닌가. 우연과 불균형으로 이뤄진 우리의 삶과 더 불어 나아가기 위해, 그리고 인간과 진정으로 소통하 기 위해, 기술은 인간의 ‘완벽하지 않음’까지 고려해야 하지 않을까? 전통 예술과 첨단기술의 미래는? GE가 제안하는 기술의 미래 NEXT LIST

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