오늘 소개할 초청강의 영상은 서울대학교 이정동 교수님의 강연 '미래를 열어가는 도전적 질문'이라는 주제로 한국의 과학 기술과 산업의 미래를 위한 질문을 하고 좋은 질문을 위해 분야 간 융합과 한국의 강점을 살리는 방법에 대해 배울수 있는 초청강의 영상을 준비 했습니다.

저는 한국의 과학 기술과 산업의 미래를 열어갈 도전적 질문들을 소개하고자 합니다. 앞서 설명드린 것처럼 우리의 경제 안보는 매우 취약합니다. 그렇다면 경제 안보를 지키기 위해서는 무엇을 해야 할까요? 경제 안보의 핵심은 기술 주권입니다.

기술 주권은 대체 불가능한 핵심 기술, 즉 기술 패러다임을 선도할 수 있는 혁신적 기술을 보유할 때 지켜집니다. 그렇다면 이러한 혁신적 기술은 어떻게 탄생할까요?

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저는 기술 진화의 원리를 연구하는 사람입니다. 오랫동안 혁신적 기술이 탄생하는 여러 사례를 연구한 결과, 두 단어로 요약할 수 있습니다

도전적 질문과 스케일업

기존의 교과서에서 벗어나 황당하다는 비난을 받을지 모르지만, 기존의 상식과 다르게 시도해보자는 도전적 질문이 첫 출발입니다.

도전적 질문에 대한 첫 번째 해법은 미완성일 수밖에 없습니다. 여기서부터 시행착오를 축적해가며 버전을 업그레이드하는 치열한 스케일업 과정이 필요합니다.

예를 들어, 스페이스X도 로켓을 재활용할 수 있을까라는 황당한 질문에서 시작했습니다. 첫 번째 로켓이 폭발한 후 13년간의 시행착오 끝에 재활용 로켓이라는 혁신적 기술을 완성했고, 우주 산업의 게임의 규칙을 바꾸었습니다.

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올해 노벨상을 수상한 mRNA 백신 기술도 마찬가지입니다. mRNA 항체 정보를 전달해 인체가 약을 만드는 공장처럼 될 수 있을까라는 도전적 질문에서 시작되었습니다. 그러나 30년 이상 시행착오를 거쳐 스케일업을 하며 마침내 팬데믹에서 인류의 생명을 구하는 등불이 되었습니다. 도전적 질문과 스케일업은 패러다임을 선도하는 대체 불가능한 기술을 만드는 핵심 원리입니다.

안타깝게도 현재 대한민국의 혁신 생태계에서는 도전적 질문과 스케일업을 찾아보기 어렵습니다.

그 이유는 대한민국이 성공해왔던 과정에서 찾을 수 있습니다. 한국의 산업과 기술 발전은 1970년대부터 본격적으로 시작되었습니다.

당시에는 선진 기술의 원리를 알지 못하고 그저 도입하기에 급급했습니다.

80년대 중반 계량 기술의 시대를 거쳐 2000년대에 들어서는 선진 기술과 비슷한 수준, 혹은 일부 분야에서 더 뛰어난 자체 기술 수준에 이르게 되었습니다. 이 놀라운 성취의 이면에는 선진 기술을 벤치마크로 삼아 추격해온 모델이 있었습니다.

이 과정이 너무 성공적이었기 때문에, 역설적으로 선진 기술이 없는 경우 스스로 도전하기 어려운 사회 분위기가 형성되었습니다.

소위 튀는 시도가 환영받지 못하고 시행착오를 두려워하는 사회가 된 것입니다.

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대한민국의 산업과 기술이 가보지 못한 길, 그러나 반드시 가야 할 길은 바로 선진 기술의 벤치마크가 없을 때 스스로 벤치마크를 제시하는 길입니다. 이 장벽 너머의 미개척지를 향한 비법은 앞서 언급한 두 단어, 도전적 질문과 스케일업에 있습니다.

이제 이 장벽을 넘어서는 시도를 해야 할 때입니다. 우리는 한국의 과학 기술과 산업계에 도전적 질문을 던지기로 했습니다.

그 결과가 오늘 소개드릴 서울대학교의 '그랜드 퀘스트'입니다.

지난 1년 동안 과학 기술과 산업의 각 분야에서 두 명씩의 전문가가 참여하여 총 10개의 도전적 질문을 도출했습니다.

각 분야를 대표하는 두 전문가에게 단 한 가지 조건을 제시했습니다.

당장 해결은 어렵겠지만, 만약 희미하게라도 해법을 찾아 스케일업할 수 있다면 그 분야의 패러다임을 바꿀 수 있는 도전적 질문을 도출해달라는 것입니다. 각 분야별로 전문가들이 몇 시간씩 토론을 거듭했습니다.

문제를 푸는 것이 아니라 문제를 제기하는 것은 낯선 경험이었고, 그만큼 어려운 과정이었습니다.

10개의 도전적 질문을 도출한 후 오픈 포럼을 통해 후속 세대들과 치열하게 토의하였습니다.

이제 그 10개의 도전적 질문의 주제들을 소개해드리겠습니다.

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• 첫 번째 분야는 양자 컴퓨팅입니다. 반도체 직접 회로 기술로 양자 컴퓨팅을 구현할 수 있을까라는 질문입니다. 양자 컴퓨팅 분야에서 떠오르는 유망한 기술들이 많지만, 한국의 장점을 잘 살릴 수 있는 전략이 더 중요하다는 문제의식이 담겨 있습니다.

• 두 번째 분야는 프라이버시 인공지능, 즉 암호입니다. 암호화된 데이터로 인공지능을 학습시키고, 암호화된 상태로 질문과 답변을 받을 수 있는 궁극의 동형 암호 체계를 만들 수 있을까라는 질문입니다. 이 질문의 해답을 구할 수 있다면, 의료, 금융, 통신 등 프라이버시가 중요한 분야에서 인공지능의 새로운 가능성을 열 것으로 기대됩니다.

• 세 번째 분야는 수소 생산 촉매입니다. 인체 내의 효소 처리 안정성이 뛰어난 촉매를 만들 수 있을까라는 질문입니다. 아직 실험실 수준에서도 어려운 문제이지만, 만약 해법을 찾는다면 변화에 대응하는 수소 경제의 핵심 기술을 한국이 선도할 수 있을 것입니다.

• 네 번째 분야는 신뢰 기반 인공지능입니다. 인간이 납득할 수 있는 인과 관계를 추론하고 결과를 설명할 수 있는 인공지능 알고리즘을 만들 수 있을까라는 질문입니다. 해법은 요원하지만, 인공지능이 다음 단계로 나아가기 위해서는 반드시 해결해야 할 중요한 질문입니다.

• 다섯 번째 분야는 체화 인공지능입니다. 인지 구조를 형성하면서 성장해 나가는 새로운 인공지능의 패러다임을 구현할 수 있을까라는 질문입니다. 수천 개의 문서를 사전 학습해서 대답하는 현재의 인공지능과 달리, 마치 아기의 뇌처럼 스스로 인지 기능이 성장하는 인공지능을 만든다면 새로운 패러다임을 창출할 수 있을 것입니다.

• 여섯 번째 분야는 인공지능 항체 설계입니다. 단백질 구조를 예측하는 것을 넘어 항체를 설계하고 생명체의 적응 면역계를 이해하는 인공지능을 만들 수 있을까라는 질문입니다. 이 질문의 해답을 찾는다면 한국 바이오산업의 설계 역량이 퀀텀 점프하게 될 것입니다.

• 일곱 번째 분야는 노화의 과학입니다. 노화 세포가 인체 각 조직의 노화를 전파하는 메커니즘을 이해하고 제어할 수 있을까라는 질문입니다. 이 질문의 해답을 찾는다면 고령화 시대를 맞이하여 국민들의 삶의 질이 극적으로 개선될 뿐만 아니라, 글로벌 사회에도 큰 파급 효과가 있을 것입니다.

• 여덟 번째 분야는 차세대 반도체입니다. 초미세, 초저전력이면서 아날로그 방식의 계산도 수행할 수 있는 차세대 반도체를 만들 수 있을까라는 질문니다. 한국경제가 크게 의존하고 있는 반도체 산업에 일대 혁신을 불러올 수 있는 질문입니다.

• 아홉 번째 분야는 적응적 로봇입니다. 변화된 환경을 인지하고 이에 맞춰 행동할 수 있는 로봇을 만들 수 있을까라는 질문입니다. 이 문제를 해결하지 못하면 로봇은 재난과 같은 복잡한 환경에서는 투입될 수 없습니다.

• 마지막 열 번째 분야는 차세대 배터리입니다. 한 번 충전해 1만 km를 주행할 수 있는 배터리를 만들 수 있을까라는 질문입니다. 지금까지와는 완전히 다른 패러다임으로 접근한다면 1만 km 주행도 불가능한 것은 아닐 것입니다.

저는 이 10가지 도전적 질문의 도출 과정을 지켜보면서 어떻게 하면 좋은 질문이 나올 수 있는지 공통점을 발견할 수 있었습니다.

첫째, 분야 간 융합이 절대적으로 중요합니다.

나노과학과 전기, 화학, 생물학이 맞닿는 경계에서 소모방 금속 매라는 질문이 탄생하는 것이 대표적입니다. 다른 영역을 가진 전문가들 간의 조합, 즉 융합은 좋은 질문의 가장 중요한 전제조건입니다.

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둘째, 한국의 강점을 잘 살려 질문을 던져야 합니다.

양자 컴퓨터에서 한국이 역량을 쌓아온 직접 회로 기술을 활용하는 것이 가능한가라는 질문이 대표적입니다.

남들이 모두 좋다고 하는 유망 기술을 무작정 따라가기보다, 우리의 강점을 잘 발휘할 수 있는 전략적 마인드에서 좋은 질문이 나옵니다.

질문은 시작입니다.

이 도전적 질문들이 성장하기 위해서는 스케일업할 수 있는 역량과 기반이 갖춰져야 합니다.

여기서 가장 중요한 역할을 해야 하는 주체가 바로 산업계입니다.

산업계는 선진국의 벤치마크 기술을 빠르게 따라잡는 추격 모델에 너무 익숙해져 있습니다. 이제부터는 도전적 질문을 채택하고 스케일업해 나가는 획기적인 패러다임 전환이 필요합니다.

대체 불가능한 혁신적 기술이 탄생하는데 있어 국가의 역할은 결정적입니다.

무엇보다 국가적인 연구개발 투자가 절대적으로 중요합니다.

도전적 질문은 기초과학의 지식이 중요하고 단기적인 성공 가능성이 낮기 때문에 민간의 지원을 기대하기 어렵습니다.

기술 선진국들이 기술 패권 경쟁이 격화되면서 특히 기초과학을 중심으로 국가 연구개발 투자를 획기적으로 늘리는 것도 그 때문입니다.

한국도 글로벌 기술 경쟁에 뒤처지지 않도록 국가적 연구개발 투자를 획기적으로 늘려야 합니다.

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또 한 가지, 고령화, 정보 보안, 감염병, 수소 경제 등 국가적 난제를 해결하는 데 도전적 질문들의 초기 해법들이 기여할 수 있습니다.

국의 경우, 국방과 보건 분야의 국가적 수요를 혁신 기술의 초기 버전으로 해결하면서 혁신 기술이 성장할 수 있는 기반을 제공하고 있습니다.

우리도 국방, 보건, 교육, 환경, 인프라 등 여러 분야에서 국가적 수요를 도전적 질문과 연계함으로써 혁신적 기술이 성장할 수 있는 스케일업 기회를 국가적으로 만들어가야 합니다.