2011.10.18.(화) 나로고등학교 미래 과학 기술 전망과 이공계 진로 선택 순천대학교 사범대학 환경교육과 교수 강형일.

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1 (화) 나로고등학교 미래 과학 기술 전망과 이공계 진로 선택 순천대학교 사범대학 환경교육과 교수 강형일

2 과학 기술 분야의 동향 개별 과학기술분야에서 융합과학 기술분야로
광의적 개념: 융합기술은 정보기술(IT)을 바탕으로 나노 기술(NT) 또는 바이오 기술(BT)이 접목되는 기술 분야를 총칭 협의적 개념으로 IT중심 시각에서 생각하면 컨텐츠/컴퓨팅/네트워크를 기본 축으로 한 인간(Human)/사물(Thing)/가상공간(Cyber)에서의 융합기술

3 융합과학기술? IT중심의 융합기술은 기존 전통산업의 제품 또는 공정에 IT기술개발 결과를 응용하여 신제품ㆍ신공정을 만드는“IT접목”과는 구별되며, IT와 타 신기술 (BT, NT등)과의 결합을 통하여 새로운 신 산업을 창출하는 신개념 신 산업 창출은 시장요구에 의해 이루어지기도 하나 신기술의 급속한 발전에 따라 기술주도에 의해 이루어 짐 전 세계적으로 기술개발 초기단계이므로 기술적 기회가 무한하고 새로운 기술 패러다임 특성을 가지는 융합기술 분야의 기회 포착을 통하여 선진국과의 원천기술 격차 해소 및 신시장 선점이 가능한 분야 또한 IT와 다양한 과학 및 기술분야의 협력을 위한 첨단인프라 및 다학제적 전문인력의 확보가 연구성패를 좌우하는 기반투자요구형 연구분야

4 IT/BT/NT 융합 기술 분야 바이오인포메틱스 바이오전자 생체정보인터페이스 생체정보보호 바이오컴퓨터 나노센서 나노일렉트로닉스
나노포토닉스 양자컴퓨터 나노신소재 나노구조체 나노공정 정보저장 유전공학 바이오장기 분자생물학 신약 컴퓨터(H/W, S/W) 반도체 유무선통신 정보보호 나노바이오센서 인공조직 약물전달 친생체물질

5 지식기반사회에서 유비쿼터스 지능화사회로의 변화

6 미래 융합 과학기술 발전 전망 5~10년 이내에 가능한 기술 5년 이내에 가능한 기술
5 years later 5-10 years later 10-20 years later 20-30 years later 30-50 years later 50 years later 5년 이내에 가능한 기술 ∙ Biosensor / ∙Gene Chip / ∙Stem cell ∙ Bioengineered 미생물 (bio촉매제 등) ∙ Self-healing bio-nano materials ∙ MEMS (Micro-electrochemical systems) ∙ Genetically modified organisms(GMOs) : 유전자변형생물 5~10년 이내에 가능한 기술 ∙ Gene therapy / ∙Genetically modified crops / ∙Bio-fuel ∙ Multiple sensors on single chip / ∙Computer modelling of "virtual plant", "e-cell" ∙ Biomarkers : 암 등의 질병을 조기에 알아낼 수 있는 마커 개발 ∙ 이식유전자 돼지기관을 사람의 심장, 신장, 간 등에 이식하는 기술 10~20년에 가능한 기술 ∙ Target 인구를 위해 특수 제작된 유전자 치료제 ∙ Bio-engineered medication에 사용되는 분자 성분 제작을 위한 분자 nanotechnology ∙ Fuel cell을 위한 물에서 수소를 생산해내는 것의 상용화 ∙ Bio-mimetic material system (bio 모방 재료) ∙ Nano diagnostic products ∙ Noninvasive, imaging diagnostics for cancer or major disease ∙ 실용화된 진단 툴로써의 biochip ∙ Sensory chip - taste, smell, sound (오감 chip) ∙ Nanobots ∙ 수술이나 약물 design을 대체할 수 있는 nanomedicine ∙ Mind-machine interface

7 미생물 연구에 있어 융합 기술의 응용

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10 융합과학기술에 의한 미생물 연구 분야 환경공학 Microbiotechnology + Genome information 생물학
(유전체 응용기술) 화학 (천연물합성 & 구조분석) 의학, 의공학 (유전자치료, 바이오센서, 인공장기 개발기술) 농축산학 (품종개량기술) 해양수산학 (수산자원개발) 약학 (신약개발기술) 환경공학 (생물학적 오염처리기술) 생물공학 (대량생산 & 분리정제기술)

11 인공위성을 이용한 생물 관찰 : Satellite observations provide a means for detecting specific organisms.

12 The global annual average plant biomass
Trichodesmium trichomes colonies A bloom of diatoms Coccolithophores A diazotrophic cyanobacterium, Nodularia Intense “red tide” Nocticula bloom

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14 형질전환 (transformation) 기술의 응용 그리고 미래환경

15 벨린다 (Belinda) 플러피 (Fluppy) 라시 (Lassie) 엄마?
Dolly의 탄생과 생각해 볼 문제 돌리는 정자와 난자가 만나서 2n의 염색체를 가진 개체가 아니라, 2n인 체세포를 인위적으로 발생시켜 태어났다. >>> 1997년, Dr. Ian Wilmut (Roslin Institute of Scotland) 벨린다 (Belinda) 플러피 (Fluppy) 라시 (Lassie) 체세포 난자 세포주기 조절 핵 제거 체세포와 난자의 융합 세포분열 유도/ 초기의 배 발생 자궁 엄마? 유전적인 측면에서 돌리의 엄마와 아빠는?

16 How do we treat Homo replicant?
복제인간을 다룬 영화 블레이드 런너 (Blade runner) How do we treat Homo replicant?

17 바이오-환경 관련 융합과학 기술의 응용 분야 및 동향
바이오 관련 에너지, 환경, 생물소재 등 녹색성장 분야와 연관된 다양한 융합학문 미래 에너지로 기대가 높은 다양한 바이오 에너지 개발 관련 융합 기술 ◦ 지구온난화에 따른 기후변화 대응, 동북아 지역의 사막화 방지, 유류오염 분해 글로컬 환경 문제 해결을 위한 바이오 융합 기술 ◦ 지속 가능한 자원 활용 및 미래 자원 회수를 위한 바이오 융합 기술 ◦ 다양한 산업에 활용될 수 있는 천연물 소재 개발에 관련된 바이오 융합 기술 융합기술 인력 양성 미국, EU, 일본 등 전 세계 많은 대학에서 학부과정에 생물소재 관련 융합학과를 개설하여 미래 산업에 활용할 수 있는 인재를 육성하고 있음. 생물산업은 전 세계적으로 매년 그 규모가 방대해지고 있음 - 미국, 영국, 일본 등에서 앞으로 신재생에너지, 그린산업에 집중적인 투자로 일자리 창출 - 우리나라 정부도 저탄소 녹색성장을 강화 및 생물소재의 활용과 밀접한 관계가 있음

18 학제간 융합 기술을 이용한 환경교육용 애니메이션의 개발 Introduction Scenario Tutorial Practice
Pre-specified by designer Retelling by learners & Reporting to others(peers, teachers, tutors)

19 학제간 융합 기술을 이용한 환경교육용 교수-학생 교육자료 개발

20 The Selected Screens of Initial Process of Full Story about ‘Poseidon, the God of Sea’
The software was produced on the basis of data obtained through a study on marine ecosystems in South Sea of Korea. The work using a software provides middle and high school students with an opportunity to understand the effect of global warming on marine environment. Also the work is expected to help students’ easy understanding of the significance of marine environment for our sustainable development.

21 미래 융합기술 응용 산업분야

22 이공계 진로 및 과학계에서의 성적 장벽 Mathematics Computer Science Energy Engineering
Biology Chemistry Computer Science Architectural Engineering Physics Mathematics Mechanical Engineering Energy Engineering Stereotypes on Gender Roles

23 과학자의 길_가장 중요한 것은 당신 ⊙ 무엇을 할 것인가? 스스로 자신의 길을 열어라.
⊙ 미래의 불확실성의 두려움에 대한 도전! 그것이 바로 아름다운 인생이다. ⊙ 선택한 길을 가는 동안 Money에 대한 미련을 과감히 던져 버려라. ⊙ 최선을 다했을 때 당신은 언제나 아름다운 모습으로 피어난다. ⊙ 당신이 선택한 과학자의 길! 다른 것과 비교하지 마라. ⊙ Globalization 시대의 과학자로서 기본 역량을 키워라.

24 - 감사합니다 - 참고문헌: www.bioin.or.kr. 나노바이오융합기술 실용화의 현주소
ASM News Brock 미생물학 - 감사합니다 -