스마트폰이 헬스케어 진단기기로서 이용할 수 있다면 얼마나 좋을까? 특히 건강과 관련한 접근성이 떨어지는 아프리카 대륙에서 그래도 보급이 많이 된 스마트폰이 이런 역할을 할 수 있도록 하는 연구가 진행되고 있다.  

아프리카 대륙에서는 29,000명에 이르는 5세 이하의 어린이들이 말라리아에 감염되어 매일 목숨을 잃고 있다. 치사율은 15~20%에 이르며, 전체 사망자의 85%가 5세 이하의 어린이들이다. 문제는 이들의 감염을 예방적 항생제를 이용하면 충분히 예방할 수 있다는 것이다. 이런 상황에서 말라리아를 빨리 진단할 수 있는 기술이 나온다면 많은 도움이 될 것으로 예측되는데, 현재 가장 빨리 간단한 진단이 가능한 방법은 면봉과 시약을 이용해서 진단하는 진단키트를 이용하는 것이다.  감염된 혈액과 접촉이 되면, 말라리아 항체가 면봉의 색상을 변화시키는 원리로 진단을 하게 되는데, 문제는 시약이 매우 불안정하고, 말라리아 감염과 관계없이 색상이 변하는 경우가 많아서 유용성이 매우 떨어진다는 것이다. 약 60% 정도의 검사가 위양성으로 나오고 있어서 치료받지 않아도 되는 어린이들에게 너무 많은 예방적인 항생제 투여가 이루어지고 있다.  또한, 이렇게 치료받지 않아도 되는 아이에게 처방된 약제는 말라리아 치료의 내성을 키우는 부작용까지 있어서 정확한 진단방법의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않는다.

Lifelens라는 기술은 스마트폰을 이용해서 말라리아를 정확히 진단할 수 있다는 희망을 불러일으키고 있다는 점에서 주목할 만하다.  명확하지 않는 시약을 이용하는 방법에 비해, 스마트폰의 카메라로 바늘로 찌른 혈액 한 방울에서 적혈구의 모양을 직접 관찰할 수 있는데, 적혈구가 깨졌거나 말라리아 원충의 모습을 직접 확인할 수 있고, 일단 얻은 영상을 바탕으로 3차원 모델링을 통해 정교한 진단이 가능하다.  사용방법도 복잡하지 않아서, 스마트폰을 이용할 수 있는 기초적인 지식만 있으면 누구나 Lifelens로 검사를 할 수 있다.  핵심기술은 마이크로소프트의 닷넷 기반의 이미지 분석 소프트웨어에 있는데, 현재 윈도폰 7을 활용하여 진단을 할 수 있다.  현재는 말라리아 진단에 초점이 맞추어져 있지만, 간단히 혈액검사를 할 수 있다는 점에서 앞으로 더욱 다양한 용도로 활용될 수 있을 것이다.

2012년 MWC에서 노키아에서 4100만 화소를 지원하는 현미경급 카메라를 선보여 화제가 되기도 했는데, 스마트폰의 사용용도가 앞으로 어떻게 확대가 될지 기대가 된다.  아래는 이 기술과 관련한 동영상이다.





참고자료:

Life Lens 프로젝트 공식 블로그 
 
 
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from acs.org


최고의 핵융합 에너지를 이용해서 저개발국가의 가장 커다란 문제인 "깨끗한 물" 문제를 해결할 수 있다면? 실제로 이런 프로젝트가 진행 중이다. 태양의 빛을 이용하면 물에 들어있는 질병을 일으키는 세균을 죽일 수 있기 때문이다. SODIS(solar water disinfection)라고 명명된 이 방법은 학술적으로는 1980년대에 확인이 되었지만, 스위스 정부의 연구 프로젝트로 시작되어서 수 많은 저개발국가의 문제를 실질적으로 해결할 수 있는 방법론으로 정착이 되어 현재 여러 국가들을 대상으로 교육과 필드 연구가 진행 중에 있다.

방법은 간단하다. 투명한 플라스틱 통에 물을 담아서, 태양광에 6시간 이상(흐린 날은 최대 48시간)을 소독하는 것이다. 현재까지 이 방법을 배워서 매일매일 마시는 물에 적용하고 있는 사람들은 30개국의 5백만 명을 넘어섰다고 한다. 태양광에 있는 자외선이 바이러스의 유전물질, 세균이나 원충류를 파괴하는데, 일상적으로 쉽게 구할 수 있는 PET 플라스틱 병이 여기에 적합하기 때문에 비용도 거의 들지 않는다. 일단 소독이 완료된 이후에는 잘 보관하면 된다. 현재까지 여러 가지 연구에 따르면 설사병에 걸릴 확률을 85%까지 줄일 수 있기 때문에, 전 세계에서 깨끗한 물을 얻지 못한 12억 인구 중에서 180만 명 정도의 어린이가 매년 설사병으로 사망하는 것을 감안한다면 그 어떤 기술보다도 많은 사람들을 쉽게 구할 수 있는 기술이 아닌가 싶다.

이렇게 간단하고 편리한 방법이 있음에도 교육이 제대로 되지 않아서 아직도 너무나 많은 저개발국가의 사람들이 깨끗한 물을 먹지 못하고 있다. 최근 발표된 논문에 따르면 케냐의 나쿠루(Nakuru)인근의 도시근교와 시골지역을 대상으로 교육과 프로모션을 한 결과, 2007년 9월부터 2009년 3월까지 생후 6개월에서 5세까지의 어린이들의 다양한 설사를 일으키는 질병이 실제로 월등히 줄어든 것으로 밝혀졌다(링크한 논문 참고). 재미있는 것은 이 방법으로 물을 소독해서 먹는 아이들은 1년 동안 키도 0.8 cm 정도 대조군에 비해서 더 커졌고, 몸무게도 0.23 kg 더 무거워졌다. 통계적으로 유의한 수준까지는 아니지만, 아무래도 설사를 덜한다면 아이들의 발육도 더 좋아졌을 것으로 추정할 수는 있을 듯하다.

물론 이 방법보다 더 안전하고 깨끗하게 물을 공급한다면 더욱 건강이 좋아지겠지만, 비용효과적인 측면에서는 태양의 힘을 빌리는 이 방법보다 좋은 것은 없지 않을까?


참고자료:

Randomized Intervention Study of Solar Disinfection of Drinking Water in the Prevention of Dysentery in Kenyan Children Aged under 5 Years

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현재와 같은 인구증가가 지속된다면, 지구는 더 이상 이들을 먹일 수 있을만큼 지속가능하지 않다. 물론 어느 곳에서는 음식이 남아돌고, 어느 곳에서는 굶어죽는 사람들이 넘쳐나는 상황도 문제이지만, 현재와 같은 지구의 식량생산 시스템으로는 미래는 더욱 암울하다는 것이 더욱 큰 문제이다. 확실한 것은 현재의 농업에도 훨씬 지속가능하면서, 확장가능하고, 수익을 낼 수 있는 그런 혁신이 가능하다는 점이다. 현재는 에너지 부족에 따른 재생에너지 부분이 녹색기술로 가장 각광받고 있지만, 이런 측면에서 농업은 그 중요성이 너무 간과되고 있는 것이 아닌가 싶다. 농업은 에너지 분야와 마찬가지로 거대화 되어 있지만 매우 느리고, 전통산업으로서의 강력한 규제가 있는 산업이다. 

이와 관련해서 블로그를 통해 몇 차례 글을 올린 적이 있는데, 더욱 자세한 내용은 아래 연관글의 블로그 포스트를 참고하시기 바란다.

 
연관글:

2011/09/05 - 세계를 풍요롭게 하는 저개발국가의 가난한 농부돕기
2011/07/18 - 녹색기술이 가장 필요한 산업은 바로 농업 (2)
2011/07/06 - 녹색기술이 가장 필요한 산업은 바로 농업 (1)



이번 포스트에서는 이런 농업의 기술혁신 중에서도 피라미드의 아랫 부분에 혁신을 일으킬 수 있는 기술들에 대해서 소개하고자 한다. 특히 세계에서 가장 중요한 농작물이라고 할 수 있는 쌀농사에 대한 기술이 가장 중요한데, 전체적인 내용은 위의 그림에도 나와있는 5가지 혁신이다. 비교적 단기간에 해결할 수도 있고, 과학과 기술의 힘으로 선진국에서 만들어낼 수 있는 사회적인 가치가 개발도상국으로 이전될 때 가장 커다란 가치를 만들어낼 수 있는 분야이기 때문에 게이츠 재단에서도 최근 역점사업으로 추진하고 있다.

게이츠 재단에서 쌀을 가장 중요한 기술혁신 분야로 선정한 이유는 세계의 굶주림을 해소할 수 있는 가장 중요한 작물이기 때문이다. 향후 20년 동안 생산성을 70% 정도 증가시키는 것을 목표로 아프리카와 아시아에서 자급자족할 수 있게 된다면, 산업화를 통해 돈을 벌게 해주겠다고 원조하고 수탈을 하는 형태의 국제경제의 시스템에서 벗어나 훨씬 인간적인 삶을 누릴 수 있도록 도와주는 것이 아닐까? 구체적인 목표로는 2017년까지 2천만 명의 농부들로 하여금 현재의 척박한 환경에서도 잘 자랄 수 있는 벼농사 기술과 작물들을 공급하고, 이들이 전 세계 천만 헥타르 정도의 농지에서 매년 천만 톤 이상의 쌀을 더 수확할 수 있도록 노력하고 있다.

구체적으로는 다음의 5가지 기술이 중요하다. 


  • 물에 잠겨도 잘 자라는 벼농사 기술

    이 기술은 2009년 IRRI(International Rice Research Institute)에서 개발한 Scuba Rice 라는 품종이 가져온 혁신과도 맥이 닿아있다. 매년 아시아에서 홍수로 피해를 입는 농지의 면적은 무려 2천만 헥타에 이르는데, 이로 인한 작물손실액은 매년 1조원을 넘는다. 최근 개량된 물에 잠겨도 저항성이 있는 벼품종의 경우, 물에 잠긴 상태로 20일이 지나도 물이 빠지면 다시 자라날 수 있다고 한다. 물에 잠기면 마치 동면과도 같은 상태로 자신을 보호하게 만드는 것이 핵심 기술인데, 이런 품종을 이용한다면 상습침수 지역에서의 벼농사가 훨씬 작황이 좋아지게 되며, 평균적으로 헥타 당 3톤의 쌀을 더 수확할 수 있게 된다.
     
  • 가뭄에 강한 벼품종

    홍수 만큼이나 문제가 되는 것은 비가 오지 않는 가뭄에 의한 벼농사 피해이다. 홍수로 피해를 입는 지역보다 매년 가뭄으로 피해를 입는 농지 면적이 2300만 헥타로 더 많다. 심한 가뭄으로 쌀의 생산량을 정상적인 경우보다 40% 이상 저하될 수 있다. 만약 현재 진행되는 가뭄에 강한 벼품종이 기술개발의 완료와 함께 제대로 보급된다면 헥타 당 1.5톤의 쌀을 더 수확할 수 있다.

  • 염분에 강한 벼품종

    아시아 지역에서는 곡창지대가 바닷가와 인접한 곳이 많은데, 최근 염분에 의한 피해면적도 크게 늘고 있다고 한다. 여기에 해당하는 농지는 1500만 헥타 정도가 되는데, 염분에 강한 벼품종은 이런 지역에서의 쌀 생산량을 크게 늘려줄 수 있다. 현재의 기술이 잘 적용된다면 2017년까지 헥타 당 2톤의 쌀을 더 수확할 수 있다고 한다. 
     
  • 추위에 강한 벼를 만들자

    아프리카에서는 주로 피해가 많은 것은 예기치 않은 한파로 인해 벼농사가 피해를 입는 경우라고 한다. 아시아 일부 지역에서도 이와 비슷한 피해가 있는데, 또한 추위에 강한 벼를 경작할 수 있다면 이모작도 훨씬 쉬워진다. 이를 통해 늘어날 수 있는 쌀의 생산량은 헥타당 1톤 정도가 된다. 
     
  • 철분 저항성이 있는 벼품종

    토양에 철분이 지나치게 많은 경우에도 벼농사에 크게 나쁜 영향을 미친다. 이 문제는 특히 가장 빈곤이 심한 사하라 이남의 아프리카에서 문제가 되고 있는데, 60% 이상의 농지가 지나친 철분으로 인해 벼농사를 제대로 지을 수 없다고 한다. 이 문제를 해결할 수 있는 벼품종은 헥타당 최소한 1톤의 생산성을 증진시킬 수 있다.

이와 같이 전 세계를 위한 기술 개발에는 또 다른 우선순위가 존재한다. 세계의 빈곤을 퇴치하기 위해서는 이런 기술에 관심을 가지고 연구하는 수많은 과학자들의 노력이 필요하다. 돈 몇 푼을 모금해다가 이들을 위해 지원하는 것도 중요하지만, 자신이 가지고 있는 재능과 열정으로 이런 문제를 해결할 수 있도록 나눈다면 그것이 우리 사회를 더욱 아름답게 할 것이다. 
 
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우리는 인터넷과 스마트폰을 이야기하고 있지만, 아직도 전 세계 인구의 상당 수는 전염병에 신음하며, 하루하루 먹을 것을 간신히 구해서 먹고살고, 깨끗한 물을 갈구하는 삶을 살고 있다. 이들의 건강에 있어 가장 중요한 것은 부족한 병원이나 의사들이 아니다. 되려 위생적인 환경을 만들 수 있는 시스템이다. 그렇기 때문에 저렴한 소독기술은 대단히 중요한 의미를 가진다.

소독을 하는 방법도 매우 여러가지 이다. 가장 흔히 이용되는 것은 끓는 물을 이용한 증기세척이지만, 감마선이나 화학물질 등도 활용된다. 그렇지만, 첨단의 좋은 제품이 저개발 국가에서 이용되는 것은 언감생심일 것이다. 그렇기 때문에, 최근 미국의 라이스 대학(Rice University)에서 선보인 태양광을 활용한 스팀소독(autoclave) 기기는 커다란 의미를 가진다. 이런 기기를 가질 수 있다면 아프리카나 아시아의 의료기관에서 저렴하게 의료기기를 소독할 수 있을 것이다.   
   
개발된 기기의 원형의 프랑스의 발명가인 Jean Boubour가 설계하였던 기기를 태양광으로 동작할 수 있도록 하여 Capteur Soleil 라는 기기 2년 전에 만들었고, 이번에는 이를 개조해서 탄생한 것이 Team Sterilize이다. 이 시스템은 태양광을 스틸 튜브를 통해 모아서 증기를 발생시키고, 이렇게 발생한 증기가 전도성 핫플레이트에 열을 전달하는 방식으로 동작한다. 그러므로, 일종의 스토브 탑으로 이용될수도 있다. 태양에 맞추어 거울을 정렬하면, 30분 정도면 증기를 발생시키기 시작하며 금방 핫플레이트를 데워서 미국 식약청(FDA) 승인을 받을 수 있는 스팀멸균기(autoclave)로 동작한다. 내부에는 증기 바스켓이 있어서, 2.5cm 정도 깊이의 물을 넣고, 주사기 바늘이나 여러 의료기기, 도구 등을 넣으면 멸균을 시킬 수 있다.

이처럼 태양광은 저개발 국가에게 저렴하면서도 반드시 필요한 가치를 전달할 수 있는 중요한 에너지이다. 앞으로 우리나라에서도 단순한 발전패널을 넘어서서 태양광을 활용할 수 있는 다양한 기술개발이 이루어지기를 기대한다.





참고자료

Rice parlays sun's saving grace into autoclave 
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첨단과학도 중요하지만, 세계를 보다 살기좋은 곳으로 만드는 것에는 적절한 기술을 열성적으로 지원하는 지역사회의 활동보다 중요한 것은 없다. 아프리카 대륙의 가장 커다란 극복과제 중의 하나인 말라리아 역시 같은 맥락에서 생각해야 한다. 물론 치료를 도울 수 있는 좋은 신약의 개발이나 저렴하게 약을 보급할 수 있는 체계 역시 무척 중요하지만, 지역사회에서의 활동을 통해 말라리아에 걸리지 않도록 예방할 수 있다면 그보다 좋은 대처방법도 없을 것이다. 말라리아 약제의 보급과 관련한 국제적인 협업사례에 대해서는 이미 한 차례 이 블로그를 통해 소개한 바 있다.


연관글:
2011/05/06 - 아프리카에 피어난 공공 제약 프로젝트의 결실


이런 예방과 관련한 모범사례로 케냐에서 활동 중인 "스프레이 소년들"이 화제이다. 기술적으로는 그리 어렵지 않는 접근방법을 취한다. 이들은 Global Fund 의 지원을 받아서 지역을 돌아다니면서 집집마다 실내에 일단 모기들을 잡기 위한 살충제를 뿌리고, 이후에도 모기들을 지속적으로 퇴치하기 위해 오랜 시간 지속되는 살충성분 처리가 된 방충망을 설치하는 것이다. 또한, 이들은 말라리아 검사와 치료활동도 같이 진행하고 있다. 이들은 1년에 한 차례 전 지역을 돌아다니면서 방역활동을 한다고 한다.

이들의 활동으로 지난 5년간 5세 이하의 아이들의 사망률이 무려 45%나 감소했다고 한다. 또한, 가장 말라리아가 많이 발생하며, 실제로 풍토병이라고 해도 과언이 아닐 정도였던 서부 케냐의 하이랜드(Highland) 지역의 경우 방역이 시작된 2005년 이후 한 차례도 대유행이 돌지 않았을 정도로 큰 효과를 거두었다.

어쩌면 이런 활동은 과거 60~70년대 우리나라에서 "새마을운동"의 이름으로 가장 많이 했던 것들이 아닌가 싶다. 물론, 각각의 나라 별로 서로 다른 특성이 있지만, 우리나라의 과거 경험을 바탕으로 단순히 자금만 지원할 것이 아니라 가난과 질병으로 고통받는 여러 나라들을 도울 수 있는 노하우와 활동을 지원할 수 있다면 세상이 보다 살기 좋은 곳이 되지 않을까? 

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