'손안의 연구실'로 과학실험…스마트폰 사이언스가 뜬다

국제학술지 네이처 소개

지진연구부터 중력연구까지
카메라·마이크·압력계 등 스마트폰 기능만으로 가능
SNS로 연구지원자 모집…방대한 정보량 빠르게 모아

네덜란드 라이덴대의 프란스 스닉 연구팀이 스마트폰용으로 특수 제작된 대기성분 측정기를 사용하고 있다. 출처=iSPEX프로젝트

“사람들이 일상적으로 들고 다니는 스마트폰으로 과학연구를 해보면 어떨까?” 5년 전 네덜란드 라이덴대 천문학자인 프란스 스닉의 머릿속에 떠오른 생각이었다. 그는 대기의 먼지 농도를 측정할 수 있는 광학기기를 개발해 위성으로 쏘아올릴 계획이었다. 하지만 2011년 아이폰을 접한 뒤 스마트폰을 이용하기로 했다. 스마트폰 카메라로도 원하는 결과를 충분히 얻을 수 있다는 판단이 들어서였다.

스닉과 동료들은 2013년 스마트폰용 대기 측정 기기를 내놨다. 하늘을 촬영하면 렌즈에 들어오는 빛의 편광을 분석해 스마트폰 카메라에 전달하는 원리다. 연구에 자원한 네덜란드 전역의 참가자 8000여명이 거주지의 하늘을 찍어 보냈다.

분석 결과 이전에 없던 높은 수준의 대기 입자 정보를 수집할 수 있었다. 예정된 위성 발사일보다 몇 년 앞서 결과가 나왔을 뿐만 아니라 예산도 훨씬 적게 들었다. 그는 유럽연합(EU) 지원을 받아 11개 유럽 도시에서 조만간 같은 연구를 진행할 계획이다.

영국에서 발행되는 국제학술지 네이처는 스마트폰을 활용해 과학연구를 하는 연구자들을 소개했다. 스마트폰은 지진, 중력, 기후 연구 등 다양한 분야에서 이용되고 있다. 스마트폰에 탑재된 카메라, 마이크, 가속계, 압력계 등이 측정 도구다. 연구 지원자는 소셜네트워크서비스(SNS)나 언론, 자선단체를 통해 모집한다.

스마트폰 연구를 위해선 우선 방대한 데이터를 저장할 곳이 필요하다. 지진 감지 앱(응용프로그램)인 마이셰이크를 운영하는 칭카이콩은 “세계 이용자들이 정보를 보내면 처음 기대한 것보다 많은 양의 정보를 얻을 수도 있다”고 말했다. 그는 클라우드 서비스인 아마존웹서비스(AWS)에 데이터 보관을 맡겼다.

수집된 데이터에서 잡음을 거르고 필요한 정보를 추려내는 작업도 중요하다. 미국 UC어바인의 입자물리학자 대니얼 화이트슨은 스마트폰을 이용해 우주에서 오는 방사선이 지구 대기에 진입할 때 발생하는 흔적을 조사할 예정이다. 세계 15만여명의 스마트폰 이용자가 참여의사를 나타냈고, 1000여명이 시범 운영에 참여하고 있다.

이처럼 번거로운 작업이 필요하지만 상당수 과학자가 스마트폰을 이용한 연구에 매력을 느낀다고 네이처는 전했다. 정부가 인프라에 막대한 액수를 투자하던 시대가 지나면서 연구 지원을 받기 힘들어졌기 때문이다. 화이트슨 교수는 “스마트폰은 매우 강력하고 유연한 과학연구 도구”라며 “다양한 분야에서 무궁무진하게 활용될 가능성이 있다”고 평가했다.

유하늘 기자 skyu@hankyung.com