IBS, 정보를 100% 동력으로 환원할 수 있는 정보엔진 개발

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정보를 에너지원으로 활용할 수 있는 시대가 열리게 됐다. 국내 연구진이 정보엔진의 효율을 100%로 끌어올리는데 세계 최초로 성공했다. 정보엔진은 위치정보를 동력으로 전환하는 장치다.

기초과학연구원(IBS·원장 김두철)은 박혁규 첨단연성물질연구단 연구위원(UNIST 자연과학부 교수) 연구팀이 효율 100%의 정보 엔진을 개발, 연구결과를 물리학 분야 최고 권위를 자랑하는 학술지 피지컬 리뷰 레터스에 12일자로 게재했다고 25일 밝혔다.

정보 엔진의 입자 위치 측정과 피드백
<정보 엔진의 입자 위치 측정과 피드백>

정보 엔진은 위치정보를 동력으로 전환하는 장치다. 입자가 전 방향으로 무작위 운동하는 '브라운 운동'을 이용한다. 입자가 특정 방향으로 향할 때 해당 위치에서 레이저집게로 입자를 가두는 행동을 반복하면 입자를 한쪽 방향으로 움직이게 만들 수 있다. 입자의 위치 정보를 이용해 옮기는 것이다.

입자의 위치정보는 측정 레이저로 파악한다. 파악한 위치정보는 컴퓨터가 판별하고 입자를 가준 레이저 집게를 옮긴다. 1㎚단위로 입자위치를 감지하고, 측정한 순간부터 20마이크로초 이내에 레이저를 이동하는 시스템을 구현해 정밀성을 높였다.

연구팀은 이런 방법으로 100% 효율의 정보엔진을 구현했다. 외부에서 공급받은 정보를 모두 동력화할 수 있게 된 것이다. 정보를 동력으로 전환하는 과정에서 완전 효율을 달성한 것은 이번이 처음이다. 전자를 이용한 이전 실험에서는 75%의 효율이 구현할 수 있는 최대치였다.

박혁규 연구위
<박혁규 연구위>

박혁규 연구위원은 “이용 가능한 정보를 100% 일로 변환한 엔진은 획기적인 것”이라면서 “정보를 이용한 열 엔진 구현을 앞당길 수 있고, 이를 이용해 나노로봇의 효율적인 작동시키는데 매우 중요한 역할을 할 것”이라고 전망했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com

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