모든 발명의 끝인 미래의 3D 프린팅

1964년, 물리학자이자 공상과학 소설가인 아서 C 클라크는 3D 프린터가 발명되기 20년 전에 이미 3차원 복사기에 대해 예견했었다. “이는 모든 발명을 끝내기 위한 발명이 될 것입니다.” 적층 가공이 모든 발명의 끝이라면, 이 적층 가공은 과연 어디까지 발전할 수 있을까?

시모네 캐퍼(Simone Käfer)

핵심 내용

  • 인공지능이 디자인한 개별 장신구를 3D 프린터가 프린팅한다.
  • 깨질 수 있는 물체는 4D가 기본이다.
  • 차량에 통합된 3D 프린터와 자율 어시스턴트가 운행 중인 차량을 수리할 수 있다.

오늘은 2120년 12월 24일 오후, 기다리던 크리스마스 이브이다. 몇 시간 지나면 내 아내와 아이들은 3D 프린팅한 크리스마스 트리 아래에 사랑이 가득 담긴 선물이 놓여 있을 것으로 기대하고 있을 것이다. 올해 크리스마스 트리는 화려한 초록색 형광 볼과 핑크색 네온으로 장식했다. 크리스마스 선물은 이제 백화점에 찾아가 선물을 고르지 않는다. 첫 번째는 상점이 거의 없다는 점이고, 두 번째는 사람들이 하나밖에 없는 특별한 선물을 기대한다는 점이다. 각자의 필요를 충족하고 개인의 개성을 강조한 그런 선물, 즉 각자의 개인 취향에 맞춘 개별적인 선물이 필요하다. 하지만 너무 늦었다. 자율 주행 중인 차량 밖을 보니 Print-to-go 숍 앞에 길게 늘어선 줄이 보인다. 약간의 패닉이 일어났다. 어떻게 하지!

Formnext 2019에서 Spee3D는 이 해머를 10분 만에 프린팅하였다. 이는 Print-to-go 숍의 첫 번째 신호이다.

자동차 글러브 박스 안의 3D 프린터

자동차 글러브 박스 안에는 미니 3D 프린터는 아내에게 선물할 담홍색으로 빛나는 진주를 만들고 있다. 진주 필라멘트는 항상 차에 갖고 다닌다. 디자인은 오늘 아침에 인공 지능의 도움으로 직접 만들었다. 아내에게 어떤 스타일이나 어떤 유행이 어울릴지 그리고 용해되는 값비싼 물질이 낭비되지 않게 진주를 어떻게 구성하는 것이 좋을지 인공지능에게 맡겼다. 아직까지 지지대 없이 프린트하는 방법을 찾지 못했다는 점이 아쉽다. 아마도 인공 지능은 20년 전부터 R&D 부서가 인간을 대체하기 시작한 이후로도 이 방법을 계속 연구하고 있다. 당시에도 지지대가 없었는데 지금까지도 새로운 발전이 없는 것을 보면 중력을 거스를 수 없는 것 같다. 오래전에는 모든 것이 인공지능에 구성되지 않았지만 3D 프린팅이 무언가 특별한 것이었다. 결함을 스캐너로 파악하고 프린터로 복원할 수 없었다는 점만 해도 그렇다. 고장 났다고 새로운 것을 사야 하나?라고 생각할 수도 없다. 아마도 당시에는 아직 4D 프린팅이 없었을 것이다. 직접 형태를 복원할 수 없거나 단종된 물건을 어떻게 했을까?         

인공지능이 길잡이

“스톱!”, 그가 자율 자동차에게 명령했다. 자동차가 어디로 가는 걸까? 왜 그렇게 멀리 가고 있지, 그는 딸을 위한 선물을 사야 하는데 자동차가 멈추지 않았다. “지금 어디로 가는 거지?” 그가 자율 자동차에게 물었다. “목적지를 향해 가고 있습니다”, 여자 목소리로 인공 지능이 대답했다. 사실 인공지능은 그의 아내가 딸을 위해 새로운 강아지를 미리 주문한 곳이 어디인지 잘 알고 있었다. 자율 자동차는 그 강아지가 있는 곳을 향해 가고 있었다. 이전 강아지 모델은 3년이 지났고, 구식 디자인은 이미 단종된 모델이다. 당시에는 폐를 3D 프린팅 하는 기술이 발전하지 못했고, 폐를 수리하고자 하지도 않았다. 인공지능은 그들에게 프린팅한 강아지의 보존 기한이 길지 않다는 것과 최신 모델의 애완동물을 살만한 충분한 돈이 없다는 점을 설명하였다. 하지만 그는 의견을 들으려 하지 않았고, 자기 뜻대로 관철하고 직접 결정을 했다. 그것이 첫 번째 애완견이었고, 강아지 털에서 냄새가 나는 재료를 잘못 선택하였다. 강아지 털에서 이상한 냄새가 나니 끔찍했다. 그의 아내는 인공지능과 논의하여 딸기 냄새가 나는 강아지 털 필라멘트를 선택하였다. “딸이 딸기 냄새를 좋아할 겁니다”라고 인공지능이 말했다. 강아지에서 딸기 냄새가 나는 게 좋은가? 의문이 들었다.

             그의 아들은 이런 냄새와는 상관이 없다. 아들의 후각을 제거해버렸기 때문이다. 이유는 모른다. 단지 추측만 할 뿐이다. 아마도 아들은 슬럼 가에서 생활하면서, 좋지 않은 냄새 나는 사람들과 살았을 것이다. 그 사람들이 생물학적으로 전혀 확장되지 못한 이유는 그에게 수수께끼로 남아 있지만, 이미 오래전부터 프린팅한 신체 기관의 부적합성과 관련한 사례가 없었고, 심지어 대체 기관에 대해서도 부정적인 내용을 들은 적이 없다. 안드로이드 구성 요소도 그렇다. 옛날 엔지니어들은 당시에 인체에 도움이 되는 외골격근을 개발하였다. 프린터에서 나오는 인간의 세포 조직과 소재와 조합하여 새로운 돌파구가 마련하였다. 이처럼 인공지능이 적합한 조합을 계산한 것은 잘 된 일이다.      

뼈를 만드는 잉크는 고가 재료이다

3D 프린터에서 인체 기관을 프린트한다. 하지만 아직 기능할 수 없고 생명력도 없다. 그럼에도 불구하고 인사들과 연구원들은 3D 프린팅 장기를 이용한 치료법을 기대하고 있다.

사람들은 인공 장기를 원하고 새로운 시장을 형성하고 있지만 이에 필요한 재료는 제한적이다. 특히 뼈를 만드는 잉크는 굉장히 귀한 재료라서 암시장까지 생겼다. 운이 없으면, 모세관 구조가 제대로 형성하지 않아 신체가 잘 흡수하지 않는 액체에 막대한 금액을 지불해야 한다. 뼈가 자라지 않거나 생체 구성 요소가 거부되는 경우도 발생한다. 하지만 합법적으로 3D 프린팅한 장기도 품질이 천차만별이긴 마찬가지이다. 사람들은 가족을 위해 오랫동안 저축을 해야 했다. 이는 얼마 안 되는 엔지니어 월급으로 극복하기 힘든 금액이다. 그의 아버지가 옛날이야기를 할 때면, 이상한 말을 하는 게 아닐까 하는 생각이 들었다. 엔지니어가 사물을 발명하고, 소재를 연구하고, 기계에게 무엇을 어떻게 만들어야 하는지 생각하던 시대라니! 그는 가상 현실 세계에 앉아서 관찰하기만 하였다. 그는 기계가 세상을 어떻게 생산하는지 관찰하였다. 예상치 못한 문제가 발생하는 경우에만 무언가를 해야 했다. 최근에 일이 발생했던 적은 14개월 이틀 전이었다. 갑자기 세상이 어두워졌다. 가상 세계의 생산이 그의 눈앞에 사라졌고, 빛도 없어졌다. 전기가 나간 것이다. 칠흑 같은 어두움 속에서 문을 발견할 때까지 영원의 시간이 걸렸다. 하지만 문은 계속 닫혀 있었다. 망막 스캔을 할 수 없기 때문이었다. 그는 다시 앉아서 기다렸다.   

자동차의 대체 부품

자율 자동차, 아직 제대로 된 기술이 없지만, 사내 물류 영역과 무인 농기계에서 자율 운반 시스템은 이미 시작하였다.

자율 자동차가 갑자기 멈췄다. 자동차가 왜 갑자기 멈추었을까? 계기판에 “대체 부품 프린팅 중”이라는 빨간 문구가 나타나고 글로브 박스 안에 내장된 3D 프린터가 작업을 시작한다. “큰일이다! 30분은 꼼짝도 못 하게 생겼다.” 그가 화가 났지만 현실을 받아들이고, 자동차가 수리가 완료될 때까지 기다리기 위해 문을 열고 내렸다. 그는 이 지역을 와 본 적이 없었다. 이 지역은 낙후되었고, 집들도 오래되었으며, 프린트-투-고 숍은 초라해 보였다. 수리에는 시간이 좀 더 걸릴 것 같은데, 이동식 수리 보조원이 있는지 알 수 없었다. 소형 자율 박스는 필요한 공구와 재료를 모두 갖추고 있으며, 이 자율 박스에 고장 난 자동차 수리를 요청하고 값을 지불하면 된다. 길에서 본 사람들은 좀 달라 보였다. 모두 다른 몸을 가졌다. 그들은 일반적으로 최적화된 이미지와 일치하지 않았지만 매혹적이었다. 하이테크를 통해 최적화된 신체를 갖고 있지 않다는 것이 어떤 것인지 생각하고 있었는데, 그중 한 사람이 지나다 부딪히고는 모퉁이를 돌아간다. 무례하다, 그는 사과도 하지 않았다! 화를 내고 싶지만 그의 자동차가 주황색에서 파란색으로 변하며 작업 완료를 알려준다. 마침내 자동차가 수리를 마쳤다. 자율 수리 보조원은 곧바로 자신의 로봇 팔을 집어넣는다. 자동차 문이 다시 열렸다.        

스스로 변형되는 소재

네덜란드 해군은 사진에서 볼 수 있듯이, 필터와 같은 예비 부품을 바다 가운데 선 상에서 프린팅하여 사용한다.

다시 그는 강아지를 데리러 펫-프린트 숍으로 출발한다. 이제 아들을 위한 선물만 남았다. 인공지능이 그의 아들을 위한 선물을 제안하지 않았다는 것은 이례적이다. 이런 경우가 아니라면 그는 무엇을 해야 할지 그리고 어떤 선물이 잘 어울릴지 결정하기 어렵다. 이런 생각을 하면서 3D 프린팅 애완동물 가게에 도착했다. 자동차 문이 스스로 열린다. 그는 크리스마스 선물을 생각하면서 차에서 내리다 주머니에서 무언가 떨어뜨렸다. 그는 몸을 숙여 떨어진 물체를 집어 들었다. 그게 어떻게 자신의 주머니에 들어갔는지 생각하는 사이, 인공지능이 그에게 개를 상기시키자 그의 손에 있던 덩어리가 움직이더니 갑자기 강아지로 변했다. 그가 깜짝 놀라 강아지를 떨어뜨리자 원래 덩어리로 돌아갔다. 그는 그 덩어리를 다시 집어 들었다. 잠시 생각에 잠기니 덩어리가 자동차 미니어처로 변신하였다. 그는 커뮤니케이터를 활성화시키고 아내에게 다음과 같은 메시지를 보냈다. “우리 아들한테 줄 선물이 생각났어. 금방 들어갈게.”       

이 글의 배경

1964년 아서 C 클라크는 그의 미래 비전에서 모든 발명과 더불어 모든 혁신과 모든 창의성을 끝장낼 3D 복사기를 생각해냈다. 인간이 아무것도 발명하지 않는다는 것은 생각할 수 없는 것이다. 가장 창의적인 인간이 더 이상 창의적이지 않게 되면 무슨 일이 일어날 수 있을까? 적층 가공과 3D 프린팅에 관련하여 실현할 수 없는 아이디어로 이야기를 다루었다.

적층 가공을 다루는 사람이라면 3D 프린터가 대체 부품과 물류, 디자인 영역으로 파고들 것이라는 점을 부인하기 어려울 것이다. 아니, 이미 이 지점에 들어섰다. 지난 Formnext에서 적층 가공으로만 제조할 수 있는 의료 기술이나 통신 기술에 새로운 길을 열어주는 제품이 몇 가지 소개되었다. 하지만 이를 새로운 발명이라 할 수는 없다.

이 이야기에는 3D 프린팅된 심장과 3D 프린터용 뼈 잉크가 나온다. 바이오 프린팅은 경악스럽고 무섭지만, 좋은 치료법을 위한 토대가 될 것이다. 인간의 모든 것을 고칠 수 있고, 인간에게 더욱 좋게 만들 수 있다면, 우리는 이러한 혁신을 받아들여야 한다.