▲ 출처: http://www.fastcocreate.com/
생체모방기술을 아시나요? 생체모방(biomimetics)은 생명을 뜻하는 ‘bio’와 모방을 뜻하는 ‘mimesis’라는 그리스 단어들이 결합한 용어입니다. 자연의 생물 구조와 기능을 모방하여 인간의 기술로써 활용하거나, 재탄생시키는 행위를 이르는 단어입니다. 익숙하지 않으신가요? 생체모방기술은 현대 과학, 공학에서 절대로 빠질 수 없는 활발한 연구 분야 중 하나라고 하는데요. 이전에도 인간은 자연에 대한 모방과 응용으로 과학 기술의 발전을 이룩했습니다. 누에고치로 옷을 만들고, 동물의 날카로운 이빨로 창을 만든 것들 또한 생체 모방이라고 볼 수 있습니다. 지금부터 생체모방기술이 무엇인지, 왜 근래에 새롭게 각광을 받고 있는 것인지에 대해 알아보도록 하겠습니다.
▲ 대머리독수리의 모습을 착안한 비행기(출처: 위키피디아, http://en.wikipedia.org/)
생체모방기술의 시작은 자연의 생명체들이 갖고 있는 동식물의 구조를 그대로 모방하여 비슷한 기능을 하는 인간의 기술로 만들어내는 것이었는데요. 이렇게 글로 표현하면 어렵게 느껴지지만, 예를 들어 설명하면 쉽게 이해할 수 있습니다. 많은 사람들이 알고 있는 인류 최초의 비행기는 미국의 라이트 형제가 만들었습니다. 이 비행기는 대머리독수리가 비행을 할 때 움직이는 날개의 모습을 착안해서 만들어졌습니다.
▲ 엉겅퀴를 모방한 벨크로(출처: https://sites.psu.edu/)
또다른 예는 우리가 주변에서 흔히 발견할 수 있는 물건에서 찾아볼 수 있는데요. 우리가 일명 찍찍이라고 부르는 벨크로 테이프입니다. 이 벨크로 테이프 역시 잘 알려진 생체 모방 기술의 예인데요. 엉겅퀴의 표면의 작은 갈고리 모양을 모방하여 1948년 스위스의 발명가 메스트랄이 만든 생체모방기술입니다.
이렇듯 메커니즘을 그대로 가져와서 사용하는 생체모방기술의 방식이 첨단 나노 기술이 발달하면서 더 섬세하고 새로운 방향으로 바뀌기 시작하면서 그 효용이 많은 주목을 받고 있다고 합니다. 나노 기술과 더불어 생체모방기술은 에너지 공학, 로봇 공학, 재료 공학뿐만 아니라 우주나 국방 산업 등 다양한 기술 분야에서 적용되고 있고, 기술의 상업적인 성공도 드물지 않다고 합니다. 그렇다면 지금부터 최근 생체모방기술의 동향에 대해서 알아보도록 할까요?
▲ 나비의 모양을 모방한 로봇(출처: https://www.festo.com/)
동물들은 수 세기에 걸쳐서 자신들이 처한 환경에 가장 적합한 모습으로 진화를 해왔습니다. 오랜 시간 동안 번식과 적응을 통해 진화해서 어떻게 보면 환경에 맞는 가장 완벽한 메커니즘을 갖게 되었다고 할 수 있습니다. 그러한 동물들의 구조와 기능을 적용시킨 로봇들이 개발되고 있습니다. 이런 로봇들은 특수한 환경이나 상황에서 특별한 역할을 수행할 수 있습니다. 박쥐의 초음파를 모방한 로봇 청소기, 바다오리를 모방한 수륙양용 드론, 뱀의 유연성을 모방한 극지 탐사용 로봇 등 동물들의 다양한 특징들이 로봇으로 재탄생되고 있습니다.
▲ 뇌를 모방해서 만드는 컴퓨터칩(출처: http://www.rawstory.com/)
생체모방기술은 단순히 동식물에만 한정되는 것이 아닙니다. 다른 동식물에서는 볼 수 없는 훨씬 더 복잡하고 진화한 메커니즘을 가지고 있는 인간을 모방하여 더욱 발전된 기술을 개발하기도 하는데요. 뇌의 정보 처리 방식을 모방하여 만들어진 뉴로시냅틱(Neurosynaptic) 방식의 컴퓨터가 대표적인 예입니다. 단순히 정해진 연산만을 처리하는 것이 아니라, 스스로 효율적인 방법을 찾아내고 학습이 가능한 중앙 처리 장치는 더욱 빠른 처리 속도와 저전력 구동으로 많은 주목을 받고 있습니다. 이 외에도 촉감 능력이나 DNA 구조 등 여러 가지 메커니즘들이 모방되고 있다고 하니 앞으로 나올 기술들이 벌써부터 궁금해집니다.
▲ 출처: http://www.istackr.com
나노 기술의 발달과 새로운 기술 구현에 대한 적용으로 생체모방기술의 규모는 점점 커지고 있는데요. 기술 개발 시간이 상대적으로 길고, 실현을 위해 넘어야 할 장애물들이 많기 때문에 마냥 최고의 기술이라고 하기는 어렵습니다. 하지만 단순한 구조, 형태의 모방으로서 시작되었던 생체모방기술이 현재 과학 전 분야에서 다양하게 적용되어 혁신을 이뤄내고 있는 모습을 본다면 미래 과학, 산업을 주도할 유망 기술임을 부정할 수는 없습니다. 그래서 생체모방기술의 미래가 더욱 기대되는 것 같습니다.
생체모방기술은 자연이 인간에게 준 또 하나의 선물이라고 생각하는데요. 과학은 이렇듯 자연에 대한 ‘모방을 통해 조금씩 발전을 이룩해왔다고 생각합니다. 우리가 지금까지 모방한 기술은 자연의 극히 일부분에 불과한데요. 앞으로 기술이 더욱 발전하면서 자연의 더 많은 부분을 모방할 수 있을 것으로 예상되는데요. 이제 주변의 자연이 조금은 달라 보이지 않으신가요? 매일매일 바쁜 일과에 그냥 지나쳤던 주변 환경들, 오늘은 잠깐의 여유를 가지고 아름다운 자연을 느껴보시는 건 어떨까요? 그곳에서 새로운 생체모방기술을 발견할 수 있을지도 모릅니다.
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