난양기술대에서 개발하는 사이보그 곤충 / @MARK CHEONG

싱가포르는 바이오미미크리를 활용한 디자인과 연구를 적극 지원하는 나라다. 얼마 전에는 인명 구조를 위한 사이보그 바퀴벌레가 쟁점이 되었고, 모기로 인한 전염병을 줄이기 드론을 날리고, 개체수가 급격히 감소한 벌의 역할을 돕기 위해 꽃가루받이에 나노드론 벌을 적극 활용한다.

인명 피해 복구를 위해 싱가포르에서 미얀마로 파견한 사이보그 바퀴벌레 / @ST PHOTO: MARK CHEONG

규모 7.7의 강진이 일어나고, 8,000여 명의 사상자가 생긴 미얀마에 싱가포르에서 투입한 사이보그 바퀴벌레 열 마리가 화제가 됐다. 싱가포르 내무부 산하 과학기술청(HTX), 난양기술대, 클래스엔지니어링에서 공동 개발한 사이보그 바퀴벌레는 몸체 약 6cm 길이의 마다가스카르휘파람바퀴(Madagascar hissing cockroach) 종으로, 머리 쪽에 적외선 카메라, 옆구리에 센서를 부착했으며, 몸체에 원격조종장치를 부착했다. 엔지니어 네 명이 전극을 통해 사이보그 바퀴벌레를 좁은 틈새까지 원격으로 제어하며, 생존자 수색을 도왔다.

일반적인 미니 로봇이 움직이는 데 300밀리와트의 전류가 필요한 데 비해, 사이보그는 0.2밀리와트만 소요하고, 인류의 역사상 가장 뛰어난 생명력을 가진 바퀴벌레는 약간의 수분과 최소한의 영양분으로도 연명할 수 있기에 재난 상황에 훨씬 용이하다는 것이 연구팀의 주장이다. 사이보그 바퀴벌레는 87퍼센트의 확률로 사람과 사람이 아닌 생명체를 구별할 수 있다. 연구진은 ‘마이크로칩 배낭’ 크기를 혁신적으로 줄여서, 바퀴벌레 등에 싣는 부피와 무게를 줄이고, 사이보그를 일상 환경에서 활용할 방안을 연구하는 동시에 대량 생산을 시도할 예정이라고 밝혔다.

꽃가루받이를 하는 나노드론 벌과 농업기술 스타트업 폴리비 Polybee / @YEN MENG JIIN Tee Zhuo

전 세계 식량 작물의 80%를 꿀벌이 꽃가루 받이해서 수확한다고 한다. 개체 수가 급속도로 감소하고 있는 꿀벌의 꽃가루받이 활동을 보조하기 위해, 싱가포르에서는 나노드론 벌을 딸기, 고추, 토마토 등의 실제 작물 농사에 투입하고 있다. 나노드론 벌은 비닐하우스나 실내 수경 농업에서 빛을 발하지만, 날씨 상관없이 야외에서도 일한다. 스스로 꽃을 감지하고, 표현형 분석 과정을 거쳐 꽃가루받이하는데, 성공률이 사람 손보다 35%가 높다. 본 사업은 폴리비는 테마섹재단의 연구 지원을 받으며, 다른 아시아 지역으로도 확장 중이다.

싱가포르에서는 드론을 모기 퇴치에도 활용한다. 모기는 연못이나 정원에 오랫동안 고여있는 물에서 유충으로 발생하며, 급격히 퍼지는데, 이를 막기 위해 드론이 모기 번식 상황을 모니터링하고, 살충제를 뿌리는 역할을 담당한다.

모기 번식의 원인이 되는 고여있는 물을 감지하는 드론을 조종하는 환경청 직원과 공무원 @ST PHOTO: TIMOTHY DAVID

빗물과 화분에 고인 물에 뎅기열을 일으키는 모기의 유충이 발생하는 것을 막기 위해, 살충제를 뿌리고 번식 상황을 모니터링하는 드론의 활동 @ST PHOTO: TIMOTHY DAVID

바이오미미크리 디자인 프로세스, 디자인 나선Design Spiral/ @ the Biomimicry Institute

참고로, 1997년 재닌 베니어스(Janine Benyus) 바이오미미크리연구소 소장이 말한 ‘바이오미미크리(생체모방Biomimicry)’ 개념은 생명 ‘Bios’에 모방 ‘Mimesis’가 합쳐져, 38억 년 동안 진화하며 최적화가 항상 진행 중인 자연의 형태와 기능, 시스템에서 영감을 얻어 혁신을 이루는 일이다. 바이오미미크리 연구학회는 자연이 진화를 하는 방식에서 착안한 ‘디자인 나선Design Spiral’이라는 디자인 프로세스를 소개했다. ‘디자인 나선’은 1) 문제 파악하기, 2) 생물학적 자연 해석, 3) 영감 발견, 4) 자연의 패턴 추상화, 5) 디자인으로 모방하기, 6) 평가, 7) 발전 가능성 확인하기, 총 7단계를 거친다.

바이오미미크리에 관한 이야기가 1990년 말부터 생겨났으니, 이제 30여 년이 지났다. 지난 20년 동안 벌 종의 25%가 감소한 상황에 대처해보고자, 싱가포르뿐만 아니라, 미국에서도 꿀벌 로봇 연구가 이뤄지고 있다. 싱가포르에서는 디자인대학과 공학대학의 융합이 이뤄지고, 생체 공학 로봇 연구에 폭넓은 지원을 하고 있고, 꽃가루받이 나노 드론 벌, 사이보그 바퀴벌레, 뎅기열 매개 모기 퇴치 드론의 결과물로 나오고 있다. 다양한 학제와 결합한 디자인은 더 이상 감각과 취향의 영역에만 머물지 않는다. 마른 산불이 한 번 일어날 때마다, 다양한 동식물이 사라진다. 얼마 전 호주에서는 유칼립투스 숲이 없어져서, 코알라를 대거 총살하기도 했다. 그동안 추상화하고 착취한 자연의 앙갚음과 전 세계 식량문제에 어떻게 대응할 수 있을까? 바이오미미크리에서 또 다른 방안을 찾아본다.

차민정(싱가포르)

-홍익대학교 산업디자인과 졸업

-(현) PLUS Collaboratives 경험디자이너

· 본 콘텐츠의 저작권은 저자 또는 제공처에 있으며, 이를 영리를 목적으로 무단 이용하는 경우 저작권법 등에 따라 법적 책임을 질 수 있습니다.
· 본 콘텐츠를 블로그, 개인 홈페이지 등에 게재 시에는 반드시 출처를 밝혀주시기 바랍니다.
· 외부필자에 의해 제공된 콘텐츠의 내용은 designdb의 입장과 다를 수 있습니다.