에인트호번 디자인 아카데미(Design Academy Eindhoven) 졸업생 일야 스함러(Ilja Schamle)가 기술과 자연의 공생관계를 탐구하기 위해 배터리 대신 살아있는 식물을 사용한 자급자족 서버 시스템을 만들었다.

밀라노 디자인 위크(Milan design week)에서 미스드 유어 콜(Missed Your Call)이라는 졸업전시를 통해 소개된 이 프로젝트는 토마토 줄기에서 만들어진 재생에너지를 써서 클라우드 서버를 구동하고 컴퓨터가 내뿜는 열로 식물 성장을 위한 최적 온도를 제공한다.

웜 어스 시스템은 서버 캐비닛 안에서 토마토를 기른다.

자급자족 시스템인 웜 어스(Warm Earth)는 종말론적 미래를 염두에 두고 디자인되었다. 인간이 더 이상 발전소에 의지할 수 없는 미래 환경에서, 살아있는 식물을 대안적 에너지원으로 활용한다는 게 작품의 설정이다.

“전체 인터넷이 식물로 구동되기 때문에 지금의 방식대로 서버를 사용할 수도, 지금처럼 많은 콘텐츠를 담을 수도 없다”고 스함러는 디진과의 인터뷰에서 말했다.

“지금과 같은 방식으로 작용할 수는 없을 것입니다. 아주 가혹한 현실입니다. 이를 통해 우리는 이 같은 시스템을 운영하는 데 얼마나 많은 에너지가 필요한지, 또 우리가 그들로부터 얼마나 유리되어 있는지 깨닫게 됩니다.”

식물을 통해 생산된 전기로 서버가 구동된다.

스함러의 인공 생태계에서는 토마토가 기존의 서버랙 캐비닛 내부를 차지하고 있고, 서버 자체는 외부에 장착되어 있다. 이 둘 사이를 연결하는 환풍구의 팬은 마이크로 컴퓨터에서 뿜어져 나오는 뜨거운 공기를 캐비닛 내부로 들여보내 효과적으로 온실환경을 만들어낸다.

이와 동시에, 토마토는 식물-미생물 연료전지 기술을 통해 서버에 전력을 공급한다. 식물을 배터리로 전환하는 이 기술은 네덜란드 바헤닝언 대학교 연구진(Wageningen University in the Netherlands)이 선도적으로 개발하고 있다.

식물은 광합성 과정에서 태양으로부터 에너지를 흡수한 후 화학에너지로 전환하고 이를 당분과 단백질의 형태로 저장해 몸을 구성하는데 사용한다.

남는 양분은 뿌리를 통해 폐기물로 배출되는데, 에너지가 가득담긴 이 유기물질은 흙 속에 사는 박테리아에 의해 분해된다. 이 때 유기물에 저장되어 있던 에너지가 전자의 형태로 방출되며 이는 후에 전기로 활용될 수 있다.

토마토는 성장촉진 조명을 받고 자란다.

서버는 실내에 있어야 하기 때문에 스함러의 시스템에서는 태양광 발전을 통한 성장촉진 조명을 활용한다. 미생물 작용으로 방출된 전자는 화분 바닥에 내장된 쇠와 활성탄소 그리드에 포집된다.

이 기술은 아직 개발 단계에 있고 모든 것을 혼자 하면서 수많은 시행착오가 있었다”고 스함러는 설명했다.

“현재, 이 시스템은 태양광 에너지와 함께 식물에서 추출된 에너지로 구동된다. 시스템 규모가 아주 작기에 가능하다.”  

“그러나 바로 그 비효율성을 강조하고 싶었다. 이 행성에서 다른 존재들과 공존하려면 이 같은 비효율성에 적응해야 하기 때문이다.”

서버에서 운영하는 웹사이트에는 네트워크 시스템의 지속가능성에 대한 질문을 띄운다.

이 서버의 에너지로는 단 한 개의 웹사이트만을 호스트할 수 있으며, 이곳에서는 우리의 네트워크 인프라가 자연환경에 어떤 영향을 미치는 지에 대한 일련의 질문들을 화면에 띄운다.

“서버가 식물에서 얻은 에너지를 사용해 이 같은 질문들을 던지는 모습은 시적”이라고 스함러는 설명한다.

식물에 물을 주는 것을 제외하면 이 시스템은 자급자족적으로 운영된다.

식물-미생물 연료전지에서 동력을 얻는 조명과 배터리는 이미 개발 단계에 있다. 앞으로 효율성이 높아지면 재배면적 1sm당 3.2 와트의 전기를 생산할 만큼 기술을 확대 적용할 수 있을 것으로 과학자들은 믿고 있다. 이는 작은 건물에서 자체적인 그린 지붕을 통해 필요 전기를 충당할 수 있는 양이다.

그러나 전세계적으로 데이터센터가 매 시간 소비한 전기가 2019년 한해 동안 200조 와트에 달하는 것을 생각할 때, 이는 턱없이 부족한 양이다. 데이터센터가 연간 배출하는 탄소량은 비행기여행보다 더 많다.

“인터넷의 속도는 식물의 속도와 극단적으로 비교됩니다. 이 두 시스템의 결합은 우리의 온라인 사용습관과 전력사용의 과도함을 분명하게 보여줍니다.

기술을 식물에 통합적용하려는 연구는 MIT 연구진들도 시도하 바 있다. 이들은 식물의 이파리를 통해 길러낸 전도성 와이어를 센서와 디스플레이로 활용하는 방안과 함께, 반딧불이 효소를 주입해 식물을 조명으로 바꾸는 연구를 진행했다.

원문 기사: Ilja Schamle powers server through tomatoes in self-sustaining ecosystem (dezeen.com)