자연에서 얻은 아이디어 제품들.

과학기술이 하루가 다르게 발전하면서 아이러니컬 하게도 자연의 섭리에서 아이디어를 빌려 상용화 한 제품이 많아진다고 합니다. 오늘은 그러한 것에는 어떤 것들이 있는지 함께 알아보겠습니다.

자연은 어떤 최첨단 기술로도 따라잡을 수 없을 정도로 신비하고, 경이로운 것들로 가득 차 있습니다. 예를들어 잠자리나 벌은 선회, 후진, 급회전, 급가속 등 인간이 만든 기계로는 모방 할 수 없는 고도의 비행기술을 보유하고 있고, 단백질이 주성분인 거미줄은 강철보다 10배 이상 강합니다.



북부 아프리카의 건조한 사막에 사는 샌드휘시 도마뱀은 모래 속을 마치 물속에 있는 것처럼 헤엄쳐 다닐 수 있습니다. 남아메리카 개울가에 사는 거미는 아무리 물속을 돌아다녀도 전혀 물에 젖지 않습니다.



이러한 것들은 수 억 년의 시간동안 생존을 위해 진화를 거듭해온 결과 얻게된 능력입니다. 자연은 진화를 통해 가장 효율적이고, 최적화된 구조와 매커니즘을 이들 생명체에 부여하게 하었죠. 이와같이 상상을 초월하는 능력을 가진 자연을 모사하여 인공물을 개발하려는 생체모방, 또는 “자연모사공학”이 최근에 크게 각광을 받고 있습니다.



자연모사공학의 선각자로 평가받고 있는 Janine Benyus는 “인간이 무언가를 개발하려고 할 때에는, 먼저 자연이 그 문제를 어떻게 해결했는지를 알아보면 의외로 쉽게 답을 얻을 수 있다”라고 말합니다.



실제로도 학계와 기업에서는 각종 자연모사에 관련된 연구가 진행중에 있습니다. 식물이 사용하는 광합성을 태양광 발전에 이용하려는 회사가 있는가 하면, 어패류가 수중에서 여러 종류의 표면에 강하게 접착하는 것을 연구하여 신개념 접착제를 개발하려는 시도들도 진행중에 있습니다. 또한 연꽃잎에서 영감를 얻어서 수분이나 오염물이 묻지 않는 옷감이나, 페인트, 거울 등을 만드는 연구 등도 추진되고 있죠. 그뿐만 아니라 최첨단 로봇 개발에도 자연모사공학이 적극 활용되고 있습니다. 얼마전에 인터넷에서 관심을 집중시켰던 스탠포드 대학의 ‘스티키봇’이 대표적인 사례입니다.



이 도마뱀 모양의 로봇은 수직 벽면이나 천정에 붙어서 자유로이 활보하는 게코 도마뱀처럼 매끄러운 유리벽을 기어오를 수 있습니다. 바로 게코 도마뱀이 벽면과 접착하는 원리를 연구하여 적용한 것입니다.



게다가 이미 상용화된 사례도 우리 주변에 많이 있습니다. 주위에서 흔히 볼 수 있는 벨크로, 일명 찍찍이 테이프는 자연모사공학의 대표적인 성공사례로 꼽히고 있습니다. 엉겅퀴 씨앗의 원리를 그대로 인공물로 재현함으로써 상품화한 것입니다.



최근 다임러 크라이슬러가 컴팩트카 개발에 자연모사공학을 활용하기도 했습니다. 거북복 물고기를 모사하여 자동차를 설계했는데, 공기 저항이 매우 낮을 뿐 아니라, 기존의 자동차보다 30% 가량 가볍고 40% 이상 견고한 자동차를 만들게 되었다고 합니다.



이렇게 자연모사공학이란 그럴싸한 이름이 붙은지는 얼마 되지 않았지만, 사실상 인류는 이미 오래전부터 자연을 모사해왔습니다. 예를 들자면 동물의 발톱을 본 따서 화살촉을 만들었고, 새들의 움직임을 연구해서 비행기를 개발했던 것이 대표적입니다.



그러나 이와같이 오랜 역사에도 불구하고 자연모사를 ‘공학’이라고 부를 수 있을 만큼 기술이 발달한 것은 극히 최근의 일입니다. 그 이유는 바로 바이오기술, 나노기술, IT기술 등 첨단기술과 결합하면서 자연모사공학이 비로서 기술로서 빛을 보기 시작했기 때문입니다.



즉 과거에는 눈에 보이는 현상 정도만 이해할 수 있었지만, 최근에는 분자나 원자 수준에서도 관찰이 가능하게 되었고, 또한 작동 매커니즘을 설명할 수 있는 다양한 이론과 기술들도 개발되었습니다. 그 만큼 응용의 범위와 폭이 확대되었다는 것을 의미하기도 합니다. 앞서 말씀드린 스티키봇의 모델인 게코 도마뱀의 경우에도 접착력의 비밀이 밝혀진 것은 아주 최근의 일입니다.



최근의 기술을 적용하여 게코 도마뱀의 발을 분자 단위까지 분석함으로써 발바닥에 돋아있는 수 억 개의 섬모와 벽면이 분자들 간에 인력 때문에 부착하게 된다는 사실을 밝혀낼 수 있었고, 이것을 기초로 하여 스티키봇의 핵심기술을 개발할 수 있었던 것입니다.



자, 이 글을 읽고있는 여러분들께서는 어떤 아이디어들이 필요하십니까. 또는 어떤 걸림돌들이 놓여있습니까? ‘자연으로 돌아가라’고 한 철학자 루소의 말과 같이, 이제는 아이디어가 필요할 때 자연으로 눈을 돌려보는 것도 좋은 방법이 될 것입니다. 또 생물학자, 동물학자 같은 색다른 전문가들을 만나 보시는 것도 좋겠습니다. 자연은 가장 강력하면서도 기상천외한 아이디어의 보고입니다.


다음 시간에 계속됩니다...

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