우주선은 지금 ‘생물’로 진화중

우주선은 지금 ‘생물’로 진화중

《바닷게는 몸 안에 머리카락의 1000분의 1 굵기의 작은 센서가 달려있어 위험을 감지한다. 거미줄은 같은 질량의 철로 만든 실보다 5배 더 질기다. 개미는 자신의 몸집보다 수십 배 큰 물체를 들어 올린다. 생명체들이 보여 주는 놀라운 능력은 끝이 없다. 최근 생명체의 ‘괴력’을 모방해 우주 개발에 활용하려는 연구가 본격화되고 있다.》   ○ 스스로 고치는 우주선 소재   미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)은 1990년대 중반부터 우주 개발을 위한 ‘바이오미메틱스(Biomimetics)’ 기술을 개발하고 있다. 이 단어는 ‘생체(Bio)’와 ‘모방(mimetics)’이란 단어의 합성어. 생물의 형태나 특성을 모방한 전자·기계 기술을 뜻한다 오랫동안 생물체는 지각 변동과 기후 변화를 겪으면서 환경에 적응해 왔다.   혹독한 환경에서 살아남기 위해 시행착오를 겪으며 환경에 맞춰 진화해 온 것. 과학자들은 “생물이야말로 혹독한 우주환경에서 사용될 기술의 최적 모델로 활용될 수 있다”고 입을 모은다. NASA와 ESA는 우주선 형태와 탐사 로봇, 관측망원경 등 다양한 분야에서 생체모방 기술을 개발하고 있다. 특히 우주선 기술에 대한 연구가 비교적 앞서 있다. 1월 영국 브리스톨대 항공우주공학과 이언 본드, 리처드 트래스크 교수팀은 ‘자가 치료’ 기능이 있는 우주선 소재를 개발했다.

땅에서 가재처럼 움직이는 생체모방 로봇. 우주기술에 생체모방 기술이 활용될 수 있는 이유는 땅에서 활동하는 이들 로봇 덕분이다

지금까지는 우주선 선체에 상처가 나면 우주인이 직접 나가거나 로봇팔로 수리해 왔다. 이 기술은 우주선 소재에서 자연적으로 액체가 흘러나와 상처를 메워 주는 새로운 수리 방식이다. 연구팀은 상처가 공기에 노출됐을 때 혈액이 응고되는 사람 피부에서 영감을 얻었다. 문제는 우주에는 공기가 없어 우주선 ‘피부’ 안에 있는 ‘혈액’이 응고되기 힘들다는 것. 연구팀은 소재 표면에 상처가 나는 순간 굳어버리는 특수액체도 함께 분비되도록 만들어 이 문제를 해결했다. 단풍나무 꽃씨가 바람에 흩날리는 운동을 모방해 행성에 착륙한 탐사선을 이동시키는 방법도 구상되고 있다. 일단 행성에 착륙한 탐사선들은 거친 지형과 에너지 부족으로 이동하기가 쉽지 않다. ESA 연구팀은 화성처럼 대기가 있는 행성에서 탐사선을 바람에 실어 이동시키기 위해 새로운 디자인을 개발하고 있다

우주 탐사선의 이동 모델로 주목받는 단풍나무 꽃씨. 대기가 있는 행성에서 탐사선이 한곳에 머물지 않고 다른 장소로 이동할 수 있는 가능성을 제시했다. 오른쪽은 영국 배스대 연구진이 개발한 로봇팔. 전기작동폴리머(EAP)라는 인조근육을 이용한 이 팔은 생체모방기술연구에서 가장 활발한 연구 대상이다.

이 밖에 우주선 내에 짐을 효과적으로 싣기 위해 새가 좁은 둥지에 알을 낳는 형태를 연구하는 학자들도 등장했다

○ 자연에서 얻은 지혜   NASA 제트추진연구소는 ‘STAR’라고 불리는 네발 달린 탐사용 로봇을 개발하고 있다. 인공 생명 프로젝트 가운데 하나로 개발 중인 이 로봇은 사람을 모방한 면역 체계가 실릴 전망이다.   컴퓨터 바이러스가 실제 바이러스처럼 활동하면서 실제 이에 맞서는 면역계 활동과 유사한 알고리듬이 동원되기 시작했다.   생체모방 기술은 천체 관측 기술도 한 단계 끌어올릴 전망이다.   ESA는 시야가 넓은 바다가재의 눈을 모방한 X선 망원경을 개발 중이다. 영국 레스터대와 공동 개발 중인 이 망원경은 상하좌우 180도까지 볼 수 있으며 개발이 성공하는 대로 국제우주정거장에 설치될 예정이다.   영국 서레이대 알렉스 앨러리 박사는 “지구상에는 500∼1000만 종의 생물체들이 5억5000만 년 동안 꾸준히 진화해 왔다”며 “생명체의 행동과 진화 과정을 통해 기계와 전자 장비의 미래를 가늠할 수 있을 것”이라고 말했다.   하지만 생체모방 기술 대부분은 아직까지 실제 생물의 능력 수준에는 이르지 못하고 있다. 과학자들은 2015년 이후에나 사람의 근육을 완벽하게 모방한 기계 기술이 등장할 것으로 전망하고 있다

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