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생체모방공학의 새로운 뉴스들.
(What’s New in Biomimetics?)
CEH

   자연의 설계로부터 영감을 얻은 수많은 과학적 발전은 따라잡기 어려울 정도이다.

등반 로봇(climbing bot) : 도마뱀붙이(geckos)에서 영감을 얻은 로봇은 자기보다 100배 더 무거운 짐을 나를 수 있다고 New Scientist 지는 보도하고 있었다.

세포 펌프 광스위치(Cell pump light switch) : 세포막의 나트륨 펌프(sodium pump)를 조절함으로서, 단백질 기반의 광스위치가 가능하게 되었다고 PhysOrg 지는 말했다. 이것은 빛에 민감한 단백질 스위치로서, '광유전학(optogenetics)‘의 새로운 분야이다.

해바라기 분자가위 : 해바라기 씨앗(sunflower seeds)에서 발견된 한 단백질은 분자(molecules)들을 자르거나 수선할 수 있다는 것이다. PhysOrg 지는 이 분자기계의 사용은 새로운 신약개발에 도움을 줄 수 있을 것이라고 말했다.

신경 컴퓨터(neural computers) : 기억하는 저항기 '멤리스트(memristors, 새로운 유형의 기억 소자. memory+resistor)‘의 사용으로, 컴퓨터 과학자들은 뇌의 신경 네트워크를 모방한 컴퓨터의 설계가 가능케 되었다고 Nature News는 말했다.

안티 스팸 : 스팸 메일을 걸러낼 수 있는 더 좋은 장치가 필요한가? 프로그래머들이여 개미(ant)를 자세히 살펴보라. PhysOrg 지는 개미의 '분배 결정 네트워크(distributed decision network)”를 사용하는 것은 안티-스팸(anti-spam) 기술에 영감을 줄 수 있다고 말했다.

안티 교통체증 : 왜 개미들은 그들의 이동 경로에서 교통체증을 만들지 않는가? 교통공학자들은 개미의 방법을 따름으로 교통 혼잡을 완화시킬 수 있다고 Science Magazine은 말했다. 조금 엉뚱해 보이지만, ”개미들은 혼잡하게 되면 브레이크 대신에 가스를 방출한다. 이것은 그들의 밀도가 두 배가 되어도 약 25%까지 속도를 올릴 수 있다”는 것이다. 과학자들이 그 문제를 밝혀낼 때까지 도로에서 시도하지는 말라.

합성 나노 공장들(synthetic nanofactories) : ‘미래는 합성생물학의 시대’라고 Live Science 지는 말했다. ‘Ginkgo Bioworks’는 ”자연에서 교훈을 얻은 점증하는 공학기술 회사 중 하나”로서, 자연에서 영감을 받은 분자 스케일로의 공장을 세우려는 것이다. ”설립자들은 차세대를 위해 산업공학을 재설계하고 있는 중으로, 생물학에서 동력을 얻는 일종의 제조혁명이다”라고 그 기사는 말했다.

대기 중에서 물 모으기 : 잎에 잔털을 가지고 있는 토마토와 다른 식물들은 대기 중에서 이슬비를 모으는 고무적인 방법을 가지고 있었는데, 이것의 모방은 전 지구적인 물 부족 현상을 완화시켜줄 수도 있다고, Science Daily 지는 보도하고 있었다.

물고기 갑옷 : 물고기 비늘(fish scales)의 설계를 모방하여 갑옷(armor)을 만들기 위한 노력들이 PhysOrg 지에 보도되고 있었다. ”이 소재에 숨겨져 있는 비밀은 위쪽은 부드럽고, 조직의 아래는 휘기 쉬운, 단단한 비늘의 결합 방법과 디자인에 있다”며, 엘라스모이드 물고기(elasmoid fish)의 비늘로부터 영감을 받은 한 생체모방 공학자는 말했다.

물고기 잠수함(fish submarines) : 잠수함 설계자들은 잠수함 설계의 혁신을 위해 멸종된 폐어(lungfish)를 찾고 있다고 PhysOrg 지는 보도했다. 그들은 이것을 '고생물 모방공학(palebiomimicry)”이라 불렀다. 그들은 수중음파탐지기(sonar)에서 사용된, 물고기의 측선(lateral line)에 있는 털세포(hair cells)가 얼마나 민감한 지를 연구하고 있었는데, 이것은 추락된 비행기 MH370과 같은 물체의 위치를 효과적으로 찾을 수 있는, 잠수함 개발 설계에 도움을 줄 수 있을 것이라고 말했다.

막 채널 : 로렌스 리버모어 국립연구소(Lawrence Livermore Lab)는 세포들이 단백질과 결합하는 방식의 탄소 나노튜브(carbon nanotubes)를 지닌, 스스로 조립되는 '생체모방적 나노기공의 막 채널(nanoporous membrane channels)”을 구축하는 방법을 발견했다고 PhysOrg 지는 보도하고 있었다.

윈윈(win-win) 광합성 : 인공 광합성(artificial photosynthesis)의 발전이 계속되고 있다. Science Daily 지는 광포획 나노선 정렬(light-capturing nanowire arrays)과 살아있는 박테리아를 이용하여 햇빛을 수집하는 데에 중요한 획기적인 발전을 보도했다. 만약 그것이 이루어진다면, 사람과 환경 모두에게 혜택이 돌아갈 것이다.

갑오징어의 위장술 : 네브라스카 린콜른 대학(Nebraska-Lincoln university)의 연구자들은 ”위장술의 달인”인 갑오징어(cuttlefish)를 모방하는 데에 발전을 하고 있는데, 갑오징어는 거의 순간적으로 색을 변화시킬 수 있다. ”이것은 비교적 새로운 연구 분야”라고 리탄(Li Tan)은 PhysOrg 지에서 말했다. 그는 최근 논문의 공저자로서, 연구팀의 설계에 대해 간략하게 기술하고 있었다. ”연구자들은 대부분 갑오징어에서 영감을 받고 있었는데, 갑오징어는 피부의 색과 질감(texture)을 변화시킨다”. 질감의 변화는 색깔의 변화보다 훨씬 더 어려운데, 그들은 그것을 발견하고 있었다.

곤충을 모방한 청각 보조장치 : ”곤충에서 영감을 얻은 새로운 마이크로폰은 주거지의 소음 문제와 배경소음을 제거할 수 있는, 오늘날 청각 보조장치의 혁명을 가져올 것”이라고 Science Daily 지는 보도했다.

백단나무(sandalwood)의 노란색 색소 : 백단나무(Sandalwood)는 붉은 색소로 잘 알려져 있지만, 노란색의 색소가 훨씬 더 복잡하다. PhysOrg 지는 ”노란색 색소에 대한 생체모방적 접근” 방법이 적색의 백단나무에서 발견됐다고 보도했다. 이 색소의 복잡한 생산과정을 모방하는 것은 용도가 많은 인기 있는 색을 만들 수 있는 손쉬운 방법이 될 것이다.

주의해야할 점 : 자연을 모방하는 모든 것은 정말 멋진 일이지만, 안전성을 고려해야만 한다. 하버드 대학의 ‘생물영감 설계를 위한 위스 연구소(Wyss Institute for Biologically Inspired Design)'는 합성박테리아와 같은 위험성이 있는 실험을 수행할 때, 앞서 대처해야 하는 몇 가지 안전 수칙을 내놓았다.

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놀라운 연구보고들이 생체모방공학 분야에서 계속되고 있다. 자연의 경이로운 설계를 모방하는 인류의 풍요로움을 더해줄 것이다. 과학자들도 모방하려고 하는 경이로운 공학적 기술들이 지성도 없고, 방향도 없고, 목적도 없는, 무작위적인 복제 오류들에 의해서, 모두, 우연히, 어쩌다 생겨날 수 있었을까? 이것들은 지적설계를 가리키고 있는 것이다.


*참조 ; Biomimetics Still Trending Up (CEH, 2015. 3. 28)
http://crev.info/2015/03/biomimetics-still-trending-up/

 

출처 : CEH, 2015. 5. 9.
URL : http://crev.info/2015/05/whats-new-in-biomimetics/
번역자 : 문흥규

관련 자료 링크:

1. 생물들의 정교한 공학기술과 최적화. : 박쥐, 말벌, 물고기, 꿀벌, 개미, 얼룩말과 생체모방공학 (Life Shows Exquisite Engineering and Optimization)
2. 딱따구리, 혈액응고, 분자모터를 모방한 생체모방공학 (Three More Ways to Benefit from Nature’s Designs)
3. 경이로운 공학 기술이 수백만 년의 자연적 과정으로? : 생체 모방 공학자들의 논리적 오류 (Millions of Years of Evolution Equal Engineering?)
4. 모든 발명에 영감을 주고 있는 생체모방공학 (Biomimetics Is All About Design Inspiration)
5. 생물권 전역에서 공학적 설계가 발견되고 있다. : 생체모방공학의 계속되는 행진 (Engineering Designs Found Throughout the Biosphere)
6. 먹장어, 도마뱀, 잠자리의 생체모방공학 (Of Hagfish, Geckos and Dragonflies)
7. 생체모방공학의 여러 소식들 (Biomimetics Roundup)
8. 큰부리새, 굴, 거미를 이용한 생체모방공학 (What Do a Toucan, an Oyster and a Spider Have in Common? Bio-Engineers’ Drool)
9. 계속되는 생체모방공학의 성공 : 반딧불이, 나무, 피부, DNA, 달팽이처럼 만들라. (Make Like a Firefly)
10. 생체모방공학 소식으로 시작되는 한 해 (Happy New Biomimetics Year)
11. 개, 올빼미, 딱정벌레를 모방하라 : 생체모방공학은 우리의 삶을 증진시킬 것이다. (Make Like a Dog, Owl, or Beetle : How Biomimetics Will Improve Our Lives)
12. 자연이 38억 년 동안 연구개발을 했는가? : 생체모방공학의 계속되는 성공 - 해바라기, 규조류, 식물 의약품... (Nature : 3.8 Billion Years of R&D)
13. 식충식물이 R&D 수상을 이끌다 : 생체모방공학의 새로운 기술들 (Pitcher Plant Inspires R&D Award)
14. 생체모방공학을 통한 강렬한 희망 2 : 계속 발견되고 있는 생물들의 경이로운 능력들 (Living Surprises, Living Hopes)
15. 생체모방공학을 통한 강렬한 희망 1 : 계속 발견되고 있는 생물들의 경이로운 능력들 (Living Surprises, Living Hopes)
16. 새우 껍질은 새로운 생분해성 재료에 영감을 주고 있다. :생체모방공학의 또 하나의 사례 (Shrimp Shells Inspire New Biodegradable Material)
17. 곤충을 따르라! : 생체모방공학의 새로운 연구들 (Follow the Insects)
 
 
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