"이걸 보고..?" 자연에서 얻은 놀라운 기술! 한국 연구진들 기막힌 아이디어 '대공개' [반복재생] / YTN 사이언스

요약

이 비디오는 자연 모방 기술을 활용하여 의료 기기 및 로봇 공학 분야에서 혁신적인 발전을 이룬 두 가지 주요 연구 사례를 소개합니다. 첫 번째 사례는 딱정벌레의 겉날개 구조에서 영감을 받아 개발된 인체 삽입형 혈관 스텐트로, 기존 스텐트의 문제점을 해결하고 혈류를 개선할 수 있습니다. 두 번째 사례는 새와 곤충의 구조를 모방하여 개발된 비행 로봇으로, 기존 드론보다 효율적인 이동과 다양한 환경에서의 활용 가능성을 보여줍니다. 또한, 김태일 교수와 박훈철 박사라는 두 명의 과학자를 통해 생체 모방 연구의 과정과 그들의 열정, 그리고 연구 철학을 살펴봅니다.

• 딱정벌레 겉날개 모방 녹는 혈관 스텐트 개발
• 새, 곤충 모방 비행 로봇 개발
• 생체 모방 연구자 김태일 교수, 박훈철 박사 소개

딱정벌레 날개 모방 녹는 혈관 스텐트 개발

전북대 연구진은 참나무 숲에 사는 딱정벌레의 겉날개에서 영감을 받아 녹는 혈관 스텐트를 개발했습니다. 기존 금속 스텐트가 몸속에 영구적으로 남아 만성 염증 반응이나 재협착을 일으킬 수 있는 문제점을 해결하기 위해, 딱정벌레 겉날개의 견고한 구조를 모방하여 스텐트의 유연성을 높이고 혈관 내 압력을 줄였습니다. 이 기술은 자연 모사 기술을 활용하여 인체 삽입형 의료 기기 설계 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있으며, 국내 상용화를 목표로 연구 개발 및 비임상 실증을 진행할 계획입니다.

새, 곤충 모방 비행 로봇 개발

스위스 로잔 연방 공대 연구팀은 새의 날개와 다리 구조를 모방하여 활주로 없이도 이착륙이 가능하고 기존 드론보다 초기 비행 속도가 빠른 비행 로봇 '레이븐'을 개발했습니다. 레이븐은 점프를 통해 이륙하고, 비행 후 지상에 착륙하여 목적지까지 뛰어갈 수 있으며, 날개를 접이식으로 개선하고 자율 착륙 기능도 추가할 계획입니다. 이 로봇은 외딴 지역의 물자 운송 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다.

생체 모방 기술의 리더, 김태일 교수

생체 모방 기술의 선두 주자인 김태일 교수는 거미의 감각 기관에서 영감을 받아 미래 전자 소자를 개발하고 있습니다. 그는 일상생활에서 발생하는 잡음을 걸러내고 맥박 신호만 정확하게 측정할 수 있는 초고민감도 전자 소자를 개발하기 위해, 거미 다리의 감각 기관을 모방한 고분자 기판과 백금 박막 센서를 제작합니다. 특히, 거미 다리의 점탄성 패드를 모방한 하이드로젤을 세계 최초로 개발하여 외부 자극에 대한 반응 정도를 획기적으로 높였습니다.

김태일 교수의 연구 과정 및 철학

김태일 교수는 거미의 감각 기관 모방 전자 소자 개발 과정을 상세히 설명하며, 고분자 기판 제작, 백금 박막 증착, 미세 균열 생성 등 각 단계별 기술적 어려움과 해결 방안을 제시합니다. 그는 거미 다리의 점탄성 패드를 모방한 하이드로젤 개발에 4년이라는 시간을 투자하며 최적의 배합 비율과 온도 조절 조건을 찾아냈습니다. 김 교수는 개발된 전자 소자가 맥박을 지속적으로 측정하여 간헐적으로 문제가 생기는 환자들에게 유용하게 사용될 수 있다고 설명합니다.

김태일 교수의 연구 열정과 학문적 업적

김태일 교수는 탄탄한 연구 실력을 바탕으로 35세에 교수가 되었으며, 지금까지 약 120편의 논문을 발표하고 그중 다수가 저널 커버로 선정되는 등 뛰어난 학문적 업적을 쌓았습니다. 그는 실패한 실험에서 아이디어를 얻어 생체 모방 연구의 길로 이끌어준 석가양 교수를 기리며, 그의 연구 신념은 불굴의 개척 정신이라고 강조합니다. 김 교수는 국제 공동 연구를 활발히 진행하며, 매일 아침 전 세계에서 오는 이메일을 확인하고 제자들의 연구 상황을 꼼꼼히 점검하는 등 바쁜 일상 속에서도 연구에 대한 열정을 잃지 않고 있습니다.

곤충 모방 비행 로봇 개발자, 박훈철 박사

곤충의 비행 원리를 모방한 비행 로봇을 개발하는 박훈철 박사는 꼬리 날개가 없는 날개짓 비행 로봇을 제작하여 실외 환경에서의 작동 실험을 진행합니다. 그는 곤충의 날개짓을 분석하기 위해 초고속 카메라를 사용하고, 장수풍뎅이의 날개짓 각도와 궤적 등을 연구하여 로봇에 적용합니다. 특히, 장수풍뎅이 날개의 중앙부가 접히는 구조를 모방하여 로봇 날개가 장애물과 충돌해도 안정적인 비행이 가능하도록 설계했습니다.

박훈철 박사의 연구 과정과 철학

박훈철 박사는 장수풍뎅이 모방 비행 로봇 개발 과정을 설명하며, 곤충의 날개짓 원리를 분석하고 이를 로봇에 구현하는 과정에서의 어려움과 해결 방안을 제시합니다. 그는 메뚜기를 모방한 점프 비행 로봇 개발에 실패했지만, 포기하지 않고 듀얼 모드 로봇 개발에 도전하는 등 연구에 대한 끊임없는 열정을 보여줍니다. 박 박사는 연구에 있어서 가장 중요한 것은 호기심이라며, 자연 생물체에서 영감을 얻어 상상력을 키우는 것이 중요하다고 강조합니다.

박훈철 박사의 연구 열정과 미래

박훈철 박사는 점심 식사 후 학교 호숫가를 산책하며 연구 아이디어를 얻고, 가마우지를 모방한 수륙양용 로봇 개발을 꿈꾸는 등 자연에서 영감을 얻는 것을 즐깁니다. 그는 연구비 부족 등 어려움 속에서도 포기하지 않고 날치 모방 로봇 개발에 도전하며, 줌 세미나 요청과 이달의 과학 기술인상 수상 등 국내외에서 인정받는 연구자로서의 면모를 보여줍니다. 박 박사는 곤충의 비행 효율에 따라갈 수 있는 비행 로봇 개발을 목표로 연구를 지속할 계획이며, 도전적인 연구를 장려하는 분위기가 조성되기를 희망합니다.