사이보그 바퀴벌레에 잠수복 입혔다… 침수 현장도 수색

침수된 건물 잔해나 좁은 배수관까지 자유롭게 탐색할 수 있는 ‘잠수복 입은 사이보그 바퀴벌레’가 개발됐다. 연구진은 이 기술이 기존 로봇이 접근하기 어려운 재난 현장에서 생존자 수색 능력을 크게 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다.

최대 3시간 물속 활동하는 사이보그 바퀴벌레

싱가포르 난양공과대학교와 일본 와세다대학교 공동 연구진은 사이보그 바퀴벌레가 물속과 저산소 환경에서도 최대 3시간 동안 활동할 수 있도록 하는 초경량 잠수복을 개발했다.

사이보그 곤충은 살아있는 곤충에 소형 전자장치를 부착해 이동 방향을 제어하는 기술이다. 곤충의 근육을 그대로 이용하기 때문에 모터와 대형 배터리가 필요한 소형 로봇보다 훨씬 적은 전력으로 움직일 수 있다.

하지만 기존 사이보그 바퀴벌레는 몸 옆의 작은 숨구멍인 기문(spiracle)으로만 호흡하기 때문에 물속에서는 산소를 공급받을 수 없다는 한계가 있었다.

연구진은 이를 해결하기 위해 사람의 스쿠버 장비처럼 산소를 직접 공급하는 초소형 잠수복을 제작했다.

잠수복은 산소 발생 장치와 방수 기능을 갖춘 유연한 외피, 실리콘 산소 공급관으로 구성된다. 장치 내부에서는 과산화수소가 이산화망간 촉매와 반응해 산소를 만들고, 생성된 산소는 관을 통해 바퀴벌레의 기문으로 직접 전달된다.

실험 결과 사이보그 바퀴벌레는 물속과 산소가 부족한 환경에서도 최대 3시간 동안 정상적으로 움직일 수 있었다.

재난 구조와 시설 점검에 활용 기대

연구진은 홍수나 폭우로 침수된 건물 잔해, 배수관, 터널, 좁은 틈은 기존 구조 로봇이 접근하기 어려운 경우가 많다고 설명했다.

연구를 이끈 사토 히로타카 교수는 “새로운 잠수복은 잠수부의 산소통처럼 산소를 만들어 바퀴벌레의 호흡기관으로 직접 공급한다”며 “사이보그 곤충의 활동 범위를 물속까지 넓혀 실제 재난 현장의 수색·구조 능력을 향상시킬 수 있을 것”이라고 말했다.

공동 연구자인 우메즈 신지로 교수는 “곤충이 자유롭게 움직일 수 있을 만큼 작고 가벼우면서도 오랫동안 충분한 산소를 공급하는 장치를 만드는 것이 가장 큰 과제였다”고 설명했다.

연구진은 이번 사이보그 바퀴벌레 제작 기술을 몸집이 크고 날개가 없어 연구에 자주 활용되는 마다가스카르 히싱 바퀴벌레에 적용했다. 이로써 육상에서만 활동하던 사이보그 곤충을 육지와 물속을 모두 이동할 수 있는 양서형 사이보그로 바꾸는 데 성공했다.

이 기술은 이미 실제 재난 구조 활동에도 활용되고 있다. 연구진은 지난 3월 미얀마 규모 7.7 강진 구조 작업인 ‘라이언하트 작전’에도 사이보그 곤충을 투입했으며, 앞으로는 공공시설 안전 점검에도 활용 범위를 넓힐 계획이다.

현재 연구진은 실제 재난 환경을 모사한 실험을 통해 잠수복의 내구성을 높이고 센서와 자율항법 시스템을 추가하는 연구를 진행하고 있다. 또한 침수된 배관과 터널, 하수도 시설 점검은 물론 메뚜기와 딱정벌레 등 다른 사이보그 곤충에도 이 기술을 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

성치훈 기자 / hello@sciencewave.kr

출처: Tech Xplore, “A diving suit for cyborg cockroaches could enhance search-and-rescue operations”