사이보그 바퀴벌레, 재난 현장의 새로운 영웅

지난 4월, 규모 7.7의 강진이 미얀마를 강타한 후, 잔해 속에 갇힌 생존자를 찾기 위해 싱가포르는 특별한 구조대를 파견했습니다. 그들은 SCDF 병력 80명, 수색견 4마리와 함께 '사이보그 바퀴벌레' 10마리를 보냈습니다. 인간의 눈으로는 볼 수 없는 잔해 아래 좁은 공간을 수색하기 위해 파견된 이 작은 생명체들은 길이 약 6cm의 마다가스카르 휘파람 바퀴벌레에 적외선 카메라와 센서를 부착하고, 전극을 통해 엔지니어들이 원격으로 제어하는 방식으로 작동했습니다.

 

사이보그 바퀴벌레는 말 그대로 살아있는 바퀴벌레와 기계 장치를 결합한 반생체-반기계 하이브리드입니다. 연구자들은 바퀴벌레의 더듬이와 복부에 있는 감각기관에 칩을 달아 전기 자극을 주는 방식으로 진행 방향을 조종합니다. 더듬이에 전기 자극을 주면 바퀴벌레는 앞에 장애물이 있는 것으로 판단해 자극받은 반대쪽으로 방향을 바꾸고, 복부에 자극을 주면 앞으로 더 빨리 움직이는 원리입니다. 또한 적외선 카메라와 센서를 통해 수집된 정보는 기계 학습 알고리즘에 의해 처리되어 생명체의 흔적을 확인하고, 이 정보는 엔지니어에게 무선으로 전송됩니다.

 

재난 구조의 새로운 대안

 

지진으로 건물이 무너진 상황에서는 구조대원조차 접근하기 어려운 곳이 많습니다. 생존자 구조를 위한 '골든타임'은 제한되어 있으며, 무너진 건물 잔해 속에서 생존자를 찾아내는 일은 시간과의 싸움입니다. 로봇이 대안으로 여겨질 수 있지만, 크기가 문제입니다. 2024년 1월 일본 이시카와현에서 발생한 규모 7.6 지진 현장처럼 건물이 완전히 무너진 현장에서는 일반 로봇이 접근하기 어려운 공간이 많습니다.

 

이런 상황에서 바퀴벌레 사이보그는 획기적인 해결책이 될 수 있습니다. 바늘구멍만 한 틈도 비집고 들어갈 수 있는 바퀴벌레의 특성을 활용해 인간이 접근할 수 없는 좁은 공간까지 탐색할 수 있기 때문입니다. 하지만 아직 기술적 한계도 존재합니다. 미얀마 지진 현장에 투입된 사이보그 바퀴벌레는 아직 생존자를 직접 발견하지는 못했으며, 주로 구조 팀 인력 배치에 도움을 주는 정보 수집 역할에 그쳤습니다.

 

생체와 기계의 융합, 사이보그 기술의 진화

 

오늘날의 사이보그 바퀴벌레 기술은 2011년 동일본 대지진을 계기로 본격 개발되기 시작했습니다. 당시 미국 캘리포니아대 버클리캠퍼스에서 박사후 연구원 생활을 마치고 일본에 머물던 사토 히로타카 교수는 지진 피해 현장에서 벌어지는 힘든 수색·구조 작업에 사이보그 곤충이 적합하다고 생각했습니다. 이후 그는 싱가포르 난양공대에서 연구를 이어가며 2023년 1월, 마다가스카르 바퀴벌레와 적외선 카메라, 위치 제어 프로세서를 결합한 시스템을 개발했습니다.

 

완전한 로봇을 개발하는 것보다 이미 진화를 통해 환경에 최적화된 생물체를 활용하는 것이 더 효율적이라는 판단은 탁월했습니다. 일본 오사카 대학 기계공학과 연구진도 로봇 개발에서 곤충 구조를 모방하는 방법 대신, 실제 생물을 개조해 증강하는 방식이 더 간단하고 비용 효율적이라고 판단했습니다. 모리시마 케이스케 오사카대학 기계공학부 연구원은 "로봇을 조종하는 것처럼 사이보그를 제어할 필요는 없다"며 "사이보그는 어느 정도의 자율성을 가지며 이로인해 민첩한 움직임을 보여준다"고 말했습니다.

 

더욱 고무적인 것은 이 기술이 빠르게 진화하고 있다는 점입니다. 2022년 9월 일본 이화학연구소는 바퀴벌레에 무선 조종 장치와 초소형 유연 태양전지 충전 시스템을 달아 자체 충전이 가능한 시스템을 개발했습니다. 연구팀이 개발한 초박형 태양전지는 두께가 0.004mm에 불과하면서도 17.2mW의 전력을 생산할 수 있어, 30분 만에 배터리가 완충됩니다. 더 나아가 2024년 12월에는 사이보그 바퀴벌레를 대량 생산할 수 있는 자동화 기술이 개발되었습니다. 싱가포르 난양이공대학 연구진은 컴퓨터 비전 기술을 익힌 로봇 팔을 이용해 68초마다 한 마리씩 사이보그 바퀴벌레를 만들 수 있는 기술을 개발했습니다.

 

생명윤리와 미래 전망

 

사이보그 바퀴벌레 기술은 재난 구조뿐만 아니라 다양한 분야에서 활용될 수 있습니다. 환경 감시, 위험 지역 탐사, 공장 검사 등 인간이 접근하기 어려운 모든 영역에서 유용할 것으로 예상됩니다. 하지만 이러한 기술 발전과 함께 생명윤리적 측면도 고려해야 합니다. 비록 바퀴벌레가 복잡한 인지 능력을 가진 생물은 아니지만, 살아있는 생명체를 인위적으로 조작한다는 점에서 윤리적 논쟁의 여지가 있습니다.

 

일본 오사카 대학 연구진은 이 점을 인식하고 "벌레에게 최소한 자극만 주도록 전류를 미세하게 조정했다"고 밝히며, 전류로 자극하는 것이 바퀴벌레를 좀비처럼 만드는 것이 아니라 단지 이동 결정에 영향을 미칠 뿐이라고 설명합니다. 이처럼 생명체를 존중하는 선에서 기술 개발이 이루어진다면, 사이보그 바퀴벌레는 앞으로 더 많은 인명을 구하는 데 기여할 수 있을 것입니다.

 

자연과 기술의 공존, 새로운 패러다임

 

사이보그 바퀴벌레의 발전은 단순한 기술 혁신 이상의 의미를 가집니다. 이는 자연의 지혜와 인간의 기술을 융합하는 새로운 패러다임을 보여줍니다. 미래에는 바퀴벌레뿐만 아니라 해파리, 물고기 등 다양한 생물체를 활용한 사이보그 기술이 발전할 것으로 예상됩니다.

 

이미 싱가포르는 사이보그 바퀴벌레를 2026년부터 정식 배치할 계획이며, 미얀마 지진 현장에 투입된 사례는 이 기술의 실용화 가능성을 보여주는 중요한 이정표가 되었습니다. 생명체의 자율성과 민첩함, 그리고 인간이 개발한 첨단 기술의 결합은 우리가 직면한 많은 도전에 새로운 해결책을 제시할 것입니다. 자연과 기술의 경계를 허물며 발전하는 사이보그 기술은, 우리가 자연으로부터 배우고 공존하는 방식에 대한 새로운 관점을 열어주고 있습니다.