실제 나방 더듬이를 설치한 드론 '스멜리콥터'
드론(Drone)의 발전이 무섭습니다. 드론은 단순히 사람의 모습을 찍어주는 역할에서 벗어나 인류의 삶을 한단계 업그레이드 해 줄 중요한 기술 중 하나가 되었습니다. 드론은 인간이 가지 못하는 곳을 대신 이동하여 물건을 전달하거나 영상을 촬영하거나 사람을 구하거나 정보를 수집합니다. 거대한 드론도 개발되기 시작하여 몇 년내 드론 택시도 등장할 것으로 예상되고 있습니다.
최근에는 생물의 조직을 설치하여 만들어진 드론도 있습니다. 미국 워싱턴대학교 연구팀이 개발한 이 드론은 냄새를 추적하는 드론입니다. 보통 드론은 카메라를 설치하여 빛을 추적하거나 장애물을 피하곤 했습니다. 냄새를 추적한다는 개념은 생소합니다. 더 놀라운 것은 이 드론의 센서는 실제 나방에서 떼어낸 더듬이라는 사실입니다.
스멜리콥터의 원리
연구진은 이 드론을 스멜리콥터(Smellicopter)라고 이름을 지었습니다. 그 동안 기술자들은 냄새를 탐지하는 센서를 만드는데 어려움을 겪어 왔습니다. 공기중에 떠다니는 미세한 화학물질을 캐치하여 냄새의 위치를 추적해 나가는 기술은 의외의 방법으로 해결하게 되었습니다.
연구진은 작은 드론에 박각시나방의 더듬이를 부착하여 냄새를 쫒는 드론을 만들었습니다. 스멜리콥터(Smellicopter)를 만들기 위해 살아있는 나방을 냉장고에 넣어 마취한 뒤 더듬이를 떼어 냈습니다. 살아있는 나방에서 분리된 더듬이는 최대 4시간 동안 생물학적 및 화학적 활성을 유지할 수 있다고 합니다.
나방의 더듬이는 속이 비어있는 구조여서 전극을 연결시킬 수 있습니다. 전극에 연결된 나방 더듬이는 냄새를 포착할 때마다 전기 신호를 만들어냅니다. 그 신호를 받아 증폭시켜 화학센서에 연결시킵니다.
기본적으로 스멜리콥터의 이동원리는 작동하자마자 이륙한다음 드론의 뒤쪽에 두 개의 플라스틱 핀을 추가하여 항상 바람이 부는 방향으로 향하게 되어 있습니다. 드론이 좌우로 이동하다가 냄새를 포착하면 해당 방향으로 나아가도록 설계되어 있습니다.
별도의 GPS가 필요없습니다. 장애물은 4개의 센서로 감지하여 반경 20cm안에 발견된 장애물을 피해 방향을 바꾸어 이동합니다. 마치 실제 나방이 그러는 것처럼 움직이도록 한 것입니다.
스멜리콥터의 활용
드론은 인간이 직접 가지 못하는 곳을 먼저 가보는 역할을 합니다. 스멜리콥터 역시 마찬가지입니다. 인간의 능력으로는 미처 알 수 없는 냄새를 맡아 냄새가 나는 곳까지 스스로 이동합니다. 이 스멜리콥터를 이용하여 앞으로 가스누출이나 폭발물 탐지, 붕괴구역내 사람의 흔적을 찾는데 큰 역할을 할 수 있을 것이라 보여집니다.
지뢰매설지역 같은 곳에서 지뢰제거하기에도 용이할 것으로 보여집니다. 사람이 직접 지뢰지역에 들어가 탐지하기 보다 스멜리콥터를 통해 먼저 폭발물의 냄새를 탐지하여 지뢰의 위치를 발견할 수도 직접 처리할 수도 있게 되리라 기대해 봅니다.
탐지견이 가기 어려운 산에서 조난된 사람의 위치를 찾는데도 도움이 될 것입니다. 이렇게 스멜리콥터는 인간을 살리는 기술로 자리매김 하게 될 것 같습니다.
특히나, 실제 생체기관과 기계가 같이 작동한다는 점이 놀라운 것 같습니다. 비록 아직은 나방의 더듬이가 그렇게 오래 가지 못하여 지속적으로 나방의 더듬이를 채집해야 한다는 점이 단점이지만 그 어떤 센서보다 효과적인 나방 더듬이와 드론 기술의 콜라보가 인상적인 발명품입니다.
또 어떤 드론들이 인간의 삶에 도움을 주고 있을까요? 드론으로 자지도 않고 스마트하게 일하는 AI 자율 비행 로봇을 보고 싶으시다면 여기를 클릭해서 알아보세요.
