[과학향기 for kids] 바퀴벌레가 구조 현장에? 살아 있는 로봇의 활약! : KISTI의 과학향기

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[과학향기 for kids] 바퀴벌레가 구조 현장에? 살아 있는 로봇의 활약!

<KISTI의 과학향기> 제3156호 2025년 05월 26일

지난 3월, 미얀마에서 큰 지진이 발생했습니다. 이로 인해 많은 건물이 무너지고, 수천 명 이상의 사람들이 다치거나 실종됐어요. 무너진 건물 잔해에 갇힌 사람들은 스스로 빠져나오기 힘듭니다. 그래서 사람들은 구조견이나 초소형 로봇을 활용해 구조 활동을 펼치는데요. 이번 미얀마 지진 사고 현장에는 독특하게도 ‘곤충 하이브리드 로봇’이 출동했어요. 다른 초소형 로봇 대신 이 로봇이 출동한 이유는 무엇일까요?

사진 1. 미얀마에서 규모 7.7의 강진이 발생하면서, 수천 명이 다치고 실종됐다. ⓒshutterstock

곤충을 무선 조종 자동차처럼 조종할 수 있다?

10cm보다 작은 로봇을 초소형 로봇이라고 합니다. 크기가 무척 작아서 좁은 틈을 지날 수 있고, 우리가 갈 수 없는 위험한 지역도 탐사할 수 있죠. 그래서 구조대가 무너진 건물을 치우기 전에 실종자가 있는지 확인할 수 있답니다. 한 번에 여러 대의 로봇을 조종해 다양한 곳을 조사할 수 있는 것도 장점입니다.

물론 초소형 로봇도 장점만 가진 것은 아니에요. 크기가 작은 만큼 로봇의 구조가 단순해야 하는데요. 그래서 너무 가파르거나 험한 곳을 탐사하기 어렵습니다. 커다란 배터리를 장착할 수 없어 오랜 시간 작동하기도 어려워요. 구조 작업이 며칠 동안 이어진다는 걸 생각하면 아주 큰 단점이죠.

사진 2. 초소형 로봇은 좁은 곳이나 재난 현장을 조사하기 알맞다. 다만, 크기가 작은 탓에 커다란 배터리를 사용하기 어렵다. ⓒUniversity of Colorado Boulder

이런 단점을 개선하기 위해 과학자들은 새로운 방법을 고민했어요. 그중 하나가 바로 ‘곤충 하이브리드 로봇’입니다. 딱정벌레, 나방, 바퀴벌레처럼 살아있는 곤충에 로봇 장치를 붙인 거예요.

곤충 하이브리드 로봇을 만들기 위해선 곤충이 평소에 어떻게 움직이는지 분석해야 합니다. 분석을 마친 후에는 곤충을 마취시켜 등에 전극과 칩을 달아주는데요. 전극이 곤충의 뇌나 근육에 전기 신호를 보내면, 칩이 마치 무선 자동차처럼 곤충을 조종할 수 있게 도와준답니다. 곤충이 마취에서 깨어나면 곤충은 우리가 명령하는 대로 움직이게 되는 것이죠.

사진 3. 곤충 하이브리드 로봇은 곤충에 컴퓨터칩과 전극을 달아 곤충의 움직임을 조종할 수 있게 만든 것이다. ⓒNanyang Technological University

스스로 움직이고, 좁은 틈도 OK!

이렇게 만들어진 곤충 하이브리드 로봇의 장점은 무엇일까요? 가장 큰 장점은 이 로봇이 살아있다는 점입니다. 다른 로봇은 살아있는 생물이 아니기 때문에 장애물을 만나거나, 특정 위치로 이동시킬 때 여러 가지 계산을 거쳐야 해 전기를 많이 사용해요. 게다가 아무리 뛰어난 로봇이라도 움직임이 완벽하진 않은 경우가 많답니다. 그런데 곤충 하이브리드 로봇은 우리가 조종하지 않을 때도 스스로 움직일 수 있어요. 가끔 엉뚱한 곳으로 가려 할 때만 조종하면 되니 전기를 적게 사용하죠. 심지어 기계가 뒤집어져도 스스로 일어날 수 있다는 점도 장점이랍니다.

게다가 곤충은 몸은 작지만 생명력이 끈질긴 경우가 많아요. 미얀마 지진 사고 구조 현장에 출동한 바퀴벌레 로봇을 예시로 살펴볼까요? 싱가포르 인공지능(AI) 연구소와 난양공대 연구팀은 공동 개발한 곤충 하이브리드 로봇을 구조 현장으로 보냈는데요. 이번 작전에 사용된 곤충 하이브리드 로봇은 몸길이가 6cm 정도인 마다가스카르휘파람바퀴(Gromphadorhina portentosa)로 만들어졌어요.

이 곤충은 사람보다 방사선을 10배 더 잘 견디는 데다가, 머리가 없어도 일주일이나 살아남을 수 있답니다. 그래서 적외선 카메라와 센서를 달고 구석구석을 돌아다니며 실종자를 찾을 수 있는 거예요. 이번 구조 현장에선 실종자를 찾아내진 못했지만, 로봇이 여기저기를 조사한 덕분에 사람들이 좀 더 안전하게 수색을 이어 나갈 수 있게 됐어요.

곤충 하이브리드 로봇 덕분에 앞으로는 더 많은 사람을 구하고, 사람이 가기 힘든 곳에 대해서도 더 많은 정보를 얻을 수 있을 거예요. 다만, 살아있는 동물을 이용하는 과정에서 동물에게 고통을 줄 수 있다는 비판도 받고 있죠. 이에 대해 여러분의 생각은 어떤지 가족이나 친구들과 얘기를 나눠보길 바랄게요.

※ 교과서 연계 - 이번 과학향기 에피소드는 어떤 교과 단원과 관련돼 있을까?

3학년 1학기 과학 - 동물의 한살이
6학년 2학기 과학 - 전기의 작용

글 : 남예진 동아에스앤씨 기자, 일러스트 : 감쵸 작가

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