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인공지능시대(7): 생체모방
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<생체모방기술>
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2020년 10월 12일(월) 16:30 [주간문경] 
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| | | ↑↑ 지홍기
영남대학교 명예교수
문경대학교 특임교수
문경시지역발전협의회 의장 | ⓒ (주)문경사랑 | |
생체모방이란?
생체모방(生體模倣, Biomimetics)은 생명을 뜻하는 생체(Bios)와 모방(Mimesis)의 합성어이며, 이는 자연에서 볼 수 있는 디자인(모양) 요소와 생물체의 특성(기능)을 모방하여 인류의 과제를 해결하는 데 그 목적이 있다. 생체 모방학의 선구자 재닌 베니어스는 생체모방을 “자연이 준 혁신”이라 정의하기도 하였다.
현재의 생체모방학은 새로운 생체물질을 만들고 새로운 지능 시스템을 설계하며, 생체 구조를 그대로 모방하여 새로운 디바이스를 만들고 광학 시스템을 디자인하는데 많은 도움이 되고 있다. 생체모방은 일정한 방식으로 자연을 모방하는 것이며, 생체모사는 공학적 해결책을 찾기 위해 자연에서 영감을 얻어 실용화로 접근하는 의미로 통용되고 있다.
생체모방기술
생체모방기술은 자연의 생태계에서 찾은 생체의 기능과 특성을 자연에서 영감을 받아 연구하는 기술 분야이다. 즉, 이는 자연의 생물 구조와 기능을 모방하여 인간의 도구로써 활용, 재탄생 시키거나 또는 생물의 특성을 모방하여 제품의 성능을 향상시키는 기술을 말한다.
생체모방기술은 크게 생명체의 외형이나 구조를 모방하는 외재적 모방기술과 생체 내부에서 일어나는 생리적 현상을 모사하는 내재적 모방기술로 나눌 수 있다. 따라서 생물체의 다양한 기능을 모방해서 활용하는 기술이 생체모방기술이며, 지구상에 존재하는 생물체의 최적화된 원리를 과학기술에 반영하는 것으로, 이는 자연의 원칙을 찾아가는 과정이라고 할 수 있다.
생체모방기술의 사례
먼저, 외재적인 생체모방기술은 새와 곤충의 날개를 모방한 항공기 날개, 엉겅퀴 가시 털을 모방한 섬유 접착포(Velcro), 상어 표피의 미세돌기(Riblet) 구조를 모사한 수영복(Speedo), 연 잎의 자정효과를 모방한 초발수 피복, 물총새의 부리와 머리 모양을 모방한 고속열차 등이 있다.
이들 대부분은 상용화되어 실생활에 유용하게 사용되고 있다. 최근에는 곤충의 침을 모사한 무통 주사바늘, 홍합 단백질을 모사한 접착제, 곤충을 모방한 무인 비행체와 같은 생체모방기술이 소개되고 있다.
반면에, 내재적 생체모방기술은 그동안 정서적인 이유로 개발이 지연되어 왔다. 그 이유는 살아있는 생명체가 나노 스케일의 미세 구조이고, 생체 내부가 불투명하며, 생리현상과 동적 거동이 복잡하고 역동적이어서 기존 연구방식으로는 제대로 해석하기 어렵기 때문이었다. 최근 첨단 바이오 이미징(Bio-imaging) 기술들이 개발되어 생명체가 가진 미세 구조와 동적 거동을 밝히는 것이 가능해지고 있어 이 분야 연구가 활발하게 되었다.
생체모방기술의 미래 전망
생체모방기술은 정보통신기술을 기반으로 보건, 환경, 사회 분야 등 다양한 시장으로 확대될 것이다. 저출산 고령화, 기후변화 등의 대변혁기에 자연모방기술이 기여할 여지가 크며, 이는 고령자를 대상으로 기능이 약화된 조직이나 기관을 대체 보완하는 재생의학기술의 발달을 선도하고 있다.
그러나 생체정보는 개인별 고유의 정보를 갱신하는 것이 불가능하기 때문에 한번 복제되면 신뢰성 보장이 불가능하다는 치명적인 문제점과 본인의 허락 없이 정보를 수집, 저장, 분석할 수 있는 윤리적인 문제를 불러일으킬 소지가 있다.
그러나 생체모방기술은 우리의 일상에서 난제를 풀어줄 수 있는 희망임에는 틀림이 없다. 일찍이 철학자 아리스토텔리스는 “모방은 창조의 어머니”라고 설파한 바 있다. 다행하게도 만물의 영장이라고 교만했던 인간이 또다른 생명체에 눈뜨기 시작하면서, 이제 생체모방기술은 4차산업혁명시대에 핵심기술로 부상하고 있는 인공지능(AI) 기술과 결합하여 새로운 인공지능 시대를 열어갈 것이다.
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