1. 40개의 동·식물의 생체모방기술 KIT를 각각 하나씩 갖는다.
2. 카드의 앞면에는 동·식물의 그림이 있고, 뒷면에는 생체모방기술을 탐색하기 위한 것 이 있다. 각각 보면서 작성해 본다.
자연의 탐색 : 동·식물의 정의, 어원, 특징 등을 조사하여 자유롭게 작성(그림이 될 수도 있음) 생체모방기술 탐색 : 기존에 발명된 기술을 조사하여 작성
자연 생체모방기술 내용
1 파리
파리의 공기역학적 비행 능력을 응용한 초소형 무인 비행체
파리의 이동과 항법능력에 대한 원리를 밝혀내 하드웨어로 재구현하면 만능 곤충로봇을 만들 수 있음
2 북극곰 북극곰의 검은 피부와 투명한 털은 극한의 추위에서 생존 할 수 있도록 하며 이는 단열 및 건축에 응용됨
3 방울뱀
방울뱀은 적외선을 인식하는 능력이 아주 탁월해 멀리 떨어진 지점의 먹 이가 발산하는 적외선을 인식해 사냥을 하는 기능을 응용하여 적외선 유 도미사일을 연구
적외선 유도 미사일의 앞부분에는 적외선 감지기가 붙어 있어 적기의 엔 진이나 배기가스에서 나오는 적외선을 끝까지 추적, 파괴할 때까지 따라 다닐 수 있음
4 박쥐
박쥐는 높은 초음파를 입이나 코(관박쥐)로 발사하여 반향 되어오는 신호 를 귀(귀 내부의 달팽이관 속털세포)로 받아 이를 분석하여 주변을 볼 수 있는 능력이 있음
이를 응용하여 초음파 진단기,어군 탐지기, 유도미사일에 이용
5 게코도마뱀 (도마뱀붙이)
게코도마뱀(도마뱀붙이)의 발가락의 표면에 극세모는 분자간의 힘이 작용 하여 벽이나 천정에 들러붙을 수 있는 특징을 응용하여 게코테이프(끈적 끈적한 화학물질을 사용하지 않고도 접착력을 발휘), 스티키봇(로봇)등을 연구
6 물총새
신칸센 고속열차가 터널을 통과 할 때 발생하는 소음문제를 물총새가 먹 이를 잡아먹기 위해 빠른 속도로 물속으로 들어갈 때 물발울이 튀거나 물결이 일어나지 않는 것에 힌트를 얻어 신칸센 열차 앞부분을 물총새의 길고 뾰족한 부리처럼 만들어 해결 함
7 뱀
뱀이 좁고 어두운 공간과 통로를 자유롭게 다닌다는 점에 착안해 뱀을 모방하여 만든 로봇에 원격 카메라와 송수신기를 부착, 조난자 탐색용으 로 활용 할 수 있음
뱀 로봇은 화산 폭발, 지진, 홍수 등 자연 재해 상황을 비롯해 극한 환경 에서 운용 가능
8 사람의 눈
1830년 다게르에 의해 인간의 눈을 모방하여 정지된 영상을 기록할 수 있는 카메라가 발명되었으며, 사람의 안구구조를 모방하여 겔형 소프트렌 즈도 개발
9 오리
오리의 발 사이에 난 지느러미에서 착안하여, 사람이 수영을 할 때 발이 나 다리에 신어 추력을 높여주도록 만들어진 지느러미 모양의 신발 개발 (오리발)
10 해바라기
태양의 움직임에 따라 방향을 바꾸는 해바라기는 태양빛을 으로 받을수 록 더 활발히 광합성을 할 수 있음
이 같은 자연의 지혜를 담아 태양광 모듈에도 해바라기가 움직이는 것과
> 생체모방기술 참고 자료
같은 효과를 구현하는 시스템이 개발
11 12
도꼬마리 / 엉겅퀴
스위스의 전기기술자인 조지 드 메스트랄(George de Mestral)이 1941년 어느 날 사냥을 하고 돌아오는 길에 자신의 옷에 도꼬마리가 잔뜩 붙어 있는 것을 발견하고는 아무리 털어내도 좀체 떨어지지 않는 도꼬마리를 보며 호기심이 생겼던 그는 현미경을 이용해 관찰
도꼬마리의 갈고리 모양이 섬유 올의 고리에 달라붙어 잘 떨어지지 않는 것을 발견한 그는 이를 응용하면 매우 쓸만 한 제품이 될 것 같아 도꼬 마리의 가시가 붙는 원리를 모방하여 벨크로 개발
오늘날 벨크로는 신발, 의류는 물론 다양한 생필품에 널리 쓰임
13 캥거루
캥거루의 새끼는 미성숙한 상태에서 태어나게 되는데, 태어나자마자 엄마 캥거루의 아랫배에 있는 아기집(주머니)로 들어가 성장한 후 독립
이러한 캥거루의 생태를 인간이 모방하여, 미숙아를 출산 할 경우 인큐베 이터 시스템으로 아기를 성장 시키도록 함
14 연잎
연잎은 다른 잎과 달리 마치 코팅이 된 것처럼 표면이 매끄럽고, 울퉁불 퉁한 돌기들이 무수히 나있는 독특한 구조 덕분에 연잎 위에 떨어진 물 방울은 퍼지지 않고 공처럼 동글동글 말려서 구르는 물방울은 표면의 먼 지까지 쓸고 가 연잎은 항상 깨끗할 수 있음
이런 연꽃잎의 자정 능력을 활용해 비가 내려도 저절로 깨끗해지는 유리 창, 물만 한번 내리면 깔끔해지는 변기, 비 한번 맞으면 청소가 자동으로 되는 자동차 등의 개발이 가능
15 식물의 잎
하와이에서 자라는 식물인 코키아 쿠케이는 해가 떠 있을 때 잎의 구조 가 바뀌며 태양에너지를 최대한 흡수하는 특성을 가지는 특성을 모방하 여, 태양광 전지(염료감응형 태양광 전지(DSSC)는 안정성과 생산성이 높 아 차세대 태양광 전지로 각광을 받음)를 개발
16 장미 꽃잎
장미 꽃잎의 표면은 돌기가 있어서 물방울이 매달린 채 떨어지지 않음 이를 모방하여 혈액을 분석하는 바이오 칩으로 유용하게 사용
바이오 칩은 미량의 혈액을 분석하기 때문에 혈액이 주변으로 새거나 다 른 물질과 접촉돼 오염되는 일이 없어야 하는데, 장미 꽃잎처럼 아주 작 은 혈액 방울을 붙잡고 있을 수 있다면 이런 문제가 없게 됨
17 메뚜기
메뚜기는 서로 충돌을 피하는 기술(메뚜기는 눈 뒤에 움직임을 감지하는 커다란 장치가 달려 있어서 메뚜기들이 서로 부딪힐 상황에 처하면 이 감지장치가 작동하여 재빠르게 다른 곳으로 이동)을 가지고 있어 서로 부 딪히지 않고 잘 날아 다닐 수 있음
안전의 대명사 스웨덴의 볼보자동차가 자동차와 보행자의 충돌을 회피하 기 위해 사막 메뚜기 또는 아프리카 메뚜기의 행동 패턴을 연구하여 충 돌방지 시스템을 개발
18 잠자리
잠자리는 비행 시 날개를 둥글게 돌리듯 움직임
이러한 행태를 모방하여 헬리콥터(헬리콥터는 잠자리의 날개 짓처럼 기체 의 윗부분에 있는 날개인 ‘메인로터’(Main Rotor, 프로펠러 모양)를 회전 시켜 비행함)를 개발함
사막의 딱정벌레를 모방하여, 저절로 물이 채워지는 물병을 개발
국가에서 식수 공급 등을 연구
20 소금쟁이
극한의 속도를 내는 F1 머신에서는 소금쟁이의 길고 가는 다리를 연상케 하는 구조를 쉽게 볼 수 있음
또한 소금쟁이를 모방한 로봇은 물위를 걸어 다니는 정도가 아니라 실제 소금쟁이처럼 끝없이 점프하는 최초의 마이크로봇(소형 로봇) 및 정찰 등 의 임무 수행 시에 장애물을 피해 점프할 능력이 있는 날렵한 마이크로 봇을 개발
21 매미의 눈
매미의 눈을 본떠 360도 입체영상을 볼 수 있는 카메라 개발
이 카메라는 인체 내부의 미세한 변화를 감지할 수 있는 ‘먹는 내시경’
등 다양하게 응용될 수 있을 것으로 기대 됨
22 거미
거미가 생산하는 소화 효소인 아라자임은 많은 먹이를 섭취하고도 빠른 시간안에 소화를 시킬 수 있음 (온도와 환경에 영향을 받지 않고 작용함) 이를 활용하여 피부 관리 제품인 필링제를 개발
23 지네 지네의 유연한 움직임을 모방하여 굴곡 및 수직 장애물을 극복한 자유 자제로 움직이는 로봇을 개발
24 거미줄
거미줄에서 아이디어를 얻어서 첨단 소재인 인공 거미줄을 개발
수술 후에 상처부위를 꿰매었던 실을 따로 제거하지 않아도 되는 녹는 실을 개발
뿐만 아니라 거미줄의 강도와 유연성을 활용하여 초극세사, 방탄복, 밧줄 등을 개발
25 벌집 벌집의 정 육각형은 비행기, 고속 전철, 집의 내부재, 육각형 건축구조, 골 판지, 벽걸이 TV 액정화면 구조, 무선이동 통신의 기지국 설계에 활용 26 꽃게 꽃게의 집게발 구조에서 착안하여 굴삭기 개발
27 상어
상어 비늘에는 작은 돌기들은 물의 마찰 저항력을 줄여 더욱 빠른 속력 을 낼 수 있게 함
상어 비늘을 본뜬 전신수영복에서는 삼각형의 미세 돌기가 돋아나와 있 어 수영복에 닿는 물이 잘 흘러가게 저항을 줄여줄 수 있도록 개발 미세돌기 도료를 개발하여 항공기에 적용하였을 때는 공기마찰을 줄일 수 있어 연료를 절감할 수 있음
28 갈라파고스 상어 갈라파고스 상어의 피부 돌기에서 착안하여 세균번식을 막아주는 벽면 패턴을 개발
29 흰개미 집
아프리카 짐바브웨에 있는 이스트 게이트 센터는 흰개미 집의 통풍 원리 (공기의 대류)를 적용한 생체 모방의 대표적인 사례로, 다른 건물에 비해 연간 350억 원의 냉방 비용을 절감할 수 있음
30 눈꽃 눈꽃 결정 프렉탈 구조의 건축물
31 홍합 거친 파도 속에서도 바위에 붙어 있을 수 있는 홍합의 족사에서 착안하 여 의료용, 접착용 홍합접착제를 개발
32 전복 전복의 껍질은 수천 개의 탄산칼슘 타일이 겹겹이 쌓여 있고, 각 타일은 단백질 접착제로 단단하게 붙어 있어서 웬만한 충격에도 잘 부서지지 않
는 초고강도 물질임
전복 껍데기의 이런 분자 배열을 분석해 전투에 사용되는 탱크의 철갑뿐 아니라 가벼우면서도 총알을 쉽게 막아내는 방탄복 개발
33 날치 수면위를 최대 40초 동안 시속 70km로 400m를 한번에 날 수 있는 날치 의 비행 메커니즘을 연구하여 항공기의 유동제어기술을 연구
34 가오리 가오리의 형태에서 착안하여, 새처럼 날개를 접기도 하고 비틀기도 하는 유연한 몰핑 비행기를 나사에서 제작
35 혹등고래 혹등고래의 등지느러미 가장자리에 있는 톱니 모양을 항공기의 날개, 풍 력 터빈 디자인(웨일파워, 공기역학)으로 응용
36 반딧불이 자기 스스로 빛을 내는 반딧불이를 모방한 고효율 LED 원천기술이 개발
37 블루길 블루길이 가지는 효율적인 수염 솜씨에서 영감을 얻은 과학자들이 미래 에 무인 잠수정을 추진시킬 잠재력을 가진 로봇 지느러미를 연구
38 거북복
거북복의 상자처럼 생긴 독특한 형태는 공기 역학적 효율을 높일 수있음 거북복을 본떠 만든 모형으로 풍동 실험을 해 본 결과, 일반 자동차 모형 보다 공기 저항이 훨씬 적어서 공기역학적 특성이 매우 뛰어남
메르세데스 벤츠는 거북복을 모방하여서 안전하고 연비가 좋으면서도 가 벼운 자동차를 개발
39 가재 가재의 형태를 모방하여 8족 무인 잠수정 개발
40 자벌레 자벌레의 몸 움직임을 이용하여 대장 속을 자유자재로 드나드는 내시경 로봇을 개발