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새로움

자연의 특성이 잘 적용되어 해석이 새롭게 되었나요?

이전에 누구도 생각하지 못한 새로운 아이디어 인가요?

참신한 아이디어로 주위의 관심을 끌수 있나요?

유용함

실제 개발된 제품으로 문제를 해결할 수 있나요?

실제로 제품이 개발되어 만들어질 수 있나요?

실현 가능성

이 아이디어는 기존의 문제를 해결할 수 있나요?

제품의 특성과 가격 등이 적합한가요?

[Information]

45 우리 주변의 살아있는 생물체들은 수백만 년에 걸쳐 자신의 생존에 가장

유리한 모습으로 진화하여 왔다. 그렇기 때문에 무한한 자연의 잠재력을 우리 생활에 적용시킬 수 있다면 우리는 보다 더 안전하고, 편안한 생활을 할 수 있게 된다. 생체 모방 기술(Biomimetics)은 자연 생물체들의 모습에 서 비롯한 창의적인 소재를 탐구하고 활용하는 분야로, 무궁무진한 발전가 능성과 광범위한 영역까지 뻗어 나갈 수 있는 공학이다.

재닌 M. 베니어스가 시사하는 바에 따르면, 우리가 생체 모방적인 미래로 가기 위해서는 다음과 같은 네 가지 준비가 필요하다.

고요히 있기: 자연 속에 파묻히기 토마스 베리의 말을 빌자면 자연과의 관 계에서 우리는 수 세기 동안 자폐적이었다. 즉, 우리식 지식에만 빠져 자연 의 지혜를 돌아보고 그를 받아들일 겨를이 없었다는 것이다. 그렇기 때문 에 우리는 우리 조상들이 했었던 것처럼 자연 속에 파묻힐 필요성이 있다.

자연 속에 파묻힌다는 말이 의미하는 바는 책이나 인터넷 같은 것에서 배 우는 것에서 벗어나 실제 자연 속으로 들어와 자연에 매료되어 보고, 작은 체험들을 통해 자연과 가까워진다는 것이다. 그러기 위해서는 우리는 자연 보다 더 나은 존재도, 더 못한 존재도 아닌 다른 생명과 동등한 위치에서 자 연을 바라볼 수 있어야 한다.

경청: 우리 행성의 동식물과의 인터뷰 여기서 인터뷰의 의미는 지구상의 종들을 명명하고, 그 명명된 종들의 재능, 생존비결, 역할 등에 대해서 가능 한 자세히 아는 것을 말한다. 물론 이 일은 과학자들이 할 수 있는 일이다.

하지만 종들의 수가 무척 많기 때문에 우리 모두가 지구상의 동식물을 인 터뷰할 필요가 있다. 이러한 이유로 재닌 M. 베니어스는 모든 연령들의 성 인들이 이 일에 약 2년간 봉사할 수 있도록 '생물학적 평화봉사단'을 만들기 를 제안하고, 이들에게 분류에 대한 필요한 지식을 가르칠 전문 인력의 양 성을 요구하였다.

생체모방기술(Biomimetics)

생체모방의 미래

모방: 생물학자와 공학자들이 자연을 모델과 척도로 삼아 협동하게 한다생 물은 스스로 생존에 필요한 행위를 하기 위해서 계산하고, 구조를 세우고, 합성하고, 시스템을 설계하고, 제조한다. 하지만 인간은 자연을 관찰하는 생물학자와 계산을 기반으로 구조를 설계하는 공학자들로 나뉘어 서로의 분야에 잘 관여하지 않는다. 그렇기 때문에 미래에 생체모방기술이 발전하 려면 생물이 하는 것처럼 생물학자와 공학자들이 상호 교류를 하면서 두 학문의 경계를 허물 필요가 있다.

돌봄: 생물의 다양성 및 천재성 보존하기. 현재는 우리가 자연에 대해 발견 한 부분보다 발견하지 못한 부분이 많다. 하지만 경제 성장만을 추구하는 사회에서 개간 등의 자연 파괴로 인해 우리가 발견하지 못한 많은 부분이 사라져 가고 있다. 그렇기 때문에 우리는 자연을 최대한 보존하고, 이용할 때도 자연 전체를 그 이용의 근원으로 생각하고 소중히 여기고 아껴야 한 다.

(출처 : 위키백과)

[전신수영복]

전신 수영복에는 상어 피부의 과학이 숨어 있다. 상어는 시속 수십 km로 빠르게 헤엄을 치는데요. 그렇게 빠른 속도로 헤엄을 칠 수 있는 이유는 바 로 상어의 표면에 난 삼각형의 작은 돌기‘ 블렛(rlblet)’ 있다고 한다. 부위 에 따라 다르게 생긴 이 돌기는 물이 표면에서 쉽게 흐르도록 만들어주어 저항을 줄여주는 것이며 그래서 굉장한 속도를 낼 수 있는데, 이것을 생체 모방의 기술이라고도 한다. 살아 있는 생명체를 응용해 과학 기술로 연결 하는 것이다. 전신 수영복도 이런 원리이다. 상어 피부의 돌기처럼 수영복 표면을 삼각형 모양의 미세 홈들로 처리해 수영복 표면의 물이 소용돌이를 일으키며 미끄러지듯 흘러 저항을 줄여준다. 최근에는 이런 원리를 이용해 잠수함을 제작하는 연구까지 이어지고 있다.

생체모방 - 자연의 특성 및 형태를 가져온 사례

47 [홍합젭착제]

바위에 붙어있는 홍합

홍합은 접착단백질을 만들어 내고 분비함으로써 바다 속의 바위와 같은 젖 은 고체 표면에 강하게 부착하게끔 하여 강한 파도로 인한 충격이나 바다 속의 부력에 저항할 수 있다. 홍합 접착제는 현재 알려진 어떠한 화학 합성 접착제보다도 강력한 자연적인 접착제로 알려져 있으며 큰 인장강도를 지 닐 뿐 아니라 휘어질 수 있는 유연성을 가지고 있는 혁신적인 물질로 접착 제 산업계에서 큰 관심을 끌고 있다. 홍합접착제는 플라스틱, 금속, 유리 및 생체 물질 등 다양한 종류의 표면에 접착할 수 있는 능력을 가지고 있다. 또 습한 표면이나 물 속에서는 접착력이 떨어지는 기존의 화학접착제와는 달 리 홍합접착제는 물에 젖을수록 더욱 강력한 접착력을 갖기 때문에 물 속 에서 이루어지는 공사에 획기적인 재료로 이용 가능하다. 생체에 직접 사 용해도 세포를 공격하거나 면역반응을 일으키지 않으므로 의료용으로도 매우 용이하다.

[게코 테이프]

게코 테이프’는 수직의 벽을 자유자재로 오르내릴 수 있는 도마뱀붙이의 특징으로부터 착안된 신제품이다. 분자간의 약한 인력을 이용하였기 때문 에 접착력이 강함에도 불구하고 쉽게 붙였다 떼어냈다 할 수 있다. 이 테이 프의 접착성은 도마뱀붙이의 발바닥에 나 있는 강모의 특성을 응용한 것인 데 스탠포드 대학에서 게코 테이프를 이용한 로봇 도마뱀 ‘스티키봇’을 제 작하기도 하였다.

[벨크로]

찍찍이’란 말을 들어본 적이 있을 것이다. 단추나 지퍼보다 편리하게 붙였 다 뗄 수 있는 ‘찍찍이’는 스위스의 전기기술자인 조지 드 메스트랄(George de Mestral)이 발명했다. 그는 1941년 어느 날 사냥을 하고 돌아오는 길에 자신의 옷에 도꼬마리가 잔뜩 붙어 있는 것을 발견했다. 아무리 털어내도 좀체 떨어지지 않는 도꼬마리를 보며 호기심이 생겼던 그는 현미경을 이용 해 관찰했다. 도꼬마리의 갈고리 모양이 섬유 올의 고리에 달라붙어 잘 떨 어지지 않는 것을 발견한 그는 이를 응용하면 매우 쓸만한 제품이 될 것 같

아 시제품을 만들었다. 실험을 해 보니 쉽게 붙을 뿐 아니라 끄트머리부터 약간의 힘을 가해 떼 내면 ‘찍찍’ 소리를 내며 떨어지는 게 매우 편리해 보 였다. 그는 1952년 안정된 직장에 사직서를 내고는 연구를 계속했다. 이후 프랑스 리옹에 있는 섬유회사를 찾아 가능성을 설명하고 벨크로 개발을 위 한 연구를 이어간 그는 마침내 큰 성공을 거두게 된다. 벨크로를 부착한 어 린이용 지갑이 큰 인기를 끌면서 벨크로를 응용한 제품은 크게 확산됐다.

[허니콤 구조]

벌집의 정육각형 모양도 비행기나 집의 내부재에 이용되고 있다. 꿀벌은 배에 붙어 있는 밀랍 샘에서 밀랍을 분비하여 벌집을 짓는다. 그런데 벌집 의 각 방이 하나같이 육각형이다. 다윈은 이 육각형 벌집을 일러 “낭비가 전혀 없는 완벽한 구조물”이라 극찬했다. 정육각형 구조는 최소의 건축 자 재를 써서 최대의 공간을 얻는 경제적인 건축 방법이다. 육각형의 한 면은 이웃하는 면과 빈틈없이 연결되는 공동의 벽이 될 수 있기 때문이다. 포장 에 사용되는 골판지, 벽걸이 텔레비전에 사용되는 액정화면의 구조, 무선 이동 통신의 기지국 설계, 비행기 날개나 고속 전철 차체 등에 널리 응용되 고 있다.

[신칸센 고속열차]

한 시간에 200마일 이상을 달리는 일본의 신칸센 고속열차는 세계 최고의 속도를 자랑한다. 하지만 원래 신칸센의 첫 모델은 소음이 심하다는 단점 을 가지고 있었다. 열차가 터널을 통과할 때마다 기압의 변화로 인해 매우 시끄러운 소음이 발생했던 것이다. 신칸센의 엔지니어들은 소음문제를 해 결하기 위하여 자연으로 눈을 돌렸고, 물총새에게서 이와 유사한 상황이 발생된다는 사실을 발견하였다. 물총새의 경우, 대기 중에서 빠른 속도로 물 속으로 다이빙 하는 상황에서도 물을 거의 튀기지 않는다. 결국 엔지니 어들은 물총새의 부리 모양을 본떠 열차의 앞면 디자인을 수정하였고 이전 보다 조용한 고속열차를 완성할 수 있었다. 뿐만 아니라 이러한 디자인의 변경으로 인해 열차의 속도는 이전에 비해 증가하였고 에너지 사용을 줄어 드는 효과를 얻게 되었다.

49 [헬리곱터]

잠자리의 날개는 가볍고 투명해서 아주 약해 보인다. 하지만 실제로는 강 한 근육에 이어져 있어서 1초에 30번 정도 날갯짓을 할 수 있다고 한다. 게 다가 단순히 위아래로 퍼덕이는 새의 날갯짓과는 달리, 날개를 옆으로 누 운 8자(∞)모양으로 비틀면서 움직인다. 이때 강력한 양력이 만들어져서 제자리에 떠 있거나 저속비행도 할 수 있다. 이렇게 잠자리나 벌 등의 날개 짓을 흉내 낸 것이 바로 헬리콥터이다. 또한 비행기는 보통 앞으로 나아가 면서 양력을 얻어야 공중에 뜨기 때문에 이륙하려면 긴 활주로가 필요하지 만 헬리콥터는 날개를 빠르게 회전해서 양력을 얻기 때문에 좁은 공간에서 도 바로 위로 날아오를 수 있다.

[슈퍼내츄럴 의자(Supernatural-Chair)]

얼핏 보기에 자갈돌 같은 불규칙한 형태의 구멍들을 뚫어 놓았다. 질서정 렬하게 늘어놓는 것과 달리 자연의 그대로를 옮겨 패턴을 만들었다.

자갈돌의 형태를 모방한 로스 러브그로브의 작품이다.

[BD Love]

부드러운 곡선의 아름다움이 두드러지는 'BD Love' 라는 이름의 소파.

기하학적인 형태들은 인간의 이성에서 나온다면, 유기적인 형태들은 자연 으로부터 나온다.

기하학적인 디자인이 딱딱하고 건조해 보이는 것들과 달리 유기적인 형태 의 디자인들은 아무리 생소한 형태라도 낯설지 않다.

산, 강의 자연의 형태를 모방한 로스 러브그로브의 작품이다.