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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

스멜리콥터 : 하나님의 설계를 모방하는 생체모방공학의 한 사례

미디어위원회
2023-05-24

스멜리콥터 : 

하나님의 설계를 모방하는 생체모방공학의 한 사례

(The ‘Smellicopter’ : 

Not just copying, but actually using, God’s design)

by David Catchpoole


   생체모방공학(biomimetics, biomimicry or bioinspiration) 분야의 엔지니어들은 자연에서 발견된 디자인을 모방한다. 이 방법은 새로운 발명품들을 만들어내고, 기존 기술을 개선하는 데 유용한 것으로 여러 번 입증되었다.[1]

'스멜리콥터(Smellicopter)'는 한 나방(여기에 기술된 나방은 박각시나방(hawkmoth))의 살아있는 안테나를 사용하여, 냄새를 찾아 이동하는 자동 드론의 별칭이다. <Mark Stone/University of Washingtonsmellicopter>


워싱턴 대학의 엔지니어들은 그들의 드론 쿼드콥터에 실제 나방 안테나를 부착하였다 


안타깝게도 이러한 공학적 성공 사례를 보도할 때, 종종 놓치는 분명한 교훈이 있다. 엔지니어의 작품이 지적 설계되었다는 것은 누구나 알 수 있다. 그렇다면 이들에게 영감을 준 자연 속 디자인은 어떻게 생겨난 것일까? 무작위적 돌연변이들의 축적으로 우연히 생겨났는가? 특히 복제품은 여러 면에서 살아있는 원본에 비해 훨씬 못 미친다. 따라서 생체모방공학은 생물이 정교하게 설계된 이유로 진화가 아닌 지적 설계자를 가리키는 것이다. 그리고 성경은 그분을 확인시켜주고 있다. 그분은 하늘과 땅과 모든 생명의 창조주이신 주 하나님이시다.


하늘이 보낸 향기 센서

이제 연구자들은 하나님의 설계 중 하나를 모방하는데 그치지 않고, 이를 활용하여 성공했다. 초고감도 냄새 감지기가 필요했던 워싱턴 대학교 엔지니어들은 나방의 실제 안테나를 드론 쿼드콥터에 부착했다.[2, 3] 그들의 목표는 가스누출, 폭발물 또는 재난 생존자의 냄새를 맡을 수 있는, 비행 냄새감지 로봇을 만들어 위험구역을 원격으로 평가하고 탐색하는 것이다.

.스멜리콥터를 들고 있는 기계공학 박사 과정 학생인 수석 저자 멜라니 앤더슨(Melanie Anderson, 당시 코로나19 방역 조치에 따라 마스크를 착용하였다). <Mark Stone/University of Washingtonmelanie-anderson>


연구자들은 인공 냄새 센서(odour sensor)가 나방의 감도와 빠른 반응을 따라잡을 수 없기 때문에, 나방(hawkmoth, Manduca sexta)의 안테나(antenna)를 사용했다. 나방의 안테나는 공기 중의 화학물질을 감지하여, 먹이 또는 잠재적 짝을 찾을 수 있다. "나방 안테나의 세포는 화학 신호를 증폭한다"라고 연구자 중 한 명인 워싱턴대학 생물학 교수인 토마스 다니엘(Thomas Daniel)은 설명한다. 나방은 정말로 놀라울 정도로 이 일을 수행하는데, 하나의 향기 분자가 수많은 세포 반응들을 유발할 수 있다. 이 과정은 극히 효율적이고 특별하며 빠르다. 이것이 바로 나방의 비결이다"라고 설명한다."[2]

기본형 타입의 '스멜리콥터'의 나방 안테나는 세포의 신호를 모니터링하기 위해 전기회로에 연결되어 있다. 드론에는 조향 기술이 장착되어 있어, 냄새가 감지된 곳을 향해 바람을 타고 추적한다.

.또한 스멜리콥터는 공중을 비행할 때, 장애물을 감지하고 피할 수 있다. 사진은 스멜리콥터 앞에 박각시나방이 있다. <Mark Stone/University of Washington avoid-obstacles>

.연구자들은 안테나의 양쪽 끝에 작은 와이어를 추가하여(사진의 아크) 회로에 연결하고, 꽃향기에 대한 반응을 기록할 수 있었다. <Mark Stone/University of Washington floral-scent>


하나님의 설계, 엔지니어의 지름길


'자연은 인간이 만든 냄새 센서를 보잘 것 없게 만들어버린다' - 멜라니 앤더슨, 워싱턴 대학


생물 영감과 생체모방공학 연구 논문의 수석 저자인 멜라니 앤더슨은 "자연은 인간이 만든 냄새 센서를 보잘 것 없게 만들어버린다. 실제 나방 안테나를 스멜리콥터와 함께 사용함으로써, 우리는 생물학적 유기체의 감도와 움직임을 제어할 수 있는 로봇 플랫폼이라는 두 가지 장점을 모두 얻을 수 있었다""라고 말했다.[3] 한 언론의 보도는 "때로는 어머니 자연(Mother Nature)을 뛰어넘으려는 시도는 가치 없는 일이다."라고 전하고 있었다.[4] 물론 이 설계는 '아버지 시간'과 함께 진화한 '어머니 자연'에 의한 것이 아니라, 앞서 언급한 것처럼 하나님께로부터 부여 받은 것이다.


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함께 작동되도록 설계된 부품들


스멜리콥터의 후각이 작동하려면, 나방 안테나가 여전히 "생물학적, 화학적으로 활성"이어야 한다. 그래서 살아있는 안테나가 사용되었다. 나방은 "안테나를 제거하기 전에 마취를 위해 냉장고에 넣었다". 분리된 안테나는 단 4시간 만에 생화학적 활동을 멈췄다.[2]

분명히 나방 안테나는 훨씬 더 복잡하고 미세하게 조정된 전체의 일부로 설계된 복잡한 기관이다. 나방의 몸 전체는 모든 부분들을 지속적으로 유지되고, 유지시킬 수 있도록 설계되어 있다. 이러한 기관들은 고립되면 곧 고장이 난다.

고린도전서 12장에서 바울이 우리 믿는 자들을 몸으로 비유하고 있다. 각 기관이나 지체들은 서로 다른 역할을 한다. 몸 전체에서 분리되면, 곧 효과적인 기능이 중단된다.

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References and notes

1.  creation.com/biomimetics. 

2. McQuate, S., The Smellicopter is an obstacle-avoiding drone that uses a live moth antenna to seek out smells; washington.edu, 7 Dec 2020. 

3. Anderson, M. and 4 others, A bio-hybrid odor-guided autonomous palm-sized air vehicle, Bioinspir. Biomim. 16(2):026002, 2020. 

4. Coldewey, D., This tiny drone uses an actual moth antenna to sniff out target chemicals; techcrunch.com, 8 Dec 2020. 


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출처 : Creation 43(3):48–49, July 2021

주소 : https://creation.com/smellicopter

번역 : 미디어위원회



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