공학 용어임은 직감하지만 조금 낯설고 어려워 보이는 단어인 바이오미메틱스. 생물과 공학 간에 관련이 있음을 설명할 때 사용하는 용어이기도 하지만, 생체 모사와 구분해야하는 용어라고 한다. 생체 모사는 공학적 해결책을 찾기 위해 자연에서 영감을 얻는 것을 뜻하고, 바이오미메틱스는 일정한 방식으로 자연을 모방하는 것을 뜻한다. 사실 아주 비슷한 의미이기는 하지만 책을 다 읽을 때쯤 작은 깨달음이 찾아오기는 한다. 사실 이 책은 어려운 용어는 많이 배제하고 일반인들도 읽으면서 호기심을 충족하고 좀 더 나은 우리의 삶을 기대하며 지낼 수 있도록 만들어진 책인 것 같다. 

인간이 우리 사회를 좀 더 나은 방향으로 발전시키고자 원료, 재료, 기계 등을 체계화시킴으로써 공학이 발전하였다면 현대 공학의 발전 정도는 가히 눈부시다고 봐야하겠다. 로봇 물고기를 들어본 적이 있는가. 물고기처럼 아주 유연하게 헤엄을 치면서 마치 살아있는 생명체라고 착각이 들 정도로 섬세하게 만들어진 로봇이다. 가끔씩 대중적인 언론 매체를 통해 눈부신 공학 발전의 결과로 물에서 헤엄치는 로봇 물고기, 말을 알아듣고 행동하는 로봇 강아지 등을 선 보일 때면 대체 이것은 무엇에 쓰는 물건인가 하는 궁금증을 갖는 사람들이 많을 것이다. 언론에서 보도할 때는 그러한 로봇의 발전 정도와 앞으로의 미래 지향적인 기사만 보도하곤 마는데 그들의 쓰임새와 원리에 대해 궁금하다면 이 책을 적극 추천한다. 

바다, 지구 면적의 70%를 차지하는 그곳은 오히려 우주에 대해서 더 많이 안다고 말할 수 있을 정도로 탐험할 곳이 무궁무진한 곳이라 한다. 그러다 보니 해양 생물을 모사하여 그들을 바다로 다시 내보내 심해나 또 다른 영역을 발견, 연구하는 성과를 올리고 있다. 갯벌에 사는 맛조개를 잡는 방법이나 맛을 아는 사람들은 많지만 맛조개의 원리를 이용해 로봇 조개가 있다고 하면 신기해 할 것이다. 작은 조개이긴 하지만 적은 에너지로 해저에 구멍을 파고 몸체를 고정하는 해양장비로 변신을 한다면 가벼이 볼 수는 없는 일이다. 우리가 병원이나 기타의 곳에서 초음파를 사용하는 것도 돌고래의 수중 음파를 이용한 원리인데 아직도 돌고래의 음파 탐지에 대한 내용은 알아야할 것들이 무수히 많다고 한다. 음파탐지는 아직도 미개발 된 부분이 많지만 어떤 동물은 생활화 되어있다는 것이 우리와 또 다른 생명체에 대한 특성이 아닐까 한다.

이 책에서 관심이 가장 많이 갔던 부분은 바로 인간 모사 로봇이다. 단순한 기계의 역할을 하는 인간형 로봇과는 달리 인간의 모습과 가장 비슷하게 보이도록 설계한 로봇이다. 그런데 로봇이 인간의 모습을 닮기 시작하면 왠지 모를 두려움이 엄습해 온다. 인간의 섬세함을 따라잡기는 어렵다고 하지만 기계 문명이 발달할수록 영화에서 보면 기계가 인간을 지배한다거나 파괴, 재앙으로 귀결되는 것을 종종 보아왔다. 로봇은 인간이 갈 수 없는 곳을 대신 간다거나 위험도가 높은 일을 대신 해주는 아주 긍정적 기능을 하고 있지만 도덕적, 철학적 문제로 들어가게 되면 그리 긍정적이지만은 않다는 것이다. 때론 그것으로 인간을 해치거나 국가의 이익을 위해 그럴싸하게 이용하고 오히려 인간의 생명 하나쯤은 경시하게 되는 일이 발생하는 것이다. 그렇기 때문에 로봇이라는 자체에 차가운 이미지에 인간의 외모를 닮게 만들어간다는 것이 불안한 심리를 조장하게 되는 것이다. 

새로운 로봇이나 신소재를 택할 때 자연에서 얻는 아이디어는 무궁무진한 것 같다. 해양생물과 더불어 아주 작은 꿀벌과 같은 곤충에서는 우리가 갖지 못한 기관이 많기 때문에 연구하는 분야가 아주 넓고 다양하다. 책에도 많은 부분을 설명해 두고 있는데 공학의 발전도 우러러볼 만큼 멋지게 발전했지만 그보다 자연이 갖고 있는 위대함에 감탄을 하게 된다. 그에 비하면 인간은 아주 미미한 생명체가 아닌가 싶다. 공학 책이면서도 읽는 내내 자연의 신비를 느낄 수 있는 새로운 지식의 창고를 얻은 것 같다. 생물학자 최재천 박사는 생명이 있는 것은 다 아름답다고 말했다. 생명의 다양성을 존중함으로써 자연과 인간이 함께 공존하며 살아가고 또 우리는 그들을 보호해야할 의무가 있음을 강조했는데 조금은 다른 분야의 책을 읽으면서도 그의 말이 생각나는 걸 보니 참 자연은 경이롭다.

수영 경기에서 선수들은 조금이라도 기록을 단축할 수 있도록 첨단 소재로 된 수영복을 입는다. 이 수영복의 표면은 작은 돌기들로 이루어져 있어 매끄럽지 않다. 표면이 매끈해야 물의 저항을 덜 받을 것으로 생각하지만 실제는 그렇지 않다. 첨단 수영복은 바로 상어의 피부를 모방했다. 상어 피부의 우툴두툴한 돌기는 물과 표면 마찰력을 5%나 줄여준다고 한다. 골프공의 표면도 마찬가지의 원리로 이루어져있다. 이처럼 인간은 자연에서 영감을 받아 문제를 해결해 왔다. 동물의 구조나 기능, 형태를 모방하는 기술을 바로 바이오미메틱스(Biomimetics)라고 부른다. 해석하자면 ‘생체모사기술’이다. 신간 ＜바이오미메틱스＞는 이러한 기술의 연구 현주소를 독자들에게 보여준다.

바이오미메틱스는 자연이 수십억 년의 세월 동안 자연선택을 통해 실험해 온 법칙들을 물리학, 화학, 재료과학, 공학에 받아들이고 자연을 기술 진보와 발상의 근원으로 삼아 가장 성공적인 기술 개발 방식을 찾고 있다.

4대강 사업으로 말미암아 수질이 오염될 수 있다는 지적이 나왔다. 대통령은 이를 막고자 로봇 물고기를 만들어 물속을 모니터링 한다는 제안을 내놓았다. 이 로봇 물고기에 바로 바이오미메틱스 기술이 활용된다. 참치의 속도는 시속 100킬로미터를 넘을 만큼 빠르다. 그런데 참치의 근육은 이 속도를 낼 정도로 강하지 않다. 이를 '그레이의 패러독스(Gray's paradox)'라고 한다. 그렇다면 참치의 빠른 속도를 가능하게 만드는 다른 요소가 있음에 틀림이 없다.

참치는 헤엄칠 때 일어나는 소용돌이로부터 에너지를 얻고 있음이 연구결과 밝혀졌다. 요컨대 로봇 물고기 개발 시 소용돌이를 이용할 수 있는 기술을 활용한다면, 적은 에너지로 로봇 물고기를 움직일 수 있다는 말이다. 더욱 흥미로운 사실은 로봇 물고기를 진짜 물고기처럼 헤엄치게 하려면 복잡한 제어 장치나 많은 기술적 요소 없이 앞뒤로 움직이는 지느러미 하나면 충분하다는 점이다. 이런 단순한 펄럭임으로 실제와 동일한 움직임을 만드는 비결은 꼬리 지느러미의 ‘소재’선택에 있다고 한다. 로봇 물고기의 용도는 수질 검사 뿐만 아니라 바다 속 생태계 연구 등에 활용될 수 있다.

아프리카 흰개미는 자연에서 가장 유능한 건축가다. 이들은 무려 6미터에 달하는 집을 짓는다. 불과 1센티미터도 안 되는 크기를 가진 흰개미가 이렇게 높은 집을 짓는 다는 것도 신기한 일이지만, 더욱 놀라운 점은 집의 구조에 있다. 흰개미 집에는 수만 마리의 개미가 살고 있다. 이들은 엄청난 산소를 소비하고 많은 이산화탄소를 배출하면서 동시에 열도 발생시킨다. 이 개미집은 이렇게 발생한 열을 쉽게 배출하는 구조로 이루어져 있다. 이러한 환기 시스템으로 말미암아 흰개미집 내부는 항상 쾌적한 상태를 유지할 수 있다. 우리는 여기에서 영감을 얻어 사람이 많은 고층건물에 이 원리를 활용한다.

이 책에서 보여주는 사례는 무궁무진하다. 연꽃의 밀랍 방수 표면은 오염 방지 기술을 말해주고, 맹금류의 깃털은 변형 가능한 비행기 날개 설계에 활용되며, 돌고래의 의사소통에 대한 연구는 수중음파탐지 기술에 큰 도움을 주었다고 하니 지혜는 항상 자연 속에 있음이 분명하다. 바이오미메틱스는 우리에게 이렇게 말해준다. “자연에서 배우라!”