안녕하세요. 환경 관련 이슈들을 모두 보유하고 있는 "환경뱅크"입니다. 약 2주 전, 네바다 대학교의 조교수인 플로리스 반 브루겔과 데이비드 스텁스키 교수는 다양한 환경 조건에서의 파리의 비행 매커니즘을 연구했고, 이러한 파리의 비행 방식이 드론 개발에 활용될 수 있다고 밝혔습니다.
무슨 사건인데?
네바다 대학교의 리노 조교수인 플로리스 반 브루겔과 데이비드 스텁스키 교수는 바람이 없는 상황에서 파리가 원을 그리며 나는 이유를 조사하였고, 파리가 바람이 없는 상태에서 “환경 신호”를 감지하여 냄새를 찾음을 밝혔습니다.
어떻게 실험했는데?
- 연구자들은 파리의 “냄새” 뉴런을 원격으로 제어하기 위해 유전적으로 빛에 민감한 단백질을 도입하는 방법, 즉 옵토제네틱스를 사용
- 이를 통해 파리에게 동일한 가상 냄새 경험을 제공 및 다양한 바람 조건에서 파리의 반응 관찰
파리가 냄새를 맡아서 이에 따라 비행 방향을 조절하는 원리는 무엇인데?
일반적으로 파리들은 환경 신호를 이용하여 공기 흐름과 바람의 방향을 감지하여 음식물을 찾는데,
바람이 있을 때는 "캐스트 앤 서지" 행동을 수행, 즉 화학 기류를 만나면 바람을 따라 움직이고, 냄새를 놓치면 좌우로 이동하고,
바람이 없을 때는 "싱크 앤 서클" 행동을 수행, 즉 고도를 낮추고 일정한 방향으로 빠르게 회전하는 움직임을 반복합니다.
실험의 의의는?
화학 누출 추적 로봇 시스템 개발
- 파리의 냄새 추적 매커니즘을 이해함으로써, 화학 물질 누출을 감지하는 로봇 시스템 개발이 가능해집니다.
- 이러한 시스템은 환경 오염 사고, 산업 현장의 화학 누출, 또는 생화학 테러 등의 상황에서 신속하고 정확하게 누출 지점을 찾아내는 데 사용될 수 있습니다.
드론 기반의 화학 물질 탐지
- 파리의 행동 원리를 적용하여 저렴한 드론을 설계하고 프로그래밍할 수 있습니다.
- 드론은 파리처럼 다양한 환경적인 조건에서 냄새를 추적해, 효율적으로 화학 물질 기류의 근원을 찾을 수 있습니다.
발생할 수 있는 어려움은 무엇인데?
발생할 수 있는 어려움은 크게 센서의 정확성, 환경 복잡성, 비행 제어와 안정성 이렇게 크게 세 가지로 나눌 수 있는데,
- 센서의 정확성: 현재의 냄새 감지 기술은 다양한 화학 물질을 정확히 구분하고 추적하는 데 한계가 있으며, 파리의 후각 센서만큼 정밀하게 구현하기 어려움.
- 환경 복잡성: 바람의 방향과 세기가 지속적으로 변하고, 장애물에 의해 공기의 흐름이 복잡해져 드론의 탐지 정확도가 떨어질 수 있음
- 비행 제어와 안정성: 드론이 바람에 따라 비행 경로를 실시간으로 조정하고, 안정적으로 비행하는 것이 기술적으로 도전적임.
전문가의 의견은?
현재 화학 물질 기류를 추적하는 로봇 시스템이 없으며, 파리가 이를 잘 추적하는 방법을 이해하면 저렴한 드론을 통해 비슷한 과정을 구현할 수 있다.
플로리스 반 브루겔 (네바다 대학교의 리노 조교수)
마무리
오늘 "파리의 비행 방식이 드론 개발에 활용된다고?"라는 주제로 여러분들께 제가 보유하고 있는 환경 이슈 한 가지를 드렸는데, 재미있게 읽으셨을까요?
사실 바람이 없을 때도 왜 파리는 계속 빙글빙글 돌까?라는 질문에 대해서는 예전부터 계속 과학자들 사이에서 많이 거론이 되었었는데, 이번에 이 두 명의 대학 교수들이 이 질문에 대해 명쾌하게 해답을 해주셔서 개인적으로 감사하다는 생각이 들었습니다. 최근 들어, 동물들/곤충들의 행동이라든지 생활 양식을 착안해서 기술 개발을 하는 과학자들이 정말 많은데, 앞으로도 이러한 행보를 이어나가 조금 더 혁신적인 발명품들이 많이 나왔으면 좋겠는 바람입니다.
오늘 읽으신 글이 유익하셨다면, "환경뱅크"를 "구독"해주시면 감사할 것 같고, 모두 여름 잘 보내세요!
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