빛으로 움직이는 바퀴벌레 사이보그, 전선이나 수술 없이 이동

생물학과 로봇공학을 융합한 획기적인 연구로, 오사카 대학교 연구진은 전선, 수술, 또는 스트레스를 유발하는 전기 충격 없이 자율적으로 이동할 수 있는 새로운 유형의 곤충 사이보그를 개발했습니다. 이 시스템은 소형 자외선(UV) 헬멧을 사용하여 바퀴벌레가 특히 자외선 영역의 밝은 빛을 피하는 본능을 활용하여 조종합니다. 이 방법은 바퀴벌레의 감각 기관을 보존할 뿐만 아니라 시간이 지나도 일관된 제어력을 유지합니다.

기존의 사이보그 곤충은 전기 자극에 의존하는데, 이는 종종 침습적 수술을 필요로 하며 중요한 감각 기관을 손상시킬 수 있습니다.

시간이 지나면서 곤충의 몸이 적응하면서 이러한 전기 신호도 점점 덜 효과적이 되는데, 이를 습관화라고 합니다.

이와 대조적으로, UOsaka 팀의 시스템은 곤충이 본능적으로 자외선에서 멀어지는 행동인 부정적 주행성을 사용합니다.

연구자들은 두 눈에 빛을 비추면 바퀴벌레를 왼쪽이나 오른쪽으로 조종할 수 있었고, 신경이나 근육에 직접 접촉할 필요가 없었습니다.

연구팀은 바퀴벌레에게 자외선 헬멧과 바퀴벌레가 움직이지 않을 때 감지하는 무선 센서 백팩을 장착했습니다.

움직임이 멈추면 자외선이 활성화되어 움직임을 유도합니다. 이 스마트 제어는 불필요한 자극을 줄이고 에너지를 절약합니다.

실험 결과, 사이보그 곤충은 습관화 없이도 150회 이상 일관된 반응을 보였습니다.

미로와 같은 환경에서는 94%가 탈출에 성공했습니다. 반면 일반 바퀴벌레는 단 24%만이 탈출에 성공했습니다.

연구팀에 따르면, 이 연구는 전기적 자극 없이 자연적인 감각 시스템만을 사용하여 곤충 사이보그의 행동을 성공적으로 제어할 수 있음을 보여준 최초의 연구입니다.

새로운 생체지능형 사이보그 곤충(BCI) 모델은 동물의 신체적 부담을 크게 줄이고 복잡한 환경에서의 동작 제어의 신뢰성을 높입니다.

연구를 이끈 모리시마 케이스케는 곤충의 자연적 생물학에 맞서기보다는 곤충과 함께 일하는 것이 중요하다고 강조했습니다.

"곤충의 뇌를 지배하는 대신, 우리는 곤충의 감각을 통해 스스로를 인도하고 있습니다. 이를 통해 시스템은 더 안전하고, 안정적이며, 지속 가능하게 됩니다."라고 그는 말했습니다.

이러한 부드럽고 빛 기반의 방법은 재난 수색 및 구조, 환경 모니터링, 감시와 같은 분야에서 잠재적으로 응용 가능한 부담이 적은 생물학적 하이브리드 항법 시스템의 문을 열어줍니다. 특히 기존 로봇이 접근하기에는 너무 작거나 위험한 장소에서 활용될 수 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/05/250514181651.htm