생명으로부터 배우는 청소년 발명 아이디어!번뜩이는 생각은 이미 자연에 있다.옛 속담에 이런 말이 있다. “말 못 하는 나무나 짐승에게 배운다”라는 것. 생체모방공학은 이를 잘 드러내는 학문이다. 보잘것없다고 생각해온 생명체에게 인간의 생존에 필요한 지식과 기술을 배운다. 가령 두더지는 굴을 파는 데 뛰어난 기술을 지닌다. 인간이 두더지의 땅파기 기술을 연구한다면 농수로 파기, 전쟁터에서 참호 파기를 하는 소형 로봇 개발 등에 힌트를 얻을 수 있다. 해파리도 하나의 예다. 하등동물인 해파리에게는 뛰어난 힘이 있는데, 바로 폭풍이 접근하는 것을 알아채 안전한 곳으로 이동하는 능력이다. 해파리 청각기관의 초음파 감지 능력 때문이다. 진행 속도가 느린 해일은 지진파보다 감지하기 어렵지만, 해파리의 초음파 탐지 능력을 적용하면 해일 탐지 기술이 더욱 진일보할 수 있을 것이다. 이 밖에 생체모방공학에서는 인간, 곤충, 식물, 미생물에서까지 배울 점을 찾아 첨단 기술로 발현한다.『자연으로부터 배운다』는 생체모방공학의 수많은 예시를 설명하고, 생체모방공학에 말미암은 기술이 현실에서 어떻게 적용되고 있는지도 보여준다. 새의 항공역학에 착안해 만든 비행기, 해를 따라가는 해바라기의 원리를 바탕으로 만든 합성물질 선봇(sunbot) 등이 그 예다. 세상에는 수많은 생명체가 존재하다. 이들의 신비한 능력은 신기술, 신제품을 개발하기에 더없이 좋은 원천이 되어 왔다. 앞으로도 생명에게서 떠올릴 수 있는 아이디어는 무한할 것이다. 자연과 생명의 신비를 토대로 참신한 발명의 아이디어를 얻어 보자.
오랜 기간 동안 과학 잡지 편집장(한국일보)과 과학전문 출판사(전파과학사)에서 편집위원으로 활동해 오고 있다. 네이버 블로그 [전파과학사 과학상식 Q&A]를 통해 독자들과 소통하며 알기 쉽고 재미있는 과학 이야기를 다루고 있다. 그동안 수많은 일반교양도서를 포함한 어린이 과학책들을 집필했다. 『청소년 과학총서 시리즈』, 『교실 밖에서 배우는 과학실험 시리즈』 등 우리나라 학생들을 위한 과학도서뿐만 아니라 학교 수업 시간에 배우지 못한 여러 과학도서를 집필했다. 저서로는 『중요 과학법칙 164가지』, 『기후변화의 주범 감축 뉴 바이오텍』, 『원소를 알면 화학이 보인다』 등이 있다.
1장 동물에게 배우는 지혜초음파로 통신하는 돌고래와 박쥐의 청각하늘을 나는 새로부터 배우는 모방공학헬리콥터처럼 나는 벌새의 초강력 비행술철새의 신비로운 내비게이션 능력양자물리학으로 연구하는 새들의 방향탐지 능력고대 파충류 비룡(飛龍)에게 배우는 항공기술중장비 없이 굴을 파는 터널 기술자들태풍의 내습(來襲)을 미리 예보하는 동물해일(海溢)을 미리 탐지하는 바다의 동물들지진 발생을 먼저 아는 동물들의 신비 비가 올 것을 미리 아는 동물 적외선 탐지 능력을 가진 2종의 뱀 동물의 두뇌 속에 있는 생체 컴퓨터 야행성동물의 초감각적 시각(視覺) 동물들의 후각(嗅覺)을 모방하는 연구 가장 깊이 최장시간 잠수하는 포유동물 챔피언 고래 물에 젖은 동물들이 몸통을 흔들어 물을 털어내는 속도 동물의 피부처럼 상처가 저절로 회복되는 인공물질 생명체들이 발현하는 색채 예술의 기술 북극곰에게 배운 눈 속 생활 기술2장 물에서 사는 수생동물의 지혜 상어를 모방하는 다양한 신기술 수생동물로부터 배우는 고속항해 기술 물의 저항을 줄이는 상어 피부의 덴티클 장거리 수영 챔피언 수염고래 최고 전압을 방전하는 신종 전기뱀장어 높은 수압에서 심해어를 보호해주는 물질 발견전기로 먹이를 사냥하는 물고기들 모천을 찾아오는 연어의 후각과 인공 후각장치 작은 물고기에게 배운 만능 흡반(吸盤) 제조기술 동식물로부터 구해온 강력한 자연 접착제 성게의 껍데기에서 발견되는 기하 공학의 신비 권패류는 최고의 보석 세공(細工) 예술가 산호섬의 생명체를 조사하는 해파리 로봇 생명체를 아름답게 만드는 황금분할과 피보나치의 수 인조 스펀지는 해면동물로부터 배운 모방품 3장 지구 생명체의 주인이 된 곤충의 지혜열이 없는 화학적 빛을 내는 발광 곤충의 신비 집을 찾아가는 개미의 네비게이션 신비 거미가 만드는 강철보다 질기고 강한 섬유 최고 곡예비행사 파리의 날개와 근육 곤충을 대표하는 하늘의 왕자 잠자리 물 위를 달리는 수상스키의 챔피언 소금쟁이 나비 날개로부터 모방해야 할 신기술 밀랍으로 육각형 아파트를 짓는 꿀벌의 건축술 거미줄에서 발견한 곤충 마비 물질 최고의 적외선 탐지 기능을 가진 흡혈 곤충 대륙을 이동하는 모나크 나비의 네비게이션 신비 나비 날개로부터 배우는 새로운 항공역학 투명 날개를 가진 유리나비의 스텔스 신비 곤충 세계의 대표 딱정벌레의 생존기술 가위개미의 외골격에서 발견한 마그네슘 무기물 탱크처럼 무장한 철갑충이라는 작은 곤충 초식동물의 배설물을 청소하는 쇠똥구리의 소화효소 밉지만 모방할 것이 많은 곤충 바퀴벌레 동물이 만드는 자연 스티로폼: 바이오폼bioform 엄청나게 점프하는 곤충 애벌레의 기술 수면 아래에서 거꾸로 걷는 물땡땡이 곤충에게 배우는 여러 가지 신기술 곤충의 강력한 힘은 어디서 나오나? 4장 녹색 지구를 만드는 식물의 생존 지혜식물의 광합성을 모방하는 연구 인공 광합성에 도전하는 연구 지구를 녹원으로 만드는 광합성 효소 루비스코 생명체에게 생존 에너지를 제공하는 ATP 생명체로부터 배우는 튼튼한 건축물 건조 기술 높고 우아한 건축물을 세우는 식물의 기술생물이 만드는 천연색소(天然色素)의 신비씨를 널리 흩뿌리는 식물의 힘과 지혜 최고급 향수(香水)를 생산하는 식물들생체모방공학의 유명 제품 벨크로 접착포슈퍼 식물을 육성하는 식물 나노공학과 식물 로봇북극 밤바다에서도 광합성하는 식물 플랑크톤 해바라기처럼 태양을 바라보는 선봇 태양전지판 5장 미생물은 중요한 모방공학의 대상박테리아를 이용하여 인공 거미줄 생산 성공 미생물로 광물을 채취하는 미래의 신기술 망간을 먹고 사는 망간 박테리아의 신비 땅속에서 금싸라기를 만드는 골드 박테리아 박테리아를 이용한 사막의 광물 채광(採鑛) 구리를 생산하는 미생물의 채광기술 바다의 발광(發光) 미생물 녹티루카의 신비 광산 폐수 속의 독극물 시안 화합물 분해 세균 스키장의 인공눈 제조에 쓰이는 세균 효모를 인간의 식량으로 만드는 연구 플라스틱과 공해물질을 분해하는 미생물 지구를 정화하는 최고의 청소부는 부패박테리아콩과식물의 질소고정균을 벼에 공생시키는 연구 길이 2㎝의 최대 박테리아 발견 미생물의 세포는 수백 가지 첨단 화학공장혈관 속으로 미생물처럼 이동하는 치료용 나노 로봇6장 극한 환경에서 생존하는 생명체의 지혜극한 조건에 사는 지구 최강의 동물 타디그레이드 북극 바다에 사는 바다수달의 내한(耐寒) 생리혹한에서도 얼지 않는 생명체의 지혜가장 깊은 해저에 사는 지구 탄생기의 생명체빙하(氷河) 위에서 이동하며 사는 덩어리 이끼 24,000년간의 동면에서 깨어난 하등동물의 신비 외계 생물을 닮은 심해의 생명체 건조를 장기간 견디는 선인장의 생존 기술 7장 인체로부터 배우는 생체모방공학로봇공학은 인체를 모방하는 기술동식물로부터 배운 인간을 보호하는 기술동물에게 배워야 할 인간의 동면노벨화학상이 수여된 생체모방 제약학혈관의 기능을 지배하는 ‘머레이 법칙’의 신비인간도 지구의 자기(磁氣)에 반응하는 증거시작 단계에 있는 생체모방공학의 미래 없어도 좋을 생물은 한 가지도 없다
