자연과학개론) 자연에 존재하는 동식물의 형태나 기능을 모방하거나 활용한 제품의 사례를 3가지 들고 이에 대해 설명하시오
분야
hwp학과
과제
자연에 존재하는 동식물의 형태나 기능을 모방하거나 활용한 제품의 사례를 3가지 들고 이에 대해 설명하시오.
제출자
제출 일자
목차
서론
생체 모방이란
본론
벌집 (허니컴)
곤충 (생체모방로봇)
권리의 행사와 의무의 이행
결론
개인 의견 정리
참고문헌
서론
이번 과제는 매우 흥미로운 주제라고 생각한다. 우리가 살아가는 일상생활 속에서 자연에 존재하는 여러 동식물의 형태와 기능을 반영하는 사례에 대해서 조사하는 것이기 때문이다. 생체모방은 “생명을 뜻하는 bios와 모방이나 흉내를 의미하는 mimesis 이 두 개의 그리스 단어”에서 따온 것이다. 이름을 통해서 알 수 있듯이 생체모방은 자연에서 볼 수 있는 여러 디자인적인 요소들이나 생물체의 특성들에 대한 다양한 모방 및 연구를 통하여 인류의 과제를 해결하고자 하는 것에 목적이 있다. 생체 모방학의 선구자인 재닌 베니어스는 생체 모방을 ‘자연이 가져다 준 혁신이라고 하였다. 현재의 생체 모방학은 새로운 생체물질을 제작하고, 이에 대한 새로운 지능 시스템을 설계하여, 생체 구조를 모방하여 새로운 디바이스를 생성하고, 새로운 광학 시스템을 디자인하는 부분에 많은 도움을 주고 있다. 생체모방은 바이오미메틱스로 불리기도 하며, 이와 비슷하게 사용되는 단어에는 생체모사가 있다. 이러한 각각의 단어는 일정한 방식으로 하여 자연을 모방하는 것과 공학적인 해결책을 찾기 위해서 자연에서 영감을 얻는 것에 대한 차이점을 가지고 있으나 거의 대부분 비슷한 의미로 통용된다.
본론
벌집(허니컴)
허니컴(honeycomb)이라는 것은 문자 그대로 벌집이라는 뜻이다. 이는 보통 육각형의 형태가 촘촘하게 이루어져 있는 형태를 말한다. 이 허니컴의 내충격성은 매우 강력하여 골판지로 만든 허니컴 위에 승용차를 올려도 끄떡없는 내구도를 가지고 있다. 이러한 강력한 내구도에 비해서 안쪽의 공간이 비어 있기때문에 경량화가 가능하다는 장점이 존재하므로 이러한 부분이 허니컴의 실용성을 더욱더 높여준다. 실제로 허니컴은 우리가 인지하고 있지 못하는 여러 실생활의 부분에서 다양하게 쓰이고 있다. 우리가 살고 있는 집에도 문을 뜯으면, 그 안에 허니컴이 내제되어 있으며, 여객기의 외벽, 우주선의 외벽이나 차량의 문짝, 초고속열차 KTX의 전면에도 충격흡수를 위해서 허니컴 구조가 매우 잘 적용되어있다.
곤충(생체모방로봇)
생체모방로봇(Biomimetic robot)은 인간을 비롯하여 다양한 곤충이나 동물, 물고기 등의 원리, 기본구조 및 매커니즘을 모방해서 실생활에서 필요한 도구나 신기술을 만들어 내는 기술이다. 이러한 기술은 생체모방공학이 적용된다. 생체모방공학은 실제로 자연에 존재하고 있는 식물, 동물, 곤충의 생체구조 및 기능을 모방하여 공학적으로 활용하는 학문이라고 볼 수 있다. 이때 생체모방로봇은 이를 바탕으로 하여 인간이 접근하기 위험하고 어려운 지역에서 방사능 탐지, 생화학무기, 도청 등 정찰활동을 수행한다. 생체모방로봇의 사례에는 다양한 곤충과 새, 동식물이 등장한다. 파리의 비행능력, 모기의 흡입력, 벼룩의 점프력 등의 곤충들에 대한 고유한 능력을 모방한 로봇, 개의 형상과 운동을 모사한 로봇, 날개짓을 모사한 비행로봇, 벌새의 형상과 크기 등의 사례가 존재한다.
도꼬마리 씨앗 (벨크로 테이프)
일명 ‘찍찍이’로 불리기도 하는 벨크로는 원래 상표명임에도 불구하고 해당 물건을 가리키는 명사로 점차 자리잡게 되었다. 이러한 벨크로는 자연을 관찰하여 얻은 다양한 아이디어에 과학기술을 접목하여 보다 혁신적인 제품을 만드는 ‘생체모방기술’의 첫 번째 산업화의 성공사례로 유명하다. 벨크로가 모방한 자연은 바로 도꼬마리라는 식물의 열매였다. 1941년 어느 날에 스위스의 전기기술자 조르주 드 메스트랄(George de Mestral)은 사냥개를 데리고 유라 산에서 사냥을 하였다. 그리고 집으로 돌아온 그는 자신의 옷과 사냥개의 털에 묻어 있는 도꼬마리 열매를 발견하였다. 이것을 손으로 직접 떼어내던 조르주는 궁금증이 생겼다. “도대체 어떠한 원리로 도꼬마리 열매는 바지에 이처럼 단단히 붙는 걸까?” 수년 전부터 발명가로도 활동하고 있었던 그는 옷에서 떼어낸 도꼬마리를 연구실로 가져가 현미경으로 관찰하고 씨앗에 엄청난 특성을 활용하여 우리가 지금 현재 다양한 곳에서 매우 실용적으로 활용하고 있는 벨크로 테이프를 제작하게 된 것 이다.
결론
이번 과제를 통하여 여러 생명체들의 특성을 적극적으로 활용하고, 이에 대해서 영감을 받아 만들어진 다양한 상품들을 분석하였다. 생각보다 자연에서 얻을 수 있는 것은 많다는 것을 새삼스럽게 깨닫게 되었으며, 생명체들이 가진 각각의 구조와 기능은 오랜 세월에 걸쳐 최적화되어 왔다는 것을 알게 되었다. 이렇게 최적화된 생명체의 구조, 생태, 기능을 모방하거나, 이들로부터 영감을 얻어 주어진 공학적 문제를 해결하는 것을 생체모방기술이라고 한다. 거의 대부분의 생명체는 살아남기 위해서 생존전략과 에너지 소모를 최소화시켜 효율을 극대화 전략을 함께 갖추고 있다. 이에 따라서 각각의 생명체가 가지고 있는 생존 전략이나 효율 극대화 방식에서 영감을 얻기 위해서 적자생존 과정을 통하여 최적화된 생명체의 생리, 생태, 구조 등을 자세하게 규명하고, 공학적으로 적극적으로 활용이 가능한 창의적인 생체 모방기술을 개발하는 것이 사회적 및 경제적 가치가 크다고 볼 수 있다.
참고문헌
1) 생체모방로봇
http://www.ndsl.kr/ndsl/issueNdsl/detail.do?techSq=2
2) 특허청
3) 생체모방기술의 산업화 첫 사례
https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EC%9E%90%EC%97%B0%EC%97%90%EC%84%9C-%EC%96%BB%EC%9D%80-%ED%98%81%EC%8B%A0%EC%A0%81-%EC%95%84%EC%9D%B4%EB%94%94%EC%96%B4/
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