수질 오염원을 찾아내는 로봇 뱀

스위스 로잔 연방 공대(EPFL)의 로보틱스 연구원들은 오랫동안 동물에서 영감을 받은 인상적인 드로이드를 제작해오고 있다. 그 발자취를 따라가보면, 로봇 거북이, 메뚜기 및 악어 등에서부터 마침내 오염된 물에서 그 오염원을 찾아내는 로봇 뱀장어인 엔비로봇(Envirobot)까지 오게 된다.

엔비로봇은 원격으로 제어되거나 자체적으로 유영할 수 있다. 길이가 1.5m 이며 소형 전기 모터를 수용하는 개별 모듈로 구성된다. 이 모터는 로봇의 움직임을 부드럽게 작동시켜 진흙이나 물속의 생물들을 자극하지 않으면서 물속을 조사할 수 있게 해준다.

한편, 일부 모듈에는 전도도 및 온도와 같은 것을 측정하는 센서를 포함하고 다른 모듈에는 물을 채우기 위해 설계된 체임버를 갖고 있다. 물을 채우는 체임버들은 박테리아, 작은 갑각류, 물고기 세포를 수용하며 생물학적 센서로서 작동한다. 이 미생물들이 체임버로 들어갈 때 어떻게 물에 반응하는지를 관찰함으로써 운영자는 어떤 종류의 오염 물질이 물에 있는지, 그리고 그 독성을 읽을 수 있는 것이다. 일단 연구팀은 이것이 매우 효과적으로 실행되는 실험실에서만 시도해왔다.

"우리는 매우 낮은 농도의 수은에 노출되면 빛을 생성하는 박테리아를 개발했습니다."라고 프로젝트 조정관이자 로잔 공대의 기본 미생물학과장인 드 미어는 말한다. "우리는 루미노미터를 사용하여 이러한 변화를 감지하고 전기 신호 형태로 데이터를 전송할 수 있습니다."

생물학적 센서의 또 다른 예로 물벼룩이 있다. 물의 독성에 영향을 받는 5mm (0.20 in) 미만의 작은 갑각류인 물벼룩을 사용한다. 연구팀은 각 체임버에서 미생물의 움직임을 추적하여 물의 독성 여부를 알 수 있다.

최근 엔비로봇의 작동은 제네바 호수에서 시행되었다. 작동 시험은 물의 전도도 변화를 엔비로봇이 추적할 수 있는지를 시험하기 위해서였다. 연구진은 소금을 해안 가까이의 특정 지역에 풀어 넣고 엔비로봇을 자유롭게 움직이도록 설정하였는데, 소금으로 인한 전도도 변화를 성공적으로 감지 및 매핑하고 해당 지역의 온도 지도까지 만들었다.

"테스트 지역인 호수를 오염시킬 수는 없기에 현재로서는 염분을 '오염 물질'로서 계속 사용하여 실험하고 나중에 생물학적 센서를 로봇에 추가한 후 독성 물질로 테스트를 수행할 것입니다.” 연구원 드 미어의 말이다. 생물학적 센서와 실제 오염 물질을 포함하는 추가 테스트가 아직 약간 남아 있긴 하지만 꽤나 큰 성과다. 결국 엔비 로봇은 미리 프로그램된 경로 뿐만 아니라 자율적으로 이동하며 물의 오염원을 찾아 나설 수 있을 것으로 예상해볼 수 있다.