몸을 말아서 굴러가는 애벌레 : 창조 설계-동물 [한국창조과학회 자료실]

몸을 말아서 굴러가는 애벌레

미디어위원회

창조설계-동물

2025-03-13

몸을 말아서 굴러가는 애벌레

(Caterpillar wheel)

by David Catchpoole

위험이 닥치면, 이 애벌레는 바퀴로 변신하여 굴러갈 수 있다.

애벌레의 놀라운 회전 탈출법

애벌레(caterpillars)는 일반적으로 파동처럼 보이는 근육 수축을 통해 매우 느리게 이동한다. 하지만 일부 종은 '발사 회전(ballistic rolling)'이라고 불리는 빠른 탈출 전략을 사용하여, 위험에서 벗어날 수 있다. 예를 들어, 콩잎말이명나방(Pleuroptya ruralis)의 애벌레는 위험을 감지하면 몸을 바퀴 모양으로 변형하여, 굴러가며 도망친다.[1, 2] 이 방식으로 애벌레는 초당 약 40cm(15인치)의 속도로 5회전까지 굴러갈 수 있으며, 이는 일반 이동 속도의 40배에 달한다. 이 과정은 단 60밀리초(0.06초) 만에 이루어진다.

자발적인 회전 이동의 희귀성

기존에도 경사면에서 구르며 도망치는 수동적인 회전 이동 사례는 알려져 있었지만(예로 도롱뇽은 위험에서 벗어나기 위해서 경사면에서 몸을 웅크리고 공 모양을 만들어 굴러간다)[3], 스스로 추진하는 회전 이동은 매우 드문 현상이다. 연구자들은 자발-추진(self-propulsion) 이동은 "희귀하고 제대로 이해되지 않고 있는 현상"으로 평가하며[4], 콩잎말이명나방 애벌레의 회전 이동이 특히 주목할 만하다고 밝혔다. 이 애벌레는 자연에서 가장 빠른 자발적 회전 이동 방식 중 하나로 기록되고 있다.[4]

애벌레에서 영감을 받아 개발된 로봇

이 애벌레의 능력은 엔지니어들에게도 큰 영감을 주었다. 연구자들은 이를 모방하여 GoQBot이라는 소프트 로봇을 개발했다.[4] 이 로봇은 애벌레의 이동 방식인 '꿈틀거림'과 '발사 회전'을 재현한다. 10cm 길이의 이 로봇은 애벌레와 달리 전기 자극을 통해 가열된 기억합금 코일을 사용하여, 바퀴 형태로 구부러지고, 앞으로 굴러간다. (이 연구는 좁은 공간에 접근할 수 있는 유연한 로봇을 설계하기 위해서, 국방 연구 자금을 지원받았다.[5])

하지만, 로봇은 반응 시간에서 애벌레를 따라잡지 못한다. GoQBot이 전기 자극 후 구부러지기 시작하는 데 50밀리초가 걸리는 반면, 콩잎말이명나방 애벌레는 같은 시간에 거의 완전히 바퀴 형태로 변신한다.

강력한 동력의 비밀

연구자들은 애벌레의 회전 이동에 사용되는 기계적 동력이 메뚜기의 점프와 비슷한 수준이라는 점을 밝혔다. 그러나 애벌레의 근육이 짧은 시간 안에 어떻게 그러한 동력을 생성하는지는 아직 밝혀지지 않았다.[4]

설계와 창조

애벌레의 정교한 설계적 특성은 진화론으로는 설명하기 어렵다. 이는 마치 인간이 설계한 GoQBot 로봇이 설계없이 우연한 실수로 생겨났다고 주장하는 것과 같다. 이러한 연구는 시편 104:24절 “여호와여 주께서 하신 일이 어찌 그리 많은지요 주께서 지혜로 그들을 다 지으셨으니 주께서 지으신 것들이 땅에 가득하니이다”라는 말씀을 떠올리게 한다.

References and notes

1. Brackenbury, J., Caterpillar kinematics, Nature 390(6659):453, 4 Dec 1997.

2. Brackenbury, J., Fast locomotion in caterpillars, J. Insect Physiology 45(6):525–533, 1999.

3. To view salamander and caterpillar rolling online: BBC Studios, Weird Nature: Rolling salamanders and caterpillars, youtube.com/watch?v=HmLS2WXZQxU, 31 Jan 2009.

4. Huai-Ti Lin and 2 others, GoQBot: a caterpillar-inspired soft-bodied rolling robot, Bioinspir. Biomim. 6:026007, 2011.

5. Matson, J., Flexible, rolling robot copies caterpillar’s escape mechanism, scientificamerican.com, 26 Apr 2011.

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