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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

곤충에 들어있는 설계는 공학자들에게 영감을 주고 있다.

미디어위원회
2019-11-03

곤충에 들어있는 설계는 공학자들에게 영감을 주고 있다.

(Insect design inspiring human engineers)

by Karl Priest


모기의 눈은 인공 복합렌즈에 영감을 불어넣고 있다. (Science Daily. 2019. 9. 25)

성가신 모기를 잡으려고 노력했던 사람은 모기가 얼마나 빨리 손을 피해 날아가는 지를 잘 알고 있다. 넓은 시야를 제공하는 곤충의 겹눈(compound eyes)은 이러한 매우 빠른 반응을 할 수 있게 해준다. 이제 연구자들은 모기의 눈에서 영감을 받아, 복합 렌즈를 개발하고 있었다. 이 렌즈는 미래에 차량, 로봇, 또는 의료기기에서 사용될 수 있다는 것이다.


딱정벌레의 특별한 면역 반응은 박테리아에 적용되고 있다.(Science Daily. 2019. 9. 24)

연구자들은 곤충과 그들의 후손들이 박테리아와 반복적으로 접촉한 후, 딱정벌레의 면역계가 몇 세대 후에 더 강하게 반응하는 것을 관찰했다. "우리의 연구는 면역계의 특이성 능력이 병원체와의 반복되는 감염 조건에 빠르게 적응할 수 있는지를 이해하는 데 도움이 된다"라고 연구책임자인 뮌스터 대학(Münster University)의 조아킴(Joachim Kurtz) 교수는 말한다. 그 결과는 사람의 선천성 면역 기억에 중요한 역할을 하고, 아마도 의료 목적으로 사용될 수 있는 분자 과정에 대한 더 나은 이해를 제공할 수 있다는 것이다.


도약하는 애벌레. 그들은 다리 없이 어떻게 그 일을 수행할까?(Science Daily. 2019. 8. 8)

3mm 크기의 미역취혹파리(goldenrod gall midge)의 유충은 ‘다리 없는 유압식 점프(Hydrostatic legless jumping)’ 방법을 사용하여, 다리로 뛰는 곤충에 필적하는 가속도로, 몸길이의 20~30배의 거리로 도약할 수 있다. 그 유충은 이전에 알려지지 않은 접착제로 머리를 꼬리에 걸고, 발사 압력을 위해, 꼬리 부분 안쪽으로 내부의 유체 일부를 압착한다.

머리와 꼬리 사이의 접착력이 더 이상 유지되지 않으면, 장력이 분출되고, 벌레는 높은 텀블링 비행을 시작하여, 실제 다리가 있어서 점프하는 곤충과 비교될 정도로, 1/10초 사이에 몸길이의 20~30배 정도의 거리를 도약한다. 비행 방향은 다소 무작위적이며, 벌레 같은 유충은 착륙 시 약간 튀어 나오지만, 마모가 나쁘지는 않다(but it’s apparently none the worse for wear.). 팔리(Farley)가 그 모든 점프에서 배운 것은, 꼬리로부터 벌레 몸의 3분의 1정도 되는 거리에 힌지(hinge)가 있다는 것이다. 그들이 “일시적 다리”라고 부르는, 힌지의 아래쪽 부분은 표면에 대해 미는 힘을 전달한다.

초고속 카메라로 애벌레의 도약을 연구한 듀크대학의 연구자들에 의해서, ‘다리 없는 유압식 점프’는 알려지게 되었다. 그러한 도약은 일반적인 애벌레가 기어가는 것보다 약 28배나 더 에너지 효율적이고 훨씬 빠르다. 벌레의 각 분절 사이에 "접착성 마이크로 털(adhesive microhairs)"에 의해 형성된 메커니즘은 명백히 새로운 것이며, 그것이 기어가는 것보다 얼마나 효율적인 점프인지에 대한 계산은 소프트 로봇 분야의 공학자들에게 영감을 불어넣고 있었다.


       *관련 글 : 자신의 몸의 30배를 점프하는 다리 없는 벌레의 비밀

         http://jjy0501.blogspot.com/2019/08/30.html


초백색의 딱정벌레 비늘을 모방하여 재활용 플라스틱으로부터 지속 가능한 페인트를 만든다.(Science Daily. 2019. 8. 29)

셰필드 대학의 과학자들은 극도로 하얀 초백색(ultra-white) 딱정벌레의 비늘 구조가, 재활용 플라스틱 폐기물을 사용하여 지속 가능한 밝은 백색 페인트를 만드는데 있어서 열쇠라고 밝혔다. Cyphochilus 딱정벌레의 비늘(Cyphochilus beetle scales)은 자연에서 가장 밝은 흰색 중 하나이며, 안료 또는 염료를 사용하지 않고, 작은 비늘에 있는 초미세 나노구조에 의해서 만들어진다. 전문가들은 이제 백색 페인트에서 이산화티타늄에 대한 지속가능한 대안으로 사용될 수 있는, 저비용 물질을 사용하는 기술을 통해서, 실험실에서 이 구조를 재현하고, 개선시킬 수 있게 되었다.

“이들 구조를 이해하면서 우리는 플라스틱을 취해서 동일한 방식으로 구조화할 수 있었다. 이상적이게도, 일반적으로 태워지거나 매립지로 보내지는 플라스틱 폐기물을 재활용해서, 딱정벌레와 같은 구조로 만든 다음, 이를 사용하여 초백색 페인트를 만들 수 있었다. 이렇게 하면 탄소 발자국(carbon footprint)이 훨씬 적은 페인트가 만들어져, 일회용 플라스틱 재활용 문제를 해결하는데 도움이 될 수 있다.”… “이 연구는 이러한 비늘 내부의 구조가 실제로 어떻게 형성되어있는지에 대한 오랜 질문에 대한 답변을 제공하며, 자연에서 얻은 이러한 기법은 미래에 지속 가능한 페인트를 제조하는데 도움이 될 것이다.”


       *관련기사 : 작은 벌레가 알려준 작지 않은 기술 (지데일리. 2019. 9. 18)

        英 연구진, 재활용 플라스틱 폐기물로 백색 페인트 제작 방법 발견

        http://gdaily.kr/bbs/board.php?bo_table=news&wr_id=3454


잠자리가 미사일 방어 시스템에 가르쳐주는 것은?(Science Daily. 2019. 7. 24)

한 연구는 잠자리에서 영감을 얻은 컴퓨팅을 통해, 속도나 정확성을 희생하지 않고 온보드 컴퓨터를 더 작게 만들어서, 비행하는 물체(미사일)를 가로채는 것과 유사한 임무를 수행하는, 미사일 방어 시스템을 개선할 수 있는지 여부를 조사하고 있다. 연구에 참여한 연구자들은 에너지를 덜 쓰고, 컴퓨터보다 학습과 적응 능력이 더 뛰어난 생물학적 신경망(기본적으로 뇌)을 복제하는 것을 연구하고 있다. 그녀의 연구는 신경계를 통해 정보를 보내는 뉴런에 중점을 두고 있다. "나는 뇌에 뉴런이 어떻게 연결되어 있는지, 그리고 뉴런이 어떤 종류의 계산을 하고 있는지를 이해하려고 노력하고 있다."


       *관련기사 : 잠자리 사냥 능가하는 '요격 미사일' 나올까?(2019. 7. 31. 오마이뉴스)

        http://www.ohmynews.com/NWS_Web/View/at_pg.aspx?CNTN_CD=A0002558468


곤충은 채광으로부터 나침반의 방향을 알아낸다.(Science Daily. 2019. 7. 18)

신경 메커니즘은 로봇에서 새로운 채광창-기반 내비게이션 도구를 위한 설계에 영감을 불어넣고 있다. 컴퓨터 시뮬레이션에 의하면, 곤충은 하늘에서 나오는 빛의 특성을 사용하여, 나침반의 방향을 2도 미만의 오차로 인지할 수 있음을 시사한다. 꿀벌, 메뚜기, 제왕나비(monarch butterflies)를 포함하여 여러 곤충들은 태양의 위치를 사용하여 그들의 여행 방향을 알 수 있다. 태양이 보이지 않더라도, 이 곤충들은 하늘에서 빛의 편광(polarization)을 감지하여 태양의 위치를 추정하는데 사용할 수 있다.

“이러한 고도로 정밀한 곤충들의 나침반은 저렴하고 독립적인 위치추정 시스템의 개발을 위해 잠재적으로 복사될 수 있다"고 한 연구자는 말한다. 이러한 시스템은 실외 로봇의 이동을 위한 GPS의 대안으로 사용될 수 있다."


나비의 날개를 모방한 오염이 방지되는 나노구조의 표면을 갖는 유리 (Science Daily. 2019. 7. 11)

디스플레이, 태블릿, 랩톱, 스마트폰 액정, 태양전지와 같은 특수 화면들은 빛을 통과해야하지만, 물, 먼지, 기름, 기타 액체를 차단할 수 있는 표면이 필요하다. 피츠버그 대학의 스완슨 공과대학(Swanson School of Engineering)의 연구자들은 다양한 파장과 각도에 걸쳐 매우 선명할 뿐만 아니라, 오염이 방지되는 새로운 유형의 유리를 만들기 위해서, 나비의 날개에서 영감을 받은 나노 구조의 유리를 만들었다.


3D 비전의 뇌 세포가 발견되었다: 곤충의 뇌에서 3D 거리와 방향을 계산하는 뉴런이 발견되었다. (Science Daily. 2019. 6. 28)

놀라운 이미지가 현미경 하에서 최초로 찍혔다. 그것은 사마귀(praying mantises)에서 발견된 뉴런이다. 뉴캐슬대학의 연구자들은 기계와 로봇의 시각 시스템에서 더 간단한 알고리즘을 개발할 목적으로, 비교적 간단한 사마귀의 뇌가 계산하는 것을 이해하기 위한 연구를 진행하고 있다.



*참조 : 홈페이지/자료실/동물

http://creation.kr/animals

홈페이지/자료실/식물

http://creation.kr/Plants


출처 : Genesis Apologetics, 2019. 10. 2.

주소 : https://thecreationclub.com/insect-design-inspiring-human-engineers-2019-edition/

번역 : 미디어위원회





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