인류가 자연으로부터 작동 원리를 빌려온 발명품 11

인류가 자연으로부터 작동 원리를 빌려온 발명품 11

 

역사를 통틀어 인간은 독창적인 발명품에서 일상적인 물건에 이르기까지 수많은 것들을 발명해 왔으며 계속해서 발명하고 있다.

그러나 이러한 발명품 중 많은 것들은 두 가지 요인이 없었다면 존재하지 않았을지도 모른다.

 

바로 인간 사고의 천재성과 자연의 걸작 작품들이다.

놀랍게도 인류는 동물이나 식물에서 그 작동 원리를 배우면서 여러 친숙한 발명품과 기술을 구현할 수 있었으며, 종종 최종 결과를 고려할 때 매우

예상치 못한 방법으로 이루어졌다.

 

새가 없었다면 비행기와 플랩도 나타나지 않았을 것이다.

 

1. Airplane

이것은 아마도 자연에서 영감을 받아 인간이 만든 발명품 중 가장 명백한 예 중 하나일 것이다. 현대 항공기의 성공적인 운항의 핵심 요소 중 하나는 

플랩(flaps)이다—날개에 있는 작은 움직이는 요소들이다. 이것들은 사실상 모든 날아다니는 새들에게서 볼 수 있는 날개끝 또는 '윙렛(winglets)'의

기술적 대응물로, 새들이 비행 중에 스스로를 안정시키고 이착륙을 원활하게 하는 데 도움을 준다.그리고 바로 비행기 플랩이 하는 일이 바로 이것이다.

 

동물이 먼저 위장술을 터득했고, 사람들은 나중에 그들에게서 배웠다.

 

2.위장(Camouflage)

우리가 동물 세계에서 차용한 또 하나의 꽤 명백한 개념은 위장다. 가장 유명한 예는 물론 카멜레온으로, 그 위장 능력은 오랫동안 동의어가 되어 왔다. 그러나 과학자들과 개발자들은 그것뿐만 아니라 북극곰이나 게와 같은 예상 밖의 동물들의 경험에서도 영감을 얻었다.

 

많은 배와 생명은 고래와 돌고래의 전문 지식 덕분에 바다에서 안전하게 지켜진다.

 

3. Sonar(음파를 이용해 수중 물체나 환경을 탐지하는 장비)

현대 해운은 sonar시스템 또는 sonar없이는 상상할 수 없다. sonar는 음파를 이용해 수중 공간을 스캔하고 피해야 할 장애물을 식별하는 장치다.

그러나 이 놀라울 정도로 유용한 기술도 고래와 돌고래와 같은 해양 생물의 유사한 능력에 대한 연구 없이는 불가능했을 것이다. 하지만 이들의 경우,

이는 보다 다기능적인 도구이다. 그들은 주변을 탐색할 뿐만 아니라 서로 의사소통을 하고 먹이를 찾는 데에도 사용한다.

 

반딧불이는 LED를 더 강력하게 만드는 데 도움을 주었다.

 

4. 강력한 LED

발광 자체는 가장 작은 생물들로부터 차용된 것이지만, 단 하나의 밝게 빛나는 광원을 만들어내는 능력은 분명 반딧불이로부터 차용된 것이다. 

이것은 무언가를 처음부터 창조하는 문제라기보다는 기술을 현대화하는 문제에 가깝다. 반딧불이 발광 기관의 포토제닉하고 반사적인 특성이 과학자들에게 LED를 더 강력하고 오래 지속되게 만드는 방법을 개발하도록 영감을 준 것으로 나타났다—그리고 이러한 자연 현상의 적응은 성공적이었다.

 

벨크로 고정 장치는 우엉의 끈적임 덕분에 등장했다.

 

5. Velcro fastener(Velcro 잠금장치)

동물뿐만 아니라 식물 역시 우리가 배울 수 있는 대상이다. 이러한 영감의 가장 유명한 예는 의심할 여지 없이 Velcro잠금장치의 발명이다. 이 유용한

장치는 스위스 엔지니어 Georges de Mestral이 발명했는데, 그는 개와 산책을 하던 중 몇 개의 엉겅퀴 씨앗이 그의 털에 달라붙는 것을 발견했다.

그 씨앗을 떼어내는 것이 얼마나 어려운지 모두 알고 있을 것이다. 이 사건은 엔지니어의 관심을 끌었고, 그는 엉겅퀴 씨앗의 갈고리 모양을 자세히 연구한 후 이를 현재 유명한 잠금장치 형태로 재현했다.

 

*Velcro 잠금장치

한쪽 면에는 갈고리 모양의 작은 돌기물이 달려 있고, 다른 한쪽 면에는 올가미 형태가 달려 있어 양면을 접착하여 고정시키는 여밈장치를 말한다.

갈고리와 걸림고리가 쌍을 이뤄 서로 붙였다 떼었다 할 수 있게 하는 도구다. 옷이나 신발 등을 여밀 때 많이 사용한다. 상표명을 따라서 벨크로라고도 부른다. 찍찍이라는 별칭이 있다.

 

웅장한 기계들 - 그리고 그것을 만들어낸 영감은 이렇게나 작은 것이다.

 

6. Tunnel boring machine(TBM)

험준한 산을 짧은 시간 안에 관통하는 터널을 뚫는 터널 굴착 기계에 우리가 놀라는 것만큼, 이러한 기계를 만들게 한 영감은 훨씬 더 인상적이다. 

이 모든 것은 인류가 이 거대한 기술을 발명하도록 영감을 준 것이...작은 지렁이였기 때문이다.전문가들은 단순히 지렁이가 땅 속을 어떻게 기어 다니며 사실상 구멍을 뚫는지 연구하고, 그 행동을 기계 장치에 적용하여 크게 확장시켰다.

 

도롱뇽 연구 덕분에 태양 전지는 더 좋아지고 강력해졌다.

 

7. 태양 전지( Solar battery)

태양 전지판에 대한 영감이 분명해 보이는 것은 식물의 잎과 그들의 광합성이다. 하지만 또 다른,훨씬 덜 명백하고 완전히 예상치 못한 출처가 나타났다. 과학자들이 한때 얼룩 salamander(도롱뇽) 배아를 조사했을 때, 그 안에서 식량 저장 역할을 하는 조류의 흔적을 발견한 것이다. 그러나 이들은 식물

자체를 먹는 것이 아니라, 식물이 방출하는 에너지를 섭취한다. 놀랍게도, 이러한 도롱뇽이 광합성을 이용하여 에너지를 소비하는 능력이 현대 태양

전지판을 혁신하는 아이디어에 영감을 주었다.

 

수변 화초는 페인트 제조업체들에게 자가 세정 기능을 제품에 적용하는 방법을 가르쳤다.

 

8. 자기 청소 페인트

지난 세기 말, Sto는 Lotusan이라는 외부용 페인트를 개발했는데, 이는 산업에 혁신을 가져온 제품으로, 자기 세정 기능을 갖추고 있었다.

더욱 놀라운 점은 이러한 기술이 연잎의 특성을 응용하여 가능해졌다는 사실이다. 연꽃은 소수성으로, 즉 다른 어떤 것보다 물을 튕겨내는 성질을 가지고 있다. 이 현상은 '연꽃 효과'라고 불리며, 독일인들은 페인트가 마를 때 식물의 잎과 꽃잎의 질감을 재현할 수 있었다.

 

고양이 덕분에 이제 우리는 문구용 칼을 갖게 되었다.

 

9. 접이식 칼날

대부분의 사람들은 집이나 직장에서 다용도 칼을 가지고 있다. 하지만 이 편리한 도구의 수납 가능한 칼날이 우리의 가장 사랑받는 반려동물 중 하나인 고양이에게서 영감을 받았다는 사실을 아는 사람은 거의 없다. 결국, 고양이의 발은 순간적으로 부드럽다가도 날카로워지곤 한다.

고양이가 발톱을 수축하고 확장하는 능력이 다용도 칼의 수납 가능한 칼날에 영감을 준 것이다.

 

혹등고래는 헬리콥터 날개를 현대화하는 방법에 대한 예상치 못한 사례다.

 

10. 현대식 헬리콥터 블레이드

조류가 항공기 개발에 영감을 준 것에 대해 감사할 만큼, 다른 동물들도 기존 항공기를 개선하는 데 도움을 준다. 예를 들어, 헬리콥터 날개는 한때 놀랍게도 고래 덕분에 더 신뢰할 수 있게 되었다. 과학자들은 혹등고래 지느러미의 구조를 연구하고, 이 자연의 걸작이 헬리콥터 터빈 날개를 현대화하는 데 사용될 수 있다는 것을 깨달았다 — 날개는 더 강력해졌을 뿐만 아니라 항력은 줄고 소음도 감소했다.

 

전례 없는 행동으로, 다이빙하는 새가 육지 위를 나는 기차를 만드는 데 영감을 주었다.

 

11. 총알열차

세계에는 고속열차가 달리는 나라가 많이 있다. 예를 들어, 모두가 일본의 고속열차에 감탄한다. 하지만 유명한 일본의 신칸센이 존재하지 않았을 수도 있다는 사실을 아는 사람은 거의 없다. 그 이유는 바로 물총새 때문이다. 정확히 말하면, 물총새의 부리 구조 때문인데, 이 새는 물고기를 잡기 위해 특수한 형태의 부리를 사용하며, 물 속으로 다이빙할 때 거의 물을 튀기지 않는다. 신칸센의 공기역학적 설계는 바로 이 물총새의 부리 구조를 기반으로 만들어졌다.