[전남인터넷신문]곤충은 생태계의 필수적 역할을 한다. 눈에 거의 보이지 않는 작은 곤충들도 실제로는 우리 생태계에서 엄청나게 중요한 역할을 합니다. 벌과 나비와 같은 수분 매개체는 식물의 번식에 필수적이다. 꿀벌은 나비와 함께 꽃가루를 옮겨 식물이 열매를 맺도록 돕는 대표적인 수분 매개 곤충이다.
수분 매개 곤충은 토마토 등 열매채소나 과일 생산에 필수적이나 시설재배, 곤충의 활동이 어려운 시기 등에 재배할 경우 별도로 인공 수분을 해주어야 하는데, 과채류의 종류에 따라서는 인공수분의 비용이 상당히 많이 소요되는 단점이 있다. 더욱이 최근에는 자연계에서도 수분 매개 곤충이 줄어들고 있다는 연구도 있다.
이러한 시기에 미국 매사추세츠 공과대학(MIT) 연구원들이 최근 오랜 시간 동안 비행할 수 있는 곤충 크기의 비행 로봇을 개발하는 데 성공하여 기계화된 작물 수분의 길을 열었다. 이 혁신은 다단계 농장을 지원하고 생산성을 높이며 전통 농업이 환경에 미치는 영향을 줄이는 것을 목표로 한다.
사이언스 로보틱스(Science Robotics) 저널에 게재된 연구 결과에 따르면 작물 수분은 전통적으로 벌과 같은 자연 곤충에 의존해 왔던 과일 및 채소 생산의 핵심 연결 고리이다. 그러나 환경 변화와 살충제 사용으로 인해 꿀벌 개체 수가 크게 감소하여 과학계는 혁신적인 대안을 모색하게 되었다.
연구팀은 이러한 비행 로봇이 꿀벌의 수분 기능을 정확하게 시뮬레이션할 수 있고 식물 수분을 효율적으로 완료하는 능력을 가질 수 있다고 밝혔다. 이는 유연한 날개와 인공적으로 구동되는 마이크로 모터를 포함한 첨단기술 설계 덕분에 로봇이 복잡한 비행 조작을 완료하고 비행시간을 연장할 수 있다.
이 로봇은 새로운 디자인은 로봇이 작은 배터리나 센서를 장착할 수 있을 만큼 충분한 여유 공간을 확보했으며, 이를 통해 실험실 밖에서도 스스로 비행할 수 있다. 무게는 종이클립보다 가벼우며 기존 설계 비행시간보다 100배 이상 늘어난 17분간 연속 비행이 가능하다. 비행 속도는 초당 35cm에 달하며 공중에서 이중 회전하는 등 복잡한 비행 동작을 수행할 수 있다.
로봇의 날개를 구동하는 인공 근육은 탄소나노튜브로 강화된 유연한 소재로 제작돼 효율성이 더욱 향상됐다. 동시에 레이저 커팅 기술을 이용해 제작된 긴 관절 구조는 비행 시 기계적 응력을 줄여 내구성을 대폭 향상시켰다.
연구자들은 이러한 발전이 전 세계적으로 자연 수분 매개자 수의 감소를 완화할 수 있을 것이라고 지적했다. 앞으로는 로봇의 성능을 더욱 최적화해 꽃 위에 정확하게 착지하고 꿀을 수집할 수 있도록 하는 한편, 배터리와 센서 설계도 개선해 자연환경에서의 비행 능력을 강화할 계획이다.
연구팀은 농업 응용을 더 잘 지원하고 지속 가능한 농업의 발전을 촉진하기 위해 비행시간을 2시간 30분 이상으로 연장하는 것을 목표로 하고 있다. 인공 수분을 위한 효율적인 곤충 로봇이 실용화되면 농부들은 다층 창고에서 과일과 채소를 재배하여 수확량을 늘리는 동시에 농업이 환경에 미치는 해로운 영향을 완화할 수 있을 것이다.
[자료출처]
This fast and agile robotic insect could someday aid in mechanical pollination(https://news.mit.edu/2025/fast-agile-robotic-insect-could-someday-aid-mechanical-pollination-0115)
