폭발물 탐지하는 메뚜기 후각 이용해 사이보그 곤충 만들어
폭발물 탐지하는 메뚜기 후각 이용해 사이보그 곤충 만들어
  • 온라인팀
  • 승인 2020.02.18 17:03
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

더듬이 안 5만여개 후각세포 활용…미 해군 연구비 지원

메뚜기의 예민한 후각을 이용해 폭발물을 탐지하는 연구가 진행되고 있다.

등에 센서를 장착한 실험 메뚜기 (사진=세인트루이스 워싱턴대학 바라니다란 라만)
등에 센서를 장착한 실험 메뚜기 (사진=세인트루이스 워싱턴대학 바라니다란 라만)

과학전문 매체와 외신 등에 따르면 세인트루이스 워싱턴대학 의용생체공학과의 바라니다란 라만 부교수가 이끄는 연구팀은 '미국 새 메뚜기'로 알려진 '스키스토케르카 아메리카나'(Schistocerca americana)를 대상으로 폭발물 탐지 실험을 진행했다.

메뚜기가 양쪽 더듬이 안에 가진 약 5만개의 후각 신경세포를 활용한 '사이보그 곤충'을 만들어낸 것이다.

연구팀은 우선 메뚜기가 공기 중에서 냄새를 맡았을 때 전기신호를 보내는 대뇌 신경망인 '더듬이엽'(antennal lobe)에 전극을 설치해 냄새에 따른 전기신호를 분석했다.

트리니트로톨루엔(TNT)과 2,4-디니트로톨루엔(DNT)를 비롯한 5종류의 폭약과 향료로 쓰이는 벤즈알데히드를 포함한 비폭발물의 냄새를 더듬이 주변에 흘려준 뒤 각각의 전기신호를 비교해 차이를 찾아냈다.

그 결과 개별 메뚜기가 폭발물 냄새에 반응한 것은 60% 였으며, 총 7마리가 집단으로 참여한 실험에서는 평균 80%에 달했다.

메뚜기가 폭약 냄새를 맡고 뇌에 독특한 전기신호를 보내는 데는 500밀리초에 불과했다.

연구팀은 이런 전기신호를 기록하고 실시간으로 컴퓨터로 무선 전송할 수 있는 작은 장치도 개발해 메뚜기의 등에 달았다. 메뚜기는 예민한 후각 이외에 대뇌의 전극이나 무거운 장치를 견딜 만큼 강한 점이 고려돼 실험대상이 됐다.

하지만 더듬이엽에 전극을 심고 등에 장치를 단 뒤에는 전혀 움직일 수 없어 바퀴가 달린 원격조종 판에 실려 장소를 옮겨가며 폭발물 탐지 능력이 있는지를 실험한 것으로 전해졌다.

실험대상 메뚜기들은 더듬이엽에 전극을 설치한 뒤 7시간까지 폭발물 탐지 능력을 보이다가 그 이후에는 기력을 잃고 죽는 것으로 나타났다.

연구팀은 이 메뚜기들이 "탄광의 카나리아"와 유사한 개념으로, 위험 물질을 짚어낼 수 있는 전자감지기를 이용한 것이 다를 뿐이라고 설명했다. 하지만 이번 연구에서는 메뚜기가 여러가지 냄새가 섞여있을 때도 폭발물 탐지 능력을 발휘할 수 있는지는 실험으로 확인하지는 못했다.

라만 부교수 연구팀은 지난 2016년부터 미국 해군연구소로부터 75만 달러(약 9억원)의 연구비 지원을 받아 이 실험을 해왔다.

폭발물 탐지 능력을 보인 이 메뚜기들은 미국 안보에 직접 이용되거나 폭발물 탐지 인공센서 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

연구팀은 관련 논문을 학술논문 사전 공개 사이트인 '바이오 아카이브'(bioRxiv)에 공개했다.

 

[연합뉴스]

네이버 뉴스 스탠드에서 디지털투데이를 만나보세요.
디지털투데이 뉴스스탠드 바로가기 - MY 뉴스 설정
관련기사

  • 서울시 강남구 역삼로25길 46, 3층(역삼동) (주)디지털투데이
  • 대표전화 : (02)786-1104
  • 팩스 : (02)6280-1104
  • 청소년보호책임자 : 김효정
  • 제호 : 디지털투데이 (DigitalToday)
  • 등록번호 : 서울 아 00926
  • 등록일 : 2009-08-03
  • 발행일 : 2007-05-09
  • 발행인 : 김철균
  • 편집인 : 장윤옥
  • 편집국장 : 한민옥
  • 디지털투데이 (DigitalToday) 모든 콘텐츠(영상,기사, 사진)는 저작권법의 보호를 받은바, 무단 전재와 복사, 배포 등을 금합니다.
  • Copyright © 2020 디지털투데이 (DigitalToday). All rights reserved. mail to d-today@d-today.co.kr
ND소프트
인터넷신문위원회