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손 안 대고 쓰레기 집는다, 해파리 로봇의 비결

물리적 접촉 대신 해류를 발생시켜 쓰레기 수거
해양 생태계 파괴하지 않고 청소 가능

  • 기자명 Andrew Paul 기자 & 육지훈 기자
  • 입력 2023.04.28 17:56
  • 수정 2024.04.23 11:27
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해파리 형태의 해양 쓰레기 수거 로봇. 해류를 일으키거나 집게처럼 오염물을 잡아낼 수 있다 [사진=막스 플랑크 MPI-IS]
해파리 형태의 해양 쓰레기 수거 로봇. 해류를 일으키거나 집게처럼 오염물을 잡아낼 수 있다 [사진=막스 플랑크 MPI-IS]

오늘날 바다는 해양 플라스틱으로 뒤덮였습니다. 수많은 사람이 문제를 극복하기 위해 아이디어를 쏟아냈습니다. 그러나 아직 확실하게 해결할 방법은 아직 보이지 않고 있습니다. 

몇몇 방식들은 인기를 끌었지만, 부작용에 대한 우려도 함께 했습니다. 수중 진공청소기 같은 예시들이 대표적입니다. 한때 주목받았지만 최근 해양 생태계와 야생 동물을 다치게 할 수 있다고 비판받았습니다. 과학자들은 친환경적으로 플라스틱을 치울 수 있는 방법을 찾는 중입니다. 독일 막스 플랑크 지능 시스템 연구소(MPI-IS)는 해파리 신체 구조에서 영감을 받은 해양 청소 로봇을 제시했습니다.

최근 사이언티픽 어드밴스(Scientific Advances)에 발표한 논문에서 '젤리피쉬 봇'을 소개합니다. 수중에 떠다니는 쓰레기를 수거하는 해파리 모양 로봇입니다. 다른 수거 기계들과 달리 작은 크기입니다. 동시에 효율적이고 소음이 거의 없습니다. 쓰레기들을 직접 잡아내지 않기에 소란을 일으키지도 않습니다. 그 대신 여섯 인공 근육을 움직여 오염물질을 모으는 흐름을 만들어냅니다. 해파리의 수압 증폭 자가치유 정전기 작동기(HASEL) 기관을 복사한 기능입니다.

뉴아틀라스는 25일 HASEL을 전기가 흐르는 기름 주머니라고 설명했습니다. 전극이 100밀리와트 정도 전류를 받으면 양전하를 띄게 됩니다. 그 후 음전하는 띈 주변 물속으로 전류를 방전합니다. 그 결과 전류가 교류하며 기름이 앞뒤로 이동하게 됩니다. 궁극적으로 쓰레기 입자를 위로 이동시키는 흐름이 만들어지게 됩니다. 한번 떠오른 쓰레기들은 다른 수집 도구를 이용해 퍼 올릴 수 있습니다.

티안루 왕 막스 플랑크 MPI-IS 연구원은 "해파리는 위로 헤엄칠 때 주위에 해류를 만들어 다른 물체를 가둘 수 있다"며 "영양소를 모을 수 있다"고 밝혔습니다.

이어 "폐기물 입자를 수집하는 데 유용한 방법이다"며 "쓰레기를 지표면으로 운반해서 재활용할 수 있다"고 강조했습니다.

해류를 유도하는 것 외에도 쓰레기를 집을 수 있습니다. 시제품 시연 행사에서 2개 이상 촉수를 집게처럼 사용했습니다. 가볍게 물체들을 들어 올릴 수 있었습니다.

하지만 실용화까지 시간이 걸릴 예정입니다. 젤리피쉬 봇은 유선으로 전력을 공급받는 구조입니다. 활동 반경에 제한이 있을 수밖에 없습니다. 연구원들은 전지와 무선 통신 모듈을 장착하려고 노력하고 있습니다. 만약 전력 구조로 인한 난관을 극복할 수 있다면 해양 문제에 큰 진전입니다. 그렇게 된다면 청소 기계들을 사용해 안전하고 친환경적으로 수많은 플라스틱 쓰레기 더미를 제거해낼 수 있을 것입니다. 

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 Andrew Paul 기자 & 육지훈 기자

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