4억 5000만년전 고생대에 살았던 극피동물의 모습을 본딴 소프트로보트가 개발됐다.

미국 카네기멜론대학교 공과대학 카멜 교수가 이끈 연구팀은 스페인, 뽈스까의 고생물 연구팀과 함께 멸종된 고생물 ‘플레로시스티티드(pleurocystitid)’의 화석에서 근육질 촉수를 본딴 소프트로보트를 개발해  6일 국제학술지 《미국립과학원회보(PNAS)》에 발표했다.

연구팀은 생물체의 진화를 이끈 생물력학적 요인을 리해하기 위해 고생물학과 소프트로보트 기술을 융합했다. 생물의 진화에 대한 리해를 토대로 새로운 로보트 시스템을 개발한다는 취지이다. 생물력학은 생물의 운동을 기계공학적인 측면에서 연구하는 분야이다.

이번 연구에 활용된 극피동물은 바다 동물의 한 종류로 해삼, 성게, 불가사리 등이 이에 속한다. 이들은 촉수처럼 생긴 관족이라는 기관으로 호흡하고 배출하는데 관족의 끄트머리는 근육질로 이루어져 있어 땅을 짚고 이동하거나 먹이를 잡는 데 사용한다.

이중에서도 플로레시스티티드는 지금으로부터 약 4억 5000만년전인 지질시대 초기 고생대에 살다가 멸종된 극피동물로서 몸을 움직이는 데 근육질 관족을 리용한 최초의 극피동물로 알려져 있다.

연구팀은 플로레시스티티드의 화석을 참고해 관족의 구조를 모방했다. 먼저 3D프린팅으로 관족 구조의 일부를 만들고 이에 고분자 화합물을 조합해 고대 플로레시스티티드의 관족을 재현했다.

이를 통해 고생대 극피동물이 근육질로 이루어진 관족을 리용해 앞으로 이동하는 추진력을 얻고 이를 통해 해저바닥을 움직일 수 있었음을 확인했다. 관족의 길이를 늘릴 수록 생물이 큰 에너지를 들이지 않고도 빠르게 움직일 수 있다는 사실을 발견했다.

소프트로보트는 유연한 로보트 팔다리와 부품을 만들기 위해 부드러운 물질을 활용하는 기술이다. 이때 활용되는 생물의 운동원리가 진화 과정을 거치며 어떻게 변화했는지 이번 연구에서 알아본 것이다.

연구팀은 불가사리 로보트가 움직이기 위해 반드시 팔다리를 5개 갖춰야 할 필요는 없을 거라고 본다면서 로보트의 구동을 개발하기 위한 효률적인 이동전략을 개발할 것이라고 덧붙였다.

이번 연구로 멸종된 유기체를 활용해 소프트로보트를 만들 수 있음을 증명했다. 연구팀은 향후 바다에서 륙지로 이동한 최초의 유기체를 소프트로보트로 재현한다는 계획이다.

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