일본산업뉴스요약

진화의 문
Biomimetics (하)
개미의 기분, 흉내 내어보다 -- 생물학 x 공학 기술

생물의 우수한 기능을 모방하여 기술혁신으로 이어가는 바이오미메틱스. 모방의 대상은 형상이나 구조라는「외형」만이 아니다. 왜 물고기나 곤충의 무리가 서로 부딪히지 않고 혼란도 없이 이동 가능한 것일까? 생물의 습성과 커뮤니케이션의 수단을 연구하여,「행동」을 모방하는 대응도 활발해지고 있다.

-- 정체의 연구에 응용 --  
「지금의 일하는 방법은 개미보다 못하다」. 동경대학의 니시나리 교수는 기업경영자에게 이렇게 이야기 하는 경우가 많다. 제조업과 물류업 등의 10개사 정도와 업무개선의 공동연구에 대응하고 있다. 차량정체의 메커니즘을 연구하는 가운데, 개미의 행동습성에 주목했다. 사람의 일하는 방법 등에 응용하고자 실증을 거듭하고 있다.

커다란 먹이를 운반하기 위해서 대량의 개미가 이동하여도, 행렬에서 정체하는 경우는 없다.「개미는 지면에 묻히는 페로몬을 써서, 전언(傳言)게임을 하듯이 정보전달을 하고 있다. 옆과의 연결이 긴밀한 보텀업 형태의 일하는 방법에서, 상황에 따라서 유연하게 대응도 가능하다」고 보고 있다.

개미를 모방한 사례의 하나가, 나리타공항 입국심사장의 개선이었다. 입국하는 외국인이 급증하여도, 창구가 대응되지 못하고 장시간 기다리게 되었다. 개선책으로, 입국심사에 관련된 항공회사, 공항회사, 법무성의 3자 담당부문간에 정보를 조금 더 상세하게 전달하는 것이었다.   

나리타행의 국제편이 출발한 시점에 항공회사가 탑승한 외국인수를 전달하면, 나리타 도착까지에 개설창구를 여유를 가지고 증감 가능하다. 니시나리 교수는 공항회사와의 공동연구를 하여, 2015년 1월부터 도입을 개시하여, 심사의 대기시간을 반감시켰다고 한다.「개미사회는 여왕개미의 지시에 지시를 기다리지 않는다. 인간사회도 대규모로 될수록 보텀업의 의사결정을 중시해야 한다」고 설명한다. 

니싼자동차가「부딪치지 않는 자동차」실현을 위해 시험 개발한 소형 로봇카「에포로(EPORO)」. 높이 48Cm, 중형 강아지 정도 크기의 7대가 모여서 주행하여도, 장해물에 서로 부딪치지 않는다. 탑재된 센서로 장해물을 피해가면서, 통신모듈로 다른 에포로와의 거리를 측정하고 있기 때문이다.

「에포로의 움직임을 발전시켜 나가면, 장래에는 자동운전으로 무리주행이 가능할지도 모른다」.개발을 담당했던 안도 모빌리티연구소 시니어 엔지니어는 말한다. 예를 들면 동행자들과 드라이브를 갈 때, 적신호 등으로 헤어졌다가도 머지 않아 가까이서 주행하고 있다. -- 이러한 미래를 실현할 가능성을 갖고 있다.

이러한 에포로의 움직임의 본보기는 어군이다. 물고기는 동료들과 부딪치지 않기 위해서 진행방향을 바꾸는「충돌회피」, 거리를 일정하게 유지하기 위해 속도를 맞추기 위한「병행주행(並走), 떨어지면 가까워지려는「접근」이라는 3개의 룰에 따라 움직임을 변화시켜, 무리로 헤엄치고 있는 것이다.

물고기가 가진 충돌회피의「측선감각」을 센서로, 병행주행과 접근을 위한 시각을 통신모듈로 대용했다. 안도 씨는「이 시스템으로 도로를 달리는 모두가 순조롭게 충돌을 회피하거나 감속하거나 하면, 정체완화로 이어질 가능성도 있다」고 말한다.

생물학자가 가진 다양한 지견은, 다양한 제품과 서비스로 둔감할 가능성이 있다. 한편, 그 지견과 기업을 잇는 툴이 없는 것이 지금의 일본의 과제이다. 니싼이 참고로 한 어군의 예는「일반적으로 알려져 있던 연구를 추진했던 것이다」(안도 씨)

또한 생물학자만이 아는 자연의 지혜에, 공학자와의 만남을 어떻게 하면 좋을 것인가? 「생물학자에게는 당연해도, 공학자에게는 놀라운 것들이 얼마든지 있다」. 北陸선단과학기술대학원대학의 미조구찌 교수는 말한다. 공학자가 추구하는 기능을 가진 곤충이나 어류 등의 생물을 찾아내기 위한 데이터베이스 만들기를 주도하고 있다. 서로의 전문영역에 함몰되기 쉬운 다른 학문간에「필요한 기능」「가지고 있는 기능」을 이어주는 것이 목적이다.

생물이 갖고 있고, 인간이 공업제품이 갖게 하고 싶은 기능을,「접착」「발수성」「친수성」등의 일반적인 개념을 추상화. 곤충, 어류, 조류의 각각의 전문가의 협력을 얻어, 개념화한 기능을 가진 생물의 정보를 데이터베이스에 입력해 왔다. 그것을 공통항목으로 하여, 추구되는 기능을 가진 생물에 도달할 수 있게 한다.

예를 들면,「방오(防汚), 항균도료」를 목표로 하는 개발품의 키워드를 선택하면, 방오나 항균에 관련한「친수」나「방흡착」이란 기능과,「장미의 꽃」「Morpho 나비」등 그것을 가진 생물의 예가 복수로 나온다. 이것을 공학자가 힌트로 하여 개발을 추진할 수 있게 된다.

-- 데이터 축적이 열쇠 --           
데이터베이스에 산업계의 시선은 뜨겁다. 나노 테크놀로지 비즈니스 추진협의회(동경) 안에서 淸水건설과 島津제작소, 일본화약, 리코 등 16개사가 참가하여 작년에 발족한「바이오미멕스 분과회」. 히타치금속의 미야우찌 씨는「기업의 연구자는 생물에서 돌파구를 얻고 싶다는 생각이 강하다. 충실한 데이터베이스가 있으면, 거의 모르고 있었던 생물의 기능을 하루 빨리 채택할 수 있다」고 기대하고 있다.

바이오미멕스의 활용은 세계적으로도 확대되어, 국제표준화 기구 (ISO)는 15년,「정의」「최적화의 방법」을 규격화했다. 게다가 현재, 데이터베이스 구축방법의 규격화를 위해 움직이기 시작했다. 일본은 미조구찌 교수 등이 개발한 이 방법을 잔년 초에 제안하여, 채용을 목표로 하고 있다. DB의 규격을 주도하면, 실제의 제품개발과 해외에의 제품판매 등에서 일본세가 우위에 설수 있는 가능성이 잇을 것이다.

현재까지 미조구찌 교수는 DB로서 정리한 기능 수는 100, 생물의 수는 1000종류 정도.
꽤 많은 숫자로 보이지만, 지구에 생식하는 생물의 수에 비교하면「아주 부족한 상태」이다. 뒤집어 말하면, 생물의 지혜는 아직도 대량으로 묻혀져 있어, 기업이 보석을 찾아내어 혁신적인 제품과 서비스를 탄생시킬 가능성은 무진장이라고 할 수 있다.      

    -- 끝 --