[과학]식용 로보트, 혀끝에서 펼쳐지는 새기술의 향연

과학자와 료리사의 협력하에 만들어진 식용 가능한 로보트 웨딩케이크. /과학기술일보

수상 로보트가 잉어 떼를 만나면 미끼로 변하거나 로보트가 춤을 추다가 맛있는 케이크로 변신하는 미래를 상상해보아라. 창의력과 일상의 정취가 묻어나는 이런 과학적 상상이 현실로 다가오고 있다.

스위스로잔련방공과대학 연구팀은 어류 사료를 원료로 수상 로보트를 개발했다. 임무를 완수한 이 로보트는 물고기들의 먹이로 자연 분해된다. 이 대학의 과학자들은 이딸리아 연구진과 협력하여 완전히 먹을 수 있는 로보트 웨딩케이크 ‘로보케이크(RoboCake)’도 선보였다. 식용 로보트는 기존 전자장비의 오염 문제를 창의적으로 해결할 뿐만 아니라 의료, 환경 관리 등 다양한 분야에서도 혁신을 이끌 전망이다.

도구이자 음식으로

EPFL 지능형 시스템 실험실에서 다리오 플로레아노 교수팀이 개발한 수상 로보트는 길이 5쎈치메터, 무게 1.43그람의 미니 모터보트(微型摩托艇) 형태이며 물속에서 초당 몸길이의 3배 속도로 이동 가능하다.

이 로보트의 핵심은 독특한 구조에 있다. 동결하여 건조(冻干)된 어류 사료로 본체를 만들고 추진력은 물과 반응하는 화학 반응에서 온다. 구연산(柠檬酸)과 탄산수소나트리움이 반응해 이산화탄소를 발생시키면 생성된 가스 압력으로 프로필렌 글리콜(丙二醇)이 분출되며 수면 장력 차이를 리용해 추진력을 얻는 방식이다.

모든 부품이 생분해(生物降解) 가능한 이 로보트는 임무 종료 후 물을 머금은 차잎처럼 부드럽게 가라앉아 물고기 먹이로 된다. 다리오 플로레아노 교수팀 교수가 주도하는 ‘로보푸드(RoboFood)’ 프로젝트는 2021년에 시작되여 식품 보존, 긴급 영양 공급, 수의학 등 분야에 적용 가능한 식용 로보트 개발을 목표로 유엔으로부터 350만유로를 지원받았다. 해당 연구실은 식용 류체 회로, 농작물 생장 모니터링에 사용되는 먹을 수 있는 전도성 잉크(可食用导电油墨) 등 혁신적인 성과를 내고 있다.

‘로보푸드’의 최신 작품은 ‘RoboCake’이다. 3층으로 된 이 웨딩케이크의 상단에는 석류 맛 젤리 로보트다 장식되여 있으며 공기압 시스템으로 머리와 팔을 움직일 수 있다. 하단에는 비타민 B2, 퀘르세틴(槲皮素), 초콜릿으로 만든 식용 배터리가 내장되여 LED 초불에 전력을 공급한다.

환경 보호와 다각적 활용

다리오 플로레아노 교수팀의 수상 로보트는 환경 모니터링에 새로운 아이디어를 제공할 뿐만 아니라 수산 양식업의 약물 투여 방식을 혁신할 수 있을 것으로 기대한다. 수상 로보트의 응용은 빙산의 일각에 불과하다. EPFL 과학자들은 《네이처 리뷰 머티리얼스(自然·评论材料)》에 기서한 론문에서 식용 로보트가 의료 및 환경 규제 분야에서 활약할 수 있을 것이라고 전망했다.

식용 로보트는 정확한 약물 전달과 체내 건강 모니터링을 가능케 한다. 구체적으로 이는 식도를 따라 이동하며 약물을 전달해 삼키기 어려운 사람이나 동물을 도울 수 있고 흡인성 폐렴의 위험을 줄이거나 소화기 내에서 실시간 건강 상태를 모니터링할 수 있다.

또한 식용 로보트는 긴급 상황에서 사람이나 동물에게 영양을 공급할 수 있다. 특히 야생동물 구조에 적합한데 원인응 동물들이 움직이는 먹이원에 본능적으로 관심을 보이기 때문이다. 수산 양식에서는 이러한 특성으로 사료 리용률을 높이고 수질 오염을 줄일 수 있다.

한편, 이동식 식용 로보트는 야생동물이 선호하는 먹이 형태를 모방해 백신과 위치 추적 시스템을 장착할 수 있다. 이를 통해 메돼지 등 야생동물을 유인하여 백신 접종을 실시함으로써 질병 전파를 효과적으로 통제할 수 있다.

또한 식용 로보트는 사람들에게 새로운 음식 경험을 제공할 수 있다. 례를 들어 ‘로보케이크’를 첫 입에 베어 물면 진한 초콜릿 맛이 나다가 전해질(电解质)의 약간의 신맛이 느껴진다. 이렇게 ‘맛이 변하는 케이크’는 식품 기술의 무한한 가능성을 보여준다.

가장 중요한 것은 매년 전세계에서 4,000만톤의 전자 쓰레기가 발생하는 상황에서 식용 로보트의 ‘자연에서 와서 자연으로 돌아가는’ 설계 철학이 기술과 환경의 조화로운 관계를 재정의하고 있다는 점이다.

/과학기술일보

编辑：최화