화성까지 가는 먼 길, 우주인 식단 관리할 푸드테크 쏟아진다

호주 멜버른대 연구진, AI·전자코로 식물 최적으로 키우는 팜봇 개발
시간 차로 다양한 맛 나는 마이크로캡슐, 우주에서 느껴지는 식미감도 연구

식물을 재배하고 있는 팜봇. AI·전자코로 각 식물에게 필요한 것을 제공한다./팜봇

지구에서 400km 떨어진 우주궤도를 돌고 있는 국제우주정거장(ISS)의 우주인들은 매끼 동결건조된 음식을 따뜻한 물에 넣거나 데워 먹는다. 미국과 중국 등 각국의 달 탐사 경쟁이 본격화하면서 인류가 달이나 화성까지 가려면 더 맛있고 영양가 있는 식사가 필요하는 지적이 나온다. 하지만 발사 비용문제로 먹을 음식을 지구에서 우주로 실어 나르는 데는 한계가 많다. 최소 수 개월에서 수 년이 걸릴 탐사 기간 중 우주인이 건강을 유지하려면 우주에서 식량을 재배해야 하는 방법이 고려되고 있다.

27일(현지 시각) 영국 가디언에 따르면 시그프레도 푸엔테스 호주 멜버른대 교수팀은 씨앗 발아부터 작물 재배, 수확까지 관리하는 로봇팔 ‘팜봇’을 개발했다.

미국항공우주국(NASA)에 따르면 달까지 가장 빠른 길은 7개월이 걸릴 것으로 추산되고 있다. 푸엔테스 교수는 “사람이 오랜 기간 동안 좁은 장소에 머물며 동일한 음식을, 또는 비슷한 식단을 매일 먹는다면 식욕 상실, 영양 결핍, 체중 감소를 비롯한 건강 문제로 이어질 것”이라고 말했다. 그는 “화성 탐사에 나설 때 우주비행사는 우주선에 각자 약 850㎏ 정도 실을 수 있는데, 3년 이상 식량을 싣기가 불가능하다”며 “우리는 우주식량을 더 건강하고 맛있게 만들 뿐 아니라, 재활용할 수 있고 지속가능하게 만드는 방법을 찾고 있다”고 설명했다.

현재 식물공장에서는 기온과 습도, 통풍을 주로 관리한다면 팜봇은 디지털 센서와 인공지능(AI)이 실려 있어 각 식물이 얼마나 잘 자라고 있는지, 각각 무엇이 필요한지 미세하게 탐지할 수 있다. 우주처럼 중력이 거의 없는 미세중력 환경에서 식물이 어떤 영향을 받는지도 알 수 있다.

연구진은 멜버른대 학생회관 옥상에 팜봇 3대를 설치하고 상추와 바질, 고수, 케일을 키우고 있다. 각 팜봇은 씨앗을 심고 각 식물에 필요한 만큼 물을 주고, 재배하는 동안 기온과 습도, 성장률, 질병 유무를 확인해 데이터로 기록한다.

팜봇에는 전자코가 달려 있어서 식물이 발산하는 다양한 화합물의 향을 맡을 수 있다. 전자코와 토양 센서에서 얻은 데이터를 토대로 각 식물에게 필요한 것을 확인해 제공한다. 푸엔테스 교수는 “사람 농부 없이 식물을 재배하는 전 과정을 팜봇으로 자동화했다”며 “우주비행사는 농업 경제학자가 되지 않고도 작물을 우주 환경에서 최적으로 키워낼 수 있을 것”이라고 말했다. 그는 또 “AI가 우주비행사에게 필요한 작물을 인지해 미리 재배할 수 있을 것”이라며 “우주에서 항생제, 진통제, 플라스틱 등을 식물에서 자동 재배하고 추출하는 ‘스마트 냉장고’도 가능해질 것”이라고 기대했다.

미국 우주항공국(NASA)을 비롯한 38개 조직, 호주 대학 5곳과 협약을 맺고 영양가 있는 우주 식품을 만드는 기술을 개발하고 있다. 연구진은 특히 우주에서 식물을 재배하는 기술, 미세중력 환경에서 인간이 갖가지 식물성 식품을 먹을 때 영향에 대해 연구하고 있다.

연구진은 영화 ‘찰리와 초콜릿 공장의 비밀’에서 나오는 초콜릿 공장 사장 윌리 웡카의 사탕 같은 3D프린팅 식품도 개발하고 있다. 윌리 웡카의 사탕을 입 안에 넣으면 3가지 코스요리를 차례대로 먹는 것처럼 다양한 맛이 느껴진다. 푸엔테스 교수는 “음식의 맛과 향을 내는 마이크로캡슐을 이용해 다양한 풍미를 시간 차로 내도록 하면 윌리 웡카의 사탕을 만들 수 있을 것”이라고 말했다. 우주식품이 단순히 인스턴트 식품이 아닌, 주방에서 방금전에 요리한 음식처럼 풍부한 맛과 향을 낼 수 있을 것이라는 뜻이다.

맛과 영양 뿐 아니라 식미감까지 고려하고 있다. 연구진은 미세중력을 시뮬레이션하는 무중력 의자를 이용해 우주에서 다양한 식물성 식품을 먹을 때 인체에 어떤 영향을 미치는지도 연구하고 있다. 예를 들면 미세중력 상태에서 맥주를 마실 때 혈압과 심박수, 표정 등을 바이오 센서로 측정한다. 각 식품마다 데이터를 모아 알고리즘을 구축하고 있다.

연구진은 이 알고리즘을 이용해 우주에서 식물성 식품을 먹을 때 맛 뿐만 아니라 어떤 감정까지 느껴지는지 연구할 계획이다. 이 기술을 개발하는 데 약 7년이 걸릴 전망이다. 푸엔테스 교수는 “우리가 연구하고 있는 식물 중 하나는 딸기”라며 “딸기는 특유의 새콤달콤한 향이 있어 맛을 풍부하게 할 뿐 아니라 집에 있는 듯한 편안함을 주는 것으로 밝혀졌다”고 말했다.

ISS에서 우주비행사가 작물을 재배하는 모습. 지금은 사람이 직접 식물에게 필요한 물과 미네랄을 제공해야 한다./ESA, 알렉산더 거스트

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