[잠깐과학] 스스로 땅속을 파고드는 씨앗 운반 로봇

세 개의 꼬리를 가진 참나무 운반 로봇이 땅에 꽂힌 후 씨앗에서 싹이 튼 모습. 습도에 따라 코일이 감기고 풀리기를 반복하면서 씨앗이 더 깊숙이 땅에 묻혀 발아에 도움을 줬다.미국 카네기멜론대학교 제공

씨앗 스스로 땅속을 파고들어 꽃을 피우는 식물이 있습니다. 바로 유럽과 아시아 등지에서 쉽게 볼 수 있는 '국화쥐손이'입니다. 

2월 15일 미국 카네기멜론대 연구팀은 국화쥐손이 씨앗 구조를 모방해 씨앗 운반 로봇을 만들었다고 발표했습니다.

국화쥐손이의 씨앗은 한쪽 끝에 꼬리가 달린 채 나선형으로 감긴 줄기 안에 들어 있어요. 비가 내리면 스프링처럼 말린 나선형 줄기가 풀리면서 꼬리가 씨앗을 흙에 고정하죠. 씨앗은 줄기와 꼬리 덕분에 땅속에 콕 박혀 씨앗을 먹는 새를 피해 안전하게 꽃을 피울 수 있답니다. 

연구팀은 참나무 합판으로 국화쥐손이 씨앗 구조를 본떠 로봇을 만들었어요. 로봇의 재료로 나무를 택한 이유는 나무의 세포가 습기가 있는 환경에서 팽창하고 습기가 없는 환경에서 수축한다는 특징 때문이에요.

비가 오면 나무로 만든 꼬리의 안쪽 세포가 바깥쪽 세포보다 더 많이 팽창해 감긴 줄기가 풀려요. 반대로 건조해지면 안쪽 세포가 더 빨리 수축하면서 풀렸던 줄기가 다시 감기지요. 연구팀은 화학적 세척을 통해 나무 꼬리가 풀리고 감기는 정도가 크도록 설계했습니다. 

연구팀은 줄기의 끝에 꼬리가 하나 달린 국화쥐손이와 달리 로봇엔 꼬리를 세 개 달아 씨앗을 더 효과적으로 고정할 수 있게 했어요. 실험 결과 국화쥐손이 씨앗이 땅속을 파고들지 못하는 평지에서도 로봇은 80%의 비율로 씨앗을 땅에 묻는 것을 확인했습니다.

리닝 야오 카네기멜론대 연구원은 “씨앗 운반 로봇은 헬리콥터로 공중에서 씨앗을 뿌리는 공중파종의 효율을 높인다”며 “비료나 식물과 공생하는 곰팡이도 땅으로 전달할 수 있다”고 강조했답니다. 

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어린이과학동아 3월 15일,  [과학뉴스] 스스로 땅속을 파고드는 씨앗 운반 로봇 개발

[배하진 기자 haeil@donga.com]