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[표지로 읽는 과학] 미싱 링크 찾는 로봇 고생물학

2019년 01월 19일 13:00
이미지 확대하기도마뱀과 같은 네발 달린 동물의 초기 조상으로 알려진 오로베이츠 팝스티를 화석에 근거해 복원한 모습니다,-독일 홈볼트대 제공
도마뱀과 같은 네발 달린 동물의 초기 조상뻘로 추정되는  오로베이츠 팝스티(Orobates Pabsti)를 화석에 근거해 복원한 모습이다,-독일 홈볼트대 제공

도마뱀처럼 네 발로 걷는 척추동물이 언제 처음 나타나 지금의 모습으로 진화했는지는 아직도 풀리지 않고 있다. 발굴된 화석만을 활용할 수 밖에 없는 고생물학의 연구 특성상 동물의 출현부터 멸종까지 시간순으로 온전히 분석하기가 어렵기 때문이다. 최근 일부 화석을 바탕으로 복원한 고생물을 로봇으로 제작해 행동 특성과 진화 과정을 역으로 추적하는 방안이 추진되고 있다.

 

국제학술지 ‘네이처’는 약 2억 9000만 년 전 고생대 페름기에 살았던 고대 악어 오로베이츠 팝스티(Orobates Pabsti)를  로봇을 17일자 표지에 실었다. 오로베이츠는 도마뱀이나 도롱뇽, 이구아나와 같은 네발 동물의 원시 조상일 뿐만 아니라 물에서 육지로 올라온 초창기 동물의 모습이라고 추정되는 고생물이다.

이미지 확대하기네이처 제공
네이처 제공

 

독일 홈볼트대와 함부르크미대, 스위스 로잔연방공대 연구진은 생물학과 로봇공학 기술을 결합한 역공학 방식으로 오로베이츠의 이동 과정을 로봇으로 구현하는데 성공했다고 이번 호에 밝혔다. 역공학은 개발된 장치나 시스템의 구조를 바탕으로 그 속에 담긴 원리를 얻어내는 연구 방식이다.

 

연구진은 지난 2004년 독일 중부에서 온전한 상태로 발견된 오로베이츠의 뼈와 같은 지역에서 3년 뒤에 나온 발자국 화석을 컴퓨터 단층촬영(CT)으로 분석해 3차원으로 재구성했다. 여기에 현재 존재하는 양서류의 행동 방식을 투영한 오로베이츠 모델을 만들었고, 컴퓨터로 시뮬레이션을 거쳐 실제 로봇으로 제작했다. 이렇게 만든 로봇의 행동과 컴퓨터 시뮬레이션의 움직임을 거듭 비교해, 오로베이츠의 실제 움직임을 역으로 추적한 것이다.

 

연구진은 오로베이츠가 초기 육상 동물임에도 에너지 사용을 최소화하면서 네발로 빠르게 걸었을 것이라고 분석했다. 또 지형에 따라 다양한 움직임이 가능한 점에 근거해 볼 때, 기존에 알려진 대로 행동 방식이 조금씩 다른 양서류나 파충류로 폭넓게 진화가 이뤄졌을 것으로 추정했다.
 
존 니야카투라 훔볼트대 생물학연구소 교수는 “오로베이츠의 걸음걸이가 효율적이지 못하고 움직임도 느렸을 것이라는 기존의 추정과 반대되는 결과”라며 “로봇공학과 생물학의 융합을 통해 고생물의 형태와 움직임을 분석하는 이번 연구를 확대해 향후 좀 더 정밀하게 생물의 기원을 찾아갈 수 있을 것”이라고 말했다.


 

 

 

 

 

 

 

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