일본 이화학연구소(Riken)와 와세다대학교(早稻田大學), 싱가포르 난양기술대학교(Nanyang Technological University) 등으로 구성된 국제 공동연구그룹은 전자부품을 탑재한 “사이보그 곤충”을 개발했다고 발표했다.

사이보그 곤충의 베이스로는 약 6cm 크기의 마다가스카르 바퀴벌레를 사용하고 있다. 마다가스카르 바퀴벌레는 사이보그화하기에 적합한 특성을 갖추고 있다고 한다.

우선 성체가 되면 크기가 5~7.5cm에 달하기 때문에 전자회로를 탑재할 수 있는 여지가 크다고 한다. 또한 날개가 없기 때문에 자극 전극을 이용한 행동제어가 쉽다.

그 밖에도 사육환경에서의 수명이 5년 정도로 길고, 환경에 대한 내성이 비교적 높다. 이와 같은 이유로 사이보그 곤충연구에 널리 이용되고 있는 종이라고 한다.

사이보그화하는데 필요한 부품은 크게 “무선 이동제어 모듈 및 재충전이 가능한 리튬폴리머 배터리”와 “유기 태양전지 모듈”이다.

나아가 각 부품을 연결하는 코드와 곤충의 미엽에 자극신호를 입력하기 위한 자극 전극이 필요하다.

원격으로 내리는 지시를 곤충에 탑재한 “무선 이동제어 모듈”로 수신하고, 자극 전극을 통해서 곤충의 미엽이라는 기관에 자극 신호를 입력하여 곤충의 이동방향을 제어하는 방식이다.

또한 “무선 이동제어 모듈”을 작동시키기 위해 “유기 태양전지 모듈”과 “리튬폴리머 배터리”가 필요하다.

이번 발표 내용에는 앞서 설명한 전자 디바이스를 곤충의 움직임을 가능한 방해하지 않고 설치했다는 사실이 기재되어 있다.

발표에 따르면 각종 연구를 통해 곤충의 개체간 형태 차이와 관계없이 단단한 전자 디바이스를 곤충의 몸에 완전히 밀착시켜서 안정적으로 접착했다고 한다. 또한 해당 접착은 번식환경에서 한 달 후에도 유지되었다고 한다.

마지막으로 살아있는 사이보그 곤충을 이용해서 충전과 무선 이동제어에 대한 검증 결과를 보고 했다. 검증테스트에서는 우선 배터리를 완전히 방전시킨 상태에서 유사 태양광을 유기 태양전지 모듈에 30분 동안 비추었다.

그 다음 충전된 배터리의 전력을 이용해서 자극 온/오프를 제어하는 신호를, 사이보그 곤충에 무선으로 수신되게 했다. 그리고 약 2분 동안에 걸쳐 곤충의 미엽에 자극신호를 입력했다. 오른쪽 방향으로의 이동제어를 여러 차례 시행하여 무선제어가 반복적으로 성공했음을 확인했다고 한다.

이번에 개발에서 실현한 방법은 마다가스카르 바퀴벌레에 한하지 않고 다른 곤충 종에도 적용할 수 있다고 한다. 또한 이번 성과를 통해 곤충의 수명이 다할 때까지 배터리가 방전될 걱정 없이 장시간, 장거리 활동이 가능해지기 때문에 사이보그 곤충의 용도 확대를 기대할 수 있을 것으로 보고 있다.

앞으로 보다 박형화된 제어회로를 사용해서 센서 등 다른 컴포넌트와 조합함으로써 사이보그 곤충의 기능을 더욱 확대할 수 있을 것으로 보고 있다.