美 연구팀 ‘인공 개코’ 개발…탐지기 성능 16배 향상

인간의 가장 친한 친구인 개가 뛰어난 후각을 갖고 있다는 것은 누구나 아는 사실이다. 이 때문에 개는 폭발물이나 마약 등을 탐지하는 것은 물론 무언가를 탐색하는 등 구조 활동에 필수적으로 동원되고 있다. 최근에는 암 진단 등의 분야에서도 활약하고 있다.

그런데 미국의 과학자들이 이런 개코에서 영감을 얻어 폭발물 탐지기의 성능을 대거 향상할 수 있는 인공 코를 개발했다고 1일(현지시간) 발표했다.

세계적 학술지 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포츠’(Scientific Reports) 최신호에 실린 연구논문에서 연구팀은 자신들이 개발한 인공 코를 검출기에 장착한 뒤 외부 공기를 장시간 동안 1회만 흡입하는 것이 아니라 몇 차례나 ‘날숨’을 반복하도록 프로그램을 바꾼 결과, 공기 중 분자를 검출하는 감도가 16배 향상했다고 밝혔다.



연구에 참여한 미국표준기술연구소(NIST)의 매튜 스테이메이츠 연구원은 “개가 냄새를 맡는 방법을 모방해 상용하면 미량의 기체를 발견하는 시스템의 성능을 향상할 수 있다”면서 “차세대 감지 시스템은 갯과 동물로부터 배운 지식에서 혜택을 누릴 수 있다는 것을 이번 결과는 시사한다”고 설명했다.

따라서 폭발물은 물론 마약이나 병원균, 심지어 암세포조차도 이들로부터 나오는 모든 것을 검출하는 시스템의 성능을 향상할 수 있는 것이다.

연구팀은 이번 연구를 위해 개가 냄새를 맡는 동안 코의 메커니즘(기전)을 문헌 등을 통해 상세히 조사했다.

개코는 냄새를 맡을 때 들숨과 날숨으로 구성된 한 호흡을 초당 5회 정도 시행함으로써 그 냄새를 약 3억 개의 수용체 세포로 분석한다.

이후 연구팀은 3D 프린터로 래브라도리트리버 견종의 개코 끝을 본떠 플라스틱 코의 외피를 만들어 상용 폭발물 탐지기에 설치했다.

또한 이 검출기의 프로그램을 수정해 공기를 계속해서 흡입만 하는 것이 아니라 개가 코를 킁킁거리며 냄새 맡는 것처럼 들숨과 날숨을 빠르게 반복하도록 했다.

이 같은 프로그램 수정 결과, 검출기로부터 4㎝ 떨어진 대상의 냄새를 감지하는 성능이 16배 향상한 것으로 분석됐다.

이는 얼핏 생각하면 이상할 수 있지만, 냄새를 맡는 동안 숨을 내쉬는 것이 냄새를 포함한 공기를 콧구멍 방향으로 몰리도록 하는 것이라고 연구팀은 설명했다.

사진=ⓒ Africa Studio / Fotolia(위), 사이언티픽 리포츠

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr