[와우! 과학] 뱀장어에도 착…물고기 위한 초소형 스마트 태그 개발

현대의 하천과 호수들은 보와 댐, 그리고 다양한 인공수로와 연계되어 있어 과거처럼 물고기가 자유롭게 이동하기 어렵다. 물론 물고기가 이동할 수 있는 물길을 따로 만들었지만, 이 물길을 통해 물고기들이 제대로 이동하는지 파악하는 일이 새로운 과제다.

그래서 과학자들은 소리를 통해 물고기의 이동을 실시간으로 추적할 수 있는 음향 태그를 개발했다. 블루투스와 UWB(ultra wide band) 기술을 이용한 스마트 태그의 물고기 버전이라고 할 수 있는데, 물 속에서 통하지 않는 전파 대신 소리를 사용한다는 점이 차이점이다. 음향 태그에서 나온 신호는 물 속에 설치한 음향 리시버로 추적한다. 예를 들어 댐의 상류와 하류에 음향 리시버를 설치하고 음향 태그를 단 물고기를 추적하면 물고기들이 생태 수로를 통해 잘 이동하는지 실시간으로 쉽게 확인할 수 있다. 이 음향 태그는 일정 기간 동안 소리를 낸 후 배터리가 소모되면 저절로 물고기에서 떨어지기 때문에 물고기에 해를 끼치지 않는다.

음향 태그는 크기가 작을수록 물고기에 미치는 영향이 적고 더 작은 물고기에 탑재할 수 있다. 그래서 미국 퍼시픽 노스웨스트 국립 연구소(Pacific Northwest National Laboratory)의 과학자들은 쌀알 몇 개 크기에 불과한 초소형 음향 태그인 ELAT(Eel/Lamprey Acoustic Tag)를 개발했다. ELAT는 역대 가장 작은 음향 태그로 크기는 지름 2㎜, 길이 12㎜이고 무게는 0.08g에 불과하다. 그러나 작은 크기에도 무려 30일간 작동이 가능하다. 일반 AAA 배터리의 두 배에 달하는 에너지를 저장할 수 있는 리튬 - 탄소 - 불소(lithium-carbon-fluoride) 배터리 덕분이다.

놀랄 만큼 작은 크기와 내구성만큼이나 독특한 부분은 개발 목적이다. 이름에서 알 수 있듯이 ELAT는 칠성장어나 뱀장어 같이 길쭉한 물고기에 장착하기 위해 개발됐다. 물고기가 작을수록 음향 태그를 장착하기 어려운 것은 당연하지만, 특히 길쭉한 물고기인 경우 그 어려움은 배로 커진다. ELAT는 어린 칠성장어나 뱀장어에도 탑재할 수 있게 개발됐다.

사실 다 자란 큰 물고기는 상대적으로 쉽게 장애물을 통과할 수 있다. 진짜 문제가 되는 건 어리거나 본래 작은 물고기들이다. ELAT는 길쭉한 물고기는 물론이고 작은 물고기나 다른 수중 생물에 쉽게 탑재할 수 있어 앞으로 수중 생태계 연구와 감시에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com