이석원 기자
동물의 후각을 응용하려는 시도를 많다. 냄새를 맡는 능력에 의지해 실종자를 찾는 경찰견, 공항에서 마약 밀수를 확인하는 마약 탐지견, 지뢰를 찾아 제거 처리를 돕는 지뢰 탐지견이나 지뢰 탐지 쥐도 존재한다. 미국 워싱턴대학 연구팀이 실시한 연구를 통해 사이보그화한 메뚜기 후각을 이용해 폭발물 냄새를 감지하려는 시도가 진전됐다는 보도가 나왔다.
연구팀은 이전부터 북미에 서식하는 메뚜기(Schistocerca americana)를 이용해 폭발물 냄새를 감지하는 생체 센서 개발을 시도했다. 지금까지 연구에서 연구팀은 메뚜기 뇌파를 읽는데 성공했지만 문제는 메뚜기가 폭발물 냄새를 맡았을 때 다른 화학 물질과 다른 반응을 할 것인지였다고 한다.
연구팀은 폭발물은 생태학적 의미가 없기 때문에 메뚜기가 폭발물 냄새를 맡아 특정할 수 있는지 알 수 없다며 메뚜기가 폭발을 냄새에 노출되어도 이를 의미 있는 신호로 인식하지 않을 가능성이 있다고 지적하고 있다.
따라서 연구팀은 메뚜기를 폭발물 냄새에 노출되는 동시에 뇌파를 감지하고 분석해 폭발물 냄새를 식별하는 여부를 실험했다. 연구팀은 메뚜기 뇌파를 감지하는 신경 영역과 기타 장기에 대한 영향을 최소화하면서 수술을 하고 와이어 전극 등을 뇌 후각 영역에 삽입해 고정했다.
뇌파를 읽을 수 있도록 사이보그화한 메뚜기로 연구팀은 TNT나 DNT, RDX, PETN, 질산암모늄 등 다양한 폭발물로 이뤄진 증기에 노출시켰다. 그러자 메뚜기는 TNT를 비롯한 다양한 폭발물 냄새에 대해 다른 뇌파 반응을 보인다는 걸 발견했다고 한다.
또 메뚜기를 폭발물 탐지에 사용했을 때 단순히 폭발물 냄새가 났다는 걸 식별할 뿐 아니라 어떤 방향에서 얼마나 강한 폭발물 냄새를 맡는지 식별해야 한다. 연구팀은 메뚜기 이동 장치에 탑재한 투명한 상자 속을 이동시키면서 구멍을 통해 상자 안에 폭발물 냄새가 증기를 주입해 증기 농도에 따라 메뚜기 뇌파 변화 여부를 조사했다.
실험에 사용된 장치에 사이보그화한 메뚜기를 탑재하고 구멍을 통해 증기를 주입한다. 이 실험에서 메뚜기 뇌파가 증기 농도에 따라 변화하고 있는 걸 확인한다. 메뚜기 냄새 강약을 식별할 수 있다고 지적했다. 연구팀은 다방 근처에 가면 커피 향기가 강해지고 멀어지면 향기가 약해진다며 관찰한 건 이와 같은 것이라고 밝히고 있다.
이번 연구는 메뚜기 식별 정밀도는 간단한 장치보다 뛰어난 것으로도 확인됐지만 60% 이상 정확도고 폭발물 냄새를 식별할 수 있는 개체는 거의 없었다고 한다. 연구팀은 무작위로 선택한 메뚜기 몇 마리를 동시에 가동시켜 여러 데이터를 분석해 정밀도가 오를지 여부를 실험했다. 메뚜기 7마리를 이용하는 것만으로 정확도는 80%가 넘고 여러 메뚜기를 결합해 정확도가 크게 향상되는 것으로 나타났다고 한다.
연구팀은 이번 데이터를 바탕으로 메뚜기 뇌파를 감지하는 시스템 최적화도 실시했다. 새로운 시스템은 메뚜기가 냄새를 맡아 불과 500밀리초 이내에 뇌파 패턴을 분석하고 무엇을 맡느냐를 식별할 수 있게 된 것.
연구팀은 이제 전극을 포함한 메뚜기를 밀폐해 원격 위치까지 이송할 수 있다며 메뚜기를 폭발물 탐지에 이용하려는 시도는 언뜻 보면 이상하게 보이지만 한때 탄광 노동자가 카나리아를 이용해 가스를 감지하듯 메뚜기에 의한 폭발물 탐지도 이들과 유사한 시도라는 것이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
정용환 기자
