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자연으로부터 배운다

청소년을 위한 발명 아이디어 교과서: 생체모방공학

  • ISBN-13
    978-89-7044-635-6 (03470)
  • 출판사 / 임프린트
    전파과학사 / 전파과학사
  • 정가
    21,000 원 확정정가
  • 발행일
    2023-10-31
  • 출간상태
    출간
  • 저자
    윤실
  • 번역
    -
  • 메인주제어
    생명과학: 일반
  • 추가주제어
    -
  • 키워드
    #과학 #생명과학 #생체모방공학 #생명과학: 일반
  • 도서유형
    종이책, 무선제본
  • 대상연령
    모든 연령, 성인 일반 단행본
  • 도서상세정보
    138 * 220 mm, 359 Page

책소개

생명으로부터 배우는 청소년 발명 아이디어!

번뜩이는 생각은 이미 자연에 있다.

 

옛 속담에 이런 말이 있다. “말 못 하는 나무나 짐승에게 배운다”라는 것. 생체모방공학은 이를 잘 드러내는 학문이다. 보잘것없다고 생각해온 생명체에게 인간의 생존에 필요한 지식과 기술을 배운다. 가령 두더지는 굴을 파는 데 뛰어난 기술을 지닌다. 인간이 두더지의 땅파기 기술을 연구한다면 농수로 파기, 전쟁터에서 참호 파기를 하는 소형 로봇 개발 등에 힌트를 얻을 수 있다. 해파리도 하나의 예다. 하등동물인 해파리에게는 뛰어난 힘이 있는데, 바로 폭풍이 접근하는 것을 알아채 안전한 곳으로 이동하는 능력이다. 해파리 청각기관의 초음파 감지 능력 때문이다. 진행 속도가 느린 해일은 지진파보다 감지하기 어렵지만, 해파리의 초음파 탐지 능력을 적용하면 해일 탐지 기술이 더욱 진일보할 수 있을 것이다. 이 밖에 생체모방공학에서는 인간, 곤충, 식물, 미생물에서까지 배울 점을 찾아 첨단 기술로 발현한다.

『자연으로부터 배운다』는 생체모방공학의 수많은 예시를 설명하고, 생체모방공학에 말미암은 기술이 현실에서 어떻게 적용되고 있는지도 보여준다. 새의 항공역학에 착안해 만든 비행기, 해를 따라가는 해바라기의 원리를 바탕으로 만든 합성물질 선봇(sunbot) 등이 그 예다. 

세상에는 수많은 생명체가 존재하다. 이들의 신비한 능력은 신기술, 신제품을 개발하기에 더없이 좋은 원천이 되어 왔다. 앞으로도 생명에게서 떠올릴 수 있는 아이디어는 무한할 것이다. 자연과 생명의 신비를 토대로 참신한 발명의 아이디어를 얻어 보자.

목차

1장 동물에게 배우는 지혜

초음파로 통신하는 돌고래와 박쥐의 청각

하늘을 나는 새로부터 배우는 모방공학

헬리콥터처럼 나는 벌새의 초강력 비행술

철새의 신비로운 내비게이션 능력

양자물리학으로 연구하는 새들의 방향탐지 능력

고대 파충류 비룡(飛龍)에게 배우는 항공기술

중장비 없이 굴을 파는 터널 기술자들

태풍의 내습(來襲)을 미리 예보하는 동물

해일(海溢)을 미리 탐지하는 바다의 동물들

지진 발생을 먼저 아는 동물들의 신비 

비가 올 것을 미리 아는 동물 

적외선 탐지 능력을 가진 2종의 뱀 

동물의 두뇌 속에 있는 생체 컴퓨터 

야행성동물의 초감각적 시각(視覺) 

동물들의 후각(嗅覺)을 모방하는 연구 

가장 깊이 최장시간 잠수하는 포유동물 챔피언 고래 

물에 젖은 동물들이 몸통을 흔들어 물을 털어내는 속도 

동물의 피부처럼 상처가 저절로 회복되는 인공물질 

생명체들이 발현하는 색채 예술의 기술 

북극곰에게 배운 눈 속 생활 기술

 

2장 물에서 사는 수생동물의 지혜 

상어를 모방하는 다양한 신기술 

수생동물로부터 배우는 고속항해 기술 

물의 저항을 줄이는 상어 피부의 덴티클 

장거리 수영 챔피언 수염고래 

최고 전압을 방전하는 신종 전기뱀장어 

높은 수압에서 심해어를 보호해주는 물질 발견

전기로 먹이를 사냥하는 물고기들 

모천을 찾아오는 연어의 후각과 인공 후각장치 

작은 물고기에게 배운 만능 흡반(吸盤) 제조기술 

동식물로부터 구해온 강력한 자연 접착제 

성게의 껍데기에서 발견되는 기하 공학의 신비 

권패류는 최고의 보석 세공(細工) 예술가 

산호섬의 생명체를 조사하는 해파리 로봇 

생명체를 아름답게 만드는 황금분할과 피보나치의 수 

인조 스펀지는 해면동물로부터 배운 모방품 

 

3장 지구 생명체의 주인이 된 곤충의 지혜

열이 없는 화학적 빛을 내는 발광 곤충의 신비 

집을 찾아가는 개미의 네비게이션 신비 

거미가 만드는 강철보다 질기고 강한 섬유 

최고 곡예비행사 파리의 날개와 근육 

곤충을 대표하는 하늘의 왕자 잠자리 

물 위를 달리는 수상스키의 챔피언 소금쟁이 

나비 날개로부터 모방해야 할 신기술 

밀랍으로 육각형 아파트를 짓는 꿀벌의 건축술 

거미줄에서 발견한 곤충 마비 물질 

최고의 적외선 탐지 기능을 가진 흡혈 곤충 

대륙을 이동하는 모나크 나비의 네비게이션 신비 

나비 날개로부터 배우는 새로운 항공역학 

투명 날개를 가진 유리나비의 스텔스 신비 

곤충 세계의 대표 딱정벌레의 생존기술 

가위개미의 외골격에서 발견한 마그네슘 무기물 

탱크처럼 무장한 철갑충이라는 작은 곤충 

초식동물의 배설물을 청소하는 쇠똥구리의 소화효소 

밉지만 모방할 것이 많은 곤충 바퀴벌레 

동물이 만드는 자연 스티로폼: 바이오폼bioform 

엄청나게 점프하는 곤충 애벌레의 기술 

수면 아래에서 거꾸로 걷는 물땡땡이 

곤충에게 배우는 여러 가지 신기술 

곤충의 강력한 힘은 어디서 나오나? 

 

4장 녹색 지구를 만드는 식물의 생존 지혜

식물의 광합성을 모방하는 연구 

인공 광합성에 도전하는 연구 

지구를 녹원으로 만드는 광합성 효소 루비스코 

생명체에게 생존 에너지를 제공하는 ATP 

생명체로부터 배우는 튼튼한 건축물 건조 기술 

높고 우아한 건축물을 세우는 식물의 기술

생물이 만드는 천연색소(天然色素)의 신비

씨를 널리 흩뿌리는 식물의 힘과 지혜 

최고급 향수(香水)를 생산하는 식물들

생체모방공학의 유명 제품 벨크로 접착포

슈퍼 식물을 육성하는 식물 나노공학과 식물 로봇

북극 밤바다에서도 광합성하는 식물 플랑크톤 

해바라기처럼 태양을 바라보는 선봇 태양전지판 

 

5장 미생물은 중요한 모방공학의 대상

박테리아를 이용하여 인공 거미줄 생산 성공 

미생물로 광물을 채취하는 미래의 신기술 

망간을 먹고 사는 망간 박테리아의 신비 

땅속에서 금싸라기를 만드는 골드 박테리아 

박테리아를 이용한 사막의 광물 채광(採鑛) 

구리를 생산하는 미생물의 채광기술 

바다의 발광(發光) 미생물 녹티루카의 신비 

광산 폐수 속의 독극물 시안 화합물 분해 세균 

스키장의 인공눈 제조에 쓰이는 세균 

효모를 인간의 식량으로 만드는 연구 

플라스틱과 공해물질을 분해하는 미생물 

지구를 정화하는 최고의 청소부는 부패박테리아

콩과식물의 질소고정균을 벼에 공생시키는 연구 

길이 2㎝의 최대 박테리아 발견 

미생물의 세포는 수백 가지 첨단 화학공장

혈관 속으로 미생물처럼 이동하는 치료용 나노 로봇

 

6장 극한 환경에서 생존하는 생명체의 지혜

극한 조건에 사는 지구 최강의 동물 타디그레이드 

북극 바다에 사는 바다수달의 내한(耐寒) 생리

혹한에서도 얼지 않는 생명체의 지혜

가장 깊은 해저에 사는 지구 탄생기의 생명체

빙하(氷河) 위에서 이동하며 사는 덩어리 이끼 

24,000년간의 동면에서 깨어난 하등동물의 신비 

외계 생물을 닮은 심해의 생명체 

건조를 장기간 견디는 선인장의 생존 기술 

 

7장 인체로부터 배우는 생체모방공학

로봇공학은 인체를 모방하는 기술

동식물로부터 배운 인간을 보호하는 기술

동물에게 배워야 할 인간의 동면

노벨화학상이 수여된 생체모방 제약학

혈관의 기능을 지배하는 ‘머레이 법칙’의 신비

인간도 지구의 자기(磁氣)에 반응하는 증거

시작 단계에 있는 생체모방공학의 미래 

없어도 좋을 생물은 한 가지도 없다 

본문인용

-

서평

개개의 능력이 세상을 윤택하게 하다.

자연이 말해주는 발명의 단서

 

과학기술이 아무리 빨리 발전해도, 우리 세상을 더 편리하고 건강하게 만들기 위한 숙제는 끊임없이 주어진다. 이 책은 지구에 사는 생명체로부터 인류가 어떤 기술을 배워야 할 것인지에 관해 주요 내용을 골라 소개한다. 책장을 넘기며 우리는 평소 무관심했거나 잊어왔던 생명의 가치를 다시 한번 떠올리게 된다.

좋아하는 이보다 싫어하는 이가 압도적으로 많은 동물이라면 ‘뱀’일 테다. 「창세기」에 가장 먼저 등장해 교활한 수작을 부리는 뱀은 많은 이의 머릿속에 무서운 동물로 각인돼 있다. 그런데 뱀에게는 긴 몸을 지면에 완전히 붙인 채로 소리 없이 기어가는 뛰어난 능력이 있다. 육지뿐만 아니라 물에서 헤엄도 잘 친다. 뱀처럼 잘 기어가고 헤엄치는 로봇이 있다면, 우수한 전쟁 무기가 될 것이다. 폭탄을 실어 적진이나 테러범이 있는 곳으로 몰래 보내기 쉽기 때문이다. 

이러한 사고 과정이 바로 생체모방공학이 말하고자 하는 바이다. 우리는 생명체로부터 무궁무진한 신기술, 신제품 아이디어를 얻을 수 있다. 눈에 보이지도 않는 박테리아, 풀 한 포기, 벌레 한 마리까지도 마찬가지다. 작고 미약한 동물에게도 세상을 개선할 만한 능력이 있다. 우리는 그저 주위의 생명체들을 잘 들여다보고 그들의 신비한 힘을 발견하기만 하면 된다. 바로 거기에 새로운 발명 출발점이 있을 테다.

저자소개

저자 : 윤실
성균관대학교를 졸업하고 전북대학교에서 식물의 조직 발생과 형태에 대한 연구로 박사학위를 받았다. 타임-라이프 북스 한국어판 편집장으로 장기간 근무했으며, 청소년과 일반인을 대상으로 한 자연과학 교양서들을 집필했다. 대표 저서로는 『원소를 알면 화학이 보인다』, 『청소년을 위한 중요 자연과학법칙 169』, 『재미난 화학 이야기』, 『생활 속의 물리학 이야기』, 『인체와 의학』,
『빛과 색의 이야기』, 『우주와 지구 이야기』, 『은행나무의 과학』 등이 있으며, 본서 『자연으로부터 배운다』는 과거에 저술한 『바이오마이메틱스』의 내용을 완전히 새로 집필(執筆)한 것이다. '전파과학사'의 네이버 블로그 '과학상식 Q & A'의 집필자 가운데 1인으로 참여하고 있다.
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