AI를 사용하면 '사이버 바퀴벌레'가 독립적으로 위험을 피하는 방법을 학습하고 93%의 정확도로 위험한 환경을 식별할 수 있습니다.

요약:

닛케이 아시아에 따르면, 연구자들은 곤충의 작은 크기, 민감한 인식, 낮은 에너지 소비를 활용하여 재난 지역에서 수색 및 구조 임무를 수행하기 위해 곤충에 인공 지능, 센서 및 통신 장비를 설치하려고 노력하고 있습니다. 최신 시스템은 바퀴벌레의 심장박동, 신경신호, 몸동작 등을 분석해 주변 환경을 파악해 위험한 지역에서 탈출하도록 유도할 수 있으며, 최대 인식 정확도는 93%에 달한다.

곤충에는 케이스케 오카모토 교수팀이 개발한 곤충 협동 회로가 장착되어 있습니다.

전통적인 '사이버 곤충'은 일반적으로 외부인에 의해 직접 통제됩니다. 곤충에 전극, 센서, 통신 장비를 설치한 후 운영자는 원격으로 이동 방향을 변경하고 현장 정보를 수집할 수 있어 인간과 기존 로봇이 접근하기 어려운 좁은 공간에 들어갈 수 있다.

일본 오사카 대학의 모리시마 케이스케 교수가 이끄는 국제 연구팀은 인위적인 통제에 대한 의존도를 줄이기 위해 '곤충 협력 루프'를 개발했습니다. 연구진은 심장 박동, 신경 신호 및 신체 움직임을 측정하기 위해 바퀴벌레에 배낭 장비를 설치했습니다. 그런 다음 AI는 이러한 데이터를 분석하여 바퀴벌레가 어떤 환경에 있을 수 있는지 판단하고 곤충 자체의 움직임 반응을 기반으로 행동을 안내했습니다.

연구팀은 이 시스템을 갖춘 바퀴벌레를 자외선, 화학물질 노출, 고온 환경 등 5가지 환경에 배치했습니다. 가장 성능이 좋은 AI 모델은 93%의 인식 정확도를 달성했으며, 연구진은 바퀴벌레를 미로에서 탈출하도록 유도하는 데에도 성공했습니다. 관련 결과는 올해 5월 '로보메크저널(Robomech Journal)'에 게재됐다.

이 기술은 지진, 화재 등 재난 현장을 대상으로 합니다. 붕괴된 건물에는 유독가스나 고온 지역이 있을 수 있습니다. 바퀴벌레는 침입 후 자신의 반응을 통해 위험을 감지하고 회피할 수 있습니다. 케이스케 모리시마(Keisuke Morishima)는 연구팀이 유기체의 내부 상태 정보를 사용하여 외부 환경을 감지하고 판단할 수 있는지 연구하기를 희망한다고 말했습니다.

곤충 수색 및 구조가 실제 재난 지역에서 실험 단계에 돌입했습니다. 싱가포르 난양공대 사토 히로타카 교수 등이 개발한 사이버 곤충은 2025년 3월 미얀마 지진 이후 실험에 투입됐다. 잔해로 막혀 있는 좁은 공간에도 들어갈 수 있지만 물이 고여 있는 지역에서는 사용이 제한됩니다.

이 문제를 해결하기 위해 사토 히로타카(Hirotaka Sato)와 일본 와세다대학교 연구진으로 구성된 팀은 곤충에게 직접 산소를 공급할 수 있는 장치를 개발했습니다. 실험에 사용된 곤충은 최대 3시간 동안 물속에 머물 수 있습니다. 관련 연구는 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 2026년 6월호에 게재됐다. 연구원들은 산소 공급 시스템을 지속적으로 개선함으로써 곤충이 수중에서 활동할 수 있는 시간을 연장할 수 있다고 믿습니다.

현장 배포에도 통신 제한이 있습니다. 사이버 곤충이 철근 콘크리트 건물에 진입하면 신호가 불안정해지는 경향이 있습니다. Sato Hirotaka는 팀이 현장 테스트를 통해 발견된 문제를 기반으로 시스템을 지속적으로 개선하고 있다고 말했습니다.

일본 신슈대학교의 테루즈키 다이고(Daigo Teruzuki) 부교수가 이끄는 팀은 살아있는 곤충을 직접 개조하는 것 외에도 냄새 센서로 사용할 실크나방 안테나를 드론에 설치했습니다. 실크나방의 더듬이는 암컷 나방이 방출하는 극소량의 페로몬을 감지할 수 있으며, 그 민감도는 반도체 센서보다 더 높은 것으로 생각됩니다.

누에나방의 더듬이를 젤 전극에 고정하고 냄새 감지 센서로 드론에 장착했습니다.

연구원들은 젤 전극을 사용하여 안테나가 냄새를 감지할 때 생성되는 전기 신호를 읽었습니다. 젤 전극이 장착된 센서는 7시간 이상 작동 후에도 최고 성능의 90% 이상을 유지할 수 있습니다. 기존에 사용하던 금속전극은 3~4시간 만에 성능이 절반 이상 떨어졌다.

테루즈키 다이고 씨는 이 기술이 안테나 센서의 작동 수명을 연장할 수 있으며 다른 곤충에도 활용될 것으로 기대된다고 말했습니다. 연구팀은 현재 사람의 냄새에 반응하는 모기 안테나를 연구하고 있으며, 향후 2~3년 안에 이를 드론에 설치해 사람을 찾는 데 사용할 계획이다.