자연을 이용한 혁신, 청색기술 활용한 최고의 비즈니스 사례 ②

청색기술을 활용한 9가지 비즈니스 사례
생물을 모방하거나 영감을 얻는 청색기술로 성공한 비즈니스가 점점 더 많아지고 있다.

디자인부터 소프트웨어 개발, 엔지니어링, 재료 과학 등 다양한 비즈니스 분야에서 청색기술로 성공한 사례 9가지를 소개한다.

① 그린포드랩스 ― 생물모방한 포장 및 신선식품 물류(cold chain)
                                   〈식물성 휘발성 물질로부터 영감 받아 포장 봉지 개발〉

미국의 '바이오미미크리 연구소(Biomimicry Institue)'에서 전 세계 청색기술 우수업체에 수여하는 올해의 '희망의 빛(Ray of Hope)'을 수상한 그린포드 랩스(Greenpod Labs)를 만나보자. 신선식품의 약 40%가 소비자에게 도달하기 전에 손실되는 상황에서 그린포드 랩스는 숙성 속도를 늦추고 미생물 성장을 최소화하기 위해 특정 과일이나 채소에 내장된 방어 메커니즘을 모방한 생물모방 포장 봉지를 개발했다. 이를 식물성 휘발성 물질이라고 하며, 올바른 제형을 사용하면 냉장 보관 및 저온 공급망의 필요성을 줄일 수가 있다. 이 청색기술 사업의 유일한 결점은 '딸기가 너무 차가워요(Berry Cool!)라고 소리치지 않았다는 점이다.

◑ 과일과 채소의 내장된 방어 메커니즘에서 영감을 받아 상품화
◐ 소재지: 인도
◑ 혁신/기능: 바이오에서 영감을 받은 포장 봉지
✏️ 누가: 그린포드랩스(Greenpod Labs.)

② 아이디오(IDEO) / USGBC ― 생물의 단체행동 모방하여 조직 설계
                  〈홍학, 곰팡이, 나무 조직 등 공생하는 생물 모방하여 비즈니스 조직 구성〉

미국그린빌딩위원회(USGBC)는 공동체 의식을 강화하고 기존의 하향식 지배구조 모델에 변화를 주기 위해 엉뚱하게도 곰팡이와 그와 관련된 나무들 사이의 공생적 상호 의존성을 중심으로 한 전략을 채택했다. 이는 모두 국가기관 내 각 지부를 더 잘 조율하기 위한 것이다.

미국의 혁신적인 디자인 기업인 아이디오(IDEO)와 USGBC는 바이오미미크리 연구소의 지원을 받아 협업을 통해 자연의 두 가지 번식 전략에서 영감을 얻어 비즈니스 조직 구조를 재설계하는 결과로 이어졌다. 또한 이들 생물종(種)으로부터 USGBC가 지리적으로 떨어져 있는 지부 외에 공통의 목표와 전문성을 중심으로 회원들과 전국 직원을 연결하고 통합할 수 있는 다기능의 임시 네트워크를 만들도록 영감을 얻었다.

◐ 생물영감의 원천: 플라밍고, 균류, 나무
◑ 소재지: 미국 워싱턴 DC
◐ 혁신 / 기능: 커뮤니티 기반 관리 및 조직 구조
✏️ 누가:  IDEO, 미국그린빌딩협의회, 바이오미미크리 연구소
 

③ 헨드릭 마리우스 존커스 ― 자체 보수 가능한 바이오 콘크리트
                      〈바실러스 박테리아의 자기 치유에서 영감받아 바이오 콘크리트 개발〉

콘크리트는 건축물의 핵심이다. 이 세상의 다른 모든 것과 마찬가지로 콘크리트는 시간이 지남에 따라 성능이 저하된다. 그리고 우리가 사용하는 콘크리트의 양을 고려할 때, 손상된 콘크리트를 보수하는 데는 전 세계적으로 수백억 달러가 소요된다. 그리고 그 비용은 매년 발생하고 있다는 사실이다.

우리 몸처럼 스스로 치유되는 콘크리트가 있다면 어떨까? 이것이 바로 헨드릭 마리우스 존커스((Hendrik Marius Jonkers)가 암석에 서식하며 석회암을 생성하는 바실러스(bacillus) 박테리아를 발견했을 때 생각해낸 해결책이다. 이 박테리아는 콘크리트 내부에 잠복해 있는데, 재료에 균열이 생겨 박테리아가 수분과 공기에 노출되면 놀랍게도 다시 활동하여 석회석을 생성한다. 이렇게 해서 갈라진 틈을 감쪽같이 채운다. 이 박테리아의 수명은 200년이며, 전 세계에 수십억 달러의 비용과 많은 시간을 절약시켜준다.

◐ 생물모방 비즈니스에서 영감을 얻은 것: 바실러스 박테리아
◑ 소재지: 네덜란드
◐ 혁신 / 기능: 자기 보수 콘크리트
✏️ 누가: 헨드릭 마리우스 존커스

④ 시카모어 테크놀로지 ― 생물영감 기술로 제품 디자인한 천장용 선풍기 
            〈플라타너스 씨앗 꼬투리에서 영감 얻어 우아하고 효율적인 천장 선풍기 개발〉

단순함은 모든 디자이너의 가장 큰 숙제다. 자연의 아름다움은 그 단순함과 형태와 기능의 우아함에 있다. 플라타너스 씨앗 꼬투리 디자인은 공중에서 자동 회전하여 더 오랫동안 공중에 떠서 더 먼 거리를 이동할 수 있게 해준다. 플라타너스 씨앗 꼬투리를 모티브로 호주의 시카모어 테크놀로지(Sycamore Technologies)가 디자인한 천장용 선풍기는 미적으로도 아름다워 많은 디자인 상을 수상했으며, 공기역학적 설계로 인해 낮은 날개 회전에도 뛰어난 공기 흐름을 제공하고 조용하게 작동하며 에너지 효율도 높다. 자연을 조용히 성찰하며 바라보면 복잡한 인간 문제에 대한 자연의 단순한 해결책에 대해 많은 것을 배울 수 있다.

◐ 생물모방 비즈니스의 원천: 플라타너스 씨앗 꼬투리
◑ 소재지: 호주 뉴사우스웨일스주
◑ 혁신 / 기능: 아름답고 효율적인 천장용 선풍기
✏️ 누가:  시카모어 테크놀로지

⑤ 어댑티브 서피스 테크놀로지즈 ― 식충식물 모방한 표면 재료
              〈식충 식물이 스스로 표면 청소하는 데서 영감 얻어 발수성 액체 코팅제 개발〉

하버드대 연구원인 조안나 아이젠버그(Joanna Aizenberg)를 주축으로 한 연구팀은 '미끄러운 액체가 주입된 다공성 표면(slippery Liquid-infused porous surfaces)'의 영어 줄임말인 SLIPS로 알려진 소수성(疏水性ㆍomniphobic) 표면을 연구했다. 연구팀은 생의학용 체액(biomedical fluid) 처리, 원료 운반, 생물학적 오염 및 결빙 형성을 방지하기 위해 기름과 물을 모두 튕겨낼 수 있는 표면 소재를 찾고 있었다. 

그러던 중 식충 식물인 '벌레잡이통풀(Nepenthes pitcher plant)을 발견하고 영감을 얻게 되었다. 이 식물은 곤충을 가둘 수 있는 매우 미끄러운 표면을 가지고 있는데, 대롱 위 테두리의 표면은 미세한 질감의 거칠기 덕분에 매우 미끄러우며, 작은 구멍이 있어 물의 윤활층이 고여 있다.

불운한 곤충이 이 매끄러운 표면 위를 걸으면 마찰이 적은 표면을 붙잡지 못하고 식물 꽃의 바닥에 있는 소화액에 빠지고 만다. 수백만 년에 걸친 생물 진화의 산물이 아닐 수 없다.

◐ 생물모방 비즈니스에서 영감을 얻은 것: 벌레잡이통풀
◑ 소재지: 미국 매사추세츠주
◐ 혁신 / 기능:  용기(페인트 캔, 선박 선체 등)를 위한 발수성 액체 코팅제
✏️ Who: 어댑티브 서피스 테크놀러지즈(Adaptive Surface Technologies)

⑥ 노바랩스 ― 생물모방으로 건강 관리 사업 (백신 저장기술)
                           〈무수(無水) 생물 유기체에서 영감 받은 장기 백신 보관〉

코로나19 팬데믹을 겪으면서 알게 된 것처럼, 신속하고 효과적이며 낭비 없는 백신의 보급은 전 세계 수백만 명의 생명을 구하는 데 매우 중요하다. 하지만 결과적으로 우리는 팬데믹에 대한 준비가 전혀 되어 있지 않았고, 특히 개발도상국의 백신 공급은 열악했다. 그 이유는 백신을 냉동 상태로 보급해야 하는데, 이 조건이 항상 충족되지 못하기 때문이다.

노바랩스(Nova Labs)는 설탕 시럽을 사용하여 백신을 먼저 탈수시켜 캡슐 형태로 약물을 저장하는데 쓰이는, 바이알(vial)이라는 작은 용기에서 박테리아가 배양 및 성장하는 것을 방지하는 방법에 대해 특허를 받았다. 백신을 주사하면 체액이 백신을 재활성화시켜 체내에서 정상적인 전달 과정을 시작할 수 있다. 이와 같은 기술은 향후에 생길 공중보건 재앙을 피할 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, 이전의 경험을 통해 배울 수 있는 기회를 제공한다.

◐ 생물모방 비즈니스에서 영감을 얻은 것: 탄력적인 무수생물 유기체
◑ 소재지: 영국 레스터셔
◐ 혁신 / 기능: 장기적인 백신 보관
✏️ 누가: 노바랩스

⑦ 바이옴 리뉴어블즈 ― 생물모방과 재생에너지 사업
                                〈단풍나무 씨앗의 효율성 본떠 풍력 터빈에 영감을 준 방법〉

바이옴 리뉴어블즈(Biome Renewables)라는 회사는 지속가능한 재생 에너지, 특히 풍력 터빈에 집중해 왔다. 이 회사의 혁신은 저항을 최소화하는 패턴으로 공기를 통과하는 단풍나무 씨앗의 공기 역학에서 영감을 받아 풍력 터빈을 개조한 PowerCone®이다. 기존의 풍력 터빈 허브에 볼트로 고정된 두 번째 소형 로터(rotor)인 PowerCone®은 풍력 터빈의 연간 에너지 생산량을 늘리면서 터빈에 가해지는 부하와 진동을 최소화할 수 있다. 여기에 대고 장난으로 '바람'이라고 말했더니 그만 돌아버렸다 ㅎㅎ.

◐ 생물모방 비즈니스에서 영감을 얻은 것: 움직이는 메이플 씨앗
◑ 소재지: 캐나다
◐ 혁신/기능: 풍력터빈 PowerCone®
✏️ 누가: 바이옴 리뉴어블즈

⑧ 불릿 센터 건축가 ― 생물모방과 건축물
                  〈생태계 서비스 모델링이 세계 최초의 '살아있는' 건물에 영감을 준 방법〉

미국에 있는 불릿 센터(Bullitt Centre)는 모든 형태, 프로세스, 시스템이 서로 맞물려 있는 세계 최초이자 가장 재생적인 오피스 빌딩이다. 이 건물은 물, 에너지 및 모든 자원을 효율적으로 관리하는 적응형 순환 프로세스와 내장된 복원력을 갖춘 '살아있는 유기체(living organism)'로 모델링되었다. 그리고 가장 좋은 점은 무엇일까? 불릿 센터는 필요한 만큼의 에너지와 물만 사용하므로 폐기물이 전혀 발생하지 않는다는 점이다.

불릿 센터의 건축가들은 공격적인 탄소중립(net-zero) 목표를 달성하기 위해 많은 노력을 기울였다. 시애틀은 칙칙하고 흐린 날씨가 많지만, 파라메트릭 모델링 소프트웨어를 사용하여 가장 높은 태양 에너지 변환을 위한 가장 효율적인 기하학적 솔루션을 개발했다. 생활 하수(greywater) 및 건식 폐기물 재활용, 빗물, 태양 에너지 포집과 같은 건물의 모든 생태계 서비스는 신경망처럼 연결된 건물의 중앙 제어실에서 정교하게 측정하고 관리한다. 불릿 센터는 재생 건축과 회복력 있는 도시를 향한 움직임에서 무엇이 가능한지를 보여주는 대표적인 사례이다.

◐ 생물모방 비즈니스에서 영감을 얻은 것: 더글러스 전나무 숲 및 생태계 서비스
◑ 소재지: 미국 시애틀
◐ 혁신 / 기능: 재생 순환 및 회복력 갖춘 빌딩
✏️ 웹사이트: https://bullittcenter.org/

⑨ 오토데스크와 에어버스 ― 소프트웨어 개발에서의 생물모방 기술
               〈적응형 유기체, 슬라임 곰팡이가 항공여행의 미래에 영감을 준 방법〉

자연은 재료의 자체 조달 및 효율적인 사용에 탁월하다. 최근 3D 프린팅의 발전으로 우리는 자연의 장인 정신을 원초적으로 모방할 수 있게 되었다. 오토데스크(Autodesk)는 자연에 대한 연구·개발을 활용하여 사용자가 현실 세계의 다양한 제약 조건을 충족하는 수천 가지의 생성형(generative) 인공지능(AI) 디자인 솔루션을 만들 수 있는 '프로젝트 드림캐쳐(Project Dreamcatcher)를 개발했다. 이를 통해 낭비를 줄이면서 자연만큼이나 아름다운 디자인을 만들 수 있다. 그러한 사용자 중 하나가 바로 에어버스(Airbus) 항공사이다.

에어버스는 항공의 미래를 구상하는 임무를 수행하며 2050년형 컨셉(concept) 비행기를 제작하고 있다. 모든 위대한 모험이 그렇듯, 그 시작은 한 걸음부터 시작된다. 에어버스는 오토데스크와 협력하여 무게와 충돌 시 에너지 분산을 엄격하게 제한하는 비행기 바이오닉 파티션bionic partition)을 설계했다. 그 결과 탄생한 생성형 격자 디자인은 끈끈한 점균류인 '슬라임 곰팡이(slime mold)'와 포유류 뼈의 성장 패턴에서 영감을 받았다.

◐ 영감의 원천: 슬라임 곰팡이 및 포유류의 뼈
◑ 소재지: 미국 캘리포니아
◐ 혁신 / 기능: 실시간 리소스 및 시간 효율적인 생성형 디자인 툴
✏️ 누가: 오토데스크와 에어버스 ☞ 생물모방, 생물영감 AI 및 생성형 디자인에 대해 자세히 알아보려면 아래 청색기술 사이트를 참조바란다.                               (https://www.learnbiomimicry.com/blog/bio-inspired-AI)