▲이상희 수리연 박사.
ⓒ2009 HelloDD.com

이상희 국가수리과학연구소 박사가 즐겨 찾는 곳이 있다. 그곳은 바로 계룡산. 한걸음 한걸음 힘겹게 올라간 그곳에서 그를 반갑게 맞이하는 건 푸른 하늘도, 이슬 머금은 초록색 풀들도 아니다. 바로 촉촉한 대지 위를 기어다니는 흰 개미가 이 박사의 친구들이다.

그가 흰 개미를 수집하고 다닌 지 벌써 4개월 째. 과학자가 곤충 채집을 하러 다니는 모양이 우스꽝스럽다는 주위의 편견도 물리친 채 그가 이렇게 흰 개미 수집에 열을 올리는 이유는 바로 그가 현재 진행하고 있는 연구 때문이다.

이 박사가 현재 진행하고 있는 연구는 바로 가상생태계 SW. 그의 설명에 따르면 가상의 환경에서 일어날 수 있는 모든 상황을 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램이다. 기후변화에 따른 온난화 현상으로 인한 생태계 변화에 대한 대응방안으로 이 박사가 세계 최초로 개발한 것.

그가 개발하고 있는 SW에 도시 인구 밀도와 바람, 온도, 감염환자 수 등 생태계 현황 문제에 영향을 미치는 변수를 종합적으로 입력시켜 분석하면 확산의 지역별 양상을 합리적으로 예측할 수도 있다. 질병 확산 예측 뿐만 아니라 해충 확산, 녹조 확산, 수질 오염 등 다양한 환경 문제에 대해 종합적인 분석이 가능하다.

물리학과를 전공한 그가 곤충을 활용한 SW 개발에 뛰어든 이유는 바로 어렸을 때부터 곤충과 생물에 관심이 많았기 때문이었다. 평범한 학창시절을 보낸 그는 부산대학교 물리학과를 진학한 뒤 생물에 대한 관심이 더 높아졌다고 했다. 실제로 물리학에 대해서 공부를 하고 박사 학위까지 받았지만 정작 자신은 생물학과 실험실에 있는 시간이 더 많았다. 그때부터였다.

이 박사는 "생물학과 실험실에서 물고기와 물벼룩의 행동에 대한 연구를 진행하면서 이 연구 결과를 물리하게 적용해야겠다는 생각을 했다"고 말했다.

그런 그에게 희소식이 날아든 건 바로 그가 물리학 박사학위를 앞두고 있을 때 쯤이었다. 미국 곤충학 연구소에서 그에게 러브콜을 보내왔던 것이다. 이 박사는 두말않고 미국행을 택했다.

"미국 곤충학연구소에서 연구를 같이하고 싶다는 제안을 해왔습니다. 당시 박사학위는 중요하지 않았습니다. 두 분야를 함께 응용한 연구를 할 수 있다는 사실에 흔쾌히 응했습니다. 처음 미국에 갈 때 계약기간을 1년으로 하는 계약직으로 갔어요. 1년이 지난 후에 게약기간을 5년으로 연장하자는 연락을 받았죠."

미 곤충학연구소는 계약기간이 만료될 때 그의 비전과 실력을 인정해 계약기간을 5년으로 연장했다. 그와 흰 개미의 운명적 만남은 바로 그때 이뤄졌다.

"곤충학연구소에 있을 때 전 세계의 나무와 문화재가 흰 개미로 인해 피해를 받는다는 사실을 알게 됐습니다. 미국과 호주, 일본까지 흰 개미로 인해 산의 나무들과 목재로 만들어진 문화재들이 엄청난 피해를 받고 있었습니다. 그 피해를 접하고 바로 흰 개미의 수학적 모델링연구를 시작했습니다."

당시 미 곤충학연구소에서 흰 개미의 사회적 행동을 수학적으로 연구하던 그에게 김정한 수리연 소장은 생물 행동학을 연구하는 그의 가치를 높게 평가해 한국에서 함께 연구하기를 권유했다고 한다. 2007년 그의 한국행이 결정된 건 바로 수리연과의 새로운 만남이 시작됐기 때문이었다.



흰 개미 확산 시뮬레이션.

◆ 흰개미 100만여마리 손수 채집…'흰개미 행동 SW' 출시 눈 앞에

▲흰개미 SW 알고리즘이 들어가있는 개미로봇.
ⓒ2009 HelloDD.com

2007년 8월 한국에 돌아온 그는 3명의 팀원들과 함께 본격적인 프로젝트 개발에 착수했다.

이 박사팀이 착수한 프로젝트는 가상생태계 모델 SW. 가상생태계 모델 SW는 기후변화에 따른 온난화 현상으로 인한 생태계 변화에 대한 대응방안 마련을 위해 필수적인 것으로 이 SW를 이용하면 가상의 환경에서 일어날 수 있는 모든 상황을 시뮬레이션 할 수 있다.

가상생태계 모델 SW는 어류행동 SW와 흰개미 행동 SW, 생물막 성장 SW, 녹조 성장 SW 등 4개의 과제로 나뉘어져있다. 이 중 이 박사가 가장 중점을 둔 과제는 '흰개미 행동 SW' 이다.

이 박사는 지난 5월 계룡산에서 채집한 100 여만 마리의 흰 개미 중 1만 마리 씩을 넣고 개미가 움직이는 모습을 컴퓨터의 트래킹 기술을 이용해 움직임을 좌표로 얻었다. 100여번의 실험을 토대로 얻어진 성과로, 흰 개미의 행동을 볼 수 있는 작은 로봇까지 개발해 냈다.

그는 "이 모델을 통해서 흰 개미의 위치와 터널의 네트워크 구조를 알아내면 조직의 센터에 약을 투여해 더 이상의 질병의 확산을 막을 수 있다"며 "인터넷 허브를 중지시키면 허브에 연결된 컴퓨터가 인터넷을 할 수 없는 것과 같다"고 설명했다.

이외에도 이 박사팀은 실시간으로 곤충의 운동좌표의 추적이 가능한 '새물 행동 및 음향측정기기(가칭)'도 만들었다. 이 기기는 곤충의 행동과 소리를 측정할 수 있고 저주파에서 초음파까지 측정할 수 있어서 땅 속에 있는 곤충들의 소리를 들을 수 있다.

현재 농업과학기술원에서 보관하고 있는 이 장비는 많은 과학자들의 관심을 사고 있다. 생태학자와 곤충학자, 농업학자들이 이 기기를 사용하기 위해 줄까지 서고 있다는 후문이다.

흰 개미 모델 SW는 프로젝트를 시작한지 8개월 만에 개발이 끝난 상태로 누구나 쉽게 사용할 수 있도록 만드는 작업만을 앞두고 있다. 이 박사는 "개발이 완료된 이 SW가 보완 작업을 거치면 흰 개미를 비롯한 바퀴벌레 등의 박멸에 활용할 수 있을 것"이라며 "올해 말경에는 이 연구성과를 국내·외 유명학회에서 발표할 예정"이라고 말했다.

이상희 박사는 "세계적으로 지구 온난화 등의 문제로 병들어가는 지구를 살리는 그리고 보존하는 과학자가 되고 싶다"며 "그에 앞서 현재 많은 감염자와 사망자가 발생되는 신종인플루엔자 바이러스의 중심지를 예측할 수 있다면 흰개미 모델 SW를 사용해 신종플루 확산을 막아보고 싶다"고 조심스레 포부를 밝혔다.



이박사가 개발한 흰개미 로봇 영상.

▲이상희 박사의 연구실. 벽면에는 가상생태계 모델 SW에 사용했던 문서들이 가득 붙여져있다.