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아기를 낳는 미래의 로봇?…인공자궁 기술이 가져올 미래

[박영숙의 미래여행]

(서울=뉴스1) 박영숙 세계미래보고서 2055 저자 | 2017-07-26 08:00 송고 | 2017-07-27 11:28 최종수정
© News1
물론 처음에는 기계 로봇이 아기를 낳는다는 생각은 터무니없는 것으로 보인다. 하지만 오늘날 우리가 사용하는 많은 기술들은 한때 터무니없는 아이디어로 시작한 것이다.

매년 우리는 넘을 수 없을 것 같았던 경계를 넘어서며 10년 전만 하더라도 우스꽝스럽게 보였던 이론들을 즐기며 어린 시절 SF 소설에나 있던 산업들을 창조하고 있다. 사람들은 살아있거나 숨을 쉬는 유기체 형태에 ‘로봇’이라는 단어를 사용하는 것에 의문을 제기할 것이다. 먼저 로봇의 정의부터 살펴보자. 로봇(ROBOT) : 명사 (특히 SF에서) 특정한 인간의 움직임과 기능을 자동으로 복제할 수 있는 인간을 닮은 기계.

우리 대다수는 로봇이 무엇인지, 로봇은 어떻게 행동해야 하는지에 대해 선입견을 가지고 있다. 그러나 사전에서조차 로봇의 세부사항을 우리 생각보다 훨씬 더 개방적으로 유지하고 있다. 시간이 지남에 따라 기계장치를 가진 로봇은 순수한 기계장치에서 기계-유기체의 하이브리드 로봇으로, 대부분이 유기체인 기계로, 순수한 합성 생명체로 진화하게 되며 기계를 만드는 과정은 성장과정으로 대체된다. 이러한 과정을 통해 인공지능은 합성지능 수준으로 대체되고 이어서 뛰어난 ‘실제 지능’을 고려하게 된다.

사워도우를 만드는 생생한 문화가 세대를 넘어 전달되는 것과 같은 방식으로 한 로봇의 살아 있는 지능은 다음 세대로 ‘태어나게’ 된다. 새로운 세대는 인간처럼 살아가고 숨을 쉬며 아기 로봇에서 생체모방적 형태로 성장한다. 단점은 훨씬 줄어든다.

시간이 지남에 따라 ‘인간성’의 철학적 토대에 대한 논쟁과 인간이 합성생명체보다 우월한 존재인지에 대한 논쟁이 벌어지게 된다. 인간이 가진 결함들이 연민과 공감과 같은 높은 차원의 감정을 이루는 필수적 구성요소라고 주장하게 된다.

아기를 낳는다는 것은 골치 아픈 과정이다. 더 나은 방법은 없을까?

바이오로보틱스 세대의 도래

‘생물학적 로봇’을 뜻하는 ‘바이오트(biot)’라는 단어는 아서 클라크가 1972년에 출판한 SF 소설 '라마와의 랑데부(Rendezvous with Rama)에서 만들어진 것이다. 소설 안에서 바이오트는 우주에서 특정한 작업을 수행하기 위해 만들어진 생물학적 유기체로 설명된다.

우리는 생물학과 로봇공학의 경계를 넘나들고 있는 사이버네틱스, 생체 공학, 생체모방기술, 합성 생물학 등 새로운 분야들을 보고 있다. 유기물과 무기물, 생물 공학과 생물 기계공학, 인공생명과 실제 생명 사이에 있던 단단한 경계가 모두 흐려지고 있다.

2016년의 노벨 화학상은 머리카락보다 1000배나 작으며 4개의 바퀴가 달린 자동차와 같이 움직이는 분자 기계를 설계하고 합성한 3명의 과학자인 스트라스부르대학교 명예교수인 프랑스의 장 피에르 소바주 (Jean-Pierre Sauvage), 노스웨스턴대학교 교수인 영국의 프레이저 스토다트 (Fraser Stoddart), 그리고 흐로닝언대학교 교수인 네덜란드의 베르나르드 페린가 (Bernard Feringa)에게 주어졌다.

우리는 3D 프린터를 이용하여 인체조직, 줄기세포, 인공혈액세포를 인쇄하고 있다. 또한 뼈와 연골, 근육, 치아, 기관, 혈관, 귀를 인쇄하고 있다. 역설적이게도 신체 부분을 대체하는 ‘미스터 포테이토 헤드(토이스토리의 캐릭터, 손과 발, 눈, 코, 입을 자유자재로 떼었다 붙일 수 있는 이 장난감은 몸통 안에 여벌의 신체 부품들을 종류별로 챙겨다니며 위험한 상황이 닥치면 자신의 신체적 특징을 활용해 위기를 모면한다)’ 방법을 채택하게 되는 것은 시간의 문제로 보인다.

미래에는 합성인간을 성장시키게 될까, 아니면 복제하게 될까?

인간 복제

복제 과학이라는 용어는 1996년에 복제 양 돌리로 처음으로 공공 단어로 사용하게 되었다. 복제 양 돌리 이후 낙타, 개, 사슴, 말, 원숭이, 소, 개구리, 토끼 등 수십 종의 복제가 이루어졌다. 인간 복제는 동물 연구의 자연스러운 연장선에서 오랫동안 논의되어왔다.

인간과 포유류에서 일란성 쌍둥이로 나타나는 ‘자연 복제’와 ‘인공 복제’에는 차이가 있다. 좀 더 기술적으로 설명하자면 인공 복제는 유전자 복제(gene cloning), 생식용 복제(reproductive cloning), 치료용 복제(therapeutic cloning)의 세 가지로 구분한다.

유전자복제는 DNA의 부분 또는 유전자의 복사본을 만드는 것이다. 생식용 복제는 전체 동물의 복사본을 만드는 것이다. 치료용 복제는 손상되거나 질병이 있는 조직을 대체할 조직을 만들기 위해 배아 줄기 세포를 생산한다.

연구진들은 일상적으로 복제 기술을 이용하여 박테리아, 효모 세포, 바이러스 또는 플라스미드와 같이 연구하고자 하는 유전자의 사본을 만들고 있다. 여러 편의 공개된 보고서에도 불구하고 인간 복제는 여전히 허구로 보인다. 아직 인간 배아를 실제로 복제했다는 확고한 과학적 증거는 없다.

합성생물학

합성생물학은 공학원리를 이용한 생물학적 시스템의 제작을 포함한다. 합성생물학은 화학과 생물학, 컴퓨터 공학과 엔지니어링의 융합에서 출발했다. 합성생물학은 생물학적 시스템을 구축하고 제어하며 수리하는 현재의 방식에 변화를 가져오기 위해 알고리즘과 자동화 과정을 사용하는 생물학 기반의 ‘툴킷(toolkit)’이다.

시간이 지남에 따라 합성생물학은 맞춤형 식품, 연료, 백신을 생산하기 위해 DNA를 프로그램 하는 것을 가능하게 만들어준다.

사이버네틱스와 바이오로보틱스, 합성생물학과 복제 기술이 결합되어 재생산이 가능한 생명체 제조의 기초를 이해할 수 있게 되었다.

1990년대 중반 일본의 연구진들이 만든 염소의 인공자궁

인공자궁 기술

60년 전인 1955년에 에마뉴엘 그린버그는 최초의 인공자궁에 관한 특허를 취득했다. 1990년대 중반 일본의 연구진들은 인공양수를 담고 있는 기계에서 몇 주 동안 염소의 태아를 배양하는데 성공했다. 코넬 대학에서는 인공자궁 안에서 세포를 자라게 하여 자궁내막 조직을 만든 후 쥐의 배아를 인공자궁 안으로 주입하는 실험을 성공적으로 수행했다. 과학자들은 2020년쯤에는 동물의 자궁을, 2030년쯤에는 인간의 자궁을 인공적으로 만들 수 있을 것으로 예측하고 있다. 인공지능은 대체기관으로 많은 잠재력을 가지고 있다.

예를 들어 태아가 확장 기능을 가진 인공자궁으로 옮겨지면 의사들은 모체의 질병 또는 사고와 같은 상황에 관계없이 여러 가지 상황을 치료할 수 있다. 작년에 케임브리지 대학교의 과학자들은 자궁 조건과 유사한 특수 배양액이 담긴 배양 접시 안에서 14일 동안 인간 배아를 자라게 하는 일련의 실험을 수행했다. 이러한 연구에는 정부에서 부과하고 있는 윤리 규정 제한이 있었다. 이 실험은 영국 보건부 산하 인간생식배아관리국의 승인 아래 진행되었으며 연구진들은 매일 성장하는 배아에서 일어나는 물리적 변화와 유전적 변화를 연구할 수 있었다.

이 연구를 주도한 마르타 샤흐바지 박사는 이 단계가 배아 발달과정에서 가장 불가사의한 시기이며 이번 실험의 성공으로 배아발달에 매우 중요한 이 단계를 자세히 살펴볼 수 있게 되었다‘라고 설명했다. 배아가 자궁착상에 실패했을 때 무엇이 잘못됐는지를 알아낼 수 있다면 자궁착상 성공률을 높이는 방법도 찾을 수 있다. 연구팀은 실험에서 배아가 10일째에 이르러 외배엽(epiblast)을 형성하는 것을 관찰했다.

이 실험이 성공하자 배아를 배양할 수 있는 제한 기간을 더 연장해주어야 한다는 의견이 대두되었다. 하지만 제한 기간 연장은 매우 제한적으로 이루어져야 하며 과학계에서만 결정할 수 있는 문제는 아니다. 실제 인간 배아로 이러한 연구를 하는 것은 금기이므로 인공 배아 또는 합성배아로 실험하는 것이 현재 관련 연구를 진행하는 방향이다.

로봇 베이비시터는 가능하게 될까?

아기를 낳는 로봇

최근의 과학과 기술의 발전을 요약해보면 아기를 낳는 로봇, 즉 인간 아기 또는 로봇 아기를 낳는 로봇 모두 그다지 근거 없는 이야기는 아닌 것으로 보인다. 금세기 말쯤에 ‘세계 최초로 합성인간 로봇이 후손을 낳았다’라는 제목의 기사가 나더라도 그리 이상한 것은 아닐 것이다.

날씨와 중력, 시간을 제어하는 것은 SF에서 가능성 있는 과학으로 옮겨가고 있는 것처럼 아기를 낳는 로봇도 이와 유사하게 가능성 있는 영역으로 옮겨가고 있다.

아기를 낳는 로봇이 실제로 실현 가능할까?

결론

이러한 주제의 토론은 사람들을 불편하게 만들 수 있다. 우리는 이와 같은 주제에 대해 종합적인 이해를 가지기에는 아직 갈 길이 멀다. 그러나 기술 발전의 초기 단계에서 여러 가지 토론과 대화를 시작해야 충분한 지식을 가진 대중들이 정보에 입각하여 결정을 내릴 수 있게 된다.

앞으로 생명공학과 합성생물학 분야의 발전은 인간의 감수성에 영향을 주게 된다. 우리의 삶을 구성하는 것, 인간의 권리, 도덕적 나침반, 권위의식, 과학의 윤리적 한계에 대해 우리가 가지고 있는 이해에 도전하게 된다. 하지만 이러한 기술이 점점 다가온다는 사실은 변하지 않는다.


2brich@

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