[설명환의 IT읽기] 5,000만 년의 진화무기, 레이더 · 소나

최영무 2016-06-01  
메일보내기 인쇄하기
AVING 뉴스레터 신청하기

1945년 4월 30일 히틀러가 권총으로 자살했다.

5월 7일 독일의 무조건 항복함으로 제2차 세계 대전(1939년~1945년)의 종전을 알리는 서막이 열렸다.

제2차 세계 대전은 독일, 이탈리아, 일본을 중심으로 한 추축국과 영국, 프랑스, 미국, 소련 등을 중심으로 한 연합국 사이에 벌어진 세계 규모의 전쟁이다. 지금까지의 인류 역사상 가장 큰 5,000만 명이 희생된 전쟁이다.

(사진2. 군중대회에서 연설하는 히틀러. 출처=일본사 다이제스트 100)

> 전쟁 역전 시킨 5,000만년 진화 무기

연합군이 승리를 거두는데, 중요한 역할을 한 것은 '레이더(radar:radio detecting and ranging, 무선탐지·거리측정)'와 '소나(sonar : sound navigation and ranging, 음향표정장치)'다.

영국군의 레이더와 소나는 각각 라디오파(전자파)와 음파라는 파동을 이용하여 접근해오는 독일 폭격기, 전투기 편대와 잠수함을 수 백㎞ 밖에서부터 추적하면서 목표물의 방향, 크기, 위치, 모양 속도까지 속속 파악해 독일군을 무력화시켰고, 미국 해군은 레이더와 소나를 활용해 시마오키 해전과 빌라·스탄모아 야전에서 일본 해군을 상대로 승리를 거뒀다.

제2차 세계대전 때 개발된 레이더와 소나는 박쥐의 음향반사 원리를 이용한 기술이다.

박쥐의 시각 세포가 거의 퇴화되어 있지만 5,000만년을 진화한 청각계는 경이롭다. 수천 마리의 박쥐들이 캄캄한 동굴 안을 날면서도 다른 박쥐나 벽에 부딪히지 않는다.

(사진3. 초음파를 이용해 어둠속에서 날고 있는 박쥐. 출처=내셔널지오그래픽)

> 반사파로 어둠 속 질서 유지

박쥐들이 밤에 나방 같은 먹이감을 찾을 때에도 그 위치를 알기 위해 이 기능을 사용한다. 각각의 박쥐가 수천 마리의 다른 박쥐들 속에서도 자신이 낸 신호를 구별할 수 있다는 것은 더더욱 놀랍다.

그 비밀은 어둠 속에서 날아다닐 때 킥킥하는 소리를 내는데 있다.

1937년 미국의 동물학자 도널드 그리핀은 박쥐의 입과 코에서 발신되는 소리는 초음파가 되어 퍼져 나가다가 물체에 반사되어 다시 박쥐의 귀로 되돌아오고 신호의 강도와 방향에 의해 물체를 정확히 인식할 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

박쥐는 일반적으로 20,000~130,000Hz사이, 최고 160,000Hz에 달하는 초음파를 만들어 내고, 듣는다. 사람이 들을 수 없는 높은 음을 내고, 들을 수 있다. Hz(헤르츠)란, 1초 동안에 음파가 진동하는 횟수를 가리킨다.

사람은 20~20,000Hz 이하 범위의 진동수를 갖는 소리를 들을 수 있다. 우리가 일상 생활에서 서로 이야기하면서 내는 소리의 높이는 약 200~8,000Hz 다. 이러한 소리를 '가청 진동수 영역'이라고 한다. 20,000Hz 이상의 소리는 일반적으로 들을 수 없으며, '초음파(supersonic wave 超音波)'라고 부른다.

박쥐의 Hz는 레이더와 소나가 내는 파동과 거의 같다.

그러나 박쥐의 초음파가 도달할 수 있는 거리는 20m 정도인데 반해 레이더와 소나는 전파를 이용하고 신호처리 기법이 향상돼 3,200km나 떨어진 장거리 물체도 탐지할 수 있다.

(사진4. F-16 전투기의 APG-80 Radar 레이더. 출처=www.wordpress.com)

> 진화의 압력으로 만들어진 생명체는 더 효율적

박쥐의 초음파처럼 동물 또는 곤충의 특성을 기계적으로 활용해 주로 군사적 목적으로 쓰는 바이오미메틱스(biomimetics)의 연구 개발이 산업전반으로 활발하게 전개되고 있다.

35억 년이라는 긴 시간 진화의 역사를 겪으면서 지구에는 수백만 종의 동ㆍ식물이 살고 있고, 그들은 환경에 적응했으며, 서로 다른 특징과 능력을 가지고 있다.

진화의 압박은 항시 동물과 식물군을 포함한 생명체들이 더 효율적이고 최적화되도록 가해지기 때문에 생명체와 공학의 기술적 전환은 바람직한 일이다.

결국, 히틀러는 5,000만 년을 진화해온 박쥐의 지혜를 넘지 못했다.

 

* 설명환 칼럼니스트

설명환 칼럼니스트는 반도체, IoT, 플랫폼 등 IT분야에 대한 폭넓은 지식의 IT(정보기술)전문가다. 현재 세계 5위권 메모리카드 전문 제조기업의 커뮤니케이션팀장으로 재직하고 있다. 서울특별시교육청 운영위원과 강남구립 역삼청소년수련관 시설운영위원으로 활동하며 청소년 진로교육에 대한 종합적인 정책과 의견을 개진해오고 있다. 이메일 pr1st@naver.com

Global News Network 'AVING'

 

모바일/컴퓨팅 기사

엔비스는 오는 6월 17(수)부터 19(금)까지 코엑스에서 열리는 제42회 국제환경산업기술 & 그린에너지전(이하 ENVEX 2020)에 참가해 친환경 제품인 음식물 처리기를 소개할 예정이다.
주식회사 스타보트는 오는 6월 5일(금)부터 7일(일)까지 KINTEX 제1전시장 4, 5홀 / 김포 아라마리나에서 열리는 '2020 경기국제보트쇼 (Korea International Boat Show 2020)'
동산테크는 오는 6월 5일(금)부터 7일(일)까지 KINTEX 제1전시장 4, 5홀 / 김포 아라마리나에서 열리는 '2020 경기국제보트쇼 (Korea International Boat Show 2020)'에 참가해
수성은 오는 6월 5일(금)부터 7일(일)까지 KINTEX 제1전시장 4, 5홀 / 김포 아라마리나에서 열리는 '2020 경기국제보트쇼 (Korea International Boat Show 2020)'에 참가해 '
음향전문기업 브리츠(Britz)에서는 TWS 블루투스이어폰 'BribudsTWS10' 구매시 럭키박스 증정 이벤트를 진행한다고 25일 밝혔다.
세계 최대 테크놀로지 전시회 'CES 2020'이 지난...