[뉴스스페이스=이종화 기자] 코끼리의 코를 덮고 있는 약 1,000개의 수염은 일종의 내장된 지능을 가지고 있어, 이 거대한 동물들이 토르티야 칩을 깨지 않고 집어 올리는 것과 같은 섬세한 작업을 수행할 수 있게 해준다는 연구결과가 나왔다.

science.org, phys.org, arstechnica.com, bioengineer, arxiv, washingtonpost에 따르면, 독일 막스 플랑크 지능 시스템 연구소(MPI-IS)가 이끈 학제간 연구팀은 "코끼리 수염이 딱딱한 밑부분에서 부드럽고 고무 같은 끝부분으로 전환되는 독특한 경도 구배를 가지고 있다"는 것을 발견했다.

코끼리 코를 덮은 약 1,000개의 수염은 기저부에서 2.99 GPa의 강성에서 끝부분의 0.0706 GPa로 두 자릿수에 달하는 경도 구배를 보이며, 접촉 위치를 정밀하게 인코딩하는 물질 지능을 내장하고 있다.

연구팀은 마이크로 CT 이미징과 나노인덴테이션 테스트를 통해 이 수염의 기하학적 형태(납작한 타원 단면), 다공성 구조(기저부 내부 채널), 강성 변화를 확인했다. 이는 쥐나 생쥐의 균일 강성 수염과 달리, 코끼리의 두꺼운 피부와 약한 시력을 보완해 토르티야 칩을 깨뜨리지 않고 집는 섬세한 작업을 가능하게 한다.

수염 구조의 세 가지 기능적 구배

코끼리 수염은 기하학적으로 타원형으로 가늘어지며, 기저부 다공성(양뿔 유사 채널)이 끝부분의 치밀한 구조로 전환된다. 이 다공성은 질량 감소와 충격 저항성을 제공해 매일 수백 kg의 먹이를 섭취할 때 수염 손상을 최소화하며, 재생되지 않는 수염의 내구성을 높인다.

강성 구배는 유한 요소 시뮬레이션에서 대형 휨 시 기저부 응력을 줄이고, 수염 길이 전체의 신호 차이를 증폭시켜 모낭의 기계수용체에 위치 정보를 전달한다. 

로봇 공학과 신경과학 응용 전망

연구팀은 3D 프린팅한 확대 '수염 완드' 실험에서 강성 구배가 접촉 위치를 직관적으로 감지함을 입증했다. 수석저자 앤드류 K. 슐츠 박사는 "이 embodied intelligence는 계산 비용 없이 정밀 정보를 제공"하며 로봇 센서 개발에 적용 가능하다고 밝혔다.

고양이 수염도 유사 구배(강성 전환)를 보이는 것으로 확인돼, 생체모방 촉각 기술 확장이 기대된다. 베를린 훔볼트대 레나 V. 카우프만 교수는 "수염 물성 변화와 뉴런 계산 관계 연구가 촉각 지각 이해를 확대할 것"이라고 평가했다. 3년간 5개 연구그룹(공학·재료·신경과학)이 동물원 자연사 코끼리 샘플로 진행한 이 연구는 Science(2026.2.11)에 게재됐다.