드론을 이용해 지카 바이러스 잡는 법

지구상에서 가장 치명적인 생명체를 꼽자면 단연 모기다. 모기는 매년 말라리아, 뎅기열, 웨스트 나일 바이러스, 지카와 같은 질병으로 약 7억 명의 사람들을 감염시킨다. 수백만 명의 사람들이 해마다 모기에서 기인한 질병으로 사망하고 그 질병의 대부분은 약으로 치료할 수 없다. 처음부터 물리는 것을 피하는 것이 가장 좋지만 온난화된 기후로 모기들이 북쪽으로 이동하면서 오히려 범위를 넓히고 있어 인류의 난제가 되고 있다.

물론 노력이 없었던 것은 아니다. 정부 기관과 비영리 단체는 지난 수 십년동안 넓은 지역에 살충제를 살포해 개발도상국에서 모기 매개 질병의 확산을 먹으려고 애써왔다. 그러나 이러한 과정은 모기가 일반적으로 사용되는 화학 물질에 대해 내성을 갖기 때문에 효과가 미흡하다.

‘IEEE 스펙트럼’에 따르면 최근 미국국제개발기구(USAID)가 다른 형태의 모기 방제 방법을 모색하기 시작했다. 바로 드론이다.

그동안 알려진 한 가지 접근법은 갇힌 상태에서 수컷 모기를 낳고 이들을 무균으로 만드는 방사선에 노출시킨 다음 야생으로 방출하는 것이다. 이 모기들은 번식이 불가능하고 균을 갖지 않지만 그 사실을 모른채 열심히 번식에 나선다. 멸균된 수컷은 암모기에 있어서 야생 모기를 훨씬 능가하기 때문에 이는 90% 개체 수를 줄이는 효과가 있다.

그러나 이 역시도 개발도상국에서는 시행하기 어려운 일이다. 도로가 없거나 상태가 좋지 않아 자동차나 트럭에서 곤충을 방출할 수 없으며 승무원이 탄 항공기를 사용하는 것은 너무 비싸기 때문이다.

위로보틱스에 자금 지원, 드론 가능성 모색

USAID는 드론에 주목했다. 지난해 델라웨어 윌밍턴에 소재한 위로보틱스(WeRobotics)에 자금을 지원해 자율 드론에서 무균 모기를 배치할 수있는 시스템을 설계하도록 한 것이다. USAID와 위로보틱스는 수백km가 넘는 모기 개체군을 관리하는 수단으로 드론이 일반 항공기를 대체할 수 있는지 가능성을 검토할 계획이다. 위로보틱스 공동 창립자인 아담 클랩톡즈(Adam Klaptocz)는 "드론을 사용해 커버할 수 있는 영역을 크게 늘리기를 희망한다"고 말했다.

위로보틱스는 드론이 사회에 긍정적인 역할을 할 수 있는 방법을 탐색하기 위해 설립된 기업으로 지난 몇 년 동안 전세계 개발도상국에서 지역 사회 로봇 연구소를 설립해왔다. 이 회사와 파트너들은 네팔의 도로지도 작성, 페루에서의 의약품 전달, 허리케인 마리아(Hurricane Maria) 이후의 카리브해 지역에서의 구호활동 등을 위해 드론을 사용했다.

최신 프로젝트는 남아메리카에서 드론 모기 제어 시스템을 시험하는 것이다. 이 도전은 드론 자체가 아니라 드론에서 모기를 운반하고 방출하는 방법에 있다. 클랩톡즈는 "모기는 매우 연약한 동물"이라며 "수 십만마리를 작은 상자에 넣으면 손상을 입을 것이며 상처입은 모기는 야생 모기와 경쟁에서 질 수밖에 없다"고 설명한다.

"모기를 드론에 최대한 많이 담고 조금씩 방출"

일차적인 목표는 가능한 한 많은 모기를 드론이 담는 것이다. 그러나 모기는 곤충의 특성상 다리와 날개의 큰 모음집을 형성하기 때문에 문제가 된다. 그래서 일종의 트릭을 사용한다. 사전 냉각된 용기 안에 넣어 두고 4°C에서 8°C 사이에서 잠들면 매우 조밀하게 포장할 수 있다.

두번째 과제는 모기의 배출을 효과적으로 통제하는 것이다. 한꺼번에 배출해서는 안된다. 클랩톡즈는 "진동과 트레드밀을 포함해 모기를 보유 용기에서 꺼내는 여러가지 다른 시스템을 시도했다"고 전했다.

그는 "현재 개별 모기들이 떨어질 수 있는 구멍이 있는 로테이션 시스템을 사용하고 있다"며 "일단 모기가 캐니스터에서 떨어지면 드론에서 나가기 전에 2차 챔버에서 몇 초를 보낸다"고 설명한다. 이는 외부 대기 온도로 예열하면서 모기들이 잠에서 깨어나 비행할 준비를 하도록 하는 것이다.

듀크 대학의 의료기술 전문가인 ‘로버트 몰킨(Robert Malkin)’은 "드론이 모기를 분산시키는 배낭을 가진 인간보다 훨씬 더 효과적이라는 증거는 아직 없다"고 밝혔다. 인프라가 거의 없는 외진 지역에서 모든 종류의 작업을 유지하는 것은 어려운 일이기 때문이기도 하다. 그러나 효과에 대해서는 '멋진 프로젝트'라는 말로 가능성을 점쳤다.

지역 사회와의 협업 반드시 필요

위로보틱스는 2017년 말 또는 2018년 초 남부 혹은 중앙아메리카 어딘가에서 멸균된 모기로 USAID에 대한 첫 실험을 수행할 예정이다. 클랩톡즈는 "다음 단계는 통제된 테스트를 실행하는 것"이라며 "곤충을 표시하고 푼 다음 트랩에서 다시 잡아 건강한지 여부를 측정한다"고 설명했다.

위로보틱스의 배치 시스템은 여러 종류의 모기와 다양한 드론 모델에서 작동한다. 미래의 프로젝트를 위해 그것은 유전적으로 변형된 수컷 모기를 운반하고 방출함으로써 번식을 막는다. ‘올바키아 피피엔티스(Wolbachia pipientis)’라고 불리는 박테리아에 감염된 수컷 모기나 올바키아 감염 암모기는 사람을 물어도 질병 전염 가능성이 낮다.

그러나 살아있는 모기 테스트를 시작하기 전에 필요한 것이 지역 사회의 협력과 지원이다. 크랩톡즈는 "우리는 질병 매개 변수를 통제하려고 한다"며 "그러나 현실적으로는 드론을 통해 모기 전체를 공동체로 방출하는 것이기 때문에 처음부터 지역 구성원들과 대화하고 그들을 참여시켜야 한다"고 강조했다.