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최근 수정 시각 : 2024-10-31 14:40:20

인공 생명체

1. 개요2. 인공 합성 세포 연구 현황
2.1. 톱다운 방식2.2. 보텀업 방식
3. SF 및 판타지에서의 인공 생명체
3.1. 인공 생명체 캐릭터

1. 개요

생명 현상(유전, 돌연변이, 교배 등)을 재창조 또는 모방하며, 로봇, 컴퓨터 모델, 생화학을 통해 시뮬레이션을 하는 학문을 통해 생명 현상의 특징인 유전 알고리즘을 응용해 만드는 것이다. 인공 생명이라는 용어는 이 분야의 산파로 불리는 컴퓨터 과학자 크리스토퍼 랭턴(Christopher G. Langton)(1948~)에 의해 1986년에 만들어졌다. 인공 생명은 주요 3가지로 분류되는데 이들 이름은 인공 생명에 대한 접근 방법(soft는 software에서, hard는 hardware, wet은 생화학)에서 따왔다.

인공 생명(人工生命, Artificial life)은 부분적으로라도 생명체의 특징을 갖는 인공체를 창조하기 위한 학문이다. 이를 위해 생명체의 구조와 분석을 통해 축적된 연구 결과를 체계화하며, 인공적인 매체(하드웨어, 소프트웨어, 인공적인 유기체 등)가 생명의 탄생, 성장, 진화 등과 같은 특징이나 기능을 재현 혹은 창출하기 위해 노력한다.

이 분야의 연구자들은 물과 탄소를 바탕으로 한 DNA 유기체만이 생명인 것은 아니라고 주장하며, 탄소를 기초로 하는 생명 형태 이후의 생명 형태를 연구한다.

이렇게 탄생, 성장, 진화가 가능한 인공 생명은, 유전 알고리즘에 근본을 두고 있다. 유전 알고리즘은 생명의 DNA를 디지털로 모사해서 진화 과정을 모방한 뒤, 이에 따라 스스로 해답을 찾아나감으로써 진화해 간다는 개념이다. 예를 들어 부모의 형질이 자식에게 유전되는 과정에서 유전의 법칙이 적용되는 것처럼 유전자 알고리즘에서도 이 법칙을 따라 환경에 적용한 개체는 살아남고, 그렇지 못한 것은 도태되게 시뮬레이션되어 있다.

존 폰 노이만은 인공 생명 학문의 주요 핵심은 생명의 모방, 즉 자기 재생산이라 주장했다.

크리스토퍼 랭턴은 인공 생명의 핵심 개념을 창발적 행동으로 보고, 이러한 행동은 개별적 행동들 사이의 모든 국지적인 상호 작용으로부터 출현하며, 인공 생명이 채택한 방법론인 아래로부터 위로의, 분산된, 국지적인 행동에 따른 결정으로부터 나온다고 설명한다.

종교적인 차원에서 신의 영역을 인간이 침범하려 한다며 생명 윤리 논쟁이 제기되고 있다. 일부는 이를 '과학의 영역에 생명이라는 고귀한 영역을 양보하지 않으려는 문화적 경향' 때문이라고 본다.

고대로부터 인류는 인공 생명체를 만드는 행위에 대해서 상상을 해왔다. 다만 수많은 신화에서는 생명체를 만드는 부분에 있어서는 '신의 영역'이라고 판단하여 터부시해 왔다. 특히 이러한 시각은 프랑켄슈타인에서도 잘 드러난다. 현대 들어와서, DNA와 RNA의 발견으로 생물의 발생 원리 연구에 상당히 근접했으며, 생명체의 유전자 재조합 등 다양한 생명 공학 기술을 통해, 인류에 이롭게 생명체를 조작할 수 있는 단계에 이르렀다. 최근에는 아예 인공 합성 세포를 만들려는 연구가 활발하다.

2. 인공 합성 세포 연구 현황

2.1. 톱다운 방식

2010년 5월 크레이그 벤터 연구소의 연구소장인 크레이그 벤터 박사는 사이언스지에 ' '인공 유전자'를 이용한 '인공 합성 세포'를 탄생시켰다.'고 발표했다.

위 링크에 나온 연구 성과는 아예 처음부터 끝까지 실험실에서 생명체의 모든 구성 요소를 만들어냈다는 것은 아니고, 화학적으로 실험실에서 107만 7,947쌍의 염기 서열로 이루어진 DNA를 합성한 뒤 효모에 주입, 완전한 형태의 게놈으로 만든 뒤 이종의 박테리아 속에 넣어 새로운 박테리아를 탄생시킨 것이다. 이후 그 박테리아가 자신에게 주입된 DNA를 읽어들여 자신의 생체 구성을 바꾸고 새로운 종으로 탈바꿈했다. 추가 링크

이 연구 결과가 놀라운 것은, 이 연구에서 창조된 박테리아는 다른 생명체의 클론도 아니고 기존의 생명체에서 유전자의 염기 서열을 조금 변형한 유전자 조작 생명체도 아닌, 완전히 인간이 처음부터 끝까지 컴퓨터로 설계한 인공 DNA를 가지고 있는, 이전에 없는 새로운 생명체이기 때문이다. 비록 DNA만을 만든 것이지만, 이것만 해도 인공 생명체 분야는 엄청난 진보를 이룬 것이다.

생명의 기원은 아주 오래전부터 많은 사람들의 관심거리였고, 파스퇴르가 그때까지 정설로 알려져 있던 자연 발생설을 부정하고 생물 속생설을 입증하면서 잠시 공백이 있긴 하였으나 여러 생물학자들은 꾸준히 생명의 기원에 대해서 탐구하였고, 현대에 와서는 진화 생물학 혹은 화학 진화의 발달로 생명의 기원에 대한 상당히 설득력 있는 가설들이 제시되었고, 그 가설들을 뒷받침할 만한 실험 결과도 분명히 존재한다. 따라서 인공 생명체를 만들기 어렵다고[1] 해서 생명의 기원에 대해 알 수 없는 것은 아니다.

대장균 같은 생물체를 분해해서 생명체를 만드는 경우 '톱다운', 유기물을 조립해서 생명체를 만드는 경우 '보텀업'형이라고 구분한다.

참고로 DARPA에서도 2011년에 synthetic organisms 라는 전투용 인조 생명체 개발 계획도 시작했다. 제시된 조건을 보면 전장에 투입될 보병을 대체하는 생체 병기처럼 보인다. 링크

같은 크레이그 벤터 연구소에서 2021년 자손 번식까지 하는 인공 생명체를 탄생시켰다.

2.2. 보텀업 방식

전술했던 대로 기존의 세포 내 기관을 이용하는 생명체 조작 방식이 톱다운 방식이라면, 원시 지구 환경을 참고로 기본 분자 단위부터 시작해서 화학적 반응만을 통해 인공 합성 세포를 완성해 나가는 방식이 보텀업 방식이라 할 수 있다. 이 방식은 인간이 마음대로 DNA 염기 서열을 조작하여 원하는 유전자를 조립한다는 의의가 있고 생물 역사에 출현한 적이 없는 근본적으로 다른 종이 나올 가능성이 있는 말 그대로 실제 지구 생명체 형성과 가장 유사한 방식의 생명 창조라 할 수 있다.

크레이그 벤터 연구소는 박테리아의 자연적 DNA를 흉내 내는 108만 염기쌍 규모의 게놈을 인공으로 합성 제작했고 이를 다른 박테리아의 세포에 이식해서 원하는 합성 생명체를 만들어내는 데 성공했다고 했다. 다만 이 연구는 DNA 염기 서열을 이제 마음껏 조작할 수 있는 정도의 창조이며, 여전히 DNA 염기 서열 순서만으로는 모든 유전자로서의 비밀이 완전히 규명되지 않은 이상, 불완전한 창조라 할 수 있다.

3. SF 및 판타지에서의 인공 생명체

SF나 판타지 등의 환상 문학 장르에서는 어렵지 않게 찾아볼 수 있는 소재이기도 하다. 문학적 원조는 아마도 프랑켄슈타인의 크리처쯤 될 듯. 보통 인간과 관련된 내용을 다루면 복제인간이 나오는 경우가 다반사. 근데 복제인간도 그저 인공적인 쌍둥이이므로 인공 생명체라기보단 그냥 기존에 있던 생명체에 약간에 조작을 가한 것에 불과하다.

하지만 극미래물에선 바이오로이드(Bioroid: Biological Android의 약자)라고 해서 진짜로 공장에서 찍어낸 인공 생명체가 나오는 경우도 있는데, 이 경우는 자연적으로 발생한 생물체와 생화학적 기전이 전혀 달라 자연 생물에게 듣는 의료적 처치가 바이오로이드에 듣지 않고 바이오로이드에게 듣는 의료적 처치가 자연 생물에겐 듣지 않는 것으로 묘사하는 게 보통이다. 라스트오리진의 바이오로이드가 바이오로이드의 매우 적절한 예이며 바이오하자드 시리즈의 좀비, 영화 퍼시픽 림의 카이주는 블록버스터 영화에 등장하는 대량 생산된 인공 생명체의 대표적인 예 중 하나다.
다만 해외 대중에서는 차라리 레플리칸트(replicant)가 인간형 인공 생명체를 가리키는 용어로서 더 자주 쓰인다. 바이오로이드(Bioroid)는 직접 검색해 보면 알겠지만 본래 뜻보다는 로보텍의 등장 메카닉인 바이오로이드가 훨씬 더 많이 나온다.

사이버네틱스나 생명 공학이 난무하여 아예 인간의 종으로서의 순수성이 남지 않게 된 정도의 세계[2]를 제외하면, 바이오로이드와 자연인 서로 간에 교배, 수혈, 장기 이식 등등이 전혀 불가능한 것으로 묘사되는 것이 보통이다.

마법과 연금술이 나오는 판타지물에서의 인공 생명체는, 키메라와 호문쿨루스 항목을 참조하면 좋다.

분명 생물로 판명되기 위한 조건에 물질 대사 작용, 자가 보존, 번식 및 지속적인 형질 전달이 있지만 결격 사항 이 많이 드러나도 문학 작품에선 보통 왠지 모르게 인공 생명체로 친다.

디지몬 테이머즈와 디지몬 테이머즈 1984에서 디지털 인공 생명체에 대한 묘사가 자세하게 나온다.

3.1. 인공 생명체 캐릭터

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[1] 비록 2010년 5월에 크게 주목할 만한 성과가 나오긴 했으나, DNA만 있다고 생명체가 되는 것도 아니고 DNA를 제외한 다른 부분을 인공적으로 만드는 것이 쉬운 일도 아니니 아직 어렵지 않다고 보긴 어렵다. [2] 이런 걸 전문적으로 다루는 트랜스휴머니즘이란 장르가 있다. [3] 생물의 악의를 악마로 실체화시키는 기프의 능력을 모방하는 실험으로 만들어졌다. 기프와는 달리 이쪽은 바이스탬프에 든 생물의 유전정보를 베이스로 실체화시킨 것. [4] 다른 실험체 아마존들과 다르게 인간의 유전자를 넣어서 만들어졌다. [5] 이들 전부 노피스가 제작한 인공 공룡이다. [6] 잼 아저씨가 빵을 통해서 직접 만들어낸 생명체이다.다만, 식빵맨과 크림판다는 탄생 언급이 제대로 나오지 않아 불명이다. [7] 테라에 봉인된 창조신 칼로소의 어둠을 테라의 과학 기술로 탄생시킨 12개의 인공 생명체에 주입해 탄생시킨 게 인공신들이다. [8] O 계열은 자연 발생했을 가능성이 높다. [9] 로봇이라는 단어가 현대에는 인지 능력을 가진 기계를 말하는 단어로 쓰이지만, 로봇이라는 단어의 어원을 제공한 저 희곡에서 나오는 로봇은 유기물을 배양해서 근육과 뼈를 제작하고, 시설 내부의 방적 공장(!)에서 신경을 조립해 완성하는 등등 생물학적인 원리로 만들어지는 방식이라고 한다. [10] 실체가 없는 동물 정령이 사물과 융합하여 탄생했다는 설정이다. [11] 본래는 사라질 운명이었던 하얀 마법사의 빛을 오로라의 마법사들이 인간의 형태로 환생시켜 태어난 존재다. [12] 얘는 아예 마유리가 만들고 키운 인공 사신이다. [13] 외계인들이 표준적인 지구인 실험 표본을 만들기 위해 지구인들의 유전자들을 모아 만들었던 인공 생명체. 인공 생명체라 배꼽이 없다. [14] 스머프들은 자연적으로 모두 남성이며, 스머페트는 가가멜이 스머프들을 유인하기 위해 창조한 것이다. 사세트는 스머페트의 외로움을 덜어주기 위해 아이 스머프(스머플링)들이 스머페트와 같은 방법으로 창조했다 [15] 만능이 스머프가 만든 로봇 스머프이다. [16] 이 둘은 개구쟁이 스머프 2에서만 나오는 인물들로, 스머페트와 마찬가지로 가가멜이 창조했다. [17] 작중에 이름은 나온 적 없다. [18] 사도들의 유전자를 이용해 만들어진 대사도 결전 병기. [19] 셋 다 몸에 촉수를 이식하여 인간을 초월한 최강의 힘을 얻었다. [20] 이수 종족이 자신들의 필요에 의해 '설계'해 창조했다는 설정. [21] '인형' 라이덴 쇼군. ' 본체' 라이덴 쇼군은 인공 생명체가 아니다. [22] 사무엘에서 나온 좀비로, 엄연히 인공 생명체다. [23] 서로 다른 화석을 이어 붙여서 키메라를 만들어 버렸다. 그 때문에 유기 생명체임에도 무성에다 교배가 불가능하다. [24] 정확히는 3억 년 서식 했던 포켓몬을 개조했다. [25] 서로 다른 화석을 이어붙여서 키메라를 만들어 버렸다. 그 때문에 유기생명체임에도 무성에다 교배가 불가능하다. [26] 3세대 한정. 1, 2세대는 그냥 로봇이다.

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