기획특집 | '바이오미메틱스(Biomimetics)', 글로벌 현황과 과제

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자연을 모방한 혁신 기술, 바이오미메틱스(생체모방기술)가 전 세계적으로 급성장하고 있다. 2024년 관련 논문 수가 1만 편을 돌파하며 사상 최고치를 기록했으며, 128개국이 연구에 참여했다. 한국은 세계 7위의 연구 성과를 보이며, 공학·재료과학·화학 분야에서 강세를 보였다. 특히 서울대·성균관대·고려대가 연구를 주도하고 있으며, 정부와 해외 기관의 연구 지원도 활발히 이루어지고 있다.

2025-03-12 최민욱 기자

The Biomimicry Institute는 2006년 재닌 베니어스(Janine Benyus)가 설립한 세계적인 비영리 연구 기관으로, 자연에서 영감을 얻은 기술이 시장에서 산업을 선도할 수 있도록 지원하고 있다. 현재까지 15개국 49개 스타트업에 총 75만달러 이상의 자금을 투자하며, 지속가능한 혁신이 자리 잡을 수 있도록 돕고 있다. 또한, 이러한 성과를 담은 Ray of Hope Accelerator Impact Report를 발간하여 생체모방 기술의 가능성과 미래 방향을 제시하고 있다.

ROH-5 Year Impact Report-01062025.pdf

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128개국이 주목하는 바이오미메틱스

'바이오미메틱스는 자연에서 발견되는 구조나 메커니즘을 모방하여 혁신적인 기술과 제품을 개발하는 학문이다. 국내에서는 청색기술, 자연모사, 생체모방, 생태모방, 생물영감, 의생학(擬生學), Biomimetics, Bioinspiration, Biomimicry 등으로 다양하게 불리고 있다. 국제 표준화 기구(ISO)에서는 바이오미메틱스(Biomimetics)를 표준 용어로 채택하였으나, 아직 국문 표준 전문용어는 고시되지 않았다.

자연에서 영감을 얻어 혁신 기술을 개발하는 바이오미메틱스(생체모방기술)가 최근 5년간 눈에 띄는 성장을 이어오고 있다. 특히 2024년은 전 세계적으로 관련 논문이 1만편을 돌파하며 역대 최고치를 기록한 해다. 중국, 대만, 미국, 인도, 한국을 포함한 128개 국가가 연구에 참여했다. 2024년 바이오미메틱스 분야 연구성과를 톰슨 로이터(Thomson Reuters)의 Web of Science Database(WoS)에서 수집한 데이터를 기반으로 biomimicry, biomimetic, biomimetics, bio-inspired 등의 키워드로 검색해 글로벌 바이오미메틱스 연구 현황을 살펴보고 한국의 연구 활동과 특성을 분석해 보고자 한다. 어떤 국가와 기관이 연구를 주도하고 있는지, 주요 연구 분야는 무엇인지 살펴본다.

연평균 7.2% 성장, 1만416편 돌파한 바이오미메틱스의 고공행진

바이오미메틱스 연구는 꾸준히 성장하고 있다. 2020년부터 2024년까지 5년간, 연평균 성장률 7.2%의 지속적인 성장을 보였다. 2024년 가장 많은 출판물(1만416편)을 기록해 2023년(9182편)보다 13.4% 증가했으며, 2020년(7892편)에 비해 32.0% 증가했다. 한국은 2021년(422편)에 정점을 찍은 후 소폭 감소하는 추세를 보였으나, 2020년에 비해서는 여전히 증가한 수준을 유지하고 있다.

5461편으로 1위 차지한 중국, 한국은 385편으로 7위 기록

총 128개 국가 및 지역이 바이오미메틱스 연구 논문 출판에 참여했다. 상위 국가는 주로 중국, 미국, 인도, 영국, 독일, 한국 등이었다. 중국이 5461편의 논문으로 1위를 차지했으며, 대만이 2962편의 논문으로 2위, 미국이 1277편의 논문으로 3위를 차지했다. 한국은 385편의 논문으로 7위를 차지했다.

공학·화학·물리학… 바이오미메틱스, 학제간 융합의 대표 주자

총 133개의 분야에서 바이오미메틱스 연구가 이뤄졌다. 주된 분야는 공학(Engineering), 재료 과학(Materials Science), 화학(Chemistry), 기타 과학 기술 주제(Science Technology Other Topics), 물리학(Physics)이다. 특히 공학(59.46%)과 재료 과학(53.72%) 분야는 절반 이상의 논문이 이 두 분야에 걸쳐 있다. 이처럼 다양한 분야의 범위는 여러 과학 및 공학 분야에 걸쳐 있는 바이오미메틱스의 높은 학제간 특성을 반영한다.

국내 바이오미메틱스 연구의 빅 3, 서울대·성균관대·고려대

한국은 2024년 385편의 논문으로 바이오미메틱스 논문 출판량에서 전 세계 7위를 차지하여 전체의 3.7%를 차지했다. 세계적으로는 중국과 미국, 인도가 주도하는 가운데, 한국은 유럽 국가들과 견줄만한 연구 성과를 보여 주고 있다. 서울대학교가 77편(20%)의 논문으로 가장 많은 논문을 출판했으며, 성균관대학교가 70편(18.18%), 고려대학교가 69편(17.92%)의 논문으로 그 뒤를 이었다.

한국의 바이오미메틱스의 집중 분야

한국이 집중하고 있는 바이오미메틱스 연구 분야는 대체로 글로벌 추세를 반영하고 있다. 공학, 재료 과학, 화학이 주요 분야다. 그러나 한국은 이러한 상위 분야에서 글로벌 평균보다 더 높은 비율을 보인다. 연구가 상위 분야에 집중되어 있음이 확인된다. 특히 공학 분야가 전체 논문의 64.68%를 차지하며 글로벌 비율(59.46%)보다 높다. 재료 과학 또한 60.26%로 글로벌 비율(53.72%)을 상회한다. 이를 통해 한국은 바이오미메틱스 연구에서 공학적 응용과 재료 개발에 더 집중하고 있음을 알 수 있다. 한국 역시 논문들이 여러 분야에 걸쳐 분류되는 다학제적 특성을 보이며, 특히 화학(47.01%)과 물리학(41.82%) 분야에서도 강한 연구 활동을 보이고 있다.

NRF 54%·과기부 46% 후원, 中 NSFC도 ‘깜짝 지분’ 확보

한국연구재단(NRF)과 과학기술정보통신부는 바이오미메틱스 연구를 지원하는 주요 기관이다. 한국연구재단는 한국 바이오미메틱스 연구의 54.03%에 해당하는 208편의 자금을 지원했으며 과학기술정보통신부는 46.19%에 해당하는 179편의 자금을 지원했다. 흥미로운 점은, 중국국가자연과학기금(NSFC, National Natural Science Foundation of China)이 세 번째로 큰 자금 지원 기관인 것이다. 9.87%에 해당되는 38편의 연구를 지원했다. 한국과 중국 간의 상당한 공동 연구가 이루어지고 있음을 시사한다.