바이오디자인(Bio-Design)에 관하여

Atomy Design Lab

J l 이웅재

woongjae0428@atomy.kr


 

1. 바이오디자인의 정의

상위 개념으로서의 디자인은 하위에 산업디자인, 시각디자인, 인터랙션디자인, 미디어디자인 등 다양한 디자인의 유형을 가집니다. 이러한 다양한 세부 디자인의 명칭은 다음과 같은 유형으로 구분할 수 있습니다. 첫째는 디자인의 대상을 기준으로 하는 분류입니다. 제품디자인, 공간디자인, 운송디자인, 편집디자인 등은 디자인이 되는 결과물을 기준으로 하는 분류입니다. 둘째는 디자인의 이슈, 즉 목적을 기준으로 하는 디자인입니다. 인터랙션디자인은 사용자와 기기 간의 상호작용을 원활히 함으로써 보다 기기를 사용하기 원만하게 하는 것을 목적으로 한다고 할 수 있습니다. 또한 유니버설디자인은 다양하고 많은 사람들이 도구나 공간을 원활하게 사용하게 하기 위함이고, 서스테이너블디자인은 환경보호와 인류의 생존을 위하여 지속가능성을 높이기 위함을 목적으로 하는 디자인입니다. 세 번째는 디자인에 활용되는 자원이나 도구를 기준으로 하는 분류입니다. 컴퓨터디자인, 미디어 디자인 등이 이에 해당한다고 할 수 있습니다. 네 번째, 디자인의 방법 및 행위를 기준으로 하는 분류입니다. 사용자참여디자인과 같은 예가 이에 해당한다고 할 수 있습니다. 이런 관점에서 바이오디자인은 ‘디자인에 활용되는 자원을 기준으로 하는 유형이라고 볼 수 있습니다. 즉 바이오디자인이라는 용어에는 어떤 목적인지 어떤 디자인 결과물을 만들어 내는 것인지에 대한 의미가 내포되어 있지 않습니다. 다만, 최근 몇 년 사이 디자인계에서는 바이오디자인에 대한 논의가 활발해지면서, 관련 학자 및 디자이너들이 바이오디자인에 대해 다양한 정의를 내고 있습니다. 바이오 디자인이 본격적으로 대두되게 된 것은 1980년대 초 꼴라니 박사가 그 용어를 만들고 나서부터입니다. 꼴라니 박사에 의해 바이오디자인은 “자연계 내부의 근본적이고 유기적인 원칙으로 인공 유기체를 디자인한다.”라고 정의되며, 생체를 형성하고 있는 곡선으로 하는 인체공학적인 바이오디자인의 최초의 시작은 생체모방, 생물체를 형성하는 곡선의 형태에 집중하는 디자인 개념에 가까운 것이었습니다. 그러나 최근 디자인 산업이 바이오메디컬 분야에서 바이오디자인개념을 더욱 적극적으로 도입하면서 바이오디자인의 정의가 보다 더 광범위한 인터페이스에서 작동하는 디자인 개념으로 인식되기 시작했음을 알 수 있습니다.

루이지 꼴라니 박사 (Luigi Colani) 또한 미국의 디자인 역사가이자 큐레이터이며, Bio Art 및 Bio Design의 저자인 윌리엄 마이어(William Myers)는 바이오디자인을 ‘살아있는 유기체를 통합하여 유형을 향상시키는 것’으로 설명했는데, 이는 바이오디자인을 디자인에 활용되는 자원과 디자인 행위로 정의한 것이라 할 수 있습니다. 모마의 수석 큐레이터인 파올라 안토넬리(Paola Antonelli)는 ‘우리가 볼 수 없었던 생물학을 디자인을 통해 만질 수 있고 이해할 수 있게 만드는 것이며, 수세기 동안 존재해 온 디자인 프로세스에 자연을 도입하는 방법에 관한 것’으로 바이오디자인을 정의하였습니다. 이는 바이오디자인을 디자인에 활용되는 자원과 디자인 행위나 방법으로 정의한 것입니다. 또한 일반적으로 이해되는 바이오디자인은 디자인의 재료가 플라스틱, 나무, 도자기, 유리등이 아닌, 생명체나 살아있는 조직을 활용한 디자인이라는 뜻도 통용되는데, 이것은 바이오디자인을 디자인에 활용되는 자원과 디자인 행위나 방법으로써 정의한 것이라 할 수 있습니다. 이와 같이 다양한 연구자 및 디자이너들에 의하여 논의되어온 바이오디자인의 정의나 개념들을 종합해보면 때로는 디자인의 방법을 기준으로, 때로는 디자인의 자원을 기준으로 혹은 디자인 행위 등의 기준으로 정의가 내려졌음을 알 수 있습니다. 대부분 공통적인 것은 디자인 자원으로서 바이오가 대상이라는 공통점을 알 수 있습니다.

2. 바이오 디자인의 유형

2.1. 생물체의 구조적 형태의 구현

‘생물체의 구조적 형태의 구현’은 생물체의 외형적 특성을 인용하는 디자인으로 생물체의 구조적 형태의 윤곽과 생태학적 형태에 따른 유기적 형태를 표현하고 있으며 기하학적 생체 패턴을 형성하는 기하학적 패턴과 구조의 형식을 표현하고 있습니다. 생물체가 에너지를 절약하고, 생물의 기능을 최대로 발휘하도록 최적화된 생물체의 외형적 특성을 인용하는 디자인은 비정형성, 유동성, 구조성을 강조하고 있으며 생명체가 가지는 유기성을 강조하고 있습니다. 자연의 유기성을 강조하고 자연과 유사한 형태, 빛, 색상 등을 구현하는 것과 같은 방법을 디자인에 차용함으로써 재현적이고 명시 적인 표현방법을 보여주고 있습니다. 따라서 ‘생물체의 유기적 형태를 구현’한 대표적인 디자인 사례는 첫째, 유기적인 곡선과 볼륨 구조로 외형을 구성하는 것을 통해 3차원적인 입체감을 구현하는 사례와 둘째, 기하학적인 생체 패턴과 모듈 구조를 입체적인 구조와 형태로 디자인하는 사례로 유형을 나누어 볼 수 있습니다. 이러한 생물에서 발견되는 외적 형태와 특징적 구조를 인용하여 표현하는 바이오디자인의 유형은 과학 기술의 발달과 함께 보다 더 독특하고 다양한 형태와 성질을 가진 디자인의 구현을 가능하게 하며 다양하고 혁신적인 방식으로 발전이 가속화되고 있습니다.

생물체의 구조적 형태 구현

2.2. 생물체의 기능 및 매커니즘

생물은 오랜 기간 동안 변화하는 생태환경 속에서 자신을 보호하고, 번식하며 생존을 위해 진화되어왔습니다. 생물은 생존을 위해 기능화 된 생물체 표면과 내 부의 화학물질을 이용하여 스스로를 보호하고 동시에 공격, 번식 기능 등을 합니다. '생물체의 기능 및 매커니즘을 구현하는 디자인'은 이러한 자연의 법칙과 원리에 따른 생물체의 다양한 기능을 인용하고 있습니다. 자연 생명체가 가지는 기능성, 기계성, 연결성, 복합성, 가변성 등을 강조합니다. 최근에는 디지털, 스마트 기술이 접목되어 더욱 다양한 기능과 기술이 융합된 미래형 디자인으로 구현되고 있습니다. 여러가지 형태와 기능이 결합되어 창출되는 다기능적으로 활용 가능한 디자인의 개발은 생물의 특징과 닮아 있는 생물체의 가변적 구조와 생태 매커니즘을 동시에 디자인으로 구현해낸 결과물이라고 할 수 있습니다. 공학과 생물학의 만남으로 다양한 동식물들의 기능과 행동 메커니즘을 연구하여 탄생된 디자인들이 대표적인 사례라고 할 수 있습니다.

생물체의 기능 및 매커니즘


3. 바이오디자인의 기술 유형 3.1. 디지털 패브리케이션(Digital fabrication)

디지털 전환의 가속화가 디자인 산업에 가져온 가장 대표적인 변화는 기존의 수작업이나 물리적인 공장 가동으로 이뤄지던 디자인 제작 과정이 디지털 컴퓨터 기술 기반 제작과정으로 변화하게 한 것입니다. 컴퓨터 기반의 디자인 구현 기술의 발달은 디자인 제품의 외형, 구성 재료, 제조공정 등 제품을 생산하는 모든 공정의 디지털화를 가능하게 하였으며, 이러한 기존 제조업을 디지털 화하는 기술을 의미하는 것이 디지털 패브리케이션입니다. 디지털 패브리케이션의 대표적인 기술은 디지털 컴퓨터 기반의 프린팅, 커팅, 조각, 모형화 등이며, 주로 사용되는 기기는 3가지로, CNC 밀링머신(CNC Milling Machine), 레이저 절단기(Laser Cutter), 3D 프린팅입니다. 먼저, CNC 밀링머신은 가공물을 원하는 형상대로 소성 절삭하는 기기인 일반 밀링 머신에 수치 자동 제어 기술이 탑재된 자동 가공 장비를 말합니다. 레이저 절단기는 레이저 광선을 통해 재료의 일부분을 녹이거나 증발시켜 절단하는 기기이며, 높은 정확성을 가지고 있어 결과물에 흠집이 거의 나지 않으며, 후 처리 과정이 필요 없다는 장점을 가지고 있습니다. 3D 프린팅은 적립가공방식으로 물질을 겹겹이 프린팅해서 3차원의 물체를 만들어 내는 기술입니다. 3D 프린팅 방식은 현재 20여 가지의 조형방식이 상용화되고 있습니다. 이러한 디지털 기술의 발달에 의한 디지털 패브리케이션, 3D 모델링의 발달은 바이오디자인 영역에서 더욱 활발히 진행되고 있습니다. 특히 바이오디자인의 유형 중에서도 생물체의 구조적 형태를 구현하는 디자인 유형의 경우, 여러 과학자와 기술자 들과의 협업으로 3D 프린팅을 기반으로 하는 디지털 패브리케이션 기술을 이용해 다양한 조형미를 구현하는 시도를 하고 있습니다.

디지털 패브리케이션 기술의 발달은 독특한 성질과 형태를 가진 기하학적 패턴을 일정한 조직과 구조로의 조형적 구현이 가능하게 하였으며 기하학적 생체 패턴의 3차원의 입체적인 형태로 구현이 보다 더 다양하고 정밀하게 이루어지게 했습니다. 레이저 컷팅, 3D 프린팅을 통해 독특한 형태의 모듈을 일정하고 정밀하게 제작 및 조립 가능하게 하는 등 디지털 패브리케이션 기술의 발달은 생태계의 복잡성과 다양성을 보다 더 새롭고 다양한 방식으로 표현이 가능하게 하였습니다. 생산시간이 오래 걸리고 그에 따른 비용 소비가 크기 때문에 아직 높은 활용도를 보이고 있지는 않지만 3D 프린팅 기술은 새로운 조형미의 제시 가능성을 보여주고 있습니다.

디지털 패브리케이션

애터미 디자인랩에서는 3D 프린터 제작장비를 직접 보유하고 활용해 아이디어를 시제품으로 구체화 함.


3.2. 스마트 테크놀로지(Smart technology)

스마트 테크놀러지는 ICT(정보통신)기술과 융합하여 정보처리 능력을 가지고 있는 기술이 적용되면서 기존 보다 더 스마트해지는 기술을 의미합니다. 스마트 테크놀러지는 사물인터넷, 빅데이터 기술을 중심으로 물리적, 생물학적 기술을 디지털 정보 기술로 결합하여 보다 다양한 프로그램으로 디자인 개발이 가능하게 하며 다양한 상호작용이 가능하게 합니다. 감지‧ 제어, 통신, 작용‧ 동작, 저장, 신호 처리 기능 등의 스마트 기능을 갖춘 기술을 의미하며 움직임을 감지하는 센서 개발, 감지한 움직임을 기기에 전달해서 데이터를 분석하고 이를 활용한 다양한 프로그램들을 개발하여 상호작용을 할 수 있도록 하는 기술 등이 대표적인 스마트 기술의 유형이라 할 수 있습니다. 따라서 ICT, IOT, Big Data, AI, CPS(Cyber Physical System), 3D프린터 등에 대한 이해 및 적용은 스마트 기술에서 핵심적인 요소입니다. 최근에는 디지털 제어방식의 기능, 디지털 컬러 기능, 생체신호 센싱 기능, 에너지 수확 기능 등 첨단 스마트 테크놀러지를 기반으로 생물체의 기능 및 매커니즘을 스마트한 웨어러블 디자인으로 성공적으로 구현하는 것이 가능해졌습니다. 일상생활에서도 에너지를 절약하고 효율적으로 사용하기 위한 디자인들이 다양한 형태로 스마트 테크놀러지와 결합되어 제품화되고 있습니다. 또한 스마트 기술은 개인의 건강을 모니터링 하여 건강한 삶을 유지할 수 있도록 돕고 있으며, 의료기 기와 융합하여 위급상황에 대처가 가능하도록 하고 있습니다. 우주공간, 산악 조난과 같은 특수 상황에 적합한 형태로 안전을 도모하는 디자인을 구현하는데 활용됨으로써 인간 생명 존중의 가치를 실현하고 있습니다.

스마트 테크놀러지

결론

바이오디자인은 자연계의 현상 및 물질과 기술에 대한 이해, 그리고 과학분야와의 협업을 바탕으로 디자인의 자원이 될 수 있는 요소를 발견, 적용하여 새로운 가치를 만들어내고, 그 가치가 순환적 진화를 가능하게 하며, 지속가능한 디자인의 방향성을 제시해 줄 수 있는 긍정적 디자인 분야로서 의의를 가집니다.

현재 바이오디자인이 잠재적으로 지향하는 목표는 ‘인간에 의하여 파괴되고 있는 자연환경을 보호하고 인류의 생존을 위한 것’으로 많은 사례를 통하여 대변하고 있습니다. 물론 유사 개념으로 친환경디자인, 서스테이너블디자인, 생태적 디자인 등이 있으나, 친환경디자인은 꼭 바이오를 활용하지 않는 경우에도 성립하며, 서스테이너블디자인은 지속가능성을 높이기 위한 것으로 개선이나 극복의 의미가 약합니다.

또한 생태적 디자인은 바이오디자인과 동의어라 할 수 있을 것입니다. 바이오디자인이 도구적 혹은 방법적 유형으로 있는 것이 문제화되지 않을 수도 있으나 그러기에는 바이오디자인이 지향하는 잠재적 목표는 그 가치가 크고 중요합니다. 그리고 유사 개념의 디자인들과 굳이 변별할 새로운 의미를 찾아야 할 필요가 없다고 생각할 수도 있으나 바이오디자인에서 관찰되는 독자적 영역과 방법, 관점 등은 친환경디자인이나 서스테이너블디자인으로 포함시키기에는 독자성이 강합니다.

이러한 이유로 바이오디자인이라는 용어로 포괄되는 다양한 형식과 방법과 목적들이 디자인들을 보다 명확한 목적지향적 의미로서 구분하여 표현하는 용어를 고민해 보아야 할 것입니다. 다만 바이오디자인 의미의 다의적, 포괄적 특성 때문에 추출된 사례의 한계로 명확하지 않다는 점, 또한 분석한 사례의 범위에 한정된 현상적 결론이라는 점 등의 한계가 있습니다.

이를 극복하기 위하여 애터미 디자인랩에서는 과거로부터 변화해온 바이오의 용어의 해석과 개념에 대한 탐색을 진행하여 아직 불분명한 바이오디자인의 의미 및 개념을 명확히 할 수 있는 단서를 제공하고자 합니다.

 

참고문헌

-강현대(2019), 바이오 아트(Bio-art)와 바이오 디자인(Bio-design)의 변천에 관한 연구

-김지은(2021), 바이오디자인과 활용 기술의 유형 연구

-장성연(2021), 현대 바이오디자인의 현상적 특성

-최성권(2014), 3D 프린팅기술과 건축적 활용. 대한건축학회

-이주현(2014), 스마트 패션의 오늘과 미래. 패션정보와 기술

-이동우, 이성훈(2012), 스마트 기술 기반의 융복합응용 동향 및 미래. 한국디지털정책학회

-공희정(2018), 제4차 산업혁명시대의 디자인과 디자이너 방향성에 관한 기초연구. 한국디지털정책학회

-이재국(1996), 바이오 디자인에 관한 고찰

조회수 57회