Background Preview
생체모방은 자연의 겉모양을 장식적으로 베끼는 일이 아니라, 생물이 오랜 시행착오를 통해 얻은 기능적 해결책을 분석해 인간의 문제에 적용하는 과정입니다. 벨크로는 도꼬마리의 갈고리, 기능성 도료는 연잎의 자정 구조, 신소재 연구는 거미줄의 강도와 탄성을 모방합니다. 이러한 접근은 적은 자원으로 효율을 얻으려는 청색기술의 토대가 됩니다.
중심 질문: 자연의 구조를 관찰하는 일이 어떻게 새로운 제품의 설계 원리로 전환되는가?
출처: Biomimicry: Innovation Inspired by Nature — Janine M. Benyus
Read And Listen
[Ⅰ] Biomimicry comes from bios, meaning “life,” and mimesis, meaning “to imitate.” It is a fairly new science that studies nature for ways to answer the needs of humans. According to author and biomimicry expert Janine Benyus, nature has already invented many processes and products far superior to what humans have created. Benyus says that animals, plants, and microbes are the “consummate engineers.” They have discovered through trial and error what works and what doesn’t. Most important, they have figured out what lasts. Two examples of biomimicry are the airplane and the telephone. The Wright brothers studied birds to learn how they fly. Inventor Alexander Gramham Bell imitated the human tongue and eardrum to create his original telephone speaker and receiver. [Ⅱ] Velcro is another famous example of biomimicry. One summer day in 1948, Swiss inventor George de Mestral took his dog for a hike. They both returned from their walk covered in burrs. De Mestral studied one of the burrs under his microscope and discovered it was covered with tiny hooks. The hooks grabbed the loops in the fabric of the clothing and stuck. From studying the burrs, De Mestral got the idea to develop a hook and loop fastener made by nylon. He called it Velcro, a combination of the words velour and crochet. In 1955, he patented his design. Today, of course, Velcro is a multimillion-dollar company. [Ⅲ] Yet another example of a product conceived through biomimicry is a house paint called Lotusan. This paint mimics the self-cleaning properties of the lotus flower’s leaves. German botanist Dr. Wilhelm Barthlott discovered this process when he noticed that a lotus leaf is covered with tiny points. When a speck of dirt lands on the leaf, it perches atop those points. Then, as water flows over the leaf, it easily picks up the dirt and carries it away. Lotusan is guaranteed to stay clean for five years without washing. [Ⅳ] In the world of biomimicry, another major goal is to recreate spider silk. This substance is five times as strong as steel, yet remains light and elastic. Thus researchers are studying how spiders spin silk. So far, they know only that spiders first eat and digest insects for protein. Glands in the spider’s body then add water to the proteins to create a wet solution. When the spider squirts this wet solution through a tiny opening, the soluble proteins turn into an insoluble fiber, a strand of silk. This last step of the process is the secret scientists hope to be able to unlock and duplicate.
Shadowing Focus
- It is a fairly new science that studies nature for ways to answer the needs of humans.
- They have discovered through trial and error what works and what doesn’t.
- De Mestral studied one of the burrs under his microscope and discovered it was covered with tiny hooks.
- This paint mimics the self-cleaning properties of the lotus flower’s leaves.
- This substance is five times as strong as steel, yet remains light and elastic.
Structure Map
| 요소 | 핵심 내용 |
|---|---|
| Topic | 자연의 기능적 전략을 제품 설계에 적용하는 생체모방 |
| Thesis | 자연은 검증된 해결 전략의 저장소이며, 구조와 과정을 이해하면 인간의 기술 문제를 풀 수 있다. |
| Evidence | 새와 전화기, 도꼬마리와 벨크로, 연잎과 Lotusan, 거미줄 신소재 |
| Contrast | 단순한 외형 복제와 작동 원리의 기능적 모방 |
| Concession | 거미줄 생성의 마지막 단계처럼 아직 완전히 복제하지 못한 과정도 있다. |
| Conclusion | 관찰에서 원리를 추출하고 소재와 공정으로 옮기는 것이 생체모방 혁신의 핵심이다. |
문단별 기능
- 첫 문단: 생체모방을 정의하고 자연을 검증된 공학자로 제시한다.
- 둘째·셋째 문단: 미세 구조의 관찰이 벨크로와 자정 도료로 이어진 사례를 설명한다.
- 넷째 문단: 거미줄의 탁월한 성질과 아직 해결되지 않은 복제 과정을 제시한다.
B2-C1 어휘와 구문
- consummate engineers: 모든 면에서 완숙한 공학자
- trial and error: 시행착오
- hook and loop fastener: 갈고리와 고리 구조의 접착 장치
- self-cleaning properties: 오염을 스스로 제거하는 성질
- soluble / insoluble: 용해되는 / 용해되지 않는
far superior to what ...: 비교 기준보다 훨씬 우월함을 나타낸다.When ..., the soluble proteins turn into ...: 조건이 충족될 때 물질 상태가 바뀌는 과정을 설명한다.
CSAT Challenge
1. 빈칸 추론
The examples in the passage show that biomimicry begins by ______.
① identifying a useful natural mechanism and translating it into design
② replacing observation with unrestricted imagination
③ copying only the visible color of an organism
④ proving that artificial materials always outperform nature
⑤ avoiding products whose biological process is not fully known
2. 문장 삽입
다음 문장이 들어가기에 가장 적절한 곳은?
In each case, a close look at a small natural structure revealed a practical function.
① 생체모방의 어원을 설명하기 전
② 비행기와 전화기의 사례를 제시하기 전
③ 벨크로와 연잎 도료의 두 사례를 설명한 뒤
④ 거미줄의 강도를 언급하기 전
⑤ 거미줄 복제의 미해결 단계를 설명한 뒤
3. 함축 의미
윗글에서 자연의 생물을 consummate engineers라고 부른 의미로 가장 적절한 것은?
① 생물은 인간이 만든 특허를 법적으로 소유한다.
② 자연의 구조와 과정에는 오랜 시행착오로 검증된 기능적 해법이 축적되어 있다.
③ 모든 생물은 의식적으로 기계를 설계한다.
④ 자연의 산물은 어떤 조건에서도 실패하지 않는다.
⑤ 공학 연구는 생물 관찰 없이도 완성될 수 있다.
Answer Lab
정답과 근거 분석 보기
1. 빈칸 추론
정답: ①
- 근거: 각 사례는 갈고리, 미세 돌기, 단백질 섬유와 같은 자연의 작동 원리를 관찰한 뒤 제품이나 소재로 옮깁니다.
- ①: 관찰, 기능 파악, 설계 전환의 공통 구조를 요약합니다.
- ②: 모든 사례는 정밀한 관찰에서 출발합니다.
- ③: 모양 자체가 아니라 결합, 자정, 강도 같은 기능이 핵심입니다.
- ④: 자연이 인간 제품보다 우수한 사례가 많다는 것이지 인공 재료의 우월성을 말하지 않습니다.
- ⑤: 거미줄처럼 미해결 과정도 적극적인 연구 대상입니다.
2. 문장 삽입
정답: ③
- 근거:
each case는 직전에 나온 도꼬마리의 작은 갈고리와 연잎의 작은 돌기를 함께 받습니다. 두 사례를 일반화한 뒤 거미줄이라는 새 사례로 넘어가는 위치가 자연스럽습니다. - ①: 지시 대상이 아직 등장하지 않았습니다.
- ②: 작은 구조 사례가 제시되기 전이라
each case가 성립하지 않습니다. - ③: 두 미세 구조 사례를 정확히 요약합니다.
- ④: 거미줄 하나만을 받게 되어 복수 표현의 효과가 약해집니다.
- ⑤: 문단 전체의 결론 뒤에 놓이면 다음 전개를 연결하지 못합니다.
3. 함축 의미
정답: ②
- 근거: 바로 뒤에서 자연은 시행착오를 통해 무엇이 작동하고 지속되는지 알아냈다고 설명합니다.
- ①: 법적 특허 주체라는 뜻이 아닙니다.
- ②: 비유의 근거인 검증된 문제 해결 능력을 반영합니다.
- ③: 의식적 설계가 아니라 진화적 과정의 결과입니다.
- ④: 자연의 모든 결과가 무조건 완전하다는 절대화는 없습니다.
- ⑤: 글은 생물 관찰을 혁신의 출발점으로 봅니다.
교사용 설명
사례를 제품 이름으로만 암기하지 말고 structure → function → application으로 정리하게 하세요. 도꼬마리의 갈고리는 결합, 연잎의 돌기는 오염 제거, 거미 단백질은 강도와 탄성으로 이어집니다. 이 공통 구조를 잡으면 빈칸과 삽입 문제를 함께 해결할 수 있습니다.
Knowledge Links
- 사물인터넷과 연결 시스템 - 센서 기반 혁신과 자연 기반 혁신을 비교합니다.
- 세포내 공생과 공생 진화 - 자연에서 발견되는 협력 구조를 확장합니다.
- 단백질 합성과 생물학적 공장 은유 - 단백질과 공장 은유가 설명에 쓰이는 방식을 연결합니다.
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