한국어판 저자 서문<br/><br/>CHAPTER 1 왜 하필 로봇이지?<br/>물고기가 좋아서 | 현장에서 실험실로 | 청새치는 등뼈를 어떻게 사용할까? | 물고기에 미친 과학자는 무슨 일을 할까? | 만들 수 있으면 이해한 것이다 | 도대체 로봇이 생물학과 무슨 관계인 거지?<br/><br/>CHAPTER 2 진화라는 생명경기<br/>간단한 경기규칙 | 개체는 선택되지만 진화하지는 않는다 | 생명경기는 단체경기 | 차이를 만드는 방법 | 진화적 변화를 어떻게 측정할까? | 로봇이 진화한다 <br/><br/>CHAPTER 3 진화봇을 만들자<br/>반드시 이름부터 지어준다 | 표상을 위한 설계 | 설계질문 1: 어느 동물을 왜 모형화할 것인가? | 설계질문 2: 그 동물의 어떤 성질을 왜 진화봇에 심을 것인가? | 설계질문 3: 그 동물의 세계에서 어떤 성질을 왜 모형화할 것인가? | 설계질문 4: 어떤 선택압을 왜 적용할 것인가? | 설계질문 5: 진화봇과 세계는 (하나로 어우러져) 그 동물과 세계를 어떻게 표상하는가? | 설계질문 6: 진화봇이 대상 동물의 훌륭한 모형인지 아닌지는 어떻게 판단할 것인가? | 코드에 키스를 <br/><br/>CHAPTER 4 생명경기장에 들어선 로봇 물고기<br/>로봇 진화를 위해 모인 열성적 과학자들 | 예상과 다르다? | 진화를 일으키는 세 번째 메커니즘, 내력 | 유전학으로 보는 구조경직도 | 우리를 좌절시킨 구조경직도 | 우연한 발견 | 로봇 물고기 태드로는 무엇을 알려줬나? | 수수께끼는 풀지 못했다 <br/><br/>CHAPTER 5 몸에 새겨진 지능<br/>지능이란 무엇인가? | 태드로는 요령을 안다 | 태드로3는 ‘체화된뇌’를 가지고 있다 | 뇌는 컴퓨터일까? | 뇌의 기초를 다시 살펴보자 | 기본적 감각·운동계로서의 신경회로 | 똑똑한 몸이 있는데 뇌가 왜 필요하지? | 물리적 몸을 가진 행위자 | 잡아먹되 잡아먹히지 말기 <br/><br/>CHAPTER 6 포식자와 피식자 세계의 진화하는 로봇<br/>우선 태드로3의 문제부터 되돌아보자 | 그럼 디지털 시뮬레이션도 해보자 | 이제 진짜로 만들어보자 | 아! 척추골이 있어야지! | 척추동물의 형질들은 독자적으로 진화할까? 맞물려 진화할까? | 태드로4, 정말 근사한 가설 삼총사를 검증해내다 | 이제 잠자리에 들 시간 <br/><br/>CHAPTER 7 진화 트레커, 진화의 방향을 탐색하는 로봇<br/>지도 위에 펼쳐진 진화경관 | 조합의 폭발을 넘어서 | 과거로 향하는 로봇 | 로봇의 지느러미발 만들기 | 지느러미발은 두 개가 나을까? 네 개가 나을까? | 진화 트레커, 마들렌 로봇 | 또다른 진화 트레커 <br/><br/>CHAPTER 8 안녕히, 그리고 로봇 물고기는 고마웠어요<br/>전세계의 로봇 물고기들 | 전쟁을 위한 생체공학 물고기 | 전쟁을 좋아했던 소년 | 전쟁 공부는 이제 그만 | 군을 위한, 진화하는 로봇 | 로봇에 지휘의도를 심을 수 있을까? | 진화봇은 양심이 필요하다 | 닫는말과 여는말-복고미래주의 <br/><br/>감사의글 | 주석 | 찾아보기 | 원어표기<br/>

로봇 물고기 태드로와 함께 한 생물학자의 좌충우돌 실험이야기<br/>1장 왜 하필 로봇이지?는 왜 생물학자가 로봇공학에 발을 들여놓게 되었는지에 대한 이야기다. 어린 시절부터 물고기에 매혹돼 물고기를 쫓아다니던 저자는 도대체 왜 어떤 생물은 척추가 있고, 어떤 생물은 척추가 없으며, 더 나아가 등뼈의 모양은 왜 이다지도 다양한지 너무나 궁금했다(잠깐 용어설명을 하자면, 척주는 척추동물의 목에서 꼬리까지 뻗은 유연성 있는 뼈들의 연쇄를 일컬으며, 척주를 이루는 각각의 뼈들을 척추 또는 척추골이라고 한다. 척추가 없는 척삭도 있다. 척추동물의 조상은 척추 없이 척삭만 있었다고 한다). <br/>그리고 급기야 초기 척추동물의 조상이라고 여겨지는 올챙이 모양의 로봇을 만들고, 이 로봇들이 진화적 압력을 겪고, 짝짓기와 자원을 놓고 경쟁하고, 유전자 변이를 일으키도록 한다. 저자의 가설은 이랬다. ‘등뼈가 뻣뻣할수록 더 빨리 헤엄칠 수 있다. 더 많이 더 빨리 먹이를 먹을 수 있으므로 생존해 짝짓기하고 후손을 남길 확률도 더 높다.’<br/>이제 로봇 물고기를 직접 만들어 가설을 검증할 차례다. <br/>1장에는 요즘 흔히 사용하기도 하고 성능도 훌륭한 컴퓨터 시뮬레이션을 왜 사용하지 않았을까?란 질문도 등장한다. 저자는 자신이 박사논문을 쓸 때 했던 실수를 소개하면서 이렇게 설명한다. <br/>‘물리 모형(현실적으로 만질 수 있는 모형)은 물리법칙을 어길 수 없다.’<br/>모든 컴퓨터 모형이 그런 건 아니지만, 실수했다가는 물리법칙을 어기고서도 멀쩡히 움직이는 모형을 만들 수도 있다. 제대로 된 실험결과를 보이지 않을 것이 분명하다. 반면 실제 물리 모형은 작동을 안 하면 안 했지, 잘못된 결과를 보여주지는 않는다.<br/>2장 진화라는 생명경기는 본격적인 내용에 들어가기에 앞서 상식으로 인정받음에도 만만찮게 오해를 사고 있는, ‘진화’의 개념에 대해 짚고 넘어간다. 저자가 가장 중요하게 강조하는 것은 ‘진화의 방향이 ‘우리 생각에’ 더 낫거나 훌륭하거나 멋진 곳을 향하는 것이 아니’라는 점이다. 진화의 방향은 항상 자신이 속한 환경에 딱 맞는 방향을 향할 뿐이다. 예를 들자면 눈이 없어야 생존확률이 높은 환경이라면 눈이 없어지는 게 진화의 방향이다. <br/>3장 진화봇을 만들자에서는 본격적으로 로봇 물고기를 만들기 전에 반드시 해봐야 할 설계질문 여섯 가지를 소개한다. 저자는 로봇 물고기를 만들기 위해 엔지니어들과 만나면서 ‘엔지니어의 비밀코드’를 알게 된다. 바로 ‘이해하면 만들 수 있다’라는 코드다. 가설을 검증하기 위해 로봇을 만들려는 저자에게는 완전 정반대의 사고방식이지만, 결국 이 비밀코드가 굉장히 도움이 됐다고 밝힌다. <br/>저자가 소개하는 설계질문들은, 이 책에서는 ‘로봇 물고기’지만, 적절히 바꾼다면 다른 실험과 연구에도 적용할 수 있는 기본적이고 핵심적인 질문들이다. 이름짓기의 중요성부터 강조한 저자는 모형화할 동물을 왜 선택할 건지, 그 동물의 어떤 성질을 선택할 건지, 그 동물의 세계에서 어떤 성질을 선택할 건지, 어떤 선택압을 선택할 건지, 하나로 어우러진 그 동물과 그 동물의 세계는 어떻게 표현할 건지, 훌륭한 모형인지는 어떻게 판단할 건지 등의 질문에 차근차근 답해나간다. <br/>4장 생명경기장에 들어선 로봇 물고기에서는 ‘섭이행동을 강화하는 자연선택이 초기 척추동물에서 척추골의 진화를 추동했다’, 다시 말해 먹이를 잘 찾아먹기 위해 척추가 진화했다는 가설을 검증하기 위해 로봇 물고기 태드로 세 마리를 생명경기장(실험실 안 수조)에 풀어놓는다.<br/>그런데 이것이 실험의 묘미이리라. 태드로들이 진화하기는 했지만, 실험 전에 했던 예측과 맞아떨어지지도 않고, 가설도 제대로 검증하지 못한 것이다. 저자와 팀원은 절망과 우울의 나락으로 떨어진다. 만약 여기서 접었다면 이 책은 나오지도 못했을 거다. <br/>저자는 정신을 가다듬고 어디서부터 잘못됐는지 세심히 검토한 끝에 실험 전에는 생각도 못했던 사실을 발견한다. 조금만 설명하자면, 태드로가 먹이를 먹으러 갈 때 직진해 가지 못하고 갈팡질팡하면 마이너스 점수를 줬었다. 그런데 실상은 속도가 빠를수록 갈팡질팡 정도가 커졌던 것이다. 즉 ‘갈팡질팡’은 플러스 점수를 줬어야 하는 사항이었던 거다.<br/>이와 더불어 저자는 새로운 가설을 새운다. 그냥 먹이찾기만으로는 안 된다! 먹되 잡아먹히지 말아야 하는 상황에서 척추가 진화한 것이다! 라는 가설이다. 이렇게 해서 태드로는 포식자-피식자 세계에 던져진다.<br/>5장 몸에 새겨진 지능에서 저자는 우리의 고정관념을 깨트린다. 초기 척추동물의 조상을 모형화한 태드로는 멋들어지게 생긴 로봇은 아니다. 바가지 같은 머리에 눈 역할을 하는 센서 하나, 빛의 세기와 꼬리 움직임을 담당하는 작은 마이크로컨트롤러, 뻣뻣한 정도를 바꿀 수 있는 꼬리로 이루어진, 어찌 보면 장난감 같은 로봇이다. 뇌 같은 건 없다. 그런데 이 대단찮은 로봇이 스스로 먹이를 쫓고, 경쟁하고, 진화했다. <br/>저자는 여기서 ‘지능’에 대해서 다시 생각해보길 제안한다. 그리고 ‘체화된 뇌’라는, 다소 생경한 개념을 소개한다. 몸에도 지능이 있다! 아니, 몸만 있어도 지능을 발휘한다. 언뜻 상상이 가지 않지만, 저자는 평범한 우리의 몸이 지능을 발휘하는 데 얼마나 큰 역할을 하고 있는지 설명하면서 ‘똑똑한 몸’을 강조한다. 이는 인공지능에 대한 생각으로 옮겨간다. <br/>인공지능 하면 엄청난 계산능력과 학습능력을 가진 슈퍼컴퓨터를 떠올리지만, 간단한 몸을 가지고 물리적 세상과 상호작용하는 것만으로도 지능을 발휘하고 심지어 발전까지 시킬 수 있다면? 인공지능에 대해 다시 생각해볼 여지가 충분하지 않을까?<br/>6장 포식자와 피식자 세계의 진화하는 로봇에서는 포식자-피식자 세계에서 고군분투하는 태드로4를 소개한다(정확히는 포식자 태디에이터와 피식자 프레이로로 이뤄진다). 지금까지 소개한 태드로3는 진화를 하기는 했지만, ‘섭이행동을 강화하는 자연선택이 초기 척추동물에서 척추골의 진화를 추동했다’는 가설을 검증하지 못했다. 그래서 저자는 ‘먹되 먹히지 않아야 하는 환경이 척추골의 진화를 추동했다’라는 새로운 가설을 세운다. 이 장에서는 저자와 동료들이 이전 실험을 꼼꼼히 돌아보고, 새로운 실험을 설계하고, 실험을 더 낫게 만들어줄 생체모방형 척주 모델들을 만들고, 실패하고, 타협하는 이야기가 펼쳐진다. 그리고 결국 가설 검증에 성공한다.<br/>7장 진화 트레커, 진화의 방향을 탐색하는 로봇에서는 로봇 물고기 태드로 이후의 이야기다. 태드로는 가설 검증에 성공했지만, 그렇다고 로봇 물고기에 대한 연구가 끝난 것은 아니다. 태드로가 진화한 것은 맞지만, 어차피 우리는 넓고 넓은 진화경관 안에서 우리가 목격한 단 하나의 여정만 알 수 있을 뿐이다. 무수히 많은 나머지 경우의 수는 알 수가 없다. 예를 들자면 앞서의 실험에서 태드로들은 꼬리의 척추골(이라고 가정한 고리들)의 개수가 평균 5.7을 넘지 않았다. 왜일까? 하필 그보다 적지도 않고 많지도 않은 5.7일까? 그보다 많으면 세상이 끝장이라도 나나? 저자의 궁금증은 끝나지 않았다. 그래서 저자는 또 하나의 로봇 물고기를 시도한다. 프랑스빵 마들렌을 닮은 마들렌이다. 이 로봇은 진화여정을 탐색한다고 해서 진화 트레커라고 불린다. <br/>이 장에서는 옛날에 사라진 척추동물을 모형화한 마들렌이 두 발 지느러미를 사용하는 게 나았을지 네 발 지느러미를 사용하는 게 나았을지 실제로 보여준다. 그리고 역시나 실험이 그렇듯 의외의 사실을 밝혀낸다.<br/>8장 안녕히, 그리고 로봇 물고기는 고마웠어요에서는 전세계의 로봇과 로봇 물고기 연구에 대해 소개한다. 또한 앞으로 전쟁의 양상을 바꿀지도 모를 로봇 군사, 특히 자체로 진화하는 로봇에 대한 이야기도 비중 있게 소개한다. <br/>저자가 마지막 장에서 덧붙인 이야기는 자신의 연구가 어느 정도 미 해군연구국이나 다르파(DARPA, 방위고등연구계획국)의 지원을 받아 진행하고 있다는 점, 그 점은 한국을 포함해 로봇을 연구하는 곳이라면 전 세계적으로 비슷한 양상을 띠고 있다는 점, 앞으로의 전쟁에 무기로서 또 군사로서 진화하는 로봇이 광범위하게 사용될 가능성이 높다는 점이다.<br/>그렇기 때문에 로봇에는 양심이, 사람에게 요구되는 것 이상의 양심이 요구된다고 강조하고 또 강조한다.<br/><br/>안녕히, 그리고 로봇 물고기는 고마웠어요<br/>저자는 마지막 장에서 군사용 로봇을 중요하게 다루면서도 “진화하는 로봇 물고기에서 시작해 군사용 로봇으로 끝내고 싶지 않다”고 안타까워한다. 로봇 기술이 하루가 다르게 발전하고 있기 때문에 그 쓸모도 넓어졌다. 《다윈의 물고기》에서처럼 멸종동물을 모형화해 진화의 길을 찾아갈 수도 있지만, 시시때때로 상황이 변화는 전장에서 진화해가며 전투를 벌이는 로봇이 될 수도 있다. 로봇이 무엇이 될지는 사용하는 사람에 달렸다. <br/>그래도 일단은 저자와 ‘너드들’이 기발한 상상력과 집중력과 성실함을 발휘하며 보여준 멸종된 동물의 진화여정은 즐겨볼 만한 것이다. 우리는 《다윈의 물고기》를 통해 진화와 로봇, 로봇의 지능, 그리고 생명 자체에 대해 알고 있던 모든 것을 다시 생각하게 될 것이다.<br/>

해양생물학자가 쓴 로봇공학 책이라면 좀 수상쩍게 들리겠지만, 《다윈의 물고기》는 전혀 그렇지 않다. 존 롱은 멸종 척추동물의 진화라는 경이롭고도 방대한 세계로 우리를 데려간다. 롱의 연구가 혁신적인 것은 전산생물학에서 으레 쓰는 소프트웨어 시뮬레이션이 아니라 물리적으로 체화된 로봇을 모형으로 활용하고, 이를 적극적으로 옹호하기 때문이다. 이 책을 읽으면서 그의 수다에 여러 번 웃음을 터뜨렸다. 하지만 가벼움 아래에는 생체모방학에 대한 확고하고도 강력한 논증이 깔려 있다. 탄탄하고 단도직입적인 책이다. 《다윈의 물고기》 덕에 생체모방학이 한 걸음 더 나아갔다. 한 가지 더, 이 책에서는 과학적 서술과 유머 사이사이로 과학철학의 보석이 교묘하게 숨겨진 채 빛을 발한다. ― 《네이처》

존 롱이 솜씨 좋은 이야기꾼이기는 하지만, 이 책은 단순한 물고기 이야기가 아니다. … 그는 로봇이 생물의 물리적 모형이 될 수 있고, 진화하는 생물로봇에서 생물의 진화에 대한 실마리를 얻을 수 있으며, 로봇의 상호작용으로 (포식자와 피식자 같은) 공진화의 역학을 이해할 수 있음을 보여준다. 《다윈의 물고기》는 과학이 언제나 모험이며 신기술이 우리를 미지의 세계로 더 빨리, 더 멀리 데려간다는 사실을 일깨운다. ― 《뉴 사이언티스트》

존 롱이 올챙이 로봇 태드로를 설계하고 실험하는 과정은 흥미진진할 뿐 아니라 수준 높은 과학을 이해하는 남다른 통찰을 담고 있다. … 예상치 못한 실험결과를 해석하는 과정에서 롱은 유쾌한 유머감각과 더불어 과학적 발견과 우아한 진화 메커니즘에 대한 경외감과 열정을 보여준다. 본격 과학서를 읽는 독자들에게 이 책은 기술과 생물학의 만남을 탐구하는 매혹적인 여행이 될 것이다. ― 《퍼블리셔스 위클리》

실험실에서든 부엌에서든 무언가를 만들어보면 그것이 어떻게 작동하는지에 대해 이해가 넓어진다. 이 책에서 존 롱은 헤엄치는 로봇을 만들어 헤엄치는 물고기의 진화를 더욱 잘 이해하게 된 이야기를 들려준다. 그의 모형은 먹이를 찾거나 먹이가 되지 않는 능력에 자연선택 과정이 작용하는 방식을 고스란히 구현한다. 이 책은 좌충우돌하는 진짜 세상에서의 과학에 대한 개인적 기록이다. 늘 깔끔하지는 않지만, 해보면 매우 중독성 있고 읽어보면 매혹적인 일, 바로 우리 실험과학자들이 하는 일에 대한 책이다.
― 스티븐 보겔Steven Vogel(듀크대학 제임스 B. 듀크 석좌교수)

존 롱의 매혹적인 책 《다윈의 물고기》에서 로봇은 우리의 과거, 현재, 미래를 열어주는 열쇠를 가지고 있다. 롱은 생물학과 공학의 경계에서 흥미진진한 과학이야기를 들려주며 과학연구가 어떻게 이루어지는지, 새로운 아이디어가 어떻게 탄생하는지, 뜻밖의 장소에서 어떻게 우리 자신에 대한 통찰이 생길 수 있는지 보여준다.
― 닐 슈빈Neil Shubin(시카고대학, 《내 안의 물고기》 저자)