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척! 보면 동물뼈인지 사람뼈인지 안다?!

2012년 6월, 수원지방검찰청은 끔찍한 살인을 저지른 오원춘의 집을 조사하던 중 뼛조각 11개를 발견했어요. 당시 수사관들이 뼛조각을 자세히 분석한 결과 황당하게도 사람의 뼈가 아니라 닭과 돼지의 뼈로 밝혀졌지요. 이처럼 범죄 현장에서 두개골이 아닌 뼛조각들을 발견했을 때, 맨눈으로 이것이 동물의 뼈인지 사람의 뼈인지 구별하는 일은 어렵답니다.

그런데 동물의 뼈와 사람의 뼈를 맨눈으로 구별하는 방법이 있어요. 바로 뼈의 특징을 이용하는 거예요. 우선 뼈의 길이를 재어 구별할 수 있지요. 허벅지 안에 있는 넙적다리뼈를 비교해 보면 보통의 애완동물이나 고라니, 너구리 등보다 사람의 뼈가 훨씬 길거든요.

하지만 어린아이의 뼈인 경우 길이만으로 알 수 없겠죠? 그땐 어깨뼈나 *척주를 비교해 보면 된답니다. 2족 보행을 하는 사람의 어깨뼈엔 편평한 면에서 튀어나온 부분이 가로로 놓여 있어요. 반면, 4족 보행을 하는 동물의 어깨뼈엔 세로로 위치해요. 또 사람의 척주와 동물의 척주를 비교했을 때, 동물의 극돌기가 사람보다 훨씬 튀어나와 있어요.

실제로 과학수사대원들은 신체 각 부분의 뼈 모양과 이름을 배우고, 조립도 해보는 교육을 받는답니다.

[*흉추 : 가슴 부분에 있는 척추뼈. * 척주 : 우리 몸통의 세로축을 이루는 척추뼈와 연골 기둥.]
 

파리는 고기를 좋아해~

13세기 중국 변호사인 ‘성 쭈’가 쓴 책에는 처음으로 법곤충학을 이용해 사건을 해결한 사례가 기록돼 있어요. 한 사람이 낫에 베여 죽었다는 사실 외엔 아무런 단서가 없는 살인사건이었죠. 이때 이 마을의 판사는 마을 사람들에게 모두 각자의 낫을 가져오도록 했답니다. 그러자 유독 한사람의 낫에만 파리가 모여들었지요. 칼날부분에 작은 살 조각이 묻었기 때문이에요. 결국 알을 낳기 위해 낫 주변을 맴돌던 파리 덕분에 판사는 살인사건을 저지른 범인에게 자백을 받아낼 수 있었답니다.

위 이야기처럼 실제로 생물체가 죽으면 그 곳에 파리와 딱정벌레 등의 곤충이 찾아와요. 그러면 이 곤충들을 통해 사망일을 추정할 수도 있고, 사체가 독극물을 먹었는지도 알 수 있죠. 게다가 특별히 습하고 따뜻한 부위가 아닌데 곤충이 몰려 있다면 그곳이 상처 부위란 것도 알 수 있답니다.





사망일을 알려 주는 파리

사망일을 추정할 때는 구더기가 유용하게 쓰여요. 검정파리나 금파리과 파리들은 생물체가 죽은 뒤 빠르면 1시간 30분 정도가 지나 바로 사체에 알을 낳거든요. 특히 사체의 콧구멍이나 귓구멍, 상처 부위 등이
파리들에게 인기 산란 장소랍니다.

이렇게 파리가 사체 위에 알을 낳고 하루 정도가 지나면 이곳에서는 몸길이가 0.2cm 정도 되는 구더기들이 태어나요. 그 뒤부터 이 구더기들은 번데기가 되기 전까지 사체를 먹으며 자라죠. 그리고 다 자라면 파리가 되어 날아간답니다.

이때, 구더기가 자라는 정도는 주변 온도의 영향을 많이 받아요. 이런 성장 속도와 온도의 관계를 정리한 것이 ‘유효적산온도의 법칙’이죠. 이 법칙을 식으로 나타내면 ‘(성장 시간) × (성장 온도)-(성장이 멈추는 낮은 한계 온도)=온시도(˚H)’예요. 온시도는 성장 정도에 따라 이미 값이 정해져 있어요. 그래서 환경정보를 통해 성장 시간을 알아낼 수 있지요.

따라서 법곤충학자들은 사망일을 알기 위해 우선 사건 현장에서 가장 많이 자란 구더기의 크기를 재요. 그뒤 구더기가 자라는 동안 기온이 어떻게 변했는지를 알아보죠. 그러면 발견 당시부터 거꾸로 날짜를 헤아려 맨 처음 파리가 알을 낳았을 때 즉, 생물체가 죽은 날을 알아낼 수 있어요.

고려대 법의학교실 신상언 연구원은 “곤충을 이용한 사망일 추정은 92% 정도 정확하다”고 말했어요.

직접 그린 그림부터 3D 몽타주까지

범죄 현장에 아무런 단서도 남아 있지 않고 사건을 직접 본 목격자만 있을 때, 목격자의 증언에 따라 그린 몽타주는 유일한 단서가 돼요. 몽타주란 말은 ‘조합하다’라는 뜻의 프랑스어 ‘Montor’에서 유래했어요. 목격자가 범인의 눈, 코, 입을 각각 설명하면 형사가 그것들을 한 얼굴에 조합해 범인의 몽타주를 만들기 때문이지요.

1975년 우리나라 경찰에서는 화가를 특채 몽타주 요원으로 뽑았어요. 범인의 생김새에 대한 설명을 듣고 그림으로 잘 그려야 했기 때문이죠. 하지만 1995~1999년 까진 미국에서 수입한 몽타주 프로그램을, 그리고 1999년부터는 한국인의 얼굴형, 눈, 코, 입 모양 등을 모은 몽타주 프로그램을 사용하면서 손으로 직접 그린 몽타주는 더 이상 볼 수 없게 됐답니다.

현재 몽타주 요원들은 1999년부터 지금까지 사용되는 몽타주 프로그램을 이용해요. 목격자들이 컴퓨터 모니터를 보면서 범인의 얼굴형, 눈, 코 등을 고르면 그걸 합성하는 식이죠. 그런데 눈, 코, 입 등 얼굴의 각 부위가 서로 다른 사진을 잘라내 만들었기 때문에 한 얼굴로 합성했을 때 밝기가 서로 달라 부자연스러웠답니다. 게다가 얼굴의 정면만 그릴 수 있다는 단점도 있고요.

[현재 우리나라 경찰들이 주로 사용하고 있는 2차원 몽타주 프로그램.]

그런데 최근 한국과학기술연구원 김익재 박사팀은 이런 단점을 해결할 수 있는 3차원 몽타주 프로그램 ‘폴리 스케치’를 개발했어요. 얼굴의 각 부분을 고른 뒤 조합한다는 점에선 2차원 몽타주 프로그램과
비슷하지만 눈, 코, 입이 모두 같은 프로그램으로 그려져서 자연스럽게 합쳐지죠.

또 폴리 스케치에는 인상을 미묘하게 바꾸는 ‘인상 변환’ 기술과, 나이를 변화시켜 볼 수 있는 ‘나이 변환’ 기술이 있어요. 예를 들어 몽타주를 더 나이 든 모습으로 바꿀 때 사람의 얼굴 중 주름이 많이 생기는
입 주변 2군데와 이마 1군데에 주름을 더하는 식이에요. 또 피부 변화가 두드러지는 9곳의 피부가 쳐지도록 만들기도 해요.

이때 얼만큼 바뀌도록 하느냐는 빅데이터가 결정해요. 김익재 박사팀에서 한국인400명의 얼굴 자료를 모아 얼굴형 별로 나이가 들면서 어떻게 변하는지 파악하고 그 변화값을 함수로 만들었거든요. 폴리 스케치는 이 함수를 따라 각 얼굴형 별로 나이가 들면서 어떻게 변하는지 파악한답니다.

김익재 박사는 “3차원 몽타주 기술을 미아 찾기에 활용할 것”이라고 말했어요.

유전자로 그리는 몽타주

작년 6월, 홍콩 거리의 전광판에는 몇 명의 몽타주가 공개됐어요. 3D로 그려진 얼굴 아래엔 담배꽁초나 휴지 등이 그려져 있었지요. 이 사람들은 누구일까요?

놀랍게도 이 몽타주는 쓰레기를 주워 그린 거예요. 담배꽁초나 코를 푼 휴지 등에서 유전자 정보를 얻어 이 쓰레기를 버린 사람의 생김새를 알 수 있거든요. 이때 유전자 정보만으로는 머리카락 색깔, 눈동자 색깔, 피부 색깔, 성별, 인종, 주근깨 유무, 이렇게 6가지 정보만을 알아낼 수 있답니다.

홍콩 거리에 공개된 몽타주도 유전자에서 얻어낸 정보로 얼굴 전체를 그린 건 아니에요. 쓰레기를 아무렇게나 버리지 말자는 메시지를 전달하기 위해 ‘홍콩 클린업’이라는 환경 보호 단체의 자원봉사자들이 자신의 얼굴을 공개한 거죠.

KIST 김익재 박사는 “유전자로 그린 몽타주를 연구하기 위해서는 많은 사람들의 유전자 정보가 필요한데, 유전자 정보도 일종의 개인 정보이기 때문에 아직까지 이를 연구하기엔 한계가 있다”고 말했답니다.
 

기억을 되살리는 최면수사

2012년, 한 남자가 골목길에서 여고생을 때리고 도망갔어요. 경찰은 범인을 잡기 위해 여고생에게 범인의 차번호를 물어보았지만 정확하게 기억하지 못했답니다. 그러자 경찰은 이 사건을 국립과학수사연구
원의 최면수사 전문가에게 의뢰했지요.

최면 상태가 되면 마음이 편안해지고 최면 수사관이 유도하는 내용에 집중할 수 있게 돼요. 그래서 목격자가 상황을 정확하게 기억하지 못할 때 최면 수사를 활용하죠. 하지만 아직 최면의 효과가 과학적으로 정확히 밝혀지지 않았기 때문에 참고용으로만 쓰인답니다.

위 여고생의 경우에도 최면 수사가 참고용으로 사용돼 범인을 잡는 데 도움을 준 경우예요. 여고생은 원래 자동차 번호를 ‘12□4’로 기억해냈어요. 하지만 최면 상태에 빠진 여고생에게 최면 수사관이 1~9사이의 숫자를 하나씩 불러 주자, 이전엔 기억하지 못했던 숫자 5에서 뇌파가 크게 변했답니다. 결국 경찰은 차번호가 1254인 차량의 주인을 찾아 범인을 검거할 수 있었죠.

국립과학수사연구원 법심리과의 함근수 실장은 최면상태에서 변하는 뇌파를 분석해 최면 수사의 효과를 증명하려고 노력하고 있어요. 최면 상태에서 사건과 관련된 정보를 들려 주거나 보여 줬을 때 뇌파가 어떻게 변하는지 등을 연구해 논문으로 내기도 했답니다.

함 실장은 “아직 뇌파 분석만으로 최면의 효과를 단정하긴 어렵다”며, “앞으로 더 많은 사례를 통계로 분석할 예정”이라고 말했어요.

뽀삐의 냄새만 있으면 돼!

2014년 3월, 전남 곡성의 한 저수지로 낚시를 간 여성이 사라졌어요. 경찰은 광주지방경찰청의 체취증거견인 ‘메시’를 저수지로 데려갔죠. 저수지 이곳저곳을 누비며 현장을 살펴보던 메시는 결국 그곳에서 사라진 여성의 피와 머리카락이 묻은 증거물을 찾아냈답니다.

이처럼 체취증거견은 냄새 하나만으로 범인의 흔적을 찾아내요. 이렇게 냄새만으로도 충분한 이유는 개가 사람보다 약 10만 배 더 냄새를 잘 맡기 때문이에요. 개는 사람보다 100배 더 많은 후각세포를 갖고 있거든요.

우리나라에도 15마리의 체취증거견이 활동하고 있어요. 저먼 셰퍼드, 벨지안 마리노이즈, 래브라도 리트리버, 골든 리트리버 4종이 전국 9개 지방경찰청에 배치돼 있지요. 이들은 모두 1살이 되기 전부터 9개 지방경찰청의 체취증거견 전문 훈련관인 핸들러 경찰관의 손에서 자랐답니다. 모두 2년 이상의 체취 판별
훈련을 받아 체취증거견이 됐죠. 2013~2015년까지 후각만으로 15건의 강력사건을 해결했답니다.

냄새로 지뢰를 찾는다

체취증거견이 후각만으로 범인의 흔적을 찾듯 냄새로 지뢰를 찾는 쥐가 있어요. 벨기에의 비영리단체인 ‘아포포’에서 훈련시키는 ‘영웅쥐(HeroRATS)’가 그 주인공이죠.

아프리카에는 내전이 자주 일어나기 때문에 지뢰가 설치된 지역이 많아요. 게다가 땅 속에 묻혀 있는 지뢰는 밟기 전까진 발견하기 어려워 많은 사람들이 피해를 입고 있지요. 2014년에만 해도 아프리카에서 지뢰 때문에 다치거나 사망한 사람이 3678명이나 될 정도랍니다.

그런데 몸무게가 1kg 정도 나가는 자그마한 영웅쥐가 아프리카의 탄자니아, 모잠비크, 그리고 아시아의 캄보디아 등지에서 후각만으로 약 6만 8380개의 지뢰를 찾아냈어요. 몸이 가벼운 덕분에 지뢰를 밟아도 안전하기 때문에 지뢰밭을 마음껏 누비며 지뢰를 찾아낼 수 있었죠.

이 쥐들은 태어난 뒤 1달이 됐을 쯤부터 지뢰 속에 들어 있는 폭탄 물질인 ‘트라이나이트로돌루엔(TNT)’의 냄새를 기억하고 찾을 수 있도록 훈련 받아요. 처음엔 쥐들이 TNT 냄새를 맡기만 해도 ‘딸깍’ 하는 소리를 내고 바나나를 보상으로 줘요. 그러다 점점 이 냄새가 나는 곳을 찾아내면 소리를 내고 바나나를 주는 식으로 학습시키지요.

아포포에서는 살모넬라균 감염자를 찾거나 붕괴 현장에서 피해자를 찾는 등 앞으로 더 다양한 분야에 영웅쥐들을 활용할 예정이랍니다.
 

 

“어머! 네가 우리 뽀삐를 돌봐 준 아이구나!”
차의 문을 벌컥! 열었더니 글쎄, 뽀삐가 어떤 여자의 품에 너무 행복한 모습으로 안겨 있는 거야. 알고 보니 뽀삐를 데려간 사람은 원래 뽀삐의 주인이었어!
사실…, 상처 입은 강아지가 며칠째 공원에 있길래 누군가 버린 유기견인 줄 알고 뽀삐를 데려다 키웠거든. 그런데 주인은 계속 뽀삐를 찾고 있었대. 난 그냥 돌아설 수 밖에 없었지.
그래도, 능력자들 덕분에 뽀삐가(훌쩍)살아 있단 걸 확인했으니(훌쩍) 난 그걸로 되…긴 뭐가 돼! 으앙~! 뽀삐야~, 행복하게 잘 살아야 해~!










도움 : 순천향대 홍성욱 교수, 박대균 교수, 경기지방경찰청 제 2청 김영삼 검시관, 서울대 의대 이원준 교수, 고려대 의대 법의학교실 신상언 연구원, 경찰청 예수조 경위, 서울지방경찰청 이창 호 경위, KIST 김익재 책임 연구원, 국립과학수사연구원 함근수 실장, 부산지방경찰청 김도형 경사, APOPO, Parabon Nanolabs