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생명체와 교감하는 초소형 소프트 로봇 등장
생명체와 교감하는 초소형 소프트 로봇 등장
  • 김정호 기자
  • 승인 2021.10.14 10:54
  • 댓글 0
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아주대 자연모사연구실 개발...14일 사이언스 로보틱스에 연구성과 게재
생체 내에서 진단과 치료 병행하는 의료로봇으로 활용 가능

생명체와 교감하는 초소형 소프트 로봇이 개발됐다.

돼지 혈관이나 달팽이 알 등 민감한 대상을 손상시키지 않고 잡아 맥박이나 심장박동을 비롯한 생체 신호를 측정할 수 있는 다섯 손가락 형상의 초소형 로봇이다.

단순히 측정만 하는 것이 아니라 자극도 줄 수 있어 체내에서 진단과 치료를 동시에 수행하는 초소형 의료로봇으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 

연어 알을 마치 손으로 쥐듯 잡고 생체신호를 측정하는 소프트 그리퍼

과학기술정보통신부(장관 임혜숙)는 아주대학교 자연모사연구실 연구팀이 과기정통부 개인기초연구 사업 지원을 받아 사람 손 형상의 초소형 소프트로봇 '그리퍼'를 개발했다고 14일 밝혔다. 

연구팀에는 한승용, 강대식, 고제성 교수가 참여했다. 연구 성과는 로봇 분야 국제학술지 사이언스 로보틱스 14일 04시에 게재됐다.

기존 그리퍼는 단순히 대상을 잡는 용도라 주로 단단한 물질로 만들었기 때문에 부드러운 대상을 잡는데는 한계가 있었다. 대상으로부터 신호를 받기 위한 센서를 탑재하려면 부피가 커져서 작은 대상을 잡는데 어려움이 있었다.

소프트 그리퍼를 이용한 달팽이 부화 촉진 및 생체 신호 측정 과정
소프트 그리퍼를 이용한 달팽이 부화 촉진 및 생체 신호 측정 과정

이에 연구팀은 경도와 연성을 조절할 수 있는 형상기억폴리머를 소재로 채택해 피부 성질과 비슷한 기계적 특성을 구현했다. 도 아주 얇은 은나노선과 레이저 공정을 활용해 센서 크기를 줄여 5㎜ 이하 크기의 로봇을 만드는데 성공했다. 센서는 대상의 미세한 움직임을 측정하는 동시에 은나노선을 통해 대상에 열적 자극도 전달할 수 있도록 설계, 양방향 입출력이 가능하도록 했다.

이 로봇으로 직경이 3㎜도 안되는 달팽이 알을 터트리지 않고 잡아 열을 가해 부화시키는데 성공했다. 부화과정에서 발생하는 미세한 기계적 움직임을 측정하고, 부화 직후에는 달팽이의 미세 심장 박동수까지 측정했다.

돼지 혈관을 상처를 내지 않고 잡아 맥박을 측정하기도 했다. 연구팀은 이를 "마이크로 단위 미세유기체를 상처없이 잡아 미세 생체신호를 측정한 최초 사례"라고 설명했다.

연구에 참여한 한승용 교수는 "기존 그리퍼는 잡은 대상의 반응만 측정하지만 이번에 개발한 그리퍼는 측정과 동시에 자극도 줄 수 있어 의료 분야에서 진단 및 치료 과정을 모니터링하는데 활용할 수 있을 것"이라며 "향후 후속 연구를 통해 약물전달 및 무선동작 등 기능을 추가할 예정"이라고 말했다.

 

 

 

  


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