전기 없이 움직이는 ‘바이오 로봇’ 개발

동물 세포 이식, 서강대-하버드대

동물의 생체 조직을 이식받아 전기의 힘을 빌리지 않고 스스로 움직일 수 있는 ‘바이오 하이브리드 로봇’이 세계 최초로 개발됐다.

과학자들은 동력을 공급하지 않아도 되는 로봇을 개발하기 위해 그동안 다양한 연구를 시도했지만, 그동안 생체 조직을 적용해 동력 없이 움직이는 로봇은 개발하지 못했다.

미래창조과학부는 최정우 서강대 교수와 박성진 미국 하버드대 박사, 케빈 키트 파커 하버드대 교수팀 등으로 구성된 ‘서강-하버드 질병 바이오물리 연구센터 공동연구팀’이 쥐의 세포 조직을 이용해 동력원이 없어도 움직이는 ‘바이오 하이브리드 로봇'(바이오 로봇)을 만들었다고 8일 밝혔다.

동전보다 작은 크기의 바이오 하이브리드 로봇(왼손 유리판 위)과 실제 가오리(오른손 위)의 모습.  ⓒ Karaghen Hudson

동전보다 작은 크기의 바이오 하이브리드 로봇(왼손 유리판 위)과 실제 가오리(오른손 위)의 모습. ⓒ Karaghen Hudson

길이 16.3㎜, 10원짜리 동전만 한 크기의 바이오 로봇은 마치 가오리를 축소해 놓은 것 같은 모습이다. 무게는 10㎎에 불과하다.

로봇이 헤엄치는 모습 역시 가오리와 비슷하다. 크기가 작아 최대 속도는 초당 2.5㎜로 느린 편이다.

로봇이 가오리와 비슷하게 헤엄칠 수 있는 비결은 가오리를 본떠 만든 ‘근육 구조’에 있다. 연구진은 고분자 물질(PDMS) 위에 금을 붙여 뼈대를 만든 후, 그 위에 근육을 얹었다.

근육은 실제 쥐의 심장근육세포를 배양해 제작한 것이다. 근육에는 세포 20만 개가 들어갔다. 특히 이들 세포는 빛을 받으면 줄어들었다 펴지는 운동(수축-이완 운동)을 하도록 유전자가 변형됐기 때문에 빛을 받으면 로봇의 근육은 세포의 운동에 따라 움직이게 된다. 만일 로봇 한쪽 편에만 강한 빛을 주면 빛을 받은 쪽의 근육이 더 강하게 움직이기 때문에 방향을 바꾸는 것도 가능하다.

최 교수는 연합뉴스와의 통화에서 “바이오 로봇은 빛을 받아 움직인다”며 “그동안 세포를 이용해 로봇의 형상을 만들 수는 있었지만 전력 없이 실제로 구동하는 로봇을 만든 것은 이번이 처음”이라고 밝혔다. 그는 또 “이번 연구를 통해 생체 조직과 기계가 결합된 바이오 하이브리드 로봇의 가능성을 제시했다”고 연구의 의의를 밝혔다.

이번 연구는 미래부 해외우수연구기관유치사업(GRDC)으로 진행됐으며, 연구 결과는 ‘사이언스'(Science) 8일자에 표지논문으로 실렸다.

가오리 형태의 바이오 하이브리드 로봇. ⓒ Karaghen Hudson, Michael Rosnach

가오리 형태의 바이오 하이브리드 로봇. ⓒ Karaghen Hudson, Michael Rosnach

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전체 댓글 (1)

  • 김종광 2016년 July 9일10:33 am

    이 바이오로봇은 무엇을 먹고 살지요? 세포 배양액에 담궈 둬야 하나요?

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