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보고 느낄 수 있는 지능형 수술 로봇 개발된다미국 존스홉킨스대 등 공동연구팀 '상호보완적 상황 인식' 기술 개발 추진
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승인 2013.10.30  18:23:12
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▲ 상호보완적 상황인식기술 연구를 이끌고 있는 내빌 시마안 교수

의사가 실제 보고 만지면서 수술하는 것과 같은 수술로봇이 개발된다.

미국 정부가 보다 쉽고 직관적인 수술이 가능한 지능형 수술 로봇 개발 프로젝트를 추진한다고 과학전문매체 사이언스데일리가 최근 보도했다. 정식 명칭은 '인간-로봇 협력을 위한 상호보완적 상황 인식(CSA)기술 개발 프로젝트'

국가 로봇 계획(NRI)의 일환으로 추진되는 이 프로젝트에는 앞으로 5년간 360만달러가 투입되며 밴더빌트대, 카네기멜런대, 존스홉킨스대학등이 참여한다.

최근 외과병원에서는 환자의 고통완화· 빠른 회복· 적은 감염 위험성 등의 이유로 환자의 피부 절개를 최소화하는 최소침습수술 기법이 도입되면서 의사는 개복 수술에서 처럼 환자의 장기나 조직을 직접 보거나 만질 수 없게 됐다.

이에 따라 이번 프로젝트는 외과 의사들이 최소침습수술시에도 개복 수술과 같은 상황 제공을 목표로 3차원 인체 지도 작성 및 이를 활용하는 수술 로봇 개발을 목표로 추진될 예정이다.

3개 대학 가운데 내빌 시마안 교수가 이끄는 밴더빌트대 연구팀은 뱀 모양의 수술 로봇을 활용해 내부 장기 및 조직의 모습과 변화를 인지하는 기술을 개발하고, 이를 통해 동맥과 종양 등의 위치를 추정하는 해부학적 모델을 만들 예정이다. 또 연구 결과를 공유함으로써 수술을 시행하는 외과 의사를 지원하는 상황 적응형 원격 조종 기술도 개발할 계획이다.

하위 초셋 교수가 이끄는 카네기멜런대 연구팀은 일반 건물과 지형 등 고정된 환경의 주행을 위해 개발된 '동시 위치인식 및 지도 작성(Simultaneous Localization and Mapping)' 기법을 활용해 3차원 인체 지도를 만들 예정이다. 만들어진 지도는 절개부 봉합, 종양 절제, 조직 제거 등 수술 하부 작업의 반자동화에 활용된다. 이를 통해 의사가 지시하는 데로 지정된 위치의 조직을 잘라내거나 혈관처럼 자르지 말아야 할 부분을 로봇이 각각 인지하도록 할 계획이다.

러셀 테일러 교수가 이끄는 존스홉킨스대 연구팀은 상호보완적 상황 인식(CSA) 시스템 인프라를 개발한다. 이 과정에서는 특히 외과 의사가 사용할 인터페이스 개발에 집중할 계획이다. 또 존스 홉킨스대가 개발한 '수술 지원 워크스테이션(SAW)'을 사용해 내외부 연구자들이 연구 결과에 쉽게 접근하도록 할 예정이다.

빌 시마안 교수는 "과거에는 로봇이 특정 조종 기술을 업그레이드하기 위해 사용됐다면, 이번 프로젝트에서는 조종뿐 아니라 감각 정보 수집과 해석은 물론, 로봇이 인식하는 감각까지도 생성할 수 있어 수술과 환경에 대한 의사의 인식을 보완하는 용도로 사용될 수 있다"며 "이번 프로젝트는 이같은 CSA 기술을 바탕으로 외과 의사들이 안전하게 수술하는 것을 돕는 로봇을 만들것"이라고 전했다.

한편 이번 프로젝트는 수술 로봇의 개발에 초점을 맞추고 있지만, 이 로봇에 적용 될 CSA 모델링 및 제어시스템은 폭발물 처리 로봇이나 로봇 굴삭기, 재난구조 로봇 등 다양한 분야에 응용할 수 있을 것으로 내빌 시마안 교수는 기대하고 있다.

김태구  ktg@irobotnews.com
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