▲해파리에게 전혀 스트레스를 주지 않고 부드럽게 잡을 수 있는 소프트 로봇 손가락

뉴욕시립대·하버드대 비스연구소(Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) 연구진이 해파리에게 전혀 스트레스를 주지 않고 부드럽게 잡을 수 있는 소프트 로봇 손가락을 개발했다.

뉴욕시립대 ‘데이비드 그루버(David Gruber)’ 교수, 하버드대 비스연구소 로브 우드(Rob Wood) 교수, 미국 자연사박물관 마이클 테슬러(Michael Tessler) 박사 등 연구진은 넓적한 모양의 파스타를 닮은 소프트 로봇 손가락(Soft robot fingers)를 개발하고, 해파리를 대상으로 스트레스 테스트를 진행했다. 그리고 연구 성과를 전문 저널인 ‘커런트 바이올로지(Current Biology)’에 발표했다.

동물은 외부에서 충격을 받으면 스트레스를 표현하는 ‘유전자 발현(gene expression)’ 현상이 발생한다. 만일 사람이 책상에 편하게 앉아있으면 스트레스와 관련되어 있는 유전자가 비활성화된다. 하지만 갈퀴손으로 몸을 건드리면 스트레스 관련 유전자가 활성화된다.

이번에 연구진이 유전체학(genomics) 기술을 활용해 제작한 울트라 소프트 로봇 손가락은 해파리와 같은 미끈미끈한 생명체를 포획하거나 다루는 데 적합하다. 개나 고양이 등 동물과 달리 해파리는 외부에서 스트레스를 받으면 징징되거나 소리를 내지못한다. 연구팀은 대신 해파리의 유전자가 외부 스트레스에 어떻게 반응하는지 살폈다.

바닷속을 자유롭게 유영하는 해파리를 딱딱한 발톱 모양 그리퍼로 포획할때와 울트라 소프트 손가락으로 포획할때 해파리가 느끼는 스트레스의 정도를 유전자 시퀀싱 방식을 이용해 분석했다.

연구팀이 울트라 소프트 로봇 손가락으로 해파리를 포획할 때 유전자 발현 패턴을 살핀 결과 딱딱한 그리퍼보다 고요한 반응을 보이는 것으로 나타났다. 심지어 소프트 로봇 손가락으로 해파리를 잡을 때는 동물이 상처를 입으면 활성화되는 ‘회복(repair)’ 관련 유전자가 발현되는 것도 확인했다.

뉴욕시립대 그루버 교수는 “소프트 로봇 손가락은 심해에서 해양 동물을 채집하는 데 큰 도움을 줄 것”이라며 해양 생태계 연구에 소프트 로봇 기술이 적극 활용될 수 있을 것으로 기대했다. 심해 해양 생물에 전혀 손상을 입히지 않고 해양 연구를 수행할 수 있다는 점에서 획기적인 성과라는 설명이다.

하버드대 비스연구소 로브 우드 교수는 “소프트 로봇 기술은 인간에도 유용한 혜택을 줄 수 있다”고 말했다. 과일에 손상을 주지 않고 수확 작업을 하거나 뇌졸중 환자의 근육 재활에 소프트 로봇 기술이 활용될 수 있다고 지적했다.