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비수술 분야 로봇 자동화 시스템 속속 등장ABBㆍ앤드류 얼라이언스 등 실험실 로봇 자동화 장비 선봬
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승인 2020.03.27  17:54:46
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▲ 피펫팅 작업에 활용되는 '앤드류 플러스' 로봇(사진=앤드류 얼라이언스)

코로나19가 전세계적으로 유행하면서 여러 분야에서 로봇 기술이 부각되고 있다. 의사와 환자간, 사람과 사람간 접촉을 최소화하는 수단으로 배송 로봇, 원격 진료 로봇, 멸균 로봇 등이 소개되고 있다. 아직 보급 확산 단계라고 보기는 힘들지만 위기 상황에서 로봇의 존재감을 확인하려는 시도가 곳곳에서 이뤄지고 있는 것으로 보인다. 이들 분야뿐 아니라 신약이나 치료제를 개발하는 연구기관에서도 연구원의 병균 노출을 최소화하고 실험의 정확도를 높이기 위해 로봇 자동화의 필요성이 제기되고 있다.

‘로보틱스비즈니스리뷰(RBR)’에 따르면 의료기관이나 생화학 분야의 연구기관들은 인재 부족과 고된 실험실 업무를 극복하기 위한 대안으로 로봇 자동화를 본격적으로 고민하고 있는 단계다. 실험실에 로봇을 도입하면 반복적인 실험을 로봇이 대신할수 있고 정확도와 생산성이 크게 제고된다는 게 전문가들의 지적이다.

이 같은 상황에서 ABB, 앤드류 얼라이언스, 엑소바이오 등 업체들은 비수술 분야에 로봇을 본격 도입 및 확산하려는 노력을 하고 있다.

스위스 로봇 자동화업체인 ABB 로보틱스는 지난해 미국 휴스턴에 ‘텍사스 메디컬센터(Texas Medical Center·TMC)를 오픈했다. 이 센터는 500평방미터 규모로 자동화 실험실, 로봇 훈련 시설 등을 갖추고 있다.

TMC는 헬스케어 분야 로봇 연구를 위한 글로벌 허브로서, ABB 연구자들이 의료진, 과학자, 엔지니어, 투자자, 헬스케어 분야 스타트업들과 함께 연구를 진행하고 있다. 이곳에서 연구팀은 차세대 자동화 실험 기술, 물류 배송 기술 등 비수술 로봇 시스템에 관해 연구하고 있다. ABB는 모바일 협동 로봇인 유미(Yumi)와 원심분리장치, 6축 관절 로봇인 IRB 1200 등을 결합해 실험실 작업을 자동화할 수 있는 로봇 시스템을 개발하고 있다. 반복적이고 정교함을 요구하는 일상적인 실험실 업무를 로봇에게 맡기도록 하겠다는 것이다. 이들 로봇 시스템은 실험실에서 피펫팅(pipetting·기구를 이용해 액체의 일정량을 가하거나 꺼내는 과정) 작업을 대신해준다.

모바일 유미 로봇은 병원에 도입돼 물류 등 분야에서도 활용될 수 있다. 약제나 샘플, 환자들의 침대보 등을 전달하는 일을 할 수 있다.

ABB 로보틱스의 헬스케어 솔루션 사업 부문 매니저인 ‘호세 마뉴엘 코야도스(Jose-Manuel Collados)’는 “물류 창고나 공장 등 구조적인 환경에서 주로 활용되는 물류 로봇인 AGV(무인운반로봇.Automatic Guided Vehicles)가 병원과 같은 비구조적인 환경에서 활용될 수 있도록 연구를 진행하고 있다”고 말했다. 공장이나 물류창고 같은 곳 보다 덜 구조화된 병원이나 실험실 환경에 AGV를 도입하려면 로봇이 보다 유연하게 동작해야 한다는 지적이다. 하지만 호세 마뉴엘 코야도스는 “실험실의 미래는 다르다”며 “딱딱한 자동화 보다는 부드럽고 유연한 자동화가 요구된다”고 말했다.

앤드류 얼라이언스 SA(Andrew Alliance SA)는 '앤드류 플러스(Andrew+)' 피펫팅 로봇을 개발하고 있다. 생명과학이나 제약 분야의 설험실 환경에 적합한 로봇이다. 액체를 다루는 프로세스를 자동화하고 샘플 관리에 중요한 다양한 실험실 도구들을 능숙하게 다룰 수 있는 로봇 개발을 목표로 하고 있다.

이 로봇은 브라우저 기반의 소프트웨어인 ‘원랩(oneLab)’에 의해 관리된다. 연구자들은 이를 통해 워크플로우를 관리할 수 있다. 앤드류 플러스는 8개 또는 12개의 피펫들을 빠르고 정확하게 제어할 수 있다. 차세대 시퀀싱(NGS·next-generation sequencing)이나 정량중합효소연쇄반응(qPCR·quantitative polymerase chain reaction) 등의 워크플로우에 적용 가능하다.

앤드류 플러스 로봇은 원랩 소프트웨어와 이더넷 또는 와이파이, 블루투스 등 통신 프로토콜을 이용해 통신할 수 있다. 전자적인 피펫팅 작업을 단계별로 안내를 받아 수행할 수 있는 것이다. 원랩과 앤드류 플러스 로봇간 통신은 양방향으로 이뤄진다. 피펫을 원격지에서 프로그래밍할 수 있을뿐 아니라 전체 과정을 완벽하게 기록할 수 있다는게 회사측 설명이다.

캘리포니아에 위치한 엑소 바이오닉스(Esko Bionics)는 실험실의 로봇 자동화가 아니라 재활환자를 위해 지난해 '엑소GT' 웨어러블 디바이스의 차세대 버전인 '엑소NR(EksoNR)'을 발표했다. 재활 로봇 역시 비수술 분야 로봇를 대표하는 분야중 하나다. 엑소NR은 신경 재활에 특화되어 있는 외골격 로봇이다.

엑소NR은 터치 스크린 방식의 콘트롤러인 ‘엑소뷰(EksoView)’를 통해 시각화된 화면으로 재활 훈련에 대한 피드백을 실시간으로 받을 수 있다. 재활 훈련의 성과를 바로 측정하고 효과를 확인해볼수 있다. 재활 치료사는 엑소뷰의 실시간 자료를 바탕으로 재활 훈련 계획을 보다 체계적으로 짤수 있다. 이들 디바이스들은 클라우드 기반의 분석 도구를 통해 분석된다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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