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독일 막스플랑크 지능연구소, 천산갑 닮은 유연한 로봇 개발‘네이처 커뮤니케이션즈’에 연구 논문 발표...각종 의학 수술에 활용 가능해
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승인 2023.06.22  16:25:09
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▲ 천산갑과 로봇의 이미지(사진=막스플랑크 지능연구소)

독일 막스플랑크 지능연구소(Max Planck Institute for Intelligent Systems) 연구팀이 천산갑에서 영감을 받아, 단단한 금속 재료로 만들어졌지만 짧은 시간에 공 모양으로 변하는 유연한 로봇을 개발했다고 밝혔다.

천산갑은 딱딱한 비늘로 완전히 덮여있는 유일한 포유동물로, 걸어다니는 솔방울처럼 보인다. 비늘은 사람의 머리카락이나 손톱처럼 케라틴으로 만들어져 있다. 겹쳐있는 비늘들은 부드러운 피부 층에 직접 연결돼 있다. 이 같은 독특한 특성은 이 동물이 위험에 처해 있을 때 공 모양으로 몸을 웅크릴 수 있게 해준다.

막스플랑크 지능연구소 연구팀은 천산갑이 어떻게 비늘로 덮인 몸을 순식간에 말아 올릴 수 있는지에 주목했다. 여기서 영감을 얻어 연구팀은 단단한 금속 재료로 만들어졌지만, 인체 내부에서 활동할 수 있을 정도로 부드럽고 유연한 속성을 갖고 있는 로봇을 제작했다. 이 로봇은 필요할 때 열을 방출할 수 있는 기능도 제공한다.

연구팀은 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 게재된 연구 논문에서 길이가 2cm 이하이고, 두 개의 층으로 이뤄진 로봇을 설계했다. 작은 자성(마그네틱) 입자가 박혀 있는 폴리머로 만들어진 부드러운 층과, 금속 재료들이 겹쳐져 만들어진 단단한 부분이다. 로봇은 비록 단단한 금속 재료로 만들어졌지만, 인체 내부에서 사용하는 데 적합하도록 부드럽고 유연한 특성을 지니고 있다.

▲ 로봇의 구조및 개념

이 로봇은 저주파 자기장에 노출되면, 몸을 말아올리면서 앞뒤로 움직일 수 있다. 금속 재료들은 주변 조직을 해치지 않고 동물의 비늘처럼 튀어나와 있다. 비늘이 공처럼 말리면 로봇은 약과 같은 입자들을 운반할 수 있다.

이 로봇은 고주파 자기장에 노출되면, 내장된 금속 덕분에 70°C 이상으로 가열된다. 열 에너지는 혈전증 치료, 지혈, 종양 조직 제거 등 여러 수술에 사용될 수 있다. 금속과 같은 단단한 재료로 만들어졌고 열을 방출할 수 있지만, 외부와 케이블이나 끈으로 연결되어 있지 않기 때문에 자유롭게 움직일 수 있다.

연구팀은 천산갑을 닮은 로봇이 현대 의학에서 유망하게 활용될 수 있을 것으로 보고 있다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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