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빛에 반응하며 움직이는 바이오 로봇 개발미 일리노이대 연구팀
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승인 2016.03.24  18:04:10
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미 일리노이대 연구팀이 빛에 반응하면서 움직이는 바이오 로봇 '바이봇(bio-bots)' 기술을 개발했다. 이 로봇은 빛에 반응하도록 유전적으로 조작된 근육 세포에 의해 동작한다. 근육세포로 이뤄진 링(ring)의 특정 부위에 빛을 조사하는 방식으로 로봇의 움직임을 제어할 수 있다. 앞으로 전진하거나 방향을 전환하는 게 가능하다.

이번 연구는 ‘라쉬드 바쉬르(Rashid bashir)'의 주도로 진행되었으며, 연구 결과는 ’미국 과학 아카데미’에서 발행하는 회보에 게재됐다.

바쉬르 등 연구진은 원래 전기장을 활용해 바이오 로봇을 조작하는 기술을 선보였다. 하지만 전기장을 사용할 경우 전기장이 생물학적인 환경에 부정적인 영향을 미치고, 근육 세포의 특수한 부분을 선택적으로 자극하는 게 힘들다는 점을 확인했다. 연구진은 이에 따라 근육세포로 이뤄진 링(ring)이나 밴드에 빛을 조사하는 방식으로 바이오 로봇을 제어했다. 쥐의 세포계(cell line)로부터 분리 배양된 링 형태의 근육 조직에 청색 빛의 자극을 반복적으로 준 것이다.

청색 빛의 자극을 반복적으로 주면 바이오 로봇이 수축 이완하면서 동작하는 게 가능하다. 근육세포는 3D프린터로 출력한 유연성을 갖춘 골격에 연결했다. 바이오 로봇의 사용 용도에 따라 다른 형태의 골격을 만드는 게 가능하다. 이번 연구에 참여한 대학원생인 ‘리투 라만‘은 “골격을 갖고 있는 근육 링은 모듈 방식으로 이뤄져있다”며 모듈을 빌딩 블록 처럼 쌓아 다른 형태로 만드는게 가능하다고 말했다.

▲ 바이오 로봇 개발팀
연구팀은 이 바이오 로봇을 대상으로 빛을 반복적으로 조사해 로봇의 동작을 개선하는 훈련과정을 거쳤다. 훈련 결과 빛을 반복적으로 조사한 바이오 로봇이 그렇지 않은 바이오 로봇 보다 활동성과 조작성이 양호하다는 점을 확인했다.

한편 일리노이대의 이번 연구는 '미국과학재단(NSF)'에서 지원하는 'EBICS(Emergent Behaviors of Integrated Cellular Systems)' 프로젝트의 일환으로 이뤄졌다. EBICS 프로젝트는 지난해 NSF로부터 5년 동안 2500만 달러의 자금을 추가로 지원받기로 했다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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