코넬대 연구진이 전자 뇌를 갖고 있으며, 자율적으로 걸을 수 있는 스마트 마이크로 로봇을 개발했다고 21일(현지 시각) 밝혔다.

연구팀은 개미 머리보다 작은 100~250 마이크로미터 크기의 태양광 기반 로봇에 전자적인 뇌를 설치하는 데 성공했다. 이 로봇은 외부의 통제 없이도 스스로 걸을 수 있다.

코넬 연구자들은 이전에도 기어다니고, 유영하고, 걸어다닐 수 있는 미세한 기계(마이크로 로봇)를 개발했지만 이 장치에는 외부 장치와 연결되는 ‘끈’(strings)이 붙어 있었다. 로봇의 동작을 만들어내기 위해 와이어를 통해 전류를 공급하거나, 레이저 빔을 로봇의 특정 위치에 직접 조사(照射)해야 했다.

이타이 코헨(Itai Cohen) 물리학 교수는 "이전에는 로봇으로부터 어떤 반응을 얻기 위해 '끈'을 조작해야 했다. "하지만 이제 로봇이 두뇌를 탑재하고 있으니 마치 마리오네트로부터 줄을 떼어낸 것과 같다. 마치 피노키오가 의식을 되찾는 것 같다"고 말했다.

스마트 마이크로 로봇은 박테리아를 추적하고, 냄새로 화학물질을 탐지하는 데 활용할 수 있다. 나아가 오염 물질을 없애고, 미세 수술을 하며, 동맥에서 플라크(plaque)를 없애는 작업을 수행함으로써 새로운 세대의 미세한 장치를 위한 발판을 마련할 것으로 기대된다.

이번 연구는 전문저널인 '사이언스 로보틱스'에 게재됐다.(논문 제목:“Microscopic Robots with Onboard Digital Control“)

로봇의 ‘두뇌’는 1000개의 트랜지스터와 다이오드, 저항기, 축전기 등을 포함하는 CMOS(complementary metal-oxide-semiconductor) 클럭 회로로 이뤄져 있다. 통합 CMOS 회로는 위상 편이 스퀘어 주파수(phase-shifted square wave frequencies) 신호를 생성하고 이를 통해 로봇의 걸음걸이를 결정한다. 로봇의 다리는 백금 기반 액추에이터이며, 태양광 기반으로 구동한다.

이 스마트 로봇은 온보드 CMOS 전자장치를 특징으로 하는 매크로 스케일 로봇보다 약 1만배 작고, 초당 10 마이크로미터 이상의 속도로 걸을 수 있다.