대구경북과학기술원(DGIST·디지스트)은 로봇공학전공 최홍수 교수 연구팀이 짚신벌레처럼 섬모를 이용해 움직여 약물·세포를 전달하고, 정확한 제어가 가능한 ‘섬모 마이크로로봇’을 개발했다고 2일 밝혔다.
이번에 개발한 로봇은 짚신벌레의 섬모운동을 모방해 혈액 등과 같이 점성이 높은 체내 유체 환경에서 추진효율이 뛰어나다. 연구팀은 초미세 3차원 가공기술과 비대칭적 자기장 구동 기술을 이용해 지금까지 마이크로로봇에서 구현하지 못하고 이론적으로만 알려진 미생물의 섬모운동을 적용해 세계 최초로 섬모 마이크로로봇을 제작하는데 성공했다.
미생물의 추진방법인 나사선 추진운동, 진행파동운동을 적용한 마이크로로봇은 스위스 취리히연방공과대학, 네델란드 트벤테대학, 미국 하버드대학 등에서 구현했지만 섬모운동을 활용해 앞으로 나아가는 마이크로로봇의 개발은 다수의 섬모가 달린 미세구조물 제작과 비대칭적 구동의 어려움 등으로 아직까지 세계적으로 개발한 사례가 없었다.
길이 220마이크로미터(㎛), 높이 60㎛ 크기인 섬모 마이크로로봇의 최대속도는 초당 340㎛로 기존에 사용해왔던 자기장 끌림 구동 방식으로 움직이는 마이크로로봇에 비해 최저 8.6배에서 최대 25.8배의 이동속도로 움직일 수 있다.
최홍수 교수는 “지금까지 구현하지 못했던 섬모의 비대칭적 왕복운동을 모방한 마이크로로봇을 정밀 3차원 제작기술 및 자기장 제어 기술을 통해 개발했다”며 “체내에서 효율적으로 움직이고 작동할 수 있는 마이크로로봇을 꾸준히 연구해 약물·세포 전달, 체내 비침습적 수술 등에 활용할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.
대구=최일영 기자 mc102@kmib.co.kr