근육, 움직임까지…생체 모방 가오리 바이오 로봇 개발

실제 가오리와 근육 뿐 아니라 운동하는 모습까지 유사한 생체 모방 로봇을 한미 연구진이공동 개발했다.

미래창조과학부는 박성진 미국 하버드대 박사, 케빈 키트 파커 하버드대 교수팀과 서강대 최정우 교수연구팀으로 구성된 '서강-하버드 질병 바이오물리 연구센터 공동연구팀'이 생체 조직을 적용해 동력원이 없어도 움직이는 가오리 모양의 '바이오 하이브리드 로봇'(바이오 로봇)을 만들었다고 오늘(8일) 밝혔다.

길이 16.3㎜, 10원짜리 동전만 한 크기의 이 바이오 로봇은 마치 가오리를 축소해 놓은 것 같은 모습이다. 무게는 10㎎에 불과하다. 로봇이 헤엄치는 모습 역시 가오리와 비슷하다. 로봇의 크기가 작아 최대 속도는 초당 2.5㎜다.

로봇이 가오리와 비슷하게 헤엄칠 수 있는 비결은 가오리의 근육 구조를 본떠 만든 '근육'에 있다. 연구진은 고분자 물질(PDMS) 위에 금을 붙여 만든 뼈대 위에 근육을 얹어냈다.

근육은 실제 쥐의 심장근육세포를 배양해 제작했는데, 근육에는 세포 20만 개가 들어갔다. 특히 이들 세포는 빛을 받으면 줄어들었다 펴지는 운동(수축-이완 운동)을 하도록 유전자가 변형됐기 때문에 빛을 받으면 로봇의 근육은 세포의 운동에 따라 움직이게 된다. 만일 로봇 한쪽 편에만 강한 빛을 주면 빛을 받은 쪽의 근육이 더 강하게 움직이기 때문에 방향을 바꾸는 것도 가능하다.

연구팀은 이번 연구가 인공심장을 만들기 위해 개발됐으며 유영하면서 움직이고 방향 전환이 가능한 바이오 로봇으로서는 최초라고 설명했다.

이번 연구는 미래부 해외우수연구기관유치사업(GRDC)으로 진행됐으며, 연구 결과는 오늘자 '사이언스'(Science)에 표지논문으로 실렸다.