최흥수 교수DGIST 연구팀이 섬모를 이용해 움직이는 짚신벌레처럼 약물과 세포를 정확하게 전달하고 제어할 수 있는 ‘섬모 마이크로로봇’을 세계 최초로 개발했다.
2일 DGIST에 따르면 최홍수(사진) 로봇공학전공 교수팀은 초미세 3차원 가공기술, 비대칭적 자기장 구동기술을 통해 섬모 마이크로로봇 제작에 성공했다.
미생물 섬모운동을 적용한 기술은 이론으로만 알려졌을 뿐 실제 마이크로로봇에 구현되지 못했다. 이번에 개발한 로봇은 짚신벌레 섬모운동을 모방해 혈액과 같이 점성이 높은 체내 유체환경에서 추진효율이 뛰어나다.
섬모운동으로 움직이는 마이크로로봇은 다수 섬모가 달린 미세구조물 제작, 비대칭적 구동의 어려움 등에 따라 그동안 개발에 어려움을 겪었다.
연구팀은 3차원 레이저 공정 기술, 정밀 금속코팅 기술로 광경화성폴리머 소재에 니켈과 티타늄을 코팅한 섬모 마이크로로봇을 만들었다. 비대칭적 자기장 인가 기술로 이 로봇의 움직임을 측정한 결과 속도·추진효율이 기존 자기장 끌림 구동방식으로 움직이는 마이크로로봇보다 월등히 높다는 사실을 확인했다. 로봇의 길이는 220㎛, 높이는 60㎛으로 최대 속도는 1초당 340㎛다. 기존 자기장 끌림 구동방식 로봇보다 최저 8.6배, 최대 25.8배 빠르게 움직인다.
자유자재로 방향을 전환하고 직경 80㎛ 구체를 밀어서 목표지점에 전달할 수 있어 기존 로봇보다 많은 양의 약물과 세포를 전달할 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다.
최 교수는 “체내에서 효율적으로 작동하는 마이크로로봇을 꾸준히 연구해 약물 및 세포 전달, 체내 비침습적 수술 등에 활용할 수 있도록 하겠다”고 말했다. 이번 연구에는 김상원 로봇공학전공 박사과정 학생이 함께 참여했다. 연구성과는 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포트’ 7월29일자 온라인판에 실렸다.
/대구=손성락기자 ssr@sedaily.com
