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| 빛으로 움직이는 세포 크기의 마이크로 로봇을 개발한 서울대 공대 안성훈 교수팀 연구는 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스 테크놀로지스(Advanced Materials Technologies) 12월호에 게재됐다.(자료출처=어드밴스드 머티리얼스 테크놀로지스/제공=서울대 공대 안성훈 교수팀) |
[아시아뉴스통신=이기종 기자] 서울대학교 공과대학은 기계항공공학부 안성훈 교수팀이 빛으로 움직이는 세포 크기의 마이크로 로봇을 개발했다고 26일 밝혔다.
마이크로 로봇(Micro-robot)은 지름 1mm 이하 크기 로봇을 지칭하고 있으며 초소형 정밀기계 기술, 나노 기술, 바이오 기술 등에 의해 발전되어 현재는 의료용 마이크로 로봇개발이 활성화되고 있다.
그러나 기존의 마이크로 로봇은 부적절한 생체 적합성 및 부정확한 제어를 포함하고 있어 실질적인 한계를 나타낸다.
이번 연구팀은 이러한 제한점을 해결하기 위해 레이저 스캐닝에 의해 구동될 수 있고 형상기억합금(SMA) 액추에이터로 만들어진 마이크로 로봇을 개발했다.
이번에 만들어진 마이크로 로봇은 길이 65 μm, 폭 25 μm, 높이 8 μm로 인체의 체세포와 비슷한 크기다.
이 로봇은 니켈-티타늄 형상기억합금을집속이온빔으로 가공해 만들어졌으며 길이 방향으로 왕복 운동하는 구동기, 바닥과 접촉하는 다리, 미세 바늘 등으로 구성됐다.
또 레이저의 에너지를 이용해 최대 10 μm/s의 속도로 직선 운동을 하고 최소 5 μm의 회전반경으로 곡선 운동을 할 수 있다.
로봇에 레이저를 비추면 형상기억 효과와 광열 트래핑 효과(optothermal trapping)에 의해 움직인다.
이 광열 트래핑 효과는 빛 에너지가 물체에 흡수되어 열 에너지로 전환되고 물체 주변의 온도 변화에 의해 힘이 발생하는 현상이다.
특히 이번에 개발한 로봇은 2018년 노벨 물리학상을 수상한 광학 집게(optical tweezer) 방식과 달리 투명하지 않은 마이크로 스케일 물체도 조작할 수 있다는 것이 특징이다.
논문 제1저자인 서울대 김민수 박사(서울대 인간중심소프트로봇기술연구센터)는 “이 로봇은 기존의 마이크로 로봇 연구와 달리 생체적합재료인 형상기억합금으로만 제작됐다”며 “레이저 스캐닝으로 비교적 단순하게 로봇을 컨트롤할 수 있다”고 분석했다.
또 안성훈 교수는 “향후 인체 내부와 유사한 환경에서 구동되는 조건을 찾는다면 질병을 치료하거나 세포를 분류하는 생명과학 분야에 활용될 것”이라고 말했다.
이 연구는 한국연구재단의 중견연구자 지원사업(전략과제), ADD 특화센터 등의 지원을 받아 수행됐고 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스 테크놀로지스(Advanced Materials Technologies) 12월호에 게재됐다.
