머리카락보다 작은 단세포 크기 로봇, 3D 프린팅했다

네덜란드 레이던 대학교(Leiden University) 연구팀이 뇌를 갖추지 않았지만 단세포 생물처럼 움직일 수 있는 극소형 로봇 3D 프린팅에 성공했다.

연구팀이 3D 프린팅에 성공한 단세포 생물 크기 로봇은 불과 0.5~5마이크로미터에 불과하며 초당 7마이크로미터 속도로 이동할 수 있다. 인간 머리카락 굵기가 70~100마이크로미터인 점을 감안하면 연구팀이 개발한 로봇이 얼마나 작은지 짐작할 수 있다. 연구팀에 따르면 이 로봇은 현재 기술적으로 가능한 한계에 근접해 3D 프린팅된 것이라고 한다. 로봇 소재는 합성수지이며 나노스크라이브(Nanoscribe) 제조 3D 프린터를 이용해 출력했다.

이 로봇이 지닌 특징은 센서·소프트웨어·외부 제어를 일절 필요로 하지 않고 움직인다는 것. 연구팀은 지렁이나 뱀 같은 동물은 이동할 때 끊임없이 몸 형태를 변화시키며 그를 통해 주변 환경을 효과적으로 이동한다면서 대형 로봇 역시 마찬가지로 유연성을 활용해 기능을 발휘하는 게 있다고 밝혔다. 이어 하지만 마이크로 로봇에는 작고 단단한 것 아니면 크고 유연한 것만 존재했다면서 따라서 작으면서도 유연한 마이크로 로봇을 실현할 수 있지 않을까 생각하게 됐다는 말로 개발 경위를 설명했다.

로봇은 자전거 체인과 같은 사슬 구조를 하고 있으며 전기장을 인가하면 사슬이 움직여 마치 살아 있는 것처럼 동작하는 것이 가능해진다. 연구팀은 로봇 속도가 떨어지거나 정지하면 마치 달아나고 싶은 것처럼 꼬리를 흔들기 시작한다며 이는 후방 부품이 아직 움직이려 하는 데서 발생하는 현상으로 이런 유연성 덕분에 움직일 수 있는 것이라고 설명했다.

연구팀은 로봇 형태와 움직임 사이에는 지속적인 피드백이 존재한다는 사실을 발견했다. 형태가 움직임에 영향을 주고 움직임이 형태를 변화시킨다. 따라서 이 마이크로 로봇은 환경이 자신의 신체를 어떻게 변화시키는지를 감지하고 이에 반응해 마치 살아 있는 것처럼 보이게 된다며 다시 말해 스마트한 기능을 통합하기 위해 미세 전자 장치는 필요하지 않다는 것이라고 밝혔다.

이 마이크로 로봇이 복잡한 환경을 자율적으로 탐색할 수 있는 능력은 표적형 약물 전달, 최소 침습 의료 시술, 진단 등 생물의학 분야 응용에 있어 큰 가능성을 내포하고 있다. 다만 왜 이런 동적이고 기능적인 거동이 발생하는지 해당 메커니즘이 완전히 규명되지 않은 만큼 의료 분야 응용을 위해서는 추가 연구가 필요하다고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.