작은 마이크로 로봇이 인간 몸 안을 뒤집어지며 이동할 수 있다

퍼듀 대학교의 엔지니어들은 인간 몸 안에서 작동할 수 있는 작은 사각형 로봇을 개발했다. 새로운 기술은 생체 모델에서 시연되었으며, 특히 의료 분야에서 로봇의 힘을 활용하기 위해 많은 돌파구에 우리를 더 가까이 가져다준다.

새로운 연구는 네이처 머신 인텔리전스에 발표되었다.

로봇은 대장에서 뒤집어지며 이동하는 약물 운송 도구이다. 대장과 같은 기관은 거친 지형으로 간주되며, 이는 기술의 뒤집어지는 측면을 부분적으로 설명한다. 이것은 생체 내에서 뒤집어지는 마이크로 로봇의 첫 번째 시연이다.

작은 로봇을 사용하여 약물을 전달하는 주요 이점은 정확한 목표 부위를 맞출 수 있다는 것이다. 이를 통해 로봇은 약물이 상호 작용하여 모발 손실이나 위 출혈과 같은 부작용을 일으킬 수 있는 다른 기관을 우회할 수 있다.

마이크로 로봇은 외부의 자기장에 의해 무선으로 구동되고 제어된다.

데이비드 카펠레리는 퍼듀 대학교의 기계 공학 부교수이다.

“우리가 이러한 로봇에 회전하는 외부 자기장을 적용하면, 그들은 거친 지형을 가로지르는 자동차 타이어와 같이 회전한다”고 카펠레리는 말했다. “자기장은 또한 다양한 종류의 매체를 안전하게 관통하므로, 이러한 로봇을 인간 몸에서 사용하는 데 중요하다”

대장은 쉽게 접근할 수 있는 지점과 어려운 환경으로 인해 선택되었다.

루이스 솔로리오는 퍼듀 대학교의 웰던 생체 의학 공학 학교의 조교수이다.

“로봇을 대장 안으로 이동시키는 것은 공항에서 터미널에 더 빠르게 도착하기 위해 사람들을 운반하는 것과 같다. 바닥이 움직이고, 주변的人도 움직인다”고 솔로리오는 말했다.

“대장에는 많은 유체와 물질이 경로를 따라 흐르고 있지만, 로봇은 반대 방향으로 이동한다. 이것은 쉽지 않은 여행이다”

어려운 환경은 로봇이 그 안에서 작동할 수 있는 능력을 더욱 인상적으로 만든다

https://www.youtube.com/watch?v=9OsYpJFWnN8&feature=youtu.be

실험

생체 내 실험은 마취된 생쥐의 대장에서 수행되었다. 마이크로 로봇은 먼저 생리식염수에 넣어졌으며, 초음파 장비는 그 움직임을 실시간으로 관찰했다.

연구자들은 또한 마이크로 로봇이 인간과 유사한 장을 가진 돼지에서 성공적으로 작동할 수 있음을 결정했다.

크레이그 고어겐은 퍼듀 대학교의 레슬리 A. 게드스 생체 의학 공학 부교수이다.

마이크로 로봇은 형광 모의 약물로 덮여 있었으며, 뒤집어지며 용액을 통해 성공적으로 약물을 운반할 수 있었다.

“우리는 약물 페이로드의 제어된 방출을 얻을 수 있었다. 이것은 마이크로 로봇을 몸의 특정 위치로 조종할 수 있으며, 그곳에 두고 약물을 천천히 방출할 수 있음을 의미한다. 또한 마이크로 로봇에는 폴리머 코팅이 있으므로, 약물은 목표 위치에 도달하기 전에 떨어지지 않는다”고 솔로리오는 말했다.

마이크로 로봇은 폴리머와 금속으로 구성되어 있으며, 이는 무독성이고 생분해성이다.

“진단 관점에서 볼 때, 이러한 마이크로 로봇은 조직을 수집하는 데 도움을 주어 최소 침습적 대장 내시경의 필요를 방지할 수 있다. 또는 전통적인 대장 내시경에 필요한 준비 작업을 하지 않고 페이로드를 전달할 수 있다”고 고어겐은 말했다.