작은 로봇, 의사의 수술을 도울 가능성

워터루 대학교의 엔지니어 팀은 향후 의사의 수술을 도울 가능성이 있는 작은 로봇을 개발했다. 이 로봇은 게코도마뱀의 접착 능력과 자벌레의 효율적인 이동 능력에서 영감을 얻었다.

이 연구는 Cell Reports Physical Science에 발표되었다.

자외선과 자기력을 이용한 조작

로봇은 자외선과 자석력을 이용하여 어떤 표면에서도 조작할 수 있다. 이는 외부 전원 공급 장치에 연결할 필요가 없는 동종 최초의 소프트 로봇으로, 원격 작동과 다용도성이 가능하다. 이러한 기능으로 인해 로봇은 외과 의사들을 돕고 접근하기 어려운 장소를 검색하는데 사용될 수 있다.

박사 Boxin Zhao는 화학 공학과 교수이다.

“이 연구는 최초의 홀리스틱 소프트 로봇이 뒤집힌 표면을 기어오르는 것을 보여주며, 소프트 로봇의 혁신을 발전시켰다”고 그는 말했다. “로봇의 잠재력을 높게 평가하며, 여러 분야에서 개발할 계획이다.”

팀은 로봇을 GeiwBot이라고 명명했으며, 게코도마뱀과 자벌레의 설계에서 영감을 얻었다. 스마트 재료로 구성된 로봇은 분자 수준에서 변화하여 게코도마뱀이 발의 강력한 접착 구조를 붙였다 떼는 방식을 모방할 수 있다.

작은 로봇의 제작

로봇의 길이는 4cm, 너비는 3mm, 두께는 1mm로, 전원 공급 없이 수직 벽과 천장을 기어오를 수 있다. 로봇은 액정 엘라스토머와 합성 접착 패드로 제작되었으며, 자벌레의 아치와 스트레칭 동작을 모방하는 광반응 폴리머 스트립이 포함되어 있다. 게코도마뱀의 접착 능력을 모방하는 자석 패드가 각 끝에 부착되어 있다.

Zhao는 또한 워터루 대학교 나노기술 석좌 교수이다.

“아직 극복해야 할 한계가 있지만, 이 개발은 바이오미메틱스와 스마트 재료를 이용한 소프트 로봇의 중요한 이정표이다”라고 Zhao는 말했다. “자연은 위대한 영감의 원천이며, 나노기술은 그 교훈을 적용하는 흥미로운 방법이다.”

연구자들은 외부 연결선이 없는 소프트 로봇을 개발함으로써, 인체 내부에서 원격 조작하는 잠재적 수술 응용의 길을 열고 있다. 또한, 구조 작전 중 위험하거나 접근하기 어려운 장소에서 감지 또는 검색을 위한 기술을 개발하는데 기여하고 있다.

팀은 현재 자기력을 필요로 하지 않는 광구동 소프트 로봇을 개발하고 있으며, 자외선 대신 근적외선 복사를 사용하여 생체 적합성을 개선할 계획이다.