‘마이크로로봇’ 제작 개념, 자연과학 전문지 네이처誌에 발표
초미세 마이크로로봇, 인체 내 특정목적 기능수행도 가능 전망

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(AI타임스=양태경 기자) 최근 스위스 ‘폴쉐러연구소’(Paul Scherrer Institute, PSI)와 ‘취리히연방공과대학’(ETH Zurich) 연구진이 자력(磁力)으로 프로그래밍되고 자기장에 의해 제어되는 마이크로로봇 제작 개념을 세계적으로 권위있는 자연과학 전문지 네이처(Nature)誌에 발표해 화제다.

연구진은 나노자석으로 만들어진 이 마이크로로봇의 크기가 가로세로 수십 마이크로미터밖에 되지 않기 때문에 가령, 사람 몸속에서 특정 목적을 위한 기능을 수행할 수도 있다고 밝혔다.

이어 연구진은 이 마이크로로봇은 마치 일본의 종이접기 기술인 ‘오리가미’(origami)로 종이새를 접는 것을 연상시키는데, 단순한 종이접기 구조와는 달리 이 로봇은 눈에 보이지 않는 힘을 이용해 마술처럼 움직인다며 날개를 퍼덕이거나 목을 구부리고 머리를 뒤로 젖히는 등 이러한 행동들 모두가 자력(磁力)에 의해 가능하게 된다고 말했다.

또한 연구진은 작은 나노자석이 들어 있는 재료로 이 마이크로머신을 조립했다면서 이 나노자석은 특정한 자기(磁氣)방향을 지향하도록 프로그램될 수 있어 자기장에 노출되면 특정한 힘이 그 나노자석에 작용하게 돼 제작자가 의도하는 움직임을 만들어 낼 수 있다고 설명했다.

한편, 나노자석은 몇 번이고 프로그래밍할 수 있어 이렇게 재(再)프로그래밍 된 나노자석은 자기장의 세기에 따라 원하는 만큼의 힘을 전달하고 또 이에 따른 동작을 구현할 수 있는 것이 특징으로 전해졌다.

마이크로로봇의 구동 시현을 위해 연구진은 얇은 실리콘 판 위에 코발트 자석 배열들을 만들었으며 이 코발트 자석으로 만들어진 새 모양의 물체는 날개짓, 공중정지, 공중선회, 활강과 같은 다양한 동작을 할 수 있었다고 전했다.

‘폴쉐러연구소’(PSI) 멀티스케일 재료실험 연구실 실장이자 ‘취리히연방공과대’(ETH Zurich) 재료학과 초미세(Mesoscopic) 시스템 교수인 로라 하이더만 박사는 "마이크로로봇에 의해 수행되는 움직임은 수 밀리초 내에 일어나지만 나노자석의 프로그래밍은 단 몇 나노초밖에 걸리지 않아 연속된 후속 움직임들을 차례로 프로그래밍하는 것을 가능하게 한다”며 “이로 인해 마이크로로봇 구동시현에 사용된 작은 새 모양의 물체가 처음에는 날개짓을 하고 그 다음에는 옆으로 활강하면서 다시 날개를 퍼덕일 수 있는 것”이라고 말했다.

“이 새로운 마이크로로봇 구동 개념은 정보를 저장해 특정한 행동을 하게끔 할 뿐만 아니라 다른 과업을 수행하도록 재(再)프로그래밍할 수 있는 마이크로로봇과 나노로봇 제작을 향한 중요한 단계”라며 ‘취리히연방공과대’(ETH Zurich)의 브래들리 넬슨 기계공정공학부장은 "앞으로 이러한 자율 마이크로로봇이나 나노로봇을 활용하면 인간의 혈관을 통해 이동하면서 암세포를 죽이는 등의 생의학 과업을 수행하는 것을 상상할 수 있다"고 설명했다.

이어 ‘취리히연방공과대’(ETH Zurich) 로봇공학 및 지능형 시스템 연구소의 티안윤 황 연구원은 "이 마이크로머신들의 다른 응용분야들로는 가령, 광학특성을 변화시키는 유연한 마이크로렌즈도 상상해 볼 수 있다"고 말했다.

한편, ‘취리히연방공과대’(ETH Zurich) 재료학과 초미세(Mesoscopic) 시스템 연구실 엔지니어 겸 연구원인 지즈하이 쿠이는 “표면의 특성을 변화시켜 물에 젖은 표면에서 물을 밀어낼 수 있는 물체의 표면을 만드는데 또한 응용할 수도 있다”고 말해 이러한 마이크로머신들이 하루 빨리 일상과 전문 과학분야에서 비상을 향한 날개짓을 할 날을 기대해 본다.

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