'로봇은 딱딱?' 사람처럼 부드러운 동작 가능해진다

  • 경제/과학
  • 대덕특구

'로봇은 딱딱?' 사람처럼 부드러운 동작 가능해진다

박소정 교수 등 참여 韓美연구진 미세로봇구동기술 개발 '4진수' DNA 염기서열 조작으로 밀고 뒤집기 등 구현

  • 승인 2016-11-06 10:49
  • 신문게재 2016-11-07 13면
  • 최소망 기자최소망 기자
▲ 박소정 교수
▲ 박소정 교수
▲ 심태섭 교수
▲ 심태섭 교수
앞으로는 로봇이 단순히 접고 펴는 딱딱한 동작 외에도 사람처럼 부드러운 움직임을 구현해 낼 수 있을 전망이다.

한미 공동연구진이 자유자재로 형태를 변형시킬 수 있고 원하는 형태로 구동할 수 있는 부드러운 재질의 미세로봇 구동 기술을 개발했다.

6일 한국연구재단(이사장 조무제)에 따르면, 이화여대 박소정·이대연 교수와 미국 펜실베니아대 존 크로커 교수가 공동으로 인공 DNA의 염기서열 정보 등을 이용해 연성재질 미세로봇을 구동할 수 있는 핵심기술을 최초로 개발했다.

연성재질 미세로봇이란 기존의 로봇과 달리 고분자나 나노입자와 같은 유연한 재료로 이루어져 특정 물리적 혹은 화학적 신호에 의해 작동되는 초소형 로봇을 말한다.

연성재질 미세로봇은 전기적 신호뿐만 아니라 다양한 물리적, 화학적 자극에 의해 구동할 수 있는 새로운 개념의 구조제어기술이다.

연구팀은 기존에 미세로봇을 제어하던 온도와 빛 등의 자극과 달리 DNA가 갖는 염기서열 정보에 집중했다.

DNA 염기서열을 이용해 원하는 형태로, 원하는 정보를 입력하고, 복잡하고 다양한 형상을 만들 수 있었다.

연구팀은 DNA가 단일 가닥일 때와 결합 후 이중나선구조를 가질 때 나타나는 DNA 분자 길이에 주목했다.

DNA는 분자길이가 달라지면 물질이 늘어나거나 줄어드는 등 구조변화가 일어날 수 있기 때문이다.

▲ DNA 가닥교환반응에 의한 이중박막 DNA-금나노입자 구조체의 구동기술의 모식도(좌) 및 가닥교환반응에 의해 연속적으로 모양을 변형하는 이중박막 구조체의 모습(우).
▲ DNA 가닥교환반응에 의한 이중박막 DNA-금나노입자 구조체의 구동기술의 모식도(좌) 및 가닥교환반응에 의해 연속적으로 모양을 변형하는 이중박막 구조체의 모습(우).
연구팀은 먼저 염기서열 정보조작을 통해 제작한 DNA를 금 나노입자에 붙이고 DNA 결합을 통해 'DNA-금 나노입자 구조체'를 제작했다. 이 구조는 미리 조작된 염기서열 정보를 갖는 단일 가닥 DNA를 가지고 있어, 정보에 맞는 염기서열을 갖는 DNA와 결합해 이중나선구조를 형성했다.

염기서열 정보 조작은 A, T, G, C 등 4가지 정보로 구성된 DNA를 공학기술을 이용해 ATTGCG, TGCCGAT 등 우리가 원하는 염기서열을 갖도록 합성된 인공 DNA를 만드는 기술이다.

DNA-금나노입자 구조체는 금속입자와 결합하도록 끝자락을 처리해 DNA를 붙인 금나노입자를 준비하고 이 입자들을 DNA의 결합반응을 통해 2차적으로 결합시켜 만든 구조체다.

두 개의 서로 다른 염기서열 정보를 갖는 DNA를 도입해 두 개의 DNA에 의해 원하는 방향으로 제어할 수 있는 미세구조체를 제작했다.

그 결과, 말거나 뒤집는 등의 기계적 작동이 가능했다.

박소정 교수는 “이 연구 성과는 DNA의 염기서열 조작과 반응을 통해 다양한 방식으로 움직이는 나노구조체를 최초로 구현했다”며 “정해진 자극에 따라 복잡한 움직임을 수행할 수 있는 로봇과 같은 나노구조체 제작의 가능성을 열었다”고 설명했다.

논문 제1저자 아주대 심태섭 교수는 “이 연구성과는 0과 1의 2진수로 제어하는 컴퓨터와 달리 A와 T, G, C 등 4진수의 정보를 갖는 DNA를 통해 구동을 제어해 보다 다양하고 복잡한 명령을 내릴 수 있게 된 것”이라며 “앞으로 DNA를 통한 제어기술이 더욱 발전한다면 약물 전달, 혈관 확장 등 복잡하고 까다로운 상황에서도 정교한 구동이 가능한 미세로봇의 제작이 가능해 더욱 다양한 역할 수행이 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.

이 연구는 미래창조과학부 기초연구사업으로 미국국립과학재단(NSF) 재료연구과학기술센터의 지원으로 수행됐다.

연구 성과는 지난달 24일 나노기술분야 세계 최고 권위의 학술지인 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)에 게재됐다.

최소망 기자 somangchoi@

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 강화군 길상면, 강화 나들길 집중 점검
  2. 제7회 대전특수영상영화제, 대전의 밤을 밝히다
  3. 천안법원, 불륜 아내 폭행한 50대 남편 벌금형
  4. 충남지역암센터, 국가암관리사업 우수사례 평가대회 개최
  5. 천안시 직산도서관, 개관 1주년 맞이 '돌잔치' 운영
  1. 유튜브 뉴스 콘텐츠로 인한 분쟁, 언론중재위에서 해결할 수 있나
  2. 독거·취약계층 어르신 50가정에 생필품 꾸러미 전달
  3. 나사렛대, 천안여고 초청 캠퍼스 투어
  4. 천안을 이재관 의원, 온누리상품권 가맹점 연매출 제한 기준 두는 개정안 국회 본회의 통과
  5. 상명대 예술대학, 안서 청년 공연제서 연극 '베니스의 상인' 선보여

헤드라인 뉴스


최대 1만 500세대 통합재건축…대전 노후계획도시정비 청사진 첫 공개

최대 1만 500세대 통합재건축…대전 노후계획도시정비 청사진 첫 공개

대전 둔산지구와 송촌(중리·법동 포함)지구 아파트에 대한 통합 재건축을 정비 기본계획이 처음 공개됐다. 이번 선도지구 선정물량은 두 지역을 합쳐 최대 1만 500세대까지 가능하며, 기준 용적률도 수도권 1기 신도시 재건축보다 높게 책정됐다. 이번 기본계획안을 통해 둔산지구는 '일과 삶의 균형 있는 활력 도시'로, 송촌(중리·법동)지구는 '스마트 건강 도시'로 각각 미래 비전이 제시됐다. 11월 30일 대전시에 따르면 대전 노후계획도시정비 기본계획안의 둔산1·2지구와 송촌·중리·법동지구에 대한 기준용적률은 평균 360%로 설정됐다...

트럼프 2기 글로벌 공급망 불안...전략산업 육성으로 돌파하자
트럼프 2기 글로벌 공급망 불안...전략산업 육성으로 돌파하자

미 트럼프 2기를 맞아 글로벌 공급망에 대한 불확실성이 커지고 있는 가운데 대전은 6대 전략산업에 대한 다변화와 성장별 차등 지원책 마련이 필요하다는 제언이다. 최근 대전연구원이 발표한 '대전의 글로벌 공급망 취약성 분석 및 대응 전략'에 따르면 미 트럼프 정부의 관세정책 발표 이후 전 세계는 높은 불확실성에 직면해 오면서 공급망 안전화 및 수출 다변화를 위한 적극적인 준비가 요구된다. 대전은 주요 전략산업 대부분이 대외 영향력이 높은 분야로 지역 차원에서 글로벌 공급망 재편에 따른 안정화 전략 및 다변화 전략 마련이 중요하다. 대..

쿠팡 개인정보 유출 2차 피해 주의보… 과기정통부 "스미싱·피싱 주의 필요"
쿠팡 개인정보 유출 2차 피해 주의보… 과기정통부 "스미싱·피싱 주의 필요"

국내 최대 이커머스 쿠팡에서 3000만 개 이상의 개인정보가 유출된 가운데 추가 피해로 이어질 수 있어 주의가 요구된다. 당국은 유출된 개인정보를 통한 스미싱이나 피싱 피해 시도가 우려된다며 각별한 주의를 당부했다. 과학기술정보통신부와 개인정보보호위원회는 쿠팡 침해사고 피해 규모가 대폭 확대됨에 따라 민관합동조사단을 구성하고 사고 분석 원인과 재발방지 대책을 마련하겠다고 30일 밝혔다. 이번 조치는 대규모 개인정보 유출과 추가 국민 피해 발생 우려 등 사안의 중대성을 고려한 조치다. 최초 신고가 있었던 19일 4536개 계정의 고객..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 대전 제과 상점가 방문한 김민석 국무총리 대전 제과 상점가 방문한 김민석 국무총리

  • 구세군 자선냄비 모금 채비 ‘완료’ 구세군 자선냄비 모금 채비 ‘완료’

  • 가을비와 바람에 떨어진 낙엽 가을비와 바람에 떨어진 낙엽

  • 장애인과 비장애인의 행복한 시간 장애인과 비장애인의 행복한 시간