'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. 대전 유성 엑스포아파트 재건축 입안제안… 유성구 '최종 수용 결정' 통보
  2. 천안시, 27일부터 '고유가 피해지원금' 신청 접수 가능해요
  3. 천안 남부대로~용곡한라 도로 개설, 2027년 상반기 내 준공 '염원 여론'
  4. 정부 메가특구 구상에 과학도시 대전 기대감 커져
  5. [공주다문화] 인절미와 함께하는 공주의 사백 년 인절미 축제
  1. 충청권 광역의원 최대 5석 늘어난다…인구감소 서천·금산·옥천 유지
  2. 송자고택 품은 소제중앙문화공원 준공
  3. 글로벌 우수 과학기술 인재 양성, 대한민국 유일의 국가연구소대학 UST
  4. 돌아온 늑구에 쏠린 관심… 기대와 우려 속 숙제는 가득
  5. 금강벨트 시도지사 선거 범친명 vs 찐보수 대결 구도

헤드라인 뉴스


"광역단체장 후보 與의원 29일 일괄사퇴" 금강벨트 전선 확장

"광역단체장 후보 與의원 29일 일괄사퇴" 금강벨트 전선 확장

<속보>=6·3 지방선거 최대격전지 금강벨트 전선이 더욱 넓어지면서 여야의 치열한 혈투가 불가피할 전망이다. <중도일보 4월 17일자 3면 보도> 더불어민주당 충남지사 후보로 확정된 박수현 의원(공주부여청양)의 지역구에서 이번 선거와 함께 국회의원 보궐선거가 열리는 것이 확정됐기 때문이다. 민주당 정청래 대표는 20일 "민주당 광역단체장 후보로 당선된 현역 국회의원들은 29일에 일괄 의원직 사퇴서를 제출할 예정"이라고 밝혔다. 정 대표는 이날 충남 보령 대천항수산시장을 방문한 뒤 기자들을 만나 "일각에서 꼼수로 국회의원에서 사퇴하지..

대전시, 전국 최초로 긴급차량 접근 정보 실시간 알린다
대전시, 전국 최초로 긴급차량 접근 정보 실시간 알린다

대전시가 전국 최초로 긴급차량접근 정보를 실시간으로 안내한다. 대전시는 경찰청, 한국도로교통공단, 카카오 모빌리티와 협력해 긴급차량의 위치와 우선신호 정보를 내비게이션으로 제공하는 '긴급차량 접근 정보 안내 서비스'를 전국 최초로 20일에 개시한다고 밝혔다. 이번 서비스는 긴급차량 출동 시 운전자에게 실시간 접근 정보를 제공해 양보 운전을 유도하고, 출동 시간 단축과 교통사고 예방을 동시에 달성하기 위해 마련됐다. 시는 현재 긴급차량 우선신호 시스템을 구축해 5개 소방서를 중심으로 총 9개 주요 출동 구간에 적용·운영하고 있다. 다..

충청 세계대학경기대회 北 참가 여부 촉각…"다각도로 노력"
충청 세계대학경기대회 北 참가 여부 촉각…"다각도로 노력"

2027 충청 세계하계대학경기대회(유니버시아드)가 460여 일 앞으로 다가온 가운데 북한 선수단의 참가 여부가 주요 화두로 급부상했다. 국제대학스포츠연맹(FISU) 회장단이 참여 유도에 강한 의지를 드러내며 전방위적 활동을 예고했는데, 우리나라 정부도 긍정적인 입장을 내놓은 것으로 분석된다. 충청 세계하계대학경기대회 조직위원회와 연맹은 20일 세종시청 브리핑룸에서 레온즈 에더(Leonz Eder) 회장, 마티아스 레문트(Matthias Remund) 사무총장 등 FISU 회장단과 이창섭 조직위 부위원장이 참석한 가운데 공동 기자회견..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 대전오월드 재창조 사업 중단 및 전면 재검토 촉구 기자회견 대전오월드 재창조 사업 중단 및 전면 재검토 촉구 기자회견

  • 오늘부터 우회전 일시정지 위반 집중 단속…‘꼭 멈추세요’ 오늘부터 우회전 일시정지 위반 집중 단속…‘꼭 멈추세요’

  • ‘늑구’의 인기에 대전오월드 재개장에도 관심 ‘늑구’의 인기에 대전오월드 재개장에도 관심

  • 2026 대전사이언스페스티벌 성료…휴머노이드 로봇 ‘눈길’ 2026 대전사이언스페스티벌 성료…휴머노이드 로봇 ‘눈길’