'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 트램 급전 방식 논란 여전…공론화 필요 목소리
  2. "더는 버티기 어려워"… 대전 서남부터미널, 폐업 재신청
  3. 대전 유성구 주민 기획 13개 동 '마을 축제' 개최
  4. 대전 수소트램 ‘유지냐 변경이냐’…민선 9기 고심
  5. 수사 중요성 커졌는데 '베테랑'은 부족… 대전경찰 인사 시험대
  1. 대전 복용동 염소 축사서 화재…일대 정전 복구중
  2. 충남대 국립공주대 통합 밑그림… 학내외 의견수렴 이어져
  3. 세종도시교통공사 '내부 갑질' 논란 반복… 자정 시스템 없나
  4. [기고] 대학 간 경계 허무는 충청권 국립대 연합체계
  5. [문화 톡] 갈마도서관 직원들의 웃는 얼굴을 보며

헤드라인 뉴스


`초고령사회` 코앞 충청권, 5년새 요양병원 21곳 문닫아

'초고령사회' 코앞 충청권, 5년새 요양병원 21곳 문닫아

65세 이상 고령 인구 비율이 19%를 넘어 초고령사회 진입을 앞둔 대전에서 노인 의료서비스를 담당해 온 요양병원이 감소하고 있다. 충청권 요양병원은 최근 5년간 21곳 줄어 종합병원과 병원이 증가한 것과 대조를 보였다. 병원 입원 중심의 돌봄에서 벗어나는 의료 개편이라는 시선과 함께 중증의 노인·장애인 진료환경이 악화되지 않도록 살펴야 한다는 목소리다. 대전 유성구에 위치한 260병상의 한 요양병원이 이달 말 폐원을 앞두고, 남은 입원환자를 다른 병원으로 옮기는 이원 조치가 한창 이뤄지고 있다. 2010년 설립해 2014년 한때..

김민석 첫 충청행보 세종… `행정수도 설계자` 이해찬 정치 유산 잇는다
김민석 첫 충청행보 세종… '행정수도 설계자' 이해찬 정치 유산 잇는다

더불어민주당 사령탑에 오른 김민석 신임 당대표가 취임 후 첫 충청권 방문지로 행정수도 세종을 찾았다. '행정수도 설계자'로 일컫는 이해찬의 정치적 유산을 계승하겠단 의지와 함께, 민주당의 연속 집권을 위한 정치적 방향성을 선언했다는 점에서 상징성이 크다. 특히 행정수도특별법 당론 채택과 세계 유일의 'AI 국회'를 표방한 세종의사당 건립 의지를 밝힌 만큼, 김 대표가 행정수도 완성에 대한 민주당의 실천 의지를 얼마나 구체화할지 지역사회의 이목이 집중되고 있다. 김민석 대표는 20일 오전 세종시 은하수공원에 안장된 故 이해찬 전 국무..

충남 아산 삼성전자 신규 반도체 제조공장 내달 착공
충남 아산 삼성전자 신규 반도체 제조공장 내달 착공

정부의 '대한민국 대도약 3대 메가 프로젝트'의 첫 번째 발걸음이 인공지능(AI) 첨단산업 거점으로 떠오른 충남에서 시작된다. 충남도 차원에서의 행정 지원에 힘입어 삼성전자 반도체 제조공장(FAB)이 당초 계획보다 한 달 이상 일정을 앞당겨 다음 달 첫 삽을 뜬다. 도는 19일 도청 대회의실에서 홍종완 도 행정부지사 주재로 2026년 제8회 충남도 도시계획위원회를 열고, 아산시 배방읍 북수리 일원 삼성전자 온양캠퍼스 증설(개발행위 규모초과) 안건을 심의·의결했다. 이번 심의 통과로 삼성전자는 온양캠퍼스 내 38만 9825㎡ 부지에..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 폭발물 테러 및 화재 대응 훈련 폭발물 테러 및 화재 대응 훈련

  • 공공디자인 공모전 작품전시회…8월 27일까지 전시 공공디자인 공모전 작품전시회…8월 27일까지 전시

  • ‘대덕정수장의 시민공원화 조성 약속을 이행하라’ ‘대덕정수장의 시민공원화 조성 약속을 이행하라’

  • 다시 찾아 온 폭염…참새들의 ‘여름 피서’ 다시 찾아 온 폭염…참새들의 ‘여름 피서’