'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. 전례없는 늑대 포획 계획에 커지는 수색방식 논란
  2. 민주당 세종시의원 10개 선거구 '본선 진출자' 확정
  3. 이춘희→조상호 향해 "헛공약·네거티브 전략" 일침
  4. 지역 학원가 '동구 글로벌 드림캠퍼스' 운영 방식 항의서한
  5. 김도경 초대회장 “회원들의 든든한 울타리, 대전경제 새역사 쓰겠다”
  1. 취업 후에도 학자금 상환에 허덕이는 청년들…미상환 체납액 역대 최대
  2. 대전창조경제혁신센터 '피엑스프리메드'에 1억 원 시드 투자
  3. 양승조·용혜인, '산업혁신·기본사회·민주분권' 결합한 정책협약 체결
  4. [사설] 행정수도 특별법 '법안소위' 이제 끝내야
  5. [지선 D-50] 與 대전시장 경선 허태정 승리…이장우와 4년만의 리턴매치

헤드라인 뉴스


2029년 `서울 청와대→세종 집무실` 대통령 시대 요원

2029년 '서울 청와대→세종 집무실' 대통령 시대 요원

문재인·윤석열 전 정부에서 시작된 '청와대 이전' 움직임이 이재명 새 정부에서 어떻게 완성될지 주목된다. 문 전 대통령은 광화문 시대를 준비했으나 좌절됐고, 윤석열 전 정부는 용산 시대를 열었으나 결국 얼룩진 역사만 남겼다. 이재명 새 정부는 올 초 도로 청와대로 컴백한 만큼, 2030년 임기까지 판을 바꾸는 과감한 시도를 할지는 미지수다. 수도권 정치권 등 기득권 세력들은 여전히 대통령실의 지방 이전에 극렬히 반대하고 있기 때문이다. 이규연 대통령실 홍보소통수석의 14일 긴급 브리핑이 한 걸음 더 나아가지 못한 배경이 여기에 있다..

편의점 업계 비닐봉지 가격 인상·발주량 제한에 편의점주들 `예의주시`
편의점 업계 비닐봉지 가격 인상·발주량 제한에 편의점주들 '예의주시'

편의점 업계가 매장에서 쓰는 비닐봉지 가격을 인상하거나 발주량을 제한하고 나섰다. 중동 전쟁으로 비닐 원재료인 나프타 가격이 급격히 오른 데 따른 조치인데, 편의점주 등은 고정 지출이 커지진 않을까 우려 섞인 목소리를 낸다. 14일 편의점 업계에 따르면 세븐일레븐은 최근 매장에서 점주들이 쓰레기를 담을 때 사용하는 비닐봉지 가격을 최대 39% 인상했다. 세븐일레븐이 점주에게 제공하는 비닐봉지는 50매 묶음으로 총 네 종류다. 검정 비닐봉지 큰 사이즈는 77원에서 106원으로 37.7% 인상했으며 작은 사이즈는 57원에서 78원으로..

학교에서 또… 계룡 교사피습에 도교육청 예방 체계 미흡 지적
학교에서 또… 계룡 교사피습에 도교육청 예방 체계 미흡 지적

충남 계룡 교사 피습 사건이 발생하면서 교육현장의 위기가 다시 수면 위로 떠올랐다. 형태는 다르지만 과거 비슷한 사건이 벌어진 바 있어 충남교육청의 시스템 구축이 미흡했던 것 아니냐는 지적이 나온다. 또 충남 학생인권조례도 교사 신변보호에 제약이 된다는 주장도 제기된다. 14일 경찰 등에 따르면 전날인 13일 오전 8시 40분께 계룡의 한 고등학교에서 교사와 상담을 하던 학생이 미리 준비한 흉기로 교사에게 해를 가하는 사건이 발생했다. 피해 교사는 즉시 병원으로 옮겨졌고 다행히 생명에 지장은 없는 것으로 확인됐다. 해당 학생은 중학..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 세월호 참사 12주기, ‘잊지 않겠습니다’ 세월호 참사 12주기, ‘잊지 않겠습니다’

  • 대전오월드 인근에서 목격된 ‘늑구’ 포획에 나선 경찰들 대전오월드 인근에서 목격된 ‘늑구’ 포획에 나선 경찰들

  • 대전시 선관위, 지방선거 50여일 앞두고 투표참여 캠페인 대전시 선관위, 지방선거 50여일 앞두고 투표참여 캠페인

  • 초여름 날씨에 등장한 반팔 초여름 날씨에 등장한 반팔