'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. 대전교육 오석진號 출범 준비 본격화… 인수위 동부교육청에 마련
  2. 8일 한국타이어 대전공장 정전…한전 원인 조사 중
  3. 66년 만에 이름 찾은 대전고 학생… 국가유공자 김태진 선생, 기념회 천만원 기탁
  4. [풍경소리] 물의 길을 새기며
  5. [한화에어로 참사] 대표·사업장장 입건… 중대재해·산안법 본격 수사
  1. 대전 신탄진농협-대전청과(주), 짜장면 무료나눔 행사
  2. KDI "중동전쟁 영향 불구, 반도체 호황에 완만한 개선세"
  3. [편집국에서] 애연가의 권리주장(2)
  4. 대전 대동천 하상주차장 15일부터 폐쇄
  5. AI·VR로 첼시 팬 경험 제안… 한남대팀 국제 프로젝트 우승

헤드라인 뉴스


허태정號 출항…`이장우 브랜드` 손질 나서나

허태정號 출항…'이장우 브랜드' 손질 나서나

허태정 대전시장 당선인의 인수위원회가 9일 공식 출범하면서 이른바 '이장우 브랜드'의 향배에 관심이 쏠리고 있다. 특히 대전 0시축제와 꿈씨패밀리는 단순한 축제나 캐릭터를 넘어 이장우 시정 4년을 상징하는 트레이드 마크라는점에서 향후 존치 여부와 활용 방향에 지역사회의 관심이 집중되는 것이다. 9일 출범한 인수위는 민선 9기 시정 운영 방향을 설계하는 동시에 민선 8기 주요 정책과 사업에 대한 점검 작업에 착수한다. 허 당선인이 선거 과정에서 전임 시정의 정책 우선순위와 행정 기조를 비판하며 일부 사업 재검토 필요성을 언급해 온 만..

한화에어로 참사 일주일 만에 아워홈 용인공장서도 끼임 사고
한화에어로 참사 일주일 만에 아워홈 용인공장서도 끼임 사고

한화에어로스페이스 대전사업장 폭발 사망사고가 발생한 지 일주일 만에 한화그룹 계열 식품기업인 아워홈 용인공장에서도 중대 산업재해성 사고가 발생했다. 9일 경찰과 소방당국 등에 따르면 6월 8일 오후 2시 50분께 경기 용인시 처인구 남사읍 아워홈 용인2공장 4층 어묵꼬치 포장작업장에서 하청업체 소속 50대 근로자 A 씨가 컨베이어벨트에 목 부위가 끼이는 사고를 당했다. A 씨는 심정지 상태로 구조돼 오후 3시 25분께 병원으로 옮겨져 치료를 받고 있다. 경찰 관계자는 "부상자는 의식은 없으나, 심장 박동은 있는 상태"라며 "작년에도..

닭고기 소비자가 1년 새 20%가량 폭등... 밥상 물가와 외식물가 자극하나
닭고기 소비자가 1년 새 20%가량 폭등... 밥상 물가와 외식물가 자극하나

대전 닭고기 소비자 가격이 1년 새 20%가량 폭등하면서 밥상·외식 물가 부담을 키우고 있다. 복날과 월드컵 특수를 앞두고 닭과 관련된 식품 수요가 급격하게 늘어나는 시기에 원재료 가격 급등으로 전체적인 물가를 자극하고 있다. 9일 축산물품질평가원에 따르면 8일 기준 대전 육계 1kg 소비자 가격은 7273원으로, 1년 전 6064원보다 19.9%나 오른 것으로 집계됐다. 5월 말에서 6월 초까지만 하더라도 6900원으로 7000원선을 위협했으나 7000원을 넘어선 것이다. 대전 육계(1kg) 가격은 부산(7824원)과 세종(754..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 혹서기 이동노동자 생수 나눔 캠페인 혹서기 이동노동자 생수 나눔 캠페인

  • ‘무럭무럭 자라거라’ ‘무럭무럭 자라거라’

  • 대전시장직 인수위원회 현판식 및 전체회의 대전시장직 인수위원회 현판식 및 전체회의

  • 대전 대동천 하상주차장 15일부터 폐쇄 대전 대동천 하상주차장 15일부터 폐쇄