[과학향기 for kids] 사람 근육으로 움직이는 로봇 손 등장! : KISTI의 과학향기

여러분은 ‘로봇’ 하면 어떤 이미지가 떠오르나요? 우리는 영화나 만화에서 흔히 본 것처럼 금속과 배터리, 모터 등 기계로 이뤄진 것을 로봇이라고 생각하는데요. 그런데 조만간, 사람과 같은 피부나 근육으로 만들어진 로봇이 등장할지도 모르겠어요. 과학자들이 ‘바이오 하이브리드 로봇’을 개발하고 있거든요.

사진 1. 과학자들은 사람의 세포나 조직을 이용한 바이오 하이브리드 로봇을 개발하고 있다. ⓒshutterstock

생물과 기계가 합쳐진 바이오 하이브리드 로봇

바이오 하이브리드 로봇은 생물과 기계 부품을 합쳐 만들어진 로봇을 말해요. 바이오(bio)는 영어로 생명이라는 뜻이고, 하이브리드(hybrid)는 두 가지가 섞여 있다는 뜻이거든요.

대표적인 게 사람의 세포나 조직을 이용한 로봇이에요. 2022년 일본 도쿄대 연구팀은 사람 피부를 가진 로봇 손가락을 만들었어요. 이전까지는 실리콘을 로봇에 입혀서 사람 피부처럼 보이게 했는데, 주름 같은 촉감이나 피부의 기능까지는 만들어내지 못했어요.

연구팀은 피부를 만드는 세포가 들어있는 용액에 로봇 손가락을 집어넣고, 이 세포들이 로봇 손가락에 달라붙어 피부로 자라게 했어요. 이렇게 만들어진 로봇 손가락은 전기 모터로 움직이는데, 실제 사람 손가락처럼 물체를 다룰 수 있었어요. 구부러질 때도 사람의 피부처럼 자연스러운 주름을 만들어냈죠. 심지어 손가락에 상처가 나면 사람처럼 치료도 가능했어요. 밴드를 붙인 후 용액에 넣으면 피부가 복원됐죠. 연구팀은 앞으로 로봇 피부에 손톱과 감각, 땀이 나는 것까지 구현할 수 있도록 연구하겠다고 말했어요.

사람 근육으로 만든 로봇 손

도쿄대 연구팀은 최근에는 사람의 근육 조직을 이용해 바이오 하이브리드 로봇 손을 만들었어요. 근육 세포를 키운 다음, 이 근육을 여러 개 묶고 김밥처럼 말아서 하나의 큰 근육과 길쭉한 힘줄을 만들었죠. 전체적인 손 모양은 3D 프린터로 찍어냈어요. 이렇게 만든 로봇 손은 전기 자극을 받으면 구부러졌다가 펴지는 동작을 할 수 있었어요. 물건을 잡거나, 엄지와 약지, 새끼손가락을 구부려서 가위바위보의 가위 모양도 만들 수 있었죠.

재밌는 건, 우리가 운동하고 나면 피로가 쌓여서 근육에 휴식을 줘야 하는 것처럼, 사람의 근육 조직을 이용한 로봇 손도 오래 사용하면 비슷한 현상이 나타났다는 거예요. 연구팀은 로봇 손을 10분 이상 사용하면, 수축력이 떨어지고 피로함을 나타내는 걸 발견했어요. 그리고 1시간 정도 휴식 시간을 주면 다시 회복된다는 것도 알아냈죠. 연구팀은 앞으로 손가락을 더 자유롭게 움직이는 로봇 손을 만들 계획이에요.

그렇다면 이렇게 사람의 세포나 근육을 이용해 로봇을 만드는 이유는 뭘까요? 바로 사람처럼 미세하고 정교하게 움직이는 로봇을 만들기 위해서예요. 로봇기술이 발전했지만, 아직까지 사람처럼 자연스럽지는 않거든요. 아직은 연구 단계이지만, 사람 손과 거의 똑같은 로봇 손이 나온다면 사고나 질병으로 손을 잃은 사람들에게도 큰 도움이 될 거랍니다.

※ 교과서 연계 - 이번 과학향기 에피소드는 어떤 교과 단원과 관련돼 있을까?

5학년 2학기 과학 - 물체의 운동
5학년 2학기 과학 - 우리 몸의 구조와 기능

글: 오혜진 동아에스앤씨 기자 / 일러스트: 감쵸 작가

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[과학향기 for kids] 사람 근육으로 움직이는 로봇 손 등장!