쥐 근육으로 만든 1.5cm 로봇, 점프하고 수영까지

스위스 연구진이 쥐의 근육 세포를 이용해 점프, 수영, 걷기 등이 가능한 센티미터 크기의 바이오하이브리드 로봇을 개발했다.

스위스 취리히연방공과대학교(ETH Zurich) 연구팀은 살아있는 근육 조직과 부드러운 인공 지지대를 컴퓨터로 함께 설계해 움직임의 범위를 크게 향상시킨 바이오액추에이터를 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 게재됐다.

연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 근육 조직의 배치와 지지대의 특성을 동시에 최적화하는 새로운 접근법을 사용했다. 이를 통해 제작된 약 1.5cm 길이의 바이오액추에이터는 기존 유사 시스템보다 최대 11배 더 큰 움직임을 보였다.

연구에 참여한 아이스테 발치우나이테 연구원은 "이전 시스템에서는 움직임을 보려면 현미경이 필요할 때도 있었다"고 설명했다.

이 바이오액추에이터를 이용해 만든 로봇은 점프, 수영, 걷기, 물체 잡기 등 다양한 동작을 수행했다. 특히 제자리에서 몸길이의 3분의 1에 해당하는 약 5mm를 뛰어오르는 데 성공했으며, 걷는 속도는 초당 6.2mm를 기록했다.

연구팀은 강력한 움직임의 비결로 근육과 지지대의 견고한 결합을 꼽았다. 지지대에 새겨진 미세한 홈이 근육 조직이 단단히 고정되고 근섬유가 정렬되도록 도와 힘 손실을 최소화했다.

다만 이 로봇은 근육 조직을 살리기 위한 영양액 속에서만 작동할 수 있어 상용화까지는 갈 길이 멀다. 연구를 이끈 로버트 카츠만 교수는 "더 큰 시스템은 산소와 영양분을 공급하는 인공 혈관이 필요하다"며 "이것이 미래 개발의 가장 큰 과제 중 하나"라고 말했다.