뱀처럼 소장 누비는 로봇…진단·치료 한번에

미국 매사추세츠공과대학교(MIT) 연구진이 뱀의 움직임을 모방해 좁은 소장을 이동하며 진단과 치료를 동시에 수행하는 연성 로봇을 개발했다.

MIT 기계공학과 지오반니 트라베르소 교수 연구팀은 이 같은 내용의 연구 결과를 국제학술지 '사이언스 로보틱스'에 발표했다. 연구팀은 길이가 6미터가 넘고 신체 깊숙이 위치해 접근이 어려운 소장 질환의 진단과 치료를 돕기 위해 새로운 로봇 내시경을 설계했다.

이 로봇은 뱀의 이동 방식에서 영감을 얻었다. 로봇에 장착된 여러 개의 방을 가진 구동 장치에 공기를 주입해 몸을 구부리거나 뻗으면서 앞으로 나아간다.

로봇의 머리와 꼬리 부분에는 특수 코팅이 적용된 풍선이 있어 미끄러운 장기 내에서 접지력을 높인다. 이 코팅은 종이를 자르고 접는 '키리가미' 기술에서 착안한 것으로, 풍선이 팽창하면 3차원 바늘이 튀어나와 뱀의 비늘처럼 장기 내벽에 고정되는 역할을 한다.

로봇에는 영상 촬영용 카메라, 약물 전달용 분사기, 조직 생검이나 작은 용종을 제거할 수 있는 클립 등 다양한 도구가 탑재됐다. 이를 통해 소장 내 출혈, 병변, 막힘 등 이상 증상을 발견하고 즉시 조치할 수 있다.

트라베르소 교수는 "소장을 더 자동화된 방식으로 검사하는 것이 우리가 극복하려는 근본적인 과제"라고 말했다. 현재 소장 질환 진단에 사용되는 '이중 풍선 소장 내시경'은 과정이 느리고 힘들다는 단점이 있었다.

연구팀은 동물 실험을 통해 로봇이 소장 내에서 약 2미터(6.5피트)를 이동하는 데 성공했다고 밝혔다. 또한 약물 분사, 조직 채취, 카메라 촬영 기능도 성공적으로 시연했다.

연구팀은 현재 내비게이션 시스템을 개선하는 작업을 진행 중이며, 향후 소장 내 추가적인 활용 방안을 모색할 계획이다.