센서도 두뇌도 없다…전기장 속 ‘살아 움직이는’ 초미세 로봇 등장

센서와 소프트웨어 없이 전기장만으로 스스로 움직이는 초미세 마이크로로봇이 개발됐다. [사진: 네덜란드 라이덴대 홈페이지]

[디지털투데이 AI리포터] 네덜란드 라이덴대 연구팀이 사람 머리카락보다 훨씬 작은 단세포 생물 수준의 마이크로로봇을 3D 프린팅으로 구현했다.

6일(현지시간) 온라인 매체 기가진에 따르면, 이 로봇은 별도의 센서나 소프트웨어, 외부 제어 없이도 전기장 안에서 스스로 움직인다.

로봇의 크기는 최대 5마이크로미터로, 사람 머리카락 두께(약 70~100마이크로미터)에 비해 훨씬 작다. 이동 속도는 초당 약 7마이크로미터다. 제작에는 나노스크라이브(Nanoscribe) 3D 프린터가 사용됐으며, 연구팀은 이번 결과가 "현재 기술로 구현 가능한 한계에 가까운 수준"이라고 설명했다.

이번 연구의 핵심은 제어 장치를 단순히 축소한 데 그치지 않고, 애초에 별도의 제어 장치 없이도 자율적으로 움직이도록 설계했다는 점이다. 연구를 이끈 다니엘라 크라프트(Daniela Kraft) 교수는 "기존 마이크로로봇은 작고 단단하거나, 크고 유연한 형태에 머물렀다"라며 "우리는 작으면서도 유연한 마이크로로봇 구현이 가능하다고 봤다"라고 말했다.

로봇은 자전거 체인처럼 연결된 사슬 구조를 갖는다. 전기장이 가해지면 사슬이 연속적으로 변형되며 추진력을 만들어내고, 주변 환경과의 상호작용에 따라 이동 경로도 달라진다. 연구팀은 이러한 거동이 외부 제어 없이도 '살아있는 것처럼' 보이는 특징을 만든다고 설명했다.

공동 연구자인 멍시 웨이(Mengshi Wei)는 "로봇의 속도가 떨어지거나 멈추면, 마치 도망치듯 꼬리를 흔드는 움직임이 나타난다"라며 "뒤쪽 구조가 계속 움직이려는 과정에서 발생하는 현상으로, 유연성 덕분에 이동이 가능하다"라고 밝혔다.

크라프트 교수는 형태와 움직임이 서로 영향을 주고받는 점도 강조했다. 그는 "형태와 운동 사이에 지속적인 피드백이 존재한다"라며 "형태가 움직임을 바꾸고, 움직임이 다시 형태를 변화시킨다"라고 설명했다. 이어 "환경 변화에 따라 몸이 변형되는 과정이 마치 이를 감지하고 반응하는 것처럼 보이기 때문에, 반드시 미세 전자 제어 장치가 필요하지는 않다"라고 덧붙였다.

연구팀은 이 마이크로로봇이 복잡한 환경을 자율적으로 탐색할 수 있다는 점에서 표적 약물 전달, 저침습 치료, 정밀 진단 등 생의학 분야에 활용될 가능성이 있다고 봤다. 다만 이러한 동적 거동이 나타나는 정확한 메커니즘은 아직 완전히 규명되지 않아, 실제 의료 적용을 위해서는 추가 연구가 필요하다고 밝혔다.