표적 약물 전달을 위한 자기장으로 제어되는 소형 로봇

난양기술대학교(NTU)의 과학자들은 의학 및 산업적으로 상당한 용도가 있는 알갱이 크기의 로봇을 개발했다.

쌀알 크기의 이 작은 소프트 로봇은 생체적합성 소재로 만들어졌으며, 체내에서 안전하게 사용할 수 있다. 과학자들은 Advanced Materials에 게재된 논문에서 이 연구의 방법과 결과를 설명한다.

각 로봇에는 자기 입자가 내장되어 있어 자기장으로 제어할 수 있다. 연구자들은 외부 전자기 코일 시스템과 컴퓨터를 사용하여 로봇의 움직임을 6가지 다른 방향(앞, 뒤, 왼쪽, 오른쪽, 위, 아래)으로 고정밀로 조작할 수 있으며, 각 축에서 회전 운동도 가능하다. "6자유도"로 알려진 이러한 유연성 덕분에 로봇은 섬세한 작업을 수행하고 더 큰 기구로는 접근할 수 없는 영역에 도달할 수 있다.

NTU 팀은 잠재적인 용도를 보여주기 위해 다양한 프로토타입을 만들었다. 해파리에서 영감을 받은 로봇의 한 버전은 물 속을 헤엄치고 좁은 공간을 통과할 수 있다. 이러한 능력을 통해 뇌와 같은 인체의 섬세한 영역에 도달하여 최소 침습적 시술을 할 수 있다.

또 다른 프로토타입은 작은 구조물을 집어 올리고 조립할 수 있는 "그리퍼"로 기능하여 복잡한 조립이 필요한 "마이크로 팩토리"에서 소규모 장치를 만드는 데 유망하다. 실험실 실험에서 이 로봇은 이전 모델보다 더 빠르고 정밀하게 작업을 수행했다.

응용 분야 및 향후 개발

연구원들은 성공의 핵심이 자기장의 물리학에 대한 심층적인 이해였으며, 이를 통해 로봇의 움직임과 제어를 최적화할 수 있었다고 강조한다.

이 개발은 광범위한 응용 분야로, 특히 이러한 작은 로봇이 신체의 도달하기 어려운 부위에 직접 약물을 전달할 수 있는 표적 약물 전달 분야에서 사용된다. 의학 분야 외에도 이 기술은 마이크로 스케일 제품 조립을 위한 제조에도 사용될 수 있다.

이 연구는 유망해 보이지만, 연구팀은 이러한 로봇이 특히 임상 환경에서 실제 사용에 적합한지 확인하기 위해 추가 테스트를 계획하고 있다. 향후 개발에는 로봇을 더 작게 만들어 수백 마이크로미터 규모로 만들고 자율성을 높여 지속적인 외부 제어 없이 작동할 수 있도록 하는 것이 포함될 수 있다.