인공 섬모로 움직이는 마이크로 로봇

(The cilia-propelled micro-robot (middle), with a close-up of its cilia at top. Credit: American Chemical Society)

섬모 (cilia)는 짚신벌레 같은 단세포 생물의 몸 표면에 있는 움직이는 털 같은 기관으로 단순한 단세포 생물이 다리 없이도 움직일 수 있는 비결입니다. 물론 몸집이 큰 다세포 동물에서는 비효율적인 이동 방식이지만, 세포 하나 크기의 세상에서는 대단히 효율적이고 가장 합리적인 방식이라고 할 수 있습니다.

섬모: https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5703457&cid=61232&categoryId=61232

매우 작은 크기의 마이크로 로봇을 만드는 과학자들도 섬모의 가능성에 주목하고 있습니다. 네덜란드 아인트호벤 공과대학 (Eindhoven University of Technology)의 과학자들은 실제 섬모와 유사하게 움직이는 인공 섬모를 개발했습니다.

이를 위해 연구팀은 우선 액체 폴리머에 카르보닐 철 (carbonyl iron)을 혼합한 후 50 마이크로미터 지름의 원통형 구멍이 여러 개 배치된 틀에 넣었습니다. 철 성분을 넣은 이유는 자기장을 이용해 섬모 비슷한 움직임을 만들기 위해서입니다. 폴리머 섬모가 완성되면 그 위에 4mm 크기의 고체 폴리머 베이스를 붙여 위에 보이는 마이크로 로봇을 만들었습니다.

자기장으로 움직이는 마이크로 로봇은 액체나 끈적한 표면을 움직이는데도 유리할 뿐 아니라 45도 경사도 쉽게 극복하고 움직였습니다. 그리고 심지어 자기 무게의 10배나 되는 짐을 싣고도 움직일 수 있었습니다.

(Magnetically propelled cilia power climbing soft robots and microfluidic pumps - Headline Science)

움직이는 건 짚신벌레 로봇보다 지네 로봇 같은 느낌이지만, 진짜 생물처럼 다양한 표면에서 움직일 수 있다는 점이 흥미롭습니다. 과연 실용화될 수 있을지 궁금하네요.

참고

https://newatlas.com/robotics/synthetic-cilia-soft-micro-robot/

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.1c03009

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