IT之家 10월 28일 소식, 취리히 연방공과대학교(ETH Zurich)는 10월 22일 블로그 글을 발표해,생쥐 골격근 세포와 하이드로겔 스캐폴드로 구성된 바이오하이브리드 마이크로 로봇을 선보였으며, 이는 점프, 달리기, 수영, 집기가 가능하다.
IT之家가 관련 시연 영상을 아래에 첨부한다:
이 성과는 살아있는 골격근 조직과 유연한 하이드로겔 스캐폴드를 처음으로 통합하고, 컴퓨터에서 공동 설계하여 약 1.5cm 길이의 '바이오 액추에이터'를 제작한 것이다. 전기 펄스 자극을 받으면 육안으로 보이는 굴곡 운동을 일으키며, 마이크로 로봇이 점프, 수영, 기어가기, 집기 등의 동작을 수행하도록 구동한다.
해당 대학 팀은 실험실에서 배양한 근육이 과거에도 수축할 수 있었지만 그 폭이 현미경으로 관찰해야 할 만큼 작아 로봇을 실제로 구동하기 어려웠다고 지적했다. 새 연구의 돌파구는 근육과 스캐폴드의 상호작용을 재설계한 것으로, 알고리즘이 근육 조직의 분포와 부피 및 하이드로겔 스캐폴드의 형상과 역학적 특성을 동시에 최적화하여 근육 수축이 최대한 효율적으로 전체 변형으로 전환되도록 했다.
제작 측면에서 팀은 Xolography라는 광경화 3D 프린팅 기술을 채택해 빛으로 하이드로겔을 경화시켰으며, 스캐폴드 하나의 프린팅 시간은 약 1분이다.
결과에 따르면 비슷한 근육량 조건에서 새 액추에이터의 운동 폭은 기존 시스템의 최대 11배에 달했다. 한 번의 수축만으로 장치가 배양 접시 바닥에서 약 5mm 튀어 올라 이는 체장의 3분의 1에 해당하며, 보행 버전의 속도는 초당 6.2mm, 즉 초당 체장의 약 0.4배에 도달해, 연구는 이것이 지금까지 보고된 보행형 바이오하이브리드 로봇 중 최고 속도라고 밝혔다.
다만 이런 로봇이 현실적 응용에 이르기까지는 아직 먼 길이다. 근육 조직은 생존하기 위해 영양액에 담겨 있어야 하며 실험실 환경을 벗어나면 작동할 수 없다. 부피를 키우려면 산소와 영양분을 지속적으로 공급하고 대사 노폐물을 제거하는 일종의 '인공 혈액 순환' 시스템이 필요할 수도 있다.