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인공근육 제여하는 인공신경 나왔다

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2018년 11월 26일 18:35 프린트하기

국내 연구진이 동물의 신경 기능을 흉내낸 ‘인공신경’을 개발했다. 인체의 신경원리를 채용한 미래형 전자센서나 문어처럼 움직이는 소프트 로봇 등 다양한 분야에 접목이 가능할 것으로 보인다.

 

서울대 재료공학부 이태우 교수팀과 미국 스탠퍼드대 제난 바오 교수팀은 생물의 감각·운동 신경을 모사하는 신축성 인공 신경을 개발했다고 26일 밝혔다. 

 

생물체의 신경(위)과 인공신경(아래)을 비교한 이미지. 서울대 제공
생물체의 신경(위)과 인공신경(아래)을 비교한 이미지. 서울대 제공

인간의 두뇌를 모사하는 ‘뉴로모픽‘ 분야가 최근 주목받고 있지만 감각과 운동기관을 모사하는 인공신경 연구는 상대적으로 뒤처져 있다.

 

연구팀은 빛으로 작동하는 인공신경과 감각·운동 신경을 연결한 시스템을 제작했다.  인공 신경을 이용해 인공 근육을 제어하는 인공 감각·운동 신경을 개발한 것이다. 이를 위해 빛 수용체를 모사한 광센서와 생체 시냅스를 모방한 신축성 유기 나노선, 생체 근육 섬유 역할을 하는 고분자 구동장치(액추에이터)를 각각 만들어 하나로 연결했다. 

 

실험 결과 인공 생체 시스템은 마치 한 몸처럼 움직였다. 빛 자극을 받게 되면 인공 생체 시냅스가 인공 신경을 통과해 인공 근육섬유까지 신호를 전달했다. 이렇게 신호를 받은 인공근육 섬유는 수축한다. 인공신경의 핵심기술인 ‘유기 나노선’은 최대 100%까지 늘어나도 원래의 전기적 성질을 유지했다.

 

연구진은 이번 연구가 차세대 생체모사 장치, 소프트 로봇 개발은 물론 의료 분야에도 적용이 가능해 마비 환자를 위한 ‘신경 보철’ 개발로 이어질 수 있다고 보고 있다.

 

이 교수는 “신축성 인공 감각·운동 신경은 가까운 미래에 살아있는 생물처럼 행동하는 로봇을 개발하는 데 활용될 수 있다”며 “알츠하이머병, 파킨슨병, 루게릭병과 같은 질환을 완화하거나 치료하는 보철 장치 개발에 새 이정표를 제시할 것”이라고 설명했다.

 

이 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 23일 자로 게재됐다.

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