상처를 회복하는 로봇 개발, 사람 피부 세포


(사진) 사람 유래 세포를 배양해 만든 인공피부로 덮인 손가락형 로봇 (다케우치 쇼지 도쿄대 교수 연구실 제공) (산케이신문)

일본 도쿄대 연구진은 사람 유래 세포를 배양해 만든 피부조직으로 표면을 덮은 손가락형 로봇 개발에 성공했다고 발표했다. 해당 연구 성과는 9일 미국 과학지에 게재됐다. 살아있는 피부를 부착한 세계 최초 로봇으로 인간의 피부처럼 상처가 생기면 자체적으로 회복하는 기능을 구현했다. 기존의 로봇보다 유지보수 작업이 줄거나, 더욱 인간다운 인간형 로봇 및 의수·의족 개발에 기여할 것으로 기대된다.

기존의 배양 피부는 화장품 및 의약품 실험, 이식용 분야에서 활용됐는데 이는 2차원 구조의 시트 형태로 3차원 구조를 덮는 데 어려움이 있었다. 이번 연구팀은 손가락 형태의 구조에 직접 세포를 배양하여 로봇 표면을 덮는 데 성공했다.

연구팀은 우선 3D프린터를 사용해 굵기 1cm, 길이 5cm, 3개의 관절이 있는 손가락 모양의 골격을 제작했다. 골격보다 큰 사이즈인 케이스에 제작한 골격을 담아 그 틈새에 세포의 발판이 되는 젤리 형태의 콜라겐과 사람 유래의 진피세포를 섞은 용액을 주입해 배양하여 손가락 로봇에 진피조직을 덮었다. 그리고 회전을 통해 표면에 표피세포를 두른 후, 다시 배양했다. 요철이 있는 형상을 일정하게 덮은 두께 약 1.5㎜의 2개의 층으로 구성된 피부 조직을 완성할 수 있었다.

모터를 구동해 손가락을 구부리면 관절 부분에는 자연스러운 주름이 생기고 피부 조직은 최소 수십 번의 굽히고 펴는 동작을 견딜 수 있는 탄력성을 지닌 것으로 밝혀졌다.

또한, 진피층이 손상을 입어도 콜라겐 시트를 상처에 붙였더니 진피세포가 늘어나거나 이동해 손상된 피부 조직이 자체적으로 회복됐다.

다케우치 쇼지 도쿄대 교수는 “로봇 피복 재료로 피부를 사용할 수 있다면 인간다운 외모를 만들거나 자기 회복 능력 등 생물이 가진 다양한 기능을 갖게 할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구에서 사람 피부 조직이 구현된 것은 표피와 진피뿐이지만, 향후 혈관, 신경계, 땀샘, 모낭 등 피부 조직 개발에도 나설 계획이다. 혈관이 생기면 세포에 영양을 공급해 조직의 수명을 늘릴 수 있다. 인간의 촉각과 같은 센서 기능과 발한 작용으로 몸을 식히는 배열 기능을 가진 인공 피부 개발도 계획하고 있다.

또한, 로봇뿐 아니라 의수·의족에 피복으로 사용하거나 의약품 및 화장품 개발에서 테스트 모델로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

다케우치 교수의 연구실에서는 실험 쥐 세포를 배양해 만든 근육으로 움직이는 로봇을 개발 중이다. 이처럼 다른 인공조직과 결합해 생물의 기능을 구사하는 로봇 개발 계획도 있다.

*출처 : 산케이신문 / https://www.sankei.com/article/20220610-56F2RALHAJOJZOUHPHM7F2UMKU/ / 2022/06/10 00:07

*본 기사 번역은 JK Daily 책임 하에 진행하였습니다



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