살아있는 세포로 만든 피부 조직을 얼굴에 부착하고 실제 사람처럼 웃는 표정을 짓는 로봇이 포착돼 화제다. 일본 도쿄대와 미국 하버드대 공동 연구팀은 저명학술지 셀(Cell)에서 발간하는 자매 저널인 ‘셀 리포트 피지컬 사이언스’를 통해 인공피부를 부착한 로봇에 관한 논문을 지난달 26일 발표했다. 연구팀은 인간의 피부가 근육에 인대로 묶인 것에서 착안해 로봇에 작은 구멍을 뚫어 콜라겐이 포함된 젤로 덮은 뒤 인공 피부를 부착했다. 그 결과 콜라겐이 포함된 젤이 인공피부와 로봇의 얼굴을 연결하는 데 성공했다. 함께 공개된 로봇의 프로토타입 영상에서는 피부 조직이 움직이면서 마치 미소를 짓는 듯한 모습이 구현됐다. 로봇을 조작하면 자연스럽게 피부가 움직인다.과거에도 인공피부를 로봇에 이식하려는 시도는 있었으나, 로봇 위에 올린 피부가 잘 부착되지 않거나 쉽게 손상된다는 문제점이 있었다. 그러나 이 인공피부는 인간의 피부처럼 부드럽게 접힐 뿐만 아니라 상처를 입어도 스스로 재생할 수 있는 능력을 갖췄다. 연구를 이끈 다케우치 교수는 “인공피부의 유연성과 강력한 접착 방식으로 피부가 찢어지거나 벗겨지지 않고 로봇의 기계적 구성 요소와 함께 움직일 수 있다”며 “남은 과제는 로봇 내에 정교한 근육 등을 통합해 인간과 같은 표정을 만드는 것”이라고 설명했다. 그러면서 “이번 연구는 피부 노화나 미용, 성형 수술을 포함한 여러 수술 과정에도 유용하게 쓰일 것”이라고 기대했다. 다만 연구팀은 해당 기술이 상용화되기까지는 수년이 더 걸릴 것으로 전망했다. 인공적으로 근육과 고기, 피부 조직을 만들어 온 연구팀은 앞으로는 땀샘, 모공, 혈관 등까지도 구현한다는 방침이다.

일본 도쿄대학과 미국 하버드대 공동 연구진이 로봇에 살아있는 피부 조직을 부착하는 방법을 연구 중이라고 밝혔다. 영국 BBC의 25일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 연구진은 사람의 피부 조직 등의 구조를 완벽하게 복제하는 과정에서 생물의 피부 조직을 로봇 얼굴에 부착하는 방안을 떠올렸다. 연구진은 실제 피부 조직으로 만든 ‘인공 피부’가 쉽게 찢어지지 않으면서 동시에 치유력을 갖추고 있으며, 보다 사실적인 미소와 다양한 얼굴 표정을 만들 수 있는 ‘인간형 로봇’을 완성하는데 도움이 될 것이라고 판단했다.이를 위해서는 실제 인간의 피부 세포를 이용해 ‘인공피부’를 만든 뒤 이를 로봇 얼굴에 부착하는 과정이 필요한데, 문제는 로봇 위에 올린 인공 피부가 잘 부착되지 않을뿐더러 쉽게 찢어지는 등 ‘부작용’이 많았다. 반면 사람과 동물의 실제 피부는 인대 등을 통해 근육과 조직에 고정돼 있다. 연구진은 살아있는 피부를 로봇 얼굴과 같은 인공 기판에 부착하고, 동시에 찢어지거나 왜곡 없이 다양한 방향으로 조작할 수 있는 방법을 실험했다.연구진은 로봇에 작은 구멍을 뚫은 뒤 콜라겐이 포함된 젤을 도포하고, 그 위에 인공피부를 부착하는 테스트를 진행했고, 그 결과 콜라겐이 포함된 젤이 인공피부와 로봇의 ‘얼굴’을 연결하는데 성공했다. 연구를 이끈 다케우치 쇼지 도쿄대 수석 연구원은 “인간의 피부와 인대 구조를 모방하고, 고체 물질에 부착하기 위해 특별히 제작된 V자형 구멍을 이용해 ‘인공피부’와 로봇의 기판을 결합시키는 방법을 찾았다”고 설명했다. 이어 “피부의 자연스러운 유연성과 강력한 접착 방식을 통해 피부가 찢어지거나 벗겨지지 않은 채 로봇의 기계적 구성요소들과 함께 움직일 수 있게 됐다”고 덧붙였다.다만 연구진은 현재 공개된 것은 프로토타입이며, 해당 기술이 상용화되기까지는 수년이 더 걸릴 것으로 내다봤다. BBC는 “현재의 프로토타입은 인간의 피부보다는 젤리에 가까울 것”이라고 전했다. 다케우치 연구원은 “로봇 내부에 있는 정교한 근육을 통합해 인간과 똑같이 표현할 수 있도록 만드는 것이 또 다른 중요한 과제”라며 “이번 연구는 피부 노화나 미용, 성형 수술을 포함한 여러 수술 과정에도 유용하게 쓰일 것”이라고 기대했다. 공동 연구 저자인 미치오 카와이 하버드대 교수는 “인공(배양)피부는 인간의 피부와 동일한 구성을 가지고 있으므로, 심한 화상이나 부상을 입은 사람들의 이식 소재로도 활용할 수 있다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 저명학술지인 셀(Cell)에서 발간하는 자매저널인 ‘셀 리포트 피지컬 사이언스’ 최신호에 실렸다.

일본 도쿄대학과 미국 하버드대 공동 연구진이 로봇에 살아있는 피부 조직을 부착하는 방법을 연구 중이라고 밝혔다. 영국 BBC의 25일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 연구진은 사람의 피부 조직 등의 구조를 완벽하게 복제하는 과정에서 생물의 피부 조직을 로봇 얼굴에 부착하는 방안을 떠올렸다. 연구진은 실제 피부 조직으로 만든 ‘인공 피부’가 쉽게 찢어지지 않으면서 동시에 치유력을 갖추고 있으며, 보다 사실적인 미소와 다양한 얼굴 표정을 만들 수 있는 ‘인간형 로봇’을 완성하는데 도움이 될 것이라고 판단했다.이를 위해서는 실제 인간의 피부 세포를 이용해 ‘인공피부’를 만든 뒤 이를 로봇 얼굴에 부착하는 과정이 필요한데, 문제는 로봇 위에 올린 인공 피부가 잘 부착되지 않을뿐더러 쉽게 찢어지는 등 ‘부작용’이 많았다. 반면 사람과 동물의 실제 피부는 인대 등을 통해 근육과 조직에 고정돼 있다. 연구진은 살아있는 피부를 로봇 얼굴과 같은 인공 기판에 부착하고, 동시에 찢어지거나 왜곡 없이 다양한 방향으로 조작할 수 있는 방법을 실험했다.연구진은 로봇에 작은 구멍을 뚫은 뒤 콜라겐이 포함된 젤을 도포하고, 그 위에 인공피부를 부착하는 테스트를 진행했고, 그 결과 콜라겐이 포함된 젤이 인공피부와 로봇의 ‘얼굴’을 연결하는데 성공했다. 연구를 이끈 다케우치 쇼지 도쿄대 수석 연구원은 “인간의 피부와 인대 구조를 모방하고, 고체 물질에 부착하기 위해 특별히 제작된 V자형 구멍을 이용해 ‘인공피부’와 로봇의 기판을 결합시키는 방법을 찾았다”고 설명했다. 이어 “피부의 자연스러운 유연성과 강력한 접착 방식을 통해 피부가 찢어지거나 벗겨지지 않은 채 로봇의 기계적 구성요소들과 함께 움직일 수 있게 됐다”고 덧붙였다.다만 연구진은 현재 공개된 것은 프로토타입이며, 해당 기술이 상용화되기까지는 수년이 더 걸릴 것으로 내다봤다. BBC는 “현재의 프로토타입은 인간의 피부보다는 젤리에 가까울 것”이라고 전했다. 다케우치 연구원은 “로봇 내부에 있는 정교한 근육을 통합해 인간과 똑같이 표현할 수 있도록 만드는 것이 또 다른 중요한 과제”라며 “이번 연구는 피부 노화나 미용, 성형 수술을 포함한 여러 수술 과정에도 유용하게 쓰일 것”이라고 기대했다. 공동 연구 저자인 미치오 카와이 하버드대 교수는 “인공(배양)피부는 인간의 피부와 동일한 구성을 가지고 있으므로, 심한 화상이나 부상을 입은 사람들의 이식 소재로도 활용할 수 있다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 저명학술지인 셀(Cell)에서 발간하는 자매저널인 ‘셀 리포트 피지컬 사이언스’ 최신호에 실렸다.

미국 스탠포드대 화학공학과, 생명공학과, 스탠포드 의대 흉부외과, 스탠포드 암조기진단센터 공동 연구팀은 폴리머로 만든 인공 피부를 이용해 종양 크기 변화를 정밀하게 측정할 수 있는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 9월 17일자에 실렸다. 종양의 크기 변화를 정밀하게 측정하는 것은 암의 진행과정과 치료효과를 알아보기 위해 필수적이다. 이에 연구팀은 인체 친화적이고 유연하며 신축성이 있는 폴리머를 이용해 금회로가 저장된 인공 피부를 개발했다. 암 발생 부위에 인공 피부를 붙이면 종양 크기 변화를 0.01㎜까지 정밀하게 실시간 측정이 가능하다. 또 스마트폰 어플리케이션(앱)과 연결해 종양 크기 변화를 환자가 직접 볼 수도 있다.

국내 연구진이 대표적인 중증 난치성 유전 피부질환으로 꼽히는 ‘이영양형 수포성 표피박리증(RDEB)‘ 치료에 최신 유전자가위 기술을 활용하는 방안을 제시했다. 연세대 강남세브란스병원 피부과 이상은 교수팀(김송이 연구원)과 서울대의대 생화학교실 배상수 교수팀(홍성아 박사)으로 구성된 공동 연구팀은 최신 유전자가위인 ‘염기교정’과 ‘프라임교정’ 기술을 활용한 체외 유전자 치료 가능성을 확인했다고 밝혔다. RDEB는 유전적으로 7형 콜라겐이 제대로 형성되지 않아 가벼운 일상적 마찰에도 피부와 점막에 물집과 상처가 발생하는 병이다. 피부의 표피와 진피는 고정원 섬유로 단단히 연결돼 있는데, RDEB는 이 고정원 섬유의 주요 구성성분인 7형 콜라겐에 유전적 결함이 생겨 발생한다. RDEB 환자들은 태어날 때부터 전신 피부와 점막의 수포와 상처, 심한 통증과 가려움에 반복적으로 시달린다. 게다가 상처의 이차 감염, 만성 상처 부위에서 발생하는 피부편평세포암, 관절 구축과 손발가락 붙음증(합지증), 식도 협착으로 인한 연하곤란, 만성 빈혈 및 내부 장기 부전 등의 증세가 동반되기도 한다. 하지만 마땅한 치료법이 없어 환자들은 대증 치료에만 의존하고 있다. 다행히 최근 수년 사이에 재조합 7형 콜라겐 주입 치료, 약물치료, 세포치료 및 유전자 치료 등 새로운 치료법 연구가 활발히 이뤄지고 있는데, 연구팀은 이중 유전자 치료에 주목했다. 연구팀은 “체외 유전자 교정 자가 세포치료는 환자로부터 유래한 세포에서 변이 유전자를 교정해 다시 환자에게 넣어주는 치료방식”이라고 소개했다. 연구팀은 7형 콜라겐을 발현하는 COL7A1 유전자 변이 중 우리나라 환자에서 가장 흔한 2가지 돌연변이 교정에 성공했다. 또한 유전자 변이를 교정한 환자의 섬유아세포를 면역결핍 쥐의 진피에 주입하거나, 이를 기반으로 만든 인공피부를 이식했을 때 사람의 7형 콜라겐이 표피-진피 경계부에 RDEB 환자의 피부 취약성을 극복할 수 있을 정도로 침착함을 확인했다. 치료 부위에서 고정원 섬유가 생성되는 것도 확인했다. 배상수 교수는 “아데닌 염기교정 방법과 프라임교정 방법으로 우리나라 RDEB 환자의 유전자 변이 중 각각 42.5%, 97.5% 가량 교정이 가능한 것으로 예측된다. 많은 환자분에게 혜택이 제공될 수 있다”고 전망했다.

“토끼가 우는 소리를 들어 본 적이 있습니까? 15년 전 눈 자극 실험 중 들은 그 소리를 잊을 수가 없어요. 동물대체시험이 필요하다는 생각을 갖게 된 계기입니다.” 지난 9월 15일 환경부가 주최한 동물대체시험법 활성화 실행계획 토론회에 참석했던 참가자는 자신의 경험을 꺼내 들었다. 비윤리적인 동물실험 장면이 알려지고, 동물복지·생명존엄성 차원에서 불필요한 동물실험을 최소화하자는 주장이 힘을 얻으면서 국내에서 동물대체시험에 대한 논의가 확산되고 있다. 화장품에서 동물실험이 사라질 수 있었던 것은 국제적인 노력의 결과다. 동물실험을 완전히 없애는 것은 불가능하다. 동물실험은 새로 개발된 의약품과 화학물질 등을 인간에게 적용하기 전 안전성과 유해성을 검증하는 과정이다. 특히 의약품 개발에서 동물실험은 대체 불가능하고, 정확한 실험을 위해서는 더 많은 동물의 희생이 뒤따를 수밖에 없다. 환경부가 화학물질 유해성 검사에 동물대체시험을 확대하는 방안을 추진 중이다. 화학물질·제품에 대한 안전성을 확보할 수 있는, 새로운 방식의 시험법에 대한 공론의 장이 마련됐다.2일 농림축산검역본부 동물실험윤리위원회 자료에 따르면 지난해 국내에서 각종 실험에 사용된 동물은 414만 1433마리로 집계됐다. 전년(371만 2380마리) 대비 11.6%(42만 9053마리) 증가했다. 동물실험에는 가축이나 야생동물을 포함해 어류와 파충류, 포유동물까지 다양한 동물이 사용된다. 종별로는 설치류가 84.8%(351만 3679마리)로 가장 많고 조류(30만 8546마리), 어류(21만 1386마리) 등의 순이다. 쥐와 같은 설치류는 유전적으로 사람과 비교적 가깝고 번식이 빠른 데다 오차가 적어 생체기관 연구나 병·약물, 암 실험 등에 많이 이용한다. 고양이는 신경학 연구, 돼지는 인간과 피부·장기가 닮아 각종 이식 수술 등에, 토끼는 눈물이 적어 눈 자극 실험에 주로 사용하고 있다. 국회 환경노동위원회 소속 더불어민주당 이수진 의원이 환경부로부터 제출받은 자료를 분석한 결과 2015년 화학물질 등록 및 평가에 관한 법률(화평법) 시행 이후 2020년까지 제출된 총 6022종의 화학물질 유해성 평가자료 중 실험 방식이 87.3%에 달했다. 실험은 대부분 동물실험이다. 유해성 평가 방식 중 실험을 하지 않는 비실험 방식은 12.7%에 불과했다. 반면 유럽연합(EU)은 실험자료 42.8%, 비실험자료가 57.2%로 차이를 보였다. 환경부가 2015~2020년 지원한 화학물질 유해성 실험 관련 사업의 94%도 동물실험으로 파악됐다. 지난해 환경부 지정 화학물질 안전성 평가기관에서 실시한 피부자극성, 부식성 시험은 100% 동물실험에 의존하고 있다. EU는 39%가 비동물실험이었다.이 의원은 “국제적으로 동물실험을 줄이는 추세지만 우리나라는 여전히 동물실험에 과도하게 의존하고 있다”며 “비동물실험 관련 법 규정 마련과 비동물 실험시설 등 인프라 구축이 필요하다”고 지적했다. 교육위원회 소속 이탄희 민주당 의원이 지역거점국립대 10곳과 인천대에서 제출받은 국정감사 자료를 보면 2018년부터 지난해까지 사용한 실험동물이 총 180만 마리에 달했다. 동물실험의 약 60%는 극심한 고통을 일으키는 D·E 등급 연구였다. 환경부가 검토 중인 ‘동물대체시험 활성화 로드맵’(2022~2030년)은 2030년까지 화학물질의 유해성 평가에 동물대체시험을 60%까지 확대하겠다는 계획을 담고 있다. 2011년 가습기살균제 참사 이후 2015년 화평법과 2019년 화학제품안전법 제정에 따라 화학물질 등록 및 살생물제 승인 신청 시 유해성시험 자료 제출이 의무화됐다. 이런 가운데 2021년부터 2030년까지 기존 화학물질에 대한 등록 유예기간이 종료된다. 기존 화학물질은 연간 1t 이상, 신규 화학물질은 0.1t 이상 사용 시 유해성 자료가 필요하다. 환경부는 등록대상 물질이 1만여종에 달해 10만여종의 동물실험이 불가피할 것으로 파악했다. 국제적으로 동물실험 최소화를 위해 ‘3R 원칙’이 마련됐다. 최대한 동물을 이용하지 않도록 대체(Replacement)하고, 실험에 사용하는 동물 수를 줄이고(Reduction), 동물실험에 사용하는 동물의 고통을 완화(Refinement)한다는 의미다.동물대체시험은 심장·간·폐·피부 등 인공장기와 세포 등을 배양해 직접 동물을 이용하지 않는 ‘비동물실험’과 실험 없이 컴퓨터 프로그램을 활용하거나 다른 화학물질과의 비교 등을 통해 유해성을 예측하는 ‘비실험법’으로 나뉜다. EU는 2013년 동물실험을 거친 화장품의 유통·판매를 금지한 데 이어 2016년 화학물질 중 피부와 눈의 부식성·자극성, 2017년 피부과민성과 관련해 불가피한 경우가 아니면 동물대체시험자료 제출을 의무화했다. 미국은 2025년까지 동물실험 예산을 30% 축소하고 2035년까지 포유동물실험을 퇴출할 계획이다. 우리나라는 2018년 화평법에 척추동물실험 최소화 원칙을 도입하는 등 법적 근거를 도입했으나 이행 기반이 미흡하다. 환경부가 고시한 화학물질 시험방법 70개 중 34개는 대체시험법이 가능하나 수요 부족과 인프라 미흡, 자료 생산이 이뤄지지 않다 보니 ‘유명무실’하다. 환경부가 지정한 국내 유해성 화학물질시험기관(GLP) 20개 중 인공피부·인공각막 등 비동물실험법 인증을 받은 기관이 2개에 불과했다. 박봉균 환경부 화학물질정책과장은 “로드맵은 국가 주도로 인프라 구축 및 지침을 마련해 민간에 기술 이전을 한다는 계획”이라며 “비동물실험법은 수요가 많은 분야를 우선하고 비실험법은 증거력 평가체계를 갖추는 데 초점이 맞춰져 있다”고 밝혔다. 전문가들은 동물대체시험이 더이상 선택이 아닌 필수라고 경고한다. 동물대체시험 기반 구축이 미흡할 경우 국내 생산되는 신규 화학물질의 EU 수출이 불가하거나 EU 등록을 위해 국외시험을 수행해 외화 유출 및 산업계 전반에 걸친 악영향을 피할 수 없다. 동물대체시험이 실효성을 가지려면 실험 데이터의 신뢰성 확보가 뒷받침돼야 한다. 오원준 한국화학융합시험연구원(KTR) 책임연구원은 “피부자극·감작성 실험은 동물실험과 데이터가 유사하나 안 자극실험은 눈물에 의한 부정작용 등으로 자극이 세게 나오는 경향이 있다”면서도 “자극이 있는데 없는 것으로 판정되는 사례는 거의 없다”고 말했다. 동물대체시험의 효과성에도 활용이 떨어지는 것은 실험 방법이 적은 반면 과다한 비용과 시간이 오래 걸리는 문제 등이 지적된다. 피부 자극성·부식성 실험 시 동물실험은 350만원이면 가능하나 대체시험은 2640만원으로 7.5배 높다. 더욱이 데이터 미흡 시 추가 제출해야 하는 부담이 뒤따른다. 국내 실험법이 나오고 있어 비용을 낮출 수 있는 토대는 마련됐지만 인증 문제 등이 뒤따르면서 적극적인 활용이 안 되고 있다. 결국 기업 입장에서는 쉽고 빠른 동물실험을 선택할 수밖에 없다. 신원혜 특허청 약품화학심사과장은 “동물대체시험은 인체모방기술이 뒷받침돼야 하는데 최첨단 분야이다 보니 인공피부를 제외하면 해외에서도 활성화가 떨어진다”고 평가했다.

호떡을 잘라달라는 요청을 거절했다는 이유로 화가 난 손님이 펄펄 끓는 기름통에 호떡을 던지는 바람에 심한 화상을 입은 호떡집 주인이 가해자의 사과를 받은 적 없다고 밝혔다. 12일 온라인 커뮤니티 보배드림 게시판에 ‘대구 호떡집 주인입니다’라고 글을 올린 A씨는 “그저께쯤 기사를 보고 있자니 피의자가 고의가 아니라며 미안함을 전했다고 하는데 희한하다”며 “담당 형사님은 피의자를 만난 적 없으시고, 저는 미안함을 (전달)받은 적이 없다. 그 미안함은 누구한테 전했을까요”라고 적었다. 그는 “시국이 시국인지라 병원 안에 있으니 면회나 외출도 안 된다”면서 “잠은 안 오고 생각할수록 황당하고 화가 나고, 왜 (피해를 입은 게) 나인지 억울하기도 하다”고 심경을 전했다. 또 “인공피부를 붙이는 수술을 해야 하는데 수술 시기 때문에 의사 선생님이 고민을 많이 하셨다”면서 “월요일에 수술을 하기로 결정했다”고 전했다. 이른바 ‘호떡 갑질’ 사건은 지난 5일 오후 2시 45분쯤 대구 북구 동천로의 한 프랜차이즈 호떡 가게에서 벌어졌다. 60대 남성 B씨는 호떡을 주문한 뒤 업주 A씨에게 “나눠 먹겠다”며 호떡을 잘라달라고 요구했다. A씨가 가게 방침에 따라 “호떡을 잘라주지 않는다”고 설명했지만 B씨는 막무가내였다. 가게 내부와 메뉴판에는 이미 ‘커팅(잘라주기) 불가’라는 안내가 표시돼 있었다. 그런데도 B씨는 테이블 위에 놓여 있던 가위를 가리키며 재차 잘라 달라고 요구했고, A씨는 “음식용이 아니라 테이프 자르는 데 쓰는 가위”라며 거절했다. 잇따른 거절에 불만을 품은 B씨는 화를 내며 욕설을 하고는 들고 있던 호떡을 펄펄 끓는 기름통 안으로 던진 뒤 가게를 떠났다. 뜨거운 기름통 바로 앞에 있던 A씨는 B씨가 호떡을 던지는 바람에 튄 뜨거운 기름에 오른쪽 팔과 상체, 목 부분 등에 2~3도 화상을 입고 병원에서 치료를 받고 있다. 대구 강북경찰서는 B씨를 상해 혐의로 입건했다. 경찰 조사에서 B씨는 “당시 너무 화가 나 호떡을 던졌는데 일이 이렇게 될 줄은 몰랐다”면서 “기름통에 던지려는 고의가 없었다”고 주장한 것으로 전해졌다. 3도 화상을 입으면 피부 전층이 회복 불가능할 정도로 손상돼 자연치유가 불가능하고 피부 이식 수술을 받아야 한다. 이날 A씨는 일부 네티즌들이 ‘왜 호떡을 잘라주지 않았느냐’는 질문에 “그냥 잘라주라고 하시는 분들이 많은데 바쁘고 귀찮아서 안 잘라주는 게 아니다”라며 “저희 호떡은 꿀이 국물처럼 들어 있어 1/3 정도 먹고 안을 보면 꿀이 찰랑찰랑하다. 그래서 자르려고 가위를 대면 바로 주르륵 흐르기도 하고 옆으로 튀기도 해서 화상 위험이 높다”고 설명했다. 그래서 홀이 있는 지점은 접시에 잘라 주기도 하지만, A씨가 운영하는 지점은 홀 없이 전량 포장이기 때문에 위험해 잘라주는 것이 불가능하다고 덧붙였다. A씨는 ‘테러를 당해 화상으로 입원했다’는 안내문을 가게 앞에 붙인 뒤 지난 6일부터 휴업 중이다

국내 연구진이 최근 주목받는 메타버스 기술에 적용가능한 인공감각 시스템을 개발하는데 성공했다. 카이스트 바이오및뇌공학과, 고려대 전자정보공학과, 한양대 신소재공학부 공동연구팀은 메타버스, 가상(VR)·증강(AR)현실에 적용할 수 있는 인간 피부-신경모사형 인공감각 인터페이스 시스템을 개발했다고 12일 밝혔다. 이번 연구결과는 전자공학 분야 국제학술지 ‘네이처 일렉트로닉스’에 실렸다. 사람은 다양한 유형의 촉각 수용기를 통해 압력, 진동, 마찰 등 정보를 조합해 촉각을 느끼기 때문에 메타버스나 가상증강현실은 물론 인공피부, 로봇형 의수나 의족에 활용되는 인공감각 시스템을 개발하려는 시도는 많이 있었지만 실제 사람의 감각기관처럼 만들기는 쉽지 않았다. 연구팀은 압력은 전기신호로 바꿀 수 있는 압전재료와 압전 저항성 재료를 조합해 전자피부를 만들었다. 연구팀이 개발한 전자피부는 피부내 압력을 감지할 수 있는 ‘늦은 순응 기계적 수용기’와 진동을 감지하는 ‘빠른 순응 기계적 수용기’를 동시에 흉내낼 수 있다. 연구팀은 이런 복합 촉각센서 전자피부를 실제 신경패턴에 기반한 신호변환 시스템과 연결시켰다. 연구팀은 이 과정에서 생체 내 반응을 최대한 흉내내기 위해 실제 감각신경에서 나타나는 신호를 측정해 함수화하는 방법을 사용했다.연구팀은 이렇게 만든 시스템을 생쥐에게 적용한 결과 인공 감각 시스템에서 발생한 신호가 왜곡없이 생체 내에 전달되고 근육반사 작용 같은 생체감각 관련 현상을 구현할 수 있다는 것을 확인했다. 또 지문구조로 만든 감각시스템을 20여 종류의 직물과 접촉시킨 뒤 인공지능 심층학습 기법으로 직물의 질감을 99% 이상 분류할 수 있고 학습된 신호를 바탕으로 사람과 동일하게 예측이 가능하다는 것을 확인했다. 카이스트 바이오및뇌공학과 박성준 교수는 “이번 연구는 실제 신경신호의 패턴학습을 바탕으로 감각시스템을 구현했다는데 의미가 크다”라며 “기존보다 좀 더 현실적인 감각을 표현할 수 있을 뿐만 아니라 다른 감각 시스템들과 결합해 더 큰 시너지 효과를 낼 수 있을 것”이라고 설명했다.

최근 공개된 한국형 SF ‘승리호’에는 인공지능 전투로봇 ‘업동이’가 등장한다. 업동이는 돈을 벌어 인공피부를 이식해 사람같은 외모를 갖고 싶어한다. 그렇지만 현실에서는 사람의 피부와 똑같은 모양을 갖고 감각까지 갖춘 인공피부는 아직 나오지 않고 있다. 국내 연구진이 사람의 손보다 더 뛰어난 감각을 가진 인공 전자피부를 만드는데 성공해 주목받고 있다. 포스텍 화학공학과, 울산대 화학과 공동연구팀은 사람의 손가락 감각을 흉내내 접촉하는 물체의 모든 종류와 재질을 동시에 구별할 수 있는 인공전자피부를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’에 실렸다. 현재까지 개발된 인공피부나 다감각 센서는 민감도를 높이거나 물체의 재질 정도만 알아낼 수 있는 수준에 불과할 뿐 물체 종류와 재질을 동시에 파악하지는 못하고 있다. 사람의 손가락은 압력과 인장강도, 진동 등 다양한 종류의 자극을 민감하게 인지한다. 이는 손가락 피부 표면에 존재하는 지문이 외부 자극을 증폭시키고 피부 내부에 포함된 다양한 감각수용체가 감지해 종류와 재질을 파악할 수 있게 해주기 때문이다.연구팀은 손가락 지문을 흉내내기 위해 미세 주름을 가진 얇은 고분자 탄성체 막을 만든 뒤 안쪽에 은나노선과 산화아연나노선을 삽입해 신축성이 좋은 다감각 인공전자 피부를 만들었다. 이번에 개발한 인공전자 피부는 압력, 인장, 진동 등 자극에 따라 다른 종류의 전기작동이 되도록 해 외부 자극을 구별했다. 또 물체를 문지를 때는 복합적인 전기신호가 만들어져 물체의 종류와 재질을 동시에 구분했다. 연구팀은 이번에 개발된 인공전자 피부를 로봇 손에 부착시켜 천연소재, 세라믹, 금속, 합성고분자 등 다양한 물질을 구별할 수 있을 뿐만 아니라 거칠거나 끈적함, 딱딱함 등 물체 질감도 구별할 수 있는 것으로 확인됐다. 인지 정확도면에서 인간이 느끼는 피부 감각과 비슷하거나 우수한 것으로 나타났다. 조길원 포스텍 교수는 “이번 기술은 물체의 종류와 재질을 동시에 정확히 구별해 인지할 수 있다”라며 “인공보철에 사용되는 다감각 센서, 로봇의 전자피부는 물론 가상현실(VR)과 증강현실(AR) 장치 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

시지바이오(대표 유현승)가 ‘2020 경기도 수출기업인의 날’을 맞아 수출 및 교류협력 활동으로 지역 활성화에 기여한 공로를 인정받아 유공자 표창을 수상했다. 시지바이오는 해외시장을 꾸준히 개척한 결과, 올해 수출액은 750만 달러로 지난해 315만 달러 대비 2배 이상 증가했다. 해외시장에서의 경쟁력을 확보하기 위해 지속적인 연구개발과 적극적인 마케팅에 따른 성과다. 시지바이오는 국내에서 유일하게 재생의료 3요소(Cell, Scaffold, Growth Factor) 기술을 확보한 재생의료 전문기업으로 국내외에서 다수의 특허 보유하고 있다. 대표적인 제품으로 ‘IR52 장영실상’을 수상한 ‘노보시스’는 최근 해외 수출계약을 연이어 체결하며 향후 수출액 증가에 힘을 보탤 것으로 예상된다. 지난해 인도 이리스 라이프사이언스와 3000만 달러(한화 약 353억원), 일본 장기제약사 니혼조끼와 5억 달러(한화 약 6000억원) 규모의 ‘노보시스’ 공급계약을 체결한 데 이어 올해는 호주 라이프헬스케어와 1.8억 달러(약 2000억원) 규모의 계약을 체결한 바 있다. 시지바이오는 잇단 해외 공급 계약 체결과 인허가 승인은 제품과 제조사의 연구생산 수준 및 신뢰도가 세계 다국적 기업과 동등한 수준에 올라왔음을 입증하는 것이라고 평가했다. 실제 시지바이오는 지난 2006년 창업 이후 인공뼈를 비롯해 인공피부 분야로 연구 및 개발을 확대하며 100% 수입에 의존했던 우리나라 치료 재료 시장의 판도를 바꾸고 있다. 이러한 기술력을 인정받아 아시아·중남미 시장 공략에 성공했으며, 이제는 미국·일본 등 선진국 시장까지 넘보고 있다. 시지바이오 유현승 대표는 “수출 유공자 표창은 시지바이오의 우수한 R&D 역량을 바탕으로 해외시장을 적극적으로 개척한 결과”라며 “주요 제품의 해외 인증과 해외 법인의 구축이 완료되면 2030년에는 더 큰 매출과 영업이익을 목표로 하여 명실상부한 글로벌 기업으로 거듭날 수 있을 것”이라고 밝혔다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

SF에 등장하는 로봇들은 작은 물체는 물론 깨지기 쉬운 계란 같은 물건도 쉽게 집는다. 그렇지만 실제 로봇들은 계란이나 나사 같은 물체는 커녕 표면이 매끈한 문고리나 드라이버 등을 집기도 쉽지 않다. 국내 연구진이 물체의 조작이나 작업 능력을 향상시킬 수 있는 로봇을 위한 인공피부를 개발해 주목받고 있다. 카이스트 기계공학과 연구팀은 사람 손바닥 피부의 기계적 특성을 흉내내 로봇 손의 조작능력을 높여줄 인공피부를 개발했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’에 실렸다. 이전에도 다양한 연구자들이 인공피부를 연구했지만 대부분 외형이나 감각기능 재현에만 초점이 맞춰져 왔다. 연구팀은 손바닥 피부가 다양한 감각을 느끼는 기관으로 뿐만 아니라 다양한 모양의 물체에 밀착되도록 바뀌어 물체를 안정적으로 잡고 고정시킬 수 있게 해준다는 점에 더 주목했다. 이에 연구팀은 겉 피부층, 피하지방층, 근육측으로 분류해 각 특성을 분석함해 피하지방층의 물리적 특성이 기능적 장점을 만들어 내는 핵심요소라는 점을 파악했다. 연구팀은 이같은 분석결과를 바탕으로 다공성 라텍스와 실리콘을 이용해 손바닥 피부와 동일한 비선형적, 비대칭적 물리적 특성을 가진 3중층 인공피부를 만들었다.라텍스와 실리콘의 공기층이 눌리면 쉽게 압축돼 물체의 형상에 맞게 쉽게 변형되도록 하고 비틀림이나 당김에도 저항성을 보여 물체를 견고하게 잡을 수 있도록 했다. 실제로 이번에 개발된 3중층 인공피부를 장착한 로봇손은 기존 실리콘 소재의 단일층 인공피부 로봇손보다 물체를 고정하는 작업안정성과 물체를 움직일 수 있는 조작성이 30% 이상 향상된 것이 확인됐다. 박형순 교수는 “이번에 개발된 로봇용 인공피부는 작업기능을 높이기 위한 기능적 측면은 물론 촉감, 물리적 특성도 사람의 것과 유사해 의수에 적용했을 경우 작업능력을 높일 뿐만 아니라 사람간 상호작용에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가천대학교는 서순민 바이오나노학과 교수팀이 순치준 중국과학원 박사팀과 공동 연구를 통해 신축성 있는 액체금속 나노입자 기반의 전극을 이용한 촉각 상호반응 인터페이스를 개발했다고 12일 밝혔다. 연구팀은 마찰전기 발전기의 금속 전극으로 갈륨, 인듐, 주석의 혼합물로 이루어진 액체금속 물질(갈린스탄)을 사용했다. 액체금속 물질은 높은 표면에너지와 순식간에 산화되는 성질로 인해 다루기가 어려워 전극물질로 사용되기 어려웠으나 이번 연구에서 액체금속 물질을 나노입자로 분쇄하여 박막으로 제작하는 기술을 개발해 이를 가능하게 했다. 연구결과는 독일WILEY사에서 발간하는 국제학술지인 Advanced Functional Materials에 최근 온라인 게재되었다. 연구결과를 담은 학술지는 4월에 발간 될 예정이다. 마찰전기 발전기는 두 물체가 짧은 시간 맞닿을 때 생기는 전하의 불균형을 이용하여 전기를 만드는 장치로 양전하를 수집하는 금속 전극과 음전하를 수집하는 고분자유전체로 구성된다. 연구팀은 미세한 요철 구조를 고분자유전체에 적용하여 고분자유전체의 표면적을 넓혀 압력의 크기에 따라 마찰전기발전기의 발생 전압이 3V에서 256V까지 변할 수 있다. 전압의 크기에 따라 촉각의 강도를 조절할 수 있어 활용도를 높였다. 이와함께 개발된 기술을 사용한 소자들을 매트릭스로 구성하여 액체금속의 유체특성을 활용한 마찰전기발전기들이 독립적으로 동작할 수 있어 원하는 부위만 따로 조작할 수 있음을 선보였다. 이번 연구결과를 활용해 안면마비환자를 위한 인공피부, 로봇용 인공피부 등 스마트 인공피부 개발이 가능해 질 전망이다. 이번 연구는 한국연구재단 한중협력연구사업 지원으로 수행되었으며 제1저자로 가천대 바이오나노융합학과 석사학위 과정에 있는 양이지아 학생이 참여했다. 공동교신저자인 순치준 박사는 본교 바이오나노학과 바이오메디컬전공 석사, 박사 출신이다. 서순민 교수는 “이번 연구를 통해 개발한 전자피부는 기존 연구와 다르게 따로 외부 전력, 변환장치 도움 없이 누르면 바로 전기가 발생, 전달되기 때문에 그 의의가 크다”며 “앞으로 로봇용 전자피부, 웨어러블 디바이스 등 다양한 부분에 응용할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

국내 연구진이 사람 피부와 똑같은 기능을 가진 온도조절 물질을 개발했다. 피부에 있는 땀샘처럼 온도 변화에 따라 변화함으로써 쉽게 온도조절을 할 수 있게 해주는 것으로 스마트폰 같은 전자기기 발열을 막아주는 방열소자나 에너지 발전소자, 미세제어시스템에 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 한국전자통신연구원(ETRI) 소재부품원천연구본부 신소재연구실 연구팀은 외부 전원 없이 사람의 피부 표면온도와 비슷한 31도에서 온도가 낮으면 팽창해 구멍이 닫히고 높아지면 자동으로 열리는 방열소자를 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 실렸다. 연구팀은 온도에 따라 물 흡수량이 달라지는 ‘온도 반응성 하이드로겔’을 풍차모양으로 만들어 일정 온도보다 낮으면 물을 머금어 팽창해 닫히고 온도가 높아지면 물을 배출해 수축하는 밸브를 만들었다. 연구진이 개발한 박막 소자는 두 개의 층으로 이뤄져 있는데 윗층은 프레임으로 단우구조 셀을 지지해주는 역할을 하고 아래층은 밸브 구조로 제작돼 고분자간 결합을 통해 유연한 박막형태의 냉각소자로 만든 뒤 내부에는 물로 채웠다. 팽창-수축을 반복하는 밸브는 사람의 땀샘 크기와 유사하게 미세하게 만들었다.이번에 개발한 방열소자의 크기는 가로, 세로 각각 3㎝ 크기로 인공땀샘 2만 개가 들어가 있다. 소자 두께는 2층으로 돼 있지만 70㎛(마이크로미터)이고 인공땀샘 하나의 크기는 100㎛, 밸브는 20㎛ 크기이다. 연구팀은 온도에 따른 증발력을 측정한 결과 기존 방열 박막에 비해 저온에서 증발이 30% 가량 억제되는 것이 관찰됐고 반복 사용에서도 일정한 성능을 유지하는 것이 확인됐다. 연구팀에 따르면 인공 피부 박막을 더 크게 만들 수 있다고 설명했다. 문승언 ETRI 박사는 “이번에 개발한 재료는 인공피부로 활용할 수도 있으며 열전소자와 결합시키면 손목시계 같은 전자장치를 부착하고 있기만 해도 생체정보를 연속적으로 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 특정 부위에 약물을 투여하는 등 다양한 웨어러블 소자로 활용할 수 있을 것”이라며 “2년 이내에 상용화가 가능할 것으로 본다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인공피부 등 비급여 427개 진료비 근로공단 청구 땐 지원 다음달부터 화상을 입은 산업재해 노동자들이 진료를 받을 수 있는 화상전문의료기관이 문을 연다. 전문의료기관에서는 기존에 산재 화상 환자들의 치료에서 비급여로 적용되던 부분이 급여로 적용돼 환자의 치료비 부담이 줄어들 것으로 보인다. 근로복지공단은 서울 한강성심병원과 베스티안서울병원, 부산 하나병원, 베스티안부산병원, 대구 푸른병원 등 5곳을 산재보험 화상전문의료기관으로 선정해 다음달부터 2년간 시범운영한다고 26일 밝혔다. 공단은 시범운영 병원에서 치료에 필요한 드레싱류와 지혈제류, 인공 피부 등 현재 비급여로 구분돼 있는 427개 항목의 비용을 청구하면 바로 지원해준다. 의료기관에서 진료비를 근로복지공단에 직접 청구하면서 산재 화상 환자는 경제적 부담을 덜게 된다. 병원이 비용을 청구하는 방식 외에도 산재 화상 환자가 부담한 비급여 항목에 대해서는 개별요양급여제도를 통해 지원받을 수 있다. 시범운영병원 5곳 아니더라도 적용된다. 환자가 이미 낸 진료비를 공단에 청구하면 심의위원회를 통해 환자에게 지원하는 방식이다. 공단은 화상 환자에게 꼭 필요하지만 현행법상 화장품으로 분류돼 지원을 받지 못했던 보습제에 대해서는 별도의 지원방안을 검토하기로 했다. 공단에 따르면 지난해 기준 폭발사고 등으로 산재 승인을 받은 화상 환자는 4200명에 달한다. 하지만 치료에 필요한 인공 피부와 드레싱 폼, 흉터 연고 등 대부분의 품목이 비급여로 분류돼 치료비로 큰돈을 써야 했다. 산업현장에서 화상을 입은 환자들의 대부분이 중증 화상이라는 점을 감안하면 신체적 고통과 경제적 고통을 함께 감내해야 하는 상황이다. 실제로 2015년 산재보험 비급여 실태조사에 따르면 화상 환자의 비급여부담률은 22.3%로, 산재보험 전체 비급여부담률(7.7%)보다 3배 정도 높다. 심경우 공단 이사장은 “질 높은 치료뿐만 아니라 재활과 사회복귀도 중요한 만큼 합병증을 줄이고 원활하게 사회에 복귀할 수 있도록 제도적인 지원을 아끼지 않겠다”고 말했다. 홍인기 기자 ikik@seoul.co.kr

최근 냄새·위치 파악 기능 추가 로봇·웨어러블 기술에 접목 활발2015년 개봉한 영화 ‘어벤져스:에이지 오브 울트론’의 한 장면. 한국계 천재 생명공학자 닥터 조가 적과 전투 중에 치명적인 부상을 입은 어벤져스 요원에게 첨단 인공피부를 이식해 생명을 구한다. 최근 과학계에서는 이런 인공피부뿐만 아니라 사람의 손가락이나 촉각을 대신하는 전자촉각 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 초기 인공피부는 화상이나 외상으로 인해 생긴 피부 변형과 상처를 치료하기 위한 피부재건 성형, 각종 수술 후 발생할 수 있는 합병증을 막기 위한 의료용으로 개발됐다. 최근에는 로봇이나 의수, 의족 같은 기계장치 표면에 피부 기능을 부여하는 연구로 확대돼 진행되고 있다. 피부는 동물의 몸을 덮고 있는 일종의 외피나 막으로, 무척추동물은 단층 표피로 돼 있고 척추동물은 다층 표피로 구성된다. 사람에게 피부는 가장 넓은 생체기관이다. 외부환경에서 신체를 보호하고, 전신의 대사기능에 필요한 생화학적 기능도 한다. 성인의 경우 면적은 평균 1.8~1.9㎡로, 3분의1 이상을 잃으면 사망에 이를 정도로 중요한 기관이기도 하다. 인공피부와 전자촉각 연구의 목표는 사람 피부와 비슷하게 넓은 표면을 덮을 뿐만 아니라 미세한 촉감까지 느낄 수 있도록 하는 데 있다. 국내 연구팀이 일반적인 접촉과 물체의 하중, 소리, 혈압까지 정확하게 감별하는 전자피부를 개발해 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 4일자 표지논문으로 발표했다. 국내외 특허 4건도 출원한 상태다. 숭실대 유기신소재 및 파이버공학과 김도환 교수와 카이스트 생명화학공학과 정희태 교수가 참여한 연구팀은 폴리우레탄 고분자와 이온성 액체를 활용해 사람 피부에서 나타나는 ‘점-유탄성’이라는 특성을 구현하는 데 성공했다. 점-유탄성은 구조체 내에 있는 유체가 점성을 갖고 흐르는 성질을 말한다. 연구팀은 이 특성을 구현한 전자피부를 개발해 늘어나고 휘는 것은 물론 미세한 압력에도 반응할 수 있게 했다. 로봇 전체 또는 일부에 이 기술을 적용하면 유연하고 신축성 있는 소프트 로봇을 만들어 수술용 로봇팔처럼 헬스케어 시스템에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 보인다. 인공·전자피부는 사람의 피부와 유사하게 만드는 외형적 기능을 중심으로 개발되다가 최근에는 사람의 피부에는 없는 기능이 추가하는 스마트 전자피부 연구로 무게중심이 옮겨 가고 있다. 인체에 유해한 기체나 액체 등과 접촉했을 경우 물체의 전기용량이 변하는 특성을 이용해 촉감뿐만 아니라 미세한 냄새 변화까지 파악할 수 있는 인공피부가 대표적이다. 사람은 인식할 수 없는 냄새를 감지해 위험상황을 빠르게 포착하고 후속 조치를 취할 수 있도록 하는 것이다. 초음파를 감지하거나 자기장을 이용해 위치를 파악할 수 있는 인공피부도 연구되고 있다. 로봇 분야에서도 지금까지는 사람처럼 두 발로 걷는 기술에 집중해 연구됐다면 최근에는 다양한 촉감과 압력을 느끼는 한편 사람의 피부와 똑같은 질감과 온도를 갖고 있는 외피를 갖는 방향 연구가 확대되고 있다. 최근 전 세계가 고령화사회로 접어들면서 로봇이 가사나 간병 등을 대신할 가능성이 커지는 만큼 인간이 친근감을 느끼기 위해서는 차가운 금속재질보다는 사람과 같은 부드럽고 따뜻한 느낌을 갖도록 하는 것이 중요하기 때문이다. 인공피부 및 전자촉각 연구자들은 “입고 착용할 수 있는 웨어러블 기기의 궁극적 목표는 몸에 삽입하거나 부착하는 형태가 될 것으로 보이는데 전자피부가 그런 연구의 종착점이라고 할 수 있다”고 말하고 있다. 그러나 이들은 “전자피부의 상용화를 위해서는 생체 부작용과 배터리 같은 전원공급 문제를 넘어야 한다”며 “실험실 연구성과가 실생활에 활용되기까지는 시간이 걸릴 것”이라고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

소리를 들을 수 있는 ‘인공 전자피부’가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 고현협(왼쪽) 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 교수와 이헌상(오른쪽) 동아대 화학공학부 교수 공동연구팀은 사람의 손가락 지문까지 그대로 흉내 낸 전자피부를 만드는 데 성공했다. 이 전자피부는 압력과 온도뿐 아니라 소리에 의한 진동까지 감지해낼 수 있다. 이번 연구성과는 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴스’ 최근호에 실렸다. 사람의 손가락이 미세한 압력이나 감각까지 느낄 수 있는 것은 지문이 있기 때문이다. 지문이 물체 표면과 닿으면서 미세한 진동을 발생시키기 때문에 ‘딱딱하다’, ‘울퉁불퉁하다’ 등 느낌을 갖게 된다. 이번에 개발한 전자피부는 기존에 만들어진 촉각 센서로는 감지하기 어려웠던 미세한 거칠기 정도까지 감지가 가능하다. 물방울이 피부에 닿을 때 생기는 압력과 온도의 변화까지 잡아낼 수 있을 정도다. 소리를 듣는 것도 가능하다. 소리가 갖고 있는 파동이 공기 중으로 퍼질 때 발생하는 진동을 인공피부가 느끼도록 했기 때문이다. 연구팀은 전자피부가 느끼는 신호를 뇌가 직접 인식할 수 있게 하는 연구를 진행 중이다. 앞으로 의수, 보철기, 음성인식 등 다양한 분야에 적용이 가능할 것으로 기대된다. 고 교수는 “이번에 개발한 인공 전자피부는 인간형 로봇, 입는 컴퓨터 등 다양한 미래 개발제품에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

구글 플렉스 소속 연구팀인 ‘구글X’가 센서를 부착한 ‘암 탐지기기’를 개발 중이라고 밝혔다. 영국 인디펜던트 등 해외 언론의 지난 달 31일 보도에 따르면, 구글X랩은 인류의 생명을 앗아가는 가장 중대한 질병인 암의 빠른 발견을 위해, 암 세포를 탐지할 수 있는 장비를 개발하고 있다. ‘손목밴드’(Wristband)라 불리는 이 웨어러블 장비는 특수 제작된 알약과 연동 반응한다. 이 알약을 삼키면 알약에 들어있던 나노입자가 몸 이곳저곳을 돌아다니며 몸의 이상 신호 및 암 세포를 감지한다. 이 나노입자가 특정 암세포를 발견하면 이와 연결된 손목밴드에 데이터가 기록되고 이를 통해 복잡한 검사를 거치지 않아도 암을 조기에 발견할 수 있다. 구글랩은 이를 실험하기 위해 인공피부를 이용한 실험 장비를 함께 개발했다. 진짜 사람 피부로 만든 ‘팔’이 그것이다. 실제 사람의 손과 팔을 본 딴 이 장비는 알약의 나노 입자가 암세포를 어떻게 찾아내는지를 연구하는데 매우 중요한 역할을 한다. 나노입자가 암 세포를 발견한 뒤 이들 세포가 몸 안에서 어떤 움직임을 보이는지 관찰하는 것이 중요한데, 이번에 구글이 만든 ‘사람 피부 실험장비’는 암 탐지기기의 알약 성분과 웨어러블 손목밴드의 기능을 테스트하기에 매우 적합한 장비로 평가받는다. 이 실험도구는 사람들이 기부한 진짜 피부’를 통해 제작됐다. 구글랩 관계자는 “민족의 특성에 따라 피부 색소와 피부 두께 등이 모두 다르다”면서 “이번 실험도구는 다양한 피부 특성을 가진 사람들에게 암 탐지알약이 어떻게 반응하는지 알게 해 줄 것”이라고 설명했다. 이어 “우리는 간헐적으로 암을 발견하고 치료하는 현재의 과정을 미리 발견하고 선조치하거나 예방하는 방향으로 의료시스템을 바꾸고자 한다”고 덧붙였다. 전문가들은 구글랩의 암 탐지알약 및 웨어러블 기술이 10년 이내에 사용화 될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 　　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

구글 플렉스 소속 연구팀인 ‘구글X’가 센서를 부착한 ‘암 탐지기기’를 개발 중이라고 밝혔다. 영국 인디펜던트 등 해외 언론의 지난 달 31일 보도에 따르면, 구글X랩은 인류의 생명을 앗아가는 가장 중대한 질병인 암의 빠른 발견을 위해, 암 세포를 탐지할 수 있는 장비를 개발하고 있다. ‘손목밴드’(Wristband)라 불리는 이 웨어러블 장비는 특수 제작된 알약과 연동 반응한다. 이 알약을 삼키면 알약에 들어있던 나노입자가 몸 이곳저곳을 돌아다니며 몸의 이상 신호 및 암 세포를 감지한다. 이 나노입자가 특정 암세포를 발견하면 이와 연결된 손목밴드에 데이터가 기록되고 이를 통해 복잡한 검사를 거치지 않아도 암을 조기에 발견할 수 있다. 구글랩은 이를 실험하기 위해 인공피부를 이용한 실험 장비를 함께 개발했다. 진짜 사람 피부로 만든 ‘팔’이 그것이다. 실제 사람의 손과 팔을 본 딴 이 장비는 알약의 나노 입자가 암세포를 어떻게 찾아내는지를 연구하는데 매우 중요한 역할을 한다. 나노입자가 암 세포를 발견한 뒤 이들 세포가 몸 안에서 어떤 움직임을 보이는지 관찰하는 것이 중요한데, 이번에 구글이 만든 ‘사람 피부 실험장비’는 암 탐지기기의 알약 성분과 웨어러블 손목밴드의 기능을 테스트하기에 매우 적합한 장비로 평가받는다. 이 실험도구는 사람들이 기부한 진짜 피부’를 통해 제작됐다. 구글랩 관계자는 “민족의 특성에 따라 피부 색소와 피부 두께 등이 모두 다르다”면서 “이번 실험도구는 다양한 피부 특성을 가진 사람들에게 암 탐지알약이 어떻게 반응하는지 알게 해 줄 것”이라고 설명했다. 이어 “우리는 간헐적으로 암을 발견하고 치료하는 현재의 과정을 미리 발견하고 선조치하거나 예방하는 방향으로 의료시스템을 바꾸고자 한다”고 덧붙였다. 전문가들은 구글랩의 암 탐지알약 및 웨어러블 기술이 10년 이내에 사용화 될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 　　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

서울대 화학생물공학부 김대형 교수가 개발한 스마트 인공피부가 적용된 인공손(왼쪽). 사람 피부처럼 부드럽고 신축성이 있으며 온도와 습도, 촉감까지 느낄 수 있는 인공피부를 연구원이 펼쳐 보이고 있다. 서울대 공과대학 제공

다가올 미래에는 농작물을 키우듯 자동차를 직접 재배해 사용하는 시대가 올지도 모르겠다. 해외 디자인 전문 매거진 디진(Dezeen)은 산업분야 전문 디자이너 알렉산드라 데이지 긴즈버그와 영국 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London) 연구진이 공동으로 개발 중인 미래형 ‘합성생물학 기반 자동차’에 대한 정보를 최근 자세히 소개했다. 긴즈버그가 제시한 해당 자동차의 구상도는 다음과 같다. 주변이 숲이면 나무처럼, 사막이면 모래처럼, 바다면 푸른 물결처럼 환경에 따라 변화하며 외부 충격에 파손되더라도 별도의 수리가 필요 없이 스스로 복구해낸다. 심지어 복잡한 제조공정이 필요 없이 농작물을 재배하는 것처럼 ‘키우는’ 방식으로 자동차를 제조할 수도 있다. 즉, 자동차가 그냥 기계가 아닌 살아있는 유기체처럼 스스로 진화해나간다는 뜻이다. 긴즈버그와 임페리얼 컬리지 런던 공동 연구진이 개발 중인 것인 바로 이런 유기체 형태의 자동차 부품이다. 연구진 부품개발에 활용중인 재료는 새우나 게 등의 갑각류, 곤충 외피, 미생물의 세포벽에 분포하는 단백질 복합체 키틴(chitin)과 옥수수에 존재하는 바이오 플라스틱 종류다. 특히 키틴은 상처치료 촉진제, 인공피부 등의 개발에도 활용되고 있어 살아있는 유기체 자동차 부품 개발에 매우 알맞은 재료다. 이 유기체 자동차 개발에 근간을 이루고 있는 합성생물학(Synthetic Biology)은 생명 과학적 개념에 공학적인 원리를 더한 것으로 생명체를 구성하는 유전자(Gene), 단백질(Protein)을 합성, 고성능-고효율 시스템 생산을 목적으로 한다. 이와 유사한 사례는 전에도 있었다. 지난 4월, 미국 매사추세츠공과대학(Massachusetts Institute of Technology. MIT) 연구진은 대장균에서 발현되는 특정 단백질에 금속나노입자를 접목해 ‘바이오 생물질(生物質)’로 변환시키는데 성공한 바 있다. 이는 스스로 칼슘 구조를 변화시켜 특정 단백질을 생산해 성장해나가는 ‘사람 뼈’의 구조 원리를 바이오 물질 개발에 적용한 것으로 역시 합성생물학(Synthetic Biology)의 한 부분으로 이해할 수 있다. 미국 스탠퍼드 대학에서 합성미학 연구원을 지냈고 현재는 영국 워릭 대학에서 연구 중인 긴즈버그는 “내가 생각하는 유기체 자동차의 모습은 어떤 환경이라도 적응해내는 모습”이라며 “뜨거운 곳이든, 습기에 찬 곳이든 해당 환경을 빨리 파악해 그에 맞는 형태로 외부와 내부를 전환시켜낼 수 있도록 만드는 것이 궁극적 목표다”라고 설명했다. 또한 그녀는 “최종 자동차 생산까지 수십 년이 걸릴지도 모르지만 이미 키틴, 바이오 플라스틱과 같은 첨단 합성 재료들이 등장한 만큼 불가능한 목표는 아닐 것”이라고 덧붙였다. 자료사진=포토리아, Alexandra Daisy Ginsberg　　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr