빛에 반응하는 ‘인공신경’ 개발…“소프트로봇 적용 기대”

서울대-스탠퍼드대 연구진, 사이언스 어드밴시스에 게재

생물체의 신경(위)과 인공 신경(아래)의 비교.(서울대 제공)

인체의 감각과 운동신경을 모사해 빛에 반응하는 ‘인공신경’이 개발됐다. 개발된 인공신경은 100% 늘어나도 고유 특성을 잃지 않아 소프트로봇이나 신경보철 등에 활용될 수 있을 전망이다.

서울대학교는 이태우 재료공학부 서울대 교수와 제난 바오 스탠퍼드대학 교수가 공동연구를 통해 생물의 감각·운동 신경을 모사하는 신축성 인공신경을 개발했다고 26일 밝혔다.

연구팀은 빛에 반응하는 인공신경으로 인공 근육을 제어하는 ‘인공 감각·운동 신경’을 구현했다. 인공 감각·운동 신경은 빛 수용체를 모사하는 광센서와 생체 시냅스를 모사하는 신축성 유기 나노선 인공 시냅스, 생체 근육 섬유를 모사하는 고분자 액추에이터(Actuator)로 구성됐다.

인공 시냅스는 인공 빛 수용체로부터 인공 활동 전위를 받아 인공 근육 섬유를 자극한다. 이때 생체 근육의 수축 원리를 모사해 인공 활동 전위의 발화 특성에 따라 인공 근육 섬유의 수축을 제어한다. 또 빛으로 모스부호를 입력해 간단한 메시지를 전달해 광무선 통신을 이용한 사람과 로봇간 정보 전달이 가능하게 했다.

유기 나노선 기반의 신축성 인공 시냅스는 100% 늘어나도 본래 전기적 성질을 유지해 소프트 로봇이나 신경 보철에 적용이 가능할 전망이다. 이태우 교수는 “저전력과 자가발전으로 구동되는 신축성 인공 감각·운동 신경은 가까운 미래에 생물체와 같이 행동하는 로봇을 개발하는 데 적용될 수 있다”면서 “이번 연구 성과는 알츠하이머, 파킨슨, 루게릭과 같은 질환을 완화하거나 치료하는 보철 장치 개발에도 도움이 될 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 지난 23일 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances)에 실렸다.

(서울=뉴스1)