한국마이크로의료로봇연구원(원장 박종오), 전남대학교 최은표 교수 연구팀과 중국 절강이공대학(Zhejiang Sci-Tech U.) Qinchuan Li, Fan Wang 교수 연구팀은 공동연구를 통해 매우 낮은 전압에서 세계 최고의 변형률을 갖는 생체소재 기반 인공근육을 개발하였다.
연구팀은 생분해/생적합성 소재인 박테리아 셀룰로스 기반의 소프트 액추에이터에 전도성 고분자인 폴리피 (Polypyrrole)을 코팅하여 세계 최고 수준의 변형률과 반응 속도를 갖는 이온성 소프트 액추에이터(인공근육)을 개발했다.
- 박테리아 셀룰로스는 박테리아 세포벽의 중요성분을 구성하는 섬유소이며 생체적합성이 우수해 인공장기와 같은 생체재료 활용이 기대되는 소재임. 또한 3차원 나노 망구조로 인해 표면적이 크며 고강도 고탄력 특성으로 차세대 소재로 각광받고 있음.
연구 성과는 소재분야 저명 국제학술지인 Advanced Functional Materials(영향력 지수 16.836) 2021년 31호 (3월 24일) 표지 논문으로 선정 되었다 .
※ 논문제목(영문) : Ultralow Voltage High‐Performance Bioartificial Muscles Based on Ionically Crosslinked Polypyrrole‐Coated Functional Carboxylated Bacterial Cellulose for Soft Robots (Fan Wang, Qinchuan Li, Jong-Oh Park, Shaohui Zheng, Eunpyo Choi)
본 연구는 보건복지부의 ‘마이크로의료로봇 실용화기술개발사업’ 중 ‘마이크로의료로봇 실용화 공통기반 기술개발 센터사업(총괄책임자 박종오)’ (과제 번호 : HI19C0642)와 중국 국립자연과학재단 등의 지원으로 수행됐다.
본 연구는 인공근육 구조 설계, 박테리아 셀룰로스 구조체 제작 및 표면처리, 인공근육을 이용한 구동기 구동실험 등, 전통적인 로봇공학에 기반한 화학과 생물학 등의 다학제적 전공들이 결합된 로봇공학 기반 융합연구 형태로 추진되었다.
본 연구를 주도한 최은표 교수는 “본 기술은 의료용 수술로봇, 헬스케어용 웨어러블 장치등 다양한 분야에서 핵심원천 기술로 활용될 것으로 기대된다”며 “실용화를 위해서는 높은 변형률 뿐 아니라 큰 힘을 낼 수 있는 연구도 계속 진행되어야 한다”고 말했다.