에든버러 대학의 화학자들은 최근 원자보다 큰 물체를 움직일 수 있는 분자를 만들었다고 발표했다.이들은 자외선 광선으로 인공 분자를 자극해 미세한 액체 입자들을 평평한 표면과 경사진 표면에서 이동시키는데 성공했다. 데이비드 리 교수는 이같은 성과는 분자 기계를 육안으로 보이는 세계와 결합시킨 최초의 사례라고 지적하고 “이 장치는 미세한 물체를 1㎜ 이동시키는데 그쳤지만 이같은 성과는 재래식 피스톤을 1㎜ 움직여 물체를 세계에서 가장 높은 빌딩인 CN타워의 2배 이상 높이로 들어 올린 것과 맞먹는다”고 설명했다. 연구진이 성공시킨 기술은 머리카락 굵기의 8만분의1 정도인 1나노미터 크기의 물체 상태를 바꾸는 것으로 이들은 이 기술을 사용해 보다 강력한 컴퓨터와 가볍고 질긴 물질, 첨단 의학 기술, 보다 효과적이고 오래 지속되는 약물 등이 탄생할 것으로 예고했다.
리 박사와 동료들은 자외선 광선이 화학반응을 일으켜 액체 방울을 밀어내는 것이라고 설명했다. 연구진은 동물의 근육 운동에서부터 식물의 광합성에 이르기까지 자연의 생물학적 기능은 분자 기계를 사용하는 것이라는 사실을 이번 연구로 초보적으로 확인했다면서 정적(靜的)인 상태의 약물과 폴리머, 촉매 등에 자연의 이런 기능을 사용하면 공상과학물 같은 물질이 탄생할 수 있을 것이라고 말했다.
로봇팔 시연 생체공학의 쾌거
제시 설리번이 뇌로 작동하는 인공 팔을 시험해보고 있다
얘기인즉슨 보통 만화책에 등장할 법한 내용이다. 한 전기 기사가 7천 볼트의 전기가 통하는 고압전선을 움켜쥐었다가 어깨 아래쪽의 양팔을 모두 잃는다. 그러나 실험적 수술 끝에 인공 팔을 얻게 된다……대충 이런 내용이다. SF소설처럼 들리겠지만 이것은 올해 58세인 제시 설리반의 사연이며 설리반은 현재 테네시 주 데이턴 시에 거주하는 전직 배선공으로 실존인물이다.
지난 7월 설리번은 머릿속의 생각만으로 움직일 수 있는 세계 최첨단 로봇 팔을 시범 사용해 보였다. 시카고 재활연구소(Rehabilitation Institute of Chicago RIC)를 가득 메운 청중 앞에서 설리번은 물병을 집어 들어 한 모금 마신 뒤 이를 다시 내려놓는 동작을 선보였다.
이에 대해 RIC에서 절단장애인 프로그램을 담당하고 있는 토드 쿠이켄 박사는 “정말 멋진 시연이었다”고 평했다. 쿠이켄 박사는 설리번이 로봇 팔과 교감할 수 있게끔 만든 혁신적 신경전이수술의 선구자다. 또한 새로운 로봇 팔의 설계를 담당한 장본인이기도 하다.
설리번의 시연은 의수/의족 기술사에 있어 새로운 이정표가 됐다. 오늘날 사용 중인 의수/의족 대부분은 기계장치로만 작동되는 형태를 띠고 있다. 2001년 여기에 컴퓨터가 도입되면서부터 새롭게 기대를 끌었지만 지금까지 뇌파 신호를 직접 처리하는 단계로 발전하지 못해왔다. 대신 사용자가 자신의 몸 즉 어깻죽지와 같은 신체부위를 이용해 절단부위에 배치된 전기 스위치를 수동으로 누름으로써 한 번에 한 가지씩만 동작을 유도했다.
쿠이켄 박사가 개발한 이 시범모델은 64비트급 컴퓨터가 팔뚝부분에 내장된 모터 6대형의 장치다. 이 모델은 뇌를 이용해 작동을 제어하는 의수족으로서는 사상 최초로 어깨와 팔꿈치, 팔목을 동시에 움직일 수 있는 이점이 있다. 더불어 사용자로 하여금 압력을 감지해낼 수 있도록 해주는 이점도 갖고 있다.
| 인간과 기계의 융합 |
| 수술 한때 제시 설리번의 팔에 연결됐던 네 개의 신경을 수선해 심근에 이전시켰다. 뇌 신호가 이들 신경에 자극을 가해 심장에 부착된 전극을 움직인다. 이러한 데이터는 컴퓨터에 의해 동작으로 변형된다. 어깨 세계에서 유일하게 모터가 장착된 어깨장치는 알루미늄과 탄소섬유로 제작됐으며 무게가 1.8파운드에 달한다. 14.8볼트의 리튬이온 배터리가 모터와 기어박스에 동력을 공급한다. 체액성 회전자 1개의 모터가 달린 관절장치가 몸 중간선을 따라 팔뚝을 움직이도록 해준다. 셔츠의 단추를 채우는 것 같은 일을 간단히 해내도록 도와준다. 조종장치 64비트급 마이크로프로세서가 팔뚝에 내장돼 모터형 관절장치 5개의 움직임을 조절한다. 손 상하이에서 제작된 이 손은 손목부위에 모터가 장착돼있으며 유연한 동작이 가능하도록 만들어진 유일무이의 의수다. 손가락 끝에 센서가 달려있어 압력을 감지케 해준다. |
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