배아줄기세포 기반 생체구조체에 근육·신경 조직화 성공…외부 명령 없이 자율 움직임 구현

KAIST 연구진이 세포 수준에서 스스로 움직이고 반응할 수 있는 ‘생명체 기반 세포로봇’을 개발해 주목받고 있다. 생물학적 세포만으로 만들어진 이번 로봇은 전자칩, 배터리, 모터 등 기존 인공 부품이 전혀 없이 자율적으로 이동하며, 바이오로봇 기술의 혁신적 전환점을 제시했다는 평가를 받고 있다.

KAIST 바이오및뇌공학과 박제영 교수 연구팀은 배아줄기세포로부터 유도된 근육세포와 신경세포를 생체조직화해, 외부 명령 없이 스스로 움직이는 ‘세포로봇(biorobot)’을 개발했다. 이 생체구조체는 세포 수준에서 생성된 근육 수축과 신경 신호 전달로 움직임을 제어하며, 전자기계적 부품 없이도 정해진 방향으로 자율 운동이 가능하다.

기존의 세포로봇 연구가 단순한 근육세포 자극이나 외부 빛·음파에 의존한 반응에 머물렀던 것과 달리, 이번 연구는 자율성(autonomy)을 갖춘 최초의 진정한 ‘생명체형 로봇’으로 평가된다.

생물-공학 융합의 정수…인공생명체 연구로도 확장 가능성

이번 연구는 생물학과 공학의 경계를 허문 융합 성과로, 향후 ▲생체 치료용 마이크로로봇 ▲재생의학을 위한 자가구동 이식체 ▲고차원 생체모사 시스템 등 다양한 응용 가능성을 제시하고 있다.
또한 생물적 시스템에 기반한 인공지능형 생체 장치, 인공 생명체 연구 등으로 확장될 수 있어, ‘살아 있는 기계(living machine)’라는 개념을 실현하는 데 큰 진전을 이뤘다.

박제영 교수는 “세포 자체의 기능만으로 움직이고 반응할 수 있는 시스템을 만든 것은 바이오공학의 오랜 도전 과제였다”며 “이번 연구는 단순한 실험을 넘어 생명체와 기계 사이의 새로운 연결 고리를 연 것”이라고 밝혔다.

연구 성과는 생명로봇 분야의 세계적 권위지인 『Science Robotics』 6월호에 게재되었으며, 동 분야에서 생명체 기반 자율 로봇 개발이 학문적으로도 실현 가능함을 보여주는 사례로 높이 평가받았다. KAIST는 이번 성과를 계기로 바이오로봇 기술에 대한 선도적 입지를 더욱 공고히 할 계획이다.

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