“최소침습 및 비침습 시술을 위한 의료로봇은 의료 현장의 패러다임을 바꾸고 있습니다. 특히 초음파와 자기장을 활용해 마이크로로봇을 정밀하게 구동·제어하는 기술은 기존 수술 방식이 닿을 수 없는 진단과 치료의 영역을 확장할 것입니다.”
강병전 전남대 데이터사이언스학과 교수는 이탈리아 산타나 대학에서 바이오 로보틱스 전공으로 박사 학위를 취득한 뒤 생의학 마이크로로봇 및 인공지능(AI) 기반 의료영상처리 연구에 주력해왔다. 박사 과정 기간에는 외과 수술용 로봇 시스템에서 의사와 로봇 간 상호작용을 증진하는 기술 개발에 집중하기도 했다.
그는 “의료로봇의 궁극적인 목표인 최소침습 시술에 최적화된 마이크로로봇 연구에 관심을 가졌다”면서 “초기에는 자기장 에너지를 활용한 마이크로로봇 제어에 중점을 뒀으며 최근 들어 초음파 기반 마이크로 및 나노 입자 구동 기술로 연구 범위를 확장하고 있다”고 말했다.
강 교수는 자기장으로 유도되는 능동 구동형 마이크로로봇을 개발했다. 이 로봇은 치료, 약물 전달, 실시간 이미징 등 다양한 의료적 기능을 수행한다.
연구 논문에는 자유롭게 이동하는 마이크로의료로봇을 위한 독립형 전자기장 제어 기술과 조직 채취 및 약물 전달 기능을 갖춘 캡슐 내시경 등 첨단 자기장 제어 기반 마이크로로봇 기술을 포함한다. 생체 내부의 고난도 병변 부위를 표적화하고 접근하는 데 필수적인 핵심기술도 제안했다.
강 교수는 “초음파 에너지를 활용해 마이크로 및 나노 입자를 정밀하게 조작하는 새로운 단계의 연구를 시작했다”며 “홀로그래픽 음향 트위저 시스템을 통해 다자유도 입자 이동을 실현하고, 약물 전달에 필요한 나노 캐리어 클러스터를 조작할 수 있는 연구에 성공했다”고 강조했다.
또 “혈관 분기점에서의 미세 입자 조작, 단일 채널 초음파 액추에이터를 이용한 다기능 마이크로로봇 제어 등 다양한 의료 분야에 응용할 수 있는 초음파 기반 세밀 제어 기술도 개발했다”면서 “이러한 기술은 초소형 로봇을 체내 원하는 위치로 이동시켜 정확하게 약물을 전달하거나 특정 조직을 타깃팅하는 데 뛰어난 성과를 보이고 있다”고 설명했다.
강 교수는 AI를 활용해 다양한 의료 영상 데이터를 분석하는 연구를 활발히 수행하고 있다. 상부위장관 캡슐 내시경 영상 분류를 위한 색상 변환 강화 데이터 구축으로 진단 효율성을 높이고, AI 기반 모델로 의료 영상의 해상도와 정확도를 강화해 진단 및 치료 효율을 극대화하고 있다.
특히 AI와 초음파 및 자기장 기반 마이크로로봇 제어 기술을 융합해 영상 기반의 진단과 치료의 정밀도를 향상시키고, 의료로봇이 더욱 신속하고 정확하게 진단 및 치료를 수행할 수 있도록 할 계획이다.
강 교수는 “미래의 의료는 정밀한 로봇과 AI의 결합으로 기존의 한계를 넘어설 것”이라며 “초음파와 자기장 에너지를 기반으로 한 마이크로로봇 연구는 다양한 질환에 대한 새로운 치료 접근을 가능하게 할 것”이라고 말했다.
이어 “의료 현장에서의 안전성과 정확성을 높이는 데 기여하겠다”며 “최첨단 기술을 활용해 의료 혁신을 꾀하고 의료로봇을 통해 최적의 진단 및 치료 솔루션을 제공하기 위해 지속적으로 노력하겠다”고 강조했다.
광주=김한식 기자 hskim@etnews.com
