미세수술로봇 `손` 능력향상 기술 찾아

포스텍 강관형 교수·박사과정 김원경씨

전기수력학적 펌프 개발… 기술 우위 확보

정확성과 세밀함이 요구되는 미세수술로봇의 `마이크로 핑거(micro finger)`에 사용되는 전기수력학적 펌프의 크기를 대폭 줄이고 성능을 향상시킬 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

7일 포스텍(총장 김용민)에 따르면 기계공학과 강관형(43) 교수·박사과정 김원경(26)씨 팀은 간단한 전극 구성만으로 전류가 흐르지 않는 액체인 무극성 액체를 이송할 수 있는 전기수력학적 펌프를 개발해 냈다.

펌프는 무극성 액체에 전기장과 전기전도도가 균일하지 않게 분포할 때 발생하는 유도전하와 유동을 이용한 새로운 개념의 펌프로 전극의 부식이나 액체의 변성을 일으키지 않는 장점이 있는 것으로 알려졌다.

이 기술은 최근 응용 물리학 분야 권위지인 `어플라이드 피직스 레터스(Applied Physics Letters)`지를 통해 발표됐다.

그동안 전기수력학적 펌프에 사용되는 유체는 수용액 등으로 한정되는 단점이 있었다. 일본에서 일부 특정 무극성 액체에 적용 가능한 마이크로 펌프를 개발하기도 했지만 그 종류는 제한적이었다.

하지만 이번에 개발된 전기수력학적 펌프는 전기에너지를 유체의 운동에너지로 직접 변화시켜 움직이는 장치다. 아주 간단한 구성만으로도 유체를 움직일 수 있어 소형 기계장치나 마이크로 로봇 등에 사용된다.

이 기술은 마이크로 채널에서의 무극성 액체 이송과 함께 소음과 진동이 적은 초소형 냉각기, 마이크로 로봇 부품, 소형 강제유압냉각식 변압기 냉각부품 등에 활용될 전망이다.

강 교수는 “전기수력학적 펌프는 미세한 부위에 활용되는 미세수술 로봇의 `손` 부분에도 적용할 수 있다”며 “특히 이 펌프는 일본과는 원리가 다르고 적용되는 무극성 액체의 종류도 많아 우리가 기술적, 경제적 우위를 점할 수 있을 것으로 본다”고 말했다.

한편, 이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업 지원으로 수행됐다.

/김남희기자

유도전하

전자적(電磁的) 성질을 가진 물체가 물리적 접촉 없이 가까운 물체에 전하나 자기를 발생시키는 현상을 유도라 하며, 여기서 발생된 전하를 가르킴.

유동(流動)

액체 상태의 물질이나 전류 따위가 흘러 움직임