의료용 마이크로로봇 기술 동향
1. 서론
초미세로봇이 혈관 속으로 침투해 손상된 세포를 복원하고, 미세축소된 특공대원들이 작은 잠수함을 타고 몸속에 들어가 질병을 치료한다. 공상과학 영화 혹은 소설 속에서 심심치 않게 등장하는 장면이다[1-3]. 그리고 상상 속에서만 존재할 것 같은 일들이 현실이 되어가고 있다. 이러한 초미세로봇은 석유, 가스 파이프라인의 내부 상태를 모니터링하거나, 인체 혈류를 통해 떠다니면서 병소나 손상 부위를 진단하고 치료하는데 사용될 수 있다.
모바일 마이크로로봇은 밀리미터에서 나노미터 사이의 크기를 가지며 위험하고 도달하기 힘든 좁은 공간에서 사람이 수행하기 어렵거나 불가능한 작업을 수행할 수 있는 초소형 구조물이다[4, 5]. 현재 모바일 마이크로로봇은 혁신적 의료기술(진단/치료), 바이오 테크놀러지, 탁상공정, 환경 복원 등 다양한 분야 활동을 목적으로 개발되고 있으며 관련 논문 출판 수는 2005년 이후로 급속하게 증가하고 있다(그림 1a). 논문 발행량의 국가별 분포를 살펴보면 미국이 가장 많은 논문을 출판하였고, 중국, 우리나라 순서로 논문이 출판되었다(그림 1b). 기관별로는 전남대학교에서 가장 많은 43 편의 논문을 출판하였고, ETH Zurich(41편), 하버드대학교(26편), CNRS(25편), 카가와대학교(21편), 상하이자오퉁대학교(21편), DGIST(20편) 순서로 논문이 출판되었다. 모바일 마이크로로봇 관련 특허출원 동향은 2002년부터 증가하여 2013년에 가장 많은 특허가 출원되었으며 2010년대부터 우리나라의 출원량이 다수를 차지하고 있어 우리나라의 모바일 마이크로로봇 관련 연구수준이 세계적으로 경쟁력이 있음을 보여주고 있다[5].
메디컬 마이크로로봇(이하 ‘메디봇)은 현재까지 주로 대학이나 연구소 단위에서 학술적 연구가 진행되어 왔으며 최근 의료현장에서 사용하기 위한 사업화가 전 세계적으로 시작되고 있다[5]. 메디봇은 기존 의료장비로 접근하기 어려운 국소부위 치료, 정밀약물, 세포전달 등의 분야에 사용하여 환자의 고통 및 감염 위험을 감소시키고 빠른 회복을 통해 삶의 질을 향상시킬 수 있으며 시술자의 수고 및 능력 의존을 넘어 효율성/신뢰성/안정성이 뛰어난 새로운 개념의 의료장비를 개발할 수 있다. 따라서 메디봇의 기술 수요는 지속적으로 증가하고, 관련 시장은 향후 확대될 것으로 전망된다[5]. 본 보고서는 메디봇 관련 기술, 응용 분야, 시장 현황, 향후 전망 등에 대해 살펴보고자 한다.