국내 연구진이 인간 근육과 유사하면서 최대 17배 강한 힘을 내는 '헤라클레스 인공근육'을 개발해 눈길을 끈다. 향후 생체로봇, 인공장기 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대를 모은다.

한국과학기술원(KAIST)은 "김상욱 신소재공학과 교수팀과 안석균 구산대 응용화학공학부 교수팀이 공동 연구에서 그래핀-액정 복합섬유를 이용한 새로운 인공근육을 개발하는데 성공했다"고 5일 밝혔다.

동물근육은 신경 자극에 의해 형태가 변하면서 기계적인 운동을 일으키는 것으로 알려져 있다. 로봇이나 인공장기 등 다양한 분야에서 동물근육과 유사한 운동을 일으키기 위한 기술이 개발됐지만 지금까지는 주로 기계장치에 의존한 것들이 대부분이다.

최근에는 유연성이 있는 신소재를 써서 생명체 근육같이 유연하면서 기계적 운동을 할 수 있는 인공 근육들이 연구되고 있다. 그러나 이들 대부분 운동 범위가 동물근육에 비해 제한적이고 강한 운동을 일으키려면 따로 에너지를 만들어 넣어줘야 하는 번거로움이 있었다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 온도 변화에 따라 동물근육처럼 큰 수축을 일으키는 물질에 고품질 그래핀을 적용한 신소재를 만들었다. 

그 결과, 인공근육으로 1㎏짜리 아령을 들어올리는 데 성공했다. 신소재로 인공근육뿐만 아니라 인공 자벌레를 만들었는데 이는 자연에 사는 자벌레보다 3배 빠른 속도로 움직였다.

특히 신소재를 이용해 만든 인공근육은 레이저로 원격제어가 가능하고 동시에 인간근육이 낼 수 있는 힘의 17배를 발휘할 수 있는 것으로 나타났다.

연구를 주도한 김상욱 교수는 "이번 연구를 시발점으로 실용성 있는 인공근육 소재를 로봇산업 및 다양한 웨어러블 장치에 활용할 수 있을 것"이라며 "4차 산업혁명에 따른 비대면 과학기술 분야에서도 큰 역할을 할 것으로 기대한다"고 말했다.

한편, 이번 논문은 지난 10월 27일 출간된 영국 세계적인 과학 학술지 '네이처 나노테크놀로지' 표지 논문으로 채택됐다. 공동 연구팀은 이번에 개발한 기술을 국내외 특허로 출원, 상용화를 진행할 계획이다.

구교윤 기자 (yun@dailymedi.com) 기자의 다른기사보기