AI 마이크로 로봇, 정밀하게 약물 전달

인공지능(AI)을 활용해 의료용 마이크로 로봇을 인체 내에서 정밀하게 제어할 수 있는 새로운 기술이 개발됐다.

한국연구재단은 최홍수 대구경북과학기술원(DIGIST) 로봇및기계전자공학과 교수 연구팀이 강화학습을 기반으로 한 인공신경망을 활용해 자성 마이크로 로봇의 3차원 위치를 자동으로 정밀 제어할 수 있는 방법을 개발했다고 15일 밝혔다.

외부 전자기 구동시스템에서 생성되는 자기장과 자기력에 의해 무선 제어되는 자성 마이크로 로봇은 이 특성을 이용, 인체 내 치료 인자를 전달하는 정밀 표적 치료에 활용될 수 있다.

연구팀은 복잡한 수학적·물리적 모델링 없이도 다양한 형태의 마이크로 로봇을 제어할 수 있는 범용적인 방법을 고안, 마이크로 로봇의 3차원 정밀 위치 제어법을 스스로 터득할 수 있는 강화학습 기반의 인공신경망을 개발했다.

학습된 인공신경망을 활용한 결과, 마이크로 로봇이 종래의 제어 방식을 사용한 경우에 비해 약 50% 빠른 속도로 목표 위치에 수렴했다. 기존 제어 방식에 비해서도 약 40% 더 적은 위치 오차를 보였다.

최 교수는 “이번 연구를 통해 강화학습 기반의 인공신경망을 활용한 구동 방법이 종래의 제어 방식에 비해 마이크로 로봇을 더 빠르고 정밀하게 제어할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다”고 밝혔다. 이어 “적은 시간과 자원으로 다양한 형태의 마이크로 로봇과 전자기 구동시스템에 적용될 수 있는 범용적인 구동 체계가 될 것으로 기대된다”고 덧붙였다.

연구재단 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 11일 인공지능 분야 국제 학술지 ‘네이처 머신 인텔리전스’에 게재됐다. 구본혁 기자