건의 합니다

명칭만 바꾼 의료로봇센터 대구에 건립 나서야 합니다
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극소형 의료로봇으로 온몸을 탐색한다

전남대 로봇연구소의 야망

전남대 제1공학관 2층에 자리한 로봇연구소(RRI)는 요즘 희망에 들떠 있다. 광주시와 함께 산업통상자원부에 신청한 ‘마이크로의료로봇센터 구축사업’이 지난달 30일 최종 심사를 통과해서다. 이 사업은 광주시 연구개발특구에 있는 전남대 첨단 산학캠퍼스 안 5600㎡ 터에 지상 4층, 연면적 4000㎡의 연구소를 짓고 100여종의 장비를 구축해 본격적인 마이크로의료로봇 연구개발에 나서는 것을 목표로 하고 있다. 사업에는 5년 동안 정부 출연금 180여억원을 포함해 약 300억원이 투자될 예정이다. 박종오 전남대로봇연구소장(기계시스템공학부 교수)은 “의료로봇 연구를 위해 이 정도 규모의 센터를 구축하기는 우리나라가 처음으로 시대를 앞서가는 일”이라고 말했다. 강운태 광주시장은 최근 마이크로의료로봇을 ‘광(빛) 산업에 이어 집중해야 할 주력산업’이라고 선언하기도 했다.

의료로봇은 국방로봇과 함께 로봇 분야에서 고속성장하는 양대 산맥으로 꼽힌다. 국제로봇연맹의 집계를 보면, 세계 의료로봇시장은 2012년 68억달러(7조8000억원) 규모로 해마다 10.4% 이상 성장하고 있다. 국내 의료로봇시장도 지난해 1700억원 규모(세계시장의 2.5%)로 해마다 14% 이상 고성장이 예상되고 있다. 그러나 국내 시장은 복강경수술 로봇인 ‘다빈치’와 관절치환술 로봇인 ‘로보닥’ ‘ 마코플라스티’ 등 외국 제품에 완전 잠식돼 있다. 박종오 소장은 “마이크로의료로봇은 시장을 빼앗긴 대형 의료로봇(매크로의료로봇)과 달리 이미 확보돼 있는 우수 연구성과를 바탕으로 신속한 제품화가 가능하기 때문에 서둘러 투자하면 시장을 선점할 수 있다”고 말했다.

마이크로의료로봇은 인체 안에 삽입할 수 있도록 몇 마이크로미터(㎛·100만분의 1m)에서 몇 밀리미터(㎜) 크기의 초소형 로봇을 말한다. 의료용 로봇은 통상 50㎝ 이상부터 2~3m 크기로 환자의 주위에 근접시켜 또는 부착해 진단·치료·재활·간호의 목적으로 사용하기 위해 개발돼 왔다. 매크로의료로봇 가운데도 인체 안에 끝단 일부가 삽입되게 돼 있는 제품도 있지만 마이크로의료로봇과 달리 케이블 등으로 외부와 연결돼 있다. 마이크로의료로봇 세계시장 규모는 2015년 244억달러(28조원), 국내시장은 3350억원(세계시장의 1.25%)으로 예측되고 있다.

현재 마이크로의료로봇의 대표 주자로는 캡슐형 내시경이 꼽힌다. 캡슐형 내시경의 세계 시장은 한국(인트로메딕·3%)을 비롯해 이스라엘(기븐이미징·79%), 일본(올림퍼스·15%), 중국(옴옴·3%) 등이 나눠갖고 있다. 한국 제품은 박종오 소장이 한국과학기술연구원(키스트)에 몸담고 있을 때 연구한 기술을 2004년 인트로메딕에 이전해 개발한 것으로 지금까지 65개국에 266억원어치가 수출됐다. 지난해에는 미국 식품의약청(FDA) 인증을 받기도 했다.

하지만 기존 캡슐내시경은 값이 비싼데다 수동형이어서 사용에 제한이 많다. 지금은 주로 일반내시경으로 관찰하기 어려운 소장 쪽을 진찰하는 데 쓰인다. 몇십㎝에 불과한 위장이나 대장과 달리 소장은 6~8m에 이르러 캡슐내시경이 내려가는 데만 8~12시간이 걸린다. 천천히 움직이면서 영상을 찍는 것이 아니라 장의 연동운동에 따라 가다 서기를 반복하면서 찍은 영상만을 제공한다. 의사로서는 특정 부위를 정밀하게 진단하기 어렵다. 염증으로 부풀어 캡슐의 진행이 막히면 일반내시경을 집어넣어 빼내야 한다. 무엇보다 소장에 질환이 생기는 경우는 매우 드물다는 점이 가장 큰 걸림돌이다. 소화기질환 가운데 소장 쪽에 발생하는 비중은 5%도 채 안 된다. 박 소장이 2007년 건강보험 자료를 분석한 결과로는 1%도 채 안 됐다. 2017년 세계 내시경시장 규모는 6조6000억원으로 추정되는데 현재의 수동형 캡슐내시경 시장의 예상 규모는 3300억원에 불과하다.

로봇연구소는 마이크로의료로봇센터가 구축되면 능동형 캡슐내시경 ‘앨리스’ 개발에 박차를 가할 계획이다. 지름 8㎜, 길이 18㎜의 캡슐에 철 조각을 붙이고 외부에서 전자장코일을 이용해 위와 장 속을 자유롭게 이동하도록 한다는 구상이다. 자기공명영상(MRI) 장치와 유사한 방식이지만 캡슐을 상하 좌우 전후 등 5자유도로 움직이도록 하는 점이 다르다. 이 장치를 이용하면 의사가 10~20분 만에 캡슐내시경을 자유자재로 움직여가며 특정 질환 부위를 진단할 수 있다. 여기에 바이옵시(생체검사) 장치와 약물투여 장치를 부착하면 현재 쓰이고 있는 일반내시경을 완전히 대체할 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다.

‘앨리스’ 아이디어는 ‘혈관치료용 로봇’을 개발하는 과정에 나왔다. 로봇연구소는 2010년 세계 최초로 혈관 속을 이동하면서 혈전 등을 뚫는 마이크로로봇을 만들었다. 이때 로봇을 자기장을 이용해 이동시키는 기술이 개발됐다. 당시 2~3㎏의 미니피그에서 실험에 성공했지만 지금은 인체와 유사한 혈관을 지닌 일반 돼지에서도 작동을 시키고 있다. 미국 카네기멜런대와 스위스 국립연방공대(ETH) 등에서도 자기장 기반의 마이크로로봇을 개발했지만 안구 등 안정된 환경에서 위치를 제어하는 수준에 그쳐, 역동적인 혈류 속에서 작동하는 혈관치료용 로봇은 전남대 로봇연구소가 세계에서 유일하게 실험에 성공했다는 평가를 받고 있다.

의료로봇센터 구축 계기
연구 박차 세계시장 도전
능동형 캡슐내시경으로
일반 내시경 대체 기대
박테리아 이용한 로봇
약물을 암세포까지 이동
뇌수술로봇은 특허 출원

로봇연구소가 새로운 도전장을 내미는 로봇으로는 ‘세포치료 마이크로로봇’과 ‘박테리아를 이용한 암치료용 로봇’이 있다. 세포 크기는 20㎛, 세포 치료에 쓰이는 약물의 크기는 1㎛에 불과하다. 세포치료 마이크로로봇은 가로와 세로가 각 1㎜인 작은 로봇으로 자기장 장치를 이용해 세포를 제거하거나 특정한 장소로 이동시키는 작업에서부터 특정 세포를 뚫어 약물을 주입하는 일까지 할 수 있다. 치매나 파킨슨병처럼 퇴행성 질환 치료에 쓰일 것으로 기대되고 있다.

박테리아를 이용한 마이크로로봇은 살아 있는 생명체와 고분자를 결합해 질환 치료에 사용한다는 새로운 개념의 의료기술로 로봇연구소가 2010년 처음 구상해 국제원천특허를 확보했다. ‘박테리오봇’(Bacteriobot)이라는 상표도 등록했다. 박테리아 가운데 종양을 공격하는 성향을 지닌 종들이 있다. 연구자들은 암세포가 급성장하면서 암덩어리 속에 산소가 부족해지면 혐기성 박테리아들이 그곳으로 이동하는 것으로 추정하고 있다. 로봇연구소 연구팀은 이 성질을 이용해 박테리아와 마찬가지로 고분자인 약물을 결합시키는 방법을 이용했다. 현재 쓰이는 항암 치료제는 대부분이 암세포에 다가가지도 못하고 분해되는 데 비해 박테리오봇은 10~50㎛의 큰 약물을 암세포까지 이동시키는 약물전달체로 쓰일 수 있다.

로봇연구소는 뇌수술용 로봇과 골절치료용 로봇, 재활케이블로봇, 로봇침상(로보틱카우치) 등도 개발하고 있다. 고성영 로봇연구소 부장(기계시스템공학부 교수)은 “외과적으로 뇌수술을 하려면 두개골을 최소 5~10㎝ 열어야 하지만 뇌수술용 로봇을 이용하면 2~3㎝ 정도면 충분하다. 의사는 사전에 확보한 영상으로 시뮬레이션을 한 뒤 컴퓨터 화면을 들여다보며 지름 1㎜, 길이 5㎜의 로봇이 진행하는 수술을 감독하면 된다”고 말했다. 연구소는 2011년 뇌수술 로봇 기술을 완성해 국내외 특허를 출원해놓은 상태다. 4명의 신경외과 의사들한테 평가를 의뢰한 결과 신뢰할 수 있다는 답변도 얻었다. 기술 이전을 받을 회사가 나서면 임상시험에 들어갈 예정이다.

2013.11.12
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광주시 ‘마이크로 의료로봇 산업’ 본격화

마이크로 의료로봇 산업의 세계적인 R&D 및 산업화 기지 메카로 육성

광주시에 따르면 마이크로 의료로봇센터 구축 사업에 2014년 예산으로 국비 15억원을 확보해 광주지역 로봇산업이 큰 추진력을 얻을 것으로 보인다.

로봇산업은 침체기를 벗어나 2000년대 들어 신성장동력산업 지정, 지능형 로봇개발 및 보급촉진법의 제정을 통해 다양한 분야에서 많은 발전을 하고 있다.

2011년 로봇산업의 총생산액은 2조1000억원 정도이며, 2003년 이래 연평균 37.5%의 고성장을 하고 있으며, 생산비중은 제조업용 로봇 및 개인 서비스용 로봇 순이며, 일반적으로 자동차 부품, 전기전자업체 내 공정용 로봇과 청소용, 교육용 로봇이 주를 이루고 있다.

이 가운데 의료분야 로봇은 국내에서 선진기술을 추격하는 형태이지만, 부가가치가 매우 높은 분야로 진단 및 치료, 수술, 재활 등 선진국을 위주로 다양한 연구와 투자가 선행되고 있는 실정이다.

일반적으로 의료분야 로봇은 크기에 따라 일반로봇용 장비인 매크로의료로봇과 현미경기반의 마이크로의료로봇으로 분류할 수 있으며, 매크로의료로봇의 경우는 해외 선진국(미국, 캐나다, 일본 등)들이 선도하고 있는 기술분야로 한국이 기술을 추격하는 형태로 선행특허 회피 문제 등이 있다.

이와달리 마이크로의료로봇은 현재 국내의 IT기술과 바이오기술을 기반으로 하는 원천기술이 있어 세계기술을 선도할 수 있으며, 신속한 제품화가 가능한 의료로봇기술 분야로 기술선점을 통한 시장선점에 매우 유리한 조건을 가지고 있어 정책적으로 집중육성이 필요한 시점에 있다.

이 가운데 대표적인 사례로 전남대학교 로봇연구소는 국내에서 유일하게 마이크로 의료로봇의 연구 인프라를 구축하고, 관련기업이 집적하고 있어 산업화 및 조기 제품화를 위한 최적의 조건을 갖추고 있다.

2008년부터 전남대 로봇연구소장을 역임 중인 박종오 소장은 마이크로/나노 의료로봇 분야에 관심을 가지고 캡슐내시경을 국내 자체기술로 개발하여 기술이전을 통한 사업화에 성공하는 등 마이크로의료로봇 분야에 입지를 다지고 있다.

또한, 혈관치료용 마이크로로봇은 2010년 세계최초로 동물실험에 성공하여 세계적인 주목을 끌었으며, 로봇분야에서는 유일하게 2012년 국가과학기술위원회의 국가연구개발과제 우수성과 12선에 선정됐다.

이를 기반으로 광주시와 전남대학교 로봇연구소는 마이크로의료로봇센터 구축을 위해 2012년 1월 마이크로 의료로봇센터 구축을 위한 기획위원회 구성, 2012년 5월 마이크로의료로봇센터 마스터플랜 수립을 완료했다.

2013년 전국 최초로 마이크로의료로봇센터를 본격적으로 추진하여 세계 로봇시장의 블루오션인 마이크로 의료로봇분야를 세계 최고의 최첨단 기술개발과 산업화로 세계시장을 선도할 미래 전략산업으로 육성함으로써,

광주시는 마이크로의료로봇 분야의 거점 허브지역으로서 최상의 R&D 및 기술개발, 사업화 그리고 고용창출을 통해 산업기술 활성화를 주도하는 마이크로의료로봇 중심도시의 꿈을 키우고 있다.

마이크로의료로봇센터 구축사업은 광주지역에서 발전 가능성이 가장 높은 사업으로 판단한 김동철(민주당 광산구 갑) 국회의원의 지속적인 노력으로 2013년 예산 5억원을 국회에서 반영함으로써 사업의 첫 단추를 꿰게 됐고, 강운태 시장은 이를 시작점으로 삼고 기반 시설들을 활용해 첨단 의료산업을 역점 산업으로 육성할 계획이다.

마이크로의료로봇센터 구축사업은 총사업비 298억원(국비 183억, 지자체 50억, 민간 65억) 중 2013년 국비예산 5억원을 확보하고, 2014년 국비예산 15억원을 정부안으로 확정해 국회에 예산심의 요구된 상태다.

센터는 광주시 첨단 R&D특구 內 전남대학교 첨단 산학캠퍼스 부지 5615.9㎡, 연면적 4000㎡로 마이크로로봇연구, 전임상 의료실험, X선차폐 등을 위한 필수시설 설치(조직검사실, 현미경실, 임상지원실, X선차폐실, SAM/TEM/Confocal실)을 위한 건물을 새로 신축할 예정이며, 2013년 수시예산 5억원이 배정됨에 따라 센터건립설계에 착수하는 등 본격적인 사업이 추진될 계획이다.

이번 마이크로의료로봇센터 사업을 통해 지역의 가전로봇지원센터, 전남대병원, 조선대병원, 광주노인복지타운 등의 인프라와 개발인력 및 연구/임상시설과의 연계성 확보가 용이해 마이크로의료로봇 클러스터 조성과 유관기관과의 상호협력으로 최고의 시너지효과를 발생할 것으로 예상하고 있다.

강운태 시장은 "마이크로의료로봇센터와 치과소재센터 국비 확보로 전남대, 조선대병원 등 의료시설이 집적화된 광주지역에 첨단의료산업을 집중육성 할 수 있는 계기가 마련됐다"며 "노인건강 의료산업과도 연계한 첨단의료산업육성에 집중할 것"이라고 말했다.

2013/10/16
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마이크로의료로봇 거점 허브 도시로 우뚝

시,센터 구축 사업 국비 15억 확보…올 수시예산 5억 배정
IT+바이오기술 기반 원천기술로 미래 전략산업 육성 목표

광주시가 첨단의료산업의 핵심인 '마이크로 의료로봇 산업'의 거점 허브 도시로 우뚝 선다.

16일 광주시에 따르면 올해 국비 5억원을 확보한 '마이크로의료로봇센터 구축사업'에 대한 내년 정부예산 15억원이 확정돼 국회에 예산심의를 요구한 상태다.

이 사업은 올해부터 2017년까지 5년동안 총사업비 298억원(국비 183ㆍ지자체 50ㆍ민간 65억원)을 들여 마이크로의료로봇 산업(이하 의료로봇산업)을 미래 전략 산업으로 육성하는 것을 말한다.

국내 의료로봇 산업은 국내 IT기술과 바이오기술을 기반으로 한 원천기술을 보유하고 있어 특히 의료로봇기술분야의 경우 세계기술을 선도하고 신속한 제품화가 가능해 시장 선점에 유리한 조건을 가질 수 있다.

이에 따라 시는 세계 로봇시장의 블루오션인 의료로봇분야를 집중 육성하기 위해 올해 전국 최초로 센터 건립을 추진하고 있다.

특히 의료로봇 분야의 거점 허브지역으로 최상의 R&D 및 기술개발, 사업화, 고용창출을 통해 산업기술 활성화를 주도하는데 심혈을 기울이고 있다.

시는 우선 '의료로봇센터'를 광주시 첨단 R&D특구내 전남대학교 첨단 산학캠퍼스 부지에 건립하며 마이크로로봇연구, 전임상 의료실험, X선차폐 등을 위한 필수시설을 구축할 예정이다.

시는 센터 건립에 필요한 수시예산 5억원이 배정됨에 따라 조만간 설계에 착수할 계획이다.

시는 이번 사업이 차질없이 진행될 경우 지역의 가전로봇지원센터, 전남대병원, 조선대병원, 광주노인복지타운 등의 인프라와 개발인력 및 연구ㆍ임상시설과 연계성 확보가 용이해 최고의 시너지효과를 누릴 것으로 기대하고 있다.

강운태 광주시장은 "마이크로의료로봇센터와 치과소재센터 사업에 대한 국비가 확보돼 전남대ㆍ조선대병원 등 의료시설이 집적화된 광주는 이제 첨단의료산업지역으로 거듭날 수 있게 됐다"면서 "이들 사업들이 노인건강 의료산업과 연계될 수 있도록 추진에 만전을 기하겠다"고 말했다.

2013. 10.16
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2017년 마이크로의료로봇센터 준공…'의료로봇산업' 메카 우뚝

시, 로봇산업 경쟁력 강화방안 간담회

광주시가 오는 2017년 마이크로의료로봇센터를 건립하면서 '의료로봇산업'의 메카로 우뚝 서겠다는 계획을 세웠다.

시는 3일 강운태 시장을 비롯해 로봇업체 대표, 연구기관, 대학교수 등 20여명이 참석한 가운데 '광주 로봇산업 경쟁력 강화방안 마련을 위한 산ㆍ학ㆍ연 간담회'를 열었다.

이번 간담회는 올해 새롭게 출범한 로봇산업 산ㆍ학ㆍ연 협의회 관계자들이 한자리에 모여 지역 로봇기업의 애로사항을 듣고 해결방안을 공동으로 모색했다.

간담회에 참석한 기업인들은 ▲석ㆍ박사 연구원 채용시 급여 일부 지원 ▲로봇산업 핵심기술개발 지원대책 마련 ▲영세 소규모 사업자를 위한 특별 기술개발 자금지원 등을 요청했다.

이에대해 강 시장은 "중소기업이 고급인력을 채용할 경우 인건비를 지원하거나 출연연 소속 연구인력이 중소기업으로 파견되는 제도 등을 이미 시행하고 있고 중소기업 기술개발지원의 경우 스마트가전산업 지원시책 등을 통해 기업의 R&D 등을 지원해 나갈 계획이므로 많은 활용과 관심을 갖길 바란다"고 당부했다.

또 강 시장은 "광주시는 가전로봇산업으로 특화된 현재까지의 지역로봇산업 범위를 의료로봇산업으로까지 확대할 방침이다"며 "290억원의 사업비를 투자해 2017년 준공 예정인 진단 및 치료로봇개발 전문의 마이크로의료로봇센터 설립이 그 시작이다"고 덧붙였다.

시는 2009년부터 '로봇산업 글로벌 메카'를 핵심비전으로 정하고 로봇산업을 육성해 오고 있다.

그동안 전략산업인 가전산업과 융ㆍ복합이 가능한 가전로봇산업 육성에 힘써왔고 2011년까지 3년간 산업부가 공동으로 총 289억원의 예산을 들여 추진한 '가전로봇특화육성 1단계' 사업을 통해 '가전로봇지원센터'를 세우고 센터 내 장비 66종을 구축하고 34개 기업이 입주하는 결실을 거뒀다.

또 시는 올해부터 2015년까지 총 135억원의 자금을 투입해 '스마트가전지원사업'을 추진하고 로봇 핵심기술 개발과 마케팅 지원을 포함시켜 지역 로봇기업에 대한 지원을 보다 강화해 나갈 계획이다.

2013. 06.03