[고든 정의 TECH+] 무선 전력 전송기술로 질병과 싸운다

[서울신문 나우뉴스]

체내 무선 전력 기기의 개념도. Credit: Ella Maru Studio / Giovanni Traverso / Abubakar Abid

-배터리 없이 몸 안에서 작동하는 센서 개발

지난 몇 년간 스마트폰에 적용된 신기술 가운데 무선 충전 기술이 있습니다. 매번 케이블을 스마트폰에 연결하는 불편함에서 해방될 수 있다는 점은 큰 장점이지만, 다른 한편으로 스마트폰을 충전기 옆에 둬야 하는 건 별로 변한 게 없다는 지적도 있죠. 이는 현재까지 무선 전송 거리가 짧기 때문입니다.

만약 무선 전력 기술이 수십cm가 아니라 수 미터에 걸쳐 안전하게 전력을 전송할 수 있다면 그 응용범위는 매우 커질 수 있습니다. 예를 들어 케이블 없이 연결하는 가전 기기는 물론 도로에 매립하는 방식의 무선 충전 장치로 전기 자동차가 배터리 걱정 없이 다닐 수도 있습니다.

흥미로운 사실은 무선 전력 전송 기술을 의료용으로 이용하려는 시도가 있다는 것입니다. 많은 연구자가 우리 몸 안에서 병을 찾아내는 마이크로 센서나 병변을 치료하는 마이크로 로봇, 질병이 있는 장소에만 약물을 투여하는 스마트 약물 등을 개발하려고 하고 있습니다. 그러려면 가능한 크기를 줄여야 하는데, 여기에는 여러 가지 기술적 문제가 있습니다. 물론 그 문제 중 하나가 바로 배터리입니다.

일단 기기가 몸 안에서 작동하려면 동력이 필요합니다. 그러면 어쩔 수 없이 배터리가 필요합니다. 예를 들어 현재 사용되는 캡슐 내시경도 배터리 없이는 작동할 수 없습니다. 만약 배터리를 생략할 수 있다면 더 작고 삼키기 쉬운 캡슐 내시경이 가능할 것입니다. 동시에 몸 안에서 소화되거나 녹아 사라지는 로봇을 개발할 때도 배터리가 없다면 한결 더 쉬워질 것입니다.

MIT, 브리검 여성 병원, 찰스 스타크 드랩퍼 연구소 등 다기관 연구팀은 돼지를 이용한 동물 모델을 통해 식도, 위, 대장에서 10초마다 온도를 측정하는 센서를 개발했습니다. 이 센서는 30mW의 저전력으로 작동하며 장기간 몸 안에 있으면서 상태를 확인할 수 있습니다. 중요한 점은 이 센서가 배터리 없이 무선으로 전력을 공급받는다는 것입니다. 연구팀은 100-200mW의 전류를 몸속 2-10cm 안쪽까지 전송하는 시스템을 개발해서 이를 테스트했습니다.

몸속으로 계속해서 전력을 공급한다면 걱정되는 것은 거리뿐만이 아니라 유해성입니다. 이번 연구에서는 어떤 조직 손상이나 부작용도 발견되지 않았다고 합니다. 물론 전송 거리를 더 늘릴 필요도 있고 사람에서 안전성을 확인하는 과정도 더 필요하지만, 사람 몸 안에서 작동하는 마이크로 로봇의 실용화 가능성이 한층 더 커졌다고 할 수 있을 것입니다.

미래 사회를 그린 SF 영화나 만화에서 우리 몸 안에서 종양이나 병원균과 싸우는 로봇이 등장합니다. 지금은 상상의 존재지만, 이런 신기술의 도움을 받아 언젠가는 이것이 현실이 되는 날이 올지도 모릅니다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com