바이오-잉크로 신체 내부 3D프린팅 기술 Bio-Ink for 3-D Printing Inside the Body l 스탠포드, 손놀림 뛰어난 로봇 'DX-1' 개발 VIDEO: RIOS raises $5 million to launch robots with ‘human-level dexterity’
신체 내부에서 바이오-잉크로 3D프린팅 하는 기술
미 오하이오주립대,전문 저널인 ‘바이오패브리케이션'에 연구 성과 발표
미 오하이오주립대 연구진이 바이오 잉크(bio-ink)를 사용해 신체 내부에서 장기나 조직을 3D프린팅 할 수 있는 기술을 개발했다고 IEEE 스펙트럼이 보도했다.
보도에 따르면 미국에는 현재 7만명에 달하는 환자들이 장기기증을 기다리고 있다. 바이오 프린팅 기술이 개발되면 장기기증을 기다릴 필요없이 환자의 요구가 있을때 마다 3D프린팅 기술을 활용해 살아 있는 세포로 장기나 조직을 만들어 쓸 수 있다.
A lattice structure implanted directly into soft living tissue. Image: Ohio State University
바이오-잉크를 활용한 3D 프린팅 과정(사진=오하이오주립대)
Bio-Ink for 3-D Printing Inside the Body Bioprinting could happen via minimally invasive surgery Allevi's ZeroG extruder is shown here as a white box with a red handle and red lettering. Two Companies Team Up to Send 3D Bioprinter to the Space Station A 3D printed, two-millimeter implant used as scaffolding to repair spinal cord injuries in rats. Right now, almost 70,000 people in the United States alone are on active waiting lists for organ donations. The dream of bio-printing is that one day, instead of waiting for a donor, a patient could receive, say, a kidney assembled on demand from living cells using 3-D printing techniques. But one problem with this dream is that bio-printing an organ outside the body necessarily requires surgery to implant it. This may mean large incisions, which in turn adds the risk of infection and increased recovery time for patients. Doctors would also have to postpone surgery until the necessary implant was bio-printed, vital time patients might not have. View full text https://spectrum.ieee.org/the-human-os/biomedical/devices/invivo-printing |
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하지만 문제는 3D프린팅 방식으로 제작한 인공장기나 조직을 몸 안으로 넣는 일이다. 인공장기를 몸 안에 넣기 위해선 몸 특정 부위를 크게 절개해야 한다. 수술 과정에서 감염 우려가 있고 절개 부위가 아무는데도 적지 않은 시간이 들어간다.
이 같은 부작용을 방지하기 위해 인체 내부에 겔 형태의 바이오-잉크를 넣는 방식이 고려될 수 있다. 이 경우 절개면을 최소화할 수 있지만 바이오-잉크를 경화시키는 과정에서 문제가 생길 수 있다. 바이오-잉크로 만들어진 인공물을 경화하기 위해선 자외선이 필요한데 인간 내부 장기에 손상을 줄 수 있다.
오하이오주립대 연구진은 자외선 대신 가시광선을 사용해 바이오-잉크를 경화할 수 있으며 신체 내부에서 3D프린팅이 가능한 기술을 개발하고 전문 저널인 ‘바이오패브리케이션(Biofabrication)’에 게재했다고 밝혔다.
연구진은 로봇 머신에 3D프린팅 노즐을 부착하고 바이오-잉크를 뿌려주는 방식을 채택했다. 마치 케익에 얼음 조각 등 장식물을 뿌려주는 아이싱 튜브(icing tube)처럼 노즐을 통해 바이오-잉크를 몸에 뿌려준다. 연구팀은 닭가슴살 또는 생체 배양 젤리와 유사한 겔(gel) 등 연성 재료에 바이오-프린팅 작업을 진행했다. 먼저 연성 재료의 표면을 노즐로 천공하고, 서로 얽혀 있는 구조의 ‘인터록 형태의 혹(interlock knob)’을 추출했다. 인터록 형태의 혹은 마치 수술이후 봉합 장치와 같은 역할을 한다. 이어 노즐이 빠지고 바이오 프린팅 재료가 남는다.
연구팀은 이 같은 방식으로 만들어진 바이오-잉크안의 세포 생존율을 조사한 결과 21일 이후에도 세포가 생존해 있는 것을 확인했다. 연구팀은 인터록 구조를 통해 접착 강도를 4배 정도 높일수 있었다고 지적했다. 연구팀은 마치 섬유 조직을 어떤 패턴으로 엮느냐에 따라 옷감의 강도가 달라지는 것처럼 인터록 패턴을 바꾸는 방식으로 접촉 강도를 높일 수 있다고 설명했다.
연구팀은 미래에는 로봇 수술 도구를 활용해 신체내 바이오 프린팅을 하는 것이 가능해질 것으로 보고 있다. 수술용 로봇의 로봇 팔을 교환하는 것처럼 바이오 프린팅 도구를 수술용 로봇의 툴로 활용할수 있다는 설명이다.
장길수 ksjang@irobotnews.com 로봇신문
스탠포드에서 스핀오프한 '리오스', 손놀림 뛰어난 로봇 'DX-1' 개발
모피우스 벤처스 등으로부터 500만 달러 투자 유치
미 스탠포드대에서 스핀오프한 로봇 스타트업 ‘리오스(RIOS)’는 비구조적인 환경에서 자동화하기 힘든 작업을 처리할 수 있는 손놀림이 뛰어난 로봇을 개발했다고 ‘더로봇리포트’가 보도했다. 최근 실시한 펀딩 라운드에서 리오스는 500만 달러의 자금을 투자받았다.
RIOS raises $5 million to launch robots with ‘human-level dexterity’ RIOS, a developer of dexterous AI-powered robots for automating assembly lines, has come out of stealth mode and raised $5 million in venture funding. RIOS, which spun out of Stanford University and was founded by former Xerox PARC engineers, helps customers automate their factories, warehouses, and supply chain operations by installing what it describes as a “new class of highly-dexterous robots” that handle hard-to-automate tasks in unstructured environments. RIOS not only automates individual lines, but also builds “lights out” factories by partnering with its network of systems integrators. View full text |
via youtube
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팔로알토에 위치한 리오스는 스탠포드에서 스핀오프했으며 지난 2018년 전 제록스 파크 연구소 엔지니어들이 주축이 되어 설립됐다. 리오스 창업자인 버나드 카스(Bernard Casse)는 “우리의 강점은 복잡한 자동화에 있다”며 "비구조적인 환경에서 이뤄지는 작업을 자동화하기 위해선 사람 수준의 손재주가 필요하다“고 말했다.
리오스에 따르면 현재 ABB, 화낙, 쿠카, 야스카와 등 산업용 로봇업체들은 조립라인을 대상으로 정형화된 자동화 작업만을 수행한다. 생산라인의 변경과 생산품목의 변화에 따라 로봇을 재설계하려면 엄청난 규모의 커스터마이징 비용을 감수해야한다.
리오카스 CEO는 ”우리의 로봇은 기존 생산라인에 들어가 다양한 형태의 작업을 수행할 수 있다“고 했다. 리오스는 촉각 지능플랫폼에 하드웨어, 컴퓨터 비전, 인공지능 등 기술을 결합해 다양한 형태의 물체를 파지할수 있고 복잡한 조립 공정의 작업을 수행할 수 있다고 설명했다.
리오스의 엔드 이펙터
리오스가 개발한 로봇은 촉각센서 기반의 다기능 로봇 DX-1이다. 이 로봇은 1000여개의 미니 센서를 내장하고 있으며 다양한 물건을 파지할 수 있다. 리오스 측은 이 로봇이 높은 수준의 손기술, 인식 기능, 자율성을 갖추고 있기 때문에 새로운 작업을 학습하는 데 1~2시간이면 된다고 설명했다. DX-1은 제조, 자동차 조립, 실험실 자동화, 공급망 관리, 식음료 산업 등에 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 리오스는 DX-1 로봇을 RaaS(robotics-as-a-service) 방식으로 공급할 계획이다. 리오스는 상하기 쉬운 물체도 잡을 수 있는 엔드 이펙터도 개발했다.
한편 리오스는 최근 모피우스 벤처스, 밸리 캐피털 파트너스(VCP) 주도로 이뤄진 펀딩 라운드에서 그릿 벤처스, 모터스 벤처스, 마이크로벤처스 등으로부터 투자를 받았다.
장길수 ksjang@irobotnews.com 로봇신문사
DX 1 Oil Filter Assembly in Warehouse kccontents
