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1. 개요
의료 로봇은 진단, 수술, 재활 등 다양한 의료 분야에서 사용되는 로봇 기술을 말한다.
이들 로봇은 의사의 작업을 보조하거나, 환자의 치료를 지원하는 데 도움을 주며, 정확성 및 효율성을 높이는 데 기여한다.
예를 들어, 다빈치 수술 로봇은 최소 침습 수술을 가능하게 하여 회복 시간을 단축시키는 데 도움을 준다.
또한, 재활 로봇은 환자가 운동 기능을 회복하도록 돕는다.
그러나 높은 비용과 기술 의존성 등의 단점도 존재하여, 이를 해결하기 위한 연구와 개발이 계속되고 있다.
전체적으로 의료 로봇은 현대 의학의 혁신을 이끌고 있는 중요한 요소로 자리잡고 있다.
첨단 기술이 발전함에 따라, 앞으로 더 많은 분야에서 로봇이 활용될 가능성이 높다.
2. 관련 문서
로봇재활 로봇
다빈치(수술용 로봇)
3. 역사
의료 로봇은 의학 분야에서 로봇 기술을 활용한 다양한 시스템과 장치를 의미한다.로봇 공학의 기초 개념은 1950년에 아이작 아시모프가 로봇 공학의 3원칙[1]을 소개하면서 로봇과 인간의 관계에 대한 철학적 논의가 대중적으로 확산되었고, 1960년대까지는 주로 산업용 로봇에 대한 연구가 집중되었다.
1970년대에 들어서야 로봇기술이 의학에 본격적으로 도입되기 시작했다. 1974년에는 병원에서 물품을 운반하는'helpmate'[2]로봇이 등장했으며, 이를 시작으로 여러 형태의 병원용 이동로봇들이 개발되었다. 1985년에는 'PUMA 560[3]'로봇이 뇌 생검 시술에서 최초로 사용되어, 로봇 기술이 정밀 수술에 활용 될 수 있음을 보여주었다.
1990년대 중반, 미국 국방부의 미국 국방고등연구계획국(DARPA)가 SRI 인터내셔널(SRI international)[4]과 협력하여 부상당한 병사를 원격으로 치료할 수 있는 기술 개발을 위한 프로젝트를 진행했다. 이 프로젝트에서 텔레프레전스[5] 기술 기반 원격 기술이 개발되었으며, 이는 1999년에 등장한 인튜이티브 서지컬(intuitive surgical)의 다빈치(수술용 로봇)의 기반이 되었다. 다빈치(수술용 로봇)는 로봇 보조 수술의 상용화를 이끌며, 2000년대부터 전 세계적으로 널리 보급되었다.
2000년대에는 재활 로봇과 간병 로봇이 개발되면서, 의료 로봇의 활용분야가 더욱 확대되었고, 다양한 의료 분야에서 보조적 역할을 하게 되었다. 특히 2019년 말, 팬데믹 발생 이후 병원에서의 물품 이송, 방역, 비대면 검사 등에 로봇을 활용하려는 수요가 급증했으며, 이 시점에 진단로봇, 약품 배송 로봇, 방역 로봇 등이 연구 및 상용화되었다.
4. 종류
의료 로봇의 종류는 매우 다양하며, 주요 카테고리로는 다음과 같은 것들이 있다.4.1. 수술 로봇
로봇 팔을 이용해 정밀한 수술을 수행하는 장치로, 가장 잘 알려진 예는 다빈치(수술용 로봇)이다.
이는 외과 수술에서 의사의 손 떨림을 줄이고, 미세한 절개와 정교한 수술을 가능하게 한다.
4.2. 재활 로봇
신체 기능이 저하된 환자의 재활을 돕는 로봇으로, 환자의 운동을 지원하고 보조한다.
이러한 로봇은 주로 물리치료에서 사용되며, 정확한 운동 패턴을 제공해 치료 효과를 극대화한다.
4.3. 진단 로봇
특정 질병을 감지하고 진단하는 데 도움을 주는 로봇으로, 혈액 분석이나 이미징 검사 등의 진단 절차를 자동화하여 시간을 단축하고 정확성을 높인다.
4.4. 로봇 간병인
환자의 일상적인 케어를 보조하는 로봇으로, 노인 환자나 만성 질환 환자들에게 투약 관리, 이동 지원, 심리적 지원 등의 역할을 수행한다.
4.5. 미세 로봇
혈관이나 신체 내부에서 움직이며 약물 전달 또는 특정 세포나 조직을 타겟팅하는 작은 로봇이다.
이 기술은 암 치료나 혈관 내 치료에서 연구되고 있다.
5. 기술
5.1. 미세로봇 기술
5.1.1. 자기장 시스템 연구
강한 외부자기장을 형성시켜 다양한 생의학 로봇들을 구동시키기 위한 연구를 진행중이다.특히, 자기적 성질이 약한 마이크로/나노 구조체를 효율적으로 구동하기 위해 강한 자기장의 형성이 중요한데, 이를 위해 다양한 형태의 EMA 시스템을 연구한다.
5.1.2. 약물 전달 방식 연구
기존의 약물 주입식 암세포 치료의 부정확한 타겟팅 문제를 보완하고자 외부자기장을 통해 병변 부위로 정밀 타겟팅이 가능하여 주변 정상세포에 미치는 부작용을 최소화할 수 있는 약물전달 Micro/Nano Robot에 대한 연구 중이다.또한, 정상세포에 독성을 일으킬 수 있는 Micro/Nano Robot 내부의 자성 나노 입자 회수에 대한 연구도 병행하여 진행중이다.
5.1.3. 미세로봇 재질 연구
외부 자기장 구동을 통해 복잡한 혈관을 따라서 움직일 수 있는 Soft Continuum Robot을 연구한다.특히, 외부자기장에 의해 이동하고자 하는 경로의 형태에 맞게 형상이 변하도록 Soft Continuum Robot를 국부적으로 자화시켜 활용하는 방법에 대해 연구를 진행중이다.
6. 장단점
의료 로봇은 현대 의학에서 혁신적인 기술로 자리 잡고 있으며, 수술 및 치료 과정의 효율성과 안전성을 크게 향상시키고 있다.이러한 로봇의 도입은 의료 환경을 변화시키고 있지만, 그 장단점에 대한 충분한 이해가 필요하다.
다음은 의료 로봇의 주요 장점과 단점을 정리한 것이다.
6.1. 장점
정밀도: 로봇은 높은 정밀도로 수술 및 치료를 수행하여 수술의 안전성과 효과를 높인다.일관성: 반복적인 작업에서 일관된 결과를 제공하여 오류를 줄인다.
환자 회복: 최소 침습 수술을 통해 회복 시간이 단축되고, 감염 위험이 적다.
의료 접근성: 원거리에서 수술할 수 있는 원격 수술 기술이 발전하고 있다.
의사 보조: 복잡한 절차를 지원하여 의사의 부담을 줄이고, 더 많은 환자를 치료할 수 있게 한다.
6.2. 단점
비용: 초기 설치 및 유지 비용이 높아 병원 운영에 부담이 될 수 있다.기술 의존: 기술적 문제나 오류 발생 시 큰 위험이 따를 수 있다.
훈련 필요: 의료진이 로봇을 효과적으로 사용하기 위해서는 추가적인 교육이 필요하다.
환자 경험: 로봇 수술은 비인간적인 느낌을 줄 수 있어 환자에 따라 불안감을 초래할 수 있다.
제한된 적용: 모든 환자나 상황에 적합하지 않을 수 있으며, 특정 분야에 제한될 수 있다.
7. 앞으로의 전망
의료로봇에 대한 국가, 기업 차원의 지원 사업들이 많아지는 추세이기에 의료 로봇의 앞으로의 전망은 매우 밝다고 볼 수 있다.이에 대한 예시로, 2024년 한국로봇산업진흥원의 국비 총 30억원 규모의 "간병비 부담 경감을 위한 간병로봇 지원사업" , 현대차그룹이 국군 의무사령부와 부상군인 재활지원 협약을 체결 및 보행재활로봇 "엑스블 맥스"를 국군 수도병원에 제공하는 등의 사업이 있다.
기술의 발전과 함께 로봇의 정밀도와 효율성이 더욱 향상되고 합리적인 가격의 의료 로봇 서비스를 받을 수 있을 것이다.
이러한 전망은 의료 로봇이 미래의 의료 환경에서 핵심적인 역할을 할 것임을 시사한다.
[1] 첫 째,로봇은 인간에게 해를 입혀서는 안 되며, 인간이 해를 입도록 방관해서도 안 된다. 둘 째,로봇은 인간의 명령에 복종해야 한다. 단, 그러한 명령이 제1원칙에 위배되지 않는 경우에 한한다. 셋 째,로봇은 자신의 존재를 보호해야 한다. 단, 이러한 보호가 제1원칙 또는 제2원칙에 위배되지 않는 경우에 한한다.[2] HelpMate Robotics에서 개발하여 약품, 샘플등을 운반하는 병원용 이동로봇[3] 세계 최초의 로봇회사인 유니메이션에서 개발한 산업용 로봇으로, 제조업에서 조립 및 용접 목적으로 사용되었으나 1985년에 CT영상을 활용한 첫 로봇 기반 뇌 생검을 성공적으로 수행하였다.[4] 캘리포니아주 멘로파크에 본사를 둔 미국의 비영리 과학연구소 및 기관이다.[5] 원거리를 뜻하는 '텔레(tele)와 참석을 뜻하는 '프레즌스(presence)'의 합성어로 멀리 떨어져 있는 사람을 원격으로 불러와 마치 같은 공간에 있는 것처럼 보이게 하는 기술이다.