호주의 과학자들은 인체의 혈류안에 주입될 수 있을 정도로 미세한 로봇을 구동시키는데 필요한 전력을 낼 수 있는 너비가 250 마이크로미터인 매우 작은 전기 모터를 제작하여 새로운 형태의 수술을 가능하게 하였다. 이 모터는 압전물질의 진동을 회전운동으로 변환시켜 편모라고 불리는 막대 구조을 구동시키는 데 사용될 수 있다. 연구진은 그들의 압전 모터가 크기가 1 mm 이하이며, 인간의 혈류를 역행시켜 미세 로봇을 구동시킬 수 있을 정도로 강력한 최초의 디바이스라고 말하였다.
현대 혈관 수술은 종종 매우 가는 튜브를 혈관에 집어넣어 손상을 치료하거나 막힌 것을 제거하는 데 사용한다. 이 기술이 절개하는 것보다는 훨씬 더 안전하지만 혈관이 너무 좁아 혈관에 삽입하는 도관이 잘 움직일 수 없을 때는 문제가 된다. 어떤 연구자들은 작은 자체 추진력의 로봇을 환자에 주입하여 의사가 원격으로 수행하여 비교적 덜 파괴적으로 수행할 수 있을 것으로 믿고 있다. 이와 같은 디바이스를 디자인하는 사람들이 부딪히는 큰 문제점 중의 하나는 신체의 특정한 부위까지 어떻게 혈관을 통하여 이런 디바이스를 추진하는가 하는 문제이다.
호주 Monash 대학의 James Friend와 동료 연구진이 개발한 이 새로운 모터는 이런 문제점을 극복할 수 있을 것으로 보인다. 이 모터는 나선형 홈이 파진 관모양의 고정자가 압전 물질상에 장착된 형태이다. 교류전압이 압전 물질에 걸리면 이 물질은 약 660KHz의 주파수로 진동한다. 이런 진동으로 고정자가 타원형 경로를 따르면서 자유롭게 운동하는 편모와 같은 행동을 하게 된다. 고정자의 끝은 회전자와 마찰을 가지고 접촉되어 있으며, 회전자는 고정자에 의해 구동되어 회전하게 된다.
1980년대에 이미 이런 대형 압전 회전 모터가 디자인되어 새로운 것은 아니지만 이전의 디자인보다 훨씬 간단하여 밀리미터이하의 크기로 쉽게 줄일 수 있다는 장점이 있다고 연구진은 말하였다. 연구진은 이 모터를 13 nNm의 토크에서 분당 1295의 회전으로 작동시킬 수 있었다. 이것은 약 4 마이크로 와트로 헤엄칠 수 있는 전력이다. 이 전력은 편모라고 불리는 막대 같은 구조를 회전자에 부착시켜 모터를 유체안에서 추진시키는 데 사용할 수 있다. 연구진에 의해 수행된 계산에서 이 미세 전기 모터는 사람 동맥안의 혈액 흐름에 역행하여 작은 로보트를 구동시키는 데 필요한 전력의 약 20%만 공급할 수 있지만 연구진은 조만간 충분히 구동시키는 데 필요한 전력을 생산해 낼 수 있을 것으로 보고 있다. 연구진은 2020년까지 상업적인 미세 압전 모터가 개발될 수 있기를 희망하고 있다고 하였다.
첨부그림: 인체 혈류안에서 움직이는 마이크로 모터. 나선형으로 깍인 고정자는 디바이스의 중심에 있다. 회전자는 디바이스의 왼쪽에 있으며 편모와 연결되어 있다.
