알아서 수술하는 '로봇 의사' 등장···미국서 첫 개발

돼지에 장과 장 성공적 연결

인간 조종 없어도 수술 가능

미국 존스홉킨스대 연구진이 개발한 세계 최초의 자율형 수술용 로봇인 ‘STAR’가 수술대 위에서 동작하고 있다. 존스홉킨스대 제공

미국 연구진이 인간의 조종 없이 자율적으로 움직이는 수술용 로봇을 세계 최초로 개발했다. 의사의 기량 차이와 관계 없이 균일한 수술 결과를 얻을 수 있는 방법이 될 것이라는 기대가 나온다.

과학전문지 뉴아틀라스 등 외신은 27일(현지시간) 미국 존스홉킨스대 연구진이 사람의 지시를 받지 않고도 스스로 수술할 수 있는 ‘스마트 조직 자율로봇(STAR)’을 개발했다고 전했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’ 최신호에 발표됐다.

연구진은 STAR를 ‘문합술’이라는 수술을 할 수 있도록 개발했다. 문합술은 장과 장을 연결하는 수술로, 외과 의사의 뛰어난 솜씨가 필요하다. 수술 중 손을 미세하게 떨거나 엉뚱한 부위를 꿰매면 장 누출 현상이 생기는데, 이는 환자에게 치명적인 합병증을 일으킬 수 있다.

STAR는 이러한 문제를 방지하기 위해 다양한 장비로 무장했다. 시각 기능이 있는 전문 봉합기구와 3차원(3D) 내시경 같은 첨단 영상기기가 장착됐다. 특히 수술 과정에서 맞닥뜨리는 돌발 상황에 대처할 수 있도록 인공지능(AI)을 이용한 제어 시스템을 달았다. 인간 의사처럼 수술 계획을 실시간으로 상황에 맞춰 조정할 수 있게 한 것이다. 현재 의료 현장에서는 인간 의사가 원격 조종을 해 수술 부위를 정밀하게 다루는 로봇이 쓰이긴 하지만, STAR는 여기에 더해 로봇의 자율성까지 한층 높였다.

연구진은 STAR 개발을 위해 지난 수년간 꾸준히 노력해왔다. 2016년 STAR의 시초가 된 로봇을 개발했는데, 당시 로봇은 작동 과정에서 사람의 지시가 많이 필요했다. 게다가 STAR는 장에 접근하기 위해 복강 안을 들여다보는 내시경, 즉 ‘복강경’을 사용하도록 고안됐지만, 2016년 개발된 로봇은 배를 크게 절개해야만 쓸 수 있었다.

이렇게 기술 수준을 높인 연구진은 STAR를 통해 돼지 4마리에게 문합술을 시행했다. 모두 86회 봉합을 했는데, 이 가운데 인간이 수동으로 조정해야 할 횟수는 29회였다. 수술 뒤 돼지 장에서는 누출과 같은 문제가 생기지 않았다.

아직 완벽한 ‘로봇 의사’가 탄생한 것은 아니지만, 의사마다 다른 기량에 좌우되지 않고 예측 가능한 수술 결과를 기대할 수 있는 바탕이 형성된 것이다. 연구진에 속한 하메드 세이디 존스홉킨스대 기계공학부 연구원은 “STAR는 인간 개입을 최소화하면서 수술을 계획하고 실행할 수 있는 최초의 로봇 시스템”이라고 강조했다.

로봇 의사 복강경