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유연 내시경 수술로봇 케이플렉스. 올해의 10대 기계기술로 선정
우리 대학 기계공학과 권동수 교수 연구팀과 교원 창업기업 ㈜이지엔도서지컬이 공동개발한 유연 내시경 수술로봇‘케이플렉스’가 지난 6일 서울 엘타워에서 열린 2019 기계의 날에서 올해의 10대 기계기술에 선정됐다.
한국기계기술단체총연합회가 주관 및 선정하는 올해의 10대 기계기술은 한 해 동안 국내에서 개발된 기계 분야의 우수한 기술 또는 제품을 발굴·선정해 연구자의 공적을 치하하고 격려하며 국내·외 홍보를 위해 지난 2013년부터 매년 시행해오고 있다.
권 교수 연구팀이 개발한 유연 내시경 수술 로봇‘케이플렉스(K-FLEX)’는 입이나 항문 등 우리 몸에 존재하는 통로를 따라 뱀처럼 유연하게 삽입돼 흉터를 남기지 않고 수술이 가능하고 기존 복강경 수술 로봇이 접근하기 어려운 부위의 수술도 가능하다.
작년 6월 영국에서 개최된 서지컬 로봇 챌린지에서 우승을 차지한 이 기술은 동물실험을 통해 임상 적용의 가능성 검증에 성공해 국내·외로부터 많은 주목을 받고 있다.
권 교수는 “유연 내시경 수술 로봇인 케이플렉스 개발과 상용화는 기존의 복강경 수술 로봇이 커버하는 범위를 넘어서 내시경 수술 분야로의 진출이 가능하게 했다는 점에서 매우 의미가 크다”고 설명했다.
이지엔도서지컬은 기계공학과 교수로 재직 중인 권동수 대표가 8명의 제자와 함께 지난 2018년 2월 창업한 의료 로봇 전문업체다. 권 교수가 연구실에서 23년간 축적한 연구성과와 노하우를 비즈니스와 연결하는 기술기반의 스타트업으로 기술사업화 혁신을 주도하고 있다.
체계적인 인·허가 시스템 정립과 상용화 등을 통해 글로벌 로봇 수술 시장에서 국내 기술의 영향력을 높이는 한편 내시경 수술 로봇의 글로벌 사업화를 목표로 삼고 있다.
2019.11.11 조회수 4724 -
연구실 23년의 노하우로 제자와 공동 창업
〈기계공학과 권동수 교수와 8명의 공동 창업자를 포함한 이지엔도서지컬 기술개발팀(왼쪽부터 임창언, 김동규, 공덕유, 이동호, 김덕상, 양운제 연구원, 권동수 교수, 천병식, 김창균, 정덕균, 서현세 연구원)〉
지난 17일 대전 KAIST 문지캠퍼스 진리관에서는 의료 로봇 전문업체인 ‘이지엔도서지컬’의 창업식이 열렸다. 기계공학과 권동수 교수가 8명의 제자와 함께 창업한 이 회사는 KAIST의 66번째 교원 창업기업인데 권 교수가 연구실에서 쌓은 23년간의 노하우를 바탕으로 설립한 회사다.
회사가 실제로 문을 연 것은 2018년 2월이지만, 권 교수는 1년이 훨씬 지난 시점에서야 늦은 창업식을 개최했다. 설립 이후 수술 로봇 전문기업이라는 정체성 증명을 위해 우선 3개의 상용화 모델을 제작하는데 매진하는 등 가시적인 R&D 성과를 완성하고 나서야 사업 파트너와 투자자 등에게 확실한 사업 비전을 제시한 것이다.
식약처가 작년 발간한 보고서에 따르면 전 세계 수술 로봇시장은 매년 13.2%의 성장세를 보여 2021년에는 약 9조6천4백억 원 규모에 이를 것으로 예상된다. 그러나 이런 성장세와는 달리 국내 수술 로봇업계는 원천기술을 자력으로 연구해 확보하거나 상용화한 경험이 부족한 실정이다.
KAIST에서 시작한 글로벌 의료 로봇 기업으로의 성장을 비전으로 삼은 ‘이지엔도서지컬’은 순수 국내 연구진의 노하우로 세계적인 기술을 개발하고 체계적인 인·허가 시스템 정립과 상용화 등을 통해 로봇 수술 시장에서 국내 기술의 영향력을 확장해 가는 것을 목표로 삼고 있다.
신성철 총장은 이날 창업식 축사를 통해 “19세기 대학의 사명은 교육이었고, 20세기엔 지식 창출로 기관으로서 역할을 해왔다. 그러나 21세기에는 R&D를 비즈니스와 연결하는 R&BD를 통해 인류에 기여하는 방향으로 발전해야 한다”고 강조했다.
대학의 연구개발 성과를 경제적 가치로 창출하는 ‘기술사업화 혁신’은 신 총장이 취임 전부터 강조해온 가치인데, KAIST는 지난해 3월 발표한 ‘비전 2031’을 통해 구체적 혁신전략을 수립해 이를 추진 중이다.
우리 대학은 1971년 개교 이후 현재까지 대한민국 창업 산실로서 중추적인 역할을 담당해왔다. 지난‘80년대에는 메디슨·큐닉스·퓨처시스템 등 1세대 벤처를 탄생시키며 기틀을 닦았고, 네이버·넥슨·네오위즈 등‘90년대 IT 창업을 이끈 핵심 인재를 배출했다.
2000년대 들어서는 첨단소재·바이오·나노·IoT 등의 혁신 기술을 바탕으로 하는 기술 집약적인 창업을 선도하고 있다.
특히 과학기술에 바탕을 둔 기업가 정신을 캠퍼스 문화를 조성하고 체계적인 창업 지원 시스템 마련을 위해 2014년에 ‘KAIST 창업원’을 설치, 운영 중인데 창업원 출범 이후 약 4년간 30건의 교원 창업과 82건의 학생 창업기업을 각각 탄생시켰다.
1945년 하버드대에 창업 과정을 개설하며 대학의 R&BD를 일찍부터 강조해온 미국은 실리콘밸리를 통해 창업의 성공 신화를 구축했다. 미국은 여기에 만족하지 않고 오바마 정부 당시 성장 가능성이 높은 기업을 발굴해 경제 성장과 일자리 창출을 동시에 노리는‘스타트업 아메리카(Startup America)’정책을 추진한 데 이어 기존 기업을 성장시켜 경제 효과를 얻는‘스케일업 아메리카(ScaleUp America)’정책을 연이어 내놨다. 그 결과 미국은 2010년 이후 1천 550여만 개의 일자리가 창출된 것으로 발표했다.
이처럼 혁신 기술을 바탕으로 한 창업은 기존에 없던 고부가가치 시장을 새롭게 개척하고 경제적 가치를 창출해내는 대표적인 국가 성장의 원동력으로 자리를 잡아가고 있다.
우리대학이 주력하는 신기술 기반의 창업은 일반적인 아이디어 창업에 반해 고용 창출효과가 크고 기업 생존율이 우수하다는 특징이 있다. ‘이지엔도서지컬’도 학교로부터 26건의 특허를 이전받아 교수와 학생이 공동 창업한 케이스다.
수술 로봇은 인간의 한계를 넘어서는 고정밀도·고난이도의 기술이 요구되는 분야로 만성질환 발병 증가, 인구 고령화, 수술 절차의 복잡성 등에 따라 자동화에 대한 필요성이 증가하고 있다.
‘이지엔도서지컬’은 유연 수술 도구 제작과 제어 핵심 기술을 기반으로 안전하고 효과적이며 정확한 유연 내시경 수술로봇 개발에 집중할 계획이다.
권 교수는 “신생 벤처 기업 중 기업가치가 10억 달러 이상인‘유니콘(unicorn) 기업’이 전 세계에 311개가 있는데 그 중 우버·에어비앤비·샤오미 등의 기업은 100억 달러 이상의 가치를 ‘데카콘(decacorn) 기업’ 반열에 올라섰다”면서“대학이 연구실 창업을 적극적으로 지원, 이를 활성화할 경우 짧은 사업 기간 안에 높은 부가가치를 생산해 낼 수 있는 국내 유니콘 기업 수도 대폭 늘어날 것”이라고 강조했다.
2019.04.25 조회수 8896 -
유연 원격 내시경 수술로봇 K-FLEX로 동물실험 성공
〈이동호 박사과정, 네덜란드 라드바우드 대학 록사나 교수, 황민호 박사, 안정도 박사과정, 권동수 교수〉
우리 대학 기계공학과 미래의료로봇연구단(소장 권동수 교수)이 개발한 유연 원격 내시경수술로봇 ‘케이-플렉스(K-FLEX)’가 살아있는 동물의 담낭을 절개하는 수술에 성공했다.
지난 7월 17일 연구팀은 돼지를 통한 전 임상실험을 진행했다. 복강에 삽입된 유연 내시경 수술로봇을 이용해 담낭을 절개하는 실험이며 복강 내 로봇의 정밀 제어기술과 소형관절 설계기술이 핵심 기반기술이다.
이번 연구를 통해 전량을 수입에 의존하는 국내 연성 내시경 시장의 활로 개척과 더불어 암 치료 관련 사회적 비용의 축소 효과를 기대할 수 있을 것으로 전망된다.
연구팀의 케이-플렉스 로봇은 입이나 항문, 요도 등 우리 몸에 존재하는 통로를 따라 뱀처럼 유연하게 삽입돼 몸속을 자유롭게 관찰한다. 이상이 있는 경우 손가락처럼 생긴 초소형 로봇 팔이 나와 수술을 진행한다.
기존의 상용화된 수술 로봇은 곧은 수술도구를 이용하고 복부에 3~4개의 구멍을 내야 하는 문제점이 있는 반면 연구팀의 기술은 외부절개 없이 내부절개만으로 수술이 가능해 출혈량, 세균 감염, 합병증 등의 위험을 줄일 수 있다.
이러한 장점에도 불구하고 이 기술은 상용화가 활발하지 않다. 수술에 요구되는 기술의 난이도가 높고 필요조건들이 많기 때문이다. 로봇이 인체 내부의 굴곡진 부분으로 진입하기 위해 유연하면서도 큰 힘을 낼 수 있어야 하고, 기존 수술 로봇보다 더 많은 공간적 제약을 받는다.
연구팀은 위와 같은 유연성과 소형화 문제를 해결할 수 있는 강인한 소형 관절 기술을 개발했다. 핵심 연구원인 황민호 박사의 연구를 통해 초소형 로봇 팔이 낼 수 있는 힘을 두 배 이상 끌어올리는 동시에 크기도 절반으로 축소시켰다.
곧은 직선 형태의 수술 기술과 달리 유연 수술 로봇 기술은 전 세계적으로도 발전되지 않은 상황이다. 권 교수 연구팀은 내시경 모듈을 제외한 모든 부품과 소프트웨어를 순수 국내 기술을 통해 개발했다.
연구팀은 국립암센터 손대경 교수 연구팀의 협조를 통해 돼지 배의 표면에 만든 절개 부위에 다양한 방향과 각도로 휘어지는 유연 내시경 수술로봇을 삽입하고 병변이 위치한 간과 담낭으로 로봇을 접근시켰다.
이후 내시경의 채널을 통과한 직경 3.7mm의 소형 수술도구가 간을 젖히며 수술을 위한 시야 확보를 한 뒤 다른 채널을 통과한 전기 소작기를 이용해 간과 담낭 사이를 절제했다.
모든 수술 과정은 연구팀이 내시경의 앞부분에 설치한 카메라를 통해 송출된 돼지 신체 내부를 모니터링하며 원격 조종 장치를 통해 진행됐다.
한편 연구팀은 이 기술을 통해 지난 6월 29일 영국 런던 임페리얼 컬리지에서 열린 ‘서지컬 로봇 챌린지 2018(Surgical Robot Challenge 2018)’에서 수술로봇 강국들을 제치고 ‘베스트 어플리케이션 어워드’와 ‘오버롤 위너’상을 동시에 수상하기도 했다.
이번 연구를 총괄한 권동수 교수는 “이번 실험의 의미는 국내 최초로 유연한 내시경로봇을 살아있는 동물의 복강 내에서 이동시켜 병변에 접근시키고 수술을 진행함으로써 임상 적용의 가능성을 확인했다는 의미를 갖는다”고 말했다.
권 교수 연구팀은 이러한 핵심기술을 기반으로 2018년도 ‘이지엔도서지컬(EasyEndo Surgical Inc.)’이라는 수술로봇 회사를 설립했다. 권 교수를 비롯한 8명의 학생들이 공동 창업한 회사로, 케이-플렉스를 포함한 다양한 수술로봇을 개발하고 있다.
케이-플렉스 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.
□ 사진 설명
사진1. K-FLEX 시스템 전체 그림
2018.08.16 조회수 7631 -
Open KAIST 2012 개최
- 11월 1일~2일, 교내 17개 생생한 연구현장 경험할 수 있어 -- 수술로봇 이용한 가상 시술 등 다채로운 체험행사 마련 -
KAIST의 생생한 연구현장이 일반인에게 공개된다.
우리 학교는 오는 11월 1일과 2일 양일간 교내 17개 학과·전공·연구센터를 직접 둘러볼 수 있는 ‘Open KAIST 2012’를 개최한다.
KAIST의 대표적인 일반인 참여행사인 Open KAIST는 See KAIST와 번갈아가며 매년 가을에 격년제로 열린다.
See KAIST가 교내 한정된 전시공간에서 연구결과물들을 전시하고 설명하는 것과는 달리, Open KAIST는 학교의 실험실을 직접 찾아가 볼 수 있다. 또 학과소개와 각종 실험시연, 동아리 소개 등을 비롯한 풍부한 볼거리가 제공된다.
이번 행사에서 눈에 띄는 것은 기계공학전공 권동수 교수가 최근 개발을 완료한 소화기 내시경 훈련용 시뮬레이터를 참가자들이 직접 체험할 수 있다는 것이다.
이 시스템은 의사가 수술하기 전에 수술 기구를 미리 훈련하는 것으로 내시경의 조작감각을 느끼게 해주는 햅틱 장치 기술과 대장 내부의 모델링 모습을 보여주는 가상환경기술을 이용해 만든 소화기 내시경 시뮬레이터 장치를 조작해 참가자들은 가상의 의사가 되어 내시경 시술을 체험하게 된다.
이와 함께 참가자들은 ▲대형 멀티 디스플레이에 조종 스틱을 이용해 스스로 가상으로 우주탐사를 하는 ‘하늘로, 우주로’ ▲최근 각광을 받고 있는 대기압 바이오 플라즈마 소스를 만질 수 있는 ‘저온 플라즈마 장치’ ▲대형 입체 영상을 보면서 바람, 연기, 조명 및 진동 등의 4D효과를 느낄 수 있는 ‘4D 시뮬레이션’ ▲전자현미경을 이용한 나노 표면 관찰 등 KAIST에서 만든 다양한 최신 연구물들을 직접 체험할 수 있다.
신소재공학과에서는 양일간 오전 10시, 오후 1시, 오후 3시에 각각 학과 소개, 연구실 방문, 나노세계 체험을 한 후 응용공학동 옆 잔디밭에서 O, X 퀴즈 대회를 진행해 참가자들에게 기념품을 증정하는 행사를 준비했다.
KAIST 공식 응원단인 엘카(ELKA, Encouraging Leaders of KAIST)는 1일 오후 1시 30분부터 교내 대강당에서 학교에 대한 자부심과 사랑으로 단결할 수 있도록 구심점 역할을 하는 열정적인 공연을 보여 줄 예정이다.
바이오및뇌공학과 이광형 교수는 1일 오후 2시 40분부터 창의학습관 2층 201호에서 20년 넘게 창의 인성 교육에 투자한 결과물을 바탕으로 연구해온 ‘3차원 창의력 개발법’이라는 주제로 특강을 마련했다.
이번 행사를 주관하는 박승빈 공과대학장은 “올해로 7회째 열리는 ‘Open KAIST’는 우리나라의 미래를 이끌어갈 청소년들에게 생생한 과학기술 현장의 감동과 과학인들의 노력을 직접 현장에서 체험할 수 있게 하는 귀중한 기회가 될 것”이라고 말했다.
더불어 “일반인과 청소년에게 이틀 동안 개방되는 이 행사는 우리가 생활에서 쉽게 만날 수 없는 과학적 지식과 예술적 향기로 결실의 계절 가을을 더욱 풍요롭고 낭만적으로 가꾸어줄 것”이라고 행사의 의의를 소개했다.
이번 행사에 대한 문의는 KAIST 공과대학 교학팀으로 전화(042-350-2491~4)하거나 홈페이지(http://so-kaist.ac.kr)를 참고하면 된다.
Open KAIST 2010에 참가한 학생들이 휴보와 악수를 나누고 있다.
2012.10.29 조회수 10214