생기연, 무인 세포 배양 로봇 개발

생명과학연구 가속화 계기 기대

생명공학 관련 실험 시 연구원들을 괴롭히던 ‘세포배양’ 작업을 자동 수행하는 로봇 시스템이 등장했다.

한국생산기술연구원(생기원)은 인간중심생산기술연구소 남경태 지역산업혁신부문장, 김태희 수석연구원 공동연구팀이‘세포배지 교체·배양 공정 로봇 자동화 시스템’을 개발했다고 22일 밝혔다.

세포배양 작업은 치료제 및 백신, 항체 등을 개발하고 생산하는 과정에 꼭 필요하지만, 수작업으로 이뤄져 해당 분야 연구자들의 업무에 큰 부담이 돼왔다.

세포 배양 시마다 배양 용기에 세포와 영양액을 함께 넣고, 일정 시간 동안 온도와 습도 등을 적절히 유지해야 하지만, 이를 24시간 밀착 감시하는 것은 쉽지 않다. 자동화하려는 시도가 있었지만, 배양 과정 중 일부만 대체할 수 있는 데다 가격도 비쌌다.

생기원 연구진은 2023년부터 3년간의 연구개발을 거쳐 계대배양 전 과정을 자동화할 수 있는 로봇 시스템을 개발했다. 배양 작업에 필요한 배지, 교체용 배양 용기 등 모든 재료를 시스템 내부에 미리 넣어두면, 로봇팔이 이를 스스로 꺼내서 작업하는 형태다. 모든 로봇 작업 과정은 사람이 원격으로 즉시 확인할 수 있다.

외부 공기의 유입을 차단하고, 내부 공기 청정 상태를 유지하기 위해 고효율 필터 시스템을 도입한 밀폐형으로 디자인했으며, 6축(6개의 관절) 구조의 산업용 로봇팔을 중앙에 배치했다.

이 시스템을 이용하면 세포배양 과정의 첫 작업인 세포 분주(seeding)부터 시작해 배지 교체, 세포 현미경 관찰, 계대배양 등이 모두 가능하다.

김태희 생기원 수석연구원은 “멸균된 밀폐 공간에서 로봇팔이 배양작업을 진행하므로 오염 소지를 원천 차단할 수 있다”고 설명했다.

연구팀은 추가 연구를 통해 해당 시스템의 성능을 한층 더 끌어 올릴 계획이다. 인공지능(AI)으로 세포의 상태를 자체적으로 파악하고, 사람이 지시가 필요하지 않은 지능형 관리 시스템을 개발해 나갈 예정이다. 김 연구원은 “무인으로 세포 관련 연구를 진행할 수 있는 스마트 자율실험실을 구현해 나갈 것”이라고 밝혔다.

백종민 테크 스페셜리스트 cinqange@asiae.co.kr