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[과학의 달인] 위험하고 고된 팬데믹 방역 의료…로봇이 대신 한다!

2022년 08월 25일 오전 09:00
■ 오상록 / KIST 방역로봇사업단 단장

[앵커]
코로나19 팬데믹을 통해 전 세계가 경험했듯이, 감염병에 대한 방역 의료 작업은 참으로 고되기도 하고 위험하기도 합니다. 오늘 과학의 달인에서는 사람을 대신해서 방역 작업을 하는 방역 로봇 개발 사업을 이끌고 있는 KIST의 오상록 박사를 모시고 '로봇 방역'에 대한 자세한 이야기를 나눠보겠습니다. 단장님 어서 오세요.

[인터뷰]
네, 반갑습니다.

[앵커]
한국과학기술연구원 KIST, 참 다양한 분야의 연구가 이뤄지는 곳인데요. 그중에서도 단장님이 속해있는 방역 로봇 사업단은 어떤 곳인지 설명부터 좀 부탁드리겠습니다.

[인터뷰]
2020년 초 코로나로 인한 팬데믹 상황이 시작되고 모든 관심이 이를 어떻게 대처하고 극복하겠는가였습니다. 방역로봇사업단은 바로 이런 어려움을 로봇 기술과 ICT 기술을 활용하여 극복해 보자는 취지로 시작되었고요, 총 5개의 연구팀을 구성하여 진행하고 있습니다. 로봇 기술을 활용하면 인력이 하던 일을 일부 대체하여 비대면으로 감염병에 대응할 수 있습니다.

이처럼 로봇과 ICT 융합기술로 기존 방역체계에서 의료인을 포함한 운용인력의 부담을 줄이고 지속 가능한 방역체계를 만들겠다는 목표로 방역로봇사업단이 출범하게 되었고 과학기술정보통신부의 지원을 받아 2024년 6월까지 4년간 총 181억의 예산이 투입되는 사업입니다.

[앵커]
모두 5개의 연구팀이 있다고 말씀해주셨는데 이 연구팀에 대해 소개 부탁드립니다.

[인터뷰]
저희가 사업 시작한 뒤 제일 먼저 한 일이 현장의 의료인과의 미팅이었습니다. 현장에서 필요로 하는 것들이 어떤 것들이 있나 쭉 조사하게 됐구요. 그걸 기본으로 해서 총 우선순위하고 예산안에 범위를 고려해서 총 5개를 우선 골라봤습니다.

5개 중에서 우선 병원 같은 집중의료현장, 거기에서 필요로 하는 것이 가장 중요했었는데요. 그 과제부터 우선 설명을 해드리면은, 제일 먼저 하는 것이 선별 진료소에 서서 검체를 하는 과정입니다.

따라서, 이 작업을 어떻게 로봇으로 할 수 있지 않을까 했구요. 이 과정이 바로 비강을 자동으로 검체에 추출하는 로봇이 되겠구요. 이걸 보면은 의료인들이 전부 방호복을 입고서는 선별진료소에서 검체를 하고 있죠? 그 부분을 로봇으로 대체해서 의료인이 하는 검체를 로봇으로 해보자 이것이 첫 번째가 되겠구요.

두 번째는 병원에 환자들이 많이 발생을 했는데, 그 중에 확진자 하나가 발생을 하게 되면은 그 확진자가 어디를 돌아다녔냐를 조사하고 이들이 어떻게 감염을 시켰냐를 조사하게 돼 있습니다. 그래야지 더 이상 퍼지는 걸 막을 수 있으니까요. 이런 것들을 사람이 어떻게 일일히 CCTV를 가지고 다 화면을 조사하고 있는데, 이것을 영상인식, 요즘 유행하는 인공지능 기술 이런 것들을 이용해서 이런 확진자들을 자동으로 추적하고 이들이 어딜 갔냐를 목록을 만들 수 있으면 참 좋겠다는 거구요. 실제로 이걸로 많은 고생들을 하고 있는데, 요즘 얘기하는 인공지능 기능을 이용하면 많이 도와줄 수 있다. 이게 두 번째 과제가 되겠습니다.

세 번째 과제는 중증환자가 입원하고 있는 중증 환자실에 가보면은 산소호흡기 같은 걸 쓰고 있는데요. 중증 환자다 보니까 격리돼서 치료를 하고 있습니다마는 비상시에는 의사나 간호사들이 방호복을 입고 뛰어들어가서 하게 되어있습니다. 이 레벨기 방호복이라는 게 입는 거 조차 굉장히 힘듭니다. 하루에도 수십 번씩 입었다 벗었다 반복하다 보니까 이거를 좀 대신해서 할 수 있지 않을까 해서 환자 옆에다 로봇을 놔둬서 산소호흡기를 조절하도록 하고 그다음에 의사는 밖에서 이걸 관찰하면서 의사가 마치 현장에 있는 것처럼 할 수 있는 거. 이런 것들이 이제 저희가 하는 세 번째 과제가 되겠고요.

경증 환자들은 생활치료 시설이라는 곳에 격리되어 있었습니다. 격리된 경증 환자들은 하루에 세 번씩 도시락을 갖다 줘야 되고요. 이들이 쓴 물건들을 다시 수거해서 폐기처분 해야 되는데, 이런 일들을 전부 사람이 하도록 되어있습니다. 그래서 이 부분을 어떻게 로봇이 대처할 수 있지 않을까 하는 로봇이 되겠구요.

마지막으로 일상생활에서 사무실 같은 곳을 쓰고 나면은 일정 시간 뒤에 소독액을 뿌리고 닦아내는 작업을 하게 되어있죠. 그래서 이 부분을 일상생활에서 자동화해보자 해서 소독액을 뿌리고 닦아내는 작업을 로봇이 대처하는 거 그리고 추가로 더 박멸하기 위해서 자외선을 쏘여가지고 남은 바이러스에 대해서도 완벽하게 방역할 수 있도록 하는 로봇이 되겠습니다. 그래서 총 이렇게 5개의 사업으로 구성되어 있습니다.

[앵커]
말씀하신 5개의 세부 과제 중에서 첫 번째로 소개해주신 '신속 비대면 비강 자동 검체 추출 로봇 시스템' 이건 한마디로 로봇이 피검자의 코를 찔러 검체 묻혀내는 그 작업을 말하는 거잖아요, 조금 더 자세히 설명해주시죠.

[인터뷰]
선별진료소에서 아마 몇 번 해보셨을 텐데요, 제일 먼저 하는 것은 의료인들이 콧구멍의 위치를 보고 면봉을 집어넣어서 비강하고 후강이 만나는 곳에서 검체를 합니다. 그 부분에 검체를 해야지 제일 아마 확률이 높다고 합니다.

그리고 빼서 면봉을 용기에 집어넣어서 밀봉을 하죠. 그럼 그것을 PCR 검사를 하게 되는데 이 작업을 로봇으로 하게 되면 똑같습니다. 로봇이 사람의 얼굴을 보고 콧구멍이 어딨느냐를 안 다음에 콧구멍 속으로 면봉을 집어넣고 비강과 후강이 만나는 곳까지 쭉 집어넣은 다음에 비틀어서 검체를 하고 다시 빼내고 용기에 집어넣고 밀봉하는 것 여기까지 하는 것이 지금 말씀하신 비강 검체 추출 로봇이 되겠습니다.

[앵커]
네, 그런데 어쨌든 사람 코라는 것이 다 다르게 생기지 않았습니까? 그래서 저는 로봇이 하면 이게 과연 위험하진 않을지 사람보다 빠를지 그것도 좀 궁금하거든요.

[인터뷰]
네 그렇습니다, 그래서 저희들이 처음에는 의료인들은 사람의 얼굴이 어딨는냐에 따라서 잘 추적할 수 있는데 아무래도 로봇이다 보니깐 그런 어려움이 있어서 이렇게 턱을 올려놓는 장치가 있습니다. 턱을 올려놓게 되면 영상 카메라를 이용해서 사람의 콧구멍의 위치를 파악하고요.

콧구멍 위치가 파악이 되면 면봉을 집어넣는데 면봉을 집어넣다 보니깐 위험이 있을 수 있는데 저희가 개발한 로봇은 원천적으로 안전하다는 표현을 쓰고 있는데 면봉으로 누르는 힘이 어느 정도 이상이 되면 스프링이 작동해서 더이상 힘을 못 가하도록 되어 있습니다. 그래서 일단 안전을 보장했고요.

또 하나는 계속 면봉을 왔다 갔다 하면서 상하좌우로 느끼는 힘을 잽니다. 특이하게 힘이 많이 걸리게 되는 부분은 접촉이 많다라고 생각 되는 거니깐 그런 것들을 일일히 데이터화해서 안전하게 할 수 있도록 하는데요, 따라서 실험한 바로는 의료인, 사람이 하는 것만큼은 모르겠습니다만 원천적으로 안전을 보장할 수 있을 것 같고요.

보통 의료인이 한 사람 정도 하는데 20초 정도 걸립니다. 저희 로봇도 검체하는 것만 보면 20초 정도 걸립니다. 그런데 면봉을 까고 집어넣고 다시 검체를 하고 다시 밀봉을 하는 전체과정을 보면 한 사람달 2~3분 정도 소요가 되는데요, 저희 같은 경우 로봇을 한 5대 정도를 병렬을 해서 쓰게 되면 그러면 사람이 하는 전체 시간보다 한 2배 정도 빠른 그런 속도를 보이고 있습니다.

아시다시피 환자가 많이 일어나는 펜데믹 상황에서는 선별진료소에 굉장히 많은 환자가 몰리게 되는데 로봇을 복수로 활용함으로써 여러 대를 쓰면 사람보다 속도가 2~3배 정도 빠를 수 있기 때문에 펜데믹 상황에서 도움이 되지 않을까 그런 생각입니다.

[앵커]
의료인의 노고도 덜 수 있고 검사 회전율도 빨라질 것 같은데 그렇다면 중요한 게 검체 채취 성공률이잖아요, 이 부분은 어떨까요?

[인터뷰]
아직 개발 중이기 때문에 아직 사람을 통해서 실험은 못 했습니다. 사람 IRB 허락을 받아야 합니다. 그런데 최근에 IRB 허락을 받았습니다. 사람을 통한 실험을 할 예정이고, 다만 지금까지 사람처럼 생긴 마네킹을 통해서 실험을 하고 있고요.

콧구멍의 위치인식은 거의 100%로고요. 그리고 집어넣었을 때 적절한 곳까지 가서 면봉으로 채취하는 부분 이것도 거의 100%로로 되고 있습니다. 따라서 이런 데이터를 가지고 사람을 통해서 실험을 해볼 생각이고요. 내년에는 아마 기업이랑 같이 인증 과정으로 들어가야 되지 않을까 생각 중입니다.

[앵커]
그렇군요, 검사자의 안전까지도 고려한 그런 시스템이 아닌가 생각이 드는데요. 단장님께서 사업을 시작하시고 나서 지금까지 거둔 성과들에 대해서도 간략하게 정리해주시죠.

[인터뷰]
저희들의 사업이 말씀드렸다시피 2020년 초부터 고민을 시작해서 실질적으로 사업을 시작한 건 2021년 말 쯤 됩니다. 그런데 저희가 이 프로그램이 과학의 달인 프로그램인데요, 저희는 달인이 아닙니다만 정말 이 연구에 참여하신 5개의 연구팀들은 달인을 뽑았습니다. 그분들을 데리고 한 1년 정도 고생을 해서 작년 말에 과학기술대전에 전시를 할 수 있었습니다.

이 얘기는 전시를 한단 얘기는 데모를 할 수 있단 얘긴데 따라서 과제 시작한 지 1년 만에 정말 달인들을 모시고 일반인들에게 보여 줄 수 있는 정도 데모를 할 수 있는 정도의 성과는 저희가 만들었다고 생각하고 이것은 앞으로 내년 초쯤에 기업인들에게 설명을 해서 상용화를 아마 한번 노력을 해볼까 생각입니다.

[앵커]
지금 기존에 없던 새로운 것들을 만드시다 보니까 어려운 점도 있을 거 같은데 방역로봇사업단의 최종 목표가 뭔지 궁금합니다.

[인터뷰]
로봇을 도입하는 것 자체는 어렵습니다마는 큰 도전이라고 생각하지는 않습니다. 도입은 할 수 있습니다. 즉 대모는 할 수 있습니다. 그러나 의료인으로 되어 있는 체계에 로봇이 들어가서 기존 의료인 체계가 방해를 받거나 효율이 떨어지면 절대 사용하지 않습니다.

따라서 저희 최종 목표는 로봇 개발 첫 번째 목표고요, 도입 두 번째 목표고요, 가장 최종 목표는 도입한 후에도 의료인 중심에 방역 체계를 어떻게 물 흐르듯이 그대로 지속적으로 사용할 수 있겠냐라고 하는 그런 면이 되겠습니다. 이 부분이 아마 저희들이 보기에는 가장 도전적인 면이 아닌가 생각하고 있습니다.

[앵커]
오늘 로봇 방역 시스템에 대해서 자세히 들어봤는데요. 앞으로 감염병 극복에 큰 도움이 되길 기대하겠습니다. 오상록 KIST 방역로봇사업 단장과 함께했습니다. 고맙습니다.

YTN 사이언스 김기봉 (kgb@ytn.co.kr)
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