휴머노이드 로봇, 수술실서 의사와 협업 시연 성공

지난 16일 서울 강남구 삼성생명 일원역빌딩에서 인간 의료진과 휴머노이드 로봇 두 대로 구성된 수술팀이 담낭절제술(쓸개 제거 수술)을 재현했습니다. 뉴스1 보도에 따르면 이날 시연은 삼성서울병원이 주최했습니다.

실제 환자 대신 염소의 간이 수술대에 놓였고, 복강경 화면에는 담낭과 주변 혈관 구조가 실시간으로 표시됐습니다. 휴머노이드 로봇 한 대는 간호사 역할을 맡아 “가위 주세요”, “도구 받아” 같은 음성 명령에 맞춰 수술 도구를 건네고 회수했습니다. 다른 한 대는 보조의 역할로 복강경을 붙잡아 시야를 유지하고 조직을 견인했으며, 집도의는 “더 가까이”, “조금 더 깊이” 등의 지시를 내렸습니다. 집도의는 이후 실제 수술과 동일한 순서로 담낭을 박리하고 혈관을 클립으로 결찰한 뒤 절제했습니다.

이번 로봇은 보건복지부 산하 한국형 ARPA-H 사업의 지원을 받는 '오케스트라(ORchestra, Operating Room Collaborative Humanoid)' 프로젝트의 결과물입니다. 삼성서울병원이 주관하며 레인보우로보틱스, 에이딘로보틱스, 서울대학교, 성균관대학교, 국립암센터, 전북대학교병원이 참여하고 있습니다.

수술실을 '데이터 공장'으로

연구팀은 단순히 로봇팔을 프로그래밍하는 데 그치지 않고, 수술실 자체를 '수술 데이터 공장'으로 전환하고 있습니다. 천장에 설치된 카메라가 의료진의 동작을 기록하고, 웨어러블 센서가 손과 손가락의 미세한 움직임을 수집합니다. 복강경 영상은 수술 장면, 사용된 기구, 수술 단계를 연결한 '액션 트리플릿' 형태로 정리됩니다. 현재 삼성서울병원을 포함한 4개 기관이 표준화된 방식으로 데이터를 축적하고 있으며, 수술 참여자의 동의를 거친 뒤 익명화 처리를 거쳐 AI 학습에 활용됩니다.

삼성서울병원 이비인후과 정용기 교수는 휴머노이드 수술 보조 로봇이 사람의 손과 팔 움직임을 로봇 좌표계로 변환해 실행한다고 설명했습니다. 연구팀은 이미 복강경 영상을 보고 다음 수술 단계와 필요한 기구를 예측하는 알고리즘을 개발해 논문으로 발표한 바 있으며, 장기적으로는 집도의가 요청하기 전에 로봇이 미리 도구를 준비하는 것을 목표로 하고 있습니다. 정 교수는 현재 AI가 의사별 미묘한 술기 차이까지는 반영하지 못하는 수준이라며, 궁극적으로는 수술실 전체 맥락을 이해하는 파운데이션 모델이 필요하다고 밝혔습니다.

해외 사례와의 비교

일론 머스크가 지난해 “AI가 3년 안에 외과의사를 대체할 것”이라고 언급한 것에 대해 정 교수는 “근거 없는 이야기는 아니다”라고 말했습니다. 다만 이는 문자 그대로의 시한이라기보다 방향성을 나타내는 상징적 발언으로 봐야 한다고 설명했습니다. 그는 지난해 국제학술지 사이언스 로보틱스에 게재된 SRT-H(Surgical Robot Transformer-Hierarchy) 연구를 언급했는데, 이 연구에서는 AI가 돼지의 적출된 장기에 담낭절제술을 수행했습니다. 또한 올해 7월 미국 UC샌디에이고 연구진이 네이처에 발표한 연구에서는 원격조종되는 휴머노이드 로봇이 살아있는 돼지 모델을 대상으로 수술을 수행했습니다. 정 교수는 원격조종 로봇과 휴머노이드 두 대가 인간 의료진의 지시 아래 함께 팀을 이룬 이번 서울 시연 구조가 세계 최초라고 강조했습니다. 삼성서울병원 이식외과 오남기 교수는 실제 의료진과 다수의 로봇이 팀을 이뤄 협업하는 사례가 세계적으로도 드물다며, 숙련된 한국 의료진과 로봇·AI 기술이 결합하면 한국이 선도할 수 있는 분야라고 말했습니다.

자금과 2029년 임상시험 목표

현재 프로젝트는 약 14억 원 규모의 1단계 자금으로 기술 검증을 진행하고 있습니다. 연말 예정된 경쟁 평가를 통과하면 약 120억 원의 추가 연구비를 확보하게 되며, 정부 지원 기준 전체 사업 규모는 약 138억 원입니다. 정 교수는 이 예산이 로봇 개발뿐 아니라 임상시험, 안전성 검증, 법·정책 연구, 사용성 평가, 시연 비용까지 포함하며, 정부가 전액을 부담하는 구조가 아니라 참여 기관들도 자체 투자를 하고 있다고 설명했습니다.

상용화 이후 경제성에 대한 질문에 정 교수는 “휴머노이드가 간호사 1인 수준의 업무를 수행할 수 있다면 투자금 회수에 오래 걸리지 않을 것”이라면서도, 로봇이 실제로 사람의 역할을 대체할 만한 성능을 확보하는 것이 전제라고 덧붙였습니다.

연구팀이 제시한 첫 목표 시점은 2029년입니다. 복강경 위치 유지처럼 상대적으로 위험도가 낮은 역할부터 실제 환자 대상 임상시험을 시작한 뒤, 조직 견인과 수술 보조 범위로 확대해 나갈 계획입니다. 절개나 봉합 같은 고난도 술기는 더 많은 시간이 필요할 것으로 예상됩니다. 정 교수는 이번 프로젝트의 방향이 인간을 수술실에서 밀어내는 로봇이 아니라, 인간과 협업하는 새로운 팀원을 만드는 것이라고 강조하며, 야간·응급·필수의료 등 숙련된 수술 보조 인력 확보가 어려운 분야의 인력난 해소에 기여할 것으로 기대했습니다.