[혁신을 입히다] 나뭇잎 움직임 모사한 수중 소프트 로봇 개발…해양 환경 문제 해결에 적용

이수근 기자 / 기사승인 : 2021-04-23 14:43:37
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[일요주간 = 이수근 기자] 서울대 공과대학은 기계공학부 조규진(인간중심 소프트로봇기술연구센터장) 교수 공동 연구팀이 종이처럼 얇은 수중 소프트 로봇 기술을 개발했다.

23일 서울대 공과대학에 따르면 연구진은 얇은 피부 형태의 밀도 분포 제어 기술을 개발해 종이처럼 얇은 구조의 새로운 수중 거동 형태를 만들었다. 

 

▲ a, 연구팀이 개발한 피부 형태의 부력 제어 기술 및 이를 활용한 헤엄치는 나뭇잎 모식도. b, 부력 제어 원리. (사진=서울대 공과대학)

연구진은 나뭇잎이 공기 중에서 팔랑이며 낙하하는 운동에서 핵심 원리에 대한 영감을 얻었다. 나뭇잎 또는 종이와 같이 가볍고 얇은 물체는 공기 저항으로 특별한 추진력 없이도 다채로운 움직임을 만들어낸다.

연구진은 이 움직임이 물체의 밀도 분포에 크게 의존하고, 수중 환경에서는 이 효과가 한층 더 극대화되는 점을 규명했다. 또 열에 반응하면 큰 폭으로 밀도가 변하는 연성 복합재료를 피부처럼 얇게 패터닝해 전체 시스템의 밀도 분포를 능동적으로 제어하는 데 성공했다.

이 밀도 분포 제어 기술은 몸체의 극심한 변형이나 프로펠러와 같은 추진기 없이도 종이처럼 얇은 임의의 구조가 나뭇잎이 팔랑거리는 듯한 수중 거동을 하며 원하는 위치로 이동할 수 있게 만들었다.

연구책임자인 조규진 교수는 “해당 기술은 밀리미터 수준의 작은 크기부터 수 미터 이상의 대면적까지 광범위하게 활용될 수 있다”며 “탐사와 해양 환경 유지에 필요한 다양한 기능을 집적시킬 수 있는 잠재성이 있다”고 설명했다.

이어 “이 연구는 얇은 소프트 로봇이 수중에서 나뭇잎의 움직임과 유사한 새로운 형태의 거동을 할 수 있는 개념을 처음으로 보여준 연구”라며 “앞으로 이 개념을 발전 시켜 나간다면 해양 오염, 쓰레기 등을 제거할 수 있는 새로운 형태의 수중 소프트 로봇을 개발할 가능성을 보여줬다”고 덧붙였다.

한편, 이번 성과는 수중 소프트 로봇의 새로운 형태와 기능성을 제시한 연구로 인정받아 로봇 분야 세계적 권위지인 ‘사이언스 로보틱스’에 4월 21일 자로 게재됐다.

 

 

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