▲ 버드봇(사진=MPI-IS)
타조는 몸무게가 100kg을 넘지만 초원에서 시간당 최대 70km의 속도로 달릴 수 있다. 과학자들은 타조의 이 같은 주행 능력을 타조 다리의 특별한 구조(기계적 메카니즘)에서 찾고 있다. 타조는 보행 또는 주행 시 다리를 몸쪽으로 들어올리면서 다리의 끝 부분을 구부리는 행동을 취한다. 타조뿐 아니라 다른 조류들도 이 같은 동작을 한다. 사람은 그렇지 않다. 과학자들은 타조 등 조류들이 걷거나 뛸 때 다리의 끝부분을 구부리는 행동을 통해 에너지 효율을 높인다고 보고 있다.
테크엑스플로어 등 매체에 따르면 독일 ‘막스플랑크 지능형시스템연구소(Max-Planck-Institut für Intelligente SystemeㆍMPI-IS)’와 UC 어바인 연구팀은 타조 등 조류의 다리 운동 메카니즘에서 착안해 적은 수의 모터로 최적의 에너지 효율성을 낼 수 있는 다리 구조의 2족 보행 로봇 ‘버드봇(BirdBot)’을 개발했다. 연구팀은 관련 논문을 전문 저널인 ‘사이언스 로보틱스’에 게재했다.
▲ 버드봇(사진=MPI-IS)
연구팀에 따르면 조류들이 적은 에너지로 빠르게 걷는 비결은 엉덩이, 관절, 발까지 이어지는 일련의 힘줄과 근육의 구조에 있다. 조류는 다리가 하중을 받으면서 굽혀질 때 전체적으로 긴 스프링처럼 작동한다. 새들이 다리를 뻗치면 다리가 곧게 펴면서 앞으로 나아가고, 스프링처럼 에너지를 되돌려준다. 이 기계적인 스프링 작용은 근육의 작업량을 줄여준다. 또한 힘줄은 다리와 발의 움직임을 기계적으로 연결시켜 효율성을 높여준다. 새의 발목은 보행하는 동안 자동적으로 구부려진다.
▲ 버드봇이 트레드밀을 걷고 있다.
이번에 개발된 버드봇은 고관절에서 발끝까지 바깥 쪽을 도는 힘줄 대신 케이블과 도르래를 갖추고 있다. 고관절과 무릎 부위에 1개씩 2개의 모터가 있다. 하나는 다리를 계속 흔들기 위한 것이고, 다른 하나는 다리를 들어올리기 위한 것이다. 무릎 부위에 있는 모터가 로봇의 다리를 구부려주는 역할을 한다. 연구팀은 버드봇을 트래드밀에 올려놓고 성능 테스트를 진행하고 에너지 효율성을 확인했다.
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