美 노스웨스턴대, 사람 근육 닮은 소프트 로봇 개발

 

▲ 소프트 로봇이 굴곡진 트랙을 통과하고 있다(사진=노스웨스턴대)

 

미국 노스웨스턴대 연구팀이 사람의 근육처럼 팽창과 수축이 가능한 소프트 액추에이터를 개발했다고 10일(현지 시각) 밝혔다. 이 소프트 액추에이터를 활용해 아주 좁은 공간을 유연하게 이동할 수 있는 소프트 로봇을 제작할 수 있다.

 

연구팀은 이 액추에이터를 활용해 원통형의 벌레를 닮은 소프트 로봇과 인공 이두박근을 만들어 굴곡진 트랙을 통과하고 물체를 들어올리는 동작을 성공적으로 시연했다.

 

이번 연구 성과는 전문 저널인 ‘어드밴스드 인텔리전트 시스템즈(Advanced Intelligent Systems)'에 발표했다.(논문 제목:A flexible, architected soft robotic actuator for linear, servo-driven motion)

 

실험 결과 원통형 소프트 로봇은 좁은 트랙의 곡선 구간을 유연하게 이동했다. 또한 인공 이두박근은 500g의 무게를 5000번 연속 들어올릴 수 있었다.

 

연구팀은 일반 고무를 사용하여 소프트 액추에이터의 몸체를 3D 프린팅으로 제작했다. 소형 모터를 제외하고, 로봇을 제작하는 데 약 3달러의 비용이 들었다.

 

연구팀은 수축과 팽창이 동시에 일어나는 인간의 근육에서 영감을 얻어 소프트 액추에이터 개발에 나섰다. 인간의 근육을 닮은 액추에이터를 개발하면, 살아있는 유기체처럼 행동하고 움직이는 로봇을 만들 수 있을 것으로 봤다.

 

연구팀은 소프트 액추에이터를 만들기 위해 고무로 ‘HSA(handed shearing auxetics)’라고 불리는 원통형 구조물을 3D프린터로 제작했다. HSA 구조는 꼬이거나 늘어나는 특성을 갖고 있어 소프트 로봇 액추에이터에 적합하다는 설명이다. 연구팀은 휴대폰 케이스에 흔히 사용되는 고무인 열가소성 폴리우레탄을 이용해 HSA를 제작했다. 그리고 변형 가능한 회전축처럼 작동하는 구조물에 부드럽고 확장 가능한 고무 벨로우즈를 추가했다. 모터가 회전력을 제공하면서 액추에이터가 늘어났다. 모터를 한 방향이나 다른 방향으로 돌리면 액추에이터는 늘어나거나 줄어들게 된다.

 

실험 결과 길이 26cm 길이의 벌레를 닮은 소프트 로봇은 분당 32cm의 속도로 기어가면서 굴곡진 트랙을 무사히 통과했다.

 

 

 

장길수 ksjang@irobotnews.com

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