中 과기대, 나선형 소프트 로봇 개발...복잡한 물체 잡기 가능

 

 

 

 

 

중국과학기술대학(中国科学技术大学) 연구팀이 다양한 크기의 복잡한 물체를 잡을 수 있는 새로운 유형의 나선형 소프트 로봇을 설계했다고 중국 언론 딥테크가 18일 보도했다.

 

일반적으로 자연에는 유연한 팔다리를 가진 생물이 많지만, 아직 어떠한 소프트 로봇도 살아있는 유기체를 따라가진 못했다.

 

연구팀에 따르면, 유연한 팔다리를 가진 생물의 경우 생활 환경(육지 또는 수중), 크기(센티미터에서 미터까지), 해부학적 구조(순 근육 혹은 뼈와 근육의 협동 작용) 등이 다른데도 불구하고 긴밀하게 말려있는 대수(logarithmic) 나선 형태를 공통적으로 취하고 있다.

 

나선형의 말림과 펴짐 현상은 살아있는 유기체의 기능에 중요한 역할을 한다. 예를 들어 코끼리의 코는 땅에 있는 물체를 집어 올리기 위해 코를 끝에서부터 말아올린다.

 

연구진은 이를 바탕으로 수학적 추상화와 모델링을 통해 새로운 형태의 소프트 로봇을 설계했다. 나선형 구조의 이 로봇은 간단한 로프(밧줄)식 구동을 통해 효과적으로 제어하면서 생물과 유사한 팔다리 움직임을 보여준다. 나선형 몸으로 물체에 접촉하거나 감싸도록 로프의 말림 및 펼침 동작을 수행한다. 문어 촉수에서 영감을 받은 파지 기능이 적용됐다. 물체에 접촉할 때는 수동적으로 변형되면서 컵, 펜, 계란 등 다양한 모양과 크기의 물체에 적응할 수 있다.

 

이 기술은 국제 학술지 '셀(Cell)' 자매지인 '디바이스(Device)' 저널(SpiRobs: Logarithmic spiral-shaped robots for versatile grasping across scales, 螺旋机器人:用于跨尺度多功能抓取的对数螺旋线机器人)에 게재됐다. 중국 과학기술대학 박사과정 왕잔이(王展翅)가 제1저자이며, 니콜라오스프레리스(Nikolaos M. Freris) 교수 등이 공동 저자다.

 

이 로봇의 중심축 곡률 반경은 로봇의 몸에 따라 선형적으로 변한다. 끝부분으로 갈수록 곡률 반경이 작아지는데, 이 특성을 사용해 로봇 끝부분의 유연성이 향상되면서 미세한 움직임이 가능해 다양한 크기의 물제를 잡을 수 있게 된다.

 

로봇의 몸체가 펼쳐진 후 형태에 따라 작업 공간과 잡을 수 있는 물체가 달라지며, 원추각이 15도인 경우 직경이 2배 이상 변하는 물체를 잡을 수 있다. 최대 가반 하중은 자체 무게의 260배에 달한다.

 

Erika Yoo robot3@irobotnews.com

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