한양대 연구팀, 자력으로 동작하는 '마이크로 군집 로봇' 개발

 

▲ 마이크로 군집 로봇이 장애물을 들어올리는 모습

 

한양대 연구팀이 개미처럼 협력 작업을 통해 자신 보다 훨씬 큰 장애물을 뛰어넘고, 무거운 물체를 들어올려 운반할 수 있는 마이크로 군집 로봇을 개발했다고 밝혔다.

 

위정재 한양대 교수팀은 국제학술지인 ‘디바이스(Device)’에 기고한 연구 논문을 통해 회전하는 자기장(magnetic field) 하에서 동작하는 마이크로 군집 로봇 기술을 개발했다고 밝혔다.(논문 제목:Magnetic swarm intelligence of mass-produced, programmable microrobot assemblies for versatile task execution)

 

이 마이크로 군집 로봇은 개별적인 로봇들이 처리하기 힘든 환경에서 어려운 작업을 수행하는 데 사용할 수 있다. 예를 들어, 막힌 동맥을 최소 침습적으로 치료하고, 유기체를 정밀하게 안내하는 등의 작업을 수행할 수 있다.

 

마이크로 로봇은 높이가 600㎛(마이크로미터)이며, 강자성 네오디뮴-철-붕소(NdFeB) 입자가 내장된 에폭시 몸체로 구성되어 있다. 이 로봇은 자기장에 반응하고 다른 마이크로 로봇과 상호 작용할 수 있다. 두 개의 연결된 자석을 회전시켜 생성된 자기장으로 로봇에 동력을 공급하면 스스로 군집을 형성할 수 있다.

 

군집 로봇은 단일 마이크로 로봇의 몸 길이보다 5배나 높은 장애물을 타고 올라가거나, 장애물 위에 하나씩 몸을 던져 극복할 수 있다.

 

▲ 마이크로 군집 로봇의 작동 원리를 설명한 그림

 

1000개의 마이크로 로봇으로 구성된 대형 시스템은 물 위에 떠다니는 뗏목 형태의 군집을 형성하고, 개별 로봇보다 2000배 이상 무거운 알약을 감싼 후 액체를 통해 약물을 운반할 수 있다. 또한 군집 로봇은 건조한 지면에서 개체보다 350배 더 무거운 물체를 운반하는 데 성공했고, 또 다른 군집 로봇은 막힌 혈관을 닮은 튜브를 뚫기도 했다. 연구팀은 군집 로봇이 작은 유기체의 이동을 안내하는 시스템도 개발했다.

 

연구팀은 "이전의 군집 로봇 연구는 '점 대 점' 접촉을 통해 결합하는 구형 로봇에 초점을 맞췄다. 이번 연구에선 더 강한 자성을 가진 직육면체(큐브) 모양의 마이크로 로봇으로 구성된 군집을 설계했다”며, "마이크로 로봇들이 주변 환경에 적응하는 능력과 군집 제어의 자율성이 매우 높다“고 말했다.

 

장길수 ksjang@irobotnews.com

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