캐나다 워털루대 연구팀, 빛에 반응하는 마이크로 유영 로봇 개발

 

 

 

▲ 로봇의 추진 메카니즘

 

캐나다 워털루대 연구팀이 물 표면을 미끌어지면서 이동하는 곤충으로부터 영감을 받아, 빛에 반응하면서 움직이는 마이크로 유영 로봇을 개발했다고 밝혔다.

 

연구팀은 이번 연구 성과를 학술 전문지인 ‘어드밴스드 펑셔날 머티리얼스’에 발표했다.(논문 제목:Self‐Propelled Morphing Matter for Small‐Scale Swimming Soft Robots)

 

워털루대 ‘SMART-랩’ 연구소장인 하메드 샤사반(Hamed Shahsavan) 교수는 “우리는 빛이나 자기장 등 외부 신호에 반응하면서 자율적으로 행동하는 스마트 유영 로봇을 연구하고 있다”고 말했다.

 

연구팀은 소금쟁이과(Gerridae) 곤충의 이동 전략에서 영감을 받아 몸에서 화학물질을 방출하면서 물위를 활공할 수 있는 마이크로 소프트 로봇을 설계했다. 이 로봇은 움직임 방향을 제어하기위해 다리로 물위에서 움직임을 조작할 수 있다. 빛에 반응하면서 형태를 바꾸는 액정 엘라스토머(Liquid Crystal Elastomers), 오징어에서 영감을 받은 단백질 기반 화학 모터를 특징으로 한다.

 

 

 

▲ 소금쟁이의 물위 이동 메카니즘

 

이 로봇은 자외선(UV)이나 가시광선에 노출되면, 로봇의 다리가 위쪽 또는 아래쪽으로 구부러지면서 표면 장력에 변화를 일으킨다. 이를 통해 소금쟁이처럼 앞으로 전진하거나 회전하도록 조종할 수 있다. 오징어 흡입판에서 추출한 단백질이 화학 연료를 흡수하고 방출하면서 모터 역할을 한다.

 

 

 

▲ 빛에 의해 로봇의 형태가 변화한다.

 

 

▲ 로봇의 구현 원리

 

연구팀은 "이 같은 추진력과 이동 방향 제어의 결합이 마이크로 로봇 분야에선 필수적"이라고 말했다. 이 유영 로봇의 개발은 부드러운 하이드로겔 복합 소재를 개발하는 이전의 연구 성과에 바탕을 두고 있다.

 

향후 이 유영 로봇 기술은 호수나 강의 미세 플라스틱을 수집하는 자율 로봇, 몸 속을 유영하는 수술용 안내 로봇 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

 

연구팀은 향후 수중과 수면을 모두 탐색할 수 있는 3차원 로봇을 만드는 데 초점을 맞출 계획이다. 또한 로봇의 기능을 확장하기 위해 자기장 등 다른 추진 방법도 모색한다.

 

장길수 ksjang@irobotnews.com

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