▲미국 펜실베이니아대와 미시간대 공동 연구팀이 개발한 세계 최소형 자율 프로그래밍 로봇.
미국 펜실베이니아대와 미시간대 공동 연구팀이 완전 프로그래밍이 가능한 세계 최소형 자율 로봇을 개발했다고 15일 밝혔다.
이 로봇의 크기는 가로 300㎛, 세로 200㎛, 두께 50㎛에 불과해 육안으로는 거의 식별이 불가능하다. 제작 비용은 개당 1센트 수준이며, 빛을 동력원으로 삼아 수개월간 작동할 수 있다.
연구팀은 최근 국제 학술지 ‘사이언스 로보틱스’와 ‘미 국립과학원회보(PNAS)’에 이 로봇에 대한 연구 성과를 발표했다.(논문 제목:Microscopic robots that sense, think, act, and compute)
기존의 마이크로 로봇들이 자석이나 외부 조이스틱, 연결선(tether)에 의존해 수동적으로 움직였던 것과 달리, 이 로봇은 완전히 프로그래밍이 가능한 자율 로봇의 특성을 지닌다. 내장된 초소형 컴퓨터를 통해 정보를 처리하고, 센서로 온도를 감지하며, 스스로 이동 경로를 결정한다.
마크 미스킨(Marc Miskin) 펜실베이니아대 교수는 “우리는 자율 로봇의 크기를 기존 대비 1만 배나 줄였다”며 “이는 프로그래밍 가능한 로봇 기술이 완전히 새로운 차원에 진입했다는 것을 의미한다”고 강조했다.
연구팀에 따르면, 세포 수준의 미시 세계에서는 표면적과 관련된 ‘점성(Viscosity)’과 ‘항력(Drag)’이 절대적인 힘을 발휘한다. 이 크기의 로봇에게 물은 마치 끈적한 타르(Tar)와 같다. 따라서 일반적인 로봇처럼 팔다리를 휘저어 헤엄치는 방식은 무용지물이다.
▲마이크로 로봇의 구조
연구팀은 이를 극복하기 위해 전기장(Electrical field)을 이용한 추진 시스템을 개발했다. 로봇이 전기장을 발생시키면 주변 용액의 이온이 이동하고, 이 이온들이 다시 물 분자를 밀어내며 로봇을 앞으로 나아가게 한다. 이 로봇에는 초저전력 반도체 회로가 탑재돼 0.3도 오차 범위 내에서 온도를 감지하고, 이를 바탕으로 이동 경로를 수정할 수 있다. 측정된 데이터는 로봇의 움직임 패턴(춤)을 통해 외부로 전달된다.
연구팀은 극도로 낮은 전압에서 작동하는 특수 회로를 설계해 컴퓨터의 전력 소비를 1000분의 1 이상 낮추는 데 성공했다고 밝혔다. 제한된 메모리 용량에 맞춰 복잡한 제어 명령어를 단 하나의 특수 명령어로 압축하는 혁신적인 프로그래밍 방식을 도입했다. 빛을 쏘여주는 것만으로 수개월간 작동하며, 각각의 로봇에 서로 다른 프로그램을 입력해 복합적인 임무를 수행하게 할 수도 있다.
마크 미스킨 펜실베이니아대 교수는 “자율 로봇의 크기를 기존 대비 1만분의 1로 축소한 성과”라며 “향후 개별 세포의 건강 상태를 모니터링하는 의료용 로봇이나 미세 공정 제조 분야에 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.
백승일 기자 robot3@irobotnews.com
저작권자 © 로봇신문 무단전재 및 재배포 금지
'연구개발' 카테고리의 다른 글
| 리얼월드, 글로벌 AI 경연서 파운데이션 모델 부문 1위 기염 (0) | 2025.12.16 |
|---|---|
| 권동수 로엔서지컬 대표, IEEE 석학회원 승격 (0) | 2025.12.16 |
| GIST, 자율주행차 ‘누가·언제·어디서 멈출지’ 소통기술 개발 (0) | 2025.12.16 |
| 국립재활원, ‘2025 재활로봇 심포지엄’ 개최…최신 재활로봇 연구성과 한자리에 (0) | 2025.12.16 |
| KIRO, 경북 로봇기업 평균 매출 ‘51% 성장’ 견인 (0) | 2025.12.12 |