이탈리아기술원, '문어' 생체 모방 소프트 로봇팔 개발

▲이탈리아기술원(IIT)의 바바라 마촐라이 연구팀이 문어에서 영감을 받아 소프트 로봇팔을 개발했다. (사진=IIT)

이탈리아기술원(IIT·Istituto Italiano di Tecnologia) 연구팀이 문어의 팔과 흡착판 구조를 모방한 소프트 로봇팔을 개발했다고 밝혔다. 이 로봇은 물체와 접촉하는 순간 힘의 방향과 세기를 스스로 감지하고, 중앙 제어장치의 개입 없이 자율적으로 물체를 잡을 수 있어 수중 작업과 산업 현장에서 활용될수 있을 것으로 기대된다.

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IIT는 이번 연구 성과를 최근 국제 학술지인 '네이처 머신 인텔리전스(Nature Machine Intelligence)'에 발표했다. (논문 제목: Peripheral control enabled by distributed sensing in an octopus-inspired soft robotic arm for autonomous underwater grasping)

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연구팀은 로봇 흡착판 내부에 소형 광학 센서를 탑재해 물체 접촉 여부와 힘의 크기, 방향을 실시간으로 측정할 수 있도록 했다.

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이번 연구를 이끈 바바라 마촐라이(Barbara Mazzolai) 교수는 문어의 분산형 신경계를 로봇 기술에 적용했다. 문어는 뇌뿐 아니라 팔 자체에서도 상당한 양의 정보를 처리하며 복잡한 물체를 능숙하게 조작할 수 있다. 연구팀은 문어의 이같은 생물학적 특성을 로봇에 적용해 센서와 제어 기능을 로봇팔 전체에 분산 배치했다.

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새로 개발된 소프트 로봇팔은 실리콘 소재의 인공 흡착판으로 만들어졌다. 흡착판 내부에 있는 LED가 물체 구조의 변형에 따라 달라지는 빛의 반사 패턴을 분석해 접촉 정보를 파악할 수 있다. 이를 통해 로봇은 물체를 만지는 즉시 힘의 방향과 강도를 계산하고 적절한 흡착력을 생성할 수 있다.

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각각의 흡착판들은 독립적으로 반응하면서도 전체 로봇팔의 굽힘, 비틀림, 감싸기 동작과 연동된다. 이에 따라 매우 약한 접촉 신호도 감지하고, 복잡한 형상의 물체도 안정적으로 잡을 수 있다.

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바바라 마촐라이 교수는 "문어처럼 몸 전체에 감각과 행동 기능을 분산시킴으로써 로봇이 접촉 정보를 스스로 해석하고 자연스럽게 적응할 수 있도록 설계했다"며 "복잡하고 접근하기 어려운 환경에서 활용할 수 있는 차세대 로봇 개발의 기반이 될 것"이라고 밝혔다.

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연구팀은 향후 로봇이 다룰 수 있는 물체 종류와 적재 하중을 확대할 계획이다. 이 로봇 기술은 해양 생물 연구, 수중 인프라 유지보수, 산업 설비 점검, 위험 환경 탐사 등 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

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백승일 기자 robot3@irobotnews.com

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