중국 상하이자오퉁대, 수직벽을 오르는 소프트 로봇 개발

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▲ 상하이자오퉁대 연구진이 수평면과 수직면을 이동할 수 있는 소프트 로봇을 개발했다.(사진=상하이자오퉁대학)

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중국 상하이자오퉁대(上海交通大学) 연구진이 자벌레에서 영감을 얻어 수평면과 수직면을 동시에 이동할 수 있는 소프트 로봇을 개발했다고 'IEEE 스펙트럼'이 지난 17일(현지 시각) 보도했다. 로봇 자벌레는 수평면을 이동하다가 수직 벽을 만나더라도 거침없이 벽면을 타고 오를 수 있다.

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로봇과학자들은 그동안 자연계의 동물로부터 영감을 얻어 자신의 몸을 수축하고 팽창하는 방식으로 전진할 수 있는 소프트 로봇을 개발해 왔다. 하지만 이들 소프트 로봇은 수평면을 이동하다 수직면을 만나면 더 이상 이동하는 게 힘들다.

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상하이자오퉁대학 기계공학부문 로봇연구소 '궈잉 구(Guoying Gu)' 교수는 수평면과 수직면을 동시에 이동할 수 있는 소프트 로봇을 개발하고, 연구 논문을 ‘IEEE 트랜젝션스 온 로보틱스’에 발표했다.

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소프트 로봇이 수평면에서 수직면으로 이동하기위해선 강성과 유연성을 동시에 갖추고 있어야 한다.

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연구팀은 3개의 섬유강화 공기압 액추에이터를 갖춘 소프트 로봇을 개발했다. 이 공기압 액추에이터는 꼬리, 머리, 몸체 등 로봇의 각 부분에 대한 정밀한 제어능력을 갖고 있다. 로봇의 제어시스템은 액추에이터의 위치를 모니터링하면서 로봇 전체에 대한 동작을 조절할 수 있다.

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이 소프트 로봇은 2개의 실리콘층으로 구성되어 있는 2개의 압력 흡착장치를 갖추고 있다. 실리콘층 사이에 있는 공기가 빠져나가면 흡착장치는 딱딱해지면서 높은 외부의 힘과 토크를 다룰 수 있는 상태로 바뀐다. 또한 공기압 액추에이터와 흡착장치는 로봇 자벌레에 추진력을 줄 수 있도록 동시적으로 작동한다. 실제 자벌레처럼 로봇 자벌레는 몸을 수축 또는 팽창하면서 전진하고 수직벽을 오른다.

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수평면 이동시 초당 21mm, 수직면 이동시 초당 15mm의 속도로 움직인다. 로봇은 수평면에서 자신의 몸무게의 15배에 달하는 500g의 짐을 실고 이동할 수 있으며 수직면에선 20g까지 실을 수 있다.

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궈잉 구 교수는 “소프트 로봇이 수평면과 수직면을 이동하는 기술을 구현한 것은 이번이 처음”이라며 소프트 로봇의 작업 공간을 확장하는 데 기여할 것이라고 했다.

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연구팀은 이번 소프트 로봇 기술을 검사, 청소, 유지보수, 감시 등 영역에 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 앞으로 이 기술을 공기압 뿐 아니라 유압식에도 적용할 수 있을 것으로 보고 있다. 연구팀은 향후 보다 많은 센서를 적용해 로봇의 제어를 자동화하고, 보다 비구조화된 지형과 환경에 맞는 소프트 로봇 기술을 개발한다는 계획이다.

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장길수 ksjang@irobotnews.com

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