美 피츠버그대, 4cm 크기 곤충형 로봇 개발

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▲ 곤충에서 영감을 받아 개발한 곤충형 로봇.(사진=피츠버그대)

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미 피츠버그대 연구진이 곤충으로부터 영감을 받아 약 4cm 크기의 곤충형 로봇을 개발했다. 사람이 접근하기 힘든 아주 좁은 공간이나 혹독한 환경에서 작업을 수행하는 데 적합한 로봇이다.

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지난 3일(현지 시각) 테크엑스플로어 보도에 따르면 피츠버그대 스완슨공학대학원 박사과정 재학생인 쥔펑 가오(Junfeng Gao) 등 연구진은 벼룩이나 개미처럼 아주 비좁은 공간에 침투할 수 있는 곤충으로부터 영감을 얻어 소형의 곤충형 로봇을 개발했다, 연구팀은 연구 논문을 전문 저널인 ‘어드밴스드 머티리얼스 테크놀로지스’에 게재했다.

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쥔펑 가오는 "이 로봇들은 영상 촬영이나 환경 평가를 위해 밀폐된 구역에 접근하거나 물 샘플을 채취하거나 구조 평가를 수행하는 데 사용될 수 있다"며 "곤충은 갈 수 있지만 사람은 갈 수 없는 밀폐된 장소에 접근하고 싶다면 이 로봇이 유용할 것"이라고 말했다.

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연구팀에 따르면 갯가재, 덫개미(trap-jaw ants), 벼룩 등 소형 생물들은 표면을 기어다니는 것보다 가로질러 점프하는 게 에너지 효율성이 더 좋다. 연구팀은 이 같은 '충동적인 동작'을 중합체(폴리머) 인공근육으로 만들어진 곤충형 로봇으로 재현했다.

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이번 연구를 주도한 라비 섕카 교수는 “이 같은 동작은 마치 화살이 끼워져 있는 활의 시위를 당기는 것과 유사하다. 로봇은 화살이 활에서 방출되는 것처럼 에너지를 축적해 충동적으로 튀어나온다”고 말했다. 연구팀은 인공근육이 어떻게 충동적인 동작을 실행할 수 있을까 고민했다. 해답은 인공근육의 분자 질서(molecular order)와 기하학의 상호작용에 있었다.

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고분자(중합체) 인공근육의 구부러진 모양은 그것이 동력을 얻을 때 에너지를 만들 수 있도록 해준다. 연구 논문 공동 저자인 모센 타브리지 박사과정 학생은 "분자들이 근육에서 정렬되는 방식은 자연에서 영감을 얻었다“며 이는 수 볼트 이하의 전기를 사용해 수행할 수 있다고 말했다.

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장길수 ksjang@irobotnews.com

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