세계투데이 - ‘소프트’ 로봇 기술, 미래 첨단산업 변화 기대 ↑

3차원 전열(電熱)작동장치 개발, 이전 2차원 연구와 차별화
보안, 항공, 수술, 웨어러블 전자제품 등 다양한 분야 적용 새바람 기대

▲토론토 대학교

토론토대학의 공학 연구원들이 몸을 움츠렸다 폈다 하면서 앞으로 나아가는 자벌레 같은 움직임으로 기어 다닐 수 있는 소형로봇을 만들었다며, 그 기 초기술은 언젠가 항공산업에서 스마트 웨어러블에 이르기까지 첨단산업을 변화시킬 수 있을 것이라고 사이언스데일리가 지난 7일(현지시간) 전했다.

 

스마트 소재를 전문분야로 하고 있는 하니 나가이브 교수와 그의 연구팀은 최근, 전기적 또는 열적 변화에 물리적으로 반응하도록 프로그래밍 될 수 있 는 특수 고분자화합물 전열(電熱)작동장치(electrothermal actuators, ETAs) 개발에 몰두하고 있다.

 

전열(電熱)작동장치는 가령, 근육 반사작용을 흉내내도록 프로그래밍 될 수 있으며 추울 때는 움츠렸다가 뜨거울 때는 이완할 수 있다.

 

나가이브 교수와 그의 연구팀은 이 기술을 로봇분야에 적용해 기어다니고 몸을 동그랗게 웅크릴 수 있는 '소프트' 로봇을 만들고 있다. 그들은 이것이 언젠가 제조업에서 특정 작업을 수행하는 덩치가 크고 금속으로 도금된 로 봇을 대체할 수 있을 것이라고 믿고 있다.

 

나가이브 교수는 현재 산업현장에서 사용되고 있는 로봇은 무겁고 견고하 며 안전상의 위험을 내포하고 있기 때문에 작업현장에서 일하는 노동자들로 부터 격리돼 있다고 지적한다.

 

하지만 "제조업은 수요를 충족시키기 위해 현대화하고 있으며 점점 더 인간과 로봇의 상호작용을 통합하는 방향으로 움직이고 있다"면서 "작고 유연하면서 작업현장에 적응이 빠른 로봇들이 인간과의 협업을 담보할 수 있다"고 제안한다.

 

반응성 소재는 지난 수십 년 간 연구돼 왔지만, 나가이브 교수 연구팀이 그 것의 움직임을 프로그래밍 하는 새로운 접근법을 발견해 최근에 과학 전문 지인 사이언티픽리포츠지에 발표한 논문에서 자벌레처럼 움직이도록 프로그 래밍 된 소재의 움직임을 증명하는 쾌거를 보여주었다.

 

"기존의 연구들은 무자극 상태로 펴져 있는 전열(電熱)작동장치 프로그래밍 의 세부사항만을 기록하고 있고, 2차원 구조의 형상 프로그래밍성의 한계 때 문에 반응은 단지 굽힘동작에 불과하다”고 이 논문의 주저자인 박사과정 학 생 유첸 선은 설명한다.

 

하지만 이와는 대조적으로, 유첸 선과 논문 공동저자들은 3차원 무자극 상 태의 전열(電熱)작동장치를 만들었으며, 그들은 형태와 움직임에 있어 훨씬 더 많은 가능성을 열어주는 열 유도 긴장성이완 양생법(養生法)을 사용했다.

 

한편, 나가이브 교수는 “이러한 프로그래밍 가능한 형태변환형 소프트 로봇 은 제조업에만 그치지 않고 보안, 항공, 수술, 웨어러블 전자제품 등과 같은 다양한 분야에 새바람을 불러올 수 있을 것”이라 말하며 "가스 누출이나 화 재 등 인간이 처할 수 있는 재난상황에서 기어다니는 소프트 로봇에 센서를 장착해 유해환경을 측정할 수 있다"고 덧붙여 향후 소프트 로봇이 더 다양 한 용도와 분야에서 적용되고 활약할 수 있을지 관심과 기대가 모아진다.

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