서울대 공대 조규진 교수팀, 보스턴 ‘매스로보틱스 로봇 챌린지’ 우승

‘Form & Function Robotics Challenge’

트랜스포밍 3D 프린팅 로봇 기술 제시

MIT, 하버드, 터프스, 코넬, 스탠포드 제쳐

달 기지 건설, 재난 현장 활용 유용

[이데일리 김현아 기자]서울대학교 공과대학(학장 홍유석)은 기계공학부 조규진 교수팀이 미국 보스턴 컨벤션센터에서 열린 ‘2024 Form & Function Robotics Challenge’에서 1위를 차지했다.

해당 챌린지는 5월 1일부터 2일까지 이틀간 열렸다. 조규진 교수팀은 우주에서의 건설 자동화를 위한 트랜스포밍 3D 프린팅 로봇 기술 제시로 MIT, 하버드, 터프스 등 보스턴 명문 대학과 코넬, 스탠포드 등을 모두 제치고 1위를 차지했다.

MassRobotics 주최 Form & Function Robotics Challenge 참가 사진

(좌측 두 번째부터) 서울대 송재영 연구원, 서울대 정순필 박사과정, 서울대 이해민 박사

어떤 기술인데?

조규진 교수팀은 부채 접기 모양처럼 지그재그 모양으로 겹겹이 접힌 구조가 줄자처럼 감겨 보관될 수 있는, Fold-and-Roll 이중 압축 방법으로 보관될 수 있는 구조를 개발했다.

해당 구조는 수납 시 이중 압축 방법을 통해 높은 압축률로 작은 부피에 수납될 수 있으며, 전개 시에는 종이접기의 원리를 활용하여 지그재그 형태의 주름 구조로 펼쳐짐으로서 단단하게 변화될 수 있다.

이 구조는 모터 1개만을 이용하여 전개 및 수납 작동이 가능하다.

Fold-and-Roll 방식으로 보관될 수 있는 구조들을 이용하여 트랜스포밍 프레임을 구성하였으며, 이 프레임과 기존 3D 프린팅 장치를 융합하여 트랜스포밍 3D 프린팅 장치를 구현하였다.

제작된 트랜스포밍 3D 프린팅 장치는 수납 시 밑변 0.8m, 높이 0.75m의 삼각 기둥 모양에서 최대 밑변 3.4m, 높이 3.6m의 삼각뿔 형태로 전개될 수 있다.

해당 장치는 1.2mm 크기의 노즐이 장착되었으며, 일반적인 3D 프린팅 소재인 PLA 소재를 사용하여 사람보다 큰 구조물의 출력이 가능하다. 이번 대회에서는 대회장 콘크리트 바닥에 2000층의 레이어로 구성된 1.2m의 구조물 프린팅을 시연했다.

사람 접근 어려운 달 기지 건설에 유용

해당 3D 프린팅 장치가 모바일 로봇과 접목될 시, 로봇은 스스로 지정 장소로 이동하여 대형 프레임을 전개, 목표 구조물을 출력한 뒤, 프레임을 접고 다음 작업을 수행하기 위해 이동할 수 있는 건축 자동화 로봇으로의 발전 가능성이 있다.

이러한 기술은 향후 사람이 접근하기 어려운 달 기지 건설 작업에 유용하게 활용될 수 있다.

또한, 이 기술은 충분한 강성 및 강도가 필요한 대형 구조물의 휴대성을 높일 수 있는 기술로, 우주환경 이외에도 대형 구조물이 필요한 건설현장이나 재난현장 등 각종 분야에 활용 가능할 것으로 기대된다.

이 연구를 공동 수행한 인간중심소프트로봇기술연구센터(센터장 조규진 교수)는 2016년부터 기계공학, 전산공학, 의학, 의류학, 운동역할을 포함한 다양한 학문분야의 융합연구를 통해 인간의 운동 능력 증진을 위한 다양한 착용형 소프트 로봇을 개발하고 있다.