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물체 감지·포획하고 오염물까지 털어내는 '거미줄 로봇' 개발

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원래 길이 3배까지 늘어나…'사이언스 로보틱스' 게재

뉴스1

전기적으로 주변의 물체를 감지해 포획하고 오염물을 스스로 털어내는 '거미줄 로봇'이 개발됐다. (한국연구재단 제공) 2020.07.16/뉴스1

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(서울=뉴스1) 조소영 기자 = 전기적으로 주변의 물체를 감지해 포획할 뿐만 아니라 불필요한 오염물을 스스로 털어내는 '거미줄 로봇'이 개발됐다.

16일 한국연구재단은 선정윤·김호영 서울대학교 교수 연구팀(제1저자 이영훈·송원준 연구원)이 거미의 먹이잡기를 모사해 이같은 로봇을 개발했다고 밝혔다.

손바닥 크기의 방사형 거미줄을 닮은 이 로봇은 수 센티미터 거리 정도의 주위에 강력한 전기장을 만든 뒤 주변에 있는 물체를 자극(전기적 분극을 유도), 강한 정전기적 인력으로 물체를 포획한다.

즉 물체 표면에서 나오는 전기장을 감지함으로써 물체와의 상대적 거리를 감지해 실제로 접촉하지 않고도 접근을 알아내는 것이다. 이후 충분히 접근했을 때 물체를 자극해 끌어당긴다. 아울러 이렇게 되면 의도치 않은 물체에 의한 오염도 피할 수 있다.

이는 마치 정주성 거미가 최소한의 그물만 만든 뒤 먹이가 거미줄에 걸리면 진동을 감지, 추가 거미줄을 쳐 먹이의 탈출을 막는 것과 비슷하다. 접착력이 강한 거미줄의 오염을 최소화하려는 전략이기도 하다.

그럼에도 불구하고 거미줄 로봇이 오염됐을땐 로봇에 교류 고전압을 인가해 오염물을 제거할 수 있다. 인가된 교류 전압의 진동수가 로봇의 공명 진동수와 일치하게 되면 로봇은 초당 수백 번까지 빠르게 진동하면서 표면의 오염물을 관성력을 이용해 튕겨낼 수 있다.

거미줄 로봇의 모든 구성요소는 이에 따라 젤이나 탄성체 등 신축성 소재로 만들어져 원래 길이의 3배까지 늘어날 수 있다. 이러한 신축성을 기반으로 거미줄 로봇은 자체 무게 0.2g 보다 68배나 무거운 물체를 포획하기도 했다.

거미줄 로봇은 또 투명, 반투명한 소재로 만들어져 다양한 환경에서 위장을 하는 데에도 유리하다.

연구팀은 이번 개발이 소프트 로봇을 구성하는 다양한 요소를 상호보완적으로 통합하는 차원에서 의미가 있다고 밝혔다. 소프트 로봇은 딱딱한 금속이 아닌 유연한 소재로 만든 로봇을 뜻한다.

아울러 인공근육과 전자피부, 로봇 팔 등에 주요한 설계 변경 없이도 추가적 기능을 부여할 수 있을 것이란 기대다.

과학기술정보통신부, 한국연구재단 나노소재기술개발사업, 리더연구지원사업, 선도연구센터지원사업의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 이날 로봇공학 분야 세계적 학술지 '사이언스 로보틱스(Science Robotics)' 저널의 표지논문으로 게재됐다.
cho11757@news1.kr

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