로봇용 인공 근육이 부드러운 나비 날갯짓 감쪽같이 구현

연합뉴스 | 입력 08/21/2019 17:17:15
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수선화가 피는 모습과 나무 위에 앉은 나비 날갯짓을 인공 근육으로 시연[KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]


KAIST 오일권 교수팀 '맥신 기반 소프트 액추에이터' 개발

 

국내 연구진이 실제 나비와 꽃처럼 부드럽게 구동할 수 있는 로봇용 인공 근육을 만들었다.

 

22일 한국연구재단에 따르면 오일권 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 교수 연구팀은 소프트 로봇에 도입할 수 있는 구동장치 '소프트 액추에이터'를 개발해 학계에 보고했다.

 

이날 국제 학술지 '사이언스 로보틱스'(Science Robotics)는 오 교수팀의 성과를 표지 논문으로 실었다.

 

소프트 로봇은 인간과 물리적으로 접촉해도 상처를 주지 않는 것을 목표로 한다.

 

의료용 내시경이나 수술용 바늘이 그 좋은 사례다. 최근엔 탐사와 재난구조, 제조 등 분야로 활용 범위를 넓힐 추세다.

 

핵심은 폴리머나 고무처럼 부드럽고 신축성 있는 재질로 제작하는 데 있다.

 

소프트 로봇 주요 부품으로는 소프트 액추에이터가 있다. 생체 근육처럼 탄성력과 유연성을 가져 '인공 근육'으로 부르기도 한다.



맥신 기반 소프트 액추에이터 메커니즘과 맥신 구성도[KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]


연구팀은 맥신(MXene)을 전극 소재로 활용해 잘 구부러지는 소프트 액추에이터를 구현했다.

 

차세대 나노 물질로 여겨지는 맥신은 1㎚(나노미터·10억분의 1m) 두께의 매우 얇은 신소재로, 우수한 전기 전도성을 특징으로 한다.

 

개발된 인공 근육은 낮은 전압에서 1초 만에 반응하는 데다 높은 굽힘 변형률을 나타냈다.

 

1만8천번 이상 구부렸다가 펴도 성능 변화가 거의 없었다.

 

연구팀은 내친김에 나비의 부드러운 날갯짓이나 수선화가 시간에 따라 피고 지는 모션을 구현한 소프트 로봇까지 제작했다.

 

움직이는 예술 소품(키네틱 아트)에까지 기술을 적용해 본 것이라고 연구팀은 덧붙였다.오일권 교수는 "기존 인공 근육의 낮은 변형률과 짧은 구동 수명 한계를 극복했다"며 "인간의 오감 증강, 헬스케어, 능동형 생체 의료 등 분야에 도움이 될 것"이라고 말했다.

 

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 리더연구자 지원사업(창의연구지원) 등으로 수행했다.