[지디넷코리아]
별도 전력 공급 없이 빛만으로 188번 연속 점프에 성공한 소프트 로봇이 등장해 주목받고 있다고 과학매체 인터레스팅엔지니어링이 최근 보도했다.
원중 옌(Wenzhong Yan) 미국 캘리포니아대학교 데이비스캠퍼스 기계·항공우주공학과 조교수가 주도한 이번 연구는 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’에 게재됐다.
곤충 크기의 소프트 로봇은 컴퓨터 칩이나 전선, 배터리 없이 오직 소재의 물리적 특성만으로 구동된다. 별도 모터나 내장 프로세서 없이 구조 자체의 기하학적 설계와 재료 반응을 통해 스스로 구부러지고, 튕기듯 움직인 뒤 원래 상태로 되돌아간다.
로봇은 ‘액정 엘라스토머’라는 고무와 유사한 소재로 제작됐다. 이 소재는 빛에 노출되면 형태가 변하는 특성을 지닌다. 빛을 받으면 엘라스토머가 수축하면서 곡선형 빔 구조에 탄성 에너지를 저장하고, 저장된 에너지가 임계점에 도달하면 순간적으로 방출되며 로봇을 공중으로 솟구치게 한다.
점프 과정에서 로봇이 스스로 그림자를 만들어 빛을 차단하면 소재가 식으면서 원래 형태로 복원된다. 이 과정이 반복되면서 연속적인 점프가 가능해진다.
연구진은 당초 지속적인 조명 아래에서 로봇이 몇 차례 점프한 뒤 멈출 것으로 예상했다. 그러나 실험 결과 로봇은 멈추지 않고 188회 연속 점프를 기록했다. 옌 교수는 “정말 신나고 놀라운 일이었다. 전혀 예상하지 못했던 결과”라고 밝혔다.
또한 성능 한계를 확인하기 위해 추가 하중을 실은 실험에서도 로봇은 자체 무게의 최대 1700배에 달하는 약 300밀리그램(㎎)을 운반하면서도 기능 저하를 보이지 않았다.
연구진은 움직임을 소프트웨어로 프로그래밍하는 대신, 반복 동작이 자연스럽게 발생하도록 기하학적 구조와 소재 조성을 설계했다. 즉, 지능을 전자 장치가 아닌 재료 자체에 내재화한 것이다.
연구진은 실험실 시연을 넘어 실제 환경에서의 활용 가능성도 탐색하고 있다. 대표적인 응용 분야로는 산불 감시가 거론된다.
연구진은 “기본 구상은 로봇이 센서를 탑재한 채 계속 점프하도록 하는 것”이라며 “연기나 불꽃을 감지하면 산불을 모니터링하는 담당자에게 신호를 보내는 방식”이라고 설명했다.
이어 “이 시스템은 다양한 환경 요인을 감지할 수 있는 역동적이고 분산된 네트워킹 체계로 발전할 수 있다”고 덧붙였다.