미 컬럼비아대 과학자들이 자연 상태의 근육보다 3배 정도 강한 소프트 액추에이터를 개발했다고 과학 전문 매체 ‘phys.org’ 등 매체들이 보도했다.

컬럼비아대 ‘크리에이티브 머신즈 랩’을 이끌고 있는 '호드 립슨(Hod Lipson)' 교수 등 연구진은 3D프틴터를 활용한 합성 소프트 근육을 개발했다. 이 소프트 액추에이터는 기존 소프트 로봇과 달리 외부의 압축기나 고전력 장비를 사용하지 않는 게 특징이다.

기존 소프트 로봇은 외부 압축기 등 장비를 이용해 소프트 로봇 안으로 공기나 물을 넣어 압력을 조절하는 방식을 사용한다. 이번에 개발된 소프트 액추에이터는 자연 상태의 근육보다 긴장밀도(strain density,그램당 확장 능력)가 15배 크고, 자신 무게의 1000배를 들어올릴 수 있다. 연구진은 관련 성과를 '네이처 커뮤니케이션스‘지에 게재했다.

연구팀은 에타놀로 이뤄진 실리콘 고무 매트릭스를 재료로 사용했다. 실리콘 고무의 탄성과 극단적인 부피 변화의 속성을 결합했다. 만들기 쉽고, 비용도 적게 들며 환경친화적이란 설명이다.

▲ 이번에 개발된 소프트 액추에이터를 적용한 인체 팔 모형

3D 프린터로 원하는 형태를 만든 후 얇은 저항 전선을 연결하고 8V 저전력을 이용해 80도까지 가열하면 인공 근육이 900%까지 확장된다. 연구팀은 사람 팔 모양의 기구를 제작한 후 소프트 액추에이터를 설치, 사람의 이두박근처럼 기능하도록 했다. 잡아당기고 밀고 구부리는 동작을 사람의 근육처럼 구현했다.

연구팀은 향후 소프트 액추에이터 안에 들어간 전선을 전도성 재질로 바꾸고, 인공근육의 반응 시간을 더 빠르게 하는 연구를 진행한다. 또 근육을 제어하는 법을 학습할 수 있는 인공지능 기술도 적용할 계획이다.