미국 럿거스대(Rutgers University) 연구팀이 3D 프린터로 만드어진 스마트 겔(smart gel) 로봇을 이용해 물속에서 걷게 하거나 물건을 잡아 옮기는 실험에 성공했다. 이 기술을 활용하면 문어처럼 유연한 성질을 갖는 소프트 로봇을 만들 수 있다.

‘럿거스 투데이’에 따르면 럿거스대 이호원 교수, 한대훈 박사과정, 트레이시 스콧 박사후 연구원, 고려대 최원준 교수 등으로 이뤄진 연구팀은 유연성 재료인 스마트 겔을 이용해 다양한 형태로 3D 프린팅할 수 있는 소프트 로봇 기술을 개발했다.

스마트 겔로 불리는 하이드로겔은 70%가 물로 이뤄져 있어 문어나 애벌레와 같은 다양한 형태로 만들 수 있다. 하이드로 겔은 빛, 온도, 전기에 반응하는 성질을 갖고 있다. 연구팀은 하이드로 겔에 전기를 통해 활성화하는 방식으로 겔을 수축 또는 팽창하도록 유도해 스스로 움직이거나 물건을 잡아 옮길 수 있도록 했다.

럿거스대 기계우주항공학과 이호원 교수는 “우리의 3D프린팅 스마트 겔은 물을 많이 함유하고 있으며 부드러운 성질을 갖고 있는 인간의 조직과 유사하기 때문에 바이오 엔지니어링 분야에 적용할수 있는 잠재력이 크다”며 “문어와 같은 실제 해양 동물을 모사한 다양한 형태의 수중 디바이스에 사용될 수 있다”고 말했다.

연구팀은 3D프린팅 과정에서 겔을 빛에 노출했다. 이와 함께 소금물이나 전해질 용액속에 위치한 하이드로 겔에 전기를 통과시켜 활성화하는 방식으로 물속을 걷게 만들거나 물건을 잡아 옮기도록 했다. 연구팀은 스마트 겔을 이용해 2.5cm 크기의 사람 모양의 소프트 로봇을 제작해 소금물 용액에 담근후 테스트했다. 스마트 겔의 동작 속도는 겔의 두께에 따라 달라진다. 겔이 얇을수록 빨리 움직인다. 또한 겔의 형태는 전기장의 강도나 전해질의 소금 농도의 변화에 따라 달라진다. 연구팀은 스마트 겔을 이용하면 향후 인공장기나 인공근육을 만드는게 가능해질 것으로 보고 있다.