미 퍼듀대는 '램시즈 마티네즈 (Ramses Martinez)' 교수팀이 3D프린터를 사용해 소프트 로봇을 빠르게 설계 및 제조할 수 있는 새로운 설계 방법을 개발했다고 밝혔다. 퍼듀대 연구진은 이 같은 소프트 로봇 설계 방법을 적용하면 앞으로 수요가 증가할 것으로 예상되는 간병 로봇 개발 등에 활용할 수 있다고 설명했다.

전문가들은 오는 2050년까지 60세 이상의 고령자 인구가 배 이상 증가할 것으로 예상하고 있다. 현재 노인들을 대상으로 간병 로봇 개발이 활발하게 이뤄지고 있지만 노인들과 물리적으로 접촉시 신체적 위해 등을 초래할 수 있을 것으로 우려되고 있다. 따라서 앞으로는 노인들과 정서적인 교감뿐 아니라 물리적인 접촉시에서 신체적 위해를 초래하지 않는 부드러운 재질의 소프트 로봇 기술이 적극 채택될 필요성이 높아지고 있다.

현재 개발된 소프트 로봇은 외부에서 만지면 형태를 변경하는 구조를 갖고 있지만 비교적 복잡한 설계와 제작 방법 때문에 상용화가 쉽지 않은 상황이다.

퍼듀대 연구진이 개발한 소프트 로봇 설계 방법은 소프트 로봇의 설계 및 제조를 3D 프린터를 이용해 효율적으로 할 수 있다는 장점을 지니고 있다.

이번에 개발한 방법론은 우선 사람 신체 등 바이오 모델을 바탕으로 소프트 로봇의 CAD 파일을 만든다. 이어 사용자가 CAD 파일에 소프트 로봇 주요 관절의 동작 또는 움직이는 방향 등을 지정해준다. 이후 고속 컴퓨터 알고리즘을 이용하면 CAD 파일이3D 구조의 소프트 머신(ASM,architected soft machine)으로 변환된다. 이 ASM을 3D 프린터를 이용해 실제 소프트 로봇으로 제작할 수 있다는 것.

연구팀은 "ASM이 쉽게 물건을 쥐거나 기어가는 복잡한 동작을 실행할 수 있도록 해주며 향후 보다 가볍고 자율성을 갖춘 소프트 로봇으로 발전하게 된다“고 지적했다. 주변 환경 변화에 맞춰 소프트 로봇이 스스로 형태를 바꾸는 게 가능해진다는 설명이다. 이 기술은 간병 로봇, 재해복구 지원용 로봇, 아동용 로봇 등에 적용 가능할 것으로 기대된다. 이번 연구는 전문 저널인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)' 최신호에 게재됐다.