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"오징어의 제트추진력, 수중 로봇 설계에 반영해야"영국 '스트래스클라이드대' 연구진 '유체 물리학'지에 발표
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승인 2020.11.10  17:31:48
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오징어의 제트 추진력이 수중 로봇의 설계에 도움이 될 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

과학전문 저널인 ‘피즈닷오알지’에 따르면 영국 스코트랜드 글래스고에 위치한 스트래스클라이드대(University of Strathclyde) 연구팀은 오징어 등 두족류 동물들이 수중에서 발휘하는 제트 추진 메카니즘을 수중 로봇의 설계에 반영하면 효율적인 수중 로봇의 설계 및 개발이 가능할 것이라는 연구 결과를 내놓았다.

스트래스클라이드대와 미국 및 중국 과학자들의 공동 연구로 진행된 이번 연구 성과는 전문 저널인 ‘유체 물리학’에 발표됐다.

▲ 연구팀은 오징어가 제트 추진력을 발휘하는 시험을 했다.

연구팀은 오징어의 제트 추진력의 비밀을 연구하기 위해 오징어 형태의 2-D 유영체 모델을 개발했다. 이 모델은 압력 챔버를 갖고 있으며 몸 표면에 유연한 덮개를 갖고 있다. 노즐을 통해 물이 들어갔다 나오면서 압력 챔버를 가득 채우거나 비운다. 압력 챔버에 물이 드나드는 방식으로 오징어의 제트 추진력이 구현된다.

스트래스클라이드대 양 뤄(Yang Luo) 연구원은 “오징어는 강력한 제트 추진력을 무기로 반대 방향으로 움직인다. 압력 챔버에 물이 들어오면 몸체가 부풀고, 물이 빠져나오면서 몸체가 줄어들면 제트 추진력이 생긴다"고 설명했다.

연구팀에 따르면 오징어의 제트 추진력의 효율성은 물 흐름이 빨라질 때 더욱 높아지는 것으로 나타났다. 또한 연구팀은 제트 추진시 주변에 불안정한 소용돌이 현상이 발생하는 것을 확인했다. 양 뤄 연구원은 ”오징어가 제트 추진력을 발휘하면 한꺼번에 압력이 외부로 터져나오고 이어 오징어가 관성적인 흐름에 따라 움직인다“며 젊고 성숙한 오징어들이 갓 태어난 오징어보다 격류에서 보다 효율적으로 움직이는 것을 확인했다고 밝혔다.

젊은 성숙한 오징어들은 제트 추진력뿐 아니라 머리 윗부분에 있는 지느러미(fin)를 진동하는 방식으로 소용돌이 주변의 불안정성을 극복하는 것으로 나타났다. 연구팀은 소용돌이 주변의 불안정성을 극복하는 메카니즘을 수중 로봇에 적용하면 효율적인 수중 로봇 설계가 가능하다고 지적했다.

수중 로봇의 지속적인 제트 추진력이 지속적으로 우호적인 영향을 미치지 않더라도 특정한 조치를 취하면 제트 추진력을 갖춘 수중 로봇이 격류에서 보이는 불안정성을 완화할 수 있다는 설명이다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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