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美 노스웨스턴대, 걷고 구르고 물건 나르는 소프트 로봇 개발체내 약물 전달, 오염물질 정화 등 활용 기대
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승인 2020.12.11  17:27:31
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▲ 이 소프트 로봇은 물건을 감싸안고 목적지까지 옮길 수 있다.(사진=노스웨스턴대)

미국 노스웨스턴대(Northwestern University) 연구팀이 빛과 자기장으로 이동하며 물건을 나르는 소프트 로봇을 개발했다고 ‘뉴아틀라스’ 등 매체들이 보도했다.

이 로봇은 너비 1cm의 다리 4개 달린 수중로봇으로, 생김새는 문어를 연상케 한다. 몸체는 주로 물로 이뤄진 하이드로젤로 대부분 구성돼 있다. 이 물질은 니켈 나노와이어(Nano Wire)로 이뤄진 골격을 감싸고 특별 제작된 폴리머 분자를 함유하고 있다. 이같은 재료의 조합 덕분에 물속에서 걷는 것이 가능하다.

평상시에는 평평하게 엎드려 있으나 빛에 노출되면 몸을 구부려 서 있게 된다. 빛을 받아 로봇 안에 있는 분자들이 소수성(물 분자와 쉽게 결합하지 않는 성질)을 띄며 몸체 내부에 있는 물을 밀어내는 원리다. 이후 서 있는 상태에서 회전 전자기장에 노출시키면 나노와이어 골격의 도움을 받아 앞으로 나아간다. 빛을 없애면 다시 평평한 상태로 돌아가며, 빛과 자기장으로 같은 과정을 반복할 수 있다.

로봇은 1초에 한걸음씩 걷는 사람과 동일한 속도로 이동한다. 이는 같은 종류의 로봇과 비교해 볼 때 평균보다 꽤 빠른 속도에 해당된다. 이전 연구에서는 몸을 구부리는데 수분이 걸렸고, 한걸음 내딛는데만 12시간 이상 필요했다.

▲ 이 소프트 로봇은 등 뒤에 끈적한 물건을 붙이는 식으로 짐을 운반할 수 있다.(사진=노스웨스턴대)

이번 연구의 공동저자인 ‘모니카 올베라 드라 크루즈(Monica Olvera de la Cruz)’는 “우리는 걷기와 조향 동작을 결합해 자기장의 구체적인 순서를 프로그래밍 할 수 있다”며 “이를 통해 로봇을 원격으로 조종하고 평평하거나 경사진 곳에서 경로를 따르도록 지시할 수 있다. 이같은 프로그래밍 기능은 복잡하고 좁은 통로에 있는 로봇에게 길을 안내하는 것을 가능하게 한다”고 설명했다.

로봇은 물건을 옮길 수 있는 능력도 있다. 물건을 다리로 감싸안고 구르거나 끈적한 물질을 등 뒤에 붙여 기어갈 수 있다. 목적지에 도착하면 몸체를 뒤집어 내려놓거나 춤을 추듯 회전하면서 떼어낸다. 규모를 축소하면 화학 반응 촉진, 오염물질 정화, 체내 약물 전달 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구 결과는 전문 저널인 '사이언스 로보틱스'에 실렸다.

조상협  robot3@irobotnews.com
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