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美 오하이오주립대, 모터없이 작동하는 문어 닮은 로봇팔 개발조지아공대와 공동 연구...PNAS에 연구논문 발표
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승인 2021.09.01  14:13:26
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▲ 오하이오주립대와 조지아공대 연구진이 개발한 소프트 로봇팔. (사진=오하이오대)

美 오하이오주립대와 조지아공대 공동 연구팀이 모터 없이도 문어처럼 부드럽게 움직이는 로봇팔을 개발했다고 테크익스플로어가 31일(현지 시각) 보도했다. 이 로봇팔은 주변 자기장의 변화에 반응해 움직인다.

이번 연구 성과는 미국 국립과학원회보(PNAS·Proceedings of the National Academy of Sciences)에 발표됐다.

연구진은 대부분 로봇팔이 모터와 제어장치 때문에 무거워진다는 점에 착안해 모터와 제어장치가 필요없는 로봇팔을 만들겠다는 목표를 세웠다. 로봇팔은 모터와 제어장치 대신 주변 자기장의 영향을 받아 움직인다.

연구진은 문어와 전통적인 크레슬링 종이접기에서 영감을 얻었다. 문어발의 부드러운 동작을 모방하기위해 여러 개의 세그먼트(segment)들로 이뤄진 로봇팔을 구상했다. 각각의 세그먼트는 6각형의 부드러운 이중 실리콘 판(dual silicon plates)으로 만들어졌으며 자성입자(magnetic particles)를 포함하고 있다. 실리콘 판들은 크레슬링 종이접기(오리가미) 패턴에 맞춰 플라스틱 패널을 통해 연결된다.

각각의 세그먼트는 실리콘 판에 연결되며 제어 가능한 자기장에 배치된다. 세그먼트들은 자성물질을 함유하고 있기 때문에 자기장의 매개 변수를 변경하면 개별적인 제어가 가능해진다.

연구진은 마치 아코디온을 연주하는 것과 유사하게 각각의 세그먼트를 비틀어 압축하거나 잡아당겨 늘리는 방식으로 로봇팔의 길이를 변경할 수 있도록 했다. 자기장을 컴퓨터화하면 간단한 게임 컨트롤러를 사용하는 것처럼 로봇팔을 정교하게 제어할 수 있다. 세그먼트 수, 플레이트 크기 및 구부러짐의 정도를 조정해 사용자에 맞게 커스터마이징하는 것이 가능하다.

연구진은 이 로봇팔이 힘이 강하지는 않지만 힘보다 정교한 기술이 필요한 로봇팔을 설계하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 보고 있다. 힘보다는 높은 수준의 정확성이 요구되는 의료 분야에서 유용하게 활용할 수 있다는 설명이다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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