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에스토니아 타르투대, 거미 다리 모방한 소프트 로봇 개발‘어드밴스드 펑셔널 머트리얼스’에 연구 논문 발표
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승인 2024.05.17  15:14:45
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에스토니아 타르투대(University of Tartu) 연구팀이 거미의 다리를 모방한 소프트 로봇을 개발했다고 16일 밝혔다.

타르투대 인드렉 머스트 교수팀은 오이 거미(cucumber spider)의 다리를 모방해 로봇 다리를 만들었다. 이번 연구는 이탈리아기술연구원(IIT·Istituto Italiano di Tecnologia)과의 협력으로 이뤄졌으며, 전문 학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머트리얼스’(Advanced Functional Materials)에 게재됐다.(논문 제목:‘A Spider Leg-Inspired mm-Scale Soft Exoskeleton Enabled by Liquid via Hydration and Charge Transport‘)

연구팀에 따르면 유기체는 몸속의 유체를 활용해 장기, 혈관, 근골격계 전체를 엮는다. 예를 들어, 거미 몸 안에 있는 혈액 같은 액체인 혈림프(hemolymph, 개방혈관계를 갖고 있는 동물들의 체액. 혈액과 림프의 기능을 모두 갖고 있다)는 근육 활성화와 외골격 유연성을 돕는다.

연구팀은 에스토니아에 살고 있는 오이 거미에서 영감을 받아 부드러운 부분과 단단한 부분이 함께 동작하면서 액체로 연결된 복잡한 소프트 로봇을 만들었다고 설명했다.

소프트 로봇 전문가인 인드렉 머스트 교수는 “우리의 목표는 야생에서 효과적인 천연 물질과 인공 물질을 이용해 로봇시스템을 만드는 것이다. 이 로봇 다리는 섬세한 물체를 만질 수도 있고, 살아있는 거미처럼 복잡한 환경에서 이동할 수 있다”고 말했다.

▲ 거미의 다리를 모방한 소프트 로봇의 동작 원리

연구팀은 로봇의 발이 어떻게 거미줄, 꽃가루 알갱이, 다년초 앵초(primrose)의 수술을 접촉하는지를 보여줬다. 소프트 로봇은 매우 작고 섬세한 구조물을 손상시키지 않으면서 상호 작용할 수 있다.

손톱만한 크기의 로봇 다리는 가벼운 경화성 수지 외골격과 폴리피롤(polypyrrole)로 만들어진 인공 근육으로 이뤄져 있다. 자연 근육과 유사하게, 소프트 로봇은 전기 신호에 의해 활성화된다. 전체 외골격은 수지로 만들어진 단단한 힘줄과 전기 활성 고분자 인공근육을 감싸고 있는 전해질 용액을 포함하고 있다. 전해질 용액은 거미의 혈림프처럼 작용하고 움직임뿐만 아니라 외골격의 특성에 영향을 미친다. 액체는 외골격을 더욱 유연하게 만들며 고분자(폴리머)의 모양이 변하면서 다리를 움직이도록 한다.

연구팀은 향후 이 로봇 기술이 수술용 나노 로봇이나 재난 지역에서 생존자를 찾는 로봇 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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