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중국 지난대ㆍ광둥공업대, 유해가스 감지 4족 보행 로봇 기술 개발미 화학학회 저널 ‘분석화학’에  연구 논문 발표
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승인 2024.06.11  17:05:41
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중국 지난대(暨南大学)와 광둥공업대학 공동 연구팀이 붕괴된 건물이나 화재 현장에서 유해 가스를 신속하게 채집하고, 유해물질 여부를 빠르게 분석할 수 있는 4족 보행 로봇 기술을 개발했다고 밝혔다.

이 4족 보행 로봇은 등 부분에 대기 가스를 채집할 수 있는 휴대형 질량분석기(MS)를 탑재했다. 로봇은 이동하면서 등 부분의 로봇 팔을 길게 뻗어 대기 채집 작업을 수행한다.

연구팀은 이번 연구 성과를 미국 화학학회 학술지인 ‘분석화학’(Analytical Chemistry)에 발표했다.(논문 제목:Portable Mass Spectrometry for On-site Detection of Hazardous Volatile Organic Compounds via Robotic Extractive Sampling)

이 4족 보행 로봇은 위험한 작업장이나 화재 현장에서 유해 가스나 휘발성 유기화합물(VOCs) 등을 감지하기 위해 대기 샘플을 신속하게 채취해 전문 분석팀에 재빨리 전달할 수 있다. 추가적인 기능 개선이 필요하지만, 위험한 환경에서 4족 보행 로봇의 잠재적 가치가 있다는 점을 보여줬다.

연구팀에 따르면 위험한 작업장이나 화재와 같은 사고 후에 위험 화학 물질이 있는지 대기를 검사하는 것은 과학자와 기술자들에게 중요하지만 매우 위험한 작업이다.

이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 위험 가스와 휘발성 유기 화합물(VOCs·volatile organic compounds)을 채집할 수 있는 대기 샘플링 장치를 장착한 이동식 로봇 감지 시스템을 개발했다. 이 로봇은 지상 임무를 수행하면서 어느 곳에서든지 대기 샘플을 수집할 수 있는 세 개의 니들 트랩 장치(NTDs·Needle Trap Devices)를 탑재하고 있다.

연구팀은 니들 트랩 장치(NTD)를 활용해 유해 VOC를 채집하기 위해 4중 로봇 샘플러를 설계했다. 채집된 대기 샘플은 휴대용 질량 분석기(MS)로 신속하게 식별할 수 있다. 연구팀은 이 '로봇-MS 시스템'을 사용해 다양한 환경에서 독성 물질, 연소 물질 등 위험 VOC를 신속하게 감지하는 데 성공했다고 밝혔다.

연구팀은 쓰레기 처리장, 하수도 시스템, 화학물 창고 등 사람이 접근하기 어려운 다양한 환경에서 4족 보행 로봇을 테스트했다. 이 로봇은 비와 눈이 오는 날씨에 효과적으로 길을 찾는 데 어려움을 겪었지만, 대기 샘플을 채집해 휴대용 질량 분석기(MS)로 전달했다. 위험한 환경에서 기술자를 배치하지 않고도 짧은 시간에 대기 샘플을 분석팀에 보냈다.

연구팀은 이 로봇-MS 시스템이 유해한 화합물을 탐지하기 위한 똑똑하고 더 안전한 접근 방식이라고 소개했다.

이번 연구는 광저우 과학기술 프로그램과 중국 국가자연과학기금위원회의 자금 지원을 받아 이뤄졌다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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