▲ MIT 연구진이 개발한 3D프린팅 기술의 개념도

'유압식 동력(Hydraulic Power)'으로 움직이는 로봇을 3D프린터로 제작할 수 있는 기술이 개발됐다.

'MIT테크놀로지 리뷰'에 따르면 MIT 로봇 과학자인 '로버트 맥커디(Robert MacCurdy)'와 동료 연구자들은 유압식 동력 기기를 제작할수 있는 3D프린팅 기술을 개발했다.

연구팀에 따르면 '유체'는 현대 로봇에서 중요한 부분을 담당하고 있다. 유체는 복잡한 장치를 통해 '동력'을 만들고 제어하며 전달하는 역할을 한다. 흔히 이에 관한 공학을 '유압식'이라고 표현한다. 하지만 유압식 부품의 문제점은 압력이 가해지는 파이핑 구조가 해당 장치의 다른 부품과는 독립적으로 움직이는 시스템으로 취급받는다는 점이다. 이는 로봇의 설계 및 개발에 중요한 영향을 미친다. 유압식은 로봇의 구조를 매우 복잡하게 만들고 로봇을 개발, 작동, 유지에 들어가는 시간도 많이 요구한다.

이번에 MIT 연구진은 유압식 제품을 어떠한 디자인과도 통합할 수 있는 3D프린팅 기술을 개발했다. 이 기술을 적용하면 단번에 유압식 기계를 제조할 수 있다. 연구진은 "지금까지는 견고한 고성능 '힘(동력)' 전달 요소를 3D프린팅으로 만든 구성 부분과 통합할 수 있는 수단이 없었다"고 밝혔다.

이번에 개발된 3D프린팅 기술은 동시에 여러 재료를 활용할 수 있는게 특징이다. 유연성, 색상 등 다른 속성을 간직하고 있는 재료들을 통합해 프린팅 할 수 있다. 3D형상을 만들기 위해 우선 유체 잉크 재료를 3D프린터에 투입한 후 적외선을 활용해 경화시킨다. 이어 계속 재료를 투입해 3D 형상의 첫번째 층을 만드는 방식이다. 여기서 중요한 것은 '유압식에 들어가는 유체'를 다른 프린팅 재료처럼 취급한다는 것. 경화된 프린터 잉크를 적외선에 반응하지 않는 유체로 바꾸는 방식이다. 유체는 경화되지 않은 채 다른 재료와 달리 유체 상태를 유지한다.

이 같은 기술을 활용하면 유체로 채워진 복잡한 회로를 갖춘 물체를 만드는 게 가능해진다. 회로 안은 밀폐되어 있기때문에 압력을 가하면 힘이 다른 곳으로 전달된다. 또한 유연성 있는 프린팅 재료는 압력이 변화하면서 기계적인 움직임에 변화를 준다.

맥커디와 동료들은 이번에 개발된 기술을 입증하기위해 다양한 종류의 유압식 장치를 3D프린터로 제작했다. 예를 들어 기어 펌프를 만들어 기능을 구현했으며, 유체를 통해 힘을 전달하는 벨로우즈(Bellows) 타입의 액추에이터도 제작했다. 유압식 그리퍼도 제작해 달걀과 같은 깨지기 쉬운 물체를 들어올리는 시험도 진행했다.