미국 노스캐롤라이나주립대학(NCSU) 과학자들이 자기장을 이용해 소프트 로봇의 움직임을 제어하고 원격 조정할 수 있는 기술을 개발했다.

테크크런치에 따르면 NCSU의 과학자들로 구성된 연구팀은 생물학에서 영감을 얻어 자기장으로 주변 공간에서 움직이는 소프트 로봇을 선보였다. 단순함의 극치라고 할 정도로 로봇의 외형을 최대한 단순화하는 대신 자체 무게의 최대 50배까지 들어올리고 확장과 축소는 물론 임시 펌프로 작업할 수 있도록 한 것이 특징이다. 자기장을 기반으로 반응의 강도와 방향을 변경할 수도 있다.

연구팀은 최근 논문에서 미리 설정된 소형 소프트 로봇의 움직임을 제어하기 위해 자기장이 어떻게 사용될 수 있는지를 설명한다. 약물을 시스템으로 전달하기 위해 원격으로 작동되는 임베디드 펌프처럼 다양한 생물 의학 애플리케이션을 비롯해 각 분야에서의 활용법을 제시하고 있다. 연구팀의 작업을 보면 원격으로 로봇의 움직임을 유도할 수 있음이 확인된다. 로봇을 케이블로 연결하거나 전원 또는 공기 펌프에 연결하지 않고도 주머니(블래더:bladder)를 팽창 혹은 수축시키는 것만으로 소프트 로봇 핸드를 열고 닫는 작업을 수행할 수 있다.

조 트레이시(Joe Tracy) 교수는 “자석 체인이 폴리머에 매립돼 있으며 자기장을 가하면 토크가 발생해 체인을 필드의 방향과 정렬시킨다”고 설명한다. 따라서 폴리머가 구부러질 수 있다면 체인이 필드에 가지런히 정렬되는 방향으로 구부리는 것도 가능하다는 얘기가 된다는 것이다. 디바이스에 자성 입자(magnetic particles)가 있기 때문에 매우 간단한 설계에도 불구하고 복잡한 작업을 수행할 수 있다.

자료 동영상을 보면 구조물에 자기장이 가해지면 아코디언 모양의 부드러운 로봇이 평평해지고 하나의 직선형 코일이 형성된다. 움직이는 구조물은 마치 보이지 않는 힘을 이용해 움직이는 박테리아를 연상케 한다.

다양한 로봇과 마찬가지로 NCSU팀 역시 자연에서 영감을 얻었다. 트레이시는 “소프트 로봇의 많은 아이디어는 생체 모방 기술”이라며 “우리는 식물과 동물이 어떻게 작용하는지를 보고 있으며 공통점은 대부분은 부드러운 물질로 이뤄져 있다는 것”이라고 말한다. 자연과 자연 구조를 모방하는 방식으로 소프트 로봇 개발이 이뤄지고 있다는 것이 트레이시의 설명이다.

이 소프트 로봇의 동작은 하버드대학이 개발한 조지 화이트사이즈(George Whitesides) 연구그룹의 소프트 로봇의 동작을 연상시킨다.(하단 동영상 참고). 소프트 로봇은 기존 로봇에 비해 여러가지 장점이 있다. 더 싸고, 더 유연하며, 인간과의 상호 작용에 더 안전하다. 연구팀은 비록 단순한 설계이지만 장치에 내장된 자성 입자를 사용해 상대적으로 복잡한 작업을 완료할수 있을 것으로 기대하고 있다.