▲ 로봇이 구슬을 들어올려 봉 위에 올려놓고 있는 모습(사진=독일 튜빙겐 대학)

독일 튀빙겐대학과 그라츠공대 연구진이 코끼리 코 처럼 유연하고 강한 로봇 팔을 개발했다고 '뉴사이언티스트'가 보도했다. 이 로봇팔은 3D 프린터를 이용해 제작할 수 있다.

코끼리의 코는 매우 유연해서 길게 늘어지거나 휜다. 게다가 강력한 힘도 지니고 있다. 자연에서도 이 같은 능력을 갖춘 동물은 별로 없다. 이 때문에 공학자들은 코끼리의 코를 닮은 로봇 액추에이터나 기계적 장치를 개발하기 위해 끊임없이 노력해왔다. 코끼리 코와 같은 유연한 로봇 팔을 만들면 협소한 공간에서 로봇 팔을 길게 늘려 물건을 잡거나 위기에 빠져 있는 사람을 구조하는 데 활용할 수 있다. 산업 현장에 적용하면 전자장치를 조립하거나 자동차 부품을 운반하는 데도 쓸 수 있다.

튀빙겐대학과 그라츠공대 연구진은 FDM 방식의 3D 프린터로 제작한 유연한 로봇팔과 그리퍼를 이용해 둥근 모양의 구슬을 잡아 긴 막대기(봉) 위에 올려 놓는 동작을 구현했다. 연구팀은 3자유도를 갖고 있는 모듈을 쌓아서 로봇팔을 만들수 있게 구조를 설계했다. 이 모듈은 최대 10개까지 연결해 쌓는 게 가능하다. 보다 강력한 모터를 사용하면 로봇의 길이를 배 정도 늘리는 게 가능하다는 설명이다.

▲ 로봇팔의 모듈 구조

▲ 로봇팔을 길게, 그리고 최대한 굽힌 모습

각각의 모듈은 다수의 모터를 내장하고 있으며 2개의 축으로 최대 40°까지 몸체를 굽힐 수 있다. 여러개의 모듈로 이뤄진 로봇 팔은 인공지능 신경망 기술인 SNN(spiking neural network)을 활용해 구슬을 집어 봉 위에 올려놓는 작업을 반복 학습했다. SNN은 자연적인 뇌의 프로세스를 최대한 모방한 기술이다. SNN은 로봇의 위치에 상응하는 모터의 동작을 매핑할 수 있다.

이 로봇팔은 3D 프린터를 이용해 저렴하게 제작할 수 있다. 연구팀은 고정적인 형태로 운영되기 보다는 뱀 로봇처럼 유연한 작업을 필요로 하는 곳에 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.