▲ 기어박스의 구조

독일 막스플랑크 지능형시스템연구소(Max Planck Institute for Intelligent Systems) 연구팀이 중국 하얼빈공과대학(Harbin Institute of Technology)과 협력해 마이크로 로봇에 더 많은 전력을 공급할 수 있는 소형 기어박스를 개발했다고 테크엑스플로어가 1일(현지 시각) 보도했다.

연구팀은 전문 저널인 ‘사이언스 로보틱스’(Science Robotics)에 발표한 논문에서 기어박스가 작동하는 방식과 여러 유형의 마이크로 로봇에서 관찰된 전력 개선 내용에 대해 설명했다.

지난 몇년 동안 과학자들은 의료 수술을 하기 위해 인체에 주입할 수 있는 마이크로 로봇을 개발하기위해 노력해 왔다. 마이크로 로봇은 몸 속으로 들어가 암을 유발하는 종양을 찾아내고 파괴할 수 있다. 하지만 마이크로 로봇은 너무 작아서 자체적으로 발전소를 갖고 있을 수 없다. 외부 자기장을 사용해 로봇을 조작해야 한다. 하지만 로봇이 작아지면 질량이 너무 작아 로봇이 낼 수 있는 힘도 약해진다.

막스플랑크 지능형시스템연구소 연구팀은 이를 개선하기 위해 소형의 기어박스를 사용해 마이크로 로봇의 힘을 증진시키는 방법을 찾아냈다. 기어박스의 끝에는 자석이 있어 자기장을 이용해 구동할 수 있다. 기어박스는 탄성 구성요소와 기계적 연결장치(Linkages) 등을 활용해 로봇의 힘을 확대한다.

마이크로 로봇이 기어박스를 채택하려면 이를 활용할 수 있는 방식으로 제작되어야 한다. 예를 들어, 탄성 구성요소를 기계적 연결과 결합해 스프링과 같은 에너지의 압력을 형성한 다음, 한번에 모두 해제해야 한다. 기계적 연결은 에너지를 완전히 방출할 때까지 탄성 구성요소를 제자리에 유지시키는 역할을 수행한다.

연구진은 자신들의 아이디어를 테스트하기 위해 자기장에 노출될 때 기어박스에 의해 천천히 압축되는 탄성 벽 부품으로 박스와 같은 구조를 만들었다. 일정 압력에 도달하면 탄성 벽이 풀리면서 로봇이 원하는 방향으로 밀린다. 연구팀은 이 같은 접근 방식으로 최대 103g의 무게를 들어올릴 수 있는 윈치형(winch) 로봇을 만들었다.