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美 우스터공대, 재난구조용 3D프린팅 로봇 개발미국과학재단으로부터 60만달러 지원받아
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승인 2023.08.18  13:41:17
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▲ 마커스 네미츠 교수(사진=우스터공대)

미국 우스터공대(Worchester Polytechnic Institute·WPI) 연구팀이 재난 및 긴급구조 상황에서 신속하게 제작 및 투입할 수 있는 3D 프린팅 로봇을 개발할 계획이라고 14일(현지 시각) 밝혔다.

통합 유체 회로(integrated fluidic circuits)를 갖춘 유연한 로봇을 3D 프린터로 제작하겠다는 목표다.

마커스 네미츠 우스터공대 로봇공학과 교수는 미국과학재단으로부터 59만 9815달러(약 8억원)의 '캐리어(CAREER) 어워드' 자금을 지원받아, 수색 및 구조 활동을 위해 적대적이고 제한된 공간에서 유영, 기어다니기, 등반, 다이빙 등 동작을 수행하면서 도전적인 지형을 횡단할 수 있는 저비용 맞춤형 로봇 아키텍처를 개발하기로 했다.

네미츠 교수는 향후 5년동안 통합 유체 회로로 만들어진 3D 프린팅 로봇을 개발해 로봇을 테스트할 계획이다. 테스트를 위해 지난 2018년 발생한 홍수로 12명의 청소년 축구팀과 코치들이 갇혀있던 태국의 탐 루앙 동굴의 일부를 복제한다.

네미츠 교수는 "재난은 종종 탐 루앙 동굴 위기처럼 특별하고 전문화된 대응을 요구한다“며, "부드럽고 유연한 재료로 신속하게 제작할 수 있는 소형 로봇 개발은 막대한 잠재력을 갖고 있다. 이 로봇은 지진 잔해, 침수 지역, 원자력 사고 현장 등 인간에게 잠재적인 위험을 초래하거나 접근할 수 없는 지역을 탐험함으로써 구조 작업을 도울 수 있다"고 말했다.

▲ 네미츠 교수가 소프트 로봇 시제품을 선보이고 있다(사진=우스터공대)

네미츠 교수의 프로젝트는 소프트 로봇과 프린팅 기술을 활용한다. 그는 특히 로봇에 있는 3D프린팅 유체 회로(fluidic circuits)와 전자 회로를 통합하는 것에 초점을 맞춰 로봇 설계와 제작을 위한 새로운 원칙을 개발하기로 했다. 유체 회로는 공기의 펄스(pulse)를 활용해 프로그램을 저장하고, 데이터를 처리하며, 로봇을 제어하는 간단한 작업을 실행할 수 있다. 기계적인 전자파 간섭에 대한 유체 회로의 복원력은 전통적인 전자 장치와 결합해 로봇의 능력을 크게 확장할 수 있을 전망이다.

네미츠 교수는 상업용 3D 프린터와 탄성체(엘라스토머) 필라멘트를 사용해 로봇을 설계 및 제작하는 데 걸리는 시간을 평가하고, 실험실 기반 모델 동굴 시스템에서 지정된 목표에 도달하는 성능을 평가해 로봇의 실현 가능성과 효과를 보장할 계획이다. 이들 로봇은 쥐만큼 작은 것부터 농구공 정도의 크기까지 다양한 사이즈의 변형이 이뤄질 것으로 보인다.

네미츠 교수는 이와 함께 여고생만을 위한 체험형 로봇 여름 캠프 프로그램도 개발할 예정이다. 이는 프린팅 가능한 로봇에 대한 새로운 학부 과정을 시작하려는 계획과 일치한다. 이 프로젝트는 소프트하고 프로그램 가능한 로봇에 대한 네미츠의 연구를 기반으로 추진되며, 적대적인 환경에서 우주 탐사, 기후 모니터링, 검사 작업 등에도 적용할수 있을 것으로 기대된다.

네미츠 교수는 "마이크, 카메라 등 센서를 갖춘 로봇은 특히 자연 재해 시 구조자의 능력을 향상시킨다. 비상 상황에서 역동적이고 빠른 대응을 보장하기 위해 우리는 지속적으로 혁신하고 새로운 기술을 개발해야 한다. 로봇은 이러한 개발의 선두에 위치해 있다"고 말했다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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