소금쟁이 로봇, 물에서도 땅에서 만큼 도약…상용화는 ‘아직’

소금쟁이 로봇. 사진=사이언스 홈페이지 캡쳐 이미지

소금쟁이 로봇, 물에서도 땅에서 만큼 도약…상용화는 ‘아직’

소금쟁이처럼 물 위에서 점프하며 이동이 가능한 ‘소금쟁이 로봇’을 국내 연구진이 개발해 화제다.

서울대 기계항공공학부의 김호영, 조규진 교수 등 공동연구팀은 소금쟁이가 물위 표면장력을 이용해 도약하는 방식을 활용한 ‘수상 도약 로봇’(water jumping robot)을 개발했다고 31일 밝혔다.

공동연구팀의 연구결과는 이날 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 온라인 판에 게재됐다.

연구팀은 벼룩의 도약기관 구조를 따라 한 ‘토크 역전 메커니즘’을 활용해 소금쟁이의 다리 회전(모으기) 및 추력 곡선을 모사했고, 구동장치(actuator)의 최대 추력도 표면 장력 허용 한계를 넘지 않도록 설계했다.

소금쟁이는 뛰어오르기 전 4개의다리를 가운데로 모으는데, 이는 물에 빠지지 않도록 하기 위한 동작으로 마치 살얼음 위를 걸을 때 얼음이 깨지지 않도록 발꿈치를 들고 살금살금 걷는 것과 같은 동작이다.

연구팀은 이런 원리를 응용해 무게 68㎎에 실제 소금쟁이의 1.3배 크기로 다리 4개 달린 초경량 로봇을 만들었고, 로봇의 구동장치는 외부에서 열을 가하면 움직이도록 설계했다.

다리의 표면장력을 최대한 이용해 이 로봇은 수면 아래로 발이 빠지지 않은 채 지상에서 뛰는 높이만큼 물에서도 도약이 가능하다.

연구팀은 “이번에 개발한 로봇은 실제 소금쟁이가 움직이는 모습과 가장 유사한 방식으로 물 위를 뛸 수 있도록 세계 최초로 구현된 것”이라며 “재해나 오염지역에서 다양한 탐색 임무를 수행하기 위해서는 로봇을 가볍게 만드는 것이 필요하다”라고 밝혔다.

하지만 앞으로 상용화를 위해서는 전력공급 증 다양한 과제가 해결 되어야 할 것으로 연구팀은 내다 봤다.

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