미국 연구진이 바다 생물인 바다나리의 움직임을 본떠 단 두 개의 구동장치만으로 물속을 자유롭게 이동하는 로봇을 개발했다. 복잡한 장치 없이도 위아래와 앞뒤로 움직이고 방향까지 바꿀 수 있어 수중 탐사와 물체 운반 등에 활용될 가능성을 보여줬다. 바다나리라 불리는 해양 무척추동물에서 영감을 얻은 수중 소프트 로봇이 개발됐다.
이 기술은 어떤 일을 할 수 있을까?
이 로봇은 단 두 개의 구동기만으로 수중에서 전 방향 이동이 가능하다.
[사진=Jie Yin, NC State University] 바다나리를 닮은 로봇, 날개 네 개로 헤엄친다 미국 노스캐롤라이나주립대학교 연구진은 바다나리의 움직임에서 아이디어를 얻어 부드러운 소재로 수중 로봇을 만들었다.
바다나리는 여러 개의 팔을 움직여 물속을 헤엄치는 해양 무척추동물이다. 팔의 움직임을 조절하면 원하는 방향으로 이동하거나 한자리에 머무를 수 있다.
이 로봇은 가운데 둥근 몸체와 사방으로 뻗은 네 개의 날개로 이루어져 있다. 몸체 안에는 날개를 움직이는 구동장치가 단 두 개 들어 있다.
기술의 배경은 무엇일까?
일반적으로 로봇이 위아래와 앞뒤로 이동하고 방향까지 자유롭게 바꾸려면 여러 구동장치가 필요하다.
연구진은 이러한 움직임을 구현하는 데 보통 최소 여섯 개의 구동장치가 필요하지만, 이번 로봇은 두 개만으로 가능하다고 설명했다. 비결은 날개의 구조에 있다.
날개는 구부러졌다가 다시 원래 모양으로 돌아가는 탄성을 가지고 있다.
구동장치가 날개를 움직인 뒤 힘을 풀면 날개가 스스로 되돌아오기 때문에 복잡한 제어장치가 필요하지 않다.
이처럼 로봇의 모양과 재료 자체가 움직임을 돕도록 설계하는 방식을 ‘기계적 지능’이라고 한다.
[사진=AI 생성 이미지] 두 개의 구동장치로 세 가지 움직임 구현 이 로봇은 날개를 움직이는 방법에 따라 세 가지 방식으로 헤엄친다.
기술에 관해 무엇이 소개됐을까?
첫 번째는 해파리처럼 움직이는 방식이다. 두 구동장치를 함께 빠르게 작동시키면 네 날개가 위아래로 움직이면서 로봇이 상승한다.
날갯짓을 멈추면 가라앉고, 천천히 움직이면 물속의 일정한 높이에 머무를 수 있다. 두 번째는 물고기처럼 움직이는 방식이다.
구동장치 하나만 작동시키면 날개 하나가 물고기 꼬리지느러미처럼 움직이며 로봇을 앞이나 뒤로 밀어준다.
세 번째는 몸을 회전시키는 방식이다. 두 구동장치를 번갈아 빠르게 움직이면 로봇이 제자리에서 회전한다. 이를 이용해 이동 방향을 바꿀 수 있다.
연구진은 이 세 가지 움직임을 조합해 로봇이 물속에서 입체적으로 이동할 수 있다는 사실을 확인했다.
실험에서는 카메라를 이용해 수중 공간을 살펴보거나 물체를 들어 올리는 작업도 선보였다.
이 대목에서 확인할 내용은 무엇일까?
여러 로봇이 함께 물체를 운반하는 것도 가능했다. 이번 연구의 장점은 복잡한 장치를 많이 넣지 않고도 다양한 움직임을 구현했다는 점이다.
구동장치가 적으면 로봇의 구조를 단순하게 만들 수 있고, 수중 작업에 필요한 장비를 추가할 여지도 생긴다. 다만 아직 연구 단계의 로봇이다.
연구진은 앞으로 전선 없이 움직이는 완전 무선형 로봇을 개발하고, 다른 분야 전문가들과 협력해 실제 수중 작업에 활용할 방법을 찾을 계획이다.
이번 연구는 로봇을 더 복잡하게 만드는 대신 자연에서 배운 구조를 활용하면 적은 장치로도 다양한 움직임을 만들어낼 수 있다는 가능성을 보여줬다.
배터리와 주행에서 확인할 내용은?
출처: Tech Xplore [관련 글 더보기] 초소형 로봇, 배터리도 모터도 없이 움직였다…비밀은 ‘소리’ 소리 만으로 움직이고 방향까지 바꿀 수 있는 초소형 로봇 기술이 개발됐다.
배터리나 모터를 넣기 어려울 ...
- 이 로봇은 단 두 개의 구동기만으로 수중에서 전 방향 이동이 가능하다.
- 일반적으로 로봇이 위아래와 앞뒤로 이동하고 방향까지 자유롭게 바꾸려면 여러 구동장치가 필요하다.
- 첫 번째는 해파리처럼 움직이는 방식이다.
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