생물체 닮은 ‘소프트로봇’ 사람 접근 힘든 재난현장 해결사 뜬다

입력: 2017-09-11 18:00 남도영 기자

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스탠퍼드대학교 연구팀 개발
유연·신축성있는 소재로 제작
안전하고 섬세한 움직임 가능

스탠퍼드대 연구팀이 개발한 공기 주입형 소프트 로봇의 모습 스탠퍼드대학교 제공

생물처럼 유연하게 움직이는 '소프트 로봇'이 사람이 접근할 수 없는 재난 현장에 나설 채비를 하고 있다.

소프트 로봇이란 유연하고 신축성 있는 소재로 만들어져 생명체처럼 움직이는 로봇을 말한다. 기존에 딱딱한 기계로 만들어진 로봇과 비교해 복잡한 지형을 이동하거나 안전하고 섬세한 움직임이 가능해 재난현장이나 극한지역을 정찰하는 데 활용도가 높다.

최근 스탠퍼드대학교 연구팀은 덩굴처럼 뻗어 나가며 장애물을 통과하는 튜브 형태의 소프트 로봇을 개발했다. 포도나무와 곰팡이, 신경세포 등에서 영감을 받아 개발한 이 로봇은 부드러운 폴리에틸렌 소재로 만든 피부가 한쪽 끝에서 뒤집어지면서 몸체를 밀어낸다. 공기와 유압으로 움직임을 제어하며 각종 장애물을 만나 몸이 끼더라도 끊임없이 성장하며 앞으로 나아갈 수 있다. 연구팀은 로봇 끝에 이산화탄소를 감지하는 센서를 달아 재난 현장에 갇혀있는 생존자를 찾거나 좁은 공간에서 밸브를 잠그거나 끊어진 배선을 연결하는 등 다재다능하게 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

잦은 재난·재해로 구조 로봇 개발에 열을 올리고 있는 일본도 이와 비슷한 공기 주입 방식의 뱀 모양의 수색 로봇을 개발했다. 일본 과학기술진흥청(JST) 과제로 개발된 이 로봇은 머리에 고해상도 카메라와 공기를 분사하는 노즐을 달고 무너진 빌딩이나 가옥 내에서 생존자를 찾는 역할을 한다. 기존에 후쿠시마 원전 사고에서도 뱀 모양의 로봇이 현장에 투입된 바 있지만, 높은 장애물이 있거나 땅 밑으로 움푹 파인 곳에선 활용하기 어려웠다. 이번에 개발한 로봇은 공기를 주입하면 몸통을 꼿꼿하게 세울 수 있어 높은 지형지물도 가볍게 뛰어 넘을 수 있으며, 재난 현장에서 필요한 넓은 시야도 확보할 수 있다.

소프트 로봇을 구성하는 유연하고 탄력 있는 소재는 주변 환경에 쉽게 적응할 수 있다는 장점이 있지만, 날카로운 물체를 만나 찢어지거나 높은 압력에서 변형되기 쉽다는 단점도 있다. 이를 극복하기 위해 벨기에 브뤼셀리브레대학교 연구팀은 사람처럼 상처가 나도 시간이 지나면 자연적으로 치유되는 능력을 가진 소프트 로봇을 개발했다. 교차결합 네트워크로 구성된 고분자 소재로 만든 이 로봇은 80℃에서 40분간 가열하면 상처가 저절로 봉합되고, 25℃에서 24시간 지나면 강도와 유연성도 회복된다.

남도영기자 namdo0@