고전 장난감에서 영감 받은 혁신적 설계로 적응형 메타물질 개발한 과학자들

SeoulUCLA의 엔지니어들이 내장된 코드의 장력을 조절하여 형태와 강성을 바꿀 수 있는 새로운 소재를 개발했습니다. 이 첨단 소재는 특히 소프트 로봇공학과 우주 공학 분야에서 다양한 활용 가능성을 가지고 있습니다.

UCLA 연구팀은 줄의 장력을 원리로 하는 새로운 재료를 개발했습니다. 이 재료는 콘 모양의 구슬이 서로 맞물리고, 실로 엮여 있어 모터로 조절하거나 스스로 조여질 수 있습니다. 줄을 조이면 구슬들이 뻣뻣해지며, 줄을 느슨하게 하면 다시 유연해집니다.

이 재료는 다양한 분야에 활용될 수 있습니다. 첫째, 연성 로봇 공학에 사용될 수 있으며, 둘째, 재구성 가능한 구조물에도 적합합니다. 또한, 세 번째로는 우주 공학에 기여할 수 있고, 네 번째로는 자가 조립 셸터에 응용될 수 있습니다. 마지막으로, 다섯 번째로는 컴팩트 충격 흡수기에 사용될 수 있습니다.

"Materials Horizons" 저널에 실린 연구에 따르면 이 새로운 경량 소재는 여러 번 변형하고 재사용할 수 있습니다. 반복적으로 움직여야 하는 장치에 적합하며, 작게 접어서 운반과 보관이 용이합니다. 사용 시에는 훨씬 더 딱딱해지며 감쇠 능력을 50% 향상시킵니다.

이 새로운 기술은 소프트 로봇 분야에서 큰 발전을 의미합니다. 이 기술은 로봇이 자신의 팔다리의 강성을 조정하여 다양한 표면을 이동하면서도 형태를 유지할 수 있게 합니다. 이러한 개선 덕분에 로봇은 다양한 환경에서 더욱 다재다능하게 활용될 수 있습니다.

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조절 가능한 강성은 우주 임무에서 더 효율적인 구조물을 가능하게 합니다. 현재의 우주 거주 시설은 종종 부피가 크고 딱딱합니다. 이 새로운 소재는 작고 가벼우며 쉽게 펼칠 수 있는 구조물을 만들 수 있습니다. 이는 우주에서의 운송과 조립에 크게 도움이 될 것입니다.

이 재료는 더 나은 차량을 만드는 데 도움이 될 수 있습니다. 도로 상태에 따라 변하는 쇼크 업소버가 장착된 차량은 더 부드러운 승차감을 제공하고 오래 지속될 것입니다. 조절 가능한 감쇠 기능은 울퉁불퉁한 도로에서도 자동차를 더 안전하게 만들어줄 수 있습니다.

로봇의 스마트 설계가 발전하는 미래가 기대됩니다. 강도와 감쇠와 같은 요소를 조정하면 로봇이 인간처럼 자연스럽게 움직일 수 있을 것입니다. 이는 섬세한 조작이나 빠른 적응이 필요한 작업에 큰 도움이 될 것입니다.

미래 연구에서는 다양한 형태와 크기의 구슬을 사용하여 재료의 특성을 변화시키는 방법을 모색할 수 있다. 이러한 유연성 덕분에 메타물질은 다양한 특정 목적에 맞게 조정될 수 있어, 그 잠재적 활용 범위를 넓힌다.

이 새로운 소재는 전통 장난감의 원리를 활용하여 고급 용도로 사용될 수 있으며, 다양한 분야에서 잠재력을 보여줍니다.