노스웨스턴 엔지니어, 로봇 안전성을 높이는 인간 근육 모사 소프트 액추에이터 개발

Seoul노스웨스턴 대학교 연구진이 인간 근육처럼 움직이는 부드럽고 유연한 장치를 개발했습니다. 이 새로운 장치는 로봇을 더욱 안전하고 유용하게 만들 수 있습니다. 이 장치는 액추에이터라고 불리며, 팽창하고 수축할 수 있습니다.

연구자들은 실린더 모양의 벌레 같은 소프트 로봇과 인공 이두박근을 만들어 작동기를 시연했습니다.

지렁이처럼 움직이는 로봇은 좁은 공간이나 곡선이 많은 파이프 내에서 이동할 수 있습니다. 인공 근육을 사용하는 다른 로봇은 500그램의 무게를 5,000번 들어 올려도 고장나지 않습니다. 이 로봇들은 제작 비용이 더 저렴하여 모터를 제외한 부품만으로 약 3달러가 들며, 전통적인 부품은 보통 수백 혹은 수천 달러가 소요됩니다.

이 연구를 이끈 라이언 트루비는 사람들에게 더 안전한 로봇을 만드는 것이 목표라고 말했습니다. 소프트 로봇은 딱딱한 로봇에 비해 사람이 다칠 가능성이 적습니다. 이 새로운 부품은 사람들 주위에서도 사용할 수 있고 비용도 저렴하여 접근성이 높습니다.

트루비는 노스웨스턴 대학교의 The Robotic Matter Lab을 운영하고 있습니다. 제1 저자인 태경 김은 일반 3D 프린터를 사용하여 고무로 작동기를 만드는 방법을 발견했습니다. 이전의 HSA는 제작 비용이 많이 들고 유연하지 않았습니다. 김의 방법은 이들을 더 부드럽고 강하게 만들었습니다.

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이 액추에이터는 하나의 모터로 길이를 늘리거나 줄일 수 있는 신축성 있는 고무 부품을 사용하며, 이를 통해 소프트 액추에이터의 제작이 용이해집니다.

김에 따르면 그들의 로봇은 스스로 밀고 당기면서 이동할 수 있다고 합니다. 이 로봇은 26센티미터 길이이며, 1분에 32센티미터를 이동할 수 있습니다.

트루비는 액추에이터가 늘어날 때 더 단단해진다고 언급했습니다. 대부분의 소프트 액추에이터는 사용 시 더 유연해지지만, 이 액추에이터는 오히려 경직되어 더 유용하게 사용할 수 있습니다.

이 연구는 생명체에서 영감을 받은 새로운 종류의 로봇 개발로 이어질 수 있습니다. 이러한 로봇은 기존 로봇이 수행할 수 없는 작업을 할 수 있습니다. 이 연구는 해군연구소와 노스웨스턴 대학의 공학 및 지속가능성 회복력 센터의 지원을 받았습니다.

이 발견은 소프트 로봇 공학에 큰 중요성을 가지고 있습니다. 새로운 액츄에이터는 더 안전하고 유연하며 비용 효율적인 로봇을 만들어낼 것입니다. 이러한 로봇은 더 부드럽게 움직일 수 있으며 복잡한 환경에서의 작업에 적합합니다.