자급자족 물 위를 달리는 로봇, 환경 정보 수집 혁명 일으킨다

Seoul뉴욕주립대학교 빙엄턴 대학교의 연구진은 물 기반 로봇에 새로운 발전을 이루었습니다. 그들은 물 위에서 이동하며 환경 데이터를 수집하는 자체 동력 장치를 개발했습니다. 이 발전은 다양한 분야에서 "사물 인터넷"의 일부로 작동하는 자율 장치의 포함을 가능하게 합니다.

이 로봇들은 몇 가지 중요한 특징을 가지고 있습니다: 박테리아로부터 에너지를 얻고, 이동하며 주변 환경을 감지할 수 있으며, 포자를 기반으로 한 에너지 시스템 덕분에 오랜 시간 동안 작동할 수 있습니다.

전문가들은 2035년까지 자율적으로 작동하는 기기가 1조 개에 이를 것으로 예측하고 있습니다. 이러한 로봇들은 지구 표면의 대부분을 차지하는 물에서도 작동할 수 있습니다. 고정된 센서와 달리, 이 로봇들은 자체적으로 이동할 수 있어 데이터를 더욱 효과적으로 수집할 수 있습니다.

최석헌 교수와 그의 팀은 지난 10년 동안 수중 로봇 기술에 대해 연구해왔습니다. 해군 연구청의 지원을 받아, 그들은 최대 100년 동안 지속 가능한 박테리아 기반 배터리를 개발했습니다. 이 기술은 변동하는 환경에서 태양열이나 운동 에너지보다 더 신뢰할 수 있습니다.

로봇들은 한쪽은 물을 끌어당기고 다른 쪽은 물을 밀어내는 특별한 인터페이스를 사용합니다. 이 인터페이스는 물 속의 영양분이 들어올 수 있게 하며, 이를 통해 세균 포자를 생성합니다. 세균은 좋은 조건에서는 활성 세포로 전환되고 안 좋은 조건에서는 포자가 되어 장치에 에너지를 공급하며, 이를 통해 로봇은 더 오래 작동할 수 있게 됩니다.

연구팀은 로봇이 약 1밀리와트의 전력을 생산할 수 있다는 것을 발견했습니다. 이는 로봇이 움직이고 센서를 사용할 수 있을 만큼 충분한 전력입니다. 이 센서들은 수온, 오염 수준, 상업용 선박과 비행기의 움직임, 수중 동물의 행동을 모니터링할 수 있습니다.

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세균을 이용한 에너지원은 거친 해양 환경에서도 이 기술이 효과적으로 작동하도록 돕는다. 다음 단계로는 이러한 환경에서 어떤 세균 종이 가장 잘 작동하는지를 테스트하는 것이 포함된다. 최 박사 팀은 머신 러닝을 활용하여 전력 출력을 증가시키고 시스템을 더욱 지속 가능하게 만들기 위해 최적의 세균 조합을 찾을 계획이다.

이 새로운 기술은 매우 중요합니다. 이는 기존의 '스마트 부표'를 대체할 수 있으며, 고정된 위치에서 유연하지 못한 단점을 보완합니다. 새로운 수중 로봇은 필요한 지역으로 이동할 수 있어 환경 모니터링을 더욱 용이하게 합니다.

이러한 기술은 군대에서도 유용할 것이라고 생각합니다. DARPA의 "Ocean of Things" 프로그램이 이에 큰 관심을 가질 것입니다. 이동식 센서는 사람의 개입 없이도 넓은 해양 지역을 실시간으로 감시하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

이와 같은 기술을 전 세계 환경 모니터링에 활용하면 데이터의 정확성과 속도가 크게 향상될 수 있습니다. 이는 환경 재해를 조기에 발견하는 데 도움이 되며, 재해를 방지하고 완화하는 노력을 지원할 것입니다.

자체 동력 수중 로봇의 발전은 중요한 진전입니다. 이는 환경 친화성과 실용성을 결합하여 상업 및 군사 분야의 향후 발명에 새로운 기준을 마련합니다.