코넬 대학교 연구진, 다양한 형태로 변형 가능한 초소형 로봇 이동성 연구

Seoul코넬 대학교 연구진은 전기를 받으면 평평한 상태에서 다양한 3D 형태로 변형하고 움직일 수 있는 초소형 로봇을 개발했습니다. 이 로봇들은 1밀리미터보다 작으며, 접기를 가능하게 하는 특정 절단을 사용하는 키리가미 기술을 활용합니다. 형태 변환 능력은 매우 얇고 움직일 수 있는 힌지로 연결된 작은 이산화규소 패널들로 구성된 새로운 설계에서 비롯됩니다.

주요 특징은 다음과 같습니다:

• 육각형 메타시트 구조
• 약 100개의 이산화 규소 패널
• 각각 약 10나노미터 두께의 200개 이상의 힌지
• 외부 전선을 통한 전기화학적 활성화
• 최대 40%의 팽창 및 수축

이 새로운 로봇들은 모양을 변형할 수 있어 대부분의 고정된 형태를 가진 기존 로봇들과 다릅니다. 이러한 유연성 덕분에 다양한 작업에 유용하게 사용됩니다. 예를 들어, 복잡한 의료 절차나 항공 우주 공학에 적합한 재료의 적응에 가치가 있을 수 있습니다.

코헨의 연구실은 이전에 작은 로봇 시스템을 개발했으며, 이 시스템은 인공적인 작은 털을 이용해 물을 움직이고 펌프질했습니다. 이러한 초기 프로젝트는 새로운 키리가미 로봇을 만드는데 기여했습니다. 새로운 로봇은 모양을 바꿀 수 있어 더 복잡한 작업을 수행할 수 있어 기존 로봇보다 더 우수할 가능성이 있습니다. 또한, 그들의 유연성은 지형에 따라 모양을 변화시킴으로써 다양한 지형을 이동하는데 도움을 줄 수 있습니다.

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팀은 보다 발전된 메타시트 기술 개발을 계획하고 있습니다. 전자 제어기를 추가함으로써, 이들은 신축성이 있으면서 동시에 전자적인 특성을 가지는 소재를 만들 수 있을 것입니다. 이러한 새로운 소재는 자극에 더 빠르게 반응하고, 위험에서 벗어나거나 압력을 저항하는 등의 행동을 수행할 수 있습니다. 이러한 내장된 지능은 다양한 분야에 큰 변화를 가져올 수 있을 것입니다.

활용 가능성은 거대합니다. 주변 환경에 맞춰 스스로 변형되는 작은 기계나 인체 내에서 더 효과적으로 움직이는 작은 의료 기기를 생각해 보십시오. 이러한 로봇은 건설 분야에서도 사용될 수 있으며, 다양한 하중을 처리하기 위해 형상을 변경하거나 충격에 빠르게 반응할 수 있습니다.

빛으로부터 에너지를 얻고 다양한 조건에 반응할 수 있는 소재를 개발함으로써 우리는 곧 새로운 능력을 지닌 첨단 소재를 가질 수 있을 것입니다. 이러한 진보는 소재와 기계가 구별하기 어려워지는 미래를 여는 동시에 과학과 공학의 새로운 기회를 제공할 수 있습니다.