‘로보비’(RoboBee) 첫 비행 성공, ‘연성(延性) 작동장치’ 구동 마이크로로봇

외부충격에 대한 뛰어난 복원력, 소형 경량로봇의 장점 중 하나

‘로보비’(RoboBee)가 벽을 향해 위태롭게 돌진하거나 유리상자에 부딪히는 광경은 아마도 하버드대학교 마이크로로봇 공학연구소의 연구원들에게는 극 심한 공포를 느끼게 할 수도 있는 사건이지만, 최근 네이처(Nature)誌에 게재된 연구논문에서 하버드대학교 공학응용과학부(School of Engineering and Applied Science, SEAS) 연구진이 이제 더 이상 그런 공포를 느끼지 않아도 될 것 같다고 밝혀 이것이 무슨 의미인지 전세계 많은 로봇공학자들의 궁금증을 자아내고 있어 화제다.

생물학에서 영감을 얻은 하버드대학교 공학응용과학부(SEAS)와 위스연구소 (Wyss Institute) 이 두 기관의 연구진들이 벽에 부딪히고 바닥에 떨어지고 비행중 다른 ‘로보비’들과 충돌해도 망가지지 않는 ‘로보비’를 개발했다고 최 근 밝힌 것인데, 이번에 개발된 부드럽고 탄력있는 인공근육에 의해 움직이 는 ‘로보비’는 연성(延性) 작동장치로 구동되는 최초의 비행(飛行) 마이크로 로봇인 것으로 전해져 눈길을 끈다.

‘로보비’는 지난 10년 간 하버드대학교의 연구진이 연구·개발하고 있는 비행 과 수영이 가능한 현존하는 가장 작은 크기의 로봇으로 잘 알려져 있다.

하버드대학교 공학응용과학부(SEAS)의 대학원생이자 박사후연수과정생이었 으며 이 연구로 이번에 국제적으로 저명한 자연과학 전문지인 네이처 (Nature)誌에 발표된 연구논문의 제1저자이기도 한 유펑 첸은 "그간 마이크로 로봇 공학분야에서 ‘로보비’와 같은 모바일로봇은 매우 탄력적이기 때문에 연성(延性) 작동장치 개발이 시급하다는 요구가 컷다"며 "그러나 이 분야의 많은 사람들이 이 모바일로봇이 비행로봇으로 사용될 수 있을지에 대해 회의적이었지만 이번에 우리가 개발한 작동장치는 선회비행을 할 수 있을 만큼 충분한 출력밀도와 제어능력을 가지고 있다"고 말했다.

연구진은 출력밀도 문제해결을 위해 전기구동식 연성(延性) 작동장치를 재 료공학과 데이비드 클라크 교수 연구실에서 개발했으며, 이 연성(延性) 작동 장치는 전기장이 적용될 때 변형 단열특성이 좋고 부드러운 유전성(誘電性) 탄성체를 사용해 제작됐다고 알려졌다.

한편, 연성(延性) 작동장치를 사용할 때 발생하는 또 다른 문제로 회로판이 휘어져 구동시스템이 불안정해지는 경향이 있었는데, 이 문제해결을 위해 연 구진은 연성(延性) 작동장치가 휘어지지 않도록 수직 나사선(螺絲線)을 가진 경량 기체(基體)를 제작했다고 밝혔다.

하버드대학교 공학응용과학부(SEAS) 대학원생이자 이 논문의 공동저자인 엘 리자베스 파렐 헬블링은 "소형 경량로봇의 장점 중 하나는 외부충격에 대한 복원력에 있다"며 "연성(延性) 작동장치는 기존의 유사 로봇들보다 충격을 더 잘 흡수하기 때문에 수색과 구조임무 등에서 허물어진 건물 잔해 속에서 비행하는 것과 같은 잠재적인 응용에 유용할 것이다"라고 말해 연성(延性) 작동장치로 구동되는 마이트로로봇이 전쟁이나 재난상황에서 위험에 빠진 많은 사람들에게 큰 도움이 될 수 있을 것으로 전망된다.

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