기존 로봇이 못하는 역할 담당
의료·재난 현장 구조자로 대두
탄성 소재를 이용한 소프트로봇이 로봇 개발의 새로운 화두로 떠오르고 있다.
기존의 로봇은 대부분 딱딱하고 견고한 금속성 재료로 만들어져 무겁고, 벽이나 물체를 밀어내다가 스스로가 손상될 수 있으며 사람이 다칠 우려도 컸다.
그러나 실리콘·고무 등으로 만든 소프트로봇은 몸에 딱딱한 관절이 없어 유연하게 구부러질 수 있어 움직임이 자유롭고, 상대적으로 안전해 딱딱한 로봇이 하지 못하는 역할을 담당하면서 응용 분야도 확대될 전망이다.
최근 미국 스탠퍼드대 연구진은 유연하고 신축성 있는 ‘소프트로봇’을 개발했다. 이 로봇은 폴리에틸렌 소재로 만들어 두루마리처럼 둘둘 감긴 튜브 형태의 모양이다.
임무를 받으면 덩굴처럼 몸을 늘이면서 목표를 향해 나아가는데, 최대 72m까지 뻗어갈 수 있다. 몸을 팽창하면 100kg짜리 물체도 들어 올릴 수 있다. 위험한 지역이나 좁고 울퉁불퉁한 지형 등을 탐색하고 통로를 확보하는 데 요긴하게 쓰일 수 있다는 게 미국 스탠퍼드대 연구진 측의 설명이다.
미국 하버드대 교수팀은 문어 모양 초소형 소프트 로봇인 ’옥토봇(Octobot)’을 개발했다. 옥토봇은 3D프린터로 만들었으며, 연료통, 동력시스템, 구동부까지 모두 유연한 소재로 대체해 딱딱한 골격구조가 없어 문어처럼 몸체를 자유롭게 움직일 수 있다.
연구진은 옥토봇을 복잡한 임무를 수행할 수 있는 자율주행 로봇으로 활용할 수 있을 것으로 보고 있다. 미국 하버드대 교수팀은 “논리회로를 정교하게 한다면 '옥토봇'이 기고, 수영하고, 주변환경에 반응하며 보다 다양한 형태로 움직일 수 있을 것”이라고 말했다.
미국 우스터폴리테크닉대학 연구진은 자연재해 발생 시 잔해와 좁은 공간, 거친 지형을 자연스럽게 이동하며 탐색하고 수색 구조팀에 정보를 제공하는 뱀 모양의 자동 로봇을 만들었다.
이 로봇은 뱀처럼 파이프나 미로 같은 구조물 안에 몸을 구부리면서 움직이므로 수색 및 구조 시나리오에서 인간이 접근할 수 없는 영역에 들어갈 수 있다.
미국 매사추세츠공대(MIT) 연구진이 제작한 소프트로봇은 종이 모양의 평면 구조로 있다가 종이접기를 하듯 자신을 접어 나가면서 3차원 입체 구조로 변신한다. 변신 후에는 장애물 사이를 돌아다니고, 물건을 밀기도 한다
연구팀은 이 로봇을 넣은 캡슐을 삼키면 몸 안에서 캡슐이 녹으면서 로봇이 펼쳐지고 건전지 등을 몸 밖으로 꺼낼 수 있도록 제작했다고 한다. 이 원리를 이용하면 최소한의 절개로 인공장기를 이식할 수 있는 셈이다.
스위스 로잔연방공과대학은 아예 먹을 수 있는 ‘소프트 액추에이터(기계적인 운동을 하는 부품)’를 만들었다. 젤라틴과 글리세롤로 만든 ‘소프트 액추에이터’는 내부에 액체 공기를 갖고 있다가 화학 반응으로 움직인다. 몸 안으로 들어가 약물을 전달하거나 수술을 하는 의료 로봇으로 활용할 수 있다고 한다.
하드웨어 제작기술, 제어 알고리즘 등 설계 기술은 이미 세계적인 수준인 한국에서도 소프트로봇 개발 움직임이 활발해지고 있다.
전문가들은 “금속 로봇은 위협적이라 불안하고 사람에게 상처를 입히기도 하지만, 소프트로봇은 친근하고 사람에게 안전하므로 산업용, 수술용으로 소프트로봇을 적용하는 연구 작업이 활발히 진행 중”이라고 말했다.
