적은 재료로 강도·유연성 갖춰

불가사리 로봇. UNIST 제공

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 유연하면서도 강인한 ‘소프트 로봇’ 제작 기술을 개발했다.

UNIST 신소재공학부 김지윤 교수팀은 건축물에 쓰이는 텐세그리티 구조(tensegrity structure)를 쉽게 구현할 방법을 고안해 움직이는 ‘불가사리 로봇’을 만들었다고 27일 밝혔다.

텐세그리티 구조는 무게를 견딜 수 있는 ‘강인한 재료’와 실처럼 팽팽하고 ‘유연한 재료’가 씨줄과 날줄처럼 엉켜 있는 모습이다. 적은 재료로 고강도와 유연성을 동시에 얻을 수 있다는 장점이 있어 주로 건축물에 쓰인다.

텐세그리티 구조는 서로 다른 특성을 갖는 물질들이 공중에서 연결된 구조라 일반적인 3D 프린팅 제작 기법을 이용해서는 이 구조가 적용된 로봇을 만들기 힘들다. 이에 연구진은 3D 프린팅 기법과 물에 녹을 수 있는 수용성 희생틀을 이용해 복잡한 텐세그리티 구조를 구현하는 방법을 찾아냈다.

3D 프린터를 이용해 큰 하중을 견딜 수 있는 재료(압축재)와 희생틀을 프린팅한 뒤, 희생틀 내부에 유연한 재료(인장재)를 삽입하는 방식이다.연구진은 이런 방법으로 정육면체, 도넛, 삼각기둥 등 다양한 형상의 텐세그리티 구조를 만들었다.

또 만들어진 구조체를 기본 모듈로 사용해 5개의 다리가 달린 불가사리 로봇을 제작했다. 전기로 구동하는 이 불가사리 로봇은 앞으로 걷거나, 움직이는 방향을 바꿀 수 있다. 연구진은 또 스마트 자성 소재를 적용해 스스로 움츠렸다 펴지는 불가사리 로봇도 만들었다.

권승혁 기자 gsh0905@