물·정전기 속에서도 안전하게...경량화·경제성 돋보여
'착용형 팔꿈치 보조 로봇', 팔 근육 부담↓
(서울=내외방송) 얇은 감자칩이 부서지지 않도록 부드럽게 들 수 있는 부드러운 '만능 집게'가 개발됐다.
UNIST(울산과학기술원)는 "김지윤 신소재공학과 교수 연구팀과 배준범 기계공학과 교수 연구팀이 부드럽고 유연한 소프트 로봇의 장점을 극대화할 수 있는 부품인 '소프트 밸브' 기술을 개발했다"고 21일 밝혔다.
소프트 밸브는 튜브 형태로 외부 자극을 감지해 전기가 없어도 구동부 움직임을 정밀하게 조종할 수 있는 이중 기능 부품이다.
물 속이나 정전기가 일어나는 환경에서도 안전하게 쓸 수 있을 뿐만 아니라 이중 기능 덕분에 로봇을 경량화할 수 있다.
가격도 부품 하나당 800원 정도로 저렴한 편이다.
연구팀은 소프트 밸브를 활용해 다양한 물건을 손쉽게 잡을 수 있는 '만능 집게'를 만들었다.
이 집게는 쉽게 부스러지는 감자칩부터 무겁고 부피가 큰 나무토막까지 잘 집혔으며 정전기와 물 속 환경에서도 잘 작동했다.
더 나아가 소프트 밸브로 '착용형 팔꿈치 보조 로봇'을 만들어 신체의 팔 근육 부담을 줄였다.
사람의 팔 굽힘 각도에 따라 자동으로 보조력이 증가하는 방식이며 이 로봇을 착용했을 때 팔꿈치에 작용하는 힘의 평균이 63% 감소하는 것으로 확인됐다.
소프트 밸브의 원리는 튜브 속에 흐르는 공기로 구동부를 움직이는 것이다.
튜브 끝을 당기면 튜브 안에 들어있는 나선형 실이 튜브를 눌러 공기의 유입과 유출을 조절한다.
구동부가 마치 아코디언 바람통처럼 늘어났다 줄었다 하는 방식이다.
프로그래밍을 통해 공기의 유입과 유출을 다양하게 조절할 수 있고, 실이 감긴 모양과 개수에 따라 구동부를 상황에 알맞게 조정도 가능하다.
배 교수는 "이번에 개발한 부품은 전자 소자 없이 프로그래밍을 이용해 간단히 사용할 수 있어 다양한 웨어러블(착용 가능한) 시스템의 개발에도 크게 기여할 것"이라고 말했다.
이 연구는 과학기술정보통신부 등의 지원을 받아 수행됐으며 국제학술지인 '네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)'에 최근 온라인 게재됐다(논문명: A Soft, Self-Sensing Tensile Valve for Perceptive Soft Robots).
