서울대 연구팀 나뭇잎 팔랑임에서 착안

기름 흡착시트, 스스로 헤엄쳐 오염제거 시범

해양기름 유출 등 환경문제 해결에 적용

나뭇잎이 팔랑거리는 낙하운동에서 착안한 헤엄치는 나뭇잎 로봇 모식도. 서울대 제공

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국내 연구진이 물속에서 ‘하늘을 나는 양탄자’처럼 움직이는, 나뭇잎처럼 얇은 수중 소프트 로봇 기술을 개발했다.

서울대 공과대 기계공학부 조규진 교수 연구팀은 21일 “종이처럼 얇은 구조의 새로운 수중 거동 형태를 만들어 수중 소프트 로봇의 새로운 시스템과 가능성을 제시했다”고 밝혔다. 연구 논문은 로봇 분야 학술지 <사이언스 로보틱스> 22일(한국시각)치에 실렸다.

연구팀은 ‘아라비안나이트’에 나오는 알라딘의 ‘하늘을 나는 양탄자’처럼 나뭇잎이 공기 중에서 팔랑이며 낙하하는 운동에서 수중 소프트 로봇 원리를 착안했다. 나뭇잎이나 종이처럼 가볍고 얇은 물체는 공기 저항에 의해 특별한 추진력이 없어도 다채로운 움직임을 만든다.

연구팀은 이 움직임이 물체의 밀도 분포에 크게 의존하고 물속에서는 이 효과가 더욱 극대화한다는 사실을 밝혀냈다. 나아가 열을 가하면 밀도가 크게 변하는 연성 복합재료를 피부처럼 얇게 만들어 전체 시스템의 밀도를 자유자재로 조절하는 데 성공했다. 밀도를 제어하면 몸체를 크게 비틀거나 프로펠러 같은 별도의 추진기 없이도 나뭇잎이 팔랑거리듯이 물속에서 움직이며 원하는 위치로 이동할 수 있다.

나뭇잎의 팔랑거리는 낙하운동에서 영감을 받아 제작된 나뭇잎 로봇의 수중 거동. 서울대 제공

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연구팀은 “이 기술은 몇 ㎜의 작은 크기에서부터 몇 미터 이상의 큰 면적까지 광범위하게 활용될 수 있어 물속 탐사와 해양 환경 유지에 필요한 다양한 기능을 장착할 수 있는 장점이 있다”고 설명했다. 연구팀은 우선 작은 물탱크에서 기름 흡착 시트가 스스로 헤엄쳐 기름이 떠 있는 위치까지 가서 오염물질을 제거하는 시범을 보였다.

조 교수는 “향후 배터리나 전자회로 등을 탑재하고 출렁이는 물속에서 움직임을 제어하는 기술을 추가 개발하면 수중 소프트 로봇의 새로운 가능성을 보여줄 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

이근영 기자 kylee@hani.co.kr

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