인공근육과 카메라, 촉각센서를 결합한 딱정벌레 모양의 로봇이 개발됐다.

한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 김상욱 교수 연구팀이 미국 캘리포니아공과대(칼텍), 싱가포르 난양공과대(NTU) 연구팀과 공동으로 소형 소프트로봇 '비틀봇'(BeetleBot)을 개발했다고 13일 밝혔다.

공동연구팀은 생체근육처럼 수축하는 인공근육으로 로봇을 걷게 하고 물체를 잡도록 설계했다. 여기에 카메라와 압력센서, 손가락에 부착하는 신축성 센서 패치를 연계해 사용자가 로봇 주변 상황과 물체 접촉 정보를 확인하며 조종할 수 있도록 했다.

딱정벌레가 먹이를 붙잡는 데 사용하는 집게 모양의 큰턱을 본떠, 부드러운 로봇 집게인 '소프트 그리퍼'를 만들고, 여기에 인공근육과 압력센서를 결합해 물체를 잡고 접촉 상태를 감지하도록 했다.

인공근육이 수축하면 집게가 움직여 물체를 잡고, 압력센서는 물체와 접촉할 때 가해지는 압력을 감지한다. 물체가 센서를 누르면 내부 전극 사이 간격과 전기적 특성이 달라지는 원리로 접촉 상태를 확인한다.

로봇 조종에는 손가락 움직임에 따라 전기저항이 달라지는 신축성 센서 패치를 사용했다.

손가락을 굽혀 패치가 늘어나면 내부 탄소나노튜브(CNT)의 전도 경로가 변하면서 저항 신호가 달라진다.

연구팀은 이 신호를 전진·좌회전·우회전·물체 집기 네 가지 명령으로 구분하고, 블루투스로 비틀봇에 전달해 해당 동작을 수행하도록 했다.

연구팀은 사람이 접근하기 어려운 공간에서 주변 상황을 확인하고 작은 물체를 회수하는 원격 작업용 소프트로봇 개발의 기반이 될 것으로 기대한다.

김상욱 교수는 "이번 연구는 인공근육의 움직임과 감각, 사용자 제어를 하나의 시스템으로 연결해 소프트로봇의 활용 가능성을 넓힌 성과"라며 "칼텍 등과 공동연구를 바탕으로 사람이 접근하기 어려운 공간에서도 작업할 수 있는 소프트로봇 발전에 기여할 것"이라고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스'에 지난 8월19일 게재됐다.