캘리포니아 샌디에고 대학교가 전자 장치가 필요하지 않은 소프트 로봇을 개발했다(사진. UC 샌디에고).
캘리포니아 샌디에고 대학교(UC San Diego, 이하 UC 샌디에고) 연구팀이 작동하는 데 전자 장치가 필요하지 않은 4개 다리의 소프트 로봇을 개발했다. 로봇은 제어 및 이동 시스템을 포함한 모든 기능에 대해 일정한 가압 공기 공급원만 있으면 작동한다.
연구 관계자는 “이 작업은 전자 장치가 필요 없는 완전 자율 보행 로봇을 향한 근본적이면서도 중요한 단계”라고 강조했다.
응용 분야에는 장난감과 같은 엔터테인먼트용 저비용 로봇과 MRI 기계 또는 광산 샤프트와 같이 전자 장치가 작동할 수 없는 환경에서 작동할 수 있는 로봇이 포함된다. 소프트 로봇은 환경에 쉽게 적응하고 사람 근처에서 안전하게 작동하기 때문에 특히 중요한 요소로 작용할 전망이다.
대부분의 소프트 로봇은 압축 공기로 구동되며 전자 회로로 제어된다. 그러나 이 접근 방식에는 회로 기판, 밸브 및 펌프와 같은 복잡한 구성 요소가 필요하다. 또한 로봇의 뇌와 신경계를 구성하는 이러한 구성 요소는 일반적으로 부피가 크고 비싸다는 한계가 있다.
반면 UC 샌디에고 로봇은 로봇 자체에 탑재된 튜브와 소프트 밸브로 구성된 가볍고 저렴한 공압 회로 시스템에 의해 제어된다. 로봇은 명령에 따라 또는 환경에서 감지하는 신호에 응답해 걸을 수 있다.
연구의 선임 저자 톨리(Tolley)는 “우리의 접근 방식으로 매우 복잡한 로봇 두뇌를 만들 수 있다”라며, “우리의 목표는 걷기를 제어하는 데 필요한 가장 간단한 공기 구동 신경계를 만드는 것”이라고 밝혔다.
한편 로봇의 계산 능력은 뇌가 아닌 척추의 신경 반응에 의해 구동되는 포유류 반사 신경을 대략적으로 모방한다. 연구팀은 발전기의 기능을 모방하기 위해 밸브 시스템을 구축, 가압된 공기가 로봇의 사지에서 공기 구동 근육으로 들어가는 순서를 제어했다. 또한 연구원들은 로봇 다리에 공기 주입을 지연시켜 로봇의 보행을 조정하는 혁신적인 부품을 만들었으며, 로봇의 걸음걸이는 거북에서 영감을 받았다.
아울러 로봇에는 간단한 기계식 센서가 장착돼 있다. 로봇 본체에서 튀어나온 붐 끝에 유체가 채워진 작은 부드러운 거품이 있는데, 기포가 눌리면 유체가 로봇의 밸브를 뒤집어 방향을 반전시킨다.
연구자들은 향후 로봇이 자연 지형과 고르지 않은 표면을 걸을 수 있도록 로봇의 보행을 개선하고자 한다. 이를 위해서는 보다 정교한 센서 네트워크와 복잡한 공압 시스템이 필요할 것으로 전망된다.
