(왼쪽 두 번째부터) 서울대 송재영 연구원, 정순필 박사과정생, 이해민 박사 / 사진. 서울대학교 공과대학

 

서울대학교 공과대학은 기계공학부 조규진 교수팀이 미국 보스턴 컨벤션센터에서 열린 ‘2024 Form & Function Robotics Challenge’에서 1위를 차지했다고 16일(목) 밝혔다.

매스로보틱스가 주최한 이번 챌린지는 5월 1일부터 2일까지 이틀간 열렸으며, 조규진 교수팀은 우주에서의 건설 자동화를 위한 트랜스포밍 3D 프린팅 로봇 기술 제시로 MIT, 하버드, 터프스 등 보스턴 명문 대학과 코넬, 스탠퍼드 등을 모두 제치고 1위를 차지했다.

 

조규진 교수팀은 부채 접기처럼 지그재그 모양으로 겹겹이 접힌 구조가 줄자처럼 감기는 Fold-and-Roll 이중 압축 방법으로 보관될 수 있는 구조를 개발했다. 해당 구조는 수납 시 이중 압축 방법을 통해 높은 압축률로 작은 부피에 수납될 수 있으며, 전개 시에는 종이접기의 원리를 활용해 지그재그 형태의 주름 구조로 펼쳐짐으로서 단단하게 변화될 수 있다.

 

이 구조는 모터 1개만을 이용해 전개 및 수납 작동이 가능하다.

 

조규진 교수팀은 Fold-and-Roll 방식으로 보관될 수 있는 구조들을 이용해 트랜스포밍 프레임을 구성했으며, 이 프레임과 기존 3D 프린팅 장치를 융합해 트랜스포밍 3D 프린팅 장치를 구현했다. 제작된 트랜스포밍 3D 프린팅 장치는 수납 시 밑변 0.8m, 높이 0.75m의 삼각 기둥 모양에서 최대 밑변 3.4m, 높이 3.6m의 삼각뿔 형태로 전개될 수 있다.

 

해당 장치는 1.2mm 크기의 노즐이 장착됐으며, 일반적인 3D 프린팅 소재인 PLA 소재를 사용해 사람보다 큰 구조물의 출력이 가능하다. 이번 대회에서는 대회장 콘크리트 바닥에 2000층의 레이어로 구성된 1.2m의 구조물 프린팅을 시연했다.

 

이 3D 프린팅 장치가 모바일 로봇과 접목될 시 로봇은 스스로 지정 장소로 이동해 대형 프레임을 전개하고 목표 구조물을 출력한 뒤 프레임을 접고 다음 작업을 수행하기 위해 이동할 수 있는 건축 자동화 로봇으로의 발전 가능성이 있다. 이러한 기술은 향후 사람이 접근하기 어려운 달 기지 건설 작업에 유용하게 활용될 수 있다.

 

또한 이 기술은 충분한 강성 및 강도가 필요한 대형 구조물의 휴대성을 높일 수 있는 기술로, 우주환경 이외에도 대형 구조물이 필요한 건설현장이나 재난현장 등 각종 분야에 활용 가능할 것으로 기대된다.

 

한편 본 연구를 공동 수행한 인간중심소프트로봇기술연구센터(센터장 조규진 교수)는 2016년부터 기계공학, 전산공학, 의학, 의류학, 운동역할을 포함한 다양한 학문분야의 융합연구를 통해 인간의 운동 능력 증진을 위한 다양한 착용형 소프트 로봇을 개발하고 있다.