서울공대 조교진 교수 공동 연구팀, 나뭇잎 착안한
종이처럼 얇은 수중 소프트 로봇 기술 개념 입증


서울대학교 공과대학은 22일, 기계공학부 조규진 교수 공동 연구팀이 종이처럼 얇은 수중 소프트 로봇 기술을 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 얇은 피부 형태의 밀도 분포 제어 기술을 개발해 종이처럼 얇은 구조의 새로운 수중 거동 형태를 만들어내는 데 성공했다. 한국연구재단의 선도연구센터 사업 및 기초연구사업 학문 후속세대 양성 사업의 지원을 받은 이번 연구는 로봇 분야 권위지, '사이언스 로보틱스(Science Robotics)' 4월 21일 자에 게재됐다.

나뭇잎 또는 종이와 같이 가볍고 얇은 물체는 공기 저항 때문에 특별한 추진력 없이도 다채로운 움직임을 만들어낸다. 연구팀은 이 움직임이 물체의 밀도 분포에 크게 의존하고, 수중 환경에서는 이 효과가 한층 더 극대화되는 점을 규명했다. 더 나아가 열에 반응하면 큰 폭으로 밀도가 변하는 연성 복합재료를 피부처럼 얇게 패터닝해 전체 시스템의 밀도 분포를 능동적으로 제어하는 데 성공했다. 

밀도 분포 제어 기술은 몸체의 극심한 변형 또는 프로펠러와 같은 추진기 없이도 종이처럼 얇은 임의의 구조가 나뭇잎이 팔랑거리는 듯한 수중 거동을 하며 원하는 위치로 이동할 수 있게 한다. 밀리미터 수준의 작은 크기부터 수 미터 이상의 대면적까지 광범위하게 활용될 수 있으며, 탐사 및 해양 환경 유지에 필요한 다양한 기능들을 집적시킬 수 있는 잠재성이 있다. 

가능성을 입증하기 위해 연구진은 소규모 물탱크에서, 기름 흡착 시트가 스스로 헤엄쳐서 기름 유출 구간에 도달해 오염 물질을 제거해내는 개념을 선보였다. 아직은 배터리 및 전자회로 등을 탑재하지 못하고 있고, 유동이 있는 물속에서의 움직임 제어에 관한 연구 등이 필요하지만, 현재의 개념 연구를 발전시킨다면 수중 소프트 로봇의 새로운 가능성을 보여줄 것으로 기대된다.