UNIST 연구팀 소프트 로봇 핵심 '소프트 밸브' 기술 개발

2023-07-20 강은정 기자

왼쪽 원형 위 김지윤 교수, 원형 아래 배준범 교수, 제1 저자 김준수 연구원, 제 1저자 최준규 연구원. UNIST 제공

UNIST 연구진이 로봇 손으로 쉽게 부스러지는 감자칩을 집을 수 있는 소프트 밸브 기술을 개발했다.

UNIST 신소재공학과 김지윤 교수팀과 기계공학과 배준범 교수팀은 소프트 로봇의 장점을 극대화하는 '소프트 밸브' 기술을 개발했다고 20일 밝혔다.

이 부품은 튜브 형태로 외부 자극을 감지해 전기 없이 구동부 움직임을 정밀하게 조종하는 이중 기능 부품이다. 전기 없이 움직일 수 있어 수중에서도 안전하게 쓸 수 있고, 가격도 부품 한개당 800원 정도로 저렴하다.

김지윤 교수는 "부드럽고 유연한 소프트 로봇 본체와 달리 자극 감지 센서나 구동 제어 부품은 여전히 딱딱한 전자 부품인 경우가 많았는데, 이번 연구로 센서와 구동 제어 부품도 부드럽고 유연한 소재로 만들어냈다"라고 설명했다.

소프트 밸브를 활용한 예시. UNIST 제공

연구팀은 이 소프트 밸브를 활용해 다양한 물건을 손쉽게 집을 수 있는 만능 집게를 만들었다. 또 이 부품으로 착용형 팔꿈치 보조 로봇을 만들어 팔 근육 부담을 효과적으로 줄였다.

연구팀은 튜브에 감겨있는 실의 구조나 개수를 정밀하게 프로그래밍해 공기의 유입과 유출을 다양하게 조절할 수 있음을 확인했다. 튜브 끝단에 동일한 힘을 가해도, 실이 감긴 모양과 개수에 따라 구동부를 상황에 알맞게 조절할 수 있는 것이다.

배준범 기계공학과 교수는 "개발한 부품은 전자 소자 없이 소재 프로그래밍을 이용해 간단히 사용할 수 있어 다양한 웨어러블 시스템의 개발에도 크게 기여할 것"이라고 설명했다.

이번 연구는 세계적 권위의 국제학술지인 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)에 2023년 7월 4일 온라인 게재됐다. 연구 수행은 과학기술정보통신부 한국연구재단(NRF), 한국재료연구원(KIMS), 한국산업기술평가관리원(KEIT)의 지원을 받아서 이뤄졌다.
강은정 기자 kej@iusm.co.kr