서울대 연구팀이 물을 에너지로 이용해 움직이는 소프트 로봇을 개발했다. 서울대 공대는 기계항공공학부 김호영 교수 연구팀이 공기 중의 수분을 이용해 움직이는 소프트 로봇인 '하이그 로봇'을 개발했다고 1월 25일 밝혔다.

기존의 초소형 로봇은 작은 크기 때문에 배터리를 부착할 수 없어 외부 전선에서 에너지를 공급받았지만, 하이그 로봇은 스스로 에너지를 얻어 움직인다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 야생 밀의 씨앗이 건조한 땅에서 살아남기 위해 특수한 꼬리를 움직여 땅으로 파고들어 가는 원리를 로봇에 적용했다.

하이그 로봇 걷는 모습

서울대 기계항공공학부 김호영 교수

씨앗의 꼬리는 수분과 닿으면 부풀어 오르는 층과 부풀어 오르지 않는 층 등 2개의 층을 가지고 있다. 즉, 습도가 높으면 1개의 층이 부풀어 올라 꼬리가 한쪽으로 휘어진다. 습도가 낮으면 부풀어 오른 층이 줄어들면서 반대쪽으로 펴진다. 휘었다가 펴지는 것을 반복하면 씨앗을 수분이 많은 쪽으로 움직이게 된다.

연구팀은 이를 로봇에 적용해 나노 섬유를 한 방향으로 차곡차곡 쌓아 씨앗의 꼬리와 비슷한 구조를 갖는 로봇 몸통을 개발했다. 몸통에 특수 다리를 단 로봇은 습한 표면에 올려놓기만 하면 증발로 인한 공기 중의 습도 차이로 끊임없이 전진하게 된다.

로봇 몸통은 씨앗의 꼬리처럼 2개의 층으로 이뤄졌는데 한쪽 층은 수분을 흡수하면 부풀어 오르고, 다른 층은 수분에 전혀 반응하지 않는다.

표면으로부터 증발한 수분이 많으면 수분을 흡수하는 층이 부풀어 올라 몸통이 위로 휜다. 몸통이 위로 휘어져 표면과 멀어지면 수분 흡수가 줄어들게 되고 몸통은 다시 펴진다. 몸통이 휘었다가 펴지는 것을 반복하면 로봇은 앞으로 나가게 된다.

김 교수는 "하이그 로봇은 전장이나 환경오염 지역에 뿌려서 정보를 수집하는 '스마트 더스트' 분야나 사람 피부 위에 놓고 치료에 필요한 약물을 전달하는 의료 분야에 활용할 수 있을 것"이라고 전망했다.

이번 연구 결과는 로봇 학술지 '사이언스 로보틱스' 1월 25일자 온라인판에 게재됐다.