美 하버드대 연구진과 공동연구, '사이언스 로보틱스'에 발표
"델타로봇 축소판…정밀 수술로봇 등에 사용될 수 있어"

밀리 델타로봇(milliDelta Robot)의 모습. [Wyss Institute at Harvard University 제공]

자동차 공장이나 식품 공장에서 흔히 볼 수 있는 '델타로봇'의 초소형 버전이 개발됐다. 델타로봇은 수직운동, 평행운동, 회전운동 등의 반복 운동을 빠르게 수행하는 기계로, 흔히 제품이나 부품을 집어 옮기는 '로봇팔'로 잘 알려졌다.

최근 아주대와 미국 하버드대 연구진은 수m 규모의 델타로봇을 초소형화해 수십mm 수준의 크기로 줄이는 데 성공했다. 이 '밀리 델타로봇'은 기존 델타로봇이 하지 못한 수술 등 정교한 작업을 수행하는 데 이용될 수 있을 전망이다. 연구 결과는 국제학술지 '사이언스 로보틱스'(Science Robotics) 17일 자에 실렸다. 기존 델타로봇은 작동 원리가 복잡하고 필요한 부품이 많아 크기를 1m 이하로 줄이기 어려웠다. 델타로봇은 받침대 위에 팔 3개가 붙어 있는 구조인데, 각 팔의 관절은 모터로 구동한다. 연구진은 '종이접기'를 이용하면, 델타로봇을 얼마든지 작게 만들 수 있으리라 생각했다.

2차원의 탄소섬유복합재에 전기를 주면 접혔다 펴지는 압전소자를 붙여 액추에이터(동력을 이용해 기계를 동작시키는 구동 장치)로 만들었다. 압전소자는 로봇 팔을 움직인다. 이렇게 만든 로봇은 가로, 세로가 모두 15mm, 높이가 20mm를 넘지 않았으며, 무게는 0.43g에 불과했다. 크기가 작은 만큼, 이 로봇은 물체를 1mm는 물론이고 5㎛(마이크로미터·1㎛=100만 분의 1m) 떨어진 곳에 옮기는 것도 가능했다. 또 1초에 75회 이상 수직운동 및 회전운동을 할 수도 있었다. 이는 현재 델타로봇의 운동속도보다 15∼25배 빠른 것이다. 

고제성 아주대 기계공학과 교수는 "델타로봇은 기본적으로 관성을 최소화해 빠른 동작을 할 수 있도록 설계된 로봇"이라며 "평명구조를 접어 부품을 만드는 기술은 가벼우면서 관성을 최소화한 델타로봇을 만드는 데 적합하다"고 말했다. 그는 "사람 손의 미세한 떨림을 배제하기 위한 수술로봇 등에 사용될 수 있으리라 기대한다"고 설명했다.