美 UCSD, 오징어처럼 스스로 헤엄지고 물 내뿜는 '스퀴드봇' 개발

미국 샌디에이고 캘리포니아대(UCSD) 연구팀 오징어 로봇 개발

이호선 기자 승인 2020.10.19 18:33 의견 0

수중탐사 로봇 ‘스퀴드봇(Squidbot)’ (사진=미국 샌디에이고 캘리포니아대)

미국 샌디에이고 캘리포니아대(UCSD) 연구팀이 최근 오징어로부터 아이디어를 얻어 개발한 수중탐사 로봇 ‘스퀴드봇(Squidbot)’을 공개했다고 ‘뉴아틀라스’ 등 매체들이 보도했다.

스퀴드봇은 부드러운(soft) 재료와 딱딱한(rigid) 재료를 함께 사용해 만든 소프트 로봇으로, 실제 오징어처럼 물을 뿜어내며 헤엄친다. 연구팀은 이번 연구결과를 '생체모사와 생체모방공학(Bioinspiration and Biomimetics)‘ 저널 최신호에 게재했다.

로봇은 물속에서 피부와 일련의 뼈대에 탄력에너지를 축적할 수 있도록 제작됐다. 뼈대는 휘어질 수 있으며 몸통의 양쪽 끝에 있는 두 개의 원형 판에 고정돼 있다.

원형 판 중 하나는 노즐을 통해 주변에 있는 물을 끌어들이고 몸통이 수축하면 이를 배출한다.

이같은 작용을 통해 실제 오징어처럼 몸체를 움직이는 제트 펄스(jet pulse)를 만들어낸다. 스스로 추진력을 생성할 수 있어 외부 동력원이 필요하지 않다는 게 장점이다.

수중탐사 로봇 ‘스퀴드봇(Squidbot)’ (사진=미국 샌디에이고 캘리포니아대)

UC샌디에고 '마이클 T. 톨리(Michael T. Tolley)' 교수는 "우리는 오징어가 빠르게 이동할 때 사용하는 모든 주요 특징들을 이 로봇에 재현했다"며 “오징어처럼 빠른 이동을 위해 몸의 형태를 변화시켜 제트펄스를 발생시키는 선에 묶이지 않은 로봇은 이번이 처음이다.

이는 수영 효율을 향상시킨다”라고 했다. 오징어 로봇은 종이 등불처럼 형성되며, 측면을 따라 스프링처럼 작용하는 유연한 갈비뼈 구조로 구성 되어있다.

갈비뼈는 로봇의 각 끝에 두 개의 원형 플레이트에 연결된다. 로봇의 신체가 유영하기위해서 물을 가져 와서 배출하는 노즐에 연결되는 구조다.

또 다른 판에 센서 또는 카메라를 탑재해 수중 모니터링 작업도 수행할 수 있다. 몸통이 전체적으로 부드럽기 때문에 어류와 산호를 보존하기 위한 환경 연구에 적합하다.

몸이 딱딱하면 이들에게 피해를 입힐 수도 있다는 지적이다. 이 오징어 로봇은 주로 아크릴 폴리머와 같은 부드러운 재료로 만들어졌으며, 3D 인쇄 및 레이저 절단 부품으로 제작 되어 있다.

로봇은 몇몇 생명체와 함께 대형 수족관에서 테스트를 받았다. 테스트 결과 1초에 8~32㎝를 나아갔다. 이는 일반적인 소프트 로봇보다 빠른 속도라는 게 연구팀의 설명이다. 또 노즐의 방향을 변경해 진행방향을 바꿀 수 있다는 점도 발견했다.

오징어가 고속 수영에 사용하는 모든 주요 기능을 재현한 ,"마이클 T. 톨리, 논문의 수석 저자 중 하나및 UC 샌디에고에서 기계 및 항공 우주 공학의 학과교수는 “우리는 오징어가 빠르게 헤엄칠 때 사용하는 모든 주요 기능들을 재현했다”며, "이 로봇은 빠른 이동을 위해 제트 펄스(jet pulse)를 생성할 수 있고, 체형을 바꿔 이를 얻을 수 있는 최초의 줄에 묶여있지 않은 언테더드(untethered) 로봇이다. 이는 수영 효율성을 향상시킨다"고 밝혔다.

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