소금쟁이처럼…물 위 걷는 초소형 로봇 개발

고제성 아주대 교수팀이 소금쟁이과 곤충인 라고벨리아를 모사해 개발한 초소형 수상 로봇. 로봇 다리 끝에 있는 부채꼴 구조가 물 위에서 빠르게 움직일 수 있게 한다. 과학기술정보통신부 제공

국내 연구진이 물 위를 걸어다니는 소금쟁이를 모방한 초소형 로봇을 세계 최초로 개발하는데 성공했다. 향후 수질 탐사 및 환경 모니터링 등에 소형 수상 로봇이 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

과학기술정보통신부는 고제성 아주대 교수팀이 수면 위를 자유롭게 움직이는 곤충 라고벨리아(부채다리 소금쟁이)를 모사한 초소형 로봇을 개발했다고 밝혔다. 이 연구는 국제학술지 ‘사이언스’ 22일자 표지 논문으로 게재됐다.

라고벨리아는 소금쟁이과로 다리 끝의 부채꼴 구조를 순간적으로 펼쳐 빠른 물살에서도 민첩하게 움직일 수 있다. 아주대 연구진은 미국 버클리 캘리포니아대, 조지아공대 연구팀과 함께 21개의 끈 형태의 인공 털로 부채꼴 구조의 인공 팬(fan)을 제작해 곤충 크기의 로봇에 적용했다.

고제성 아주대 교수팀이 소금쟁이과 곤충인 라고벨리아를 모사해 개발한 초소형 수상 로봇. 로봇 다리 끝에 있는 부채꼴 구조가 물 위에서 빠르게 움직일 수 있게 한다. 과학기술정보통신부 제공

실험 결과 로봇에 장착된 부채꼴 구조가 물속에서 강한 추진력을 발휘해 민첩한 방향 전환을 가능하게 한다는 것을 확인했다. 0.23g 무게의 초소형 로봇은 인공 팬을 통해 1초에 206도를 돌 정도로 빠른 회전 속도를 보였다.

연구진은 라고벨리아의 다리 끝 부채꼴 구조가 근육의 힘으로 펼쳐지는 것이 아니라 얇고 유연한 털과 물의 표면장력에 의해 0.01초 만에 스스로 펼쳐진다는 것도 밝혀냈다. 기존에는 라고벨리아가 물 위에서 빠르게 움직이는 것이 근육의 움직임 때문이라고 여겨져 왔지만 이번 연구를 통해 부채꼴 모양의 털 구조가 핵심이라는 것을 밝힌 것이다.

이번 연구 결과는 수중 환경에서 스스로 펼쳤다 접을 수 있는 자기 전개형 초소형 로봇 추진 장치를 구현했다는 점에서 의미가 있다는 평가가 나온다. 복잡한 원리나 구동 장치가 없이도 로봇을 움직일 수 있는 방법을 찾아낸 것이다. 소형 수상 로봇은 수질 탐사나 환경 모니터링 등 여러 방면에서 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

연구를 이끈 고제성 교수는 “향후 환경 모니터링, 구조 활동, 생물 모방 로봇 공학 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것”이라고 했다.

최지원 기자 jwchoi@donga.com