소금쟁이처럼… 물 위 걷는 초소형 로봇 개발

한미 연구진 ‘사이언스’에 게재
부채꼴 털 펼쳐지는 원리 모방
무게 0.23g… 1초에 206도 회전
“환경 모니터링-구조활동 등 활용”

고제성 아주대 교수팀이 소금쟁잇과 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 개발하는 데 성공했다. 향후 수질 탐사 및 환경 모니터링 등에 소형 수상 로봇이 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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

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

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 장치 없이도 로봇을 움직일 수 있는 방법을 찾아낸 것이다.

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