치타의 동작을 모사한 소프트 로봇 '리프(LEAP)' VIDEO: Inspired by cheetahs, researchers build fastest soft robots yet

치타의 동작을 모사한 소프트 로봇 '리프(LEAP)'

노스캐롤라이나주립대,'사이언스 어드벤시스'에 연구 성과 발표

    치타의 달리는 동작에서 아이디어를 얻은 소프트 로봇이 개발됐다. 이 소프트 로봇은 이전 세대 소프트 로봇에 비해 딱딱한 지면이나 물속에서 훨씬 빠르게 이동할 수 있다. 무거운 물건을 들어올릴수 있을뿐 아니라 달걀 같은 깨지기 쉬운 물체도 세심하게 집을 수 있다.

Inspired by cheetahs, researchers build fastest soft robots yet North Carolina State University Summary: Inspired by the biomechanics of cheetahs, researchers have developed a new type of soft robot that is capable of moving more quickly on solid surfaces or in the water than previous generations of soft robots. The new soft robotics are also capable of grabbing objects delicately -- or with sufficient strength to lift heavy objects. View full text https://www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200508145329.htm

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미국 노스캐롤라이나주립대 '지에 인(Jie Yin)' 교수는 “지구상에서 가장 빠른 동물인 치타는 척추의 신축성으로부터 그들의 속도와 힘을 이끌어낸다”며 “우리는 치타의 생물역학에서 영향을 받아 스프링 구조의 ‘쌍안정‘ 척추를 갖고 있는 소프트 로봇을 만들었다”고 말했다. ’쌍안정‘은 전원 스위치처럼 온,오프 2가지 모드에서 안정 상태를 유지하는 것을 의미한다.

인 교수는 “소프트 로봇에 연결되어 있는 채널에 공기를 빠르게 불어 넣는 방식으로 쌍안정 상태에서 빠르게 전환할 수 있으며 이를 통해 상당한 양의 에너지를 확보, 로봇이 빠르게 지면을 치고나가는 힘을 얻을 수 있었다”고 설명했다.

기존 소프트 로봇은 크롤러(crawlers) 형태로, 항상 지면에 몸을 접촉한 상태에서 기어다닌다. 이 같은 요인이 속도를 제한하기도 한다. 현재까지 개발된 가장 빠른 소프트 로봇들은 딱딱한 평면에서 1초동안 자신 몸 길이의 0.8배 정도 움직일 수 있지만 이번에 개발된 소프트 로봇 ‘리프(LEAFㆍLeveraging Elastic instabilities for Amplified Performance)’는 1초당 자신의 몸 길이의 2.7배에 달하는 거리를 이동하는 게 가능하다. 기존 소프트 로봇에 비해 3배 정도 빠르게 움직이는 것으로, 약 3Hz의 낮은 액추에이션 주파수를 갖는다. 리프로봇은 기울어진 지면에서도 빠르게 움직일 수 있다.

이 로봇은 무게 45g으로, 길이는 7cm 정도다. 연구팀은 이 로봇에 지느러미를 부착해 수중에서 유영 테스트를 한 결과 1초당 자신의 몸 길이의 0.78배 거리를 이동했다고 밝혔다. 기존 유영 소프트 로봇의 이동속도인 초당 0.7배 보다 개선된 것이다. 인 교수는 로봇에 작용하는 힘을 조율하면 달걀 같은 예민한 물건을 잡거나 10kg 이상의 물체를 들어올리는 것도 가능하다고 지적했다.

연구팀에 따르면 이번 연구는 '개념 증명(proof of concept)' 단계로 향후 보다 빠르고 강력한 힘을 발휘하는 로봇을 디자인하는 데 활용될 수 있다고 낙관했다. 인 교수는 “구조 및 수색업무, 제조산업용 로봇으로 활용할 수 있다”고 말했다.

장길수  ksjang@irobotnews.com  로봇신문사

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