걷고 구르고 물건 나르는 소프트 로봇 VIDEO: Scientists Create Robot Powered by Lights and Magnets

美 노스웨스턴대, 걷고 구르고 물건 나르는 소프트 로봇 개발

체내 약물 전달, 오염물질 정화 등 활용 기대

    미국 노스웨스턴대(Northwestern University) 연구팀이 빛과 자기장으로 이동하며 물건을 나르는 소프트 로봇을 개발했다고 ‘뉴아틀라스’ 등 매체들이 보도했다.

Scientists Create Robot Powered by Lights and Magnets (CN) — Scientists have developed a type of soft-bodied spongy robot that doesn’t require any complex hardware or electricity to move about, as it’s powered entirely by lights and magnets. Their unique creation is comprised of 90% water and made by molding hydrogels over a ferromagnetic nano-wire skeleton without any of the heavy machinery typically found in robots.  Activated by light, a nearby rotating magnetic field determines the bot’s movements, allowing it to climb hills and transport cargo at human speeds — a marked improvement over an earlier version. The team from Northwestern University in Illinois say their invention is ideally suited for work in aquatic environments and could even be shrunk down later to deliver bio-therapeutics to individual cells and tissues. The team published their findings Wednesday in the journal Science Robotics. “Having simply ‘materials’ rather than complicated devices that can behave like robots and emulate the behaviors of living creatures — walking, crawling, picking up and transporting things, swimming, recognizing objects and taking some action, changing shape — could create groundbreaking imaginative technologies in our future. This would indeed be matter with surprising life-like properties which we have labeled ‘robotic soft matter,’” said the study’s co-author Samuel Strupp, professor of engineering at Northwestern University, in an email. View full text https://www.courthousenews.com/scientists-create-robot-powered-by-lights-and-magnets

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이 로봇은 너비 1cm의 다리 4개 달린 수중로봇으로, 생김새는 문어를 연상케 한다. 몸체는 주로 물로 이뤄진 하이드로젤로 대부분 구성돼 있다. 이 물질은 니켈 나노와이어(Nano Wire)로 이뤄진 골격을 감싸고 특별 제작된 폴리머 분자를 함유하고 있다. 이같은 재료의 조합 덕분에 물속에서 걷는 것이 가능하다.

이 소프트 로봇은 물건을 감싸안고 목적지까지 옮길 수 있다.(사진=노스웨스턴대)

평상시에는 평평하게 엎드려 있으나 빛에 노출되면 몸을 구부려 서 있게 된다. 빛을 받아 로봇 안에 있는 분자들이 소수성(물 분자와 쉽게 결합하지 않는 성질)을 띄며 몸체 내부에 있는 물을 밀어내는 원리다. 이후 서 있는 상태에서 회전 전자기장에 노출시키면 나노와이어 골격의 도움을 받아 앞으로 나아간다. 빛을 없애면 다시 평평한 상태로 돌아가며, 빛과 자기장으로 같은 과정을 반복할 수 있다.

로봇은 1초에 한걸음씩 걷는 사람과 동일한 속도로 이동한다. 이는 같은 종류의 로봇과 비교해 볼 때 평균보다 꽤 빠른 속도에 해당된다. 이전 연구에서는 몸을 구부리는데 수분이 걸렸고, 한걸음 내딛는데만 12시간 이상 필요했다.

이 소프트 로봇은 등 뒤에 끈적한 물건을 붙이는 식으로 짐을 운반할 수 있다.(사진=노스웨스턴대)

이번 연구의 공동저자인 ‘모니카 올베라 드라 크루즈(Monica Olvera de la Cruz)’는 “우리는 걷기와 조향 동작을 결합해 자기장의 구체적인 순서를 프로그래밍 할 수 있다”며 “이를 통해 로봇을 원격으로 조종하고 평평하거나 경사진 곳에서 경로를 따르도록 지시할 수 있다. 이같은 프로그래밍 기능은 복잡하고 좁은 통로에 있는 로봇에게 길을 안내하는 것을 가능하게 한다”고 설명했다.

로봇은 물건을 옮길 수 있는 능력도 있다. 물건을 다리로 감싸안고 구르거나 끈적한 물질을 등 뒤에 붙여 기어갈 수 있다. 목적지에 도착하면 몸체를 뒤집어 내려놓거나 춤을 추듯 회전하면서 떼어낸다. 규모를 축소하면 화학 반응 촉진, 오염물질 정화, 체내 약물 전달 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구 결과는 전문 저널인 '사이언스 로보틱스'에 실렸다.

조상협  robot3@irobotnews.com 로봇신문사

http://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno=23272

Sea creature-inspired robot walks, rolls, transports cargo

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