서울대학교 공과대학(학장 차국헌)은 기계항공공학부 조규진(45) 교수 연구팀이 종이접기 기술을 활용한 ‘드론 로봇 팔(가제트 로봇 팔)’을 개발했다고 14일 밝혔다. 해당 연구는 <사이언스 로보틱스> 최신판 표지를 장식했다.
조 교수 연구팀(공동 1저자: 김석준 연구원∙이대영 박사 후 과정, 공동 저자: 정광필 서울과학기술대학교 기계∙자동차공학과 교수, 교신저자: 조규진 교수, 디자이너: 송정률 연구원)은 로봇 팔에 락커를 이용한 ‘가변 강성 메커니즘(Variable Stiffness Mechanism)’을 접목하고, 와이어 한 줄로 쉽게 접고 펼 수 있도록 설계해, 종이접기 구조의 실제 활용 가능성을 한 단계 끌어올렸다.
딱지처럼 가볍고 얇게 접히면서도 자동우산처럼 펼쳐지고 금방 단단해 진다. 그간 종이접기 로봇이 구조적인 한계로 인해 무게를 감당하기 어렵고 쉽게 구동하기 어려웠던 약점을 즉각적으로 극복할 수 있는 기술이다.
가변 강성 메커니즘은 서로 수직하게 놓인 ‘접는 선’이 서로의 움직임을 제약할 수 있다는 종이접기 원리에서 착안한 것이다. 이를 활용하면, 30g이 되지 않는 육면체 구조(40X40X100mm)가 최대 12kg의 압축력을 버틸 수 있다. 반면, 와이어를 잡아당기면 쉽게 락커가 해제돼 육면체 구조를 납작하게 접을 수 있다.
공개된 동영상에서 드론은 접혀 있던 로봇 팔을 아래로 쭉 펼쳐 좁은 계곡에 떨어진 물체를 집고, 나뭇가지 사이를 근접 촬영한다. 로봇을 쓰지 않을 때는 작게 접어 편리하게 이동 및 운반할 수 있게 하고, 필요할 때 펼치면 힘을 발휘한다. 공간과 무게라는 로봇의 두 가지 제약을 획기적으로 극복한 것. 특히 공간과 무게의 제약이 가장 극심한 드론에 로봇 팔을 달아 효과를 극대화했다. 이 성과는 드론만이 아닌 다른 로봇이나 구조물에도 적용 가능하며, 극지, 사막, 바닷 속이나 우주 같은 극한 상황에서도 활용할 수 있을 것으로 보인다.
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