화학硏 등 공동 연구팀 "국방·극한 환경 등 다양한 분야 활용"


연구 모 식 도 물속에서도 자유롭게 작동하는 광(光)화학 기반 '소 프트  로봇 용 인공 근육'이 개발됐다. 한국화학연구원은 김 현 박사와 부산 대 이하 범 교수, 미국 텍사스 에이 앤 엠(Texas A&M)대 테일 러 웨 어(Taylor H. Ware) 교수 공동 연구진이 빛으로 움직이는 결정 성 액정 탄성 체 기반의 수중 로봇 용 인공 근육을 개발했다고 밝혔다.

기존 소 프트 로봇 용 동력 장치는 전기 ·공 압 ·유압·열 등으로 구동 되는데 배터리, 모터, 기어 등 복잡한 부품이 물에 노출되면 안정적 제어 등을 하기 어려웠다. 따라서 빛을 이용, 변형을 유도하는 광 열 또는 광 화학 소재가 주목 받고 있다.

연구진은 '아 조 벤 젠 기능 화 된 결정 성 액정 탄성 체(AC-LC E)' 소재를 활용, 물속에서 더 많은 형태 변형과 강력한 운동 능력을 구현했다. 강성이 조절되는 새로운 액정 고무 소재에 광 화학 분자 '아 조 젠을 넣어 빛을 받으면 움직이도록 만들었다.

그동안 활용이 힘들었던 스프링 구조 형태의 AC-LC E 인공 근육 소재를 선 형 및 고리 형으로 제작, 로봇 부품처럼 조립해 성능을 실험한 결과, 기존 광 화학 기반 인공 근육 소재보다 늘어나거나 줄어드는 길이는 3배 이상, 움직이는 힘은 포유류의 일반적인 근육보다 2배 이상 강했다고 연구진은 설명했다.

이 소재는 수중 환경에서 자외선과 가시광선으로 수축·이완을 원격 조절해 소 프트 로봇에 동력을 제공, 물속을 이동하게 하거나 로봇 손이 물체를 쥐거나 놓도록 하는 모습을 보여줬다.

배터리, 기계장치, 와이어, 펌프 등 어떤 연결 없이도 빛 만으로 100회 이상 반복 적으로 조작할 수 있었다. 연구진은 기존 기계·전기 장치 기반 동력 장치 한계를 극복, 수중 환경에서도 별도 전원이나 기계장치 연결 없이 작동할 수 있는 차세대 소 프트 로봇 소재 기술을 제시한 점에서 큰 의미가 있다.
 
추가 연구를 통해 의료, 국방, 극한 환경 등 다양한 분야 실용화도 목표로 하고 있다고 말했다. 부산 대 서 원 빈 학생이 제 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 '스 몰(Small)' 후면 표지 논문으로 게재됐다.