UNIST가 감자 칩을 집을 수 있을 정도로 섬세한 작동이 가능한 소프트밸브를 개발했다.
UNIST(총장 이용훈)는 김지윤 신소재공학과 교수팀과 배준범 기계공학과 교수팀(이하 김 교수팀)이 유연 소프트 로봇에 작용해 장점을 극대화할 수 있는 '소프트 밸브'를 개발했다고 20일 밝혔다.
개발 소프트 밸브는 외부 자극을 감지해 구동부를 정밀 조종하는 튜브 형태의 기능성 부품이다. 튜브 속 공기 흐름으로 구동부를 움직인다. 튜브 속에 나선형으로 감겨있는 실이 외부자극을 받으면 튜브를 눌러 공기 유입과 유출을 조절하는 방식이다.
튜브 속 감긴 실의 구조와 개수를 정밀하게 프로그래밍하면 공기 유입·유출을 다양하게 제어할 수 있다. 이에 따라 동일한 외부 자극에도 상황에 맞는 구동부 제어가 가능하다.
전기 없이 작동하기 때문에 수중이나 스파크가 튀는 환경에서 안전하게 사용할 수 있고, 부품 가격도 개당 800원 정도로 저렴하다.
김 교수팀은 이 소프트 밸브를 적용해 만능 집게를 만들었다. 테스트 결과, 이 집게는 무겁고 두꺼운 나무토막부터 얇고 부서지기 쉬운 감자 칩까지 모두 잘 집어냈다.
근육 부담을 줄일 수 있는 착용형 팔꿈치 보조 로봇도 만들었다. 보조 로봇을 착용했을 때 팔꿈치에 작용하는 힘이 평균 63% 감소하는 것으로 나타났다.
김지윤 교수는 “소프트 로봇은 부드럽고 유연한 기능이 핵심인데 감지 센서나 구동 제어 부품은 여전히 딱딱한 전자 부품인 경우가 많았다. 이번 연구로 센서와 구동 제어 부품까지 부드럽고 유연한 소재로 만들어냈다”며 “전자 소자 없이 소재 프로그래밍으로 작동 가능해 다양한 웨어러블시스템 개발에 크게 기여할 것”이라 말했다.
이번 연구 성과는 네이처 커뮤니케이션즈 7월 4일자 온라인판에 실렸다. 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단, 한국재료연구원, 한국산업기술평가관리원 지원을 받았다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com