로봇이 점핑한다! 3D 프린트된 로봇이 점핑하는 방
로봇이 점핑한다! 3D 프린트된 로봇이 점핑하는 방
  • 금민호 기자
  • 승인 2019.10.23 18:08
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왼쪽 : 단단한 구조의 상단, 오른쪽 : 보다 유연한 상단 (제공 : UC 샌디에고, 하버드 대학)
왼쪽 : 단단한 구조의 상단, 오른쪽 : 보다 유연한 상단 (제공 : UC 샌디에고, 하버드 대학)

[퓨처타임즈=금민호기자] 3D프린트된 로봇은 견고한 내부, 소프트한 외부로 손상 없이 점핑 가능

하버드 대학과 캘리포니아 샌디에고 대학의 엔지니어들은 내부는 단단하고 외부는 부드러운 몸체를 3D프린트로 인쇄한 최초의 로봇을 만들었다. 로봇은 한번에 30회 이상 점프할 수 있고 부탄과 산소가 혼합된 전원이 공급된다.

로봇의 설계, 제조, 테스트 과정이 과학저널에 소개되었다. 샌디에고의 기계공학 조교수인 마이클 톨리는 연구의 리더로 부드럽고 견고한 재료를 함께 사용하여 빠르고 민첩한 로봇의 새로운 세대를 만드는데 도움이 되었다고 말한다. 이 로봇은 선행 모델보다 더 강력하고 적응력 빠르며 사람과 함께 안전하게 일할 수 있다.

로봇의 몸에 소프트하고 하드한 재료를 혼합하여 사용하는 아이디어는 자연에서 얻었다. 예를 들어 발 근육은 부드럽게 시작하고 바위를 만나는 지점에서 딱딱해진다. 자연에서 얻는 복잡성 아이디어는 매우 낮은 비용이 든다. 3D프린팅 같은 새로운 제조 기술로 로봇의 변화를 시도하고 있다.

소프트한 로봇은 특히 전기로 밧줄을 연결하지 않고 일을 수행할 때 느려지는 경향이 있다고 톨리는 말했다. 견고한 구성요소를 추가하면 함께 일하는 사람들 안전의 손상 없이 도움이 된다. 과학 저널에 소개된 로봇은 견고한 층으로 전자 장치의 두뇌와 전원 사이에 더 나은 인터페이스를 만들어준다. 부드러운 층은 점프 후 착륙할 때 덜 손상되기 쉽다.

작동 원리

로봇은 두 개의 반구로 만들어진다. 상단 반구는 반 껍데기 같고 완전히 딱딱한 내부 근처에 고무 같은 유연성을 가진 외부로 이루어진 구조를 만들어 9개의 다른 강성 층을 이루며 3D 프린터로 한번에 인쇄된다. 연구진은 디자인의 여러 버전을 시도해보았는데 윗부분을 완전히 단단하게 하면 더 높이 점프할 수 있다. 윗부분을 보다 유연하게 하면 로봇 재사용이 가능하도록 착륙한다. 그래서 보다 유연한 디자인으로 결정했다.

로봇의 하단은 점프 전 산소와 부탄을 주입할 수 있도록 하는 작은 챔버가 있으며 유연하다. 가스가 점화되면 로봇은 점프하게 되는데 거의 순간적으로 팽창하여 농구공처럼 작동한다. 화학적인 충전이 고갈되면 하단 반구는 원래의 형태로 돌아간다.

두 개의 반구는 맞춤 배선판, 고전압 전원, 배터리, 소형 공기 압축기, 부탄 연료전지 및 기타 다른 구성 요소를 수용하는 경질 코어 모듈로 둘러 쌓여 있다. 테스트 결과 로봇은 높이 2.5피트, 측면으로 0.5피트로 점프했다. 로봇은 100회 이상의 점프 실험에서 높이 4피트 높이로 35회 떨어져 살아남았다.


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