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  • [사이언스] 종이접기 기술로 로봇을?
  • 이지현 기자, 최지현인턴기자
  • 2018-03-28 09:13:48
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종이접기 원리 이용한 로봇들(1)

학 접기, 별 접기 등 다양한 종이접기 기술들은 예쁜 공예품을 만드는 데 유용하다. 흔히 예술 작품을 만드는 데 쓰인다고 알려진 종이접기 기술을 이용해 튼튼한 로봇을 만들 수 있다면 믿을 수 있을까? 종이접기의 원리를 이용하면 부피가 작은 로봇을 만드는 데 좋고, 로봇의 부위를 자유롭게 접었다 폈다 할 수 있기도 하다.

종이접기 기술과 만나 세상에 나온 신기한 로봇들을 만나보자.

늘어나라 만능 팔~


조규진 교수 연구팀이 만든 종이접기 기술을 활용한 ‘드론 로봇 팔’. 서울대 공대 제공​

만화영화 ‘형사 가제트’의 주인공 가제트 형사는 자신의 무기인 만능 팔을 자유롭게 펼치고 접으며 악당을 물리친다. 가제트 형사의 만능 팔처럼 유용한 로봇 팔이 최근 나왔다.

서울대 공대 기계항공공학부 조규진 교수 연구팀은 종이접기 기술을 활용한 ‘드론 로봇 팔(가제트 로봇 팔)’을 개발해 최근 발표했다.

드론 로봇 팔은 종이접기 기술을 접목한 육면체의 구조를 여러 개 이어 만든다. 육면체의 내부 옆면 모서리에는 ‘락커’라고 불리는 두 개의 긴 막대가 마주 보며 존재한다. 육면체 구조가 위아래로 눌렸다가 펼쳐질 때 이 긴 막대가 90도로 세워지면서 육면체의 접혔던 옆면을 지탱해 펼친 상태를 유지할 수 있도록 돕는다. 원격조종으로 로봇 팔 속의 와이어를 감고 풀면서 육면체들을 펼치고 접는다. 이 팔에는 드론(무인기)이 달려 있어 어디든지 자유롭게 날 수 있다는 것도 특징.

팔의 끝에 집게를 부착해 좁은 계곡에 빠진 물체를 집어 올릴 수 있고 카메라를 달아 복잡한 나뭇가지 사이로 로봇 팔을 집어넣어 근접 촬영을 할 수도 있다.

쓰지 않을 때는 접어 보관할 수 있다. 로봇 팔의 재료로 부드러운 천과 특수 처리된 단단한 필름 복합체를 합성해 사용하기 때문에 여러 번 접어도 잘 망가지지 않으며 가볍다.​


드론 로봇 팔이 작동하는 모습​


드론 로봇 팔이 접히는 모습​



전기가 ‘찌릿’하면 접혀요!



고제성 교수와 미국 하버드대 연구팀이 만든 종이접기 로봇(위)과 종이접기 로봇의 집게가 벌어진 모습. 아주대 제공·고제성 교수 홈페이지​

아주대 기계공학과 고제성 교수는 미국 하버드대 연구팀과 함께 전자기파로 접었다 펼 수 있는 종이접기 로봇을 지난해 7월 개발했다. 이 로봇은 배터리 없이 오직 무선 전자기파를 이용해 작동하는 것이 특징. 1㎜ 미만의 두께의 팔에 삼각형 모양의 집게가 붙어있으며 길이는 10㎝ 정도다. 이 로봇의 팔은 폴리에스터 막에 형상기억합금(모습이 변형되어도 일정한 온도가 되면 원래대로 돌아오는 금속)과 평면 코일(전자기파를 전기로 바꾸는 역할을 하는 소자)을 붙여 만들어졌다.

여기에 특정 대역의 주파수를 보내면 전자기파가 증폭되어 형상기억합금을 움직이게 하는 구동기를 작동시킨다. 이에 따라 플라스틱 팔이 종이접기를 하는 것처럼 접혔다가 펴지거나 집게가 움직이는 것. 로봇팔의 움직임에 적용되는 주파수와 집게의 움직임에 적용되는 주파수가 다르다. 주파수를 조절해 1∼2m 거리에서 무선으로 로봇의 움직임을 조작할 수 있는 것.

이 로봇을 만드는데 쓰인 기술을 활용하면 몸속을 치료하는 초소형 의료용 로봇을 만들 수 있다. 또한 종이접기 방식이라 로봇의 크기를 작게 만들 수 있으므로 크기와 무게에 따라 운송비용이 달라지는 우주 사업에도 활용될 수 있다.​

▶어린이동아 이지현 기자 easy27@donga.com, 최지현인턴기자 kids@donga.com

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