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  •  트랜스포밍 바퀴 로봇ㆍ나뭇잎 로봇 만든 서울대 기계공학부 조규진 교수...'세상에 없던 것'을 만든다는 생각으로
  • 이채린 기자
  • 2021-05-12 16:49:05
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트랜스포밍 바퀴 로봇ㆍ나뭇잎 로봇 만든 서울대 기계공학부 조규진 교수...'세상에 없던 것'을 만든다는 생각으로


서울대 기계공학부 조규진 교수​



함께 개발한 바퀴 로봇을 들고 있는 조 교수(왼쪽)와 서울대 인간중심 소프트로봇 기술 연구센터 김재경 연구원​



바퀴 로봇 개발 과정에 사용된 도구들




서울대 인간중심 소프트로봇 기술 연구센터 박민조 연구원​이 자신이 만든 나뭇잎로봇​을 들고 있는 모습 



평평한 도로를 달리던 커다란 자동차가 울퉁불퉁한 도로에 오르는 순간. 바퀴가 ‘쩍’하고 커지더니 부드럽게 지나간다. 종이접기로 만든 공이 다시 펴지는 것처럼 바퀴의 지름은 46㎝에서 무려 80㎝로 늘어났다.

최근 서울대 조규진 기계공학과 교수 연구팀(서울대 인간중심 소프트로봇 기술 연구센터 김재경 연구원​, 미국 하버드대 이대영 박사 후 연구원)과 한국타이어(한국타이어 손창영 수석, 한국타이어 허정무 책임)가 개발한 ‘트랜스포밍 타이어 로봇’의 모습이다.

최근 나뭇잎처럼 물속을 돌아다니는 로봇을 개발해 주목을 받은 연구팀을 이끈 인물도 조 교수다.

서울대 인간중심 소프트로봇 기술 연구센터의 센터장인 그는 우리나라 소프트로봇 분야의 권위자.

소프트로봇이란 딱딱한 금속이 아닌 부드러운 소재로 만든 로봇이다.

10일 그를 서울대(서울 관악구)에서 만나 로봇 개발 과정에 대해 들어봤다.​

전환점은 종이접기​

트랜스포밍 타이어는 무려 10여 년 동안의 연구 결과물이다. 로봇 개발에서 가장 중요한 것이 ‘움직임’이라고 생각한 그는 2010년부터 자유자재로 변형되는 바퀴를 연구하기 시작했다. 로봇은 어떻게 움직이느냐에 따라 쓰임이 완전히 달라지기 때문.

바퀴 연구는 ‘종이접기’ 기술을 만나면서 속도를 내기 시작했다.

“2011년 미국 공군연구소를 방문했어요. 그때 연구소 연구원들이 제 연구에 종이접기를 적용해보라고 조언했어요. 바퀴의 소재를 종이접기 하듯 접었다 펴보니 모양이 쉽게 작아졌다 커지더라고요. ‘이거다!’ 싶었지요.”

2017년부터 한국타이어와 함께 자동차 등에 실제 쓰일 수 있는 바퀴로 발전시키는 시도를 했는데, 과정이 녹록치만은 않았다. 로봇에 장착된 기존 바퀴는 사람 머리만한 크기였지만 차체를 지탱하려면 훨씬 크고 견고해야 했던 것.

“수십 차례의 실패 끝에 소재와 설계 구조를 바꿨어요. 바퀴가 작아질 때 접히는 부분은 나일론과 PET를 섞은 고강도 직물로 만들었어요. 접히지 않는 면은 항공기에 쓰이는 단단한 알루미늄 소재를 이용했지요. 접히는 위치, 개수, 면적을 조정하기도 했고 결국 약 1t(톤)의 무게도 거뜬히 버틸 수 있는 바퀴를 만들었지요.”

이 바퀴는 재난 현장과 환경이 급격히 변하는 달, 화성을 탐사할 때 쓰일 수 있다. 이런 가치 때문에 국제 로봇 학술지인 ‘사이언스 로보틱스’의 4월호 표지로 선정됐다. 연구팀은 앞으로 소재를 더욱 강화시키고 대량 생산에 적합한 방식으로 개발할 예정이다.

깨달음이 시작

그가 이끄는 연구팀은 지금껏 각양각색의 생체 모방 로봇을 개발해왔다. 나뭇잎로봇뿐 아니라 몸길이의 수십 배를 뛰는 ‘벼룩 로봇’, 0.1초 만에 벌린 입을 닫는 ‘파리지옥 로봇’ 등 다양하다. 아이디어는 어디서 얻는 걸까?

“저는 깨닫는 것을 좋아해요. 사소한 것에 잘 감탄하기도 해요. 작은 동물이나 식물을 자세히 뜯어보듯 관찰하면서 많이 깨달아요. 우리가 배울 만한 놀라운 능력이 많아서 로봇 개발에 자주 이용합니다.”

그는 “이렇게 개발된 로봇이 사소해 보여도 다양한 아이디어와 만나면서 중요한 기술이 될 수 있다”고 말했다. 나뭇잎로봇은 나뭇잎과 비슷하게 생긴 극피동물인 갯고사리가 바닷속에서 떠다니며 이동하는 모습에 착안해 개발됐다. 아기 손바닥만 한 크기지만 해양 오염, 쓰레기 등을 제거할 수 있는 새로운 형태의 수중 소프트 로봇을 만드는 기술이 될 수 있다.

조 교수는 로봇 개발자를 꿈꾸는 어린이들에게 “세상에 없던 것을 만들겠다는 생각으로 이것저것 만들어보세요”라고 조언했다.

“기술 발달로 지식은 쉽게 얻을 수 있게 됐어요. 이젠 이를 바탕으로 새로운 것을 만들어 내는 능력이 중요합니다. 주변에 있는 물건을 이용해보세요. 저는 지금 대학생들한테도 고무줄, 널빤지 같은 소재로 로봇을 만들어보도록 지도하는 걸요?(웃음)”​

▶어린이동아 이채린 기자 rini1113@donga.com

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