접었다 펴는 '드론 로봇 팔' 개발

■ 접었다 펴는 '드론 로봇 팔' 개발

● 드론서 로봇 팔 뻗어 물체 집고, 근접 촬영도 가능

국내 연구진이 종이 접기 기술을 이용해 드론에서 로봇 팔을 쭉 뻗어 물건을 집거나 복잡한 곳에서 촬영을 할 수 있는 기술을 선보였다. 서울대 기계 공학부 조규진 교수 연구팀은 2018년 03월 15일 “락커를 이용한 ‘가변 강성 메커니즘’이라는 기술을 적용하고, 와이어 한 줄로 쉽게 접고 펼 수 있도록 설계한 로봇 팔을 만들어 드론에 부착해 작동시키는 데 성공했다”고 밝혔다.

가변 강성 메커니즘이란 서로 수직하게 놓인 ‘접는 선’이 서로의 움직임을 제약할 수 있다는 종이 접기 원리에서 착안한 기술이다. 이를 활용하면, 30g이 채 안 되는 육면체 구조(4×4×10㎝)가 최대 12㎏의 압축력을 견딘다. 반면,와이어를 당기면, 쉽게 락커가 해제돼 육면체 구조를 납작하게 접을 수 있다. 딱지처럼 가볍고 얇게 접히면서도 자동 우산처럼 펼쳐지고 금방 단단해진다.

연구팀은 로봇 팔을 장착한 드론을 날려 계곡에 떨어진 물체를 쭉 뻗은 팔로 집어올리고, 나뭇가지 사이를 근접 촬영하는 장면을 시연해보였다. 연결된 7개의 모듈이 하나의 와이어로 구동됐는데, 와이어를 풀면 로봇 팔 내부에 설치된 고무 밴드로 인해 모듈이 펴지고 자석에 의해 락커가 설치되도록 설계됐다. 로봇 팔을 쓰지 않을 때는 작게 접어 이동하기 편리하고 운반하기도 쉽게 했다. 로봇 팔 소재로는 부드러운 패브릭과 특수 처리된 단단한 펫(PET) 필름의 복합재를 사용했다.

연구팀은 “종이 접기 로봇이 구조적 한계로 무게를 감당하기 어렵고 쉽게 구동하기 어려웠던 약점을 극복할 수 있는 기술인데, 이를 이용하면 공간과 무게라는 로봇의 두 가지 제약을 해결할 수 있다. 이 기술은 드론뿐만 아니라 다른 로봇이나 구조물에도 적용할 수 있고 극지, 사막, 바닷 속이나 우주 같은 극한 상황에서도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.

조규진 교수는 2015년 ‘소금쟁이 로봇’을 개발해 ‘사이언스’에 논문을 실었고, 2016년에는 전미 과학 진흥 협회(AAAS) 연례 대회에서 장애인의 일상 생활을 돕는 장갑형 소프트 로봇 ‘엑소 글로브 폴리’를 공개해 주목을 받았다. 2016년 04월에는 이탈리아 피사에서 열린 ‘소프트 로봇 챌린지’에서 ‘스누맥스’로 우승을 했다. 연구팀의 성과는 로봇 분야 국제 학술지 ‘사이언스 로보틱스’ 2018년 03월호 표지 논문으로 실렸다.