‘자연은 최고의 스승’이란 레오나르도 다빈치의 말처럼 현재 과학기술의 성과는 자연을 모사한 것들이 상당히 많다. 오랜 진화를 통해 최적화한 많은 동식물은 과학자들에게 다양한 아이디어를 제공할 수 있기 때문이다.
스위스 로잔 연방공과대(EPFL) 지능형 시스템 연구실, 생체로보틱스 연구실, 미국 캘리포니아 어바인대 신경공학 연구실 공동 연구팀은 새에서 영감을 받은 다리를 부착한 비행 로봇 ‘레이븐’(RAVEN)을 개발했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 12월 5일 자에 실렸다.
새의 다리는 걷기, 뛰기, 점프, 비행을 위한 도움닫기 등 다양하게 기능한다. 비행 로봇에 새의 이런 기능을 적용하려는 시도는 많지만, 여러 이동 형태를 가진 시스템을 실제로 구현하는 것은 쉽지 않다. 게다가 새와 똑같은 다기능성 비행 로봇을 만들면 시스템이 복잡해지거나 무거워져 비행할 수 없다는 문제 때문에 성공한 경우는 거의 없었다.
이에 연구팀은 새의 다리처럼 움직일 수 있는 구조를 갖고 있으며 엉덩이, 발목, 발의 형태도 새를 그대로 흉내 낸 로봇을 개발하는 데 성공했다. ‘다중 환경을 위한 새에서 영감을 받은 로봇 차량’이라는 뜻의 약자로 이름 붙여진 비행 로봇은 새들처럼 이륙을 위해 도약하는 것은 물론 지면을 걷고 장애물을 뛰어넘을 수도 있다. 연구팀에 따르면 이륙을 위한 도약은 초기 이륙 속도에 크게 기여하고 점프 없이 이륙하는 것보다 에너지 효율이 더 높은 것으로 확인됐다.
연구를 이끈 다리오 플로리아노 EPFL 교수는 “이번 기술을 활용한다면 복잡한 지형에서 이륙할 수 있는 항공기를 만들 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
그런가 하면 미국 노스캐롤라이나 주립대 기계·항공공학부 연구팀은 쥐가오리에서 영감을 얻어 물속에서 로봇의 움직임을 제어하는 능력을 높이는 등 빠르게 수영하는 소프트 로봇을 개발하는 데 성공했다. 그 결과가 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 12월 5일 자에 실렸다.
보통 로봇의 이동 속도를 측정하려면 1초당 움직인 몸의 길이를 의미하는 ‘BL/s’ 단위를 사용한다. 이 단위는 로봇은 물론 동물, 자동차 주행 능력을 파악할 때 주로 쓰인다. 연구팀은 2년 전 3.74BL/s를 낼 수 있는 수중 로봇을 개발했다. 당시는 수면 위에서만 헤엄칠 수 있었으나 이번에 개발한 로봇은 쥐가오리 모양의 지느러미를 갖고, 수중과 표면에서 모두 헤엄칠 수 있으며 초당 6.8BL/s를 낸다.
쥐가오리는 헤엄칠 때 환경에 따라 헤엄치는 동작을 변경해 빠르게 이동하는데, 이번에 개발한 로봇 역시 유체 역학을 이용해 쥐가오리와 비슷한 형태의 지느러미를 달고 수면을 따라 헤엄칠지, 잠수해 움직일지, 파도를 타면서 자세를 유지할 것인지 빠르게 판단해 움직인다고 연구팀은 설명했다.
지에 인 교수는 “진짜 쥐가오리처럼 최대한 단순한 움직임 속에서 복잡한 수중 환경을 탐색하고 이동할 수 있도록 만드는 것이 궁극적 목표”라고 말했다.
https://www.seoul.co.kr/news/politics/2024/12/05/20241205500040?wlog_tag3=naver_relation