거미의 먹이잡기 행동서 착안한 부드러운 '로봇' 나왔다

전기장으로 물체 감지..60배 무거운 물체 포획

[이데일리 강민구 기자] 정주성(定住性) 거미는 최소한의 그물만 만들고, 먹이가 거미줄에 걸리면 진동을 감지해 추가 거미줄로 먹이의 탈출을 막는다. 접착력이 강한 거미줄의 오염을 최소화하기 위해서다.

국내 연구진이 이러한 거미의 먹이잡기에서 착안해 금속이나 세라믹 등을 감지해 붙잡는 거미줄 로봇을 개발했다. 금속이나 세라믹 등 단단한 소재의 로봇을 활용할 수 없는 영역에 적용할 수 있어 소프트 로봇의 잠재력을 끌어올릴 것으로 기대를 모은다.

선정윤·김호영 서울대학교 교수 연구팀은 거미의 행동학적 특성에 착안해 전기로 주변의 물체를 감지해 포획하고, 불필요한 오염물을 스스로 털어내는 거미줄 로봇을 개발했다고 16일 밝혔다.

거미줄 로봇의 구조.<자료=한국연구재단>

거미줄 로봇은 손바닥 크기의 방사형 거미줄을 모사했다. 전극 역할을 하는 오가노젤을 절연체 역할을 하는 실리콘 탄성체로 둘러싼 샤프심 두께의 신축성 있는 전도성 섬유 소재를 배열해 만들었다.

로봇은 수 센티미터 거리 정도 주위에 강력한 전기장을 만들어 주변 물체를 자극해 강한 정전기적 인력으로 달라붙도록 해 물체를 포획한다.

물체 표면에서 나오는 전기장을 감지해 물체와의 상대적 거리를 감지해 실제 접촉하지 않고도 접근을 알아낸다. 충분히 접근했을 때만 물체를 자극해 끌어당기는 방식으로 의도하지 않은 물체에 의한 오염도 피할 수 있다.

로봇은 젤이나 탄성체 등 신축성 소재로 모든 구성요소가 제작돼 원래 길이의 3배까지 늘어날 수 있다. 이러한 신축성을 기반으로 거미줄 로봇 자체 무게 0.2g 보다 68배나 무거운 물체를 포획할 수 있다. 투명하거나 반투명한 소재로 만들어 다양한 환경에서 위장하기도 쉽다.

연구팀은 차세대 인공 근육, 전자 피부, 로봇 팔 등에 주요 설계 변경 없이도 추가 기능을 부여해 활용범위를 확장시킬 수 있을 것으로 기대했다.

연구 결과는 로봇공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 로보틱스(Science Robotics)’ 저널의 표지논문으로 지난 16일자로 게재됐다.

강민구 (science1@edaily.co.kr)