‘5mm’ 초소형 소금쟁이의 비밀…“로봇으로 세계 최초 구현”

국내 연구진이 개발한 초소형 소금쟁이 로봇. (아주대 고제성 교수 제공)

국내 연구진이 세계 최초로 소금쟁이의 기동 원리를 초소형 로봇으로 구현해, 국제 학술지 '사이언스' 표지 논문으로 게재되는 성과를 이뤘습니다.

과학기술정보통신부는 오늘(22일) 아주대학교 고제성 교수 연구팀의 최신 논문이 세계 최고 권위 학술지 '사이언스' 표지 논문으로 선정됐다고 밝혔습니다.

이번 연구는 일반 소금쟁이의 10분의 1 크기인 부채다리 소금쟁이(라고벨리아)가 빠른 물살에서도 민첩하게 움직일 수 있는 이유를 처음 규명하고, 이를 초소형 로봇 설계로 구현해 냈다는 데 의미가 있습니다.

향후 센서나 동력, 로봇 전장부에 대한 연구가 함께 진전되면 수질 탐사나 재난 현장 수색 등에 쓰이는 소형 수상 로봇 개발, 몸에 걸치는 초소형 전자기기(웨어러블 디바이스) 연구에도 활용될 수 있을 것으로 보입니다.

국내 연구진이 개발한 초소형 소금쟁이 로봇. (아주대 고제성 교수 제공)

라고벨리아는 가운뎃다리 끝에 여러 가닥의 미세한 털이 부채꼴 모양으로 나 있는데, 이를 물속에서 0.01초 안에 펼쳤다 접으면서 강한 추진력을 얻습니다.

지금까지는 이 부채꼴 구조가 어떤 원리로 움직이는지 밝혀지지 않았는데, 연구진은 근육의 힘이 아니라 물의 표면장력과 탄성 등 수중 환경과의 상호작용으로 인해 순식간에 변형된다는 사실을 처음으로 밝혀냈습니다.

고제성 교수 연구진은 5년 간의 연구 끝에 해당 메커니즘을 그대로 적용한 무게 0.23g, 가로 10cm, 세로 8cm 크기의 소금쟁이 로봇을 만들어 실제 라고벨리아와 같은 기동에 성공했다고 밝혔습니다.

미세한 폴리아마이드 소재 인공 털 21가닥을 로봇 다리 끝에 붙여, 가로 5mm, 세로 10mm 규모 부채꼴 구조를 만듦으로써 물 위에서도 자유자재로 움직일 수 있는 로봇을 만들어 낸 겁니다.

고 교수는 "표면장력을 최대한으로, 최적화해서 움직이는 소금쟁이의 기동 구조는 물이라는 환경에 수백만 년간 적응한 결과이자 AI도 만들 수 없는 자연의 해법"이라며, "내가 하지 않으면 아무도 안 할 것 같다는 의무감과 자연에 대한 경외심을 느끼며 연구했다"고 소감을 밝혔습니다.