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벌레처럼 기어다니고, 케이블 잡고 오르는 소프트 파라오 슬롯 - 파라오 슬롯신문사
벌레처럼 기어다니고, 케이블 잡고 오르는 소프트 파라오 슬롯서울대 김호영 교수 등 연구팀, ‘셀 리포츠 피지컬 사이언스’에 논문 발표
승인2025.02.1217:08:40
▲ 소프트 파라오 슬롯이 케이블을 잡고 오르고 있다.(사진=동영상 캡쳐)
서울대 김호영 교수 등 연구팀이 벌레처럼 기어다니며, 케이블을 잡고 오르고, 갑자기 모양을 바꿔 다른 방향으로 움직일 수 있는 새로운 유형의 소프트 파라오 슬롯을 개발했다고 11일 밝혔다. 이 소프트 파라오 슬롯의 다양한 동작은 단일의 공기 입력으로 제어된다.
연구팀은 이 소프트 파라오 슬롯이 주변 환경에 적응하면서 움직일 수 있는 새로운 방법을 제시하고 있다고 소개했다.이번 연구 성과는 학술 전문지인 ‘셀 리포츠 피지컬 사이언스’에 발표됐다.(논문 제목:Snap inflatable modular metastructures for multipath, multimode morphing machines)
일반적으로 유연한 소재로 만들어진 소프트 파라오 슬롯은 구부리고 늘어나는 능력이 뛰어나다. 하지만 파라오 슬롯의 동작을 정확하게 제어하는 게 힘들다. 다양한 작업을 수행하기 위해선 복수의 입력이 필요한 복잡한 시스템이 필요했다.
연구팀은 "소프트 파라오 슬롯의 실질적인 성공은, 주로 능숙한 조작 및 적응형 이동 등 작업을 위한 고급 형상 변형 능력을 갖춘 액추에이터에 달려 있다. 전통적인 소프트 머신은 단일 장치 내에서 여러 작동 모드를 관리하는 복잡성 때문에 한계에 직면해 있다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 모듈러 오리가미와 키리가미 디자인, 공기압 방식 스냅스루 및 스냅백을 결합해 적응력이 높은 변형 소프트 파라오 슬롯을 만들었다"고 밝혔다.
연구팀은 파리지옥 같은 식물들이 먹이 주변을 빠르게 닫거나, 점핑 포퍼(jumping popper) 장난감이 갑자기 뒤집히는 동작을 하는 것과 유사한 ‘스냅-스루 메카니즘(snap-through mechanism)’을 활용했다. 또한하나의 공기 공급원을 사용해 부드럽게 변형되고 새로운 형태로 빠르게 스냅할 수 있는 ‘SIMM(Snap Inflatable Modular Metastructure)’을 설계했다.
연구팀은 이 파라오 슬롯의 성능을 입증하기 위해 두 가지 파라오 슬롯 설계를 고안했다.
▲ 크롤링 및 클라이밍 파라오 슬롯=파라오 슬롯은 몸을 확장하고 수축시켜 지렁이처럼 표면을 기어간다. 기존 소프트 파라오 슬롯과 달리, 케이블을 잡고 올라갈 수 있어 어려운 환경을 헤쳐나가는 데 유용하다.
▲ 자가 재구성 파라오 슬롯(Self-Reconfiguring Robot)=파라오 슬롯은 구부려서 앞으로 움직이지만 갑작스러운 스냅으로 더 큰 모양으로 확장되어 방향을 바꾸고 복잡한 지형을 탐색할 수 있다. 필요에 따라 다양한 방향으로 움직이는 이 기능은 소프트 파라오 슬롯에서 이전에 입증된 적이 없다.
연구팀은 이 소프트 파라오 슬롯이 적응형 기계의 새로운 가능성을 열었다고 밝혔다. 향후 이 기술은 잔해 속을 탐색하는 재난구조 파라오 슬롯, 인체 내부를 움직이는 의료 파라오 슬롯, 필요에 따라 모양이 변하는 구조물 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
