벽 달라붙어 '초당 70㎝' 후다닥…韓 스파이더맨 로봇 등장[영상]

카이스트(KAIST·한국과학기술원) 연구진이 개발한 네다리 보행 로봇이 미끄러운 철제 벽면을 오르고 있는 모습. / 영상=카이스트(KAIST·한국과학기술원)

카이스트(KAIST·한국과학기술원) 연구진이 미끄러운 철제 벽면을 기어오를 수 있는 네다리 보행 로봇을 개발했다. 1초당 70㎝를 이동하는 속도로, 세계 최고 수준이다. 이 로봇은 천장에 거꾸로 매달려 떨어지지 않고도 보행하는 데 성공했다.

26일 카이스트에 따르면 박해원 기계공학과 교수 연구팀은 최근 국제학술지 '사이언스 로보틱스'에 이같은 로봇 연구 성과를 발표했다. 연구 혁신성을 인정받아 12월호 학술지 표지 논문으로도 출판됐다.


전 세계 과학자들은 교량 하부나 공장 틈새 등 사람이 접근하기 어렵거나 위험한 곳에서 작업할 수 있는 로봇을 개발하고 있다. 하지만 기존 로봇은 이같은 환경에서 이동성이 제한되는 한계가 있었다. 또 미끄럽거나 거친 표면에선 로봇이 다양한 움직임을 수행하기 어려웠다.

카이스트 연구팀은 미끄럽거나 거친 표면을 이동하려면 발바닥의 흡착력을 자유자재로 조절할 수 있어야 한다고 봤다. 연구팀은 이를 위해 발바닥에 '영전자석'과 '자기유변탄성체'를 적용했다. 영전자석은 매우 짧은 시간 전류를 흘려보내 전자기력을 끌어올리거나 낮출 수 있는 자석이다. 자기유변탄성체는 고무 재질의 합성수지에 철가루와 같은 인자를 섞은 탄성체를 일컫는다.

왼쪽부터 카이스트(KAIST·한국과학기술원) 박해원 기계공학과 교수, 엄용 박사 과정생, 홍승우 박사 과정생. / 사진=카이스트(KAIST·한국과학기술원)

연구팀은 이들 물질을 활용해 벽면을 기어오르거나 천장에서도 흡착력을 지니는 보행 로봇을 개발했다. 네다리 보행 로봇 전체 무게는 8㎏으로, 발바닥 무게는 169그램(g)에 불과하다. 수직 흡착력은 535뉴턴(N), 마찰력은 445뉴턴(N)을 나타냈다. 이는 각각 수직 방향에서 약 54킬로그램(㎏), 수평 방향에서 약 45㎏의 외력을 가해도, 발바닥이 떨어지지 않고 견딘다는 의미다.


특히 연구팀이 제작한 네다리 보행 로봇은 직벽을 초당 70㎝씩 등반한다. 천장에 거꾸로 매달려 초당 50㎝를 보행하기도 했다. 이는 보행형 등반 로봇 중에선 세계 최고 속도다. 연구팀은 페인트가 칠해지고 먼지, 녹으로 더러워진 물탱크의 외부 표면에서도 로봇이 초당 35㎝를 올라갈 수 있다고 밝혔다.

연구팀은 "지면뿐만 아니라 벽과 천장을 포함한 다양한 환경에서도 보행 로봇이 민첩하게 움직일 수 있다는 사실을 입증했다"며 "이 로봇은 조선소와 같은 철제 구조물 등에서 위험하고 힘든 작업을 수행하는 데 활발히 사용될 수 있을 것"이라고 설명했다.

로봇은 향후 배, 교량, 송전탑, 송유관, 건설 현장 등에서 보수나 수리 등 다양한 활용이 기대된다. 특히 작업상 추락, 질식 등 위험이 존재하는 각종 현장에서 활용 폭이 클 것으로 보인다.

국제학술지 사이언스 로보틱스 12월호 표지논문으로 선정된 연구성과. / 사진=카이스트(KAIST·한국과학기술원)