[영상]130g 소프트로봇, 90㎏ 아령 '번쩍'…근력·유연성 역대급

한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 부드러운 소재를 활용해 최대 100㎏ 이상 물체를 들어올릴 수 있는 로봇을 개발했다. 영상은 90㎏ 아령을 들어올리는 모습. / 영상=한국과학기술연구원(KIST)

국내 연구진이 130g 소재로 90㎏ 이상 물체를 옮길 수 있는 '로봇 그리퍼'를 개발했다. 로봇 그리퍼는 사람의 손처럼 물체를 쥐거나 각종 동작을 수행할 수 있는 로봇이다. 특히 이번에 개발한 그리퍼는 유연성과 안전성이 높아 향후 물류·산업 분야에 활용할 수 있을 전망이다.

13일 과학계에 따르면 송가혜 한국과학기술연구원(KIST) 지능로봇연구단 박사 등 공동연구팀은 지난달 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications)에 이같은 연구 논문을 게재했다. 연구 혁신성을 인정받아 편집자 하이라이트로 선정됐다.


국내외 연구자들은 다양한 로봇 그리퍼를 개발 중이다. 최근에는 기존 강성 재료 그리퍼와 달리 유연성·안전성이 높은 '소프트 그리퍼' 개발이 이어지고 있다. 부드러운 소재를 활용해 계란과 같이 깨지기 쉬운 물체를 옮기거나 작은 물체를 운반하는 그리퍼 등이 대표적이다.

연구팀은 소프트 그리퍼 적재 용량을 높이기 위해 기존에 없던 새로운 구조를 적용한 소재를 개발했다. 낱개의 실을 단단히 엮어 견고한 직물을 만드는 직조기술을 PET플라스틱에 적용했다. 연구팀은 얇은 PET플라스틱 띠들이 직조 구조로 얽히고 풀어질 수 있도록 그리퍼를 만들었다.

한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 땅콩 크기 물체부터 골프공, 박스 등을 옮길 수 있는 소프트 로봇을 개발했다. / 영상=한국과학기술연구원(KIST)

한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 개발한 소트프 로봇 그리퍼가 장미꽃을 정밀하게 들어올려 꽃병에 넣는 모습. / 영상=한국과학기술연구원(KIST)

그 결과 소프트 그리퍼는 130g 무게로 최대 100㎏ 이상 물체를 들어올릴 수 있었다. 기존에 최대 20㎏ 이내 물체를 들어올리는 그리퍼 대비 5배 이상 힘을 늘렸다. 특히 땅콩 크기 물체를 포착해 잡아내거나 장미를 꽃병에 꽂을 만큼 정교함도 높았다.


연구팀이 개발한 그리퍼는 재료 단가가 수천원에 불과한 플라스틱을 활용해 높은 가격 경쟁력을 가지고 있다. 다양한 형상과 무게의 물체도 움켜쥘 수 있다. 또 플라스틱 띠를 체결하는 방식만으로 그리퍼를 완성할 수 있어 제작공정이 10분 이내로 간단하고 교체·유지보수도 쉽다.

송가혜 박사는 "이번에 개발된 직조 구조의 그리퍼는 소프트 로봇의 강점이 있으면서도 강성 그리퍼 수준으로 무거운 물체를 움켜쥘 수 있다"며 "동전부터 자동차까지 다양한 크기로 제작할 수 있으며 얇은 카드부터 꽃에 이르기까지 여러 가지의 형태와 무게의 물체를 파지할 수 있어 소프트 그리퍼를 필요로 하는 산업, 물류, 가사 등의 분야에서 활용할 수 있다"고 밝혔다.

이번에 개발한 로봇은 강한 파지 성능이 필요한 산업·물류 현장이나 극한 환경을 견뎌야 하는 다양한 환경에 적합한 그리퍼를 맞춤 제작, 활용할 수 있을 전망이다. 또 플라스틱 외에도 탄성을 보유한 고무나 화합물 등의 재료로 제작할 수 있어 활용도가 클 것으로 기대된다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 지원으로 이뤄졌다. 이번 연구에는 이대영 KAIST(한국과학기술원) 항공우주공학과 교수 연구팀도 함께 참여했다.

한국과학기술연구원(KIST) 연구진은 부드러운 소재 개발을 위해 직조기술을 PET 플라스틱에 적용했다. / 사진=한국과학기술연구원(KIST)