“뇌가 없는” 소프트 로봇, 복잡한 환경에서 навигация하는 로봇 기술의 돌파구

로봇 기술 분야에서 새로운 돌파구가 등장했습니다. 연구자들은 컴퓨터나 인간의 지시 없이도 복잡한 환경을 навигация할 수 있는 소프트 로봇을 개발했습니다. 이 새로운 발명은 이전 연구에서 기본적인 навигация 능력을 보여준 소프트 로봇을 기반으로 합니다.

물리적 지능을 이용한 навигация

노스 캐롤라이나 주립 대학교의 기계 및 항공 우주 공학부 조교수인 Jie Yin은 이 발전에 대해 다음과 같이 설명했습니다:

“우리의 이전 연구에서, 우리는 우리의 소프트 로봇이 매우 간단한 장애물 코스를 통해 비틀거리며 이동할 수 있음을 보여주었습니다. 그러나 그것은 장애물에 부딪칠 때까지는 회전할 수 없었습니다. 이 제한으로 인해 로봇은 때때로 병진으로 이동하며 평행한 장애물 사이에서 갇히게 됩니다.”

그는 추가로 설명했습니다, “우리는 새로운 소프트 로봇을 개발했습니다. 그것은 스스로 회전할 수 있으며, 비틀거리는 미로를 통과할 수 있고, حتى 움직이는 장애물 주변을 돌아갈 수 있습니다. 모든 것은 물리적 지능을 사용하여 컴퓨터의 지시에 의존하지 않습니다.”

“물리적 지능”은 소프트 로봇과 같은 동적 객체의 내재된 행동을 의미하며, 구조 설계와 재료에 의해 정의됩니다. 즉, 외부의 인간이나 컴퓨터 개입에 의존하지 않습니다.

이 새로운 소프트 로봇은 리본과 같은 액정 엘라스토머를 사용합니다. 로봇이 표면에 놓여 있을 때, 표면의 온도가 주변 공기보다 높을 경우(특히 55도 이상), 리본의 일부가 수축하고 노출된 부분은 변하지 않습니다. 이 차이로 인해 회전 운동이 발생하며, 표면의 온도에 따라 가속됩니다.

비대칭을 통한 혁신

이 로봇의 특징은 설계에 있습니다. 이전의 대칭적인 버전과 달리, 새로운 버전은 두 개의 다른 부분으로 구성됩니다. 한 부분은 비틀어진 리본과 같은 직선으로 확장되고, 다른 부분은 계단과 같은 나선형 리본을 닮았습니다.

이 설계의 차이로 인해 로봇의 한쪽 끝이 다른 쪽보다 더 많은 힘을 가하게 되어 비선형 운동이 발생합니다. 논문의 첫 번째 저자이자 노스 캐롤라이나 주립 대학교의 박사 후 연구원인 Yao Zhao는 이 원리를 다음과 같이 설명했습니다: “플라스틱 컵을 생각해 보세요. 컵의 입은 밑면보다 더 넓습니다. 컵을 굴리면 직선으로 이동하지 않고 曲線을 그리며 이동합니다. 이것이 비대칭 설계의 효과입니다.”

Zhao는 추가로 설명했습니다, “우리의 새로운 로봇의 개념은 khá 간단합니다. 비대칭 설계로 인해 로봇은 자율적으로 회전할 수 있습니다. 따라서 객체와 충돌할 때 경로를 변경할 수 있지만, 평행한 장애물 사이에서 갇히지 않습니다. 曲線 운동으로 인해 효과적으로 빠져나갈 수 있습니다.”

이 로봇을 테스트한 결과, 복잡한 미로를 통과할 수 있으며, حتى 움직이는 벽이 있는 미로도 통과할 수 있었습니다. 또한 로봇은 자신의 크기보다 작은 간격을 통과할 수 있었습니다. 이러한 테스트는 다양한 지형에서 수행되었습니다.

이 혁신적인 연구는 소프트 로봇 설계에 새로운 관점을 제공합니다. Yin은 다음과 같이 말했습니다, “이 연구는 우리가 환경의 열 에너지를 활용할 수 있는 소프트 로봇 설계에 대한 혁신적인 접근 방식을 개발하는 데 앞으로 나아가는 또 하나의 단계입니다.”

로봇 기술이 발전함에 따라, 이러한 “뇌가 없는” 소프트 로봇의 실제 적용 가능성은 무한합니다.