수중 탐사를 위한 오징어 같은 로봇 개발

캘리포니아 대학교 샌디에고(UC San Diego)의 엔지니어들은 수중 탐사를 위한 오징어 같은 로봇을 개발했습니다. 이 로봇은 유연한 부품으로 구성되어 있으며, 물을 몸속에 저장하고 탄성 에너지를 축적하여 물을 방출하여 추진합니다.

마이클 T. 톨리(Michael T. Tolley)는 이 연구의 공동 저자 중 한 명으로, UC 샌디에고의 기계 및 항공 우주 공학부 교수입니다.

“본질적으로, 우리는 고속 수영에 사용되는 오징어의 모든 주요 특징을 재현했습니다.” 톨리는 말했다. “이 로봇은 유연한 소재로 구성되어 있으며, 물을 몸속에 저장하고 탄성 에너지를 축적하여 물을 방출하여 추진합니다. 이는 오징어와 유사한 방식으로 작동하며, 로봇의 몸이 유연하여 수영 효율을 향상시킵니다.”

이 연구는 Bioinspiration and Biomimetics 저널에 발표되었습니다.

오징어 로봇

오징어 영감을 받은 이 로봇은 유연한 소재와 일부 더 жест한 3D 프린팅 및 레이저 커팅 부품으로 구성되어 있습니다. 유연한 로봇은 물고기와 산호초를 위한 수중 탐사에 더 안전합니다. 그러나 유연한 로봇은 일반적으로 느리고 효율이 낮습니다.

연구 팀은 로봇공학자와 컴퓨터 시뮬레이션 전문가로 구성되었습니다. 그들은 오징어의 빠른 속도에 관심을 가졌습니다. 오징어는 제트 추진 메커니즘을 통해 이러한 속도를 달성합니다.

오징어에서 영감을 받은 팀은 로봇을設計하여 물을 몸속에 저장하고 탄성 에너지를 축적할 수 있도록 했습니다. 로봇은 몸이 수축되면 물을 방출하여 추진합니다.

로봇은 정지 상태에서 종이 등불 모양을 유지하며, 유연한 리브는 스프링처럼 작동합니다. 로봇의 양 끝에는 원형 플레이트가 있으며, 리브는 노즐에 연결되어 물을 흡수하고 방출합니다. 물을 방출하려면 로봇의 몸이 수축되어야 합니다. 나머지 플레이트는 센서를 보관하는 데 사용됩니다.

https://www.youtube.com/watch?v=v-UMDnSB8k0

로봇 테스트

오징어 로봇은 UC 샌디에고의 기계 및 항공 우주 공학부에서 테스트되었습니다. 이후 로봇은 스크립스 해양 연구소(Scripps Institution of Oceanography)의 UC 샌디에고 비치 수족관(Birch Aquarium)으로 보내졌습니다.

로봇은 노즐을 조정하여 조종할 수 있었으며, 전기 구성 요소의 방수 처리는 성공적이었습니다. 장치는 약 18에서 32 센티미터毎초의 속도로 이동했습니다. 이는 대부분의 유연한 로봇보다 빠른 속도입니다.

케일 크리스천슨(Caleb Christianson)은 덱스콤(Dexcom)의 선임 의료 기기 엔지니어로, 연구 그룹을 이끌었습니다.

“로봇을 설계하여 실험실의 탱크에서 수영할 수 있도록 최적화한 후, 로봇이 실제 세계의 응용 프로그램에 적합함을 보여주는 산호초와 물고기 사이에서 성공적으로 수영하는 것을 보는 것이尤其 흥미롭습니다.” 크리스천슨은 말했다.

노즐의 다양한 모델을 테스트한 후, 팀은 로봇의 효율성을提高하고, 더 빠른 속도로 이동할 수 있도록 하는 방법을 발견했습니다. 이 발견의 주요 기여 요인 중 하나는 UC 샌디에고의 구조 공학부에서 교수 강량주(Qiang Zhu)와 그의 팀이 이끈 제트 추진 시뮬레이션입니다.